¿Cuál es la aplicación de la cinética química en la farmacia? ¿Cuáles son algunos ejemplos?

La farmacocinética en farmacia es un poco diferente del tipo de cinética con la que se trata en química, aunque están algo relacionados.

En farmacocinética estás viendo 4 procesos básicos:

1. Absorción: la absorción ha ocurrido cuando un medicamento ha ingresado a la circulación sistémica. La absorción de una entidad química implica una serie de procesos (a menos que sea IV), incluida la disolución y captación mediante difusión de Fick o captación activa a través de una membrana (también hay que preocuparse por las bombas de salida, pero no nos volvamos demasiado complejos). Hay muchos factores que afectan la velocidad de difusión, pero un factor muy importante es pKa y pH, ya que las partículas cargadas no pueden difundirse pasivamente a través de una membrana. Por lo tanto, una sustancia química que sea altamente básica o ácida (en comparación con el pH gástrico) tendrá dificultades para pasar a través de la membrana y se difundirá más lentamente. Otro factor muy importante es el coeficiente de partición. Debe haber un equilibrio entre la solubilidad polar y no polar para una absorción eficiente. Después de esto, la molécula debe pasar a través del hígado, haciéndolo susceptible al metabolismo de primer paso para la administración oral o rectal. Otros métodos de administración son capaces de eludir este afecto de primer paso. Por el bien de esta sección, me interesaba principalmente la administración oral.
2. Distribución: las preocupaciones de distribución van desde la circulación al sitio de acción (receptor o enzima en general). No es una tarea simple medir las concentraciones en el sitio de acción, pero las concentraciones plasmáticas son directamente proporcionales a la concentración en el sitio de acción.
3. Metabolismo: es el proceso mediante el cual las enzimas alteran las drogas en el cuerpo y las preparan para el próximo paso, la eliminación. El metabolismo de fase 1 generalmente consiste en la alteración por el sistema enzimático CYP450 y comúnmente consiste en alteraciones que hacen a la molécula más soluble, como la hidroxilación. El metabolismo de fase 2 consiste en la conjugación con una entidad más grande, como la glucuronidación, para facilitar la eliminación. (Esa es la explicación simple, pero en realidad es terriblemente compleja)
4. Eliminación: la eliminación puede ocurrir a través de dos vías principales (aunque hay otras, como la sudoración). Estos incluyen la excreción renal y biliar (hígado). La mayoría de los medicamentos son una combinación de más de uno.

En el siguiente gráfico, observe las diversas fases del proceso ADME (Absorción, distribución, metabolismo y eliminación). Este es un ejemplo típico de una curva de administración oral (la administración de bolo IV no tendría absolutamente ninguna fase de absorción porque está inmediatamente en la circulación sistémica). La fase de absorción es simplemente el período de tiempo en el que la absorción se produce a una velocidad mayor que la eliminación. Cmax / Tmax es la concentración / tiempo al que se alcanza la concentración máxima y el punto en que la absorción es igual a la eliminación. La fase de eliminación es cuando la tasa de eliminación es mayor que la tasa de absorción (no recuerdo la “fase posterior a la absorción”. No crea que utilizamos ese término, pero podría estar oxidado).

Otra información importante es el MEC, o la concentración efectiva mínima y el MSC, o la concentración mínima segura. El rango terapéutico es la distancia entre ellos, y esta es el área en la que queremos acampar. Obviamente, con la administración intravenosa continua, esto es simple, porque podemos obtener una línea recta. Con la dosificación individual, es un poco más difícil, pero la mayoría de las drogas tienen un enorme rango terapéutico, por lo que no es tan difícil como se podría pensar.

La cinética es especialmente importante en el tratamiento de ciertos antibióticos, que pueden depender del tiempo / CIM (concentración mínima inhibitoria a la que funciona el antibiótico), el AUC (aminoglucósidos) y el AUC / MIC (vancomicina). Lo que esto significa es que debemos mantener constantemente las penicilinas por encima de la concentración plasmática efectiva porque es la cantidad de tiempo sobre esta concentración la que brinda los resultados más eficaces. Con aminoglucósidos, podemos administrar dosis con menor frecuencia porque su capacidad de matar depende más de la concentración plasmática. Está bien que estos medicamentos caigan por debajo de la concentración plasmática terapéutica, y en realidad es mejor para los riñones (los aminoglucósidos son extremadamente nefrotóxicos).

Con la vancomicina hay todo un método de cálculo complejo, pero lo importante es que queremos que el AUC sea alrededor de 400 veces el AUC (si no recuerdo mal). Determinamos la eficacia de vanc tomando los niveles plasmáticos mínimos. Esto significa que la concentración de plasma se prueba poco antes de administrar la siguiente dosis, cuando está cerca de su punto bajo. Por lo general, nos centramos en una concentración mínima de 10-15mcg / ml, pero en algunas infecciones queremos una concentración de 15-20mcg / ml (dependiendo del tejido que estamos tratando de penetrar). Los niveles más altos pueden ser bastante tóxicos para los riñones.

Con aminoglucósidos, podemos dosificar y monitorear de dos maneras diferentes. Primero, hay una dosificación de intervalo extendido, que generalmente es una vez al día. Con esto, tomamos un nivel aleatorio y utilizamos un gráfico especial (nomograma) para determinar cómo se debe dosificar después de que hayamos administrado la dosis inicial. También hay MDD o múltiples dosis diarias en las que tomamos un pico y una depresión y monitoreamos la eficacia en base a estos niveles. Estos antibióticos son especialmente difíciles en los riñones y son aún más graves cuando se usan en combinación con vancomicina (aunque a menudo se usan juntos en infecciones complejas)

Con la mayoría de los demás antibióticos, no es necesario que controlemos las concentraciones plasmáticas. Simplemente es importante entender cómo son más efectivos.

Todo esto es más difícil y menos científico que todos quisiéramos que fuera. La mayoría de las veces, los ajustes de dosificación se basan principalmente en el instinto y siempre hay pacientes que simplemente no responden de la manera esperada. Es posible que esté dando dosis masivas de vancomicina, pero simplemente no puede obtener la concentración de plasma a su gusto o le da una pequeña sacudida a alguien y su próxima concentración de plasma vuelve sorprendentemente alta para que tenga que retroceder nuevamente. Tenga en cuenta que se trata de personas, no de tubos de ensayo, y que tienen sistemas de órganos múltiples que pueden interrumpir la cinética normal y deshacerse de todo lo que se espera. Me encantaría que los números funcionen todo el tiempo, pero esto es parcialmente ciencia, parcialmente arte y parcialmente suerte. La experiencia ayuda mucho.

Finalmente, para referencia rápida, este gráfico representa las concentraciones en plasma y la velocidad a la que pueden ocurrir los procesos enzimáticos. A concentraciones más altas (cerca de Vmax), los procesos se ven desbordados y puede ocurrir saturación, lo que lleva a una cinética de orden cero. A concentraciones más bajas, la cinética depende linealmente de la concentración. ¿Consíguelo?

La cinética de primer orden significa que la eliminación del fármaco depende de la concentración plasmática. Esto significa que la tasa de eliminación es proporcional a la concentración plasmática. Esto tiene sentido cuando observa esta tabla, puede ver que en concentraciones más bajas, la curva es una línea recta. Considere que si un medicamento es metabolizado por un sistema enzimático extremadamente abundante, siempre debe haber suficiente enzima disponible. Por lo tanto, la concentración es la fuerza motriz y, a medida que se acerca al extremo terminal de la curva de concentración plasmática frente al tiempo, la eliminación se vuelve lenta, lenta y lenta en función de la concentración más baja.

Sin embargo, considere qué pasaría si un medicamento fuera capaz de aplastar fácilmente su sistema enzimático hasta el punto de estar cerca del punto de saturación completa. Si mira más arriba, pasa el Km y hacia el Vmax en el gráfico, la tasa de eliminación ya no depende de la concentración del sustrato, sino que depende de la capacidad del sistema enzimático para metabolizar el sustrato. Así es como se termina con una cinética de orden cero, donde un fármaco se elimina a una velocidad casi constante hasta que su concentración disminuye y está por debajo del Km, donde puede exhibir de nuevo una cinética de primer orden. La fenitoína (si mi memoria me sirve correctamente) mostrará una cinética de primer orden a concentraciones más bajas y luego una transición a un orden cero a niveles terapéuticos o casi terapéuticos. Como resultado, es un medicamento más difícil de administrar, ya que una leve alteración en cualquier sistema o aumento de la dosis puede conducir a un sistema saturado y a una concentración plasmática muy rápida.

De todos modos, eso es lo básico. Soy farmacéutico, pero NO SOY un experto en este tema. Conozco los trazos amplios. Es mucho más complejo y detallado que esto.

PD En caso de que alguna vez se haya preguntado sobre qué aprenden los farmacéuticos en la escuela. . . esto es una gran parte de esto, junto con fisiopatología, farmacología y farmacoterapia. 🙂

La farmacocinética es una rama de la farmacia que trata sobre cómo se degrada una droga en el cuerpo humano. Por ejemplo, tome atorvastatin (genérico para Liptor). Es un fármaco que se degrada por el CYP3A4 (una enzima muy común para manejar el metabolismo de los medicamentos) y tiene una gran afinidad hacia él. Eso significa que si otra droga es procesada por la misma enzima, tendrá que competir con la atorvastatina para degradarse. Si un medicamento es de menor afinidad, no se puede unir al medicamento y permanecerá activo en el cuerpo durante más tiempo del que se supone que puede tener efectos secundarios adversos.

Cálculo de dosis e intervalos de dosificación para medicamentos con índices terapéuticos estrechos: pequeña diferencia entre una dosis terapéutica y una dosis tóxica. Vancomicina, gentamicina, posiblemente Dilantin, y muchas otras drogas. Determinar los tiempos de extracción de sangre adecuados para los niveles máximo y mínimo de sangre, semivida del fármaco y tiempo de equilibrio (equilibrio del fármaco: cantidad en = cantidad excretada), que es el intervalo de tiempo mínimo entre los ajustes de dosis. En general, se necesitan entre 4 y 5 vidas medias para alcanzar el estado estacionario en un modelo farmacocinético no complicado.