العمر النصفي الحيوي

د. جاد الله السيد محمود

المساهمة الرئيسية في هذا المقال

العمر النصفي الحيوي

تعريف

العمر النصفي الحيوي أو العمر النصفي النهائي لمادة (سواء كانت مستقلب أو دواء أو جزيئة أو ذرة مشعة أو أي مادة أخرى) هو الوقت اللازم لتفقد تلك المادة فعاليتها الدوائية أو الفيزيولوجية أو الشعاعية، وذلك حسب تعريف قائمة عناوين الموضوعات الطبية التابعة للمكتبة الطبية الوطنية MeSH.

يشير العمر النصفي الحيوي نموذجياً إلى تصفية الجسم من خلال الوظيفة الكلوية والكبدية، بالإضافة إلى آليات الإطراح في الجسم للتخلص من المواد فيه.

وفي السياق الطبي فيشير أيضاً إلى الزمن اللازم لنقصان تركيز مادة ما في البلازما الدموية من حالتها الثابتة لنصف التركيز في تلك الحالة (العمر النصفي البلازمي). ولكن قد تكون العلاقة بين الأعمار النصفية البلازمية والحيوية لمادة ما معقدة تبعاً على المادة نفسها، وذلك نتيجة لبعض العوامل، منها تراكم تلك المادة في النسج (الارتباط ببروتيناته) وفعالية المستقلبات والتداخل مع المستقبلات.[1] ففي حين يتحطم النظير الإشعاعي النشط بشكل مثالي تبعاً للحركية من النمط الأول (حيث يكون فيها المعدل ثابتاً)، فإنَّ إطراح مادة من عضوية حية ضمن البيئة يتبع لحرائك أكثر تعقيداً.

فالعمر النصفي الحيوي مؤشر مهم في الحرائك الدوائية (ويرمز له غالباً بـ t1/2).[2]

ومعادلات

راجع أيضاً مراجع

أمثلة

الماء

يقدر العمر النصفي الحيوي للماء في الجسم البشري بحوالي 7-14 يوماً؛ وقد يختلف تبعاً للسلوك؛ فمثلاً شرب كمية كبيرة من الكحول ينقص العمر النصفي للماء في الجسم.[3][4] حيث تستخدم هذه الطريقة للتخلص من الماء الملوث بالتريتيوم في حال شرب المرء من ذلك الماء. وأساس هذه الطريقة في إزالة التلوث (المستخدمة في هارويل) هو زيادة معدل استبدال الماء في الجسم بماء جديد.

الكحول

يتخلص الجسم البشري عادة من الإيثانول (الكحول) من خلال الأكسدة بأنزيم الكحول ديهيدروجيناز في الكبد، لكن مشكلة هذه الطريقة هي محدوديتها؛ حيث أنَّ إزالة تركيز كبير من الكحول من الدم قد يتبع الحركية من الرتبة صفر.

ويضاف على ذلك إمكانية اشتراك مواد أخرى في مراحل التخلص من الكحول ذات المعدل المحدود؛ فمثلاً يمكن استخدام التركيز الدموي للكحول لتعديل الكيمياء الحيوية للميثانول والإيثلين غليكول. حيث يمكن بهذه الطريقة منع أكسدة الميثانول إلى الفورمألدهيد السام وحمض النمل في الجسم البشري من خلال إعطاء كمية مناسبة من الإيثانول للشخص الذي شرب الميثانول ووصل لدمه (الميثانول سام جداً ويسبب العمى والموت). كما يمكن تدبير الإيثلين غليكول بنفس الطريقة.

كما أنَّ العمر النصفي يتعلق بمعدل الاستقلاب الشخصي للمرء المراد تدبير حالته.

أدوية شائعة الوصف

المادة	العمر النصفي الحيوي
الأدينوزين	أقل من 10 ثوانٍ
النورأدرينالين	دقيقتان
الأوكساليبلاتين	14 دقيقة[5]
السالبوتامول	1.6 ساعة
الزاليبلون	1-2 ساعة
المورفين	2-3 ساعات
الميثادون	15 ساعة حتى 3 أيام (في حالات نادرة يصل لـ 8 أيام)[6]
الفينيتوئين	12-42 ساعة
الببرينورفين	16-72 ساعة
الكلونازيبام	18-50 ساعة
الديازيبام	20-100 ساعة (له مستقلب نشط النورديازيبام نصف عمره الحيوي 1.5-8.3 أيام)
الفلورازيبام	0.8-4.2 يوم (له مستقلب نشط الديسفلورازيبام نصف عمره الحيوي 1.75-10.4 يوم)
الدونبزيل	70 ساعة تقريباً
الفلوكسيتين	4-6 أيام (له مستقلب نشط محب للدسم نصف عمره الحيوي 4-16 يوم)
دوتاستيريد	5 أسابيع
الأميودارون	25-110 يوم
بيداكويلين	5.5 شهر

المعادن

يتراوح العمر النصفي الحيوي للسيزيوم في البشر بين 1-4 أشهر، لكن يمكن تقصيره من خلال تناول الشخص لزرقة بروسيا؛ حيث تعمل ضمن الجهاز الهضمي كمبادل شوارد صلب يمتص السيزيوم في حين يطلق شوارد البوتاسيوم.

عند التعامل مع بعض المواد يكون من المهم النظر للجسم البشري على أنَّه مكون من عدة أجزاء، يختلف كل منها بألفته للمادة، مما يعطي للمادة في كل منها عمراً نصفياً حيوياً مختلفاً (نمذجة حركية دوائية معتمدة على الفيزيولوجيا). فالمحاولات للإزالة الكاملة لمادة من العضوية قد يكون لها تأثير على زيادة العبء الموجود في أحد تلك الأجزاء من العضوية؛ فمثلاً إذا أعطي شخص مسمم بالرصاص EDTA كمعالجة مخلبة للرصاص، سيزداد معدل زوال الرصاص من الجسم، لكن بنفس الوقت سيميل الرصاص الموجود ضمن الجسم لإعادة التوزع ضمن الدماغ، مما سيؤدي للإصابة بالضرر الأكبر.[7]

المعدن	العمر النصفي الحيوي
البولونيوم	30-50 يوم
السيزيوم	1-4 أشهر
الزئبق (بشكله الميتيلي)	65 يوم
الرصاص في الدم	28-36 يوم.[8][9]
الرصاص في العظام	قرابة 10 سنوات
الكادميوم في العظام	30 سنة تقريباً
البلوتونيوم في العظام	100 سنة تقريباً
البلوتونيوم في الكبد	40 سنة

معادلات المعدلات

لإطراح من الرتبة الأولى

في بعض الشروط يختلف أحياناً العمر النصفي تبعاً لتركيز الدواء، فيكون نسبياً تبعاً للتركيز البدئي للدواء A0 ومعاكس نسبياً لثابتة الرتبة الأولى K0، حيث:

$t_{\frac {1}{2}}={\frac {0.5A_{0}}{k_{0}}}\,$

عادة ما تكون هذه العملية عملية خوارزمية، وهو أنَّ ثابت نسبي للعامل يطرح بوحدة الزمن.[10] وهكذا يوصف هبوط التراكيز البلازمية بعد إعطاء جرعة واحدة بالمعادلة التالية:

$C_{t}=C_{0}e^{-kt}\,$

Ct: التركيز بعد الزمن t.

C0: هو التركيز البدئي (t=0).

K هو ثابتة معدل الإطراح.

تعطى العلاقة بين ثابتة معدل الإطراح والعمر النصفي بالعلاقة التالية:

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

يحدد العمر النصفي بالتصفية (CL) وحجم التوزع (VD) وتوصف هذه العلاقة بالمعادلة التالية:

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

أهمية ذلك في الممارسة السريرية

في الممارسة السريرية يعني ذلك أنَّه يستغرق الأمر 4-5 أضعاف العمر النصفي ليصل التركيز للدواء لتركيز الحالة الثابتة، وذلك بعد بداية الإعطاء المنتظم (كذلك الأمر في حال إيقافه أو تغيير الجرعة). لذلك وعلى سبيل المثال إذا كان العمر النصفي للديجوكسين 24-36 ساعة؛ فيعني ذلك أنَّ تغيير الجرعة سيستغرق قرابة الأسبوع لإحداث تأثير كامل.

ولهذا السبب فإنَّه في حال الأدوية ذات العمر النصفي الطويل (مثل الأميودارون حيث يأخذ العمر النصفي الإطراحي له حوالي 58 يوماً) عادة ما نبدأ بها بجرعة تحميل بغرض الوصول لتأثيرها السريري المرغوب بشكل أسرع.

الرموز ومعادلاتها

السمة	الوصف	قيمة افتراضية	الرمز	صيغة المعادلة
الجرعة	كمية الدواء المعطاة	500 ملغ	D	مؤشر نتحكم به
الفواصل بين الجرعات	الزمن بين كل جرعتين	24 ساعة	T	مؤشر نتحكم به
التركيز الأعلى	التركيز القمة في البلازما لدواء بعد الإعطاء	60.9 ملغ/ل	C max	يقاس قياسًا مباشرًا
الزمن الأعلى	الزمن للوصول للتركيز الأعلى	3.9 ساعة	t max	يقاس قياسًا مباشرًا
التركيز الأدنى	التركيز الأدنى الذي يصله الدواء قبل إعطاء الجرعة التالية	27.7 ملغ/ل	C min,ss	يقاس قياسًا مباشرًا
حجم التوزع	الحجم الظاهر أنَّ الدواء يتوزع به (أي المؤشر الذي يربط تركيز الدواء مع كمية الدواء في الجسم)	6 ل	Vd	$={\frac {D}{C_{0}}}$
التركيز	كمية الدواء ضمن الحجم المعطى من البلازما	83.3 ملغ/ل	C 0, C ss	$={\frac {D}{V_{\text{d}}}}$
نصف العمر الإطراحي	الوقت اللازم لوصول تركيز داء ما لنصف قيمته	12 ساعة	t 1/2	$={\frac {\ln(2)}{k_{\text{e}}}}$
ثابتة معدل الإطراح	معدل طرح الدواء من الجسم	0.0578 سا-1	Ke	$={\frac {\ln(2)}{t_{\frac {1}{2}}}}={\frac {CL}{V_{\text{d}}}}$
معدل التسريب	معدل التسريب اللازم ليتوازن مع الإطراح	50ملغ/سا	K in	$=C_{\text{ss}}\cdot CL$
المنطقة تحت المنحني]]	تكامل منحني التركيز مع الزمن (بعد جرعة واحدة أو في الحالة الثابتة) ).	1.320 ملغ/سا.ل	$AUC_{0-\infty }$	$=\int _{0}^{\infty }C\,\operatorname {d} t$
			$AUC_{\tau ,{\text{ss}}}$	$=\int _{t}^{t+\tau }C\,\operatorname {d} t$
التصفية	حجم البلاسما المصفى منها الدواء بوحدة الزمن	0.38 ل/سا	CL	$=V_{\text{d}}\cdot k_{\text{e}}={\frac {D}{AUC}}$
التوافر الحيوي	نسبة الدواء الواصل للدوران الجهازي	0.8	f	$={\frac {AUC_{\text{po}}\cdot D_{\text{iv}}}{AUC_{\text{iv}}\cdot D_{\text{po}}}}$
التقلب	القمة التي يتقلب فيها الدواء ضمن فاصل جرعي واحد	41.8%	%PTF	$={\frac {C_{{\text{max}},{\text{ss}}}-C_{{\text{min}},{\text{ss}}}}{C_{{\text{av}},{\text{ss}}}}}\cdot 100$ where $C_{{\text{av}},{\text{ss}}}={\frac {1}{\tau }}AUC_{\tau ,{\text{ss}}}$

المراجع

Lin VW; Cardenas DD (2003). Spinal cord medicine. Demos Medical Publishing, LLC. p. 251. ISBN 1-888799-61-7. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "biological half life".

Nordberg, Gunnar (2007). Handbook on the toxicology of metals. Amsterdam: Elsevier. p. 119. ISBN 0-12-369413-2. Silk, Kenneth R.; Tyrer, Peter J. (2008). Cambridge textbook of effective treatments in psychiatry. Cambridge, UK: Cambridge University Press. p. 295. ISBN 0-521-84228-X.

Ehrsson, Hans; et al. (Winter 2002). "Pharmacokinetics of oxaliplatin in humans". Medical Oncology. Retrieved 2007-03-28. Manfredonia, John (March 2005). "Prescribing Methadone for Pain Management in End-of-Life Care". JAOA—The Journal of the American Osteopathic Association 105 (3 supplement): 18S. Retrieved 2007-01-29.

Nikolas C Papanikolaou, Eleftheria G Hatzidaki, Stamatis Belivanis, George N Tzanakakis, Aristidis M Tsatsakis (2005). "Lead toxicity update. A brief review.". Medical Science Monitor 11 (10): RA329-336.

Griffin et al. 1975 as cited in ATSDR 2005 Rabinowitz et al. 1976 as cited in ATSDR 2005 Birkett DJ (2002). For example, ethanol may be consumed in sufficient quantity to saturate the metabolic enzymes in the liver, and so is eliminated from the body at an approximately constant rate (zero-order eliminationPharmacokinetics Made Easy (Revised Edition). Sydney: McGraw-Hill Australia. ISBN 0-07-471072-9.

https://en.wikipedia.org/wiki/Biological_half-life#Common_prescription_medications

انظر : قوالب علم تأثير الدواء - مقالات علم تأثير الدواء