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'''生物半衰期'''（英語：Biological Half-Life）是一個物質（如[[代謝物]]、[[藥]]、[[訊息分子]]、放射性[[核種]]）失去一半的藥理、生理、或放射性效應所需的時間。通常這個詞用來描述肝、腎或排泄過程將物質自身體中清除的效率。在臨床上，半衰期可以用來描述血漿中某個物質的濃度減半的時間（血漿半衰期）。生物半衰期和血漿半衰期的關係可能非常複雜，取決於那是什麼物質，有的物質可能在[[組織 (生物學)|組織]]中纍積、和血漿蛋白結合、和代謝物或受器互動。<ref name="SCM">{{cite book|title=Spinal cord medicine|author1=Lin VW|author2=Cardenas DD|publisher=Demos Medical Publishing, LLC|page=251|url=http://books.google.com/?id=3anl3G4No_oC&pg=PA251&lpg=PA251|year=2003|isbn=1-888799-61-7}}</ref>

生物半衰期是[[藥代動力學]]的重要參數，常用的代表符號是<math>t_{\frac{1}{2}}</math>。<ref>{{GoldBookRef|title=biological half life|file=B00658}}</ref>

有別物放射性同位素[[放射性衰變|衰變]]的[[半衰期]]，生物半衰期的反應速率並不是固定的常數，而是依據更複雜的[[化學動力學]]，可以用[[速率方程]]描述。

==速率方程==
{{main|速率方程}}

===零級消除===

有些情況下每單位時間固定量的物質被消除，例如當酒精在人體內已達到肝臟代謝飽和的情況，單位時間內只能分解固定濃度的[[酒精]]。在此情況下，半衰期和初始濃度''A<sub>0</sub>''成正比、和零級消除常數''k<sub>0</sub>''成反比：<ref>Birkett DJ (2002). ''Pharmacokinetics Made Easy'' (Revised Edition). Sydney: McGraw-Hill Australia. ISBN 0-07-471072-9.</ref>

:<math>t_\frac{1}{2} = \frac{A_{0}}{2 k_{0}} \,</math>

===一級消除===

在一級消除的情況下，濃度變化是一個指數下降的過程，單位時間中固定比例的物質被消除。於是在施用某個劑量後，物質的血漿濃度如下：

:<math>C_{t} = C_{0} e^{-kt} \,</math>

*''C<sub>t</sub>'' 是經過時間''t''之後的濃度
*''C<sub>0</sub>'' 是初始濃度，即''t''=0的濃度
*''k'' 是[[消除速率常數]]，即單位時間內消除的藥物比例

消除速率常數和半衰期的關係是：

:<math>k = \frac{\ln 2}{t_\frac{1}{2}} \,</math>

半衰期由[[清除率]]''CL''（Clearance）和[[分布體積]]''V<sub>D</sub>''決定：

:<math>t_\frac{1}{2} = \frac{{\ln 2}\cdot{V_D}}{CL} \,</math>

在臨床上，這表示在給藥、停藥或改變劑量後，要經過半衰期的4~5倍時間才夠讓藥物的血漿濃度達到穩定值。例如[[地高辛]]的半衰期是24~36小時，則調整藥物劑量時要過一週才有最好的效果。所以半衰期較長的藥物（例如[[胺碘酮]]半衰期約58天）通常會用[[起始劑量]]來加速其效果。

== 常見物質的生物半衰期 ==

=== 水 ===
水在人體內的半衰期約7~14天，受每個人的行為影響，例如大量攝取酒精會降低水的半衰期<ref name="isbn0-12-369413-2">{{cite book | author = Nordberg, Gunnar | authorlink = | others = | title = Handbook on the toxicology of metals | edition = | publisher = Elsevier | location = Amsterdam | year = 2007 | pages =119 | oclc = | doi = | url = | accessdate = | isbn = 0-12-369413-2 }}</ref><ref name="isbn0-521-84228-X">{{cite book | author = Silk, Kenneth R.; Tyrer, Peter J. | authorlink = | others = | title = Cambridge textbook of effective treatments in psychiatry | edition = | publisher = Cambridge University Press | location = Cambridge, UK | year = 2008 | pages = [https://archive.org/details/cambridgetextboo0000unse_m9u5/page/295 295] | oclc = | doi = | url =https://archive.org/details/cambridgetextboo0000unse_m9u5| accessdate = | isbn = 0-521-84228-X }}</ref>。這可以用來淨化被[[超重水]]汙染的人，加速體內的水份被乾淨的水取代。

=== 酒精 ===
人體分解[[酒精]]的速率受限於肝臟中的[[酒精去氫酶]]，所以酒清的生物半衰期常常是[[零級反應]]。此速率因人而異。有時候[[速率控制步驟]]會和其他物質的相同，例如[[甲醇]]氧化成有毒的[[甲醛]]和[[甲酸]]的步驟，所以在[[甲醇中毒]]時，可以用乙醇來減緩之。乙二醇中毒也可以用相同的方式處理。

=== 常見藥物 ===
{| class="wikitable"
!物質!!生物半衰期
|-
|[[腺苷]]||<10 秒
|-
|[[去甲腎上腺素]]||2 分鐘
|-
|[[奧沙利鉑]]||14 分鐘<ref>{{cite journal|last=Ehrsson |first=Hans |url=http://journals.humanapress.com/index.php?option=com_opbookdetails&task=articledetails&category=humanajournals&article_code=MO:19:4:261 |title=Pharmacokinetics of oxaliplatin in humans |publisher=Medical Oncology |date=Winter 2002 |accessdate=2007-03-28 |display-authors=etal |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070928104657/http://journals.humanapress.com/index.php?option=com_opbookdetails&task=articledetails&category=humanajournals&article_code=MO%3A19%3A4%3A261 |archivedate=2007-09-28 }}</ref>
|-
|[[沙丁胺醇]]||1.6 小時
|-
|[[扎来普隆]]（Zaleplon）||1~2 小時
|-
|[[嗎啡]]||2~3 小時
|-
|[[美沙酮]]||15 小時至3 天，少數情況可高達8 天<ref>{{cite journal|last=Manfredonia |first=John |url=http://www.jaoa.org/cgi/content/full/105/3_suppl/18S |title=Prescribing Methadone for Pain Management in End-of-Life Care |journal=JAOA—The Journal of the American Osteopathic Association |volume=105 |date=March 2005 |issue=3 supplement |pages=18S |accessdate=2007-01-29 |deadurl=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070520062222/http://www.jaoa.org/cgi/content/full/105/3_suppl/18S |archivedate=2007-05-20 }}</ref>
|-
|[[苯妥英]]||12–42 小時
|-
|[[丁丙諾啡]]（Buprenorphine）||16–72 小時
|-
|[[氯硝西泮]]||18–50 小時
|-
|[[地西泮]]||20–100 小時（其有效代謝物去甲西泮nordazepam為1.5–8.3 天)
|-
|[[氟西泮]]||0.8–4.2 天 (其有效代謝物desflurazepam為1.75–10.4 天)
|-
|[[多奈哌]]（Donepezil）||約70小時
|-
|[[氟西汀]]||4–6 天 (其有效脂溶性代謝物為4–16 天)
|-
|[[度他雄胺]]（Dutasteride）||5週
|-
|[[胺碘酮]]||25-110天
|-
|[[貝達喹啉]]（Bedaquiline）||5.5月
|}

=== 金屬 ===

對於有些物質，應該把人體分開成不同部位來看，不同部位對相同的物質會有不同的親合性和半衰期。試圖將物質自生物體中完全去除可能會造成局部的負擔上升。例如鉛中毒的人服用[[EDTA]]進行[[螯合]]治療，雖然可以提高鉛的溶解度，有助於經尿液排除，但過程中鉛也更容易進中央神經系統造成損害。<ref>{{cite journal|title=Lead toxicity update. A brief review.|author=Nikolas C Papanikolaou, Eleftheria G Hatzidaki, Stamatis Belivanis, George N Tzanakakis, Aristidis M Tsatsakis|journal=Medical Science Monitor|year=2005|volume=11|issue=10|page=RA329-336|url=http://www.medscimonit.com/abstract/index/idArt/430340|access-date=2015-08-01|archive-date=2017-07-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20170715114936/http://www.medscimonit.com/abstract/index/idArt/430340|dead-url=no}}</ref>

*[[釙]]：30~50天。
*[[銫]]：1~4月。要縮短半衰期可以服用[[普魯士藍]]，會在消化系統中進行[[離子交換]]，釋放鉀離子的同時吸收銫離子。
*[[甲基汞]]：65天。
*[[鉛]]：血液中28~36天<ref>Griffin et al. 1975 as cited in ATSDR 2005</ref><ref>Rabinowitz et al. 1976 as cited in ATSDR 2005</ref>，骨骼中10年。
*[[鎘]]：骨骼中30年。
*[[鈽]]：骨骼中約100年，肝臟中約40年。

==參見==
* [[半衰期]]，數學概念中廣義下任何物質減半的時間。

==參考資料==
{{Reflist|30em}}

{{藥理學}}

[[Category:放射化學]]
[[Category:藥代動力學]]
[[Category:醫用數學]]