Farmakokinetik (från annan grekisk φάρμακον - medicin och κίνησις - rörelse) - en sektion av farmakologi som studerar de kinetiska mönstren för kemiska och biologiska processer som sker med ett läkemedel i ett djur- eller människokropp.
Farmakokinetik ska inte förväxlas med farmakodynamik , även relaterad till farmakologiska egenskaper. Farmakokinetik är vetenskapen om de kemiska omvandlingarna av ett läkemedel i kroppen, medan farmakodynamik är vetenskapen om verkningsmekanismen för ett läkemedel i kroppen. Med andra ord är farmakokinetik ödet för en enda läkemedelsmolekyl (biokemisk omvandling av läkemedelsmolekyler i kroppen), och farmakodynamik är kroppens öde efter verkan av detta läkemedel (verkningsmekanism och effekter)
Huvudsakliga farmakokinetiska processer: absorption, utsöndring (avlägsnande), distribution och metabolism .
Grunderna för farmakokinetik skapades av forskare från olika specialiteter i olika länder.
1913 föreslog biokemisterna L. Michaelis och M. Menten , baserat på Victor Henris tidiga arbete, en ekvation för kinetiken för enzymatiska processer, som används allmänt i modern farmakokinetik för att beskriva läkemedels metabolism .
De svenska fysiologerna E. Widmark, D. Tandberg (1924) och T. Theorell (1937) använde system av differentialekvationer i analysen av olika metoder för läkemedelsadministrering.
Den amerikanske fysiologen W. Hamilton och andra (1931) använde metoden med statistiska moment för att uppskatta farmakokinetiska parametrar från experimentella data.
Grunden för läkemedelsmetabolism lades av de engelska biokemisterna X. Bray, W. Thorp och C. White (1951).
Praktiska aspekter av användningen av farmakokinetik för att optimera farmakoterapi utvecklades av K. Lapp i Frankrike (1948-1956), A. van Gemert et al i Danmark (1950), E. Kruger-Timmer (1960) och faktiskt, farmakokinetik - Dost 1968) i Tyskland (den senare är författaren till termen "farmakokinetik").
Utvecklingen av farmakokinetiken fram till början av 50-talet. 1900-talet begränsades av bristen på mycket känsliga och selektiva metoder för analys av mikrokoncentrationer av medicinska substanser i biologiska medier och otillräcklig datorisering av forskningen. Med lösningen av dessa problem har farmakokinetiken vidareutvecklats. I Ryssland började utvecklingen av farmakokinetik på 60-talet. och är förknippad med namnen på V. A. Filov, V. N. Solovyov och V. P. Yakovlev.
Farmakokinetik bidrar till att lösa problemet med effektivitet och säkerhet av farmakoterapi genom att studera beroendet av terapeutiska, toxiska och biverkningar av läkemedel på deras koncentrationer vid verkningsstället eller i den analyserade biologiska miljön (oftast i blodet) och beräkna optimala regimer för administrering av läkemedel för att skapa och bibehålla optimala koncentrationer av läkemedel.
För att bestämma mikrokoncentrationerna av läkemedelssubstanser och deras metaboliska produkter används kromatografi , spektral , immunokemisk, radioisotop och andra metoder.
I alla fall, när läkemedlet inte administreras i kärlbädden , kommer det in i blodomloppet genom absorption; i fallet med en fast form sker upplösning (frisättning) först och sedan kommer läkemedelsmolekylerna in i den systemiska cirkulationen , oftast genom enkel diffusion från injektionsstället och ibland genom aktiv transport. De så kallade förlängda (fördröjda) doseringsformerna ger ett långsamt, kontrollerat intag av läkemedelssubstansen i kroppen och dess biotillgänglighet .
Vid intag absorberas den grundläggande medicinska substansen ( aminer ) vanligtvis i tunntarmen ( sublinguala doseringsformer absorberas från munhålan , rektal - från ändtarmen ), medicinska substanser av neutral eller sur natur börjar absorberas redan i mage .
Absorption kännetecknas av absorptionshastigheten och graden av absorption (så kallad biotillgänglighet). Absorptionsgraden är mängden av en medicinsk substans (i procent eller i fraktioner) som kommer in i blodomloppet med olika administreringsmetoder. Hastigheten och graden av absorption beror på doseringsformen, såväl som andra faktorer. När de tas oralt, biotransformeras många medicinska substanser under absorption under inverkan av leverenzymer (eller magsyra ) till metaboliter, som ett resultat av vilka endast en del av de medicinska substanserna når blodomloppet. Graden av absorption av läkemedlet från mag-tarmkanalen minskar som regel när läkemedlet tas efter måltider.
I kroppen fördelas läkemedlet mellan blod , intercellulär vätska och vävnadsceller . Fördelningen beror på läkemedelsmolekylernas relativa affinitet för blod- och vävnadsbiomakromolekyler . Ett nödvändigt villkor för genomförandet av den farmakologiska verkan av en medicinsk substans är dess penetration i målvävnader; tvärtom, inträngning av en medicinsk substans i likgiltiga vävnader minskar den effektiva koncentrationen och kan leda till oönskade biverkningar (till exempel till karcinogenes ).
För att kvantifiera fördelningen delas dosen av ett läkemedel med dess initiala koncentration i blodet ( plasma , serum ), extrapoleras till tidpunkten för administrering, eller så används metoden för statistiska ögonblick. Det villkorade värdet för distributionsvolymen erhålls (volymen vätska i vilken dosen måste lösas för att erhålla en koncentration som är lika med den skenbara initiala koncentrationen). För vissa vattenlösliga läkemedel kan värdet på distributionsvolymen anta verkliga värden som motsvarar volymen blod, extracellulär vätska eller hela kroppens vattenfas . För fettlösliga läkemedel kan dessa uppskattningar överstiga kroppens faktiska volym med 1-2 storleksordningar på grund av den selektiva ackumuleringen av läkemedelssubstansen av fett och andra vävnader.
Läkemedelsämnen utsöndras från kroppen antingen oförändrade eller som produkter av deras biokemiska omvandlingar ( metaboliter ). Under metabolism är de vanligaste processerna oxidation , reduktion, hydrolys , såväl som föreningar med rester av glukuronsyra, svavelsyra , ättiksyror , glutation. Metaboliter tenderar att vara mer polära och mer vattenlösliga än moderläkemedlet, så de utsöndras snabbare i urinen . Metabolism kan fortgå spontant, men katalyseras oftast av enzymer (till exempel cytokromer ) lokaliserade i cellmembran och cellorganeller i levern , njurarna , lungorna , huden , hjärnan och andra; vissa enzymer är lokaliserade i cytoplasman . Den biologiska betydelsen av metabola transformationer är beredningen av fettlösliga läkemedel för utsöndring från kroppen.
Läkemedel utsöndras från kroppen med urin , avföring , svett , saliv , mjölk och utandningsluft. Utsöndringen beror på hastigheten för tillförseln av läkemedlet till utsöndringsorganet med blod och på själva utsöndringssystemets aktivitet . Vattenlösliga läkemedel utsöndras som regel genom njurarna . Denna process bestäms av summan av tre huvudprocesser: glomerulär (glomerulär) filtration, tubulär sekretion och reabsorption. Filtreringshastigheten är direkt proportionell mot koncentrationen av plasmafritt läkemedel ; tubulär sekretion realiseras av mättbara transportsystem i nefronet och är karakteristisk för vissa organiska anjoner , katjoner och amfotera föreningar; neutrala former av medicinska substanser kan återabsorberas. Polära läkemedel med en molekylvikt på mer än 300 utsöndras huvudsakligen med galla och sedan med avföring: utsöndringshastigheten är direkt proportionell mot gallflödet och förhållandet mellan koncentrationerna av läkemedlet i blodet och gallan.
De återstående frisättningsvägarna är mindre intensiva, men kan undersökas i studien av farmakokinetik. Framför allt analyseras ofta innehållet av ett läkemedel i saliv, eftersom koncentrationen i saliv för många läkemedel är proportionell mot deras koncentration i blodet, undersöks även koncentrationen av läkemedel i bröstmjölk , vilket är viktigt för att bedöma säkerheten av amning.