Conceptos y aplicaciones de los parámetros farmacocinéticos: Una guía para el salón de clases. | [Concepts and applications of pharmacokinetic parameters: A guide for the classroom]

Article published in J. Pharm. Pharmacogn. Res., vol. 11, no. 1, pp. 160-178, January-February 2023.

DOI: https://doi.org/10.56499/jppres22.1472_11.1.160

Expert Opinion

Jorge Duconge-Soler^1*, Víctor Mangas Sanjuan², Gledys Reynaldo Fernández³

¹Departamento de Ciencias Farmacéuticas, Escuela de Farmacia, Universidad de Puerto Rico, PO Box 365067, 00936-5067, San Juan, Puerto Rico.

²Departamento de Farmacia, Tecnología Farmacéutica y Parasitología, Facultad de Farmacia, Universidad de Valencia, 46100 Burjassot, Valencia, España.

³Departamento de Farmacia, Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de La Habana, Calle 222 y 23 Ave. La Coronela, La Lisa, 13600, Habana, Cuba.

*E-mail: jorge.duconge@upr.edu

Abstract

Context: Pharmacokinetic studies play a fundamental role in making informed decisions during the drug development stage and fulfilling regulatory agencies’ requirements for drug approval. Disposition profiles of plasma drug concentrations over time can be characterized by using non-compartmental analysis, compartmental and physiological-based modeling. These models allow us to determine the pharmacokinetic parameters that best describe the absorption, distribution, metabolism, and excretion (ADME) processes.

Aims: To develop a conceptual and practical guide for the classroom on the most relevant pharmacokinetic parameters and their applications.

Results: The apparent volume of distribution (Vd), systemic drug clearance (CL), bioavailability (F) and elimination half-life (t_1/2) are among the most relevant pharmacokinetic parameters discussed in this article. The Vd describes the relationship at equilibrium between the amount of drug in the body and its plasma concentrations after distribution, used to calculate the initial dose to reach the target drug concentration. The CL describes the relationship between plasma drug concentrations and the rate of elimination from the body, allowing calculation of a maintenance dosing rate to maintain an average target concentration at steady-state. The t_1/2 is the time required to halve the plasma drug concentration, whereas F is critical to understand the biological performance of the drug formulation.

Conclusions: In this teacher’s topic text, we emphasize the importance of these parameters for optimizing strategies of model-informed dose individualization. Indeed, they are crucial for predicting systemic drug exposures and how long the drug will last in the body, as well as time to steady state after multiple-dosing regimens.

Resumen

Contexto: Los estudios farmacocinéticos juegan un papel fundamental en la toma de decisiones informadas durante la etapa de desarrollo de fármacos y para su aprobación final por las agencias reguladoras. Los perfiles de disposición sistémica del fármaco se caracterizan mediante análisis no-compartimental, modelos compartimental y de base fisiológica, permitiendo determinar los parámetros farmacocinéticos que describen la absorción, distribución, metabolismo y excreción (ADME).

Objetivos: Desarrollar una guía conceptual y práctica para el salón de clases sobre los parámetros farmacocinéticos más relevantes y sus aplicaciones.

Resultados: El volumen aparente de distribución (Vd), el aclaramiento sistémico (CL), la biodisponibilidad (F) y el tiempo de vida media de eliminación (t_1/2) están entre los parámetros farmacocinéticos más relevantes discutidos en este artículo. El Vd describe la relación entre la cantidad de fármaco en el cuerpo y sus concentraciones plasmáticas post-equilibrio distributivo y se utiliza para calcular la dosis inicial. El CL describe la relación entre las concentraciones plasmáticas del fármaco y su velocidad de eliminación, lo que permite calcular la dosis para mantener la concentración deseada. El t_1/2 es el tiempo necesario para reducir a la mitad su concentración plasmática, mientras que F es fundamental para comprender el rendimiento biológico de la formulación.

Conclusiones: En este texto educativo, enfatizamos la importancia de estos parámetros para optimizar las estrategias de individualización de dosis asistida por modelación. Estos parámetros son fundamentales para predecir la exposición sistémica al fármaco y cuánto este durará en el cuerpo, así como el tiempo requerido para alcanzar el estado estacionario después de múltiples dosis.