Descrevemos o caso de uma mulher de 25 anos (peso corporal, 43 kg) que tomou intencionalmente uma overdose de 5,9 g de cafeína (dose clínica habitual, 0,2-0,9 g/dia) numa tentativa de suicídio e foi admitida de urgência no Centro Médico de Kyoto. A paciente, que tinha um histórico de depressão neurótica, pode ter tomado simultaneamente lorazepam, quetiapina, risperidona e trazodona (dosagens desconhecidas). Os resultados laboratoriais clínicos para este caso são mostrados na Tabela. A paciente deu consentimento informado por escrito para participar neste estudo e para a sua publicação. O Comité de Ética do Centro Médico de Kyoto aprovou este estudo (18-018). Na chegada, o nível de consciência do paciente, avaliado com a Escala de Coma de Glasgow, foi de 3 ocular, 5 verbal e 6 motor (E3V5M6) com uma taxa respiratória de 16 respirações/min, uma temperatura corporal de 36,6 °C, uma pressão arterial de 113/72 mmHg, uma taxa cardíaca de 83 bpm e um prolongamento do QT no eletrocardiograma com um QTc de 491 ms. Os dados laboratoriais mostraram hipocalemia, hiperglicemia e hiperlactatemia. O paciente recebeu infusão de solução de bicarbonato de Ringer e cloreto de potássio, mas não recebeu carvão ativado e não foi submetido a diálise artificial. 24 horas após a admissão, o nível de consciência do paciente melhorou para E4V5M6 com um QTc reduzido de < 430 ms. O paciente recusou um exame endoscópico para suspeita de úlcera esofágica como resultado da ingestão de cafeína; consequentemente, o lansoprazol foi administrado. O paciente foi dispensado no terceiro dia de hospitalização após os sinais vitais anormais terem normalizado. Medimos as concentrações plasmáticas de cafeína e seu metabólito primário paraxantina, juntamente com os outros medicamentos, e também geramos concentrações de cafeína e paraxantina modeladas por PBPK para o paciente atual após uma overdose oral auto-administrada (5,9 g); os resultados são mostrados na Fig.. Amostras de plasma congeladas coletadas do paciente após a overdose foram analisadas farmacocineticamente. Após a desproteinização com três volumes de metanol, as concentrações plasmáticas de cafeína e paraxantina foram quantificadas por cromatografia líquida usando um programa de gradiente de eluição seguido por espectrometria de massa em tandem [] de acordo com os métodos previamente descritos [] com ligeiras modificações. Um analisador de massa em tandem API4000 (AB Sciex, Framingham, MA, EUA) foi usado no modo de ionização por eletroespray positivo e foi diretamente acoplado a um sistema Shimadzu LC-20 AD equipado com uma coluna de octadecilsilano (C18) (XBridge, 3,5 μm, 2,1 mm x 150 mm, Waters, Milford, MA, EUA). As condições de cromatografia líquida para cafeína e paraxantina foram as seguintes: solvente A foi ácido fórmico a 0,1% em água, e solvente B foi ácido fórmico a 0,1% em metanol. O programa de gradiente seguinte foi usado com um fluxo de 0,20 mL/min: 0-1 min, manter a 5% B; 1,1-17 min, gradiente linear de 5% B a 100% B (v/v); 17,1-21 min, manter a 100% B; e 21,1-24 min, manter a 5% B. A temperatura da coluna foi mantida a 40 °C. Amostras preparadas (2,0 μL) foram injetadas com um auto-amostrador. A cafeína e a paraxantina foram quantificadas usando as transições m/z 195 → 138 e 181 → 124, respectivamente, com 13C-cafeína como padrão interno (m/z 198 → 140). Sob essas condições, os níveis de cafeína e paraxantina no plasma foram mensuráveis em concentrações ≥10 ng/mL e detectáveis em concentrações ≥1,0 ng/mL. A variabilidade inter- e intra-ensaio para as determinações de cafeína e paraxantina estava dentro de 15% dos coeficientes de variação. A cafeína e a paraxantina autênticas foram compradas da Fujifilm Wako Pure Chemicals, Osaka, Japão, e a 13C-cafeína foi obtida da Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA. As concentrações plasmáticas de quetiapina, trazodona e risperidona, que foram ingeridas simultaneamente com a cafeína, também foram determinadas como descrito anteriormente [] A Figura B mostra as concentrações plasmáticas medidas de cafeína e seu metabólito primário paraxantina, juntamente com os perfis de concentração modelados pelo PBPK da droga, que foi auto-administrada em uma única dose oral em excesso no caso em questão. As concentrações plasmáticas de cafeína e paraxantina foram de 100 e 7,3 μg/mL, 81 e 9,9 μg/mL, 63 e 12 μg/mL, e 21 e 14 μg/mL às 12, 20, 30, e 56 h, respectivamente, após uma dose oral em excesso de 5900 mg. As medidas dos medicamentos coadministrados simultaneamente revelaram um nível de plasma de quetiapina de 10 ng/mL 12 h após a administração, com traços detectáveis (≥0.10 ng/mL) às 20-56 h, possivelmente após uma dose normal aproximada de 25 mg de quetiapina []. Os níveis de plasma de trazodona de 50 e 17 ng/mL às 12 e 20 h, respetivamente, após a administração foram também determinados, com traços detectáveis (≥0.10 ng/mL) às 30 e 56 h, possivelmente após uma dose normal aproximada de 50 mg de trazodona [], conforme julgado pelo nosso sistema de simulação anterior [, ]. Similarmente, traços detectáveis de risperidona (~ 0.10 ng/mL) foram encontrados no plasma, mas a concentração não pôde ser determinada (dados não mostrados). Um teste rápido de urina para detetar benzodiazepinas (Triage DOA, Sysmex, Kobe, Japão) mostrou um nível marginalmente falso positivo neste caso. Nós também relatamos os perfis de concentração plasmática para cafeína e paraxantina gerados pelo modelo PBPK. Com base nas concentrações sanguíneas humanas relatadas de voluntários saudáveis que foram tratados oralmente com uma dose terapêutica normal [,], um modelo PBPK simplificado de cafeína consistindo em compartimentos intestinais, hepáticos, renais e centrais foi estabelecido como descrito anteriormente [,, ]. Os valores iniciais para a fração absorvida × disponibilidade intestinal (F·F) e depuração hepática (CLh) foram estimados a partir das constantes de eliminação em modelos empíricos de um compartimento. A constante de taxa de absorção (ka), o volume da circulação sistêmica (V1), e os valores de depuração intrínseca hepática (CLh,int) com desvios padrão (como parâmetros para os modelos PBPK) foram determinados por ajuste utilizando análises de regressão não linear; esses parâmetros finais são mostrados na Tabela. O sistema resultante de equações diferenciais foi resolvido para obter as concentrações de cafeína e seu metabólito (indicado com subscrito m) para o paciente com overdose no estudo atual: onde Xg, Ch, Cr, e Cb são a quantidade de composto no compartimento intestinal e as concentrações de substrato hepático, renal, e sanguíneo, respetivamente. V e Vr são os volumes do fígado (1.5 L) e do rim (0.28 L), e Qh/Qr são as taxas de fluxo sanguíneo da circulação sistémica para os compartimentos hepático/renal (96.6 L/h). Uma simulação de modelagem PBPK completa de cafeína foi também realizada com parâmetros físico-químicos específicos de cafeína utilizando o simulador Simcyp versão 20 (Certara UK, Simcyp Division, Sheffield, UK) seguindo os parâmetros populacionais modificados recentemente descritos [].