ชีวเภสัชกรรมและเภสัชจลนศาสตร์

ชีวเภสัชกรรมและเภสัชจลนศาสตร์ร่วมกันอธิบายว่ายาเคลื่อนที่เข้าสู่ร่างกาย ผ่านร่างกาย และออกจากร่างกายอย่างไร และการเคลื่อนที่นั้นกำหนดความเข้มข้นที่พร้อมจะออกฤทธิ์ได้อย่างไร ชีวเภสัชกรรมศึกษาว่าคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของยาและรูปแบบยาควบคุมการปลดปล่อยและการดูดซึมอย่างไร ในขณะที่เภสัชจลนศาสตร์วัดปริมาณการดูดซึม การกระจาย การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ และการกำจัดยาตามเวลา — กระบวนการ ADME

Definition

เภสัชจลนศาสตร์คือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของยาและเมแทบอไลต์ในร่างกายตามเวลา ซึ่งครอบคลุมการดูดซึม การกระจาย การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ และการขับถ่าย; ชีวเภสัชกรรมคือการศึกษาว่าสูตรตำรับและคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของผลิตภัณฑ์ยามีอิทธิพลต่อการปลดปล่อยยาและอัตราและขอบเขตของการดูดซึมยาอย่างไร

Scope

สาขาวิชานี้จะนำผู้อ่านไปสู่การศึกษาเชิงปริมาณของการกำจัดยา: ปริมาณยาที่ให้ไปกลายเป็นความเข้มข้นในระบบอย่างไร ความเข้มข้นนั้นเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาอย่างไร และพารามิเตอร์ (การกำจัดยา, ปริมาตรการกระจายยา, ครึ่งชีวิต, ชีวปริมาณออกฤทธิ์) ที่ใช้สรุปผล มันวางกรอบหัวข้อที่เป็นส่วนประกอบ — การดูดซึมและการซึมผ่าน, การกระจายและการจับกับโปรตีน, การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ, การกำจัดยา, และพารามิเตอร์ทางเภสัชจลนศาสตร์ — เป็นแผนที่อ้างอิงมากกว่าเป็นแนวทางการให้ยา

Sub-topics

• การดูดซึมและการซึมผ่านของยา
• การกระจายตัวของยาและการจับกับโปรตีน
• การกำจัดและการขับยาออกจากร่างกาย
• การเผาผลาญยาและการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ
• พารามิเตอร์ทางเภสัชจลนศาสตร์ (การกวาดล้างยา, ครึ่งชีวิต, ปริมาตรการกระจายยา)

Core questions

• รูปแบบยาและความสามารถในการละลายและการซึมผ่านของยา กำหนดปริมาณยาที่เข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตได้อย่างไร?
• การดูดซึม การกระจาย การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ และการกำจัดยา ร่วมกันกำหนดรูปแบบความเข้มข้น-เวลาได้อย่างไร?
• พารามิเตอร์ใดบ้าง — การกำจัดยา, ปริมาตรการกระจายยา, ครึ่งชีวิต, ชีวปริมาณออกฤทธิ์ — ที่สรุปการกำจัดยา และประมาณค่าได้อย่างไร?
• ปัจจัยทางสรีรวิทยาและปัจจัยด้านสูตรตำรับสร้างความแปรปรวนในการได้รับยาระหว่างและภายในแต่ละบุคคลได้อย่างไร?

Key concepts

• ADME (การดูดซึม, การกระจาย, การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ, การขับถ่าย)
• ชีวปริมาณออกฤทธิ์และปรากฏการณ์การผ่านตับครั้งแรก
• การกำจัดยา
• ปริมาตรการกระจายยา
• ครึ่งชีวิตของการกำจัดยา
• การสร้างแบบจำลองแบบช่องและแบบจำลองทางสรีรวิทยา
• จลนพลศาสตร์เชิงเส้นเทียบกับจลนพลศาสตร์ไม่เชิงเส้น (อิ่มตัวได้)
• รูปแบบความเข้มข้น-เวลาและพื้นที่ใต้กราฟ (AUC)

Key theories

ระบบการจำแนกทางชีวเภสัชกรรม (BCS)

กรอบการทำงานที่จำแนกยาตามความสามารถในการละลายในน้ำและการซึมผ่านของลำไส้เป็นสี่ประเภท โดยเชื่อมโยงการละลายในหลอดทดลองกับการดูดซึมในร่างกาย และเป็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการคาดการณ์ชีวปริมาณออกฤทธิ์ทางปากและการยกเว้นการศึกษาชีวสมมูล

แนวทางทางสรีรวิทยา (การกำจัดยา) ในการกำจัดยา

มุมมองที่แสดงการกำจัดยาในแง่ของการไหลเวียนของเลือดในอวัยวะ การกำจัดยาโดยเนื้อแท้ และการจับกับโปรตีน แทนที่จะเป็นค่าคงที่อัตราอย่างง่าย ซึ่งช่วยให้สามารถให้เหตุผลเกี่ยวกับปัจจัยทางสรีรวิทยาของการกำจัดยาได้อย่างชัดเจน

Mechanisms

หลังการบริหารยา ยาจะต้องถูกปลดปล่อยออกจากรูปแบบยา (ขั้นตอนทางชีวเภสัชกรรม) ละลาย และผ่านเยื่อหุ้มชีวภาพเพื่อเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต; สัดส่วนที่ทำได้เมื่อเทียบกับยาที่ให้ทางหลอดเลือดดำ กำหนดชีวปริมาณออกฤทธิ์ของยา เมื่อยาถูกดูดซึมแล้ว ยาจะกระจายเข้าสู่เนื้อเยื่อตามคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและการจับกับโปรตีนในพลาสมา ซึ่งถูกบันทึกโดยปริมาตรการกระจายยา การกำจัดยาเกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ (ส่วนใหญ่ในตับ) และการขับถ่าย (ส่วนใหญ่ในไต) ซึ่งสรุปโดยการกำจัดยา — ปริมาตรของพลาสมาที่ถูกกำจัดยาต่อหน่วยเวลา ครึ่งชีวิต ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่ได้มา เกิดจากความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรการกระจายยาและการกำจัดยา แนวทางทางสรีรวิทยาของ Wilkinson และ Shand แสดงการกำจัดยาในตับในแง่ของการไหลเวียนของเลือด การกำจัดยาโดยเนื้อแท้ และการจับกับโปรตีน และ BCS ของ Amidon และคณะเชื่อมโยงความสามารถในการละลายและการซึมผ่านของยากับขั้นตอนการดูดซึม

Clinical relevance

การให้เหตุผลทางเภสัชจลนศาสตร์เป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจและเปรียบเทียบการได้รับยาในรูปแบบยาและประชากรต่างๆ; มันอธิบายว่าทำไมชีวปริมาณออกฤทธิ์ การกำจัดยา และครึ่งชีวิตจึงมีความสำคัญต่อระยะเวลาและความรุนแรงของการได้รับยา ข้อมูลนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงแนวคิดสำหรับกระบวนการและพารามิเตอร์เหล่านั้น และอธิบายว่าการกำจัดยาถูกกำหนดลักษณะอย่างไร ไม่ใช่วิธีการเลือกหรือปรับขนาดยาสำหรับแต่ละบุคคล

Evidence & guidelines

สาขาวิชานี้ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการศึกษาเภสัชจลนศาสตร์เบื้องต้นจำนวนมากและวิทยาศาสตร์การกำกับดูแล: ระบบการจำแนกทางชีวเภสัชกรรม (Biopharmaceutics Classification System) ให้ข้อมูลแนวทางสากลเกี่ยวกับการทดสอบการละลายและการยกเว้นการศึกษาชีวสมมูล และตำรามาตรฐานเช่น Rowland และ Tozer และ Shargel และ Yu ได้กำหนดพารามิเตอร์และแบบจำลองที่ใช้ตลอดการพัฒนายาและเภสัชวิทยาคลินิก

History

เภสัชจลนศาสตร์เชิงปริมาณเกิดขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 จากความพยายามที่จะอธิบายความเข้มข้นของยาด้วยแบบจำลองแบบช่อง และพัฒนาขึ้นเมื่อแนวคิดการกำจัดยาทำให้การกำจัดยามีพื้นฐานทางสรีรวิทยาในช่วงทศวรรษ 1970 ชีวเภสัชกรรมพัฒนาควบคู่กันไปเมื่อวิทยาศาสตร์การปรุงยาตระหนักว่ารูปแบบยา ไม่ใช่แค่โมเลกุลเท่านั้น ที่ควบคุมการดูดซึม; ระบบการจำแนกทางชีวเภสัชกรรมปี 1995 ได้รวมความสามารถในการละลาย การซึมผ่าน และการละลายเข้าไว้ในกรอบการทำงานที่คาดการณ์ได้ ซึ่งปรับเปลี่ยนทั้งการพัฒนายาและการปฏิบัติงานด้านกฎระเบียบ

Key figures

• Gordon L. Amidon
• Malcolm Rowland
• Thomas N. Tozer
• Grant R. Wilkinson
• Leslie Z. Benet

Seminal works

• amidon-1995
• wilkinson-shand-1975
• rowland-tozer-2011

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างชีวเภสัชกรรมและเภสัชจลนศาสตร์คืออะไร?

ชีวเภสัชกรรมศึกษาว่าสูตรตำรับและคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของยามีผลต่อการปลดปล่อยและการดูดซึมยาอย่างไร ในขณะที่เภสัชจลนศาสตร์วัดปริมาณการเปลี่ยนแปลงของยาในร่างกายตามเวลาเมื่อยาถูกดูดซึมแล้ว — ทั้งสองเป็นส่วนเสริมที่สำคัญในการทำความเข้าใจการได้รับยา

ตัวอักษรใน ADME ย่อมาจากอะไร?

ADME ย่อมาจาก absorption (การดูดซึม), distribution (การกระจาย), metabolism (การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ), และ excretion (การขับถ่าย) — ซึ่งเป็นสี่กระบวนการที่ร่วมกันกำหนดว่าความเข้มข้นของยาเพิ่มขึ้นและลดลงตามเวลาอย่างไร