Farmacocinética: absorción y distribución del fármaco

A 48-year-old man is brought into the intensive care unit for septic shock due to malaria. He is currently on mechanical ventilation via an endotracheal tube, and is sedated on propofol. Medications administered include chloroquine, heparin, and propofol. Which of the following is true regarding the volume of distribution (VD) and lipophilicity of these medications?

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Colaboradores/as

Jerry Ferro,Antonia Syrnioti, MD,Alaina Mueller,Elizabeth Nixon-Shapiro, MSMI, CMI

La farmacocinética describe el movimiento y la modificación que experimenta un medicamento en el interior del organismo. En otras palabras, es lo que el cuerpo hace con un medicamento y cómo.

Ahora, lo primero es lo primero. Un medicamento necesita una forma de ser administrado, o vía de administración. Según la forma del preparado químico, ya sea un comprimido, una solución, un aerosol o una pomada, y de la parte del cuerpo que se trate, el medicamento puede administrarse a través de diversos medios o vías, como, por ejemplo, deglutido por la boca (vía oral), inyectado en una vena (vía intravenosa), inyectado en un músculo (vía intramuscular), inhalado en los pulmones, pulverizado en la nariz (vía nasal) o aplicado en la piel (vía cutánea).

Una vez administrado, el medicamento primero tiene que ser absorbido en la circulación; luego distribuido por todo el organismo, metabolizado o descompuesto, y, finalmente, excretado en la orina o las heces. Este proceso puede dividirse en cuatro fases, que se recuerdan con el acrónimo ADME: Absorción, Distribución, Metabolismo y Excreción. Ahora bien, la pérdida de fármaco a través del metabolismo químico, que lo hace inactivo, y a través de la excreción física fuera del organismo, puede denominarse conjuntamente eliminación.

Empecemos con la absorción. Se llama absorción al proceso de traslado del medicamento desde el lugar de administración a la circulación sanguínea. A excepción de la administración intravenosa, un medicamento tendrá que atravesar una o más membranas celulares antes de llegar a la circulación. El movimiento a través de la membrana celular puede producirse mediante el transporte pasivo, que no requiere energía, o el transporte activo, que necesita energía obtenida en forma de trifosfato de adenosina (ATP).

Se utilizan dos tipos de transporte pasivo: la difusión facilitada y la difusión pasiva. La difusión facilitada ayuda a que los medicamentos de mayor tamaño, solubles en agua y polares se desplacen a través de la membrana mediante proteínas transportadoras, como los canales y las proteínas de transporte. La difusión pasiva ayuda a que los medicamentos pequeños, liposolubles y apolares se desplacen a través de la membrana, desde una zona de alta concentración a otra de baja concentración.

Con todo, a veces es necesario un transporte activo, lo que significa que el medicamento se transporta en contra de su gradiente de concentración. Para ello se utilizan proteínas transportadoras específicas, que utilizan el ATP como combustible para bombear los medicamentos al interior de la célula.

En ocasiones, las moléculas de los medicamentos alcanzan un tamaño tal que la célula recurre al transporte masivo, también conocido como endocitosis, en el que la membrana celular se invagina y engulle el medicamento formando vesículas.

La velocidad de absorción, o rapidez con la que se produce este proceso, así como la extensión de la absorción, o cantidad de ese medicamento que llega al torrente sanguíneo, dependen de varios factores.

Uno de ellos es el pH del entorno en que se produce la absorción. La mayoría de los medicamentos son ácidos o bases débiles, y pueden existir en forma no cargada o cargada. La forma no cargada es la soluble en lípidos, apolar, que se difunde sin problemas a través de la membrana celular, mientras que la forma cargada es soluble en agua y polar, por lo que no puede difundirse con facilidad a través de la membrana celular. La proporción entre ambas formas viene determinada por el pH del medio y la fuerza del ácido o la base débil.

La fuerza se mide mediante el pKa, que es el valor del pH cuando las concentraciones de las formas no cargadas y cargadas son iguales. Así, si la forma cargada de un ácido débil, A-, aparece en un entorno ácido con un pH más bajo y muchos iones de hidrógeno H+ alrededor, se apoderará de uno de ellos y se convertirá en su forma no cargada HA. El HA puede entonces ser fácilmente absorbido a través de la membrana celular.

En el lado opuesto, si la forma cargada de una base débil, BH+, se coloca en un medio alcalino con un pH más alto y una falta de iones de hidrógeno H+, va a renunciar a su propio ion hidrógeno H+ y se convertirá en un B sin carga. Entonces puede atravesar la membrana celular igual que el HA.

En otras palabras, los medicamentos débilmente ácidos se absorberán mejor en un entorno ácido, como el duodeno proximal, en contraste con los medicamentos débilmente básicos, que tienen más probabilidades de ser absorbidos en un entorno alcalino, como el íleon distal del intestino delgado. Debe tenerse en cuenta que, aunque el estómago es ácido, no resulta adecuado para la absorción incluso de ácidos débiles, principalmente debido a su gruesa capa de mucosidad.

Otro factor que influye en la absorción es la superficie disponible. Un buen lugar para la absorción es el intestino delgado, con sus pliegues circulares, vellosidades y microvellosidades, cuya superficie total es de unos 250 metros cuadrados, el área de una pista de tenis. Otros factores son el riego sanguíneo al lugar de absorción y la presencia de alimentos u otros materiales en el tubo digestivo, que pueden favorecer o inhibir la absorción.

Así, después de tomar un medicamento por vía oral, se absorbe a través de las paredes del intestino delgado y se transporta al hígado por la vena porta. Una vez en el hígado, las enzimas hepáticas actúan sobre el medicamento para metabolizarlo; este proceso se conoce como metabolismo de primer paso o efecto de primer paso, y es el responsable de descomponer la mayoría de los medicamentos en sus metabolitos inactivos, así como de convertir ciertos profármacos en sus metabolitos activos, antes de entrar en la circulación general.

Fuentes

"Katzung & Trevor's Pharmacology Examination and Board Review,12th Edition" McGraw-Hill Education / Medical (2018)

"Rang and Dale's Pharmacology" Elsevier (2019)

"Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 13th Edition" McGraw-Hill Education / Medical (2017)

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