ADME ASSORBIMENTO DISTRIBUZIONE METABOLISMO ESCREZIONE

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1 ADME ASSORBIMENTO DISTRIBUZIONE METABOLISMO ESCREZIONE

2 DISTRIBUZIONE PROCESSO DI TRASFERIMENTO DEL FARMACO DAL SITO DI SOMMINISTRAZIONE AGLI ORGANI E AI TESSUTI O FLUIDI DELL ORGANISMO

3 DISTRIBUZIONE DEI FARMACI Processo attraverso cui il farmaco lascia il torrente circolatorio ed entra nell interstizio (liquido extracellulare) e/o nelle cellule dei tessuti (liquidi intracellulari)

4 Una volta che una sostanza è assorbita nel sangue può raggiungere praticamente ogni punto del corpo Tutte le sostanze che attraversano rapidamente Tutte le sostanze che attraversano rapidamente le membrane cellulari si distribuiscono facilmente all interno delle cellule e possono anche concentrarsi in alcune aree ben definite (tessuto adiposo)

5 Dalla somministrazione alla distribuzione

6

7 DISTRIBUZIONE Processo di ripartizione nei diversi compartimenti fluidi corporei: LIQUIDI EXTRACELLULARI Liquidi cerebrospinali; intraoculare; peritoneale; pleurico; sinoviale;

8 Plasma Sangue Linfa Acqua intracellulare Acqua extracellulare Acqua corporea totale Volume (L) % di peso corporeo *** plasma incluso

9 LEGAME PROTEICO Il farmaco nel sangue può essere sciolto nell acqua plasmatica o può essere legato (almeno in parte) alle proteine plasmatiche, agli eritrociti, alle globuline o alle lipoproteine

10 PRINCIPALI PROTEINE CHE LEGANO I FARMACI ALBUMINA: -contenuta nel plasma (4g/dl) e nello spazio extracellulare, -mantiene la pressione colloide osmotica entro il letto vascolare -lega ssoatnze acide e neutre α1-acida-glicoproteina: mg/dl -Lega sostanze basiche lipofile acida K 1 [farmaco libero] + [proteina] [farmaco-proteina] K 2 La concentrazione del farmaco libero e la concentrazione della proteina sono in equilibrio con la concentrazione del farmaco legato alla proteina K A (costante di affinità)= k 1 /K 2 (L/Mole) K D (costante di dissociazione)= K 2 /K 1 (Moli/L)

11 COMPETIZIONE TRA FARMACI PER IL LEGAME A FARMACI DI CLASSE I: la dose è più bassa dei siti di legame disponibile B FARMACI DI CLASSE II: la dose è più elevata dei siti di legame disponibile albumina Farmaco albumina Farmaco Dose/capacità Dose/capacità La maggior parte delle molecole del farmaco è legata all albumina e la concentrazione di farmaco libero è scarsa La maggior parte delle molecole di albumina contiene un farmaco legato; la concentrazione di farmaco libero è significativa C SOMMINISTRAZIONE DI UN FARMACO DI CLASSE I E DI UN FARMACO DI CLASSE II Quando si somministra contemporaneamente un farmaco di classe II ha luogo lo spiazzamento del farmaco di classe I

12 LE MOLECOLE DEI FARMACI LEGATE ALLE PROTEINE PLASMATICHE SONO FARMACOLOGICAMENTE INATTIVE, SOLO IL FARMACO LIBERO, NON LEGATO, PUÒ AGIRE SUI SITI BERSAGLIO NEI TESSUTI E PROVOCARE UNA RISPOSTA BIOLOGICA CON IL LEGAME ALLE PROTEINE PLASMATICHE I FARMACI DIVENTANO INTRAPPOLATI ED INATTIVI

13 FATTORE CHE CONDIZIONA IL LEGAME DEL FARMACO ALLE PROTEINA: 1. concentrazione farmaco libero 2. affinità con il sito di legame (legame reversibile) 3. concentrazioni delle proteina

14 FATTORI CHE MODIFICANO LA DISTRIBUZIONE DI UN FARMACO FATTORI FISICI FATTORI LEGATI AL FARMACO FATTORI NON LEGATI AL FARMACO

15 Fattori FISICI che influenzano la distribuzione di un farmaco Perfusione sanguigna degli organi, Flusso sanguigno organi più pefusi: cuore, polmone, fegato,rene. Raggiungimento rapido del l equilibrio di distribuzione del farmaco tra plasma e organi. organi meno perfusi: pelle, grasso, muscolo (a perfusione intermedia). La velocità del raggiungiomento dell equilibrio è lenta L ICC modifica la perfusione di un organo portando all accumulo del farmaco. Permeabilità capillari Caratteristica delle BARRIERE BIOLOGICHE

16 PERMEABILITA CAPILLARI E NATURA CHIMICA DEL FARMACO STRUTTURA DELLE CELLULE ENDOTELIALI DEL FEGATO STRUTTURA DEL CAPILLARE CEREBRALE Processi di prolungamento degli astrociti FARMACO Giunzioni lasse Membrana basale Cellule endoteliali dell encefalo Ampie fenestrature permettono ai farmaci di scambiare liberamente tra sangue e l interstizio nel fegato Farmaco carico FARMACO liposolubile FARMACO liposolubile Trasporto mediato da carrier Giunzioni serrate Alle giunzioni serrate due cellule adiacenti si fondono in modo che le cellule sono unite fisicamente e formano una parete continua che impedisce a molte sostanze di penetrare nell encefalo

17 Barriere ematotessutali

18 Barriera ematoencefalica Non rappresenta un ostacolo assoluto al passaggio degli xenobiotici nel sistema nervoso centrale, ma fattori anatomici e fisiologici ne riducono la permeabilità: - le cellule endoteliali dei capillari cerebrali hanno giunzioni serrate e i pori sono virtualmente assenti - le cellule endoteliali stesse contengono un carrier proteico ATPdipendente in grado di trasportare alcune sostanze in direzione del sangue - i capillari del sistema nervoso centrale sono in gran parte avvolti dai processi delle cellule gliali In condizini patologiche (meningiti) i farmaci passano la barriera

19 Barriera placentare Protegge il feto da sostanze nocive presenti nel sangue materno, ma deve garantire il passaggio di numerose sostanze; processi di trasporto attivo consentono il passaggio di sostanze nutritive e vitamine dalla madre al feto. Consiste di numerosi strati di cellule interposti tra la circolazione fetale e quella materna, strati che variano con il periodo di gestazione e da una specie all altra

20 Barriera placentare

21 Il problema principale della prescrizione dei farmaci in gravidanza riguarda gli effetti che gli stessi possono avere sul prodotto del concepimento soprattutto nel primo trimestre di gestazione. Studi effettuati negli stati uniti hanno evidenziato che l'1% delle anomalie congenite è da imputare a farmaci. Quindi è necessaria una attenta valutazione di rischi e benefici. Durante la gravidanza, si verificano nella donna modificazioni metaboliche da tenere presenti per valutare l'assorbimento effettivo del farmaco e la quantità "libera" del farmaco stesso, che è attiva e disponibile per il trasferimento placentare. Tutti i farmaci che raggiungono un'adeguata concentrazione plasmatica nel sangue materno raggiungono il feto attraverso la placenta. Il passaggio placentare è condizionato dal peso molecolare della sostanza. Ad esempio, eparina ed insulina non sono in grado di attraversare la placenta, mentre ampicillina, sulfonamidi, benzodiazepine, barbiturici, salicilati lidocaina e propranololo la attraversano rapidamente.

22 Barriera emato-testicolare Localizzata tra il lume del capillare interstiziale e il lume del tubulo seminifero è costituita da endotelio capillare, lamina basale capillare, endotelio linfatico, cellule mioidi, lamina basale del tubulo seminifero e cellule del Sertoli

23 FATTORI LEGATI AL FARMACO Caratteristiche CHIMICO-FISICHE 1. Idrosolubilità e liposolubilità del farmaco 2. Grado di ionizzazione, ph del compartimento 3. Entità del legame del farmaco alle proteine plasmatice (non è escluso che farmaci molto legati siano impediti nella loro distribuzione) 4. Affinità specifica dei tessuti

24 Caratteristiche fisico-chimiche del farmaco Alla somministrazione Farmaco idrosolubile All equilibrio Plasma Cellule Farmaco liposolubile Confinati nel plasma e nel liquido interstiziale Plasma Cellule Cellules Possono accumularsi nel tex adiposo

25 PASSAGGIO DI UN FARMACO ATTRAVERSA UNA MEMBRANA SOLO IL FARMACO NON IONIZZATO, NON POLARE PENETRA LE MEMBRANE CELLULARI IL FARMACO IONIZZATO, CARICATO, NON ATTRAVERSA LE MEMBRANE CELLULARI I farmaci sono perlo più acidi o basi deboli e in soluzione sono in parte ionizzati, essi sono sensibili al ph del mezzo. Esiste una equazione che mette in relazione il ph del mezzo in cui il farmaco si trova e il suo pka (costante di dissociazione acida), tale equazione consente di calcolare la percentuale di farmaco ionizzato e non ionizzato

26 L EQUAZIONE DI HENDERSON-HASSELBACH PER UNA BASE DEBOLE Noto il pka della base e il ph del mezzo Ka BH + B + H + ph = pka + log 10 [BH + ]ionizzato [B] non ionizzato PER UN ACIDO DEBOLE Noto il pka dell acido e il ph del mezzo Ka AH A - + H + ph = pka + log 10 [AH] non ionizzato [A - ] ionizzato

27 Compartimenti tissutali a ph variabile ph del fluido gastrico varia da 1,5 a 7 ph dell urina varia da 4,5 a 7,5 Per altri fluidi corporei il ph non si discosta dal ph plasmatico che è uguale 7,4 LA FRAZIONE NON IONIZZATA CAMBIA SENSIBILMENTE E IL TRASPORTO DIVENTA DIPENDENTE DAL PH PER GLI ACIDI CON pka= E PER BASI CON pka= 5-11

28 LEGAME PROTEICO

29 Farmaci molto legati... Legati alle albumine o alle glicoproteine alfa: FANS Warfarin 99,9% (clearance renale nulla) doxiciclina furosemide chinidina diazepam propranololo

30

31 Fattori che modificano il legame farmaco-proteico Ogni modificazione del tasso di proteine plasmatiche: Insufficienza epatica Insufficienza renale Enteropatie Parassitosi Ustioni Neonati (albumina fetale, bilirubina) Interventi chirurgici, pz cardiopatici, Infarto acuto, malattia di chron, ustionati ( α-glicoproteina acida) Se aumenta la quota libera: Aumento dell effetto Aumento della velocità di eliminazione

32 SITI DI ACCUMULO O DI SEQUESTRO DEI FARMACI Qualsiasi compartimento organico ove il farmaco si accumuli deve essere visto come una potenziale riserva di farmaci Un farmaco che viene immagazzinato viene rilasciato dalla zona di deposito man mano che la sua concentrazione ematica tende a diminuire, quindi il farmaco sarà dotato di una lunga durata d azione sequestro nel torrente circolatorio: sequestrati dalle proteine ematiche Sequestro nei tessuti e barriere speciali TEX ADIPOSO: 20% del peso corporeo. Possono sequestrare farmaci liposolubili (es: barbiturici), tex adiposo come deposito e rilascio del farmaco in circolo (ridistribuzione) POLMONI: ATC CERVELLO E FLUIDO CEREBRO-SPINALE: difficile a causa della BEE

33 FENOMENO DELLA RIDISTRIBUZIONE Avviene per farmaci liposolubili: barbiturici (anestesia da tiopentale) Tessuto adiposo come deposito e rilascio del farmaco in circolo

34 FATTORI NON LEGATI AL FARMACO 1. Stato nutrizionale* 2. Razza* 3. Specie* 4. Età 5. Stato di salute: patologie concomitanti

35 Fattori fisiologici e patologici che modificano la distribuzione dei farmaci EVENTO Età Gravidanza Epatopatie Nefropatie CONSEGUENZE Ipoalbuminemia nell anziano; ipoalbuminemia e presenza di albumina fetale a ridotta capacità di legare nel neonato Ridotta concentrazione di albumina; variazione dei volumi dei compartimenti acquosi (liquido amniotico) Ipoalbuminemia; accumulo di metaboliti endogeni spiazzanti Ipoalbuminemia

36 DISTRIBUZIONE NEI NEONATI-BAMBINI Acqua corporea totale ed extracellulare rappresentano una percentuale di peso corporeo maggiore nei neonati ed infanti che negli adulti Volume apparente di distribuzione (l/kg) dei farmaci idrofili in genere aumentato; dei farmaci lipofili talvolta diminuito DISTRIBUZIONE NEGLI ANZIANI Diminuzione acqua corporea totale; aumento tessuto adiposo e diminuzione massa corporea magra; diminuzione concentrazione e/o capacità di legame proteineplasmatiche; diminuzione gittata cardiaca Aumento livelli plasmatici totali farmaci idrosolubili; diminuzione livelli plasmatici totali farmaci liposolubili con possibile ridotta eliminazione; aumento frazione libera del farmaco

37 Volume di distribuzione Il volume di distribuzione (Vd) è un ipotetico volume di liquido in cui il farmaco e disseminato Raramente un farmaco si associa con uno solo dei compartimenti acquosi dell organismo. La grande maggioranza dei farmaci si distribuisce in diversi compartimenti

38 Il volume di distribuzione è un parametro che mette in relazione la quantità di farmaco nell organismo (A) con la sua concentrazione nel plasma (C) Indica l entità della distribuzione ma non dove il farmaco si è distribuito Vd = A/C Per tale motivo viene definito come volume apparente

39 Vd = Dose/Conc. Plasma Più la concentrazione plasmatica di un farmaco è elevata rispetto alla dose iniziale, più il valore numerico del Vd sarà piccolo ad indicare che il farmaco ha un basso volume di distribuzione. Al contrario una bassa concentrazione plasmatica rispetto alla dose indicherà che il farmaco si è distribuito in altri distretti dell organismo e sarà dotato di un alto volume di distribuzione. A secondo la rapidità con cui il farmaco si distribuisce nei tessuti, la cinetica potrà essere MONO o BICOMPARTIMENTALE

40 Volumi di distribuzione Vd < 5 L Vd < 15 L Vd > 15 L Farmaco sequestrato nel plasma Farmaco si distribuisce nei liquidi extracellulari Vd > 42 L Il farmaco si concentra in un tessuto che funge da deposito Farmaco distribuito nell acqua corporea totale

41 Piccolo Vd (<0.3 L/kg) Volumi di distribuzione Medio Vd (0.3 1 L/kg) Grande Vd (> 1 L/kg) β-lattamine sulfamidici fluorochinoloni aminoglicosidi florfenicolo trimetoprim FANS fenobarbital tetracicline macrolidi cloramfenicolo metronidazolo rifampicina

42 STEADY STATE o equilibrio di distribuzione Condizione in cui la concentrazione del farmaco libero nei tessuti è in equilibrio di distribuzione con quella presente nel sangue IL FARMACO LEGATO NON E IN GRADO DI ATTRAVERSARE LA MEMBRANE

43 Fattori che modificano il Vd Per farmaci con piccolo Vd Cambiamenti del volume extracellulare o del ph Condizioni cliniche: neonati/animali vecchi emoconcentrazione e disidratazione edema variazioni del tasso di proteine modificazioni dell equilibrio acido-base

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