Farmacocinética

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La farmacocinética es la disciplina que estudia los procesos a los que el Fármaco es sometido a través de su paso por el organismo, es decir, su absorción, distribución, metabolismo y 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.

Tabla de contenidos

Absorción

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 de fármaco en la sangre inmediatamente después de la inyección. Para otras vías de administración, la absorción consiste en la interacción de la molécula con unamembrana 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 rol 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 bioqequivalencia, es decir, alcanzan concentraciones plasmáticas distinas, y por ende, tener efectos terapéuticos muy diferentes.

Disposición

La disposition es a su vez subdividida en el estudio de la distribución, metabolismo y excreción de un fármaco. Los dos últimos procesos se conocen como eliminación o excreción. 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 vaya a producir. 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 riñon, 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 cierto tiempo; y depende de la constante de eliminación y del volumen de distribución.


Modelos farmacocinéticos

Caso: un compartimiento

The functional form of the systemic clearance, Cls, of a drug x is equal to -(dx/dt)/c(t), where x(t) is the amount of drug present and c(t) is the observed drug concentration (for example in blood plasma). The units of clearance are given in terms of volume/time so that a generalized, well stirred volume is cleared of an amount of a substance x per unit of time following introduction into such volume. This well stirred volume V is the volume of distribution of a substance x (drug), and is essentially a proportionality constant between x(t) and c(t), such that x(t)=c(t)×V.

The total apparent systemic clearance Cls/(F×F*) is related to Cls, where F signifies bioavailability and F* signifies the first pass effect of an administered substance. If F and F* are known, the true systemic clearance, Cls, can be obtained by multiplying the observed apparent systemic clearance Cls/(F×F*) by F and F*. Cls is composed of many clearance components, two of the most common are the renal and non-renal components of clearance, Clr and Clnr, respectively, such that Cls = Clr + Clnr.

For a one-compartmental drug x given as an intravenous administration (bolus input), the governing first order differential equation is:

\frac{dx(t)}{dt}=-k \cdot x{(t)} \qquad (1)

with a decay constant k (equivalent to the time constant used in RC circuit analysis).

The above equation can be solved for x(t):

x(t)=x(0) \cdot e^{-k{ \cdot t}} \qquad (2)

For a drug that is assumed to obey one-compartment pharmacokinetics, Cl is equal to −k×V. From equation (2), the half-life of the drug can be shown to be equal to ln2 / k by setting x(t) = \frac{1}{2}x(0) and solving for t. The total integral of c(t) over time (the Area under the curve, AUC) can be used in the calculation of the bioavailability, F, of a substance x.

Modelando los sistemas farmacocinéticos

Pharmacokinetics systems can be determined to be linear or nonlinear, and time-invariant or time-varying with respect to the mathematical modeling involved for any one of these processes.

Linear pharmacokinetic processes are generally the least complex to study and linear systems theory has been applied to modeling many pharmacokinetic systems when linearity can be assumed. One test of a drug's linearity is obtained by observing the AUC for several different administered doses. If the AUC varies directly with administered dose then the apparent systemic clearance of the drug, Cl, remains constant.

Nonlinear time-varying systems can be very difficult to solve and may have no closed-form solutions (meaning they have to be solved numerically on a case-by-case basis).

There is an extensive body of mathematical knowledge with many practitioners working in the area. This knowledge has roots in engineering, statistics, and medicine.

Farmacocinética poblacional

The pharmacokinetic parameters may vary among individuals of a given population. Statistically, one has to differentiate between intraindividual variations, characterized by a statistical distribution with a mean value and a variance for each individual, and interindividual variations, whereby the means and variances vary between individuals. Moreover, the interindividual variations themselves may vary between subpopulations. For example, the elimination rate of a drug may be altered in individuals with renal failure or in those who take a seconde drug due to drug interaction. [1]

In order to take account of this, hierarchical population models (also called population models or mixed effect models) are applied. The first software package developed for this purpose is NONMEM (short for nonlinear mixed effect model).

Véase también:

Otras lecturas

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

Enlaces externos

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