Modelos monocompartimentales

El modelo monocompartimental es un tratamiento cinético simplificado en extremo, aplicable a un numero relativamente escaso de fármacos. Pese a ello, proporciona una base excelente para la resolución de determinados problemas (cálculo de la disponibilidad, establecimiento de regímenes de dosificación) y, sobre todo, resulta imprescindible para el conocimiento y estudio de otros modelos más complejos.

Partiendo de las curvas de nivel plasmático obtenidas después de la administración intravenosa de un medicamento se pueden calcular los parámetros más importantes.

Puesto que en el caso de la administración intravenosa de un medicamento no hay absorción, la representación de la evolución de las concentraciones plasmáticas en función del tiempo será indicativa de los procesos de eliminación del fármaco a partir del plasma sanguíneo, que seguirá una secuencia concreta y constante: la desaparición se produce, en la mayoría de los casos, de acuerdo con una cinética de primer orden. Es decir, se trata de un proceso exponencial, perfectamente expresable mediante ecuaciones matemáticas.

La velocidad de desaparición del fármaco en el plasma vendrá definida, pues, por la ecuación característica de los procesos de primer orden:

dC

- ^_____ = k x C dt

siendo dC/dt la disminución de concentración del fármaco en el plasma en función del tiempo t, C la concentración en cualquier instante t y k la constante de eliminación.

En resumen, a partir del punto C de las curvas de nivel plasmático, la cantidad de fármaco que se elimina depende de la cantidad remanente en el plasma.

Es obvio que la concentración existente en el plasma a lo largo de todo el proceso de eliminación vendrá definida por el conjunto de todas las concentraciones instantáneas desde el principio al final del proceso, es decir, por la integración de la ecuación anterior, que la lugar a la ecuación siguiente:

C = C0 x e^-kt

Que es la ecuación exponencial representativa del proceso de eliminación o desaparición del fármaco del plasma, desde el punto C hasta el fin, y donde C0 es la concentración de fármaco existente a tiempo 0 (en el momento de la administración) y e^-k es la pendiente de la curva.

La pendiente de la curva generalmente se expresa en fracciones de uno e indica la fracción de fármaco que queda en el plasma en cada unidad de tiempo, referida a la que había en la unidad de tiempo anterior.

Parámetros de la fase de eliminación.

Las constantes o parámetros fundamentales que deben considerarse en la fase de eliminación de los medicamentos a partir del plasma sanguíneo son: la “constante de eliminación” (k) y el

“tiempo de vida media”, vida media biológica o vida media de eliminación (t1/2)

La constante de eliminación rige la velocidad de desaparición de los fármacos del plasma sanguíneo, puesto que condiciona la pendiente de la fase exponencial de su curva de nivel plasmático. Se expresa en “tiempo recíproco” o “tiempo^-1”

El tiempo de vida media. Es el tiempo necesario para que la concentración plasmática de un fármaco se reduzca a la mitad. Se expresa en unidades de tiempo (minutos, horas, días…)

El tiempo de vida media de un fármaco depende de sus características físico-químicas, que condicionan su distribución, metabolismo y excreción. Así, por ejemplo, un fármaco que se metabolice (o elimine) rápidamente en el organismo tendrá una vida media más corta que otro análogo que, por sus características, lo haga más lentamente o apenas sufra biotransformación.

De la misma manera, un fármaco que se una fuertemente a las proteínas plasmáticas o a los constituyentes celulares de los tejidos, podrá tener un tiempo de vida media más largo que otro análogo que permanezca libre y, por tanto, sea más asequible a los procesos de eliminación.

También conviene resaltar la variabilidad que puede observarse entre los tiempos de vida media de fármacos relacionados o grupos afines, relacionados, como señalábamos anteriormente, con sus características físico-químicas.

El tiempo de vida media es, como la constante de eliminación, una verdadera constante característica de cada fármaco en cada especie animal, independiente de la forma en que se administre, aunque existen distintos factores susceptibles de influenciarla:

- La especie animal.

Y dentro de la misma especie - Edad

- Raza - Sexo - Individuo

- Estado de salud…

De hecho, para una población homogénea, conviene siempre considerarla estadísticamente.

Aplicaciones prácticas de la vida media biológica

- Índice de la velocidad de eliminación de los fármacos - Cálculo del nivel en plasma en un instante dado - Establecimiento de los regímenes de dosificación

Parámetros de la fase de absorción.

Cuando un medicamento es administrado por una vía no intravenosa, existe siempre una fase o periodo durante el cual se absorbe, es decir, pasa desde los lugares donde se encuentra (p. Ej.:

depósito parenteral, lumen gastrointestinal…) al plasma sanguíneo.

La vía utilizada para la administración del medicamento tiene una influencia decisiva en la forma de las curvas de nivel plasmático, en lo que se refiere al tramo de las mismas en las que coexisten los procesos de absorción y eliminación, ya que una vez que la absorción haya cesado, la curva se vuelve exponencial, como en el caso de la administración intravenosa, ya que sólo existen procesos de eliminación.

Las modificaciones que se observan en las curvas de nivel plasmático siguen, con carácter general, las siguientes reglas:

- El tramo exponencial se desplaza hacia la derecha a medida que la aparición del fármaco en el plasma se hace más lenta

- El valor de C0 es tanto más alto cuanto más lentamente se absorbe el medicamento.

- El máximo de las curvas es más bajo y más romo cuanto más lenta es la absorción del medicamento

- La curva de nivel plasmático correspondiente a la administración intravenosa corta a las demás en su máximo (cuando se utiliza la misma dosis y la absorción es completa)

- El área comprendida bajo las curvas es exactamente la misma sea cual fuere la vía de administración, siempre que la dosis sea la misma y la absorción sea completa.

En cuanto a la velocidad de absorción de un medicamento en función de su vía de administración, cuando la administración se realiza por vía intramuscular, la absorción suele ser rápida, ya que el fármaco ha de atravesar tan sólo las paredes de los capilares. Cuando la administración se realiza por vía subcutánea la velocidad de absorción es menor que por vía intramuscular porque la zona se encuentra menos vascularizada. Por vía oral la absorción suele ser más lenta, puesto que el fármaco debe atravesar un estrato celular completo. Finalmente, la absorción puede ser mucho más lenta cuando se utilizan medicamentos por vía rectal en forma de supositorios.

La forma y características de las curvas de nivel plasmático que hemos señalado tienen implicaciones farmacológicas, ya que suelen reflejarse en la intensidad y duración de los efectos farmacológicos deseados.

La elección de una u otra vía de administración (y dentro de cada vía, de una u otra forma de dosificación) dependerá siempre del tipo de respuesta que se quiera obtener y del margen que exista entre la dosis eficaz y la dosis tóxica del medicamento que se utilice.

Al igual que en los procesos de eliminación los parámetros más importantes eran la constante de eliminación y el tiempo de vida media, en el caso de la absorción son la “constante de absorción” y el “tiempo de vida media de absorción”

La “constante de absorción” (ka) rige la velocidad a la cual se absorbe un medicamento a partir del lugar donde se encuentra, es decir, la velocidad a la que pasa el fármaco desde el lugar de absorción al plasma. Al igual que la constante de eliminación se expresa en tiempo recíproco (tiempo^-1), pero hay que tener en cuenta que en el caso de la constante de absorción se refiere a la cantidad o concentración de fármaco que queda en el lugar de absorción, no en el plasma.

El “tiempo de vida media de absorción” indica el tiempo que tarda en reducirse a la mitad la cantidad de fármaco existente en el lugar de absorción en cualquier instante, y se expresa directamente en unidades de tiempo.