24.3 Cuantificación de las variantes de rhEPO en las muestras biológicas
24.4.1 Administración intravascular Análisis compartimental
Los modelos más comúnmente empleados en farmacocinética son los modelos compartimentales, los cuales analizan el comportamiento de la droga agrupando los tejidos corporales cinéticamente indistinguibles en compartimientos, y describen la transferencia de la droga entre los mismos en términos de constantes de velocidad. Estos modelos pueden clasificarse en monocompartimentales, cuando el organismo actúa como un único compartimiento donde el fármaco se distribuye en forma instantánea, y multicompartimentales, cuando la droga se distribuye a diferentes velocidades según el tejido o fluido del organismo.
El comportamiento de las citoquinas analizadas se ajustó a un modelo bicompartimental, que considera que la droga se distribuye rápida y uniformemente en un compartimiento central o intravascular (representado por la sangre, los fluidos 89 Mattio, Mónica Cristina - 2014 -
MATERIALES Y MÉTODOS
extracelulares y los tejidos altamente irrigados) y se equilibra más lentamente con un compartimiento periférico o extravascular (constituido por los tejidos con menos flujo sanguíneo) (Shargel y col., 2005a) (Fig. 15 ).
Fig. 15. Modelo abierto de dos compartimientos, inyección intravenosa.
La droga se distribuye en dos compartimientos que alcanzan el equilibrio y se elimina a través del compartimiento central (plasma). La letra D indica la cantidad de droga en el compartimiento central (p) y tisular (t), la letra V, el volumen de los compartimientos y la letra C, la concentración de la droga. Las constantes k12 y k21 son constantes de velocidad de transferencia entre compartimientos y la constante k10 es la constante de eliminación del compartimiento central hacia el exterior del sistema. Adaptada de Shargel y col. (2005a).
El modelo consiste en una simplificación de la compleja cinética de las drogas en el organismo, lo cual supone la aceptación de una serie de hipótesis:
• El sistema es abierto porque el fármaco puede ser eliminado del mismo.
• Los compartimientos no son una región fisiológica o anatómica, sino que son un conjunto de tejidos o fluidos que poseen similar flujo sanguíneo y afinidad por la droga.
• Se considera que la droga está uniformemente distribuida dentro de cada compartimiento.
• La transferencia de la droga entre compartimientos es un proceso reversible con una cinética de primer orden.
En el modelo de dos compartimientos, la curva de concentración plasmática de la droga en función del tiempo transcurrido desde su inyección tiene una forma biexponencial decreciente, la cual resulta de la suma de dos procesos de primer orden: distribución y eliminación (Fig. 16A). Este modelo asume que, a tiempo cero, no existe droga en el compartimiento tisular. Luego de una inyección endovenosa, la droga se equilibra rápidamente en el compartimiento central. La fase de distribución de la curva (o fase α) representa la remoción inicial de la droga del compartimiento central hacia el compartimiento periférico. Aunque la eliminación y la distribución ocurren simultáneamente durante la fase de distribución, existe una transferencia neta de la droga del compartimiento intravascular a los tejidos. Cuando la concentración tisular alcanza su valor máximo, que puede ser superior o inferior a la concentración plasmática, la velocidad de entrada de la droga a los tejidos iguala la velocidad de
C on ce nt ra ci ón p la sm át ic a Tiempo Tejidos Plasma C o nc e nt ra ci ó n d e la d ro ga Tiempo A B MATERIALES Y MÉTODOS
salida, alcanzándose un equilibrio con la fracción de droga en el compartimiento central. En este momento, la concentración de la droga en ambos compartimientos disminuye en forma paralela (Fig. 16B). Esta disminución es un proceso de primer orden y se denomina fase de eliminación (o fase β). La mayoría de los modelos bicompartimentales asume que la eliminación ocurre desde el compartimiento central (Fig. 15), ya que los principales sitios de depuración de fármacos son órganos altamente irrigados, como los riñones y el hígado. Las k12 y k21 son constantes de
velocidad de primer orden que gobiernan la velocidad de transferencia de la droga fuera y dentro del torrente sanguíneo, respectivamente, mientras que la constante k10
es la constante de eliminación del organismo.
Fig. 16. Perfil plasmático y tisular de una droga inyectada mediante vía endovenosa cuyo comportamiento se ajusta a un modelo de dos compartimientos.
A. La curva de concentración plasmática de la droga en función del
tiempo transcurrido desde su inyección tiene una forma biexponencial decreciente que denota la existencia de dos procesos: distribución y eliminación.
B. La concentración de la droga en los tejidos alcanza un máximo,
luego del cual disminuye en forma paralela a la concentración plasmática. Adaptada de Shargel y col. (2005a).
De esta manera, la variación de la concentración del fármaco en el plasma (Cp)
en el tiempo puede ser descripta de acuerdo con la siguiente ecuación:
d C
pdt
= k
21C
t- k
12C
p- k
10C
p (9)donde Ct es la concentración del fármaco en los tejidos. Integrando la ecuación 9 se
obtiene;
91 Mattio, Mónica Cristina - 2014 -
MATERIALES Y MÉTODOS Cp=Dp 0 Vp
(
k21-a b-a e -at + k21-b a-b e -bt)
(10)donde Cp es la concentración del fármaco remanente en la circulación al tiempo t,
Dp0 es la dosis inicial inyectada, Vp es el volumen del compartimiento central y a y b
son constantes que dependen únicamente de k12, k21 y k10. La ecuación anterior puede
ser transformada en la siguiente expresión:
Cp= Ae-at+ Be-bt (11)
Las constantes A y B son constantes híbridas que dependen de la dosis inicial, por lo que no tienen un significado fisiológico real. Las constantes a y b son constantes de velocidad para la fase de distribución y eliminación, respectivamente, y permiten el cálculo de los tiempos de vida media de distribución o fase α (t1/2α) y de eliminación o
fase β (t1/2β), de acuerdo con las siguientes ecuaciones:
t
1/ 2α= ln2
a
=
0,693
a
(12)t
1/ 2β= ln2
b
=
0,693
b
(13)Los datos experimentales se ajustaron a la función exponencial que describe la ecuación 11 utilizando el complemento de Excel® denominado PKSolver. Este software realiza el análisis bicompartamental y arroja todos los parámetros farmacocinéticos más comúnmente utilizados. A continuación se describe cómo la correcta sustitución de las constantes a, b, A y B en las ecuaciones 12, 13, 14, 15 y 16, permite obtener los valores de tales parámetros.
k
10= ab (A+B)
Ab+Ba
(14)k
12= AB (b-a)
2(A + B)(Ab + Ba)
(15)k
21= Ab + Ba
A + B
(16)MATERIALES Y MÉTODOS
En general, una droga se equilibra rápidamente en el cuerpo. Sin embargo, cada tejido individual puede tener una concentración distinta de medicamento debido a las diferencias en la afinidad hacia el mismo. El volumen de distribución (VD) es un
parámetro útil que relaciona la concentración plasmática con la cantidad total de droga en el organismo. El volumen de distribución puede considerarse como el volumen “aparente”, dado que no tiene un significado fisiológico en términos de espacio anatómico en el cual se disuelve la droga.
El volumen del compartimiento central (Vp) o volumen de distribución inicial es
útil para determinar la concentración de la droga inmediatamente después de una inyección intravenosa. A tiempo cero no se produce eliminación de la droga, por lo que:
V
p= D
p0C
p0 (17) Donde DP 0 Dp0 es la dosis inyectada por vía endovenosa y
Cp
0 , es la
concentración plasmática a tiempo cero. En este mismo momento, dado que t=0, entonces
e
0 =1, por lo que la ecuación 11 se reduce a la siguiente expresión:Cp0=A+B (18)
Reemplazando la ecuación 17, se obtiene la expresión 19, que permite calcular Vp mediante la determinación de A y B:
V
p= D
p0
A+B
(19)En el estado estacionario, la velocidad de entrada al compartimiento tisular o periférico desde el compartimiento central es igual a la velocidad de salida, por lo que:
Dtk21= Dpk12 (20) La cantidad total de droga en el estado estacionario es igual a la suma de la
cantidad de droga en el compartimiento tisular (Dt) y la cantidad de droga en el
compartimiento central (Dp). Por lo tanto, el volumen de distribución aparente en el
estado estacionario, (VD)SS, se puede calcular dividiendo la cantidad total de droga en
el organismo por la concentración de la droga en el compartimiento central en este mismo estado:
( V
D)
SS=D
p+ D
tCp
(21)93 Mattio, Mónica Cristina - 2014 -
MATERIALES Y MÉTODOS
La magnitud de (VD)SS depende de factores hemodinámicos responsables de la
distribución de la droga y de las propiedades físicas de la misma, las cuales determinan la cantidad intra o extravascular relativa que permanece en el cuerpo. Por lo tanto, constituye un parámetro importante cuando se comparan drogas con características diferentes.
Otro parámetro importante que describe una droga en un sistema dado es su depuración del organismo o clearance. El clearance es una medida de la eliminación del fármaco del organismo que no requiere identificar los mecanismos involucrados. Se define como el volumen de plasma que es depurado de la droga por unidad de tiempo. Este parámetro puede ser calculado sin tener en cuenta el tipo de modelo, por lo que puede verse como un concepto fisiológico de remoción del fármaco. El
clearance (CL) se calculó como la dosis inyectada, D0, dividido por el área bajo la
curva de concentración de droga en plasma en función del tiempo, ABC (ecuación 22):
CL=D0
⌊ ABC ⌋t
0 (22)
Para la evaluación farmacocinética de cada variante se presentan los parámetros t1/2α, t1/2β, CL y (VD)SS y se expresaron como el valor promedio ± SD
(n=2). El análisis estadístico de las diferencias entre los parámetros obtenidos para cada molécula se realizó empleando el test t de Student o t de Student con la corrección de Welch, según los parámetros presentaran varianzas iguales o desiguales, respectivamente, considerando diferencias significativas cuando p<0,05.