Lorsque des médicaments sont utilisés pour traiter ou prévenir une maladie, des doses doivent être administrées qui atteignent les concentrations nécessaires pour les effets souhaités, tout en restant à des niveaux dans le sang qui ne provoquent pas de toxicité excessive. Les processus qui déterminent cela sont collectivement appelés pharmacocinétique. Cela implique l’étude de l’absorption du médicament dans le corps, de sa distribution dans tout le corps, ainsi que du métabolisme et de l’excrétion pour éliminer le médicament du corps. De nombreux facteurs contribuent à la variabilité de la pharmacocinétique d’un médicament donné, notamment l’âge, le sexe, le poids corporel et les conditions médicales. Parfois, la pharmacocinétique est appelée pharmacocinétique clinique.
Lorsqu’un médicament est administré par tout autre moyen que la voie intraveineuse, il doit être absorbé à travers les membranes biologiques pour atteindre le sang. Le plus souvent, il s’agit de médicaments oraux absorbés par le tractus gastro-intestinal (GI). Le pourcentage d’une dose qui atteint le sang après absorption est appelé biodisponibilité.
La raison la plus courante d’une faible biodisponibilité orale est le métabolisme de premier passage. Tous les médicaments absorbés par le tractus gastro-intestinal passent d’abord par le foie. Ici, les médicaments peuvent être considérablement décomposés ou métabolisés avant d’atteindre le sang. D’autres raisons de la diminution de la biodisponibilité orale comprennent la destruction du médicament par l’acide gastrique et l’inhibition de l’absorption par les aliments. Certains médicaments ont une absorption saturable, ce qui signifie que seule une certaine quantité peut être absorbée à la fois.
Une fois que le médicament est dans le sang, il peut y rester ou pénétrer dans divers tissus du corps. Le volume de distribution (Vd) est une indication de la mesure dans laquelle un médicament est distribué en dehors du sang. C’est une relation mathématique entre la quantité de médicament dans le corps et la concentration dans le sang. Il s’agit d’un volume virtuel plutôt que physiologique et exprime le volume qui serait nécessaire pour contenir tous les médicaments dans le corps à tout moment.
Concrètement, Vd est utilisé pour calculer une dose de charge pour un médicament. C’est la quantité de médicament qui atteindra rapidement des concentrations efficaces dans le sang. C’est la dose qui remplit complètement le réservoir, si vous voulez. Une dose de charge sera plus grande pour les médicaments avec un grand Vd par rapport à un avec un petit Vd.
La demi-vie d’un médicament est le temps qu’il faut pour que la concentration dans le sang diminue de moitié. Elle est généralement exprimée en heures, mais pour certains médicaments, cela peut prendre quelques minutes ou plusieurs jours. La demi-vie est prise en considération lors de la détermination de la fréquence de dosage d’un médicament. Une demi-vie plus longue signifie que le médicament peut être administré moins fréquemment.
Plusieurs organes du corps ont la capacité de décomposer les médicaments. C’est ce qu’on appelle le métabolisme des médicaments. Les organes dotés de capacités métaboliques comprennent le foie, les reins, le tractus gastro-intestinal et les poumons. Même le sang contient des enzymes qui peuvent métaboliser les médicaments.
Les enzymes du foie qui métabolisent les médicaments ont évolué bien avant que les humains ne prennent intentionnellement des médicaments. Ces enzymes inactivent les toxines qui sont ingérées par inadvertance, empêchant ainsi les dommages au corps. Étant donné que de nombreux médicaments sont des dérivés de substances naturelles, ils sont également susceptibles d’être dégradés par les enzymes hépatiques. Les maladies du foie, telles que la cirrhose ou l’hépatite, peuvent diminuer la capacité de l’organisme à métaboliser les médicaments.
Deux processus distincts caractérisent le métabolisme par le foie : les réactions de phase I et les réactions de phase II. Les réactions de phase I inactivent ou détoxifient généralement les médicaments. Après inactivation, les réactions de phase II ajoutent des molécules qui rendent le médicament plus soluble dans l’eau. Cela améliore l’élimination du médicament par les reins.
Les enzymes de phase I les plus répandues dans le foie sont appelées enzymes du cytochrome P450. Certains médicaments peuvent augmenter la production de ces enzymes par le foie, entraînant une diminution de la concentration du médicament métabolisé dans le sang. C’est ce qu’on appelle l’induction enzymatique. D’autres médicaments peuvent inhiber les enzymes du cytochrome P450. Ces médicaments sont appelés inhibiteurs d’enzymes et peuvent entraîner une augmentation de la concentration du médicament métabolisé.
La dernière étape de la pharmacocinétique est l’élimination du médicament de l’organisme, également appelée excrétion ou clairance. Pour la plupart des médicaments, la clairance est un facteur constant, quelle que soit la quantité de médicament restant dans le corps. C’est ce qu’on appelle la pharmacocinétique linéaire. Pour certains médicaments, cependant, la clairance est saturable, généralement parce que les enzymes métabolisantes ne peuvent décomposer qu’une quantité fixe de médicament à la fois. Les médicaments à métabolisme et/ou clairance saturable présentent une pharmacocinétique non linéaire.
La clairance des médicaments se fait principalement par les reins. Les médicaments inactivés sont excrétés dans l’urine et retirés du corps. Une diminution de la fonction rénale, due à l’âge ou à des maladies telles que le diabète ou l’hypertension artérielle, peut diminuer la capacité de l’organisme à éliminer les médicaments. Le foie excrète également des médicaments, généralement dans la bile avec élimination par les selles.