Farmacodinamica: ce este si cu ce se ocupa

Farmacodinamica sau farmacodinamica este definita ca studiul efectelor biochimice, fiziologice si moleculare ale medicamentelor asupra organismului. Trebuie sa ne amintim ca, din punct de vedere biologic, medicamentele nu creeaza functii si structuri, ci doar isi modifica propriile procese la nivel celular.

Farmacodinamica cuprinde trei etape diferite: legarea receptorilor, efectul post-receptor si interactiunile chimice. Aceasta disciplina lucreaza impreuna cu farmacocinetica – dozele si concentratiile medicamentului – pentru a explica relatia dintre doza unui medicament si un raspuns in organism.

Traim intr-o lume in care se estimeaza ca 95% din populatie are un fel de patologie si costul global al medicamentelor creste la peste 12.000 de miliarde de dolari pe an. Aceste date vorbesc de la sine si, desigur, justifica necesitatea de a cunoaste exact si precis cum functioneaza medicamentele in organism.

Farmacodinamica si farmacocinetica

Pentru a explora lumea farmacodinamicii, trebuie sa o diferentiem clar de insotitorul sau terminologic, farmacocinetica. Ambele sunt concepte foarte interconectate, dar descriu procese diferite si au utilizari relativ diferite.

Dupa cum indica materialele informative, farmacocinetica studiaza evolutia in timp a concentratiilor medicamentului in organism. Acest lucru permite specialistilor sa diferentieze un medicament potential toxic de unul terapeutic.

Concentratia medicamentului in organism poate fi rezumata in mnemonicul LADME . Aceasta inseamna ca valoarea depinde de Eliberarea, Absorbtia , Distributia, Metabolismul si Eliminarea medicamentului in cauza.

Farmacocinetica clinica foloseste aceste date pentru a alege diferite variabile legate de medicament: calea de administrare, cea mai eficienta forma farmaceutica, doza pe doza sau intervalul de dozare. Pe scurt, aceasta ramura a farmacologiei studiaza procesele la care este supus un medicament in organism, din momentul in care intra si pana la iesire.

Pe de alta parte, farmacodinamia preia controlul atunci cand vine vorba de explicarea actiunilor si efectelor medicamentelor in organism , dincolo de trecerea lor prin organism sub forma de concentratii si variabile. Pe scurt, putem defini diferentele dintre ambele concepte in urmatoarea schema:

1. Doza de medicament→ 2. Concentratia sanguina→ 3. Efectul farmacologic

Farmacocinetica isi prezinta variabilitatea intre punctele 1 si 2, in timp ce farmacodinamia este exprimata intre 2 si 3.

Tinta actiunii farmacologice

Pentru a incepe cu studiul farmacodinamic al unui medicament, este mai intai necesar sa stim care este structura tinta. Adica sa cunoasca locul de care urmeaza sa fie atasat intr-un mod primar.

In general, exista mai multe tipuri si despre ele va vom spune mai jos.

1. Enzime

Medicamentul poate fi asociat cu enzime. Enzimele sunt molecule care accelereaza viteza de reactie a celulelor, astfel incat metabolismul celular va fi modificat prin aceasta actiune. Medicamentele pot fi urmatoarele:

1. Inhibitori reversibili sau ireversibili ai reactiei chimice catalizate de enzima in cauza.
2. Substraturi false: analogi ai substratului biologic al reactiei astfel incat aceasta sa apara.

2. Sisteme de transport

Medicamentele se pot asocia si cu sistemele de transport ale membranei celulare. Aceste canale permit sau inhiba intrarea moleculelor in celula. Medicamentul poate actiona in urmatoarele moduri in ceea ce priveste aceasta metoda de transport:

• Poate bloca unele canale ionice, cum ar fi canalul de sodiu, modificand astfel fluxul de ioni intre interiorul si exteriorul celulei. Un exemplu al acestui mecanism de actiune il reprezinta anestezicele locale.
• Poate fi asociat cu molecule care sunt transportate impotriva gradientului de concentratie si, prin urmare, necesita energie pentru a intra in celula.

3. Receptorii

Majoritatea medicamentelor isi exercita functia prin acest mecanism, adica prin legarea de componente macromoleculare prezente in membrana celulara, citoplasma sau nucleu – in general proteine. Selectivitatea unui medicament este definita de specificitatea aderentei medicamentului la receptorul tinta.

Un medicament care se va lega de un receptor se numeste ligand si formeaza odata cu el o entitate numita „complex de coordonare”. Liganzii sunt clasificati in doua mari grupe:

• Agonisti:  medicamentul se leaga de receptorul celular si promoveaza un raspuns similar cu cel cauzat de substanta fiziologica originala. Cu alte cuvinte, ei sunt „activatori”.
• Antagonisti: se leaga  de receptorul tinta, impiedicand agonistii sa-si indeplineasca functia biologica. Ele sunt de natura inhibitoare si pot fi impartite in continuare in antagonisti competitivi si necompetitivi.

Dupa cum indica sursele bibliografice, natura agonistilor si antagonistilor este diversa si complexa. Din acest motiv, ne vom limita la a explica functionarea acestuia dincolo de tipologia existenta, intrucat mai avem multe de explicat despre receptori.

Rata de unire dintre medicament-receptor, un parametru foarte important atunci cand vorbim despre receptori si liganzi la nivel farmacologic, depinde de trei caracteristici principale. Acestea sunt urmatoarele:

1. Afinitate:  capacitatea medicamentelor de a se lega stabil de un anumit receptor si de a forma complexul medicament-receptor.
2. Specificitate:  capacitatea medicamentului de a discrimina o molecula de alta.
3. Activitate sau eficacitate intrinseca:  este definita ca eficacitatea biologica a complexului medicament-receptor de a produce un raspuns mai mare sau mai mic la nivel celular. Aceasta valoare variaza intre 0 si 1, 1 fiind randamentul maxim posibil.

Legarea medicamentului la receptor poate fi definita in continuare prin urmatoarea ecuatie simpla:

L + R ⇆ L*R

Fiind L  ligand si R  receptor, aceasta ecuatie ne arata ca raspunsul celular este asociat cu fractia de receptori legati de liganzii lor. Aceasta fractiune de receptori in raport cu liganzii lor este cunoscuta ca „ocupare”. Relatia dintre ocupare si raspunsul farmacologic nu este, in general, liniara.

In sfarsit, un alt parametri cheie pentru cuantificarea interactiunii medicament-receptor este relatia dintre doza de medicament si efectul asupra organismului. Aceasta poate fi masurata prin „doza efectiva 50”, care reprezinta doza de agonist necesara pentru a produce 50% din efectul sau maxim (afinitate/eficacitate).

Curbele doza-efect ne permit sa cuantificam actiunea unui medicament asupra organismului.

Efecte asupra organismului

Majoritatea medicamentelor actioneaza prin inhibarea sau stimularea celulelor, distrugandu-le sau inlocuind anumite substante de interes in interiorul lor. Unele dintre exemplele de efecte ale medicamentelor asupra organismului sunt urmatoarele. Le vom vedea mai sus:

• Controlul canalelor ionice:  cresc permeabilitatea membranei celulare si conducerea ionilor prin aceasta.
• Formarea mesagerilor secundi: formeaza molecule care transduc semnalele „in aval” in celula, pana la inducerea unei modificari fiziologice in efector. Aceste semnale pot avea multiple efecte functionale asupra celulei.
• Activitate enzimatica:  medicamentele pot modifica structura conformationala a anumitor proteine, activand sau inactivandu-le.
• Controlul transcriptiei:  pot modula transcriptia proteinelor care are loc in interiorul celulei, adica procesele legate de ADN si ARN.

Interactiuni farmacologice

Farmacodinamica este responsabila si de descrierea interactiunilor farmacologice, adica atunci cand doua sau mai multe medicamente interactioneaza, crescand sau scazand actiunea celuilalt. Interactiunile farmacodinamice au de-a face cu cresterea sau scaderea actiunii farmacologice si, prin urmare, a efectului terapeutic asteptat.

Un exemplu in acest sens este sinergia, adica atunci cand prezenta in comun a doua sau mai multe medicamente in organism creste efectele acestora. Aceasta sinergie poate fi aditiva — efectul rezultat este suma partialelor — sau de imputernicire — efectul este mai mult decat suma partilor sale—.

Descrierea interactiunilor medicamentelor dintre ele este esentiala, deoarece nu toate sunt pozitive pentru pacient. Potrivit Organizatiei Mondiale a Sanatatii (OMS), este indicat ca pentru fiecare tratament sa fie administrat un singur medicament, desi exista exceptii clare de la aceasta regula generala.

Modificari ale actiunii medicamentului

In sfarsit, este esential sa stim ca farmacodinamia studiaza si factorii care modifica actiunea medicamentului. Potrivit portalurilor profesionale, alte tulburari sau boli, imbatranirea sau interactiunea cu alte medicamente sunt parametri care pot modifica caracteristicile farmacodinamice ale unui medicament.

In general, putem aduna toti acesti factori pe care sa ii luam in considerare in urmatoarea lista:

• Fiziologice:  varsta, greutatea, etnia, mostenirea genetica, sexul si alti parametri normali intrinseci individului.
• Patologice: stres, factori endocrini, insuficienta renala sau hepatica si boli de inima, de exemplu. De asemenea, intrinseca individului. Unele cazuri specifice pot fi tireotoxicoza, anumite tipuri de diabet sau miastenia gravis, deoarece aceste patologii perturba in mod clar efectul unor medicamente.
• Farmacologice:  dozele si caile de administrare sau interactiunile dintre medicamente, de exemplu. In general, acest teren este acoperit in faza farmacocinetica.
• Mediu:  conditiile meteorologice sau prezenta compusilor toxici in mediu, printre altele. Ele sunt extrinseci individului.

In plus, actiunea unui medicament poate fi modificata prin dezvoltarea tolerantei din partea pacientului. Aceasta poate fi lent si progresiv —varianta generala— sau poate aparea rapid. In acest din urma caz, evenimentul se numeste tahifilaxie.

Consideratii finale

Ca sinteza, putem spune ca farmacodinamia este o ramura a farmacologiei care este responsabila cu studierea efectelor unui medicament asupra organismului, de la receptorul in care se leaga la interactiunile cu un alt medicament posibil. Farmacocinetica este un insotitor esential al acestei discipline, deoarece descrie trecerea medicamentului prin organism.

Astfel, intr-o lume in care prescriptiile medicale si tratamentele simultane sunt la ordinea zilei, este esential sa avem la dispozitie un instrument precum farmacodinamica. Fara indoiala, cuantificarea efectului medicamentelor asupra organismului este esentiala pentru vindecarea bolilor.