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Plasmahalbwertszeit Als fallweise auch als Eliminationshalbwertszeit bezeichnet definiert man diejenige Zeitspanne die n

Plasmahalbwertszeit

Als Plasmahalbwertszeit, fallweise auch als Eliminationshalbwertszeit bezeichnet, definiert man diejenige Zeitspanne, die nach intravenöser Verabreichung zwischen der Maximalkonzentration eines Arzneistoffes im Blutplasma bis zum Abfall auf die Hälfte dieses Wertes verstreicht. Dieser Parameter stellt eine wichtige Kenngröße in der Pharmakokinetik dar und wird häufig mit dem Symbol t½ angegeben.

Die Plasmahalbwertszeit ist abhängig von zahlreichen Einflussgrößen auf das zirkulierende Vollblut im Organismus. Arzneistoffe können unter anderem in der Leber metabolisiert werden, sich in Geweben anreichern, von der Niere ausgeschieden werden oder die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Wird der Arzneistoff durch die Leber abgebaut, so ergibt sich meist ein exponentieller Ablauf der Arzneistoffkonzentration über die Zeit, der mit folgender Gleichung beschrieben werden kann:


  • Ct Konzentration nach der Zeit t
  • C0 Anfangskonzentration (t=0)
  • k Eliminationskonstante

Die Beziehung zwischen der Eliminationskonstante und der Halbwertszeit ist durch folgende Gleichung beschrieben:

mit t1/2 = Zeitraum, in der sich die Konzentration halbiert

Obige Zusammenhänge gelten nur nach intravenöser Verabreichung im Ein-Kompartiment-Modell (d. h., es findet keine Verteilung in „tiefere“ Kompartimente statt). In allen anderen Fällen (etwa auch nach extravasaler Verabreichung) wird die Plasmahalbwertszeit zu möglichst späten Zeiten aus der Konzentrations-Zeit-Kurve bestimmt, um verfälschende Einflüsse der Absorption oder Verteilung gering zu halten.

  • Terminale Halbwertszeit
  • Kontextsensitive Halbwertszeit
Die Simulation des Plasmaspiegelverlaufs nach einer i.v.-Bolus-Injektion eines Wirkstoffes in einem 1-Kompartiment-Modell (blau) und einem 2-Kompartiment-Modell (grün / türkisgrün) ist geeignet, unterschiedliche Halbwertszeiten zu veranschaulichen (oben lineare, unten halblogarithmische Darstellung). Im 1-Kompartiment-Modell verläuft die Elimination aus dem zentralen Kompartiment mit der Geschwindigkeitskonstante exponentiell abfallend. Die Plasmahalbwertszeit , also der Zeitraum, in dem die Ausgangskonzentration des Wirkstoffes im Plasma auf die Hälfte absinkt, ergibt sich als .
Das 2-Kompartiment-Modell berücksichtigt zusätzlich zum Eliminationsvorgang eine Verteilung in ein peripheres Kompartiment. Hier verläuft die Konzentrations-Zeit-Kurve biphasisch: die -Phase mit dem raschen Abfall ist durch den Verteilungsvorgang geprägt, die -Phase zeigt eine langsamere Abnahme, da die Elimination zum Teil durch die Rückverteilung kompensiert wird. Der Konzentrations-Zeit-Verlauf ist durch die zwei Plasmahalbwertszeiten (initiale Halbwertszeit) und (terminale Halbwertszeit) charakterisiert. Sie lassen sich aus den Hybridkonstanten und der Exponentialfunktionen in berechnen. Es gilt . Die terminale Halbwertszeit ist bedeutsam mit Blick auf die Anreicherung von Wirkstoffen (Akkumulation) im Körper bei längerer Anwendung.

Die Plasmahalbwertszeit ist begrifflich abzugrenzen von der Stabilität eines Arznei- oder biologischen Stoffs im Blutplasma selbst. Für diese Fragestellung wird der Begriff Plasmastabilität verwendet, diese ist beispielsweise bei Lagerung, Transport und Analytik von Plasmaproben, aber auch für die Entwicklung von Arzneistoffen von Bedeutung.

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

  • Mathematische Herleitungen zur Halbwertszeit

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. G. Geisslinger et al.: Mutschler Arzneimittelwirkungen. 11. Auflage. WVG, Stuttgart 2019, S. 32 f.
  2. A. Röper, P.M. Lauven: Pharmakologisches Wissen – Pharmakodynamik und Pharmakokinetik. In: Franz-Josef Kretz, Frank Teufel (Hrsg.): Anästhesie und Intensivmedizin. Springer-Verlag, 2006. S. 5.
  3. M. Schäfer, C. Zöllner: Opioide in der Anästhesiologie. In: Rossaint et al. (Hrsg.): Die Anästhesiologie. Springer Reference Medizin. Springer, Berlin, Heidelberg. 2016. S. 1–24.
  4. In Anlehnung an: M. Gibaldi, D. Perrier: Pharmacokinetics. Marcel Dekker, New York, 1975. S. 45 ff.
  5. G. A. Reed: Stability of Drugs, Drug Candidates, and Metabolites in Blood and Plasma. In: Current protocols in pharmacology. Band 75, 12 2016, S. 7.6.1–7.6.12, doi:10.1002/cpph.16, PMID 27960029, PMC 5198715 (freier Volltext).
  6. L. Di, E. H. Kerns, Y. Hong, H. Chen: Development and application of high throughput plasma stability assay for drug discovery. In: International journal of pharmaceutics. Band 297, Nummer 1–2, Juni 2005, S. 110–119, doi:10.1016/j.ijpharm.2005.03.022, PMID 15876500.
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Als Plasmahalbwertszeit fallweise auch als Eliminationshalbwertszeit bezeichnet definiert man diejenige Zeitspanne die nach intravenoser Verabreichung zwischen der Maximalkonzentration eines Arzneistoffes im Blutplasma bis zum Abfall auf die Halfte dieses Wertes verstreicht Dieser Parameter stellt eine wichtige Kenngrosse in der Pharmakokinetik dar und wird haufig mit dem Symbol t angegeben Die Plasmahalbwertszeit ist abhangig von zahlreichen Einflussgrossen auf das zirkulierende Vollblut im Organismus Arzneistoffe konnen unter anderem in der Leber metabolisiert werden sich in Geweben anreichern von der Niere ausgeschieden werden oder die Blut Hirn Schranke uberwinden Wird der Arzneistoff durch die Leber abgebaut so ergibt sich meist ein exponentieller Ablauf der Arzneistoffkonzentration uber die Zeit der mit folgender Gleichung beschrieben werden kann C t C 0 e k t displaystyle C t C 0 e kt Ct Konzentration nach der Zeit t C0 Anfangskonzentration t 0 k EliminationskonstanteDie Beziehung zwischen der Eliminationskonstante und der Halbwertszeit ist durch folgende Gleichung beschrieben k ln 2 t 1 2 displaystyle k frac ln 2 t 1 2 mit t1 2 Zeitraum in der sich die Konzentration halbiertObige Zusammenhange gelten nur nach intravenoser Verabreichung im Ein Kompartiment Modell d h es findet keine Verteilung in tiefere Kompartimente statt In allen anderen Fallen etwa auch nach extravasaler Verabreichung wird die Plasmahalbwertszeit zu moglichst spaten Zeiten aus der Konzentrations Zeit Kurve bestimmt um verfalschende Einflusse der Absorption oder Verteilung gering zu halten Terminale HalbwertszeitWeist eine Substanz eine ausgepragtes Verteilungverhalten auf so resultiert ein biphasischer Verlauf im Abfall der Plasmakonzentrations Zeit Kurve initial fallt die Kurve rasch ab bis ein Verteilungsgleichgewicht erreicht ist danach flacht der Verlauf ab und wird hauptsachlich durch die Elimination Metabolisierung und Ausscheidung bestimmt 1 Terminale Halbwertszeit t b wird der Zeitraum genannt in dem der Plasmaspiegel in der Eliminationsphase terminale Phase auf jeweils die Halfte absinkt 2 Kontextsensitive HalbwertszeitInsbesondere in der Anasthesiologie sind im Zusammenhang mit der Infusion von Schmerz und Narkosemitteln therapeutisch bedeutsame Umverteilungsprozesse zu berucksichtigen so dass 1992 der Begriff der sogenannten kontextsensitiven Halbwertszeit eingefuhrt wurde Sie ist definiert als die Zeit die notwendig ist bis die Plasmakonzentration eines Wirkstoffs nach kontinuierlicher Infusion von definierter Dauer Kontext auf die Halfte abgesunken ist 3 Die Simulation des Plasmaspiegelverlaufs nach einer i v Bolus Injektion eines Wirkstoffes in einem 1 Kompartiment Modell blau und einem 2 Kompartiment Modell grun turkisgrun ist geeignet unterschiedliche Halbwertszeiten zu veranschaulichen oben lineare unten halblogarithmische Darstellung Im 1 Kompartiment Modell verlauft die Elimination aus dem zentralen Kompartiment mit der Geschwindigkeitskonstante k e displaystyle mathrm k e exponentiell abfallend Die Plasmahalbwertszeit t 1 2 displaystyle t 1 2 also der Zeitraum in dem die Ausgangskonzentration c 0 displaystyle c 0 des Wirkstoffes im Plasma auf die Halfte absinkt ergibt sich als t 1 2 ln 2 k e displaystyle t 1 2 frac ln 2 mathrm k e Das 2 Kompartiment Modell berucksichtigt zusatzlich zum Eliminationsvorgang eine Verteilung in ein peripheres Kompartiment Hier verlauft die Konzentrations Zeit Kurve biphasisch die a displaystyle alpha Phase mit dem raschen Abfall ist durch den Verteilungsvorgang gepragt die b displaystyle beta Phase zeigt eine langsamere Abnahme da die Elimination zum Teil durch die Ruckverteilung kompensiert wird Der Konzentrations Zeit Verlauf ist durch die zwei Plasmahalbwertszeiten t 1 2 a displaystyle t 1 2 alpha initiale Halbwertszeit und t 1 2 b displaystyle t 1 2 beta terminale Halbwertszeit charakterisiert Sie lassen sich aus den Hybridkonstanten a displaystyle alpha und b displaystyle beta der Exponentialfunktionen in c t A e a t B e b t displaystyle mathrm c t A cdot e alpha mathrm t B cdot e beta mathrm t berechnen Es gilt A B c 0 displaystyle A B c 0 4 Die terminale Halbwertszeit ist bedeutsam mit Blick auf die Anreicherung von Wirkstoffen Akkumulation im Korper bei langerer Anwendung Die Plasmahalbwertszeit ist begrifflich abzugrenzen von der Stabilitat eines Arznei oder biologischen Stoffs im Blutplasma selbst Fur diese Fragestellung wird der Begriff Plasmastabilitat verwendet diese ist beispielsweise bei Lagerung Transport und Analytik von Plasmaproben 5 aber auch fur die Entwicklung von Arzneistoffen 6 von Bedeutung Siehe auch BearbeitenEliminationskinetik Plasmaspiegel Halbwertszeit Biologische HalbwertszeitWeblinks BearbeitenMathematische Herleitungen zur HalbwertszeitEinzelnachweise Bearbeiten G Geisslinger et al Mutschler Arzneimittelwirkungen 11 Auflage WVG Stuttgart 2019 S 32 f A Roper P M Lauven Pharmakologisches Wissen Pharmakodynamik und Pharmakokinetik In Franz Josef Kretz Frank Teufel Hrsg Anasthesie und Intensivmedizin Springer Verlag 2006 S 5 M Schafer C Zollner Opioide in der Anasthesiologie In Rossaint et al Hrsg Die Anasthesiologie Springer Reference Medizin Springer Berlin Heidelberg 2016 S 1 24 In Anlehnung an M Gibaldi D Perrier Pharmacokinetics Marcel Dekker New York 1975 S 45 ff G A Reed Stability of Drugs Drug Candidates and Metabolites in Blood and Plasma In Current protocols in pharmacology Band 75 12 2016 S 7 6 1 7 6 12 doi 10 1002 cpph 16 PMID 27960029 PMC 5198715 freier Volltext L Di E H Kerns Y Hong H Chen Development and application of high throughput plasma stability assay for drug discovery In International journal of pharmaceutics Band 297 Nummer 1 2 Juni 2005 S 110 119 doi 10 1016 j ijpharm 2005 03 022 PMID 15876500 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Plasmahalbwertszeit amp oldid 224264396