Farmacodinámica - Pharmacodynamics

Temas de farmacodinámica

La farmacodinámica ( DP ) es el estudio de los efectos bioquímicos y fisiológicos de los fármacos (especialmente los fármacos ). Los efectos pueden incluir los que se manifiestan en animales (incluidos los seres humanos), microorganismos o combinaciones de organismos (por ejemplo, infección ).

La farmacodinámica y la farmacocinética son las principales ramas de la farmacología , siendo en sí mismo un tema de biología interesado en el estudio de las interacciones entre sustancias químicas endógenas y exógenas con organismos vivos.

En particular, la farmacodinámica es el estudio de cómo un fármaco afecta a un organismo, mientras que la farmacocinética es el estudio de cómo el organismo afecta al fármaco. Ambos juntos influyen en la dosis , el beneficio y los efectos adversos . La farmacodinámica a veces se abrevia como PD y la farmacocinética como PK, especialmente en la referencia combinada (por ejemplo, cuando se habla de modelos PK / PD ).

La farmacodinámica hace especial hincapié en las relaciones dosis-respuesta , es decir, las relaciones entre la concentración y el efecto del fármaco . Un ejemplo dominante son las interacciones fármaco-receptor según el modelo de

donde L , R y LR representan concentraciones de ligando (fármaco), receptor y complejo ligando-receptor, respectivamente. Esta ecuación representa un modelo simplificado de dinámica de reacción que se puede estudiar matemáticamente a través de herramientas como mapas de energía libre .

Definición IUPAC

Farmacodinámica : estudio de las acciones farmacológicas sobre los sistemas vivos, incluidas las reacciones y la unión a los constituyentes celulares, y las consecuencias bioquímicas y fisiológicas de estas acciones.

Efectos sobre el cuerpo

La mayoría de las drogas

  1. inducir (imitar) o inhibir (prevenir) procesos fisiológicos / bioquímicos normales y procesos patológicos en animales o
  2. inhiben los procesos vitales de endoparásitos o ectoparásitos y organismos microbianos.

Hay 7 acciones principales de las drogas:

Algunos mecanismos moleculares de los agentes farmacológicos.

Actividad deseada

La actividad deseada de un fármaco se debe principalmente a la focalización exitosa de uno de los siguientes:

Alguna vez se pensó que los anestésicos generales actuaban alterando las membranas neurales, alterando así el influjo de Na + . Los antiácidos y los agentes quelantes se combinan químicamente en el cuerpo. La unión enzima-sustrato es una forma de alterar la producción o el metabolismo de sustancias químicas endógenas clave , por ejemplo, la aspirina inhibe de forma irreversible la enzima prostaglandina sintetasa (ciclooxigenasa) , previniendo así la respuesta inflamatoria . La colchicina , un fármaco para la gota, interfiere con la función de la proteína estructural tubulina , mientras que Digitalis , un fármaco que todavía se utiliza en la insuficiencia cardíaca, inhibe la actividad de la molécula portadora, la bomba de Na-K-ATPasa . La clase más amplia de fármacos actúa como ligandos que se unen a receptores que determinan los efectos celulares. Tras la unión al fármaco, los receptores pueden provocar su acción normal (agonista), acción bloqueada (antagonista) o incluso acción opuesta a la normal (agonista inverso).

En principio, un farmacólogo debería apuntar a una concentración plasmática objetivo del fármaco para un nivel de respuesta deseado. En realidad, hay muchos factores que afectan este objetivo. Los factores farmacocinéticos determinan las concentraciones máximas y las concentraciones no pueden mantenerse con una consistencia absoluta debido a la degradación metabólica y el aclaramiento excretor. Pueden existir factores genéticos que alterarían el metabolismo o la acción del fármaco en sí, y el estado inmediato de un paciente también puede afectar la dosis indicada.

Efectos indeseables

Los efectos indeseables de una droga incluyen:

  • Mayor probabilidad de mutación celular ( actividad cancerígena )
  • Una multitud de acciones variadas simultáneas que pueden ser perjudiciales.
  • Interacción (aditiva, multiplicativa o metabólica)
  • Daño fisiológico inducido o condiciones crónicas anormales

Ventana terapéutica

La ventana terapéutica es la cantidad de medicamento entre la cantidad que produce un efecto ( dosis eficaz ) y la cantidad que produce más efectos adversos que los efectos deseados. Por ejemplo, la medicación con una pequeña ventana farmacéutica debe administrarse con cuidado y control, por ejemplo, midiendo con frecuencia la concentración en sangre del fármaco, ya que fácilmente pierde efectos o produce efectos adversos.

Duración de la acción

La duración de la acción de un fármaco es el tiempo que el fármaco en particular es eficaz. La duración de la acción es función de varios parámetros, incluida la vida media plasmática , el tiempo para equilibrar el plasma y los compartimentos diana, y la tasa de desvío del fármaco de su diana biológica .

Vinculación y efecto del receptor

La unión de ligandos (fármaco) a los receptores se rige por la ley de acción de masas que relaciona el estado a gran escala con la velocidad de numerosos procesos moleculares. Las velocidades de formación y no formación se pueden utilizar para determinar la concentración de equilibrio de los receptores unidos. La constante de disociación de equilibrio se define por:

                     

donde L = ligando, R = receptor, los corchetes [] denotan concentración. La fracción de receptores unidos es

Donde es la fracción de receptor unida por el ligando.

Esta expresión es una forma de considerar el efecto de un fármaco, en el que la respuesta está relacionada con la fracción de receptores unidos (ver: ecuación de Hill ). La fracción de receptores unidos se conoce como ocupación. La relación entre ocupación y respuesta farmacológica suele ser no lineal. Esto explica el llamado fenómeno de reserva del receptor , es decir, la concentración que produce el 50% de ocupación es típicamente más alta que la concentración que produce el 50% de la respuesta máxima. Más precisamente, la reserva del receptor se refiere a un fenómeno por el cual la estimulación de solo una fracción de la población total de receptores aparentemente provoca el efecto máximo que se puede lograr en un tejido particular.

La interpretación más simple de la reserva de receptores es que es un modelo que establece que hay un exceso de receptores en la superficie celular de lo necesario para un efecto completo. Con un enfoque más sofisticado, la reserva del receptor es una medida integradora de la capacidad inductora de respuesta de un agonista (en algunos modelos de receptor se denomina eficacia intrínseca o actividad intrínseca ) y de la capacidad de amplificación de la señal del receptor correspondiente (y su señalización descendente). vías). Por tanto, la existencia (y la magnitud) de la reserva del receptor depende del agonista ( eficacia ), del tejido (capacidad de amplificación de la señal) y del efecto medido (vías activadas para provocar la amplificación de la señal). Como la reserva del receptor es muy sensible a la eficacia intrínseca de los agonistas, por lo general se define solo para los agonistas completos (de alta eficacia).

A menudo, la respuesta se determina en función de log [ L ] para considerar muchos órdenes de magnitud de concentración. Sin embargo, no existe una teoría biológica o física que relacione los efectos con el logaritmo de concentración. Es conveniente para fines gráficos. Es útil señalar que el 50% de los receptores se unen cuando [ L ] = K d .

El gráfico que se muestra representa la respuesta concentrada para dos agonistas del receptor hipotéticos, representados en forma semilogarítmica. La curva hacia la izquierda representa una potencia más alta (la flecha de potencia no indica la dirección de aumento) ya que se necesitan concentraciones más bajas para una respuesta dada. El efecto aumenta en función de la concentración.

Farmacodinámica multicelular

El concepto de farmacodinámica se ha ampliado para incluir la farmacodinámica multicelular (MCPD). MCPD es el estudio de las propiedades estáticas y dinámicas y las relaciones entre un conjunto de fármacos y una organización cuatridimensional multicelular dinámica y diversa. Es el estudio del funcionamiento de un fármaco en un sistema multicelular mínimo (mMCS), tanto in vivo como in silico . La farmacodinámica multicelular en red (Net-MCPD) amplía aún más el concepto de MCPD para modelar redes genómicas reguladoras junto con vías de transducción de señales, como parte de un complejo de componentes que interactúan en la célula.

Toxicodinámica

La farmacocinética y la farmacodinamia se denominan toxicocinética y toxicodinámica en el campo de la ecotoxicología . Aquí, la atención se centra en los efectos tóxicos en una amplia gama de organismos. Los modelos correspondientes se denominan modelos toxicocinético-toxicodinámicos.

Ver también

Referencias

enlaces externos