Цей симулятор відображає концентрацію ліків у плазмі крові з часом, використовуючи однокамерну фармакокінетичну модель. Для внутрішньовенного болюсу застосовується формула C(t) = (D/Vd)·e−ke·t; для перорального введення — рівняння Бейтмана: C(t) = F·D·ka / (Vd·(ka−ke))·(e−ke·t − e−ka·t). Симулятор також обчислює напівперіод, Cmax, tmax, AUC та кліренс.
Ви обираєте шлях введення, а потім налаштовуєте дозу (10–2000 мг), об'єм розподілу Vd, швидкість елімінації ke і, для перорального введення, швидкість абсорбції ka та біодоступність F. П'ять пресетів препаратів (аспірин, пеніцилін, варфарин, морфін, метформін) завантажують реалістичні значення; перемикач логарифмічної шкали лінеаризує фазу елімінації. Така фармакокінетика лежить в основі вибору дози та інтервалів дозування у клінічній медицині та розробці препаратів.
Що таке однокамерна фармакокінетична модель?
Вона розглядає весь організм як єдиний добре перемішаний відсік об'ємом Vd, в який препарат розподіляється миттєво та з якого виводиться за процесом першого порядку. Це спрощення, але воно точно відображає ключову поведінку багатьох препаратів і дає прості аналітичні вирази для кривих концентрації.
Що саме показує ця симуляція?
Вона будує графік концентрації ліків у плазмі залежно від часу після однієї дози — на лінійній або логарифмічній осі Y. Зафарбована площа під кривою відповідає загальній експозиції (AUC), а пунктирні маркери позначають напівперіод і пікову концентрацію Cmax у момент tmax.
Як тут обчислюється напівперіод?
Напівперіод елімінації визначається за формулою t½ = 0,693 / ke, де 0,693 — натуральний логарифм числа 2. Це час, за який концентрація у плазмі знижується вдвічі у фазі елімінації, і він залежить лише від ke, а не від введеної дози.
Vd (1–200 л) задає уявний об'єм, по якому розподіляється препарат, і відповідно масштабує концентрацію. ke (0,01–2 год⁻¹) визначає швидкість виведення препарату. Для перорального введення ka (0,1–5 год⁻¹) контролює швидкість всмоктування, а F (5–100%) — частку дози, що потрапляє у кровотік.
Пероральна доза спочатку має всмоктатися, перш ніж почне виводитися. Рівняння Бейтмана поєднує дві конкуруючі експоненти: абсорбція (ka) піднімає концентрацію на початку, тоді як елімінація (ke) тягне її вниз. Крива досягає піку в момент tmax, коли обидві швидкості зрівноважуються, а потім знижується.
Cmax — найвища досягнута концентрація у плазмі, а tmax — час її досягнення. AUC, площа під кривою концентрація–час, вимірює загальну експозицію до препарату. Симулятор знаходить Cmax і tmax шляхом вибірки кривої, а AUC обчислює чисельно методом трапецій.
Кліренс — це об'єм плазми, що очищується від препарату за одиницю часу. В однокамерній моделі він дорівнює Vd·ke, і симулятор виводить його у літрах за годину. Вищий кліренс означає швидше виведення препарату та нижчі рівноважні концентрації при повторному дозуванні.
Внутрішньовенний болюс вводить усю дозу безпосередньо у кровотік, тому абсорбція є миттєвою і повною. Концентрація починається з максимуму D/Vd і спадає моноекспоненційно — ось чому на логарифмічній шкалі крива в/в є прямою лінією, тоді як крива перорального введення спочатку зростає.
Це вірна підручникова однокамерна модель з абсорбцією та елімінацією першого порядку; пресетні параметри є загалом реалістичними. Вона свідомо не враховує ускладнень, таких як багатокамерний розподіл, нелінійна (насичувана) кінетика, зв'язування з білками та тканинно-специфічні ефекти, тому є навчальним інструментом, а не клінічним калькулятором дозування.
На логарифмічній осі Y елімінація першого порядку виглядає як пряма лінія, оскільки концентрація зменшується на постійну частку за одиницю часу. Це спрощує зчитування нахилу термінальної фази елімінації та оцінку напівперіоду — саме тому фармакокінетики традиційно зображують дані концентрації у такий спосіб.
ФК визначає, скільки препарату призначати і як часто. Напівперіод задає раціональний інтервал дозування, Vd і кліренс інформують про навантажувальні та підтримувальні дози, а AUC і Cmax пов'язані як з ефективністю, так і з токсичністю. Коригування цих параметрів є ключовим при дозуванні у разі ниркової недостатності, у педіатрії та при терапевтичному моніторингу препаратів.