Introduction to Drug Disposition and Pharmacokinetics

ABSTRACT

Pharmacology can be divided into two major areas, pharmacodynamics (PD) – the study of what a drug does to the body – and pharmacokinetics (PK) – the study of what the body does to the drug; hardly rigorous definitions but they suffice. Drug disposition is a collective term used to describe drug absorption, distribution, metabolism and excretion whilst pharmacokinetics is the study of the rates of these processes. By subjecting the observed changes, for example in plasma concentrations as a function of time, to mathematical equations (models) pharmacokinetic parameters such as elimination half‐life (t½), volume of distribution (V) and plasma clearance (CL) can be derived. Pharmacokinetic modelling is important for the: • selection of the right drug for pharmaceutical development • evaluation of drug delivery systems • design of drug dosage regimens • appropriate choice and use of drugs in the clinic.

INTRODUCTION

A detailed knowledge of mathematics is not required to understand pharmacokinetics and it is certainly not necessary to be able to differentiate or integrate complex equations. The few examples in this book are standard differentials or integrals that can be quickly learnt if they are not known already. To understand the equations in this book requires little more than a basic knowledge of algebra, laws of indices and logarithms, a brief explanation of which can be found in Appendix 1. Furthermore, the astute reader will quickly realize that, although seemingly different, many equations take the same form, making learning easier. For example, drug binding to macromolecules, whether they be receptors, plasma proteins, transporters or enzymes, can be described using the same basic equation. Similarly, the equation describing the time course of formation and excretion of a drug metabolite is very much like that describing the plasma concentrations during the absorption and elimination of a drug. The role of pharmacokinetics is illustrated in Figure 1.1. There is an optimum range of concentrations over which a drug has beneficial effects, but little or no toxicity – this range is the therapeutic range, sometimes referred to as the therapeutic window. There is a threshold oncentration below which the drug in ineffective and a higher threshold above which adverse effects become problematic. If a single dose of a drug, for example aspirin taken to relieve a headache, is consumed, the concentration in the plasma will rise until the aspirin becomes effective.

چکیده

فارماکولوژی را می توان به دو حوزه عمده تقسیم کرد، pharmacodynamics (PD) – مطالعه آنچه که یک دارو به بدن و فارماکوکینتیک (PK) – مطالعه آنچه که بدن به مواد مخدر؛ به سختی تعریف دقیق، اما آنها کافی است. دارودرمانی یک اصطلاح جمعی است که برای توصیف جذب، توزیع، متابولیسم و دفع دارو استفاده می شود در حالی که فارماکوکینتیک ها مطالعه میزان این پروسه ها است. با تطبیق تغییرات مشاهده شده، به عنوان مثال در غلظت پلاسما به عنوان تابعی از زمان، به معادلات ریاضی (مدل) پارامترهای فارماکوکینتیک مانند نیمه عمر حذف (t 1)، حجم توزیع (V) و پلاسما (CL) می تواند مشتق شود . مدل سازی فارماکوکینتیک برای تعیین اهداف: • انتخاب دارو مناسب برای توسعه دارویی مهم است • ارزیابی سیستم های تحویل دارویی • طراحی رژیم های داروی دارویی • انتخاب مناسب و استفاده از دارو در کلینیک.

مقدمه

دانش مفصل ریاضیات برای درک فارماکوکینتیک ها لازم نیست و مطمئنا لازم نیست که بتوان معادلات پیچیده را تفکیک یا ادغام کرد. چند نمونه در این کتاب، تفاوت های استاندارد یا انتگرال است که می توانند به سرعت یاد بگیرند، اگر قبلا شناخته نشده باشند. برای درک معادلات این کتاب نیاز به کمی بیشتر از یک دانش پایه از جبر، قوانین شاخص ها و لگاریتم ها، توضیح مختصر در مورد آن در ضمیمه 1 آمده است. علاوه بر این، خواننده معتقد به سرعت می فهمد که اگر چه ظاهرا متفاوت است بسیاری معادلات همان شکل را می گیرند، یادگیری آسان تر می شود. برای مثال، اتصال دارو به ماکرومولکولها، از جمله گیرنده ها، پروتئین های پلاسما، حمل کننده ها و یا آنزیم ها، می تواند با استفاده از همان معادله اساسی توصیف شود. به طور مشابه، معادله ای که در مورد دوره تشکیل و دفع متابولیت های دارویی توضیح می دهد بسیار شبیه به توصیف غلظت پلاسما در طول جذب و از بین بردن یک داروی است. نقش فارماکوکینتیک ها در شکل 1.1 نشان داده شده است. محدوده بهینه ای از غلظت ها وجود دارد که داروها دارای اثرات مفیدی هستند، اما کم و یا بدون سمیت – این محدوده محدوده درمان است، گاهی اوقات به عنوان پنجره درمانی نامیده می شود. یک محدوده آستانه ای وجود دارد که در زیر آن دارو در بی اثر و آستانه بالاتر قرار دارد که بالاتر از آن اثرات نامطلوب مشکل ساز است. اگر مصرف یک دوز دارو، به عنوان مثال آسپیرین برای از بین بردن سردرد مصرف شود، غلظت پلاسما تا زمانی که آسپرین موثر باشد، افزایش می یابد.

Year: 2016

Publisher: SPRINGER

By : Stephen h. Curry , robIn Whelpton