Dispositio on termi, jota käytetään usein kuvaamaan jakautumisen, biotransformaation ja eliminaation yhdistettyjä prosesseja. Käytetyimmät dispositiomallit ovat lokeromalleja, jotka luokitellaan yksiosasto-, kaksiosasto- ja moniosastomalleihin. Osastomalleja voidaan käyttää ennustamaan lääkeainepitoisuuksien ajallista kulkua elimistössä. Kompartimentit voivat edustaa ryhmää samankaltaisia kudoksia tai nesteitä.
Esimerkiksi:
- Veri on yksi kompartimentti.
- Rasva- (rasva-) kudos, luu, maksa, munuaiset ja aivot ovat muita tärkeitä kompartimentteja.
Kineettiset mallit voivat olla 1) yhden lokeron avoin malli, 2) kahden lokeron avoin malli tai 3) usean lokeron malli.
Yksi lokeron malli
Yksi lokeron avointa mallia voidaan käyttää lääkeaineille, kuten aminoglykosideille, jotka jakaantuvat nopeasti (tasapainottuvat) kudoksiin ja nesteisiin elimistössä. Toisin sanoen koko elimistö toimii kuin yksi yhtenäinen lokero. Tätä mallia kutsutaan myös yhden osaston avoimeksi malliksi, jossa ”avoimella” tarkoitetaan oletusta, että lääke voi tulla elimistöön ja poistua sieltä erittymisen kautta. Alla olevassa kuvassa on esitetty sellaisen lääkkeen tai muun aineen dispositio, joka jakautuu elimistössä välittömästi ja tasaisesti ja poistuu elimistöstä nopeudella ja määrällä, joka on verrannollinen elimistöön jäävään määrään. Tätä kutsutaan ”ensimmäisen kertaluvun” nopeudeksi, ja se esitetään veressä olevan pitoisuuden logaritmina ajan lineaarisena funktiona (kuva 1).
Kuva 1. Yhden osaston avoin malli
(Kuvalähde: NLM)
Kemikaalin puoliintumisaika, joka noudattaa yhden osaston mallia, on yksinkertaisesti aika, joka tarvitaan, jotta puolet kemikaalista häviää plasmasta. Vain harvat kemikaalit todella noudattavat yksinkertaista, ensimmäisen kertaluvun yhden lokeron mallia.
Kahden lokeron malli
Useimpien kemikaalien kinetiikkaa on tarpeen kuvata vähintään kahden lokeron mallin avulla. Kaksiosastomallia käytetään lääkkeille, jotka jakautuvat hitaasti elimistössä. Tätä mallia kutsutaan myös kahden osaston avoimeksi malliksi, jossa ”avoimella” tarkoitetaan oletusta siitä, että lääke voi päästä elimistöön ja poistua sieltä.
Esimerkiksi kertaluonteinen (bolus) laskimonsisäinen anto lyhyen ajan kuluessa voi johtaa siihen, että lääke jakautuu nopeasti veressä ja myös voimakkaasti perfusoituneissa (veren läpäisemissä) elimissä, kuten maksassa ja munuaisissa. Tämä olisi yksi lokero kahden lokeron mallissa. Toisena osastona olisi hitaampi jakautuminen muihin kehon osiin.
- Kaksi esimerkkiä ovat vankomysiini ja digoksiini. Kuten kuvassa 2 on esitetty, lääke tai muu aine tulee ja jakautuu ensimmäiseen osastoon. Sen jälkeen se jakautuu toiseen osastoon. Pitoisuus ensimmäisessä lokerossa laskee ajan myötä, kun taas pitoisuus toisessa lokerossa nousee, saavuttaa huippunsa ja laskee, kun kemikaali poistuu elimistöstä.
Kuvio 2. Käyrä alkaa lähellä koordinaatteja 0, 0, jossa on aluksi jyrkkä kaltevuus, jonka huippu saavutetaan vähitellen heti osaston nro 1 käyrän ylittämisen jälkeen. Kahden osaston avoin malli
(Kuvalähde: NLM)
Kemikaalin, jonka kineettinen käyttäytyminen sopii kahden osaston malliin, puoliintumisaikaa kutsutaan usein ”biologiseksi puoliintumisajaksi”. Tämä on yleisimmin käytetty xenobiootin kineettisen käyttäytymisen mittari.
Multiple Compartment Model
Usein yksi- ja kaksiosastomallit eivät pysty riittävästi kuvaamaan kemikaalin kinetiikkaa elimistössä, koska elimistön perifeerisiä osastoja, joihin kemikaali voi joutua, mukaan lukien pitkäaikainen varastointi, voi olla useita. Lisäksi kemikaalin biotransformaatio ja eliminaatio eivät välttämättä ole yksinkertaisia prosesseja, vaan niiden nopeus vaihtelee veripitoisuuden muuttuessa.