Umieszczenie jest terminem często używanym do opisania połączonych procesów dystrybucji, biotransformacji i eliminacji. Najczęściej stosowanymi modelami dystrybucji są modele przedziałowe, które są sklasyfikowane jako jednokompartmentowe, dwukompartmentowe i wielokompartmentowe. Modele kompartmentowe mogą być stosowane do przewidywania przebiegu czasowego stężeń leków w organizmie. Przedziały te mogą reprezentować grupę podobnych tkanek lub płynów.
Na przykład:
- Krew jest przedziałem.
- Tkanka tłuszczowa (tłuszczowa), kości, wątroba, nerki i mózg są innymi głównymi przedziałami.
Modele kinetyczne mogą być 1) modelem jednokompartmentowym otwartym; 2) modelem dwukompartmentowym otwartym; lub 3) modelem wieloprzedziałowym.
Model jednokompartmentowy
Model jednokompartmentowy otwarty może być stosowany dla leków takich jak aminoglikozydy, które szybko rozprowadzają się (wyrównują) do tkanek i płynów w organizmie. Innymi słowy, całe ciało zachowuje się jak jeden jednolity przedział. Model ten nazywany jest również jednokompartmentowym modelem otwartym, przy czym „otwarty” oznacza założenie, że lek może dostać się do organizmu i opuścić go poprzez wydalanie. Poniższy rysunek przedstawia rozmieszczenie leku lub innej substancji, która natychmiastowo i równomiernie rozprowadza się w organizmie i jest eliminowana w tempie i ilości proporcjonalnej do ilości pozostałej w organizmie. Jest to znane jako szybkość „pierwszego rzędu” i przedstawiane jako logarytm stężenia we krwi jako liniowa funkcja czasu (rysunek 1).
Rysunek 1. Model jednokomorowy otwarty
(Źródło obrazu: NLM)
Półokres trwania substancji chemicznej, która podąża za modelem jednokomorowym, to po prostu czas wymagany do tego, aby połowa substancji chemicznej została utracona z plazmy. Tylko kilka związków chemicznych rzeczywiście podąża za prostym, pierwszego rzędu, jednokompartmentowym modelem.
Model dwukompartmentowy
Dla większości związków chemicznych konieczne jest opisanie kinetyki w kategoriach co najmniej modelu dwukompartmentowego. Model dwukompartmentowy jest stosowany w przypadku leków, które powoli rozprzestrzeniają się w organizmie. Model ten jest również nazywany modelem dwukompartmentowym otwartym, przy czym „otwarty” oznacza założenie, że lek może wchodzić do organizmu i wychodzić z niego.
Na przykład, jednorazowe (bolus) podanie dożylne w krótkim okresie czasu może prowadzić do szybkiego rozprowadzenia leku we krwi, a także w silnie perfundowanych (przez krew) organach, takich jak wątroba i nerki. Byłby to jeden z przedziałów modelu dwukompartmentowego. W drugim przedziale następowałaby wolniejsza dystrybucja do innych części ciała.
- Dwa przykłady to wankomycyna i digoksyna. Jak pokazano na rysunku 2, lek lub inna substancja wchodzi do pierwszego przedziału i rozprowadza się w nim. Następnie jest rozprowadzany do innego przedziału. Stężenie w pierwszym przedziale maleje z czasem, podczas gdy stężenie w drugim przedziale rośnie, osiąga szczyty i maleje w miarę eliminacji substancji chemicznej z organizmu.
Rysunek 2. Dwukompartmentowy model otwarty
(Źródło obrazu: NLM)
Półokres trwania dla substancji chemicznej, której kinetyczne zachowanie pasuje do modelu dwukompartmentowego, jest często określany jako „biologiczny okres półtrwania”. Jest to najczęściej używana miara kinetycznego zachowania ksenobiotyku.
Multiple Compartment Model
Często modele jedno- i dwukompartmentowe nie mogą odpowiednio opisać kinetyki substancji chemicznej w organizmie, ponieważ może istnieć kilka peryferyjnych przedziałów ciała, do których substancja chemiczna może trafić, w tym długotrwałe przechowywanie. Ponadto, biotransformacja i eliminacja substancji chemicznej mogą nie być procesami prostymi, lecz podlegać różnym tempom wraz ze zmianą poziomu we krwi.
.