Прирост содержания вещества с периодом полувыведения 24 ч

при ежедневной дозе 1 г (многократное дозирование)

Важно отметить, что со временем содержание вещества в организме достигает некоторого предельного максимального значения, так как при повышении концентрации в тканях ежедневное его выведение увеличивается и становится равным дозе, вводимой ежедневно.

При увеличении первоначальной вводимой дозы повышается количество выводимого вещества и его содержание в организме, т. е. устанавливается новое равновесие.

Самый простой способ наглядного представления указанного эксперимента – это использование аналогии с заполнением резервуара водой. Система имеет три переменные: вместимость резервуара; скорость подачи жидкости в резервуар, которая регулируется краном; скорость стока жидкости со дна резервуара. Скорость вывода воды определяется диаметром выводной трубки и давлением столба жидкости на нее. Если вода в резервуар поступает с небольшой скоростью, не превышающей скорость стока, вода в резервуаре не накапливается. Однако если увеличить скорость подачи воды в резервуар, то скорость вывода воды также повысится. При определенной скорости подачи вода начинает скапливаться в резервуаре. Поэтому при накоплении воды в резервуаре скорость ее стока также повышается. В некоторый момент скорости подачи и стока выравниваются, и в резервуаре устанавливается постоянный уровень воды. Таким образом, путем уравнивания скоростей двух противоположных процессов достигается состояние равновесия. Если немного повысить скорость подачи воды, ее уровень в резервуаре повысится, и скорость стока снова увеличится вследствие увеличения давления столба жидкости. Тогда установится новое состояние равновесия с более высоким уровнем воды в резервуаре (рис. 7.12).

Рис. 7.12. Представление многократного дозирования в однокомпартментной системе по аналогии с действием резервуара

Максимальное содержание вещества можно связать с периодом его полувыведения t_1/2, массой ежедневной дозы Q₀, частью этой дозы, которая поглощается организмом f, и интервалом между введением доз t:

1,44 t_1/2 Q₀ f

А^ср = ––––––––––– (7.10)

t

при t_1/2 = 24 ч, t = 24 ч, Q₀ = 1 и f = 1 максимальная средняя нагрузка на организм составляет 1,44 г. Это средняя величина между максимальным и минимальным содержанием вещества в данный день.

Максимальная концентрация вещества в тканях зависит от размера дозы (повышается при ее увеличении) и от периода полувыведения или скорости выведения. Вещества с большим периодом полувыведения накапливаются в больших концентрациях, чем вещества с меньшим периодом полувыведения. Другим важным фактором является время, необходимое для достижения состояния равновесия.

Следует отметить, что организмы, таким образом, накапливают вещество в своих тканях в соответствии со скоростями его введения и выведения. Причем степень накопления вещества в организме изменяется в широких пределах и во многих случаях коррелирует с коэффициентом распределения вещества.

Многокомпартментная система. Одноячеечную систему можно распространить на значительно более сложную систему, включающую ряд различных взаимосвязанных ячеек. Каждая ткань животного – почки, печень, сердце, мозг или жировые отложения (ткани) – рассматривается как ячейка. После того как вещество попадает в организм, оно начинает перемещаться током крови. Каждая ячейка характеризуется своим размером, содержанием жира, скоростью тока крови, коэффициентом распределения, определяющим способность вещества перемещаться из крови в ткань. Определив скорость поглощения и скорость выведения (обычно включающую скорость метаболизма в печени) вещества, а также подобрав соответствующие математические соотношения, можно с помощью ЭВМ создать модели многоячеечной системы (рис. 7.13).

Рис.7.13. Схематическое изображение тока крови и распределения вещества в тканях организма как многоячеечной системы

Соответствие таких моделей реальным системам необходимо подтверждать экспериментальными данными. Когда модель разработана, несложно оценить влияние таких переменных, как величина дозы, длительность воздействия вещества, изменение скорости выведения и т. д. Можно также оценить возможную реакцию организма на изменение величины дозы. В рамках разработанной модели возможно провести анализ взаимного влияния различных переменных и прогнозировать те ситуации, которые невозможно воспроизвести экспериментально.