Resumen Breve
Este video es una introducción a la farmacocinética, que estudia cómo el cuerpo afecta a los fármacos a través de los procesos de absorción, distribución, metabolismo y excreción (ADME). Se discuten los mecanismos de transporte de fármacos a través de las membranas celulares y los factores que influyen en la absorción, como las características del individuo y del fármaco. También se explica la importancia del pH y el pKa en la absorción de fármacos, así como el concepto de biodisponibilidad.
- La farmacocinética estudia lo que el cuerpo le hace al fármaco.
- Los procesos ADME determinan la concentración del fármaco en el cuerpo a lo largo del tiempo.
- La absorción es el proceso por el cual el fármaco pasa desde el sitio de administración a la circulación sanguínea.
- La distribución es el proceso por el cual el fármaco se dispersa a través del cuerpo.
Introducción a la Farmacocinética
La farmacocinética es la rama de la farmacología que estudia los procesos dinámicos de absorción, distribución, metabolismo y excreción (ADME) que determinan la disposición de un fármaco en el organismo. Estos procesos influyen en las concentraciones del fármaco en líquidos biológicos, tejidos y excreciones. En esencia, la farmacocinética analiza lo que el organismo le hace al fármaco, desde su entrada hasta su eliminación. Aunque se estudian por separado, los procesos de absorción, distribución, metabolismo y excreción se superponen y dependen entre sí.
Procesos Farmacocinéticos y Movimiento de Fármacos
Una vez administrado, el fármaco debe liberarse de su forma farmacéutica y entrar en solución para ser absorbido. Tras atravesar las membranas celulares y del endotelio capilar, el fármaco puede unirse a proteínas plasmáticas o permanecer libre en la sangre. La fracción libre es la que interactúa con los tejidos. Luego, el fármaco regresa a la sangre para ser metabolizado en los órganos correspondientes, transformándose en metabolitos que serán excretados a través de la orina, bilis, heces, sudor, saliva, leche materna, etc. Todos estos procesos requieren que el fármaco atraviese membranas celulares.
Estructura de la Membrana Celular y Mecanismos de Transporte
Las membranas celulares están compuestas por una bicapa lipídica con grupos fosfato polares e hidrosolubles en la parte externa y grupos lipídicos no polares en la parte interna, lo que las hace anfipáticas. Además, contienen proteínas integrales que actúan como canales y proteínas periféricas con funciones enzimáticas y de transporte. Los fármacos atraviesan las membranas mediante transporte pasivo (difusión pasiva y filtración) o transporte activo (transporte activo, difusión facilitada, endocitosis, ionóforos y liposomas).
Tipos de Transporte: Pasivo y Especializado
La difusión pasiva ocurre a favor del gradiente de concentración sin necesidad de energía, siguiendo una cinética de primer orden, donde la velocidad depende de la cantidad de fármaco disponible. La difusión facilitada también va a favor del gradiente, pero requiere proteínas transportadoras debido al tamaño o solubilidad de la molécula, lo que puede generar competencia y saturación del sistema. El transporte activo, por otro lado, mueve sustancias en contra del gradiente de concentración, requiriendo energía (ATP) y siendo selectivo y saturable.
Transporte de Iones y Mecanismos Especializados
Los iones requieren canales iónicos para atravesar las membranas a favor del gradiente sin necesidad de energía. La endocitosis incluye la pinocitosis (para líquidos) y la fagocitosis (para sólidos). Los ionóforos, moléculas liposolubles con iones en su interior, transportan iones a través de la membrana por difusión pasiva. Los liposomas, esferas con doble capa lipídica que contienen fármacos líquidos, facilitan la introducción del fármaco en la célula. El mecanismo más común de transporte de fármacos es la difusión pasiva, para lo cual se modifican las estructuras químicas de los fármacos.
Absorción: Proceso y Liberación del Fármaco
La absorción es el proceso por el cual un fármaco pasa desde el sitio de administración a la circulación sanguínea, permitiendo su biodisponibilidad. Para ser absorbido, el principio activo debe liberarse de su forma farmacéutica, lo que implica desintegración, disgregación y disolución. La velocidad y cantidad de fármaco absorbido dependen de factores inherentes al individuo (superficie de absorción, flujo sanguíneo, pH) y al fármaco (forma farmacéutica, tamaño de la molécula, pKa, solubilidad, concentración).
Factores que Afectan la Absorción: Individuo
La superficie de absorción influye en la cantidad y velocidad de absorción, siendo mayor en la mucosa intestinal y los alvéolos pulmonares. El flujo sanguíneo también es crucial, ya que una mayor irrigación aumenta la absorción. Las vías de administración se dividen en inmediatas (directas) con pérdida de continuidad de los tejidos y mediatas (indirectas) sin pérdida de continuidad. Las vías orales y rectales pueden implicar metabolismo presistémico en el hígado, lo que inactiva algunos fármacos.
pH, pKa y la Ecuación de Henderson-Hasselbalch
El pH del medio y el pKa del fármaco son importantes para determinar si una molécula es liposoluble y puede atravesar membranas por difusión pasiva. Los ácidos ceden protones y las bases los aceptan. Los fármacos son ácidos o bases débiles, y la fracción no ionizada es la que atraviesa las membranas. La ecuación de Henderson-Hasselbalch relaciona el pH, el pKa y las fracciones ionizadas y no ionizadas, permitiendo calcular la cantidad de fármaco absorbido. El pKa es el pH al cual un fármaco está 50% ionizado y 50% no ionizado.
Aplicación de la Ecuación de Henderson-Hasselbalch
La ecuación de Henderson-Hasselbalch permite determinar qué cantidad de fármaco está ionizado y no ionizado, lo cual es crucial para la absorción. La forma no protonada (ionizada en ácidos y no ionizada en bases) y la forma protonada (no ionizada en ácidos e ionizada en bases) influyen en la liposolubilidad y, por ende, en la capacidad de atravesar membranas. Para que un fármaco se absorba, debe predominar su forma no ionizada en el medio en el que se encuentra.
Relación entre pH del Medio y Absorción de Fármacos
Los fármacos ácidos se absorben mejor en medios ácidos, y los fármacos básicos se absorben mejor en medios básicos. En un medio ácido, un fármaco ácido no se disocia porque el medio ya está saturado de protones, favoreciendo la forma no ionizada y liposoluble. En cambio, en un medio básico, el fármaco ácido se disocia, predominando la forma ionizada e hidrosoluble. Lo contrario ocurre con los fármacos básicos.
Factores que Afectan la Absorción: Fármaco
La forma farmacéutica (sólida, líquida, semisólida) influye en la velocidad de absorción, siendo más rápida en formas líquidas. El tamaño de la molécula también es importante, ya que las moléculas pequeñas se absorben más fácilmente. El pKa del fármaco determina su solubilidad y, por ende, su absorción. La cinética de absorción puede ser de primer orden (dependiente de la concentración) o de orden cero (constante, como en la administración intravenosa continua o en sistemas de transporte saturados).
Biodisponibilidad y Equivalencia de Fármacos
La biodisponibilidad es la cantidad de fármaco que alcanza la circulación sistémica. No toda la cantidad administrada se absorbe debido a factores como la forma de presentación y el metabolismo presistémico. La biodisponibilidad es del 100% en la administración intravenosa. La finalidad de la absorción es alcanzar la máxima biodisponibilidad para que el fármaco pueda ejercer su efecto terapéutico. Se definen conceptos como equivalencia química, biológica y terapéutica.
Vías de Administración y Distribución del Fármaco
La biodisponibilidad depende de la vía de administración, siendo mayor en vías inmediatas o directas. Sin embargo, existen excepciones, como las benzodiacepinas, que no se administran por vía intramuscular debido a su baja biodisponibilidad. Una vez absorbido, el fármaco se distribuye desde la circulación sistémica hacia los tejidos corporales.
Distribución: Unión a Proteínas Plasmáticas y Factores Modificadores
La distribución es el proceso por el cual el fármaco pasa del espacio intravascular a los tejidos. Al llegar a la sangre, el fármaco se une a proteínas plasmáticas (albúmina para fármacos ácidos, alfa 1 glicoproteína para fármacos básicos), actuando como reservorio inactivo. La fracción libre es la biológicamente activa y atraviesa el endotelio capilar. La velocidad de distribución depende de la unión a proteínas, el flujo sanguíneo, la solubilidad del fármaco y la presencia de barreras.
Barreras Fisiológicas y Fenómenos de Redistribución
Las barreras hematoencefálica y placentaria dificultan la distribución de fármacos. La barrera hematoencefálica, con células endoteliales muy unidas, solo permite el paso de fármacos liposolubles. La barrera placentaria implica múltiples pasos que pueden disminuir la concentración del fármaco que llega al feto. Los tejidos aceptores o mudos pueden causar redistribución, disminuyendo la actividad biológica del fármaco en los órganos principales. Un ejemplo es el tiopental sódico, que se redistribuye al tejido adiposo, terminando con el efecto anestésico.
Volumen de Distribución y Modelos Teóricos
El volumen de distribución es el espacio corporal aparente disponible para contener un medicamento. Se asume que el fármaco se distribuye uniformemente, pero existen compartimentos centrales (bien irrigados) y periféricos (menos irrigados). Los modelos teóricos (monocompartimental y bicompartimental) ayudan a determinar el volumen de distribución, que se calcula dividiendo la cantidad de fármaco administrada entre la concentración plasmática. Un fármaco con alta unión a proteínas plasmáticas tiene un volumen de distribución bajo, mientras que uno con baja unión tiene un volumen de distribución mayor.
