Disposition とは、分布、生体内変換、排泄の複合プロセスを表すためによく使われる用語です。 最もよく使われる体内動態モデルはコンパートメントモデルであり,ワンコンパートメント,ツーコンパートメント,マルチコンパートメントモデルに分類される。 コンパートメントモデルは、体内における薬物濃度の時間的経過を予測するために用いることができる。 例えば、

  • 血液はコンパートメントであり、
  • 脂肪組織、骨、肝臓、腎臓、脳は他の主要なコンパートメントである。

動態モデルは、1)1コンパートメントオープンモデル、2)2コンパートメントオープンモデル、3)マルチコンパートメントモデルがある。

1コンパートメントモデル

アミノグリコシドのように体内の組織や液体に速やかに分配(平衡化)する薬剤には1コンパートメントオープンモデルを使用するとよい。 言い換えれば、体全体が一つの均一なコンパートメントのように作用する。 このモデルはワンコンパートメントオープンモデルとも呼ばれ、「オープン」とは、薬物が排泄によって体内に入り、体外に出ることができるという仮定である。 下図は、薬物などが体内で瞬時に均等に分布し、体内に残った量に比例した速度と量で排泄される場合の体内動態を示したものである。 これは「一次」速度と呼ばれ、時間の一次関数として血中濃度の対数で表されます(図1)。

1コンパートメント開放モデルを表すグラフ。 x軸は時間(t)を表し、0から始まり、右側には上限がない。 Y軸は濃度を表し、対数スケールで1から始まり10で終わる。 対角線は座標0, 10付近から始まり、x軸の右端を約45度の角度で下降している。 One-compartment open model
(Image Source: NLM)

ワンコンパートメントモデルに従う化学物質の半減期は、単に化学物質の半分がプラズマから失われるのに要する時間である。 実際に単純な1次1コンパートメントモデルに従う化学物質はわずかである。

Two-Compartment Model

ほとんどの化学物質について、少なくとも2コンパートメントモデルの観点から動特性を記述することが必要である。 2-コンパートメントモデルは体内でゆっくりと分布する薬物に使われる。 このモデルは2コンパートメントオープンモデルとも呼ばれ、「オープン」とは薬物が体内に出入りできるという仮定である

例えば、短期間に1回だけ(ボーラス)静脈内投与すると、薬物は血液中に急速に分布し、肝臓や腎臓などの(血液の)灌流が高い器官にも分布する可能性がある。 これは2コンパートメントモデルの1コンパートメントになる。 第二のコンパートメントとして体の他の部分にゆっくりと分布することになる。

  • 二つの例はバンコマイシンとジゴキシンである。 図2に示すように、薬物や他の物質が第1コンパートメントに入り、分布する。 その後、別の区画に分配される。 第一区画の濃度は時間とともに減少し、第二区画の濃度は化学物質が体外に排出されるにつれて上昇し、ピークを迎え、減少する。
2区画オープンモデルを表すグラフ。 x軸は時間(t)を表し、0から始まり、右側には上限がない。 コンパートメント#1では、座標0, 10付近から曲線が始まり、最初は急降下で、x軸の右端に近づくと徐々に滑らかになっている。 コンパートメント#2については、座標0, 0付近から曲線が始まり、最初は急激な傾斜で、コンパートメント#1の曲線を越えた直後に徐々にピークとなり、その付近で曲線はx軸の右端に近づくと徐々に減少していく。 2コンパートメント開放モデル
(画像ソース:NLM) 動態挙動が2コンパートメントモデルに適合する化学物質の半減期は、しばしば “生物学的半減期” と呼ばれる。 これは、異種物質の動態の最も一般的に使用される指標である。

Multiple Compartment Model

長期貯蔵を含め、化学物質が行くかもしれないいくつかの末梢体内コンパートメントがあるかもしれないから、しばしば1および2コンパートメントモデルは、体内の化学物質の動態を適切に記述できないことがある。 さらに、化学物質の生体内変換と排泄は単純なプロセスではなく、血中濃度の変化に応じて異なる速度が生じる可能性がある。

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