Farmacocinética

La farmacocinética es la rama de la farmacología que estudia los procesos a los que un fármaco es sometido a través de su paso por el organismo. Trata de dilucidar qué sucede con un fármaco desde el momento que es administrado hasta su total eliminación del cuerpo.

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Importancia médica

Al farmacólogo le interesa saber la evolución, es decir, las concentraciones del medicamento en el organismo, en función del tiempo y de la dosis. Estos procesos son fundamentalmente 5 y se recuerdan fácilmente mediante el acróstico LADME:

• Liberación
• Absorción
• Distribución
• Metabolismo
• Excreción

Para ello, la farmacocinética se hace de ecuaciones matemáticas que permiten predecir el comportamiento de la droga, que dan cuenta por lo general de la relación que existe entre las concentraciones plasmáticas y el tiempo transcurrido desde la administración.

Liberación

Primer paso del proceso en el que el medicamento entra en el cuerpo y libera el contenido del principio activo administrado. El fármaco debe separarse del vehículo o del excipiente con el que ha sido fabricado, comprende tres pasos: desintegración, disgregacion y disolución

Absorción

Para llegar a la circulación sanguínea, el fármaco debe traspasar alguna barrera dada por la vía de administración, que puede ser: cutánea, subcutánea, respiratoria, oral, rectal, vaginal, muscular, o puede ser inoculada directamente a la circulación sanguínea por la vía intravenosa. La farmacología estudia las variaciones de concentración plasmática de un fármaco en relación con el tiempo transcurrido para cada vía de administración y para cada concentración posible, así como las distintas formas de uso de éstas rutas de ingreso al sistema.

El proceso de absorción es la primera etapa que ocurre luego de la administración. Sin embargo en el caso de una administración intravenosa se dice que este proceso no ocurre, ya que se alcanza la concentración máxima del fármaco en la sangre inmediatamente después de la inyección.

Para otras vías de administración, la absorción consiste en la interacción de la molécula con una membrana biológica, donde las características fisicoquímicas, tanto del fármaco como de la membrana, determinarán el resultado del proceso. Además, las características de los excipientes tienen un papel fundamental en este proceso, ya que tienen como función crear el ambiente adecuado para que el fármaco se absorba correctamente. Es por ello que medicamentos con la misma dosis, pero de distintas marcas comerciales pueden tener distinta bioequivalencia, es decir, alcanzan concentraciones plasmáticas distintas, y puede tener efectos terapéuticos muy diferentes.

Disposición

La disposición es a su vez subdividida en el estudio de la distribución, metabolismo y excreción de un fármaco.

En este proceso es cuando generalmente el fármaco se encuentra disponible para su acción terapéutica y por ello es tan importante conocer las concentraciones plásmaticas, ya que por lo general son medida directa de la cantidad de fármaco en el sitio de acción y por lo tanto, del efecto que se espera se produzca.

También ocurre en esta etapa el proceso de metabolización, que consiste en la biotransformación de la droga en distintos metabolitos, que pueden o no tener actividad farmacológica. Esta biotransformación ocurre preferentemente en el hígado y el riñón, aunque otros tejidos pueden ser importantes en el metabolismo de ciertos fármacos.

Finalmente, la droga y sus metabolitos (algunas veces no estan presentes) pueden ser eliminados del organismo, ya sea por la bilis y/o por la orina, dependiendo de su lipofilia. La velocidad con la que el cuerpo elimina el fármaco se conoce como clearance o depuración, y se mide en volumen de sangre "limpiada" en un tiempo específico y depende de la constante de eliminación y del volumen de distribución.

Distribución

Una vez en la corriente sanguínea, el fármaco, por sus características de tamaño y peso molecular, carga eléctrica, pH, solubilidad, capacidad de unión a proteínas se distribuye entre los distintos compartimientos corporales. La farmacología estudia como éstas características influyen en el aumento y disminución de concentración del fármaco con el paso del tiempo en distintos sistemas, órganos, tejidos y compartimientos corporales, como por ejemplo, en el líquido cefalorraquideo, o en la placenta.

Metabolismo o biotransformación

Muchos fármacos son transformados en el organismo debido a la acción de enzimas. Esta transformación puede consistir en la degradación (oxidación, reducción o hidrólisis), donde el fármaco pierde parte de su estructura, o en la síntesis de nuevas sustancias con el fármaco como parte de la nueva molécula (conjugación).

El resultado de la biotransformación puede ser la inactivación completa o parcial de los efectos del fármaco, el aumento o activación de los efectos, o el cambio por nuevos efectos dependientes de las características de la sustancia sintetizada.

La farmacología estudia los mecanismos mediante los cuales se producen estas transformaciones, los tejidos en que ocurre, la velocidad de estos procesos y los efectos de las propias drogas y sus metabolitos sobre los mismos procesos enzimáticos.

Excreción

Finalmente, el fármaco es eliminado del organismo por medio de algún órgano excretor. Principalmente está el hígado y el riñón, pero también son importantes la piel, las glándulas salivales y lagrimales.

Las principales vías de eliminación del fármaco son: Orina, Lágrimas, Tópico, saliva, Respiratorio, Leche materna, Heces y Bilis.

La farmacología estudia la forma y velocidad de depuración de los fármacos y sus metabolitos por los distintos órganos excretores, en relación con las concentraciones plasmáticas del fármaco.

Modelos farmacocinéticos

Caso: un compartimiento

La forma funcional de la depuración sistémica, Cls, de una droga x es igual a -(dx/dt)/c(t), donde x(t) es la cantidad de droga presente y c(t) es la concentración de droga observada (por ejemplo, en el plasma sanguineo). Las unidades de la depuración estan dadas en terminos volumen/tiempo así que un generalizado, bien stirred volumen es limpiado de una cantidad de sustancia x por unidad de tiempo siguiendo la introducción en dicho volumen. Este bien stirred volumen V es el volumen de distribución de una sustancia x (droga), y es esencialmente una proporcionalidad constante entre x(t) y c(t), como es x(t)=c(t)&veces;V.

Farmacocinética Clínica

La Farmacocinética Clínica resulta de la aplicación directa en los pacientes de los conocimientos de la Farmacocinética de a) el fármaco en cuestión y b) las características de la población a la que pertenece (o puede adscribirse) el paciente en concreto. Gracias a la Farmacocinética Clínica, por ejemplo, se relanzó el empleo de ciclosporina como tratamiento inmunosupresor para posibilitar el transplante de órganos sólidos (como el riñón), dado que tras demostrarse inicialmente sus propiedades terapéuticas se descartó prácticamente su uso por la nefrotoxicidad que provocaba en numerosos pacientes. Una vez que se comprobó que se podía individualizar la posología de la ciclosporina analizando las concentraciones plasmáticas de cada paciente (monitorización farmacocinética), la seguridad de este fármaco ha posibilitado gran cantidad de abordajes de transplantes. Se recomienda habitualmente la monitorización farmacocinética clínica de diversos grupos de medicamentos:

• Medicamentos antiepilépticos

   + Fenitoína
   + Carbamazepina
   + Ácido Valproico
   + Lamotrigina
   + Etosuximida
   + Fenobarbital
   + Primidona

• Medicamentos cardioactivos

   + Digoxina
   + Lidocaina

• Medicamentos inmunosupresores

   + Ciclosporina
   + Tacrolimus
   + Sirolimus
   + Everolimus
   * Micofenolato

• Medicamentos antibióticos

   + Gentamicina
   + Tobramicina
   + Amikacina
   + Vancomicina

• Medicamentos broncodilatadores

   + Teofilina

• Medicamentos citostáticos

   + Metotrexato
   + 5-Fluoruracilo
   + Irinotecan

• Medicamentos antivirales (VIH)

   + Efavirenz  
   + Tenofovir
   + Ritonavir

Asímismo, y de igual manera, se utilizan los modelos farmacocinéticos y los ajustes de dosis individualizados en otros muchos fármacos como los factores de la coagulación (Factor VIII, Factor IX, Factor VIIa, Factor XI) en aquellos pacientes con déficits congénitos (hemofilia) o adquiridos.

Los principales criterios para determinar las concentraciones (a diferentes tiempos, en función de sus características cinéticas intrínsecas):

• Estrecho intervalo terapéutico (intervalo de concentraciones plasmáticas entre las concentraciones tóxicas y las sub-terapéuticas)
• Alta toxicidad
• Elevado riesgo vital

Véase también:

• Farmacodinámica
• ADME
• Biodisponibilidad
• Bioequivalencia & GLP/GCP
• Concentración alcohólica en sangre
• Compañía farmacéutica
• Toxicocinética
• Relaciones dosis-respuesta
• Farmacocinética lineal
• Farmacocinética no lineal

Otras lecturas

• Milo Gibaldi & Donald Perrier. "Farmacocinética"
• Malcolm Rowland, Thomas N. Tozer. "Farmacocinética clínica: Conceptos y Aplicaciones"

Enlaces externos

• A source for further information sitio mantenido por Dr. David W. A. Bourne, OU College of Pharmacy.
• Pharmaceutical Information Online through Collaborative Authoring
• PKWIKI is a pharmacokinetics website with a Wikimedia engine at the University of Washington maintained by Dr. Arthur Roberts
• http://vam.anest.ufl.edu/demos/onecompbolus.html A free hydraulic analog simulation of a bolus in a one-compartment model
• http://www.thermo.com/pkpd Download trial version of an industry-standard pharmacokinetic solution - Kinetica
• http://www.biokinetica.pl Download screshots training version of pharmacokinetic solution - Biokinetica 3.1
• http://www.biokinetica.pl/farmakokinetyka.pdf Download free e-book Pharmacokinetics and Biopharmacy by Dr. Tomasz Grabowski