Quando si utilizzano farmaci per curare o prevenire malattie, devono essere somministrate dosi che raggiungano le concentrazioni necessarie per gli effetti desiderati, pur rimanendo a livelli nel sangue che non causano eccessiva tossicità. I processi che determinano questo sono chiamati collettivamente farmacocinetica. Ciò comporta lo studio dell’assorbimento del farmaco nel corpo, la distribuzione in tutto il corpo e il metabolismo e l’escrezione per eliminare il farmaco dal corpo. Molti fattori contribuiscono alla variabilità della farmacocinetica di un determinato farmaco, inclusi età, sesso, peso corporeo e condizioni mediche. A volte, la farmacocinetica è indicata come farmacocinetica clinica.
Quando un farmaco viene somministrato con qualsiasi mezzo diverso dalla via endovenosa, deve essere assorbito attraverso le membrane biologiche per raggiungere il sangue. Molto spesso, questo si riferisce a farmaci orali assorbiti dal tratto gastrointestinale (GI). La percentuale di una dose che raggiunge il sangue dopo l’assorbimento è chiamata biodisponibilità.
La ragione più comune per una bassa biodisponibilità orale è il metabolismo di primo passaggio. Tutti i farmaci assorbiti dal tratto gastrointestinale passano prima attraverso il fegato. Qui, i farmaci possono essere significativamente scomposti o metabolizzati prima di raggiungere il sangue. Altre ragioni per la ridotta biodisponibilità orale includono la distruzione del farmaco da parte dell’acido gastrico e l’inibizione dell’assorbimento da parte del cibo. Alcuni farmaci hanno un assorbimento saturabile, il che significa che solo una certa quantità può essere assorbita in una volta.
Una volta che il farmaco è nel sangue, può rimanere lì o entrare in vari tessuti in tutto il corpo. Il volume di distribuzione (Vd) è un’indicazione della misura in cui un farmaco viene distribuito al di fuori del sangue. È una relazione matematica tra la quantità di droga nel corpo e la concentrazione nel sangue. Questo è un volume virtuale, piuttosto che fisiologico, ed esprime il volume che sarebbe necessario per contenere tutta la droga nel corpo in qualsiasi momento.
In pratica, Vd viene utilizzato per calcolare una dose di carico per un farmaco. Questa è la quantità di farmaco che raggiungerà rapidamente le concentrazioni efficaci nel sangue. È la dose che riempie completamente il serbatoio, se vuoi. Una dose di carico sarà maggiore per i farmaci con un grande Vd rispetto a uno con un piccolo Vd.
L’emivita di un farmaco è il tempo impiegato dalla concentrazione nel sangue per dimezzarsi. Di solito è espresso in ore, ma per alcuni farmaci può essere questione di minuti o di diversi giorni. L’emivita viene presa in considerazione quando si determina la frequenza con cui dosare un farmaco. Un’emivita più lunga significa che il farmaco può essere somministrato meno frequentemente.
Diversi organi del corpo hanno la capacità di scomporre i farmaci. Questo è chiamato metabolismo dei farmaci. Gli organi con capacità metaboliche includono fegato, reni, tratto gastrointestinale e polmoni. Anche il sangue contiene enzimi in grado di metabolizzare i farmaci.
Gli enzimi nel fegato che metabolizzano i farmaci si sono evoluti molto prima che gli esseri umani assumessero i farmaci intenzionalmente. Questi enzimi inattivano le tossine che vengono inavvertitamente ingerite, prevenendo così danni al corpo. Poiché molti farmaci sono derivati di sostanze naturali, sono anche suscettibili di degradazione da parte degli enzimi epatici. Le malattie del fegato, come la cirrosi o l’epatite, possono ridurre la capacità dell’organismo di metabolizzare i farmaci.
Due processi separati caratterizzano il metabolismo del fegato: reazioni di fase I e reazioni di fase II. Le reazioni di fase I di solito inattivano o disintossicano i farmaci. Dopo l’inattivazione, le reazioni di fase II aggiungono molecole che rendono il farmaco più solubile in acqua. Ciò migliora l’eliminazione del farmaco da parte dei reni.
Gli enzimi di fase I più diffusi nel fegato sono chiamati enzimi del citocromo P450. Alcuni farmaci possono aumentare la produzione di questi enzimi da parte del fegato, portando a una diminuzione della concentrazione del farmaco metabolizzato nel sangue. Questo è chiamato induzione enzimatica. Altri farmaci possono inibire gli enzimi del citocromo P450. Questi farmaci sono chiamati inibitori enzimatici e possono causare un aumento della concentrazione del farmaco metabolizzato.
La fase finale della farmacocinetica è l’eliminazione del farmaco dall’organismo, chiamata anche escrezione o clearance. Per la maggior parte dei farmaci, la clearance è un fattore costante, indipendentemente dalla quantità di farmaco rimasta nell’organismo. Questa è chiamata farmacocinetica lineare. Per alcuni farmaci, tuttavia, la clearance è saturabile, di solito perché gli enzimi metabolizzanti possono scomporre solo una quantità fissa di farmaco alla volta. I farmaci con metabolismo e/o clearance saturabili mostrano una farmacocinetica non lineare.
L’eliminazione dei farmaci viene effettuata principalmente dai reni. I farmaci inattivati vengono escreti nelle urine ed eliminati dal corpo. Una diminuzione della funzionalità renale, dovuta all’età o a malattie come il diabete o l’ipertensione, può ridurre la capacità dell’organismo di eliminare i farmaci. Il fegato espelle anche i farmaci, solitamente nella bile con eliminazione attraverso le feci.