INTRODUCCIÓN
¡Hola! durante esta semana, vamos a iniciar el estudio de la Farmacocinética.
La farmacocinética es la rama de la farmacología que se encarga de estudiar y explicar los procesos mediante los cuales los fármacos se absorben, distribuyen, metabolizan y eliminan del organismo. En este tema analizaremos los factores que pueden modificar estos procesos farmacocinéticos.
COMPETENCIA
- Explicar los procesos de absorción, distribución, metabolismo y eliminación de los fármacos.
- Identificar y describir los factores fisiológicos y patológicos que modifican los procesos farmacocinéticos.
CONTENIDO
La Farmacocinética es la rama de la Farmacología que estudia los procesos de Absorción, Distribución, Metabolismo y Eliminación que sufren los fármacos en el organismo. La importancia principal de conocerlos y comprenderlos radica en que estos procesos determinan el inicio de los efectos farmacológicos, su intensidad y duración.
A continuación, revisaremos la definición y aspectos generales de importancia en la clínica para cada proceso farmacocinético.
Diagrama 1. Farmacocinética.
2. 1 Absorción
En la práctica clínica se administran medicamentos, estos contienen en su fórmula o ingredientes, uno o varios fármacos o principios activos más excipientes. Cuando los medicamentos se administran ocurre primero la liberación del principio activo y el tiempo que tarda en liberarse depende de la forma farmacéutica utilizada.
Una vez liberado el fármaco o principio activo del medicamento se da inicio al proceso de absorción (Figura 1).
Diagrama 2. Liberación del fármaco a partir de una forma farmacéutica.
El proceso de absorción se puede definir como el paso del fármaco a través de una membrana semipermeable hacia el torrente sanguíneo.
Los mecanismos por los cuales los fármacos atraviesan las membranas biológicas (semipermeables) son:
- Difusión pasiva
- Difusión facilitada
- Transporte activo
- Endocitosis y exocitosis
Los siguientes factores son importantes en el proceso de absorción:
- pKa del fármaco: (Constante de disociación). Valores de pKa menores de 6.9 indican que el fármaco es ácido y valores por arriba de 7.1 indican que es básico.
- pH del medio: Nos indica la concentración de iones hidrógeno que hay en el medio que rodea al fármaco.
- Características de la Membrana: Grosor, tamaño (área de contacto con el fármaco), irrigación, tiempo de contacto e integridad.
Ahora bien, vamos a revisar cómo influyen los factores antes mencionados en la absorción de los fármacos.
Efecto del pKa y del pH:
Químicamente los fármacos son ácidos o bases débiles, y en función de su PKa y el pH del medio que los rodea, los fármacos se pueden disociar en cantidad variable. Es decir, de la cantidad administrada del fármaco, un porcentaje permanecerá en su forma no disociada (sin carga) y otra cantidad o fracción estará disociada (con carga).
Para el proceso de absorción la fracción de resulta de particular interés es la no disociada. Es decir, la forma que no tiene carga eléctrica, debido a que ésta puede atravesar más fácilmente las membranas biológicas por ser liposoluble.
En base a lo anterior y de acuerdo a la ecuación de Henderson-Hasselbalch, cuando el valor del pH del medio es igual al valor del pKa del fármaco se tendrá entonces el 50% de la cantidad del fármaco en su forma no disociada (liposoluble) y el otro 50% estará en su forma disociada. Por lo tanto, entre más ácido sea el pH del medio que rodea a fármacos con pKa ácido se favorecerá la formación de una cantidad mayor de fracción no disociada y por lo tanto aumenta su absorción. Así mismo, ocurre con fármacos de pKa básico, entre más básico es el valor del pH del medio que los rodea, mayor será su absorción.
En resumen, podemos decir que los fármacos ácidos se absorben mejor en medios ácidos y los fármacos básicos se absorben mejor en medios básicos.
En cambio, fármacos ácidos en medios básicos y fármacos básicos en medios ácidos no se absorben bien o su velocidad de absorción es muy lenta, porque en estas condiciones la fracción o cantidad de fármaco disociada o ionizada (cargada) es mayor en comparación con la fracción o cantidad no disociada (liposoluble).
Características de la membrana:
- Grosor: El proceso de absorción de los fármacos es inversamente proporcional al grosor de la membrana, es decir entre más delgada es la membrana más rápida y mayor será la absorción.
- Tamaño: Entre más grande es el área de contacto del fármaco con la membrana, mayor y más rápida será la absorción.
- Irrigación: Entre mayor irrigación sanguínea tenga la membrana o el sitio donde se administra el fármaco mayor y más rápida será la absorción
- Tiempo de contacto: A mayor tiempo de contacto tenga el fármaco con la membrana, mayor y más rápida será la absorción.
- Integridad de la membrana: La membrana biológica donde se aplique el fármaco debe estar íntegra para que actué como una barrera Es decir, no debe tener heridas o lesiones.
Factores que afectan el proceso de absorción:
- Factores fisiológicos: Edad y embarazo
- Factores patológicos: Vómito, diarrea
- Fármacos y alimentos
2.2 Distribución
Imágen 1. Torrente sanguíneo.
Cuando los fármacos administrados llegan a circulación o torrente sanguíneo, inmediatamente se inicia el proceso de distribución. La distribución de los fármacos se define como el proceso mediante el cual los fármacos se distribuyen hacia los órganos o tejidos afines a él.
Los siguientes factores son importantes en el proceso de distribución:
- Flujo sanguíneo del órgano o tejido: Los fármacos llegan primero a los órganos más irrigados como por ejemplo el hígado, y al final llegan a los tejidosu órganos menos vascularizados como el tejido adiposo.
- Solubilidad del fármaco: Los fármacos hidrosolubles se distribuyen principalmente hacia el agua el corporal total y los liposolubles hacia el tejido adiposo.
- Unión a las proteínas plasmáticas: Los fármacos se unen a las proteínas plasmáticas mediante cargas eléctricas. El porcentaje de unión es variable para cada fármaco.
- Volumen de distribución: Es la cantidad de líquido en un fármaco aparentemente se diluye.
A continuación, mencionaremos algunos aspectos importantes a considerar en el proceso de distribución:
En el momento en que el fármaco ingresa al torrente sanguíneo se inicia el proceso de distribución, debido a que este fluido biológico está en movimiento. Al respecto es importante mencionar que en este compartimento una cantidad del fármaco va estar disociada (cargada) y otra cantidad estará no disociada (no cargada). La fracción disociada se unirá a la albúmina si el fármaco es ácido o a la 1-alfa-glucoproteína ácida si el fármaco es básico. Posteriormente el fármaco se transportará unido a estas proteínas en cantidad variable.
La cantidad del fármaco que no se une a las proteínas plasmáticas antes mencionadas es la que produce respuesta farmacológica. Por lo tanto, a mayor cantidad de fármaco libre mayor será la respuesta y mayor riesgo hay de que se presente una intoxicación. Hay fármacos y componentes de los alimentos que compiten por los sitios de unión de las proteínas plasmáticas y este efecto puede propiciar una intoxicación en el paciente. En el tema de interacciones farmacológicas profundizaremos al respecto.
Factores que afectan el proceso de distribución:
- Factores fisiológicos: Edad y embarazo
- Factores patológicos: desnutrición, deshidratación, enfermedad hepática
- Fármacos y alimentos
Ahora vamos a revisar lo referente al proceso de metabolismo de fármacos.
- Metabolismo: Es el proceso mediante el cual, los fármacos son transformados a moléculas más polares para que se puedan excretar más fácilmente. El principal órgano que participa en este proceso es el hígado.
Durante este proceso a los fármacos les puede ocurrir lo siguiente:
- Transformarse a una molécula más activa o tóxica
- Transformarse a una molécula inactiva
- Transformarse para dar actividad biológica (profármaco)
Es importante mencionar que hay fármacos que no transforman, es decir su estructura química no se modifica y se elimina de manera inalterada, es decir en su forma original.
De manera general el metabolismo de fármacos se divide en: Reacciones de Fase I y Fase II. (Figura 2)
Diagrama 3. Metabolismo de fármacos.
Las reacciones de fase I, son reacciones químicas muy simples: oxidación, reducción, hidrólisis, etc. De estas reacciones químicas las más importantes y que más ocurren son las reacciones de oxidación que realizan las enzimas del citocromo P450 (CYP). El CYP450 es una familia muy grande de enzimas que se encargan de metabolizar o biotransformar muchas sustancias en el organismo entre ellas los fármacos. De todos los citocromos el más abundante y que participa en el metabolismo de la mayoría de los fármacos es el CYP3A4 y CYP3A5.
Hay fármacos y sustancias presentes en los alimentos, así como tóxicos ambientales que pueden inhibir o inducir CYP450.
Si estas enzimas se inhiben habrá menos CYP450 que realicen el metabolismo y por ende las concentraciones del fármaco en sangre aumentarán, lo que puede provocar aumento de los efectos farmacológicos y con ello una intoxicación.
En cambio, sí estas enzimas se inducen habrá más CYP450 que realicen el metabolismo y por ende las concentraciones del fármaco en sangre disminuirán, lo que puede provocar disminución de los efectos farmacológicos y con ello fracaso terapéutico.
A las reacciones de fase II, se les llaman también reacciones de conjugación, debido a que en esta reacción se conjuga con la molécula del fármaco o metabolito previamente formado en las reacciones de fase 1 una molécula grande de naturaleza polar (hidrofílica) como el ácido glucurónido.
Factores que afectan el proceso de metabolismo:
- Factores fisiológicos: Edad y embarazo
- Factores patológicos: Enfermedad hepática
- Fármacos y alimentos
Finalmente, el proceso de eliminación nos explica cómo se eliminan los fármacos del organismo. El principal órgano que participa en este proceso es el riñón.
A nivel renal los fármacos se pueden eliminar por filtración y/o secreción tubular pero también a nivel tubular se pueden reabsorber. Por lo tanto, para el proceso de eliminación es importante conocer pH de la orina y el pKa del fármaco.
A diferencia del proceso de absorción, los fármacos ácidos se eliminan mejor en medios básicos y los fármacos básicos se elimina mejor en medios ácidos.
Sin embargo cuando los fármacos son ácidos y el pH de la orina es ácida o bien cuando los fármacos son básicos y el pH de la orina es básico, entonces los fármacos no se reabsorben, es decir se reabsorben a nivel tubular (Ingresan nuevamente a circulación).
La mayoría de los fármacos se eliminan a través de una cinética de primer orden (la tasa de eliminación es proporcional a la concentración plasmática). El etanol por ejemplo se elimina por una cinética de orden cero (la tasa de eliminación es fija e independiente de la concentración plasmática). Esto nos indica el tiempo de permanencia de los fármacos en el organismo.
El tiempo de vida media (t1/2), nos indica, el tiempo que transcurre para que la concentración inicial de un fármaco disminuya a la mitad.
Los siguientes son ejemplos de las vías por las cuales los fármacos se pueden eliminar del organismo:
- Orina
- Bilis
- Heces
- Leche materna
- Respiratoria (sustancias volátiles como el alcohol)
- Saliva, sudor, lágrimas
- Semen, flujo vaginal
- Piel, uñas y cabello
Como seguramente has deducido, los fármacos se pueden eliminar en cantidad variable por diferentes vías. Por ejemplo, la rifampicina que es un antibiótico de color rojo, este fármaco se elimina principalmente por bilis y sufre circulación enterohepática, pero también se elimina en menor cantidad por orina, sudor, salivas, lágrimas y heces.
Factores que afectan el proceso de eliminación:
- Factores fisiológicos: Edad y embarazo
- Factores patológicos: Enfermedad renal
- Fármacos y alimentos
Para conocer más sobre el tema e invito a dirigirte a anexo y leer el archivo en pdf: Farmacocinética.
CONCLUSIÓN
Los procesos farmacocinéticos de absorción, distribución, metabolismo y eliminación son fundamentales en las respuestas biológicas, pues determinan el tiempo de inicio y duración de los efectos farmacológicos.
Las intervenciones de enfermería en este aspecto cobran gran importancia para mantener en la cantidad adecuada una sustancia activa en el organismo del paciente.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
Básica:
- Lüllman H, Mohr K, Hein Farmacología Texto y Atlas. 6ta edición. Editorial Panamericana, España,2010
- Katzung Bertram Farmacología Básica y Clínica. 12va edición. Editorial McGraw- Hill. México, 2013
- Goodman y Las Bases Farmacológicas de la Terapéutica. Editorial Panamericana, 12va edición. Editorial McGraw-Hill, México 2012
- Ruíz Fundamentos de Farmacología. 2da edición. Editorial Panamericana, México, 2012.
- Florez, Armijo JA., Mediavilla A. Farmacología Humana. 6ta edición, Editorial Elsevier Masson, Barcelona España 2013.
Complementaria:
- Farmacología en Enfermería, Casos Clínicos. 1ra edición. Editorial Panamericana, 2012
- Guía farmacológica para profesionales de enfermería. 10ma edición. Editorial McGraw-Hill, 2008
- Katzung BG and Trevor USMLE ROAD MAP Farmacología. 2da edición, Editorial Mc Graw-Hill, 2007.