Константа скорости элиминации фармакология. Общая фармакология

Американские ученые выделили из жировой ткани стволовые клетки и вырастили из них кость. В отличие от традиционных методов, которые используются для восстановления костной ткани, новый метод позволяет в короткие сроки получить кость более высокого качества.

Источник стволовых клеток

Жировая ткань является идеальным источником мезенхимальных стволовых клеток, поскольку ее в большом количестве получают во время липосакции.

Мезенхимальные стволовые клетки способны превращаться в костные, хрящевые, мышечные и другие виды клеток. Традиционно клетки жировой ткани необходимо культивировать в течение нескольких недель, чтобы получить стволовые клетки. Однако длительное культивирование повышает риск развития инфекций и генетической нестабильности.

Для восстановления костной ткани также используются клетки, которые не нужно культивировать; они носят название стромальной сосудистой фракции. Тем не менее, в составе фракции присутствуют клетки, которые не могут дать начало костной ткани.
Помимо перечисленных типов клеток существуют периваскулярные стволовые клетки, которые также выделяют из жировой ткани.

Суть исследования

Для того чтобы выделить человеческие периваскулярные стволовые клетки из жировой ткани американские ученые использовали специальное устройство. В результате им удалось доказать, что использование этих клеток для выращивания кости значительно превосходит возможности стромальной сосудистой фракции.

Стромальная сосудистая фракция уступает периваскулярным стволовым клеткам по всем параметрам. Кроме того, периваскулярные стволовые клетки находятся в организме человека в большом количестве, поэтому их легко получить даже у пациентов с незначительным объемом жировой ткани.

Ранее ученые доказали, что кость можно вырастить из культивированных клеток. Однако периваскулярные стволовые клетки не нуждаются в культивировании, которое занимает несколько недель, – их можно использовать сразу после выделения из жировой ткани.

Результаты

Самым лучшим костным трансплантатом по-прежнему остается собственная кость, но во многих случаях ее не удается получить, а доступный костный материал имеет низкое качество. Американским ученым удалось создать более быстрый и надежный способ восстановления костей, который можно использовать в клинической практике.

Если дальнейшие исследования окажутся успешными, в один прекрасный момент у врачей появится возможность быстро восстанавливать кости с помощью высококачественных костных трансплантатов. Для этого им нужно будет получить жировую ткань пациента, выделить из нее периваскулярные стволовые клетки и поместить полученные клетки в то место, где необходимо вырастить кость.

Стоит отметить, что в последнее время появились исследования, в которых периваскулярные стволовые клетки используются для восстановления различных тканей, в т.ч. скелетных мышц, легких и даже сердечной мышцы!

Основная цель восстановительных программ для больных остеопорозом – улучшение осанки, устранение боли и повышение двигательной активности. Естественное снижение активности, возникающее с возрастом, уже само по себе ведет к уменьшению плотности костной массы. Поэтому больным остеопорозом так же, как и относящимся к группе риска, физическая нагрузка просто необходима. Помимо специальной лечебной гимнастики, о которой мы поговорим чуть позже, неплохо пройти курс массажа, способствующего восстановлению и укреплению костей.

При этом всегда нужно помнить: ни в коем случае нельзя делать движения и упражнения, вызывающие боль!

Пациентам с неосложненным остеопорозом следует избегать большой физической нагрузки и упражнений, которые могут привести к переломам, особенно позвонков. Поэтому не рекомендуется выполнять много упражнений на сгибание, тем более с нагрузкой, превышающей естественный вес тела. По этой же причине не следует поднимать тяжелые предметы прямо перед собой, поскольку это создает большую компрессионную нагрузку на позвоночник. Такая нагрузка может даже во много раз превышать вес поднимаемого предмета самого по себе.

Следует также помнить, что даже при смехе и при обычном кашле может возникать нагрузка на позвоночник, на 50–70 % превышающая обычную.

И тем не менее физическая нагрузка в целом и в большинстве случаев сказывается на вашем организме положительно. Она укрепляет мышцы, что уменьшает нагрузку собственно на скелет и тем самым на кости, но еще и улучшает осанку, делает ваше тело более гармоничным и упругим. И здесь немаловажную роль играет массаж. Благодаря ему улучшается сократительная способность мышц, их кровообращение, эластичность и общая подвижность. Массаж улучшает и психоэмоциональное состояние.

Поддержание высокого мышечного тонуса дает возможность сохранять более пластичную и уверенную походку, что в свою очередь позволяет избежать множества нежелательных падений, которые у больных остеопорозом часто заканчиваются теми или иными переломами.

К восстановительным мероприятиям относится использование поддерживающих устройств для спины (корсетов). Их применяют, как правило, при наличии свежих компрессионных переломов позвонков, сопровождающихся специфической болью, ухудшением осанки. Тип корсета и продолжительность его использования определяет лечащий врач. Их следует носить прежде всего днем, когда статическая нагрузка на позвоночник наиболее высока. Корсет выполняет следующие функции:

Постоянно «напоминать» больному о недопустимости резких движений и сильных физических нагрузок;

Предотвращает дальнейшее ухудшение осанки и появление «вдовьего горба»;

Уменьшает болевые ощущения;

Повышает внутрибрюшное давление, чем облегчает дыхание;

Уменьшает нагрузку на позвонки и тем самым предотвращает новые переломы.

Процесс элиминации первого порядка может быть охарактеризован величиной клиренса, константы скорости элиминации и периодом полуэлиминации, которые являются величинами постоянными для каждого лекарственного средства.

Константа скорости элиминации (kel, мин-1) - показывает, какая часть лекарственного средства элиминируется из организма в единицу времени. Значение kel обычно находят путем решения фармакокинетического уравнения, описывающего процесс элиминации лекарства из крови, поэтому kel называют модельным показателем кинетики. Непосредственного отношения к планированию режима дозирования kel не имеет, но ее значение используют для расчета других фармакокинетических параметров.

Клиренс (Cl, мл/мин). Клиренс можно определить как объем крови, который очищается от лекарственного средства за единицу времени. Поскольку плазма (кровь) выступает как «видимая» часть объема распределения, то, иными словами, клиренс - фракция объема распределения, из которой лекарство выделяется в единицу времени. Если обозначить общее количество лекарства в организме через Аобщ , а количество, которое выделилось через Авыд , то тогда:
.
С другой стороны, из определения объема распределения следует, что общее количество лекарства в организме составляет Аобщ=Vd´Cтер/плазма . Подставляя это значение в формулу клиренса, мы получим:
.
Таким образом, клиренс - отношение скорости выведения лекарственного средства к его концентрации в плазме крови. В таком виде формулу клиренса используют для расчета поддерживающей дозы лекарства (Dп ), т.е той дозы лекарственного средства, которая должна скомпенсировать потерю лекарства и поддержать его уровень на постоянном уровне:
Скорость введения = скорость выведения = Cl´Cтер (доза/мин)
Dп = скорость введения´t (t - интервал, между приемом лекарства)
Различают общий клиренс, который отражает сумму всех процессов элиминации лекарства и клиренс каждого из органов элиминации (печени, почек, кожи, легких и др.). Таким образом, Clобщий=Clпочки+ Clпечень+ Clдругие органы .

Период полуэлиминации (t½, мин-1) - это время, необходимое для снижения концентрации лекарственного вещества в крови ровно наполовину. При этом не играет роли каким путем достигается снижение концентрации - при помощи биотрансформации, экскреции или же за счет сочетания обоих процессов. Обычно период полуэлиминации определяют из соотношения:

Все три показателя Vd, Cl и t½ связаны между собой следующими соотношениями:
и .
В случае кинетики нулевого порядка понятие константности клиренса, периода полуэлиминации и скорости элиминации утрачивает свой смысл - все эти параметры изменяются непрерывно, вместе с изменением концентрации лекарственного вещества в крови, т.е. они приобретают вид функциональной зависимости. Например, клиренс определяется как:
,
где Кm - концентрация лекарства, при которой скорость его элиминации составляет 50% от максимальной.

Сравните с классической формулой, которую используют в физиологии для определения почечного клиренса:. Здесь и далее все формулы и расчеты приводятся для однокамерной модели фармакокинетики, т.е. исходят из положения о том, что лекарственное средство равномерно и с одинаковой скоростью распределяется по всем органам и тканям.

Под элиминированием следует понимать совокупность всех процессов метаболизма и выведения, которые приводят к снижению содержания активной формы лекарственного вещества в организме и его концентрации в плазме крови.

Два основных органа, в которых осуществляется элиминация лекарств – это почки и печень. В почках элиминация осуществляется главным образом путем экскреции. В печени элиминация лекарств осуществляется путем биотрансформации исходного вещества в один или несколько метаболитов и путем экскреции неизмененного вещества с желчью.

К другим органам, элиминирующим лекарства, относятся легкие, кровь, мышцы и любые другие органы, где вещества подвергаются метаболизму или могут выводится.

Мерой способности организма элиминировать лекарство является клиренс. В простейшем случае клиренс лекарства (Cl) – это отношение скорости элиминации лекарства всеми возможными путями к его концентрации в плазме крови (c):

Cl = скорость элиминации / с

По своей сути величина клиренса численно указывает на объем плазмы, который полностью освобождается от лекарства в единицу времени. Понятно, что общий клиренс отражает элиминирование лекарства в каждом из органов элиминации и является суммарной величиной, т.е. Cl общий(системный) = Cl почечный + Cl печеночный + Cl другими путями.

Другими показателями, характеризующими процесс элиминации являются константа скорости элиминации (К el) и период полувыведения (Т 1/2).

Константа скорости элиминации (К el) указывает какая часть вещества элиминируется из организма в единицу времени.

Период полувыведения (Т 1/2) – это время необходимое для снижения концентрации лекарства в плазме крови в процессе элиминации на половину от исходной.

Элиминация первого порядка.

Термин «первого порядка» обозначает, что скорость элиминации пропорциональна концентрации вещества, то есть, чем выше концентрация тем большее количество вещества будет элиминировано в единицу времени. По мере снижения концентрации понижается и количество выводимого вещества в единицу времени. В результате концентрация лекарства в плазме крови снижается во времени экспоненциально (см. РИС. ниже).

Лекарственные вещества с кинетикой элиминации первого порядка (а это большинство лекарственных веществ при их применении в терапевтических дозах) характеризуются постоянной величиной периода полувыведения, что может быть использовано для определения времени в течение которого лекарственное вещество может быть полностью удалено из организма. Можно легко подсчитать, что для этого необходимо время равное 4‒5 периодам полувыведения.

Элиминация нулевого порядка. Термин «нулевой порядок» обозначает, что скорость элиминации постоянна (в единицу времени элиминируется определенное одинаковое количество вещества) и не зависит от концентрации вещества. Как результат этого концентрация вещества в плазме будет понижаться линейно во времени (РИС. ниже). Кинетика элиминации нулевого порядка встречается относительно редко, например в тех случаях если вводимая доза лекарства превышает возможности ферментов, принимающих участие в элиминировании лекарственного средства. Такая ситуация возникает при введении в организм, например, этанола, использовании высоких терапевтических или токсических доз ацетилсалициловой кислоты, противоэпилептического средства фенитоина.

В случае кинетики нулевого порядка понятие периода полуэлиминации утрачивает свой смысл – этот параметр изменяется непрерывно, вместе с изменением концентрации лекарственного вещества в крови.

Еще по теме Элиминирование лекарств. Клиренс как интегральный показатель элиминирования. Понятие о периоде полувыведения:

1. Номенклатура лекарств. Понятие о международных непатентованных и фирменных (торговых) наименованиях лекарств
2. Интегральная индивидуальность как результат и как условие развития человека
3. Интегральная индивидуальность как результат и как условие развития человека
4. Биотрансформация лекарственных веществ в организме. Несинтетические и синтетические реакции метаболизма лекарств. Роль микросомальных ферментов печени. Эффект первого прохождения. Внепеченочный метаболизм лекарственных веществ. Понятие о «пролекарствах». Индивидуальные различия в скорости инактивации лекарств и причины их обусловливающие.