生物学的利用能と初回通過代謝

生物学的利用能とは、投与された未変化体の薬物量が全身循環に到達する割合のことである。経口薬の場合、これは腸管からの吸収率、腸管壁での代謝を免れる割合、および全身循環に到達する前の肝臓での初回通過代謝を免れる割合の積である。初回通過（全身前）代謝とは、この最初の通過中に薬物が失われることであり、一部の薬物で経口生物学的利用能が低い、または変動する主な理由である。

Definition

生物学的利用能とは、投与された未変化体の薬物量が全身循環に到達する割合（F）である。経口投与の場合、これは吸収される割合と、腸管壁および肝臓での初回通過代謝を免れる割合の積であり、静脈内投与は100%利用可能と定義される。

Scope

このトピックでは、生物学的利用能の定義とその構成要素、絶対的生物学的利用能と相対的生物学的利用能の概念、および薬物が全身循環に到達する前に排除される初回通過効果について扱う。これは薬物動態学的および物理化学的なトピックとして構成されており、特定の製品に対する投与量や生物学的同等性に関する助言は提供しない。

Core questions

• 投与された薬物量のうち、どのくらいの割合が全身循環に到達し、その理由は何か？
• 初回通過代謝は経口生物学的利用能をどのように低下させるのか？
• 絶対的生物学的利用能と相対的生物学的利用能はどのように区別されるのか？

Key concepts

• 絶対的生物学的利用能 (F)
• 相対的生物学的利用能
• 吸収される割合
• 腸管壁（腸）代謝
• 肝初回通過代謝
• 肝抽出率
• 門脈循環経路
• 曝露指標としての曲線下面積 (AUC)

Mechanisms

経口投与された薬物は腸管上皮から吸収されるが、全身循環に到達する前に、腸管壁を通過し、門脈を介して肝臓を通過する必要がある。薬物は腸管壁の酵素によって代謝される可能性があり、さらに重要なことに、この初回通過中に肝臓によって抽出される。生き残った画分のみが全身循環に入る。したがって、生物学的利用能は、吸収される割合、腸管代謝を免れる割合、および肝臓による抽出を免れる割合の連鎖を反映している。肝抽出率が高い薬物は、広範な初回通過損失を受け、経口生物学的利用能が低く、しばしば変動するが、門脈循環を迂回する経路は肝初回通過を回避する。生物学的利用能は、経口投与後と静脈内投与後の全身曝露（濃度-時間曲線下面積）を比較することによって定量化される。吸収律速化合物の場合、溶解度と透過性が吸収される割合の上限を設定する（Amidon, 1995; Rowland & Tozer, 2011）。多くの薬物において、肝抽出を促進するクリアランスの決定因子は、観察される生物学的利用能に相応に反映される（Obach, 2008）。

Clinical relevance

生物学的利用能と初回通過代謝は、同じ薬物が異なる経路で異なる用量を必要とする理由、および一部の薬物が経口使用に適さない理由を説明する。この概念は、製品間の全身曝露の比較である生物学的同等性の基礎でもある。この項目は、これらの概念を参照レベルで記述するものであり、個別の投与量、経路選択、または製品代替の決定の根拠となるものではない。

Evidence & guidelines

生物学的利用能と生物学的同等性は、全身曝露の比較を通じて評価され、規制ガイドラインの対象となっている。生物薬剤学分類システムは、適格な薬物について、in vivo生物学的同等性試験の代わりにin vitro溶出試験で代用できるバイオウェーバーを支持している（Amidon, 1995）。薬物動態学の便覧は、観察される生物学的利用能と抽出およびクリアランス特性を関連付けている（Obach, 2008; Rowland & Tozer, 2011）。

History

初回通過効果は20世紀半ばに認識された。当時、薬物が経口投与では非経口投与よりもはるかに効果が低いことが観察され、これは全身前の肝抽出に起因するとされた。生物学的利用能は薬物動態学における定量的な割合として形式化され、その後、生物薬剤学分類システム（1995年）は吸収成分を溶解度と透過性に関連付け、生物学的同等性とバイオウェーバーの規制上の取り扱いを枠組み化した。

Key figures

• Gordon Amidon
• Hans Lennernas
• Malcolm Rowland
• Thomas Tozer
• R. Scott Obach

Seminal works

• amidon-1995
• obach-2008

Frequently asked questions

生物学的利用能とは何を意味しますか？

生物学的利用能とは、投与された未変化体の薬物量のうち、全身循環に到達する割合のことである。定義上、静脈内投与は完全に利用可能（100%）であり、他の経路はそれと比較される。

初回通過代謝が経口生物学的利用能を低下させるのはなぜですか？

経口吸収後、薬物は全身循環に入る前に腸管壁と肝臓を通過する。そこにある酵素は、この初回通過中にかなりの割合を代謝する可能性があるため、全身循環に到達する未変化体の薬物は少なくなる。