Биодоступность
В фармакологии , биодоступность представляет собой подкатегорию абсорбции и представляет собой долю (%) введенного лекарственного средства которая достигает системного кровообращения . [ 1 ]
введении лекарства По определению, при внутривенном его биодоступность составляет 100%. [ 2 ] [ 3 ] Однако, когда лекарство вводится не внутривенно , его биодоступность снижается из-за абсорбции кишечного эпителия и метаболизма первого прохождения . Таким образом, математически биодоступность равна отношению площади под кривой концентрации лекарственного средства в плазме от времени (AUC) для внесосудистого состава к AUC для внутрисосудистого состава. [ 4 ] AUC используется потому, что AUC пропорциональна дозе, попавшей в системный кровоток. [ 5 ]
Биодоступность препарата является средней величиной ; чтобы принять во внимание изменчивость популяции , диапазон отклонений показан как ± . [ 4 ] Чтобы гарантировать, что человек, принимающий наркотики с плохой абсорбцией, получает соответствующую дозу, нижнее значение диапазона отклонения используется для представления реальной биодоступности и расчета дозы лекарства, необходимой для того, чтобы человек, принимающий наркотик, достиг системных концентраций, аналогичных внутривенным препаратам. [ 4 ] Для дозирования без знания скорости абсорбции у принимающего лекарство используется нижнее значение диапазона отклонения, чтобы гарантировать запланированную эффективность, если только препарат не связан с узким терапевтическим окном . [ 4 ]
Для пищевых добавок , трав и других питательных веществ, путь введения которых почти всегда является пероральным, биодоступность обычно означает просто количество или часть поглощенной дозы, которая всасывается. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Определения
[ редактировать ]В фармакологии
[ редактировать ]Биодоступность — это термин, используемый для описания процента введенной дозы ксенобиотика, которая достигает системного кровообращения. [ 9 ] Обозначается буквой f (или, если выражается в процентах, F ).
В науке о питании
[ редактировать ]В науке о питании , которая охватывает потребление питательных веществ и нелекарственных пищевых ингредиентов, концепции биодоступности не хватает четко определенных стандартов, связанных с фармацевтической промышленностью. Фармакологическое определение не может быть применимо к этим веществам, поскольку утилизация и абсорбция являются функцией пищевого статуса и физиологического состояния субъекта. [ 10 ] что приводит к еще большим различиям от человека к человеку (межиндивидуальные вариации). Таким образом, биодоступность пищевых добавок можно определить как долю введенного вещества, способную абсорбироваться и доступную для использования или хранения. [ 11 ]
И в фармакологии , и в науках о питании биодоступность измеряется путем расчета площади под кривой (AUC) временного профиля концентрации лекарственного средства.
В науках об окружающей среде или науке
[ редактировать ]Биодоступность — это мера, с помощью которой различные вещества из окружающей среды могут проникать в живые организмы. Обычно это ограничивающий фактор в производстве сельскохозяйственных культур (из-за ограничения растворимости или абсорбции питательных веществ для растений почвенными коллоидами) и в удалении токсичных веществ из пищевой цепи микроорганизмами (из-за сорбции или разделения веществ, которые иначе разлагаются в недоступные фазы окружающей среды). Примечательным примером для сельского хозяйства является дефицит фосфора у растений, вызванный выпадением фосфатов железа и алюминия при низком pH почвы и выпадением фосфатов кальция при высоком pH почвы. [ 12 ] Токсичные материалы в почве, такие как свинец из краски, могут стать недоступными для животных, потребляющих загрязненную почву, из-за избыточного внесения фосфорных удобрений. [ 13 ] Органические загрязнители, такие как растворители или пестициды. [ 14 ] могут стать недоступными для микроорганизмов и, таким образом, сохраняться в окружающей среде, когда они адсорбируются минералами почвы. [ 15 ] или разделить на гидрофобное органическое вещество. [ 16 ]
Абсолютная биодоступность
[ редактировать ]Абсолютная биодоступность сравнивает биодоступность активного препарата в системном кровообращении после невнутривенного введения ( т.е. после перорального , буккального, глазного, назального, ректального, трансдермального , подкожного или сублингвального введения) с биодоступностью того же лекарственного средства после внутривенного введения. . Это доля воздействия лекарственного средства (AUC) при невнутривенном введении по сравнению с соответствующим внутривенным введением того же лекарственного средства. [ 17 ] Сравнение должно быть нормализовано по дозе (например, учитывать разные дозы или разный вес субъектов); следовательно, абсорбированное количество корректируется путем деления соответствующей введенной дозы.
В фармакологии, чтобы определить абсолютную биодоступность лекарственного средства, фармакокинетическое необходимо провести исследование, чтобы получить график зависимости концентрации лекарственного средства в плазме от времени для лекарственного средства как после внутривенного (в/в), так и внесосудистого (не внутривенного, т. е. перорального) введения. Абсолютная биодоступность представляет собой скорректированную по дозе площадь под кривой ( AUC ) при невнутривенном введении, разделенную на AUC при внутривенном введении. Формула для расчета абсолютной биодоступности F лекарственного средства, вводимого перорально (п/о), приведена ниже (где D — введенная доза).
Следовательно, препарат, вводимый внутривенно, будет иметь абсолютную биодоступность 100% ( f = 1), тогда как препараты, вводимые другими способами, обычно имеют абсолютную биодоступность менее единицы. Если мы сравним две разные лекарственные формы, содержащие одинаковые активные ингредиенты, и сравним биодоступность двух лекарств, это называется сравнительной биодоступностью. [ 18 ]
Хотя знание истинной степени системной абсорбции (называемой абсолютной биодоступностью) явно полезно, на практике ее определяют не так часто, как можно подумать. Причина этого в том, что для его оценки требуется внутривенный контроль ; то есть путь введения, который гарантирует, что все введенное лекарственное средство достигнет системного кровообращения. Такие исследования требуют значительных затрат, не в последнюю очередь из-за необходимости проведения доклинических испытаний на токсичность для обеспечения адекватной безопасности, а также потенциальных проблем, связанных с ограничениями растворимости. Однако эти ограничения можно преодолеть, вводя очень низкую дозу (обычно несколько микрограмм) меченного изотопами препарата одновременно с терапевтической пероральной дозой, не меченной изотопами (внутривенная доза, меченная изотопами, достаточно мала, чтобы не нарушать системные концентрации препарата, достигаемые при пероральном приеме немаркированной дозы). Внутривенные и пероральные концентрации затем могут быть подвергнуты деконволюции в силу их различного изотопного состава и, таким образом, могут быть использованы для определения пероральной и внутривенной фармакокинетики при введении одной и той же дозы. Этот метод устраняет фармакокинетические проблемы с неэквивалентным клиренсом, а также позволяет вводить внутривенную дозу с минимумом токсикологии и состава. Впервые этот метод был применен с использованием стабильных изотопов, таких как 13 C и масс-спектрометрия для различения изотопов по разнице масс. Совсем недавно, 14 Лекарства, меченные C, вводятся внутривенно, а для измерения меченного изотопами препарата используется ускорительная масс-спектрометрия (AMS) наряду с масс-спектрометрией немеченого препарата. [ 19 ]
Не существует нормативных требований по определению внутривенной фармакокинетики или абсолютной биодоступности, однако регулирующие органы иногда запрашивают информацию об абсолютной биодоступности внесосудистого пути в случаях, когда биодоступность явно низкая или варьируется и существует доказанная связь между фармакодинамикой и фармакокинетикой. в терапевтических дозах. Во всех подобных случаях для проведения исследования абсолютной биодоступности необходимо введение препарата внутривенно. [ 20 ]
Внутривенное введение развивающегося препарата может предоставить ценную информацию об основных фармакокинетических параметрах объема распределения ( V ) и клиренса ( CL ). [ 20 ]
Относительная биодоступность и биоэквивалентность
[ редактировать ]В фармакологии относительная биодоступность измеряет биодоступность (рассчитанную как AUC ) состава (А) определенного лекарственного средства по сравнению с другим составом (В) того же лекарственного средства, обычно установленного стандарта, или при введении другим путем. Когда стандарт включает внутривенное введение препарата, это называется абсолютной биодоступностью (см. выше ).
Относительная биодоступность является одним из показателей, используемых для оценки биоэквивалентности ( БЭ ) двух лекарственных препаратов. FDA производитель дженерика должен продемонстрировать, что 90% доверительный интервал для отношения средних ответов (обычно AUC и максимальной концентрации Cmax Для одобрения ) его продукта к таковому для «торгового препарата» [OB] находится в пределах от 80% до 125%. Если AUC относится к концентрации лекарственного средства в крови в течение времени от t = 0 до t = ∞, C max относится к максимальной концентрации лекарственного средства в крови. Когда указывается Tmax для , это означает время, необходимое лекарству Cmax достижения .
Хотя механизмы, с помощью которых состав влияет на биодоступность и биоэквивалентность в лекарственных препаратах, широко изучены, факторы состава, влияющие на биодоступность и биоэквивалентность пищевых добавок, в значительной степени неизвестны. [ 21 ] В результате в науках о питании относительная биодоступность или биоэквивалентность является наиболее распространенной мерой биодоступности, сравнивающей биодоступность одного состава одного и того же пищевого ингредиента с другим.
Факторы, влияющие на биодоступность
[ редактировать ]Абсолютная биодоступность препарата при внесосудистом введении обычно меньше единицы (т.е. F < 100%). Различные физиологические факторы снижают доступность лекарств до их попадания в системный кровоток. Всасывание препарата также зависит от того, принимается ли препарат с пищей или без него; другие препараты, принимаемые одновременно, могут изменить всасывание и метаболизм первого прохождения; перистальтика кишечника изменяет растворение препарата и может влиять на степень химического разложения препарата кишечной микрофлорой. Болезни, влияющие на метаболизм печени или функцию желудочно-кишечного тракта, также будут иметь эффект.
Другие факторы могут включать, помимо прочего:
- Физические свойства препарата ( гидрофобность , рКа , растворимость )
- Лекарственная форма (немедленное высвобождение, используемые вспомогательные вещества, методы производства, модифицированное высвобождение – замедленное высвобождение, пролонгированное высвобождение, замедленное высвобождение и т. д.)
- Вводят ли состав натощак или натощак .
- Скорость опорожнения желудка
- Циркадные различия
- Взаимодействие с другими лекарствами/продуктами питания:
- Взаимодействие с другими лекарственными средствами (например, антацидами , алкоголем, никотином)
- Взаимодействие с другими продуктами питания (например, грейпфрутовым соком , помелло , клюквенным соком , капустными овощами)
- Транспортеры: субстрат отходящих транспортеров (например, P-гликопротеин ).
- Здоровье желудочно-кишечного тракта
- Индукция/ингибирование ферментов другими лекарственными средствами/продуктами питания:
- Индивидуальные различия в метаболических различиях
- Возраст: в целом лекарства метаболизируются медленнее у плода, новорожденного и гериатрического населения.
- Фенотипические различия , энтерогепатическая циркуляция , диета, пол
- Состояние болезни
- Например, печеночная недостаточность, плохая почек. функция
Каждый из этих факторов может варьироваться от пациента к пациенту (индивидуальные вариации), а также у одного и того же пациента с течением времени (внутрииндивидуальные вариации). В клинических исследованиях индивидуальная вариабельность является критическим показателем, используемым для оценки различий в биодоступности от пациента к пациенту, чтобы обеспечить предсказуемое дозирование.
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]^ ТХ: Одним из немногих исключений, когда препарат показывает F более 100%, является теофиллин . При применении в виде раствора для перорального применения F составляет 111%, поскольку препарат полностью всасывается и метаболизм первого прохождения в легких минуется после внутривенного введения. [ 22 ]
^ OB: Лекарственные препараты, включенные в справочный список (т. е. новаторские), а также непатентованные лекарственные препараты, одобренные на основании сокращенной заявки на новое лекарственное средство, приведены в Оранжевой книге FDA .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хеберт, Мэри Ф. (2013). «Влияние беременности на материнскую фармакокинетику лекарств». Клиническая фармакология во время беременности . Эльзевир. стр. 17–39. дои : 10.1016/b978-0-12-386007-1.00003-9 . ISBN 978-0-12-386007-1 .
- ^ Гриффин, JP (7 декабря 2009 г.). Учебник фармацевтической медицины (6-е изд.). Джерси: Книги BMJ. ISBN 978-1-4051-8035-1 . [ нужна страница ]
- ^ Флинн, Эдвард (2007). «Фармакокинетические параметры». xPharm: Комплексный справочник по фармакологии . Эльзевир. стр. 1–3. дои : 10.1016/b978-008055232-3.60034-0 . ISBN 978-0-08-055232-3 .
- ^ Jump up to: а б с д Дэвис, Дженнифер Л. (2018). «Фармакологические принципы». Внутренняя медицина лошадей . Эльзевир. стр. 79–137. дои : 10.1016/b978-0-323-44329-6.00002-4 . ISBN 978-0-323-44329-6 .
- ^ Йохансон, Г. (2010). «Моделирование диспозиции». Комплексная токсикология . Эльзевир. стр. 153–177. дои : 10.1016/b978-0-08-046884-6.00108-1 . ISBN 978-0-08-046884-6 .
- ^ Хини, Роберт П. (2001). «Факторы, влияющие на измерение биодоступности, принимая кальций в качестве модели» . Журнал питания . 131 (4): 1344С–8С. дои : 10.1093/jn/131.4.1344S . ПМИД 11285351 .
- ^ СЭНДСТЕД, ГАРОЛЬД Х.; АС, УИЛЬЯМ (2007). «Цинк**Доктор Карл-Густав Элиндер был автором этой главы во 2-м издании Справочника по токсикологии металлов; его текст служил руководством». Справочник по токсикологии металлов . Эльзевир. стр. 925–947. дои : 10.1016/b978-012369413-3/50102-6 . ISBN 978-0-12-369413-3 .
Биодоступность является основным фактором, влияющим на пищевые потребности (Sandstrom, 1997). Мясные продукты способствуют биодоступности, хотя неперевариваемые Zn-связывающие лиганды снижают биодоступность (Mills, 1985).
- ^ Соломоновы острова, Северо-Запад (2003). «ЦИНК | Физиология». Энциклопедия пищевых наук и питания . Эльзевир. стр. 6272–6277. дои : 10.1016/b0-12-227055-x/01309-2 . ISBN 978-0-12-227055-0 .
Биодоступность строго относится как к поглощению, так и к метаболическому использованию питательного вещества.
- ^ Шаргель, Л.; Ты, АБ (1999). Прикладная биофармацевтика и фармакокинетика (4-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-8385-0278-5 . [ нужна страница ]
- ^ Хини, Роберт П. (2001). «Факторы, влияющие на измерение биодоступности с использованием кальция в качестве модели» . Журнал питания . 131 (4 Доп.): 1344–1348С. дои : 10.1093/jn/131.4.1344S . ПМИД 11285351 .
- ^ Шринивасан, В. Шрини (2001). «Биодоступность питательных веществ: практический подход к демонстрации in vitro доступности питательных веществ в поливитаминно-минеральных комбинированных продуктах» . Журнал питания . 131 (4 доп.): 1349–1350 гг. дои : 10.1093/jn/131.4.1349S . ПМИД 11285352 .
- ^ Хинсингер, Филипп (2001). «Биодоступность неорганического фосфора почвы в ризосфере под влиянием химических изменений, вызванных корнями: обзор». Растение и почва . 237 (2): 173–195. дои : 10.1023/А:1013351617532 . S2CID 8562338 .
- ^ Ма, Ци-Ин; Трейна, Сэмюэл Дж.; Логан, Терри Дж.; Райан, Джеймс А. (1993). «Иммобилизация свинца in situ апатитом». Экологические науки и технологии . 27 (9): 1803–1810. Бибкод : 1993EnST...27.1803M . дои : 10.1021/es00046a007 .
- ^ Симс, ГК; Радосевич М.; Он, Х.-Т.; Трейна, С.Дж. (1991). «Влияние сорбции на биодоступность пестицидов». В Беттсе, ВБ (ред.). Биодеградация природных и синтетических материалов . Лондон: Спрингер. стр. 119–137.
- ^ О'Локлин, Эдвард Дж.; Трейна, Сэмюэл Дж.; Симс, Джеральд К. (2000). «Влияние сорбции на биоразложение 2-метилпиридина в водных суспензиях эталонных глинистых минералов». Экологическая токсикология и химия . 19 (9): 2168–2174. дои : 10.1002/etc.5620190904 . S2CID 98654832 .
- ^ Симс, Джеральд К.; Капплс, Элисон М. (1999). «Факторы, контролирующие разложение пестицидов в почве». Пестицидная наука . 55 (5): 598–601. doi : 10.1002/(SICI)1096-9063(199905)55:5<598::AID-PS962>3.0.CO;2-N .
- ^ Гулдинг, Клэр (2023). «Определение и раскрытие основных концепций фармакологии. Глобальная инициатива» . Британский журнал фармакологии . 180 (9): 375–392. дои : 10.1111/bph.16222 . hdl : 2440/139693 . ПМИД 37605852 . S2CID 261062472 .
- ^ Чоу, Шейн-Чунг (июль 2014 г.). «Биодоступность и биоэквивалентность при разработке лекарств: BABE в разработке лекарств» . Междисциплинарные обзоры Wiley: вычислительная статистика . 6 (4): 304–312. дои : 10.1002/wics.1310 . ПМЦ 4157693 . ПМИД 25215170 .
- ^ Лаппин, Грэм; Роуленд, Малькольм; Гарнер, Р. Колин (2006). «Использование изотопов при определении абсолютной биодоступности лекарств у человека». Экспертное заключение по метаболизму и токсикологии лекарственных средств . 2 (3): 419–427. дои : 10.1517/17425255.2.3.419 . ПМИД 16863443 . S2CID 2383402 .
- ^ Jump up to: а б Лаппин, Грэм; Стивенс, Ллойд (2008). «Биомедицинская ускорительная масс-спектрометрия: последние применения в метаболизме и фармакокинетике». Экспертное заключение по метаболизму и токсикологии лекарственных средств . 4 (8): 1021–1033. дои : 10.1517/17425255.4.8.1021 . ПМИД 18680438 . S2CID 95122610 .
- ^ Хоаг, Стивен В.; Хусейн, Аджаз С. (2001). «Влияние состава на биодоступность: краткое изложение обсуждения на семинаре». Журнал питания . 131 (4 доп.): 1389–1391S. дои : 10.1093/jn/131.4.1389S . ПМИД 11285360 .
- ^ Шуппан, Д.; Мольц, К.Х.; Стаиб, АХ; Ритброк, Н. (1981). «Биодоступность теофиллина из состава аминофиллина с пролонгированным высвобождением (таблетки эуфиллина ретард) - уровни в плазме после однократного и многократного перорального приема». Международный журнал клинической фармакологии, терапии и токсикологии . 19 (5): 223–227. ПМИД 7251238 .
Источники
[ редактировать ]- Роуленд, Малькольм; Тозер, Н. (2010). Клиническая фармакокинетика и фармакодинамика: концепции и приложения (4-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-7817-5009-7 .
- Веллинг, Питер Г.; Це, Фрэнсис Л.С.; Диге, Шрикант В. (1991). Фармацевтическая биоэквивалентность . Лекарства и фармацевтические науки. Полный. 48. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Марсель Деккер. ISBN 978-0-8247-8484-3 .
- Хаушке, Дитер; Стейнянс, Волкер; Пижо, Ирис (2007). «Метрики для характеристики профилей концентрации и времени в исследованиях биоэквивалентности однократной и многократной дозы» . Исследования биоэквивалентности при разработке лекарств: методы и применение . Статистика на практике. Чичестер, Великобритания: Джон Уайли и сыновья. стр. 17–36. ISBN 978-0-470-09475-4 . Проверено 21 апреля 2011 г.
- Чоу, Шейн-Чунг; Лю, Джен-пей (15 октября 2008 г.). Планирование и анализ исследований биодоступности и биоэквивалентности . Серия Биостатистика. Том. 27 (3-е изд.). Флорида: CRC Press. ISBN 978-1-58488-668-6 .