Biological half-life

يبلغ نصف العمر البيولوجي للماء في جسم الإنسان حوالي 7 إلى 14 يومًا، ويمكن تغييره بالسلوك. فتناول كميات كبيرة من الكحول يُقلل من نصف العمر البيولوجي للماء في الجسم. ^{[ 9 ] [ 10 ]} وقد استُخدمت هذه الطريقة لتطهير المرضى الذين يعانون من تلوث داخلي بالماء المُشعّ بالتريتيوم . وتعتمد هذه الطريقة على زيادة معدل استبدال الماء في الجسم بماء جديد.

إن إزالة الإيثانول (الكحول المُتناول) من جسم الإنسان عبر الأكسدة بواسطة إنزيم نازع هيدروجين الكحول في الكبد محدودة. لذا، قد تخضع إزالة تركيز عالٍ من الكحول من الدم لحركية من الرتبة الصفرية . كما أن الخطوات المحددة لمعدل التفاعل لمادة ما قد تكون مشتركة مع مواد أخرى. على سبيل المثال، يمكن استخدام تركيز الكحول في الدم لتعديل التفاعلات الكيميائية الحيوية للميثانول والإيثيلين جليكول . وبهذه الطريقة ، يمكن منع أكسدة الميثانول إلى الفورمالديهايد وحمض الفورميك السامين في جسم الإنسان عن طريق إعطاء كمية مناسبة من الإيثانول لشخص تناول الميثانول. يُعد الميثانول شديد السمية ويسبب العمى والوفاة. ويمكن معالجة الشخص الذي تناول الإيثيلين جليكول بالطريقة نفسها. كما أن نصف العمر نسبي لمعدل الأيض لدى الفرد المعني.

يتراوح نصف العمر البيولوجي للسيزيوم في جسم الإنسان بين شهر وأربعة أشهر. ويمكن تقصير هذه المدة بتناول الشخص لمادة أزرق بروسيا . يعمل أزرق بروسيا في الجهاز الهضمي كمبادل أيوني صلب يمتص السيزيوم ويطلق أيونات البوتاسيوم .

بالنسبة لبعض المواد، من المهم اعتبار جسم الإنسان أو الحيوان مكونًا من عدة أجزاء، لكل منها ميل خاص به تجاه المادة، ولكل جزء نصف عمر بيولوجي مختلف ( نمذجة حركية دوائية قائمة على أسس فيزيولوجية ). قد تؤدي محاولات إزالة مادة ما من الجسم بأكمله إلى زيادة تراكمها في جزء منه. على سبيل المثال، إذا أُعطي شخص ملوث بالرصاص مادة EDTA في علاج الاستخلاب ، فبينما سيزداد معدل فقدان الرصاص من الجسم، يميل الرصاص الموجود داخل الجسم إلى الانتقال إلى الدماغ حيث يمكن أن يُسبب أكبر ضرر. ^{[ 30 ]}

• يبلغ نصف العمر البيولوجي للبولونيوم في الجسم حوالي 30 إلى 50 يومًا.
• يبلغ نصف العمر البيولوجي للسيزيوم في الجسم حوالي شهر إلى أربعة أشهر.
• يبلغ عمر النصف للزئبق (على شكل ميثيل الزئبق ) في الجسم حوالي 65 يومًا.
• يبلغ نصف عمر الرصاص في الدم 28-36 يومًا. ^{[ 31 ] [ 32 ]}
• يبلغ العمر النصفي البيولوجي للرصاص في العظام حوالي عشر سنوات.
• يبلغ العمر النصفي البيولوجي للكادميوم الموجود في العظام حوالي 30 عامًا.
• يبلغ العمر النصفي البيولوجي للبلوتونيوم الموجود في العظام حوالي 100 عام.
• يبلغ العمر النصفي البيولوجي للبلوتونيوم في الكبد حوالي 40 عامًا.

قد تختلف فترات نصف العمر لبعض المواد في أجزاء الجسم المختلفة. على سبيل المثال، يبلغ نصف عمر الأوكسيتوسين في الدم حوالي ثلاث دقائق عند إعطائه وريديًا . تعبر الببتيدات التي تُعطى عن طريق الحقن الوريدي (مثل الحقن الوريدي) كالأوكسيتوسين حاجز الدم في الدماغ بشكل ضعيف جدًا، مع أن كميات ضئيلة جدًا (أقل من 1%) تدخل الجهاز العصبي المركزي لدى البشر عند إعطائها بهذه الطريقة. ^{[ 33 ]} على النقيض من الإعطاء عن طريق الحقن الوريدي، يعبر الأوكسيتوسين حاجز الدم في الدماغ بشكل موثوق عند إعطائه عن طريق الأنف باستخدام رذاذ أنفي، ويُظهر تأثيرات نفسية لدى البشر. ^{[ 34 ] [ 35 ]} إضافةً إلى ذلك، وعلى عكس الإعطاء عن طريق الحقن الوريدي، يستمر تأثير الأوكسيتوسين المُعطى عن طريق الأنف في الجهاز العصبي المركزي لمدة لا تقل عن 2.25 ساعة وقد تصل إلى 4 ساعات. ^{[ 36 ] [ 37 ]} وفي سياق متصل على الأرجح بهذه الحقيقة، وُجد أن تركيزات الأوكسيتوسين الداخلي في الدماغ أعلى بما يصل إلى 1000 ضعف من مستوياته في المحيط. ^{[ 33 ]}

ينطبق مفهوم نصف العمر على العمليات التي يكون فيها معدل الإزالة أُسّيًا. إذا${\displaystyle C(t)}$هو تركيز مادة ما في وقت معين${\displaystyle t}$، ويُعطى اعتمادها الزمني بواسطة

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

حيث k هو ثابت معدل التفاعل . وينشأ معدل التحلل هذا من تفاعل من الدرجة الأولى حيث يكون معدل الإزالة متناسبًا مع كمية المادة: ^{[ 41 ]}

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

يبلغ نصف العمر لهذه العملية ^{[ 41 ]}

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

أو بدلاً من ذلك، يُعطى عمر النصف بالصيغة التالية

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

حيث يمثل λ _z ميل المرحلة النهائية لمنحنى الزمن-التركيز للمادة على مقياس شبه لوغاريتمي. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

يتم تحديد نصف العمر من خلال التصفية (CL) وحجم التوزيع (V _D ) ويتم وصف العلاقة بالمعادلة التالية:

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

في الممارسة السريرية، يعني هذا أن تركيز الدواء في مصل الدم يصل إلى حالة الثبات بعد بدء الجرعات المنتظمة أو إيقافها أو تغييرها يستغرق من 4 إلى 5 أضعاف عمر النصف. فعلى سبيل المثال، يبلغ عمر النصف (أو نصف عمر) الديجوكسين _{من 24 إلى 36 ساعة} ؛ ما يعني أن تغيير الجرعة سيستغرق ما يقارب أسبوعًا حتى يُظهر مفعوله الكامل. لهذا السبب، عادةً ما تُبدأ الأدوية ذات عمر _النصف الطويل (مثل الأميودارون ، الذي يبلغ _{نصف عمره حوالي 58} يومًا) بجرعة تحميلية لتحقيق التأثير السريري المطلوب بسرعة أكبر.

تُظهر العديد من الأدوية انخفاضًا ثنائي الطور في تركيزها في البلازما بعد تناول الجرعة: طور توزيع حاد حيث يغادر الدواء الحيز المركزي إلى الأنسجة (طور ألفا)، يليه طور إزالة أقل حدة حيث يتم التخلص من الدواء (طور بيتا). على الرسم البياني شبه اللوغاريتمي، يكون الطوران خطيين تقريبًا، بميلين α و β، ونصف عمر لكل منهما t _1/2α = 0.693/α و t _1/2β = 0.693/β. ^{[ 6 ] [ 42 ] [ 43 ]}

بالنسبة للجرعات المفردة من الأدوية المحبة للدهون والمتعددة الحجرات، غالبًا ما تتحدد مدة التأثير السريري بعد بدء المفعول بمرحلة التوزيع (α)، لأنه عند الوصول إلى حالة توازن التوزيع، تكون مستويات الدواء في البلازما عادةً أقل من أي تركيز فعال أدنى، وبالتالي فإن مرحلة بيتا النهائية (β) لا تؤثر بشكل كبير على التأثيرات الملحوظة. ^{[ 6 ]} ونتيجة لذلك، فإن تصنيف الأدوية حسب نصف العمر النهائي (β) قد لا يكون دقيقًا في التنبؤ بمدة التأثير، بينما يكون نصف العمر (α) أكثر فائدة في كثير من الأحيان، على الرغم من أنه أقل شيوعًا في التقارير والمراجعات. ^{[ 6 ]}

توجد استثناءات عندما يكون التخلص من الدواء سريعًا للغاية: بالنسبة للعوامل قصيرة المفعول جدًا، يمكن أن تؤدي المرحلة بيتا إلى تقصير مدة التأثير بشكل ملحوظ حتى بعد جرعة واحدة (مثل التريازولام والميدازولام). ^{[ 6 ]}

يُطلق على نصف العمر الأطول اسم نصف العمر النهائي، ويُطلق على نصف عمر المكون الأكبر اسم نصف العمر السائد. ^{[ 41 ]} لمزيد من التفاصيل، انظر علم حركية الدواء § نماذج متعددة الحجرات .