Demi-vie

La demi-vie, notée couramment t1/2, est la durée au terme de laquelle une quantité mesurée atteint la moitié de sa valeur de référence selon un processus défini. Elle s’applique notamment à une réaction chimique, à l’élimination d’un médicament ou à la décroissance radioactive. Sa signification dépend du modèle employé ; elle ne correspond jamais, à elle seule, à une disparition complète.

Cinétique chimique

Pour un réactif entièrement consommé, la demi-vie est le temps nécessaire pour que sa concentration soit divisée par deux. Dans une réaction du premier ordre, la décroissance suit une loi exponentielle et la demi-vie vaut ln(2)/k, où k est la constante de vitesse. Elle est alors indépendante de la concentration initiale. Pour d’autres ordres de réaction, elle peut varier avec cette concentration ; plusieurs réactifs présents dans des proportions non stœchiométriques peuvent aussi avoir des demi-vies différentes.

Pharmacocinétique et organismes aquatiques

En pharmacocinétique, la demi-vie d’élimination caractérise la phase terminale de diminution de la concentration d’une substance dans l’organisme. Pour un modèle simple à élimination du premier ordre, elle dépend du volume apparent de distribution et de la clairance. Une modification de la température, de la perfusion, de la fonction hépatique ou rénale peut modifier ces paramètres chez les poissons.

La demi-vie plasmatique n’est pas nécessairement identique à la durée des effets, à la persistance dans un tissu ou au délai d’attente réglementaire. Une molécule peut former des métabolites actifs, se redistribuer dans les graisses ou être réabsorbée. Des prélèvements trop courts peuvent en outre décrire une phase de distribution plutôt que l’élimination terminale.

Décroissance et persistance

La demi-vie radioactive est liée à la probabilité de désintégration d’un radionucléide et ne dépend pas des mécanismes biologiques ordinaires. La demi-vie biologique décrit au contraire la perte d’une substance par métabolisme et excrétion. Lorsqu’un radionucléide est présent dans un organisme, ces deux processus contribuent à une demi-vie effective plus courte que chacune des deux demi-vies considérée isolément.

Après une demi-vie, il reste théoriquement 50 % de la quantité initiale ; après deux, 25 % ; après n demi-vies, la fraction restante vaut (1/2)^n dans un modèle exponentiel. Cette décroissance asymptotique explique pourquoi la demi-vie ne fournit pas un temps d’élimination totale.