Одним из подходов к математическому описанию фармакокинетических процессов является формализация с помощью математических моделей. Этот подход означает, что любой уровень организации живой материи может быть выбран в качестве системы, состоящей из некоторого числа единиц.

В качестве единиц в фармакокинетике принято выделять камеры. Ее можно определить как часть системы, в которой лекарственное средство распределено равномерно. Выбор той или иной модели для интерпретации результатов фармакокинетического эксперимента должен соответствовать общим принципам моделирования, используемого в прикладной математике.
Следовательно, модель — это упрощенное представление кинетических свойств препарата в организме с выделением некоторых важных для исследования параметров.

Путь к фармакокинетическим моделям прежде всего связан с определенными упрощениями. Прежде всего исследователь должен перестать относиться к организму как к совокупности различных органов, сообщающихся между собой с помощью сосудов и нервов, и посмотреть на них как на некую однородную массу. В течение становления и развития фармакокинетики как науки было предпринято много попыток найти физические модели, которые могут служить прообразом фармакокинетических аналогий. Наиболее удачная, с нашей точки зрения, гидравлическая модель, описанная Гареттом и дополненная Чемберленом. Она представляет собой цилиндр с краном на дне. Согласно этой модели количество (концентрация) препарата в плазме соответствует уровню жидкости в цилиндре. Скорость с которой лекарство элиминирует из плазмы в определенный отрезок времени отражен в модели как скорость вытекания воды из цилиндра. В математических терминах этот процесс является моноэкспоненциальным.
В целом такая гидравлическая модель имитирует ситуацию, когда препарат однократно вводится внутривенно и постепенно элиминирует из кровяного русла.

В случае перорального введения лекарственного средства, участок всасывания (желудок, кишечник) относится к периферической, а плазма крови — к центральной камере. В определенное время концентрация в центральной камере меняется, что связано с двумя процессами — поступлением вещества из периферической камеры и элиминации из нее.

В этой ситуации концентрация в плазме препарата зависит от соответствующих констант всасывания k1 и элиминации k2 за определенный отрезок времени. Оба процесса проходят со скоростью первого порядка, а профиль концентрации препарата в плазме от времени является результирующим двух экспоненциальных процессов. Соответственно гидравлическая аналогия представлена двумя цилиндрами: А — имитирующего периферический отсек и С — центральный отсек.

Однако гидравлическая аналогия может быть воспринята как фармакокинетическая модель, в которой элиминация лекарства происходит в неизменном виде ренальным путем.
В том случае когда препарат удаляется из организма и посредством метаболических превращений в модель вводятся дополнительные цилиндры, указывающие на различие в скоростях процессов элиминации.

- Читать далее "Гидровлическая аналогия фармакодинамики. Параметры фармакокинетики"