Universidad de Antioquia
Simulación farmacocinética in vitro de un modelo monocompartimental. LABORATORIO DE FARMACOLOGÍA Facultad de Química Farmacéutica
UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
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FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA DEPARTAMENTO DE FARMACIA
Contenido LABORATORIO DE FARMACOLOGIA ................................................................ ....................... 2 SIMULACIÓN FARMACOCINÉTICA IN VITRO DE UN MODELO MONOCOMPARTIMENTAL .... 2 1. OBJETIVO ...................................................................................................................... 2 2. MARCO TEORICO ................................................................................. ......................... 2 2.1.
Modelo Monocompartimental ............................................................................. 2
3. MAREIALES Y METODOS ..................................................... .......................................... 4 4. INFORME....................................................................................................................... 5 4.1.
Tabla de datos .................................................. .................................................... 5
4.2.
Resultados e informe .................................................. .......................................... 6
4.3.
Preguntas ............................................................................................................. 6
5. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 7
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LABORATORIO DE FARMACOLOGIA
PRACTICA 5:
SIMULACIÓN FARMACOCINÉTICA IN VITRO DE UN MODELO MONOCOMPARTIMENTAL 1. OBJETIVO Simular un modelo de distribución monocompartimental.
2. MARCO TEORICO Un modelo biológico es una aproximación hipotética, operativa y simplificada que permite describir un sistema orgánico en términos numéricos. En la elaboración de un modelo farmacocinético se plantea la distribución de un fármaco por los diferentes compartimientos del organismo. El compartimiento es aquella región anatómica donde el fármaco se distribuye. Usualmente no posee una localización física definida. De acuerdo con el número de compartimientos que constituyen al organismo, los modelos farmacocinéticos se clasifican en monocompartimentales y multicompartimentales (bi o tricompartimental). 2.1. Modelo Monocompartimental
Dosis I.V.
COMPARTIMENTO ÚNICO Vd, CP
Ke
dx ---- = Ke. X dt
Es el más simplificado. En él se postula, que después de la administración de un fármaco, su distribución se realiza instantáneamente en todos los fluidos y tejidos del organismo como si fuera un solo compartimiento. Esto no supone que la concentración del medicamento en el plasma y otros fluidos corporales, sea igual en el mismo momento. Establece que la modificación en la
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FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA DEPARTAMENTO DE FARMACIA concentración plasmática refleja cambios cuantitativos en la concentración del fármaco en otros tejidos y fluidos. Para aquellos fármacos cuya distribución sigue una cinética de primer orden y modelo monocompartimental, la expresión gráfica de su concentración plasmática contra el tiempo resulta en una curva exponencial (Gráfico A), y la representación del logaritmo de la concentración plasmática contra el tiempo muestra una línea recta, cuya pendiente indica la constante de la velocidad de eliminación, Ke (gráfico B). La ecuación que describe la curva de caída plasmática de las concentraciones es: C = Co.e-(Ke).t Gráfico A (curva con caída exponencial)
AUC (ABC) CP
t L n
Co = Ln C
C o n c.
m = Ke CP
CP/2
t1/2 Tiempo Gráfico B: curva que muestra constante de eliminación, Ke
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Donde Ke, es la constante de eliminación total del organismo, C es la concentración del fármaco en el tiempo = t, y Co es la concentración del fármaco en el tiempo = 0. La constante de primer orden Ke, es usualmente la suma de las constantes de velocidad de varios procesos individuales, como son: la excreción renal, la excreción biliar y la biotransformación. Esta constante Ke se puede relacionar con la vida media biológica mediante la ecuación: t1/2 = 0.693/Ke, la cual representa el tiempo que tarda la concentración plasmática en reducirse en un 50%. Infortunadamente, este modelo relativamente simplista no es suficiente para el estudio riguroso de la mayoría de los fármacos, los cuales, generalmente se distribuyen en el organismo en dos, tres o más compartimentos. Por lo tanto, la utilización generalizada e indiscriminada de las consideraciones propias de la distribución monocompartimental, puede introducir notables errores cuantitativos en el estudio farmacocinético de los fármacos. Fundamento: Por un medidor de picos y un reservorio constante de agua, es posible simular la concentración plasmática después de la administración de un bolo intravenoso de un marcador. El fluido constante de agua destilada a través del sistema, causa una dilución de primer orden del marcador- permanganato de potasio-. Se medirá la concentración del marcador periódicamente y se analizará el dato usando el método farmacocinético más apropiado para la medición de los parámetros del sistema. Retome los siguientes conceptos teóricos: modelos farmacocinéticos, eliminación de primer orden, tiempo de vida media, constante de eliminación, volumen de distribución, área bajo la curva y depuración.
3. MAREIALES Y METODOS Materiales Cronómetro (cada grupo debe llevarlo) Bolsa de agua destilada de 250 ml Agua destilada Equipo buretol Equipo de goteo Solución madre de permanganato de potasio de concentración 0.06 mg/mL Recipiente recolector Tubos de ensayo. Espectrofotómetro para trabajo en la región visible. Método Realice la curva de calibración con permanganato de potasio con las soluciones suministradas, usando agua destilada como blanco (lo hace un grupo asignado por el profesor)
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FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA DEPARTAMENTO DE FARMACIA Identifique los componentes del sistema in vitro y relaciónelos con un sistema in vivo. Prepare y marque los tubos de ensayo para colocar las muestras (de 1 a 14). Realice el ensamblaje (según esquema) Estandarice la velocidad de salida del equipo de goteo a 8 ml/min con agua destilada y después de estandarizar la velocidad, deje salir el agua del buretrol, doble el equipo de goteo y sostenga con una pinza, para evitar que se pierda la calibración. Adicione al buretrol 100 mL de solución de permanganato de potasio de concentración 0.06 mg/mL (6 mg). Coloque un frasco en la posición de drenaje. Desasegure el equipo de goteo para indicar la dilución y la depuración e inmediatamente empiece a contabilizar el tiempo. Agite la solución del buretrol mezclando suave y constantemente. Recolecte una muestra de “ filtrado glomerular” según la tabla de datos (tubo de ensayo lleno) Haga la lectura de cada muestra en el espectrofotómetro a 540 nm y registre el dato en la tabla.
4. INFORME 4.1. Tabla de datos
Tubo No. 1 2 3 4 5
TIEMPO TOMA A CONCENTRACIÓN ln DE LA CURVA DE CALIBRACIÓN DE MUESTRA (min) Observada de la solución CONCENTRACIÓN [ ]mg/mL(M) A 1 0.06 mg/ml 0.06(3.8x10-4M) 3 0.03(1.9x10-4M) 5 0.012(7.6x10-5M) 7 0.006(3.8x10-5M) 10 0.003(1.9x10-5M)
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UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA DEPARTAMENTO DE FARMACIA 6 7 8 9 10 11 12 13 14
13 16 20 24 28 38 43 48 50
0.0012(7.6x106 M)
CURVA DE CALIBRACIÓN: Se suministraran seis soluciones de permanganato de potasio de concentración en porcentaje peso a volumen (%p/v) según la tabla. 4.2. Resultados e informe
1. Realice una gráfica de concentración vs. Absorbancia como curva de calibración, interpole en ella las absorbancias de las muestras y calcule la concentración para cada tubo. 2. Realice una curva de concentración plasmática versus tiempo en escala aritmética. 3. Realice una curva de concentración plasmática versus tiempo en escala logarítmica. 4. Calcule el volumen de distribución y compárelo con el experimental. 5. Calcule la constante de eliminación. 6. Calcule la vida media de eliminación tanto en el gráfico como utilizando la fórmula y compare los resultados. 7. Calcule el área bajo la curva por el método de los trapecios (curva en escala normal) y compárela con la dosis administrada. 8. Calcule la depuración y compárela con la experimental 9. Calcule el tiempo que tendrá que transcurrir para que la “concentración plasmática” llegue a 1 ng/ml. 10. Calcule la concentración teórica para cada uno de los tiempos de muestreo y compárela con el dato experimental. 11. ¿Cuánto tiempo tardaría en eliminarse el marcador si la velocidad de eliminación se incrementa a 20 ml/min? 4.3. Preguntas
1. Enuncie al menos cinco fármacos que sigan cinética de eliminación de orden 1 y modelo monocompartimental. 2. ¿Qué pasa si se disminuye la velocidad de goteo?, esta disminución, ¿a qué se podría comparar en el organismo vivo desde el punto de vista fisiológico? 3. En el experimento, ¿cuál es el proceso que lleva a cabo la eliminación del marcador?, ¿qué diferencia hay entre esta eliminación y la que realmente se lleva a cabo en el organismo vivo?
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FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA DEPARTAMENTO DE FARMACIA 4. ¿Qué error experimental se puede cometer si el buretrol no se agita constantemente?, ¿quién cumple esta función en el organismo vivo?
5. BIBLIOGRAFÍA
Jesús Flórez. Farmacología humana. 4ª. Edición. Masson. Barcelona, 2003. Goodman & Gilman. The pharmacological basis of therapeutics. McGraw-Hill .10th edition. New York, 2001. Amariles M. Pedro. El medicamento compendio básico para su utilización correcta. (2002) Primera edición. Editorial Impresos Ltda. Medellín. Shargel, León (2003). Applied biopharmaceutics and pharmacokinetics. Prentice-Hall International Inc. 3th. edition. USA, pp.47-76, 375-398. H.P. Rang et al (2004). Farmacología. ELSEVIER. 5a. edición en español.Madrid. pp. 1-109, 271315.
