Meia-vida biológica - Biological half-life

Meia-vida biológica (também conhecido como uma meia-vida de eliminação , meia-vida farmacológica ) de uma substância biológica tal como a medicação é o tempo que leva a partir da sua concentração máxima ( C max ) para metade da sua concentração máxima no plasma sanguíneo , e é denotado pela abreviatura .

Isso é usado para medir a remoção de coisas como metabólitos , drogas e moléculas de sinalização do corpo. Normalmente, a meia-vida biológica se refere à limpeza natural do corpo por meio da função do fígado e da excreção da substância medida pelos rins e intestinos. Este conceito é usado quando a taxa de remoção é aproximadamente exponencial .

Em um contexto médico, a meia-vida descreve explicitamente o tempo que leva para a concentração de uma substância no plasma sanguíneo reduzir pela metade ( meia-vida plasmática ) seu estado estacionário quando circula no sangue total de um organismo . Esta medição é útil em medicina, farmacologia e farmacocinética porque ajuda a determinar a quantidade de medicamento que precisa ser tomada e com que freqüência deve ser tomada se uma certa quantidade média for necessária constantemente. Em contraste, a estabilidade de uma substância no plasma é descrita como estabilidade do plasma. Isso é essencial para garantir uma análise precisa dos medicamentos no plasma e para a descoberta de medicamentos .

A relação entre as semi-vidas biológicas e plasmáticas de uma substância pode ser complexa dependendo da substância em questão, devido a fatores que incluem a acumulação nos tecidos ( ligação às proteínas ), metabolitos ativos e interações com recetores.

Exemplos

Água

A meia-vida biológica da água em um ser humano é de cerca de 7 a 14 dias . Pode ser alterado pelo comportamento. Beber grandes quantidades de álcool reduzirá a meia-vida biológica da água no corpo. Isso tem sido usado para descontaminar humanos que estão internamente contaminados com água tritiada ( trítio ). A base desse método de descontaminação (usado em Harwell ) é aumentar a taxa na qual a água no corpo é substituída por água nova.

Álcool

A remoção do etanol (consumo de álcool) através da oxidação pela álcool desidrogenase no fígado do corpo humano é limitada. Conseqüentemente, a remoção de uma grande concentração de álcool do sangue pode seguir uma cinética de ordem zero . Além disso, as etapas de limitação de taxa para uma substância podem estar em comum com outras substâncias. Por exemplo, a concentração de álcool no sangue pode ser usada para modificar a bioquímica do metanol e do etilenoglicol . Desta forma, a oxidação do metanol em formaldeído tóxico e ácido fórmico no corpo humano pode ser evitada dando-se uma quantidade apropriada de etanol a uma pessoa que ingeriu metanol. Observe que o metanol é muito tóxico e causa cegueira e morte. Uma pessoa que ingeriu etilenoglicol pode ser tratada da mesma maneira. A meia-vida também é relativa à taxa metabólica subjetiva do indivíduo em questão.

Medicamentos de prescrição comuns

Substância Meia-vida biológica
Adenosina Menos de 10 segundos (estimativa)
Norepinefrina 2 minutos
Oxaliplatina 14 minutos
Zaleplon 1 hora
Morfina 1,5–4,5 horas
Flurazepam 2,3 horas

Metabólito ativo ( N-desalquilflurazepam ): 47-100 horas

Metotrexato 3–10 horas (doses mais baixas),

8-15 horas (doses mais altas)

Metadona 15–72 horas

em casos raros, até 8 dias

Diazepam 20–50 horas

Metabólito ativo ( nordazepam ): 30–200 horas

Fenitoína 20-60 horas
Buprenorfina 28-35 horas
Clonazepam 30–40 horas
Donepezil 3 dias (70 horas)
Fluoxetina 4-6 dias (sob administração contínua)

Metabólito lipofílico ativo ( norfluoxetina ): 4-16 dias

Amiodarona 14-107 dias
Vandetanib 19 dias
Dutasterida 21-35 dias (sob administração contínua)
Bedaquiline 165 dias

Metais

A meia-vida biológica do césio em humanos é de um a quatro meses. Isso pode ser encurtado alimentando a pessoa com azul da Prússia . O azul da Prússia no sistema digestivo atua como um trocador de íons sólido que absorve o césio enquanto libera íons de potássio .

Para algumas substâncias, é importante pensar no corpo humano ou animal como sendo composto de várias partes, cada uma com sua própria afinidade pela substância, e cada parte com uma meia-vida biológica diferente ( modelagem farmacocinética com base fisiológica ). As tentativas de remover uma substância de todo o organismo podem ter o efeito de aumentar a carga presente em uma parte do organismo. Por exemplo, se uma pessoa que está contaminada com chumbo recebe EDTA em uma terapia de quelação , então, enquanto a taxa de perda de chumbo do corpo aumenta, o chumbo dentro do corpo tende a se deslocar para o cérebro, onde pode fazer o maior dano.

  • O polônio no corpo tem meia-vida biológica de cerca de 30 a 50 dias.
  • O césio no corpo tem meia-vida biológica de cerca de um a quatro meses.
  • O mercúrio (como metilmercúrio ) no corpo tem meia-vida de cerca de 65 dias.
  • O chumbo no sangue tem meia-vida de 28 a 36 dias.
  • O chumbo nos ossos tem meia-vida biológica de cerca de dez anos.
  • O cádmio no osso tem meia-vida biológica de cerca de 30 anos.
  • O plutônio no osso tem meia-vida biológica de cerca de 100 anos.
  • O plutônio no fígado tem meia-vida biológica de cerca de 40 anos.

Meia-vida periférica

Algumas substâncias podem ter diferentes meias-vidas em diferentes partes do corpo. Por exemplo, a oxitocina tem meia-vida de cerca de três minutos no sangue, quando administrada por via intravenosa . Peptídeos administrados perifericamente (por exemplo, por via intravenosa) como a oxitocina atravessam muito mal a barreira hematoencefálica , embora quantidades muito pequenas (<1%) pareçam entrar no sistema nervoso central em humanos quando administradas por essa via. Em contraste com a administração periférica, quando administrada por via intranasal por meio de um spray nasal, a ocitocina atravessa de forma confiável a barreira hematoencefálica e exibe efeitos psicoativos em humanos. Além disso, também ao contrário do caso da administração periférica, a ocitocina intranasal tem uma duração central de pelo menos 2,25 horas e até 4 horas. Em relação provável a esse fato, as concentrações endógenas de oxitocina no cérebro são até 1000 vezes maiores do que os níveis periféricos.

Equações de taxa

Eliminação de primeira ordem

Linha do tempo de um processo de decaimento exponencial
Tempo (t) Porcentagem do valor inicial Conclusão percentual
50% 50%
t½ × 2 25% 75%
t½ × 3 12,5% 87,5%
t½ × 3,322 10,00% 90,00%
t½ × 4 6,25% 93,75%
t½ × 4,322 5,00% 95,00%
t½ × 5 3,125% 96,875%
t½ × 6 1,5625% 98,4375%
t½ × 7 0,781% 99,219%
t½ × 10 0,098% 99,902%

Meios tempos se aplicam a processos onde a taxa de eliminação é exponencial. Se for a concentração de uma substância no tempo , sua dependência do tempo é dada por

onde k é a constante da taxa de reação . Essa taxa de decaimento surge de uma reação de primeira ordem, onde a taxa de eliminação é proporcional à quantidade da substância:

A meia-vida para este processo é

Alternativamente, a meia-vida é dada por

onde λ z é a inclinação da fase terminal da curva de concentração de tempo para a substância em uma escala semilogarítmica.

A meia-vida é determinada pela depuração (CL) e volume de distribuição (V D ) e a relação é descrita pela seguinte equação:

Na prática clínica, isso significa que leva 4 a 5 vezes a meia-vida para que a concentração sérica de um medicamento alcance o estado estacionário após o início, interrupção ou alteração da dose da dosagem regular. Assim, por exemplo, a digoxina tem meia-vida (ou t ½ ) de 24–36 h; isso significa que uma mudança na dose levará quase uma semana para fazer efeito. Por esse motivo, os medicamentos com meia-vida longa (por exemplo, amiodarona , eliminação t ½ de cerca de 58 dias) geralmente são iniciados com uma dose de ataque para atingir o efeito clínico desejado mais rapidamente.

Meia-vida bifásica

Muitos medicamentos seguem uma curva de eliminação bifásica - primeiro uma encosta íngreme, depois uma encosta rasa:

STEEP (inicial) parte da curva -> distribuição inicial do medicamento no corpo.
Parte RASA da curva -> excreção final da droga, que depende da liberação da droga dos compartimentos do tecido para o sangue.

A meia-vida mais longa é chamada de meia-vida terminal e a meia-vida do maior componente é chamada de meia-vida dominante. Para uma descrição mais detalhada, consulte Farmacocinética § Modelos multicompartimentais .

Valores de amostra e equações

Medidas farmacocinéticas
Característica Descrição Símbolo Unidade Fórmula
Valor de exemplo trabalhado
Dose Quantidade de medicamento administrado. Parâmetro de design 500 mmol
Intervalo de dosagem Tempo entre as administrações das doses do medicamento. Parâmetro de design 24 h
C max A concentração plasmática máxima de um medicamento após a administração. Medição direta 60,9 mmol / L
t max Tempo para atingir C máx . Medição direta 3,9 h
C min O menor ( calha ) concentração que atinge uma droga antes da próxima dose seja administrada. Medição direta 27,7 mmol / L
Volume de distribuição O volume aparente em que um medicamento é distribuído (ou seja, o parâmetro que relaciona a concentração do medicamento no plasma à quantidade do medicamento no corpo). 6,0 L
Concentração Quantidade de medicamento em um determinado volume de plasma . 83,3 mmol / L
Meia-vida de absorção O tempo necessário para que 50% de uma determinada dose do medicamento seja absorvido pela circulação sistêmica. 1,0 h
Constante de taxa de absorção A taxa na qual um medicamento entra no corpo por via oral e outras vias extravasculares. 0,693  −1
Meia-vida de eliminação O tempo necessário para que a concentração do medicamento atinja a metade de seu valor original. 12 h
Constante de taxa de eliminação A taxa na qual uma droga é removida do corpo. 0,0578 h -1
Taxa de infusão Taxa de infusão necessária para equilibrar a eliminação. 50 mmol / h
Área sob a curva O integrante da curva de concentração-tempo (ap uma dose ica ou em estado estacionário). 1.320 mmol / L · h
Liberação O volume de plasma eliminado da droga por unidade de tempo. 0,38 L / h
Biodisponibilidade A fração sistemicamente disponível de um medicamento. Sem unidade 0,8
Flutuação Flutuação de vale máxima dentro de um intervalo de dosagem no estado estacionário.
Onde
41,8%

Veja também

Referências