Disposition är en term som ofta används för att beskriva de kombinerade processerna distribution, biotransformation och eliminering. De mest använda dispositionsmodellerna är kompartmentmodeller, som kategoriseras som en-, två- och flerkompartmentmodeller. Kompartmentmodeller kan användas för att förutsäga tidsförloppet för läkemedelskoncentrationer i kroppen. Dessa kompartment kan representera en grupp av liknande vävnader eller vätskor.
Till exempel:
- Blod är ett kompartment.
- Fettvävnad (fettvävnad), ben, lever, njurar och hjärna är andra viktiga kompartment.
Kinetiska modeller kan vara 1) en öppen modell med en enda kammare, 2) en öppen modell med två kammare eller 3) en modell med flera kammare.
En öppen modell med en enda kammare
En öppen modell med en enda kammare kan användas för läkemedel som aminoglykosider, som snabbt distribueras (jämnar ut sig) till vävnader och vätskor i kroppen. Med andra ord fungerar hela kroppen som ett enhetligt fack. Denna modell kallas också för en öppen modell med en enda kammare, där ”öppen” står för antagandet att läkemedlet kan komma in i och lämna kroppen via utsöndring. Figuren nedan visar dispositionen av ett läkemedel eller en annan substans som fördelas omedelbart och jämnt i kroppen och som elimineras med en hastighet och mängd som är proportionell mot den mängd som finns kvar i kroppen. Detta är känt som en ”första ordningens” hastighet och representeras som logaritmen av koncentrationen i blodet som en linjär funktion av tiden (figur 1).
Figur 1. Öppen modell med en enda kammare
(Bildkälla: NLM)
Halveringstiden för kemikalien som följer en modell med en enda kammare är helt enkelt den tid som krävs för att hälften av kemikalien ska försvinna från plasman. Endast ett fåtal kemikalier följer faktiskt den enkla, första ordningens, en-komponentmodellen.
Två-komponentmodell
För de flesta kemikalier är det nödvändigt att beskriva kinetiken i termer av åtminstone en två-komponentmodell. En tvåkammarmodell används för läkemedel som fördelar sig långsamt i kroppen. Denna modell kallas också för en öppen modell med två avdelningar, där ”öppen” är antagandet att läkemedlet kan komma in i och lämna kroppen.
Till exempel kan en intravenös administrering vid enstaka tillfällen (bolus) under en kort tidsperiod leda till att ett läkemedel distribueras snabbt i blodet och även till starkt genomblödda (av blod) organ som lever och njurar. Detta skulle vara en avdelning i modellen med två avdelningar. Det skulle finnas en långsammare fördelning till andra delar av kroppen som den andra avdelningen.
- Två exempel är vankomycin och digoxin. Som visas i figur 2 kommer läkemedlet eller andra substanser in och distribueras i den första avdelningen. Det distribueras sedan till ett annat fack. Koncentrationen i den första avdelningen minskar med tiden medan koncentrationen i den andra avdelningen stiger, toppar och minskar när kemikalien elimineras från kroppen.
Figur 2. Öppen tvåkammarmodell
(Bildkälla: NLM)
En halveringstid för en kemikalie vars kinetiska beteende passar in i en tvåkammarmodell kallas ofta för ”biologisk halveringstid”. Detta är det vanligaste måttet på det kinetiska beteendet hos en xenobiotisk substans.
Multiple Compartment Model
Frekvent kan en- och tvåkammarmodellerna inte på ett adekvat sätt beskriva kinetiken hos en kemikalie i kroppen, eftersom det kan finnas flera perifera kroppskamrar dit kemikalien kan gå, inklusive långtidsförvaring. Dessutom är biotransformation och eliminering av en kemikalie kanske inte enkla processer utan utsätts för olika hastigheter när blodnivåerna förändras.