Доза (биохимия)

Эта статья о мерах воздействия лекарств или химических веществ. Чтобы узнать о других значениях, см. Доза (значения) .

Доза — это измеренное количество лекарственного средства, питательного вещества или патогена , которое доставляется как единица. Чем больше доставленное количество, тем больше доза. Дозы чаще всего измеряются для соединений в медицине. Этот термин обычно применяется к количеству лекарства или другого агента, вводимого в терапевтических целях, но может использоваться для описания любого случая, когда вещество попадает в организм. В питании этот термин обычно применяется к тому, сколько определенного питательного вещества содержится в рационе человека или в конкретной пище, еде или пищевой добавке . Для бактериальных или вирусных агентов доза обычно относится к количеству патогена, необходимому для заражения хозяина. Информацию о дозировке токсичных веществ см. в разделе Токсикология . Информацию о чрезмерном приеме фармацевтических препаратов см. в разделе «Передозировка лекарств» .

В клинической фармакологии под дозой понимают дозировку или количество дозы, вводимой человеку. , тогда как воздействие означает зависящую от времени концентрацию (часто в циркулирующей крови или плазме) или параметры, полученные от концентрации, такие как AUC (площадь под кривой концентрации) и C _max (пиковый уровень кривой концентрации) лекарственного средства после его введения. . Это контрастирует с их взаимозаменяемым использованием в других областях.

Факторы, влияющие на дозу

«Доза» любого химического или биологического агента ( активного ингредиента ) имеет несколько факторов, которые имеют решающее значение для его эффективности. Первый — это концентрация , то есть какое количество средства вводится в организм за один раз.

Еще одним фактором является продолжительность воздействия. Некоторые лекарства или добавки имеют функцию замедленного высвобождения , при которой части лекарства метаболизируются в разное время, что изменяет воздействие активных ингредиентов на организм. Некоторые вещества предназначены для приема в небольших дозах в течение длительного периода времени для поддержания постоянного уровня в организме, в то время как другие предназначены для однократного воздействия и выводятся из организма после завершения своей работы. Это полностью зависит от функции препарата или добавки.

Путь введения также важен. ли лекарственное средство Независимо от того, принимается перорально, вводится ли оно в мышцу или вену, всасывается ли через слизистую оболочку или каким-либо другим способом введения, это влияет на то, насколько быстро вещество будет метаболизироваться в организме и, таким образом, влияет на концентрацию активного ингредиента. (с). Кривые «доза-реакция» могут иллюстрировать взаимосвязь этих метаболических эффектов.

Лекарства

Лекарства, отпускаемые без рецепта

Дозировка лекарств, отпускаемых без рецепта, зависит от возраста. Обычно разные дозы рекомендуются детям до 6 лет, детям от 6 до 12 лет и лицам от 12 лет и старше, но за пределами этих диапазонов рекомендации невелики. Это может привести к серийной недостаточной или передозировке, поскольку люди меньшего размера принимают больше, чем следует, а люди более крупные — меньше. Лекарства, отпускаемые без рецепта, обычно сопровождаются набором инструкций, предписывающих пациенту принять определенную небольшую дозу, а затем еще одну небольшую дозу, если симптомы не исчезнут. Недостаточная дозировка является распространенной проблемой в фармацевтике, поскольку прогнозирование средней дозы, эффективной для всех людей, чрезвычайно сложно, поскольку вес и размер тела влияют на то, как доза действует в организме.

Лекарства, отпускаемые по рецепту

Дозировка рецептурных препаратов обычно зависит от массы тела. Лекарства имеют рекомендуемую дозу в миллиграммах или микрограммах на килограмм массы тела, которая используется в сочетании с массой тела пациента для определения безопасной дозировки. В сценариях однократной дозировки для определения безопасной разовой дозы используются масса тела пациента и рекомендуемая доза препарата на килограмм. В отношении препаратов, требующих приема нескольких доз в день, врач должен принять во внимание информацию об общем количестве препарата, которое безопасно использовать в течение одного дня, и о том, как его следует разбить на интервалы для наиболее эффективного лечения. для пациента. Недостаточная дозировка лекарств обычно происходит, когда врачи выписывают рецепты на дозировку, которая является правильной в течение определенного времени, но не могут увеличить дозировку по мере необходимости пациента (т. е. дозировка в зависимости от веса у детей или увеличение дозировок химиотерапевтических препаратов, если состояние пациента ухудшается).

Медицинский каннабис

Медицинский каннабис используется для лечения симптомов самых разных заболеваний и состояний. Доза каннабиса зависит от человека, состояния, которое лечат, и соотношения каннабидиола (КБД) и тетрагидроканнабинола (ТГК) в каннабисе. КБД — это химический компонент каннабиса, который не вызывает опьянения и используется для лечения таких состояний, как эпилепсия и другие нервно-психические расстройства . ТГК — это химический компонент каннабиса, обладающий психоактивным действием . Его использовали для лечения тошноты и дискомфорта у онкологических больных, получающих химиотерапию. При тревоге, депрессии и других психических расстройствах рекомендуется соотношение КБД и ТГК 10 к 1. При раке и неврологических заболеваниях рекомендуется соотношение КБД и ТГК 1:1. Правильная дозировка для пациента зависит от его индивидуальной реакции на оба химиката, и поэтому дозировку необходимо постоянно корректировать после начала лечения, чтобы найти правильный баланс.

В научном сообществе существует ограниченный консенсус относительно эффективности лекарственного каннабиса.

Рак

пациента Расчет дозировок лекарств для лечения более серьезных заболеваний, таких как рак, обычно осуществляется путем измерения площади поверхности тела . Существует около 25 различных формул для измерения площади поверхности тела пациента, ни одна из них не является точной. Исследования показывают, что выбор лучшего метода для отдельного пациента является сложной задачей; следовательно, пациенты часто получают слишком много или слишком мало лекарств из-за своих физических аномалий. Таким образом, эти формулы обычно корректируются с помощью так называемого «дозирования, регулирующего токсичность», при котором врачи контролируют подавление иммунитета и соответствующим образом корректируют дозировку. Поскольку эта стратегия проб и ошибок требует тщательного мониторинга, она неэффективна, рискованна и экономически неэффективна. Исследования по разработке более безопасных и точных методов дозирования продолжаются.

Текущие исследования

Другой подход, который был недавно исследован, — это дозирование на молекулярном уровне либо с помощью обычных систем доставки, доставки наночастиц, доставки, запускаемой светом, либо других менее известных/используемых методов. Объединив эти препараты с системой, которая определяет концентрацию частиц лекарства в крови, можно добиться правильной дозировки для каждого отдельного пациента. Исследования в этой области были начаты с мониторинга уровня низкомолекулярного кокаина в неразбавленной сыворотке крови с помощью электрохимического зондирования на основе аптамера. ДНК-аптамеры, которые представляют собой пептиды, имеющие определенные целевые молекулы, которые они ищут, сворачиваются в ответ на молекулу, когда они ее находят, и эта технология использовалась в системе микрофлюидного обнаружения для создания электрохимического сигнала, который могут прочитать врачи. Исследователи протестировали его на обнаружение кокаина и обнаружили, что он успешно обнаруживает следы кокаина в крови.

Это исследование было расширено и привело к созданию продукта под названием MEDIC (микрофлюидный электрохимический детектор для непрерывного мониторинга in vivo), разработанного преподавателями Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. MEDIC — это прибор, который может непрерывно определять концентрацию различных молекул в крови. Кровь не нужно ни с чем смешивать перед тестированием, чтобы получить «сыворотку», как это было в первом устройстве. MEDIC может обнаруживать широкий спектр молекул лекарств и биомаркеров. В ходе испытаний ранние модели устройства вышли из строя примерно через полчаса, поскольку белки цельной крови прилипли к датчикам и засорили компоненты. Эта проблема была решена с помощью второй камеры, которая позволяла жидкому буферу течь по датчикам вместе с кровью, не смешиваясь и не нарушая кровь, поэтому результаты остались неизменными. Устройство все еще находится на клинических испытаниях, и фактическое внедрение в медицину, вероятно, произойдет через несколько лет, однако, по оценкам его создателей, его также можно использовать в фармацевтической промышленности, чтобы обеспечить более эффективное тестирование в третьей фазе клинических испытаний.

Вакцина

Вакцины обычно вводятся в виде жидкостей и дозируются в миллилитрах. Каждая отдельная вакцина имеет ограничения относительно того, в каком возрасте ее следует вводить, сколько доз необходимо вводить и в течение какого периода времени. Существует 15 вакцин, которые Центры по контролю и профилактике заболеваний рекомендуют получить каждому человеку (в США и Канаде) в возрасте от рождения до 18 лет для защиты от различных инфекционных агентов, которые могут повлиять на здоровье в долгосрочной перспективе. Для достижения полного иммунитета большинству вакцин требуется несколько доз, вводимых через рекомендуемые промежутки времени в зависимости от вакцины. Существует несколько типичных путей вакцинации:

• Внутримышечный : игла вводится перпендикулярно коже в мышцу, под кожу и (подкожные) ткани, расположенные сверху.
• Подкожно : игла вводится под углом 45 градусов в (подкожную) клетчатку между наружным слоем кожи и мышцей.
• Интраназально : вакцина распыляется в нос и всасывается через носовой ход.
• Оральный : вакцину проглатывают и принимают внутрь.

Питание

Здоровым людям эксперты рекомендуют ежедневно потреблять определенные витамины и минералы. Совет по продовольствию и питанию, Институт медицины и Национальная академия наук устанавливают рекомендуемую норму потребления (DRI) в нескольких формах:

1. Рекомендуемая диетическая норма (RDA): среднесуточное потребление, которое адекватно удовлетворяет потребности в питательных веществах 97-98% здоровых людей.
2. Адекватное потребление (AI): устанавливается, когда данные, собранные для RDA, неубедительны. Предполагается, что AI рекомендует ежедневное количество, отвечающее адекватности питания.
3. Допустимый верхний уровень потребления (UL): максимальное количество питательного вещества, которое можно потреблять, не оказывая вредного воздействия на здоровье человека.

DRI установлены для элементов, витаминов и макронутриентов. Обычный элементаль и витамин дозировки составляют миллиграммы в день (мг/сут) или микрограммы в день (мкг/сут). Общий макроэлемент дозировки указаны в граммах в день (г/сут). Дозировки для всех трех устанавливаются с учетом пола и возраста.

Люди принимают витаминные и минеральные добавки для пропаганды здорового образа жизни и предотвращения развития хронических заболеваний. Не существует убедительных доказательств, связывающих постоянный прием витаминов и минеральных добавок с продолжительностью жизни.

Инфицирующая доза

Инфицирующая доза возбудителя – это количество клеток, необходимое для заражения хозяина. Все патогены имеют инфекционную дозу, обычно выраженную в количестве клеток. Инфицирующая доза варьируется в зависимости от организма и может зависеть от конкретного типа штамма. Некоторые патогены могут заразить хозяина всего несколькими клетками, тогда как другим требуются миллионы или миллиарды клеток.

Примеры инфекционных доз, ранжированных в порядке возрастания:

• Энтерогеморрагическая кишечная палочка (вызывает кровотечение кишечника): 10 бактериальных клеток.
• Гепатит А : 10-100 вирусных частиц
• Норовирус (обычно называемый «желудочным заболеванием»): 10–100 вирусных частиц.
• Ротавирус (тяжелая диарея, может быть смертельной): 10-100 вирусных частиц.
• Шигеллы (шигеллез): 500 бактериальных клеток.
• Streptococcus pyogenes (ангина группы А): 1000 бактериальных клеток.
• Сальмонелла : варьируется в зависимости от штамма, 100–1 миллиард бактериальных клеток.
• Vibrio cholerae (холера): 1000–100 000 000 бактериальных клеток.

Как правило, желудочные кислоты могут убивать бактерии в дозах ниже инфекционного диапазона для данного патогена и не давать хозяину чувствовать симптомы или заболевать. Комплексы, построенные из жира, могут защищать инфекционных агентов от желудочной кислоты, в результате чего жирная пища с большей вероятностью будет содержать патогены, которые успешно заражают хозяина. Для лиц с низкой или пониженной концентрацией желудочной кислоты инфекционная доза возбудителя будет ниже нормальной.

Инфекционные дозы передаются человеку не от врача или отдельного человека, а от других людей или из окружающей среды, как правило, являются случайными и приводят к неблагоприятным побочным эффектам до тех пор, пока возбудитель не будет побежден иммунной системой человека или не вымыт из организма человека. систему путем выделительных процессов.