Vida media biológica

Tiempo que tarda un fármaco en reducir a la mitad su concentración en el plasma sanguíneo

Evolución temporal de las concentraciones plasmáticas del fármaco durante 96 horas tras administraciones orales cada 24 horas (τ). Vida media de absorción 1 h, vida media de eliminación 12 h.

La vida media biológica ( vida media de eliminación , vida media farmacológica ) es el tiempo que tarda la concentración de una sustancia biológica (como un medicamento ) en disminuir desde su concentración máxima ( Cmax ) a la mitad de la Cmax _en el plasma sanguíneo . ^{[1] [2] [3] [4] [5]} Se denota con la abreviatura . [ ^{2] [4]} ${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}}$

Esto se utiliza para medir la eliminación de cosas como metabolitos , fármacos y moléculas de señalización del cuerpo. Por lo general, la vida media biológica se refiere a la desintoxicación (limpieza) natural del cuerpo a través del metabolismo hepático y a través de la excreción de la sustancia medida a través de los riñones y los intestinos. Este concepto se utiliza cuando la tasa de eliminación es aproximadamente exponencial . ^[6]

En un contexto médico, la vida media describe explícitamente el tiempo que tarda la concentración plasmática de una sustancia en reducir a la mitad ( vida media plasmática ) su estado estable cuando circula en la sangre completa de un organismo . Esta medida es útil en medicina, farmacología y farmacocinética porque ayuda a determinar qué cantidad de un fármaco debe tomarse y con qué frecuencia debe tomarse si se necesita una determinada cantidad media de forma constante. Por el contrario, la estabilidad de una sustancia en el plasma se describe como estabilidad plasmática. Esto es esencial para garantizar un análisis preciso de los fármacos en el plasma y para el descubrimiento de fármacos .

La relación entre las vidas medias biológicas y plasmáticas de una sustancia puede ser compleja dependiendo de la sustancia en cuestión, debido a factores que incluyen la acumulación en los tejidos, la unión a proteínas , los metabolitos activos y las interacciones con los receptores. ^[7]

Ejemplos

Agua

La vida media biológica del agua en un ser humano es de aproximadamente 7 a 14 días. Puede verse alterada por el comportamiento. Beber grandes cantidades de alcohol reducirá la vida media biológica del agua en el cuerpo. ^{[8] [9]} Esto se ha utilizado para descontaminar a pacientes que están contaminados internamente con agua tritiada . La base de este método de descontaminación es aumentar la velocidad a la que el agua del cuerpo se reemplaza con agua nueva.

Alcohol

La eliminación del etanol (alcohol potable) a través de la oxidación por la alcohol deshidrogenasa en el hígado del cuerpo humano es limitada. Por lo tanto, la eliminación de una gran concentración de alcohol de la sangre puede seguir una cinética de orden cero . Además, los pasos limitantes de velocidad para una sustancia pueden ser comunes a otras sustancias. Por ejemplo, la concentración de alcohol en sangre se puede utilizar para modificar la bioquímica del metanol y el etilenglicol . De esta manera, la oxidación del metanol al formaldehído tóxico y al ácido fórmico en el cuerpo humano se puede prevenir administrando una cantidad adecuada de etanol a una persona que ha ingerido metanol. El metanol es muy tóxico y causa ceguera y muerte. Una persona que ha ingerido etilenglicol puede ser tratada de la misma manera. La vida media también es relativa a la tasa metabólica subjetiva del individuo en cuestión.

Medicamentos recetados comunes

Rieles

La vida media biológica del cesio en el ser humano es de entre uno y cuatro meses. Esta vida se puede acortar si se alimenta al paciente con azul de Prusia . El azul de Prusia actúa en el sistema digestivo como un intercambiador de iones sólido que absorbe el cesio y libera iones de potasio .

En el caso de algunas sustancias, es importante pensar en el cuerpo humano o animal como si estuviera formado por varias partes, cada una con su propia afinidad por la sustancia, y cada parte con una semivida biológica diferente ( modelo farmacocinético basado en la fisiología ). Los intentos de eliminar una sustancia de todo el organismo pueden tener el efecto de aumentar la carga presente en una parte del organismo. Por ejemplo, si a una persona contaminada con plomo se le administra EDTA en una terapia de quelación , entonces, si bien aumentará la velocidad a la que se pierde plomo del cuerpo, el plomo dentro del cuerpo tiende a reubicarse en el cerebro, donde puede causar el mayor daño. ^[28]

• El polonio en el cuerpo tiene una vida media biológica de unos 30 a 50 días.
• El cesio en el cuerpo tiene una vida media biológica de aproximadamente uno a cuatro meses.
• El mercurio (como metilmercurio ) en el cuerpo tiene una vida media de aproximadamente 65 días.
• El plomo en la sangre tiene una vida media de 28 a 36 días. ^{[29] [30]}
• El plomo en los huesos tiene una vida media biológica de unos diez años.
• El cadmio en los huesos tiene una vida media biológica de unos 30 años.
• El plutonio en los huesos tiene una vida media biológica de unos 100 años.
• El plutonio en el hígado tiene una vida media biológica de unos 40 años.

Vida media periférica

Algunas sustancias pueden tener diferentes vidas medias en diferentes partes del cuerpo. Por ejemplo, la oxitocina tiene una vida media de típicamente alrededor de tres minutos en la sangre cuando se administra por vía intravenosa . Los péptidos administrados periféricamente (por ejemplo, por vía intravenosa) como la oxitocina cruzan la barrera hematoencefálica muy mal, aunque cantidades muy pequeñas (<1%) parecen ingresar al sistema nervioso central en humanos cuando se administran por esta vía. ^[31] A diferencia de la administración periférica, cuando se administra por vía intranasal a través de un aerosol nasal, la oxitocina cruza de manera confiable la barrera hematoencefálica y exhibe efectos psicoactivos en humanos. ^{[32] [33]} Además, a diferencia del caso de la administración periférica, la oxitocina intranasal tiene una duración central de al menos 2,25 horas y hasta 4 horas. ^{[34] [35]} En probable relación con este hecho, se ha encontrado que las concentraciones endógenas de oxitocina en el cerebro son hasta 1000 veces más altas que los niveles periféricos. ^[31]

Ecuaciones de velocidad

Eliminación de primer orden

Los tiempos medios se aplican a procesos en los que la tasa de eliminación es exponencial. Si es la concentración de una sustancia en el tiempo , su dependencia temporal está dada por ${\displaystyle C(t)}$ ${\displaystyle t}$

${\displaystyle C(t)=C(0)e^{-kt}\,}$

donde k es la constante de velocidad de reacción . Esta tasa de desintegración surge de una reacción de primer orden en la que la tasa de eliminación es proporcional a la cantidad de sustancia: ^[39]

${\displaystyle {\frac {dC}{dt}}=-kC.}$

La vida media de este proceso es ^[39]

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {\ln 2}{k}}.\,}$

Alternativamente, la vida media se expresa mediante

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {\ln 2}{\lambda _{z}}}\,}$

donde λ _z es la pendiente de la fase terminal de la curva de tiempo-concentración de la sustancia en una escala semilogarítmica. ^{[40] [41]}

La vida media está determinada por el aclaramiento (CL) y el volumen de distribución (V _D ) y la relación se describe mediante la siguiente ecuación:

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {{\ln 2}\cdot {V_{D}}}{CL}}\,}$

En la práctica clínica, esto significa que se necesitan de 4 a 5 veces la vida media para que la concentración sérica de un fármaco alcance el estado estable después de iniciar, suspender o modificar la dosis habitual. Por ejemplo, la digoxina tiene una vida media (o _t1/2) de 24 a 36 h; esto significa que un cambio en la dosis tardará la mayor parte de una semana en tener pleno efecto. Por esta razón, los medicamentos con una vida media larga (p. ej., amiodarona , t de eliminación _)1/2⁠ de aproximadamente 58 días) generalmente se inician con una dosis de carga para lograr el efecto clínico deseado más rápidamente.

Vida media bifásica

Muchos fármacos siguen una curva de eliminación bifásica: primero una pendiente pronunciada y luego una pendiente suave:

Parte inicial (STEEP) de la curva —> distribución inicial del fármaco en el organismo.

Parte POCA de la curva —> excreción final del fármaco, que depende de la liberación del fármaco desde los compartimentos tisulares a la sangre.

La vida media más larga se denomina vida media terminal y la vida media del componente más grande se denomina vida media dominante. ^[39] Para una descripción más detallada, consulte Farmacocinética § Modelos multicompartimentales .

Véase también

• Vida media , perteneciente al concepto matemático general en física o farmacología.
• Vida media efectiva

Referencias

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2. «Definición de vida media (t1⁄2)». AIDSinfo . 19 de febrero de 2020. Archivado desde el original el 20 de febrero de 2020 . Consultado el 20 de febrero de 2020 .
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4. Dasgupta, Amitava; Krasowski, Matthew D. (2020). "Farmacocinética y monitorización terapéutica de fármacos". Datos de monitorización terapéutica de fármacos . Elsevier. págs. 1–17. doi :10.1016/b978-0-12-815849-4.00001-3. ISBN 978-0-12-815849-4. S2CID  209258489. La vida media de un fármaco es el tiempo necesario para que la concentración sérica se reduzca en un 50%. Una vez que se conoce la vida media del fármaco, se puede estimar el tiempo necesario para su depuración. Aproximadamente el 97% del fármaco se elimina en 5 vidas medias, mientras que aproximadamente el 99% se elimina en 7 vidas medias.
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