Г6
Лекарства и фармакокинетика Здоровье · Глава 6 из 8
К курсу
Г6
Глава 6 из 8 · Курс по здоровью

Лекарства и фармакокинетика

Что происходит с таблеткой после того, как её проглотили. Школьная экспонента ($10$–$11$ кл.) применённая к лекарствам: всасывание, распределение, метаболизм, выведение ($ADME$). $6$ калькуляторов, включая график стационарной концентрации при многократном дозировании — центральная визуализация главы.

Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости. Только доза делает вещь не ядом. Парацельс · отец фармакологии, $1538$

«Это лекарство принимать $3$ раза в день» — звучит просто. За простотой стоит математика: дозировка рассчитана из периода полувыведения, биодоступности, объёма распределения и желаемого терапевтического диапазона. Изменить интервал на $\pm 50\%$ — поменять весь профиль концентрации в крови. Фармакокинетика — это арифметика взрослых решений в медицине.

В этой главе вы свяжете школьную экспоненту ($C(t) = C_0 \cdot (1/2)^{t/T_{1/2}}$, которую впервые встретили в Главе $3$ для кофеина) с реальной клинической картиной. Когда таблетка достигает стационарной концентрации? Почему грейпфрут опасен с антибиотиками? Откуда берётся $30$–$40\%$ эффект плацебо в $RCT$?

$6$ калькуляторов главы: сравнение биоэквивалентности дженерик vs оригинал, стационарная концентрация при многократном дозировании (центральная визуализация), биодоступность по путям введения, матрица $CYP450$-взаимодействий, частоты побочек по $WHO$ с расчётом $NNH$, эффект плацебо в разных состояниях.

$6$ модулей главы

От $ADME$ до плацебо

Каждый модуль — отдельная страница с теорией, формулой, $1$–$2$ калькуляторами и практикой. Можно пройти по порядку, можно нырнуть к нужной теме напрямую.

6.1 Открыть

$4$ этапа лекарства в теле

$Absorption$, $Distribution$, $Metabolism$, $Excretion$. $T_{1/2}$ $-$ период полувыведения. Биоэквивалентность и дженерики.

6.2 Открыть

Стационар — экспонента в действии

После $5 \cdot T_{1/2}$ концентрация выходит на плато. Зачем ежедневные дозы и почему пропуск $-$ это не «двойная завтра».

6.3 Открыть

$F$ — какая доля доходит

$F_{oral}$ для парацетамола $\sim 90\%$, для пропранолола $\sim 25\%$. $First$-$pass$ в печени. Внутривенно $F = 100\%$.

6.4 Открыть

$CYP450$ — почему грейпфрут опасен

$CYP3A4$ метаболизирует $50\%$ лекарств. Грейпфрут $-$ ингибитор. $3$ механизма: ингибирование, индукция, конкуренция.

6.5 Открыть

Побочки как вероятности

Частота: «очень частые» $\geq 1/10$, «редкие» $< 1/1\,000$. $NNH$ и соотношение польза/вред. Когда читать инструкцию.

6.6 Открыть

$30$–$40\%$ эффекта в $RCT$

Плацебо реально работает: эндогенные опиоиды, ожидания, ритуал. $RCT$ с двойным слепым методом отделяет реальный эффект.

6.1
Модуль 6.1 · ADME

$ADME$ и биоэквивалентность

Каждое лекарство проходит четыре стадии в организме: $Absorption$ (всасывание), $Distribution$ (распределение), $Metabolism$ (метаболизм), $Excretion$ (выведение) — вместе $ADME$. Это база, на которой строятся все остальные понятия главы.

$4$ стадии лекарства в организме

  • $A$ — всасывание: из таблетки в кровь. Зависит от пути введения, формы (раствор, капсула, желудочный pH), приёма пищи. Время до пика концентрации ($T_{max}$) обычно $1$–$3$ часа для оральных форм.
  • $D$ — распределение: из крови в ткани. Лекарство может концентрироваться в жирах ($Diazepam$), плазме ($Warfarin$), костях ($Tetracycline$). Объём распределения $V_d$ — главная метрика этой фазы.
  • $M$ — метаболизм: преобразование в печени (главный орган) ферментами семейства $CYP450$. Лекарство превращается в более водорастворимые метаболиты. Иногда метаболит активнее самого лекарства ($Codeine \to Morphine$).
  • $E$ — выведение: через почки ($\sim 70\%$ лекарств), желчь, лёгкие. Главная метрика — клиренс ($Cl$ в мл/мин/кг).

Биоэквивалентность дженериков

«Дженерик такой же, как оригинал, но дешевле» — в идеале. Биоэквивалентность означает: при равной дозе, два препарата дают одинаковый $AUC$ (площадь под кривой концентрации) и одинаковый $C_{max}$ (максимальная концентрация). Регулятор разрешает разницу $\pm 20\%$, что для большинства лекарств клинически незначимо.

Биоэквивалентность
$0{,}80 \leq \dfrac{AUC_{gen}}{AUC_{orig}} \leq 1{,}25$

$FDA/EMA$-стандарт: $90\%$ доверительный интервал отношения $AUC$ (и $C_{max}$) дженерика к оригиналу должен попадать в диапазон $80$–$125\%$. Это означает: средняя разница меньше $20\%$. Исключения: препараты с узким терапевтическим окном (варфарин, фенитоин, литий) — там переключение опасно.

Когда не стоит «экономить» на дженериках: $1)$ препараты с узким терапевтическим окном, $2)$ модифицированный релиз (sustained release — формула важнее активного вещества), $3)$ биологические препараты (инсулин, антитела — там «биосимиляры», не дженерики). В остальных случаях дженерики реально работают одинаково с оригиналами.

Калькулятор 1 · Биоэквивалентность

Дженерик vs оригинал — попадание в окно

Введите $AUC$ оригинала и дженерика. Калькулятор покажет, попадает ли отношение в регуляторный коридор $0{,}80$–$1{,}25$.

у.е.
у.е.
Оригинал
$AUC$ = 100
Эталон сравнения. Регулятор сравнивает дженерик с ним.
Дженерик
$AUC$ = 92
Отношение к оригиналу: 0,92
Биоэквивалентность
✓ Эквивалентен
отношение 0,92 в коридоре [0,80; 1,25]
Дженерик прошёл бы регистрацию. Отношение $AUC$ в коридоре $0{,}80$–$1{,}25$ означает, что биодоступность дженерика клинически эквивалентна оригиналу. В реальности большинство одобренных дженериков попадают в коридор $0{,}95$–$1{,}05$.
6.2
Модуль 6.2 · Многодозовая фармакокинетика

Стационарная концентрация — экспонента в действии

Школьная формула $C(t) = C_0 \cdot (1/2)^{t/T_{1/2}}$ из Главы $3$ описывала одну дозу. Но лекарства обычно принимают многократно — и здесь начинается фармакокинетика реальных режимов лечения. Концентрация накапливается до стационара, который достигается через $\sim 5$ периодов полувыведения.

Принцип суперпозиции

Когда вы принимаете лекарство второй раз, в крови ещё остался остаток первой дозы. Третий приём — суммируется с двумя предыдущими. Принцип линейной суперпозиции: концентрация в момент $t$ равна сумме вкладов всех принятых доз.

Многодозовое накопление
$C(t) = \sum_{i=0}^{n} D \cdot \left(\dfrac{1}{2}\right)^{(t - i \tau)/T_{1/2}}$

где $D$ — доза, $\tau$ — интервал между приёмами, $T_{1/2}$ — период полувыведения. Сумма по всем принятым к моменту $t$ дозам. На графике это «зубцы» концентрации, восходящие к стационарному плато.

Коэффициент накопления

При регулярном дозировании концентрация достигает стационара (steady state). Отношение стационарного $C_{max}$ к концентрации после первой дозы называется коэффициентом накопления $R$:

Accumulation factor
$R = \dfrac{1}{1 - e^{-k\tau}}, \quad k = \dfrac{\ln 2}{T_{1/2}}$

где $k$ — константа выведения. Если $\tau = T_{1/2}$ (интервал равен периоду), $R = 2$ — концентрация удваивается. Если $\tau \gg T_{1/2}$, $R \to 1$ — почти нет накопления. Если $\tau \ll T_{1/2}$, $R$ растёт большой — препарат может стать токсичным.

Главное правило: стационар достигается за $\sim 5 \cdot T_{1/2}$ ($97\%$ от максимума). Если $T_{1/2} = 24$ ч, это $5$ дней. Поэтому антидепрессанты «начинают работать» через $2$–$3$ недели, а варфарин титруют неделями — нужно дождаться стационара, чтобы оценить эффект.

Калькулятор 2 · Steady state

Многократное дозирование и накопление

Введите дозу, интервал и период полувыведения. График покажет накопление концентрации до стационара. Видно, как достигается плато за $\sim 5 \cdot T_{1/2}$.

мг
ч
ч
Стационарные параметры
R = 2,70× накопление
Время до 95% стационара: 60 ч · $C_{max,ss}$ ≈ 270 мг
Умеренное накопление. Концентрация в стационаре в $2{,}7\times$ выше, чем после первой дозы. $5 \cdot T_{1/2} = 60$ ч — через это время эффект препарата стабилизируется. Раньше делать выводы о его эффективности — преждевременно.

Если бы пациенты понимали, что лекарству нужно $5$ периодов полувыведения, чтобы достичь устойчивой концентрации — половина обращений о «лекарство не работает» исчезла бы.

Луи Шейнер · фармакокинетик, $UCSF$, основатель $NONMEM$
6.3
Модуль 6.3 · Биодоступность

$F$ — какая доля дозы доходит до крови

«Доза $100$ мг» — это принятая доза, а не попавшая в кровь. Между ними — биодоступность $F$ (англ. $bioavailability$), доля от $0$ до $100\%$. Внутривенное введение даёт $F = 100\%$ по определению. Оральное может быть от $1\%$ (нитроглицерин разрушается в первом проходе) до $\sim 100\%$ (парацетамол).

Формула биодоступности

Биодоступность $F$
$F = \dfrac{AUC_{po}}{AUC_{IV}} \cdot 100\%$

$F$ — отношение площади под кривой при оральном введении к таковой при внутривенном. Внутривенное — эталон ($F = 100\%$ по определению). Главный фактор снижения $F$ при оральном приёме — «эффект первого прохождения» ($first$-$pass \ effect$): лекарство метаболизируется в печени до того, как попасть в системный кровоток.

Пути введения по биодоступности

Зачем нужны разные пути введения? Главным образом — обойти ограничения биодоступности или ускорить действие.

Калькулятор 3 · Биодоступность

$F$ для разных путей введения

Выберите препарат — увидите его $F$ для разных путей введения. Парадокс: нитроглицерин под язык работает, проглоченный — нет.

Главный вывод
Пропранолол — типичный пример с массивным первым прохождением через печень. Оральная доза в $4 \times$ больше внутривенной для эквивалентного эффекта. Это объясняет «$80$ мг оральных $\approx 1$ мг $IV$» в кардиологии.
6.4
Модуль 6.4 · Взаимодействия

$CYP450$ — почему грейпфрут опасен

$\sim 75\%$ всех лекарств метаболизируется ферментами семейства цитохрома $P450$ в печени. Когда один препарат подавляет ($inhibits$) или индуцирует ($induces$) определённый $CYP$, концентрация другого препарата меняется иногда в разы. Грейпфрутовый сок — известный ингибитор $CYP3A4$ — может удвоить концентрацию десятков препаратов.

$3$ типа взаимодействия с $CYP450$

  • Субстрат — лекарство метаболизируется этим $CYP$. Просто проходит через печень с обычной скоростью.
  • Ингибитор — снижает активность фермента. Концентрация субстрата растёт (медленнее выводится). Опасность токсичности.
  • Индуктор — повышает активность фермента (стимулирует синтез). Концентрация субстрата падает (быстрее выводится). Опасность неэффективности.

Типичные клинически значимые взаимодействия

$CYP3A4$ — главный фермент ($\sim 50\%$ всех лекарств). Его блокаторы и индукторы — самые опасные:

Калькулятор 4 · CYP3A4

Матрица взаимодействий — $9$ важных молекул

Кликайте по молекулам — узнайте их роль для $CYP3A4$. Главный практический вывод: если у пациента $\geq 2$ молекулы с одного цвета (особенно красные ингибиторы) — нужна осторожность.

Выбрано
Кликните по молекуле
$CYP3A4$ — главный «переработчик» лекарств в печени. Ингибиторы (красные) повышают концентрацию других препаратов, индукторы (зелёные) — снижают. Субстраты (жёлтые) — обычные клиенты этого пути.
Рефлексия

Когда вы последний раз спрашивали врача про взаимодействия назначенного лекарства с тем, что уже принимаете?

Большинство людей — никогда. Правило: при $\geq 4$ препаратах (polypharmacy) риск клинически значимых взаимодействий $> 50\%$. Простой инструмент: $drugs.com$/$interaction$-$checker$ или аналог. Введите все ваши лекарства — увидите красные флаги.

6.5
Модуль 6.5 · Побочные эффекты

Побочки как вероятности и $NNH$

«Побочные эффекты включают: тошноту, головокружение, инфаркт миокарда» — типичная страница в инструкции. Без частот это бесполезно. $WHO$ ввела стандартизированную классификацию: $5$ категорий частот, от «$\geq 1/10$» до «$< 1/10\,000$». Каждой соответствует свой $NNH$ (Number Needed to Harm).

$5$ категорий $WHO$ для частоты побочных эффектов

Все инструкции в $ЕС$, $РФ$, $Японии$ обязаны использовать эту классификацию. Если в вашей инструкции побочка обозначена просто как «возможно» — это устаревшее оформление, и стоит искать более новую версию.

Калькулятор 5 · NNH

Сколько пациентов получат побочку

Выберите категорию частоты — увидите типичный $NNH$ и реальные примеры. $NNH$ должен сравниваться с $NNT$ для пользы: если $NNT$ $=$ $100$ для пользы, а $NNH$ $=$ $10$ для серьёзного вреда — баланс плохой.

Баланс польза/вред
$NNT = 100$ vs $NNH$ выбрать
Кликните на категорию побочки выше, чтобы сравнить. Идеальный препарат: $NNT \ll NNH$ для серьёзных побочек. Плохой: $NNT \approx NNH$ — польза и вред сопоставимы.
6.6
Модуль 6.6 · Плацебо

Плацебо — $30$–$40\%$ эффекта в $RCT$

Когда лекарство «работает» в исследовании, важно знать: какая часть эффекта приходится на действующее вещество, а какая — на эффект ожидания (плацебо). Без этого нельзя сравнить препараты честно. Плацебо — это не «обман», это реальный биологический эффект, измеряемый в $30$–$40\%$ для многих субъективных симптомов.

Когда плацебо работает сильно — а когда нет

Эффект плацебо зависит от заболевания. Чем больше субъективный компонент симптома, тем сильнее плацебо. Объективные показатели (артериальное давление, $FEV_1$ при астме) поддаются плацебо гораздо слабее.

Визуализация · Плацебо

Эффект плацебо в разных состояниях

Реальные данные мета-анализов. Главный вывод: чем субъективнее симптом, тем сильнее плацебо. БАДы и гомеопатия «работают» именно благодаря этому эффекту.

Что это значит для $RCT$
$RCT$ должен иметь плацебо-контроль, иначе нельзя оценить «истинный» эффект препарата. «До-после»-исследования без контроля бесполезны — невозможно отделить эффект препарата от эффекта ожидания. Гомеопатия и БАДы не имеют эффекта сверх плацебо — это и есть их «механизм».

Плацебо — не «отсутствие лечения». Это реальный нейробиологический феномен, активирующий те же опиоидные и дофаминовые пути, что и настоящие лекарства. Просто без молекулы.

Тор Уэйджер · нейробиолог плацебо-эффекта, Dartmouth

Главная мысль главы: фармакокинетика — это экспонента в действии

Вы прошли путь от $ADME$ до плацебо. Главный сдвиг: лекарство — это не «принял и работает». Это сложная динамика: всасывание ($T_{max}$), распределение ($V_d$), метаболизм ($CYP450$, грейпфрут), выведение ($T_{1/2}$). Школьная экспонента $C(t) = C_0 \cdot (1/2)^{t/T_{1/2}}$ — лишь стартовая точка для понимания.

Вторая мысль: стационарная концентрация достигается за $\sim 5 \cdot T_{1/2}$. Это объясняет, почему антидепрессанты «не работают» в первую неделю, почему дозу варфарина подбирают месяц, почему пропуск дозы антибиотика на $50\%$ снижает $C_{min}$ ниже терапевтического. Фармакокинетика — это календарь, не одно действие.

Третья мысль: $30$–$40\%$ эффекта любого лечения — это плацебо. Гомеопатия и БАДы «работают» именно поэтому. Настоящее лекарство должно показать эффект сверх плацебо в $RCT$. Без этого «помогло» — недостаточный аргумент.

Желание принимать лекарство — возможно, главная черта, отличающая человека от животных.

Уильям Ослер · «Отец современной медицины», $Johns \ Hopkins$, $1892$
★ Углубление по теме

Три темы про биохимию спорта и питания

Прикладная фармакокинетика к веществам, окружающим спорт и питание. От доказанных эргогеников до анаболических стероидов — биохимия без морали, факты и риски.

★
Сборка стратегии · Глава 6 из 8

Что вы забираете из главы 6

Пять обязательств — практические привычки общения с лекарствами и БАДами.

Знаю $T_{1/2}$ всех моих хронических лекарств

$5 \cdot T_{1/2}$ — время до стационара. Это объясняет, когда оценивать эффект и насколько критичен пропуск дозы.

Проверяю все взаимодействия в $drugs.com$

При $\geq 4$ препаратах риск клинически значимых взаимодействий $> 50\%$. Грейпфрут $+$ статины $=$ опасность.

Спрашиваю про дженерики

Большинство — реально эквивалентны. Исключения: узкое терапевтическое окно ($Warfarin$, $Phenytoin$, $Lithium$), модифицированный релиз.

Сравниваю $NNT$ с $NNH$ перед началом лечения

«Препарат снижает риск инфаркта на $25\%$» $\to$ $NNT \approx 100$. Сравните с $NNH$ для серьёзных побочек.

Помню про $30$–$40\%$ плацебо в любом «работает»

БАДы и гомеопатия не имеют эффекта сверх плацебо. Это и есть их «механизм».