Мы описываем случай 25-летней женщины (масса тела 43 кг), которая преднамеренно приняла передозировку кофеина в дозе 5,9 г (обычная клиническая доза 0,2–0,9 г/день) в попытке самоубийства и была экстренно госпитализирована в Киотский медицинский центр. Пациентка, имевшая в анамнезе невротическую депрессию, возможно, одновременно принимала лоразепам, кветиапин, рисперидон и тразодон (дозы неизвестны). Результаты клинических лабораторных исследований для этого случая представлены в таблице. Пациентка дала письменное информированное согласие на участие в этом исследовании и на его публикацию. Комитет по этике Киотского медицинского центра одобрил это исследование (18–018). При поступлении уровень сознания пациента, оцененный по шкале комы Глазго, был 3-й глазной, 5-й вербальной и 6-й моторной (E3V5M6) с частотой дыхания 16 вдохов/мин, температурой тела 36,6 °C, артериальным давлением 113/72 мм рт.ст., частотой сердечных сокращений 83 в минуту и удлинением интервала QT на электрокардиограмме с QTc 491 мс. Лабораторные данные показали гипокалиемию, гипергликемию и гиперлактацидемию. Пациенту вводили раствор бикарбоната в растворе Рингер и хлорид калия, но не давали активированного угля и не проводили искусственную диализ. Через 24 часа после поступления уровень сознания пациента повысился до E4V5M6 с уменьшенным интервалом QTc < 430 мс. Пациент отказался от эндоскопического обследования на предмет подозрения на язву пищевода в результате приема кофеина; следовательно, ему был назначен лансопразол. Пациент был выписан на третий день госпитализации после нормализации аномальных жизненно важных показателей. Мы измерили концентрации кофеина и его основного метаболита параксантина в плазме крови, а также другие лекарства, и также сгенерировали PBPK-моделированные профили концентрации кофеина и его метаболита для текущего пациента после самостоятельного приема внутрь одной дозы кофеина (5,9 г); результаты показаны на рис.. Обработанные пробы плазмы крови, собранные у пациента после передозировки, были проанализированы с помощью метода фармакокинетики. После депротеинизации с помощью трех объемов метанола концентрации кофеина и параксантина были количественно определены с помощью жидкостной хроматографии с использованием градиентной программы элюции с последующей тандемной масс-спектрометрией [] в соответствии с ранее описанными методами [] с небольшими изменениями. Был использован тандемный масс-анализатор API4000 (AB Sciex, Фрамингеме, штат Массачусетс, США) в режиме положительной ионизации электрораспылением и был непосредственно подключен к системе Shimadzu LC-20 AD, оснащенной колонкой из октадецилсилана (C18) (XBridge, 3,5 мкм, 2,1 мм × 150 мм, Waters, Милфорд, штат Массачусетс, США). Условия жидкостной хроматографии для кофеина и параксантина были следующими: растворитель А — 0,1% формальдегида в воде, а растворитель В — 0,1% формальдегида в метаноле. Была использована следующая градиентная программа при расходе 0,20 мл/мин: 0–1 мин, удерживание при 5% В; 1,1–17 мин, линейный градиент от 5% В до 100% В (v/v); 17,1–21 мин, удерживание при 100% В; и 21,1–24 мин, удерживание при 5% В. Температура колонки поддерживалась на уровне 40 °C. Обработанные пробы (2,0 мкл) были введены с помощью автоматического пробоотборника. Кофеин и параксантин были количественно определены с помощью переходов m/z 195 → 138 и 181 → 124, соответственно, с 13С-кофеином в качестве внутреннего стандарта (m/z 198 → 140). В этих условиях уровни кофеина и параксантина в плазме крови были измеримы при концентрациях ≥10 нг/мл и обнаруживаемы при концентрациях ≥1,0 нг/мл. Меж- и внутри-анализная вариабельность для кофеина и параксантина определялась в пределах 15% коэффициентов вариации. Подлинный кофеин и параксантин были приобретены у Fujifilm Wako Pure Chemicals, Осака, Япония, а 13С-кофеин был получен от Sigma-Aldrich, Сент-Луис, МО, США. Концентрации кветиапина, тразодона и рисперидона, которые были приняты одновременно с кофеином, также были определены, как описано ранее [] Фигура B показывает измеренные концентрации кофеина и его первичного метаболита параксантина в плазме, а также моделируемые PBPK-моделью профили концентрации препарата, который был самостоятельно принят в виде однократной пероральной дозы в данном случае. Концентрации кофеина и параксантина в плазме были 100 и 7,3 мкг/мл, 81 и 9,9 мкг/мл, 63 и 12 мкг/мл, и 21 и 14 мкг/мл на 12, 20, 30, и 56 часов, соответственно, после пероральной дозы 5900 мг. Измерения одновременно принимаемых лекарственных препаратов выявили уровень кветиапина в плазме крови 10 нг/мл через 12 часов после приема, с обнаруживаемыми (≥0.10 нг/мл) следами через 20-56 часов, возможно после приблизительно нормальной дозы 25 мг кветиапина []. В плазме крови также определялись уровни тразодона 50 и 17 нг/мл через 12 и 20 часов после приема, с обнаруживаемыми (≥0.10 нг/мл) следами через 30 и 56 часов, возможно после приблизительно нормальной дозы 50 мг тразодона [], как было установлено нашей предыдущей системой моделирования [, ]. Аналогично, в плазме крови были обнаружены следы рисперидона (~ 0.10 нг/мл), но концентрацию определить не удалось (данные не представлены). Быстрый тест мочи для выявления бензодиазепинов (Triage DOA, Sysmex, Кобе, Япония) показал в этом случае незначительно ложноположительный уровень. Мы также сообщаем профили концентрации кофеина и параксантина в плазме, полученные с помощью моделирования PBPK. На основе сообщенных концентраций кофеина в крови здоровых добровольцев, которые получали внутрь обычную терапевтическую дозу [,, ] была создана упрощенная модель кофеина PBPK, состоящая из кишечного, печеночного, почечного и центрального компартментов, как описано ранее [,, ] Начальные значения для абсорбированной фракции × доступности в кишечнике (F·F) и печеночного клиренса (CLh) были оценены на основе константы выведения в эмпирических однокомпонентных моделях. Константа скорости абсорбции (ka), объем системного кровообращения (V1) и печеночный внутренний клиренс (CLh,int) с стандартными отклонениями (в качестве параметров для моделей PBPK) были определены с помощью подгонки с использованием нелинейного регрессионного анализа; эти конечные параметры показаны в таблице. Результирующая система дифференциальных уравнений была решена для получения концентраций кофеина и его метаболита (обозначается с помощью индекса m) для пациента с передозировкой в текущем исследовании: где Xg, Ch, Cr и Cb — это количество соединения в желудочно-кишечном отделении и концентрации субстратов в печени, почках и крови, соответственно. V и Vr — это объемы печени (1,5 л) и почек (0,28 л), а Qh/Qr — это скорости кровотока в системе кровообращения в отделах печени/почек (96,6 л/ч). Также была проведена полная симуляция моделирования PBPK кофеина с кофеиноспецифическими физико-химическими параметрами с помощью версии 20 симулятора Simcyp (Certara UK, Simcyp Division, Sheffield, UK) с использованием недавно описанных модифицированных параметров популяции [].