Dispositie is de term die vaak wordt gebruikt om de gecombineerde processen van distributie, biotransformatie en eliminatie te beschrijven. De meest gebruikte dispositiemodellen zijn compartimentmodellen, die worden ingedeeld in ééncompartiment-, tweecompartiment- en multicompartimentmodellen. Compartimentmodellen kunnen worden gebruikt om het tijdsverloop van geneesmiddelconcentraties in het lichaam te voorspellen. Deze compartimenten kunnen een groep soortgelijke weefsels of vloeistoffen vertegenwoordigen.
Bijvoorbeeld:
- Bloed is een compartiment.
- Vetweefsel (vetweefsel), botten, lever, nieren en hersenen zijn andere belangrijke compartimenten.
Kinetische modellen kunnen een 1) één-compartiment open model zijn; 2) twee-compartimenten open model; of 3) meer-compartimenten model.
Één-compartiment model
Een één-compartiment open model kan worden gebruikt voor geneesmiddelen zoals aminoglycosiden die zich snel verdelen (equilibreren) over weefsels en vloeistoffen in het lichaam. Met andere woorden, het hele lichaam gedraagt zich als één uniform compartiment. Dit model wordt ook wel een open één-compartiment-model genoemd, waarbij “open” de veronderstelling is dat het geneesmiddel het lichaam kan binnenkomen en verlaten via excretie. De onderstaande figuur toont de dispositie van een geneesmiddel of andere stof die zich onmiddellijk en gelijkmatig in het lichaam verdeelt, en wordt geëlimineerd met een snelheid en hoeveelheid die evenredig is met de hoeveelheid die in het lichaam achterblijft. Dit staat bekend als een “eerste-orde”-snelheid en wordt voorgesteld als de logaritme van de concentratie in het bloed als lineaire functie van de tijd (figuur 1).
Figuur 1. Eén-compartiment-open model
(Beeldbron: NLM)
De halfwaardetijd van een chemische stof die een één-compartiment-model volgt, is eenvoudigweg de tijd die nodig is om de helft van de chemische stof uit het plasma te laten verdwijnen. Slechts enkele chemicaliën volgen feitelijk het eenvoudige, eerste-orde, één-compartiment-model.
Twee-compartiment-model
Voor de meeste chemicaliën is het noodzakelijk de kinetiek te beschrijven in termen van ten minste een twee-compartiment-model. Een twee-compartimentenmodel wordt gebruikt voor geneesmiddelen die zich langzaam in het lichaam verdelen. Dit model wordt ook wel een open twee-compartimentenmodel genoemd, waarbij “open” de veronderstelling is dat het geneesmiddel het lichaam kan binnenkomen en verlaten.
Bij voorbeeld: een eenmalige (bolus) intraveneuze toediening gedurende een korte periode kan ertoe leiden dat een geneesmiddel zich snel verdeelt in het bloed en ook in sterk doorbloede (door bloed doorbloede) organen zoals de lever en de nieren. Dit zou één compartiment zijn van het twee-compartimentenmodel. Een langzamere verdeling naar andere delen van het lichaam zou het tweede compartiment zijn.
- Twee voorbeelden zijn vancomycine en digoxine. Zoals in figuur 2 te zien is, komt het geneesmiddel of de andere stof binnen in het eerste compartiment en verdeelt zich daar. Vervolgens wordt het verdeeld in een ander compartiment. De concentratie in het eerste compartiment daalt met de tijd, terwijl de concentratie in het tweede compartiment stijgt, pieken vertoont en daalt naarmate de chemische stof uit het lichaam wordt geëlimineerd.
Figuur 2. Open model met twee compartimenten
(Beeldbron: NLM)
De halfwaardetijd voor een chemische stof waarvan het kinetisch gedrag past in een open model met twee compartimenten, wordt vaak aangeduid als de “biologische halfwaardetijd”. Dit is de meest gebruikte maat voor het kinetische gedrag van een xenobioticum.
Meervoudig compartimentmodel
Vaak kunnen de één- en twee-compartimentenmodellen de kinetiek van een chemische stof in het lichaam niet adequaat beschrijven omdat er verschillende perifere lichaamscompartimenten kunnen zijn waar de chemische stof naar toe kan gaan, met inbegrip van langdurige opslag. Bovendien zijn de biotransformatie en eliminatie van een chemische stof geen eenvoudige processen, maar onderhevig aan verschillende snelheden naarmate de bloedspiegels veranderen.