2) заряда
3) энергии
4) вещества (+)
Уравнения фармакокинетических моделей основаны на законе сохранения вещества: изменение количества лекарственного препарата в организме равно разности между его поступлением, распределением между компартментами и выведением. Для отдельного компартмента это выражается балансом вида: dA/dt = поступление − выведение, где A — количество вещества. При внутривенном введении болюса начальное количество препарата задаётся дозой, а при инфузии учитывается постоянная или изменяющаяся скорость поступления.
Распределение препарата между центральным и периферическим компартментами не означает его исчезновения: вещество лишь переносится из одного пространства в другое. В однокамерной модели часто используют уравнение dA/dt = Rin − kA, где Rin — скорость поступления, а k — константа элиминации первого порядка; концентрация определяется как отношение количества вещества к объёму распределения: C = A/V. Метаболизм и экскреция уменьшают количество исходного препарата в системе, а образование метаболита может моделироваться отдельным компартментом с собственным уравнением баланса.
| Элемент фармакокинетической модели | Математическое представление | Физиологический смысл | Роль в балансе вещества |
|---|---|---|---|
| Доза | ΔA или начальное условие A(0) | Количество препарата, введённое в организм | Увеличивает общий запас вещества в системе |
| Инфузия или всасывание | Rin(t) | Поступление препарата во времени | Источник вещества для центрального компартмента |
| Центральный компартмент | Ac, Cc = Ac/Vc | Кровь и хорошо перфузируемые органы | Основное пространство измерения концентрации и системного клиренса |
| Периферический компартмент | k12Ac и k21Ap | Медленно equilibrирующие ткани | Перераспределяет вещество, не уничтожая его |
| Элиминация первого порядка | Rel = kA | Выведение или метаболизм, пропорциональные количеству препарата | Уменьшает количество исходного вещества в организме |
| Клиренс | CL = скорость элиминации / C | Гипотетический объём плазмы, очищаемый от препарата за единицу времени | Характеризует интенсивность удаления вещества |
| Метаболит | dAm/dt = образование − элиминация | Продукт биотрансформации исходного препарата | Позволяет учитывать сохранение вещества в изменённой химической форме |
Сохранение вещества является основой расчёта концентрационно-временных профилей, периода полувыведения, площади под кривой концентрация–время и режима дозирования. Параметры модели, включая объём распределения и клиренс, связывают математическое описание с функцией органов-мишеней, печени и почек. Поэтому фармакокинетические уравнения описывают не сохранение энергии или информации, а количественный баланс лекарственного вещества и его перемещение между физиологическими средами.