Vida media biológica

La vida media biológica del agua en un ser humano es de aproximadamente 7 a 14 días. Puede verse alterada por el comportamiento. El consumo de grandes cantidades de alcohol reduce la vida media biológica del agua en el organismo. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Esto se ha utilizado para descontaminar a pacientes contaminados internamente con agua tritiada . La base de este método de descontaminación es aumentar la velocidad a la que el agua del cuerpo se repone con agua nueva.

La eliminación del etanol (alcohol de consumo) del cuerpo humano mediante la oxidación por la alcohol deshidrogenasa en el hígado es limitada. Por lo tanto, la eliminación de una alta concentración de alcohol de la sangre puede seguir una cinética de orden cero . Además, las etapas limitantes de la velocidad para una sustancia pueden ser comunes a otras sustancias. Por ejemplo, la concentración de alcohol en sangre puede utilizarse para modificar la bioquímica del metanol y el etilenglicol . De esta manera, la oxidación del metanol a formaldehído y ácido fórmico tóxicos en el cuerpo humano puede prevenirse administrando una cantidad adecuada de etanol a una persona que haya ingerido metanol. El metanol es muy tóxico y causa ceguera y muerte. Una persona que haya ingerido etilenglicol puede ser tratada de la misma manera. La vida media también es relativa a la tasa metabólica subjetiva del individuo en cuestión.

La vida media biológica del cesio en humanos oscila entre uno y cuatro meses. Este periodo puede acortarse administrando azul de Prusia . En el sistema digestivo, el azul de Prusia actúa como un intercambiador iónico sólido que absorbe el cesio y libera iones de potasio .

Para algunas sustancias, es importante considerar el cuerpo humano o animal como compuesto de varias partes, cada una con su propia afinidad por la sustancia y con una vida media biológica diferente ( modelado farmacocinético basado en la fisiología ). Los intentos de eliminar una sustancia del organismo completo pueden aumentar la carga presente en una parte del mismo. Por ejemplo, si a una persona contaminada con plomo se le administra EDTA en una terapia de quelación , si bien aumentará la velocidad a la que el plomo se elimina del cuerpo, este tiende a reubicarse en el cerebro , donde puede causar el mayor daño. ^{[ 30 ]}

• El polonio tiene en el organismo una vida media biológica de entre 30 y 50 días aproximadamente.
• El cesio en el organismo tiene una vida media biológica de entre uno y cuatro meses aproximadamente.
• El mercurio (en forma de metilmercurio ) en el organismo tiene una vida media de unos 65 días.
• El plomo en la sangre tiene una vida media de 28 a 36 días. ^{[ 31 ] [ 32 ]}
• El plomo en los huesos tiene una vida media biológica de aproximadamente diez años.
• El cadmio en los huesos tiene una vida media biológica de aproximadamente 30 años.
• El plutonio presente en los huesos tiene una vida media biológica de aproximadamente 100 años.
• El plutonio en el hígado tiene una vida media biológica de aproximadamente 40 años.

Algunas sustancias pueden tener diferentes vidas medias en diferentes partes del cuerpo. Por ejemplo, la oxitocina tiene una vida media de aproximadamente tres minutos en la sangre cuando se administra por vía intravenosa . Los péptidos administrados periféricamente (por ejemplo, por vía intravenosa), como la oxitocina, atraviesan la barrera hematoencefálica con mucha dificultad, aunque cantidades muy pequeñas (< 1 %) parecen entrar en el sistema nervioso central en humanos cuando se administran por esta vía. ^{[ 33 ]} En contraste con la administración periférica, cuando se administra intranasalmente mediante un aerosol nasal, la oxitocina atraviesa de forma fiable la barrera hematoencefálica y exhibe efectos psicoactivos en humanos. ^{[ 34 ] [ 35 ]} Además, a diferencia del caso de la administración periférica, la oxitocina intranasal tiene una duración central de al menos 2,25 horas y hasta 4 horas. ^{[ 36 ] [ 37 ]} Probablemente en relación con este hecho, se ha descubierto que las concentraciones endógenas de oxitocina en el cerebro son hasta 1000 veces mayores que los niveles periféricos. ^{[ 33 ]}

Los tiempos medios se aplican a procesos donde la tasa de eliminación es exponencial. Si${\displaystyle C(t)}$es la concentración de una sustancia en el tiempo${\displaystyle t}$, su dependencia temporal viene dada por

${\displaystyle C(t)=C(0)e^{-kt}\,}$

donde k es la constante de velocidad de reacción . Dicha velocidad de descomposición surge de una reacción de primer orden donde la velocidad de eliminación es proporcional a la cantidad de sustancia: ^{[ 41 ]}

${\displaystyle {\frac {dC}{dt}}=-kC.}$

La vida media de este proceso es ^{[ 41 ]}

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {\ln 2}{k}}.\,}$

Alternativamente, la vida media viene dada por

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {\ln 2}{\lambda _{z}}}\,}$

donde λ _z es la pendiente de la fase terminal de la curva tiempo-concentración para la sustancia en una escala semilogarítmica. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

La semivida está determinada por el aclaramiento (CL) y el volumen de distribución (V _D ), y la relación se describe mediante la siguiente ecuación:

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {{\ln 2}\cdot {V_{D}}}{CL}}\,}$

En la práctica clínica, esto significa que se necesitan de 4 a 5 veces la vida media para que la concentración sérica de un fármaco alcance el estado estacionario después de iniciar, suspender o modificar la dosis habitual. Por ejemplo, la digoxina tiene una vida media (o t _{1/2 ) de 24 a 36} horas; esto significa que un cambio en la dosis tardará casi una semana en surtir efecto completo. Por este motivo, los fármacos con una vida media prolongada (por ejemplo, la amiodarona , _{con una vida media de} eliminación de aproximadamente 58 días ₎ suelen iniciarse con una dosis de carga para lograr el efecto clínico deseado más rápidamente.

Muchos fármacos muestran una disminución bifásica de la concentración plasmática tras una dosis: una fase de distribución pronunciada a medida que el fármaco abandona el compartimento central para llegar a los tejidos (fase α), seguida de una fase de eliminación menos pronunciada a medida que el fármaco se elimina (fase β). En un gráfico semilogarítmico, las dos fases son aproximadamente lineales, con pendientes α y β, y semividas correspondientes t _1/2α = 0,693/α y t _1/2β = 0,693/β. ^{[ 6 ] [ 42 ] [ 43 ]}

Para dosis únicas de fármacos lipofílicos multicompartimentales, la duración clínica tras el inicio de la acción suele estar determinada por la fase de distribución (α), ya que cuando se alcanza el equilibrio de distribución, los niveles plasmáticos suelen estar por debajo de cualquier concentración mínima efectiva, por lo que la fase β terminal tiene poca influencia en los efectos observables. ^{[ 6 ]} En consecuencia, clasificar los fármacos según su semivida terminal (β) puede predecir de forma deficiente la duración de la acción, mientras que la semivida α suele ser más informativa, aunque se informa con menos frecuencia en las etiquetas y revisiones. ^{[ 6 ]}

Existen excepciones cuando la eliminación es extremadamente rápida: para agentes de acción muy corta, la fase β puede acortar significativamente la duración del efecto incluso después de una sola dosis (por ejemplo, triazolam, midazolam). ^{[ 6 ]}

La vida media más larga se denomina vida media terminal y la vida media del componente más grande se denomina vida media dominante. ^{[ 41 ]} Para una descripción más detallada, véase Farmacocinética § Modelos multicompartimentales .