Mô hình một, hai và đa ngăn

Các mô hình ngăn biểu thị cơ thể là một hoặc nhiều ngăn động học được trộn đều, qua đó thuốc di chuyển theo các quá trình tốc độ bậc một. Số lượng ngăn cần thiết phản ánh cách dữ liệu nồng độ theo thời gian biến đổi: sự suy giảm theo hàm mũ đơn cho thấy một ngăn, trong khi một đường cong với các pha phân bố và thải trừ riêng biệt đòi hỏi hai hoặc nhiều ngăn.

Definition

Mô hình ngăn là một biểu diễn toán học về sự phân bố thuốc trong đó cơ thể được chia thành một hoặc nhiều ngăn động học, mỗi ngăn được coi là đồng nhất về mặt động học, được kết nối bằng các hằng số tốc độ chuyển giao và thải trừ bậc một mà cùng nhau mô tả diễn biến nồng độ thuốc theo thời gian.

Scope

Chủ đề này bao gồm cấu trúc và cách diễn giải các mô hình một, hai và đa ngăn, các ngăn và hằng số tốc độ đại diện cho điều gì, cách chọn số lượng ngăn và cách các mô hình này liên quan đến các thông số mà chúng tạo ra. Đây là một mục mang tính phương pháp luận và giáo dục; nó không cung cấp hướng dẫn về liều lượng hoặc điều trị.

Core questions

• Một ngăn động học đại diện cho điều gì, và khi nào cần nhiều hơn một ngăn?
• Các mô hình một, hai và đa ngăn khác nhau như thế nào về hồ sơ nồng độ theo thời gian của chúng?
• Làm thế nào để chọn số lượng ngăn thích hợp từ dữ liệu?
• Mối quan hệ giữa mô hình ngăn và các thông số như độ thanh thải và thể tích là gì?

Key concepts

• Ngăn động học (được giả định là đồng nhất)
• Hằng số tốc độ chuyển giao bậc một
• Mô hình một ngăn (suy giảm đơn hàm mũ)
• Mô hình hai ngăn (pha phân bố và thải trừ)
• Mô hình đa ngăn và đa hàm mũ
• Ngăn trung tâm và ngoại vi
• Lựa chọn mô hình và tính tiết kiệm

Key theories

Mô hình hóa ngăn mở

Sự phân bố thuốc được mô tả bằng các hệ thống tuyến tính của các phương trình vi phân bậc một giữa một số ít ngăn với sự thải trừ khỏi hệ thống (một mô hình mở), tạo ra các đường cong nồng độ theo thời gian đa hàm mũ có các thông số được ước tính bằng cách điều chỉnh.

Mechanisms

Trong mô hình ngăn, mỗi ngăn được coi là một thể tích trong đó thuốc được trộn đều và tức thời; thuốc di chuyển giữa các ngăn và rời khỏi hệ thống bằng các quá trình bậc một được đặc trưng bởi các hằng số tốc độ. Trong mô hình một ngăn, toàn bộ cơ thể hoạt động như một không gian duy nhất, do đó nồng độ sau khi dùng liều tiêm tĩnh mạch giảm theo hàm mũ đơn. Nhiều loại thuốc thay vào đó phân bố chậm hơn vào các mô ngoại vi, tạo ra một pha nhanh ban đầu (phân bố) tiếp theo là một pha chậm hơn (thải trừ); hành vi hai pha này được nắm bắt bởi mô hình hai ngăn với một ngăn trung tâm (máu và các mô cân bằng nhanh) và một ngăn ngoại vi. Các loại thuốc có sự phân bố phức tạp hơn có thể yêu cầu ba hoặc nhiều ngăn, tạo ra các đường cong nồng độ theo thời gian đa hàm mũ. Số lượng ngăn được chọn bằng cách kiểm tra hình dạng của dữ liệu và sự phù hợp thống kê của mô hình, ưu tiên mô hình đơn giản nhất phù hợp với các quan sát. Các hằng số tốc độ và hệ số đã được điều chỉnh sau đó được chuyển thành các thông số có thể diễn giải như độ thanh thải, thể tích phân bố và thời gian bán thải.

Clinical relevance

Các mô hình ngăn là khuôn khổ mà qua đó dữ liệu nồng độ theo thời gian thô được chuyển thành các thông số được sử dụng để mô tả và so sánh sự phân bố thuốc, và việc nhận biết liệu một loại thuốc có biểu hiện động học một hoặc đa pha là một phần của việc diễn giải các nghiên cứu dược động học. Mục này trình bày khuôn khổ mô hình hóa để tham khảo và giáo dục và không phải là cơ sở cho việc định liều hoặc các quyết định điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Mô hình hóa ngăn là phương pháp luận đã được thiết lập, được Wagner truy tìm lịch sử, phát triển trong các bài báo dựa trên mô hình của ông, được hệ thống hóa trong các văn bản tiêu chuẩn (Gibaldi và Perrier; Rowland và Tozer), và mở rộng để liên kết động học với hiệu quả trong các bài đánh giá như của Derendorf và Meibohm. Đây là các nguồn tham khảo và giáo dục hơn là các hướng dẫn thực hành lâm sàng.

History

Phân tích ngăn đã đi vào dược động học từ động học chất đánh dấu và lý thuyết hệ thống và được phát triển trong suốt giữa thế kỷ XX thành cách tiêu chuẩn để mô tả sự phân bố thuốc. Lịch sử của Wagner về lĩnh vực này ghi lại sự phát triển này, và các bài báo phương pháp luận của ông và những người khác đã thiết lập các mô hình mở một, hai và đa ngăn vẫn là từ vựng cơ bản của mô hình hóa dược động học, sau này được bổ sung bởi các phương pháp dựa trên sinh lý và quần thể.

Debates

Một mô hình nên có bao nhiêu ngăn?

Việc thêm các ngăn cải thiện sự phù hợp nhưng có nguy cơ bị tham số hóa quá mức và mất khả năng diễn giải; sự lựa chọn cân bằng giữa mức độ phù hợp và tính tiết kiệm, và đôi khi cùng một dữ liệu có thể được mô tả đầy đủ bằng các cấu trúc khác nhau.

Key figures

• John G. Wagner
• Milo Gibaldi
• Donald Perrier
• Malcolm Rowland
• Hartmut Derendorf

Seminal works

• wagner-1981
• wagner-1969-twocomp
• gibaldi-perrier-1982

Frequently asked questions

Điều đó có nghĩa là gì khi một loại thuốc phù hợp với mô hình hai ngăn?

Điều đó có nghĩa là đường cong nồng độ theo thời gian cho thấy hai pha riêng biệt — một sự suy giảm nhanh ban đầu phản ánh sự phân bố vào các mô và một sự suy giảm chậm hơn sau đó phản ánh sự thải trừ — mà một mô hình với một ngăn trung tâm và một ngăn ngoại vi có thể mô tả.

Các ngăn có phải là không gian giải phẫu thực sự không?

Không; các ngăn là những khái niệm trừu tượng về động học được chọn để tái tạo hành vi nồng độ theo thời gian đã quan sát. Chúng có thể tương ứng một cách lỏng lẻo với các nhóm mô có động học phân bố tương tự nhưng không phải là các cơ quan hoặc thể tích giải phẫu theo nghĩa đen.