Biotecnologie farmacologiche

La biodisponibilità e i suoi fattori influenti

La biodisponibilità è influenzata da vari fattori: dalla via di somministrazione, quindi come il farmaco viene somministrato, dalla struttura chimica del farmaco, che è una delle caratteristiche fondamentali del farmaco e da alcuni fattori paziente specifici.

Domanda: Dove va la parte di farmaco che non arriva in circolo nel sangue?

Risposta: Vedremo le varie possibilità; comunque potrebbe essere che il farmaco venga metabolizzato e inattivato prima di raggiungere la circolazione sistemica. Oppure viene eliminato prima di raggiungere il proprio bersaglio. La situazione è complessa, non è così automatico che una volta somministrato il farmaco, esso venga portato direttamente e completamente alla circolazione sistemica. Potrebbe anche essere che non si voglia che il farmaco vada nella circolazione sistemica: ad esempio se si vuole fare un trattamento locale, come una crema che viene applicata sulla cute per trattare un'infezione.

sulla pelle oppure quando si vogliono somministrare i farmaci per l'asma, si vuole che arrivino direttamente a livello polmonare e non nella circolazione sistemica; in questi casi l'obiettivo è che il farmaco rimanga localizzato dove è stato somministrato e il fatto che venga assorbito nella circolazione sistemica è uno svantaggio che potrebbe portare effetti collaterali. Per visualizzare la biodisponibilità a livello grafico, si riporta la concentrazione plasmatica del farmaco in funzione del tempo in un grafico; quindi, si va a vedere come va a modificarsi la concentrazione plasmatica nel tempo. In questo grafico sono presenti tre curve diverse. (Si assume che i farmaci somministrati rappresentati dalle curve siano stati somministrati con la stessa dose.) Nella curva blu il farmaco è stato somministrato per via endovenosa; quindi, viene immesso direttamente nella circolazione sanguigna; in questo caso il valore di biodisponibilità è.

del 100%, infatti al tempo zero la concentrazione plasmatica è massima, poi nel tempo la concentrazione plasmatica del farmaco si riduce. Questa riduzione è dovuta alla distribuzione del farmaco, che una volta arrivato nella circolazione sistemica viene distribuito ai vari tessuti fuoriuscendo dalla circolazione sanguigna. Successivamente il farmaco verrà eliminato dall'organismo e quindi si osserverà una diminuzione della concentrazione del farmaco a livello plasmatico.

Nel grafico della concentrazione plasmatica nel tempo, l'area sotto la curva rappresenta la biodisponibilità, quindi per calcolare la biodisponibilità basta calcolare l'area sotto la curva.

Si osservi la curva nera. In questo caso il farmaco non è stato somministrato per via endovenosa, ma attraverso un'altra via di somministrazione. Inizialmente la concentrazione plasmatica del farmaco è bassa e aumenta nel tempo attraverso i meccanismi di

assorbimento; il farmaco deve passare dal sito disomministrazione alla circolazione sistemica; quindi, è necessario un certo tempo affinché venga raggiunto il picco della concentrazione plasmatica massima che si può ottenere. Una volta che il farmaco è stato assorbito completamente, la concentrazione plasmatica si riduce nel tempo. Anche questo farmaco ha una biodisponibilità del 100% quando tutta la dose somministrata è arrivata nella circolazione. È possibile che i vari passaggi ovvero assorbimento, distribuzione ed eliminazione non avvengano in maniera consequenziale, possono anche sovrapporsi, quindi mentre il farmaco viene assorbito, inizia a essere anche distribuito ed eliminato (per questo, nonostante le curve blu e nere rappresentino farmaci con una biodisponibilità del 100%, essi non raggiungono la stessa altezza relativa al picco). La curva blu e la curva nera descrivono lo stesso farmaco somministrato attraverso due vie diverse,

ma entrambi hanno una biodisponibilità del 100%, quindi l'area sotto le due curve saranno uguali. Diverso è il caso della curva azzurra, in questo caso il farmaco non è stato somministrato per via endovenosa, ma attraverso un'altra via e il grafico dice che il farmaco ha una biodisponibilità del 50%. Ciò significa che solamente il 50% della dose arriva a livello della circolazione sistemica. Il picco di concentrazione plasmatica è più basso e anche in questo caso si osserva una cinetica nel tempo dovuta al fatto che è necessario un certo periodo di tempo per assorbire il farmaco; quindi, si raggiunge il picco di concentrazione plasmatica che poi si riduce nel tempo attraverso i sistemi di distribuzione ed eliminazione del farmaco. Se si volesse utilizzare il farmaco azzurro e arrivare ad una concentrazione plasmatica più elevata, come quella della curva nera, si potrebbe raddoppiare la dose. La biodisponibilitàrimarrebbe del 50%, quindi sempre il 50% della dose arriverebbe alla circolazione sistemica, ma se si aumenta la dose, avendo somministrato più farmaco, il picco di concentrazione plasmatica sarà più elevato. Vie di somministrazione La via di somministrazione è importante. Quando il medico fa la diagnosi decide quale farmaco somministrare al paziente, la dose, la via di somministrazione e la frequenza della somministrazione; quindi, la farmacocinetica aiuta a rispondere a queste domande. La via di somministrazione è importante perché influenza il livello plasmatico massimo che si può ottenere nell'organismo, influenza anche la rapidità dell'insorgenza dell'effetto; ad esempio se il farmaco viene somministrato per via endovenosa, l'insorgenza dell'effetto è molto più rapido, perché il farmaco è già pronto per essere distribuito al bersaglio. Se si somministra il farmaco per via orale, invece, l'effetto sarà più lento perché il farmaco deve essere assorbito dal tratto gastrointestinale prima di raggiungere la circolazione sistemica.via cutanea l'assorbimento avverrà molto lentamente quindi l'insorgenza dell'effetto potrebbe essere diverso. La via di somministrazione può anche influire sulla durata dell'effetto del farmaco. Le vie di somministrazione sono divise in 2 gruppi: le vie enterali e le vie parenterali. Tra le vie enterali si ricordano la via orale, sublinguale o buccale e la via rettale. Tra le vie enterali la vera via enterale è quella orale, perché il farmaco attraversa il sistema gastroenterico; didatticamente la via sublinguale e quella rettale sono categorizzate tra le vie enterali, ma attraverso queste vie di somministrazione questo farmaco non passa attraverso l'apparato gastrointestinale, ma viene assorbito direttamente nella circolazione venosa sistemica, attraverso la via della vena cava superiore o rispettivamente la vena cava inferiore. Tra le vie parenterali ci sono la via endovenosa, la via intramuscolare e la via sottocutanea ointradermica.

Poi c'è una serie di altre vie di somministrazione che sono più di tipo locale; quindi, il farmaco viene somministrato in maniera specifica in un distretto dell'organismo dove si vuole che vada ad agire direttamente.

Vie enterali

Via orale: è una via di somministrazione molto semplice, adatta all'autosomministrazione da parte del paziente, non è dolorosa, non richiede personale specializzato, il paziente semplicemente inghiottisce il farmaco che però deve attraversare l'apparato gastrointestinale, che è caratterizzato da condizioni molto diverse. Il farmaco deve quindi essere in grado di attraversare senza essere modificato lo stomaco, che ha un pH molto basso e di attraversare le parti successive, perché la maggior parte dell'assorbimento dei farmaci avviene a livello dell'intestino tenue, prevalentemente attraverso un meccanismo di diffusione passiva, a meno che il farmaco non sfrutti trasportatori.

specifici mediantetrasporto attivo. Il farmaco deve essere in grado di resistere alle varie condizioni del trattogastrointestinale. L'assorbimento dipende dalle caratteristiche del farmaco, quindi dalle dimensioni e dal grado di lipofilia. Tutti i farmaci somministrati per via orale vanno incontro all'effetto di primo passaggio. L'effetto di primo passaggio riguarda il fatto che quando il farmaco viene assorbito a livellogastrointestinale non viene immerso direttamente nella circolazione sistemica. Si ingerisce il farmaco cheall'interno del sistema digerente viene assorbito, ma non portato direttamente alla circolazione sistemica,viene assorbito dalla circolazione venosa portale. Attraverso il sistema venoso portale viene portato alfegato. All'interno degli enterociti, nel fegato, sono presenti degli enzimi deputati al metabolismo dellesostanze tossiche, esogene, ovvero un meccanismo che serve per proteggere il nostro organismo. I farmacia livellodell'apparato digerente, attraverso il sistema portale vengono portati al fegato e da qui possono essere metabolizzati. Per alcuni farmaci l'effetto di primo passaggio, quindi il metabolismo ed eventualmente l'inattivazione, è molto elevato; quindi, a seguito del passaggio nel fegato si ha solo una piccola quota di farmaco che è rimasta attiva. Per altri farmaci invece, l'effetto di primo passaggio è pressoché irrilevante. Tutti i farmaci assorbiti dal tratto gastrointestinale e quindi somministrati per via orale sono soggetti all'effetto di primo passaggio. Allo scopo di modificare l'assorbimento o proteggere il farmaco dalle condizioni, ad esempio a livello gastrico, è possibile andare a modificare la formulazione farmaceutica del farmaco. Quando si assume un farmaco, nella capsula non è presente solo il principio attivo, ma sono presenti anche eccipienti, ovvero sostanze che possono proteggere il farmaco.

modificarne l'assorbimento. Nello schema a sinistra si può notare che modificando la formulazione del farmaco è possibile decidere quando e dove il farmaco verrà assorbito all'interno del tratto gastrointestinale, ma il principio attivo rimane lo stesso; ad esempio, se si vuole che il farmaco resista all'acidità gastrica, è necessario aggiungere una matrice che lo protegga dal pH acido e faccia sì che venga assorbito più a valle nel tratto gastrointestinale. I farmaci antiacidi devono agire direttamente a livello gastrico, quindi saranno formulati affinché vengano assorbiti al meglio a livello dello stomaco.

Domanda: Chiarimento sull'effetto di primo passaggio

Risposta: Una volta che il farmaco viene assorbito dall'intestino attraverso la circolazione portale viene portato al fegato dove può essere metabolizzato e una volta metabolizzato il farmaco può percorrere due strade: o viene escreto

sostanze vengono assunte per via orale, vengono prima digerite nello stomaco e nell'intestino tenue. Successivamente, il farmaco viene assorbito attraverso la parete intestinale e trasportato nel flusso sanguigno. Da qui, può essere distribuito a vari organi e tessuti del corpo. Durante il processo di assorbimento, il farmaco può subire una serie di trasformazioni chimiche nel fegato. Questo è noto come metabolismo del farmaco. Il fegato produce enzimi che possono modificare la struttura chimica del farmaco, rendendolo più facilmente eliminabile dal corpo. Una volta metabolizzato, il farmaco può essere escreto attraverso la bile. La bile è un liquido prodotto dal fegato che aiuta nella digestione dei grassi. La bile viene secreta nell'intestino tenue e può trasportare il farmaco con sé. Da qui, il farmaco può essere eliminato dal corpo attraverso le feci. Tuttavia, c'è anche la possibilità che il farmaco venga assorbito nella circolazione sistemica, che è il sistema di vasi sanguigni che trasporta il sangue da e verso il cuore. Se il farmaco viene assorbito nella circolazione sistemica, può essere distribuito in tutto il corpo e può raggiungere organi e tessuti diversi. Una volta che il farmaco è nella circolazione sistemica, può essere eliminato dal corpo attraverso vari meccanismi. Ad esempio, può essere escreto attraverso l'urina dai reni o può essere metabolizzato ulteriormente dal fegato e quindi escreto attraverso la bile. È importante notare che una volta che il farmaco è nella circolazione sistemica, non ritorna all'intestino. Quindi, se il farmaco viene assorbito nella circolazione sistemica, non può essere eliminato attraverso le feci. In conclusione, quando un farmaco viene assunto per via orale, può essere assorbito nell'intestino e trasportato nel flusso sanguigno. Da qui, può essere eliminato attraverso la bile o può essere distribuito in tutto il corpo e poi eliminato attraverso vari meccanismi come l'urina o la bile.