FARMACO DEEL 1: Inleiding tot farmacologie en
begrippen farmacokinetiek
Inleiding en terminologie
Farmacologie = de wetenschap die de wisselwerking onderzoekt tussen levende organismen en scheikundige
stoffen
Dierexperimentele – klinische (humane) farmacologie
Farmacotherapie = onderdeel klinische farmacologie
gebruik in therapeutische context
o Causale therapie
o Profylactische therapie
o Symptomatische therapie
o Substitutietherapie
Bijwerkingen en iatrogene ziekten vage grens farmacologie – toxicologie
Rationele farmacotherapie: begrippen algemene farmacologie voor verantwoord gebruik geneesmiddelen
Farmacokinetiek = wat het lichaam doet met het geneesmiddel
Farmacodynamiek = wat het geneesmiddel doet met het lichaam
Voorwaarden om medicijn te testen = gestandardiseerde omstandigheden
o Nuchtere patiënt: 8u lang
o Innemen met 240 ml water
Medicatie moet ingeslokken worden: niet bijten / pletten vanwege 2 redenen:
o Actieve stof kan toxisch zijn komt vrij in mond lokaal toxisch
o Actieve stof kan slecht overleven al afgebroken voor opname in darm geen effect
1
,1. Absorptie: transport van farmaco over biologische membranen
In alles wat volgt wordt uitgegaan van orale inname als tablet of capsule onder nuchtere omstandigheden
Absorptiefase bij orale inname ontbreekt bij intraveneus toegediende geneesmiddelen
Principes hier beschreven over passage van farmaca over barrières na orale inname zijn ook van toepassing bij alle
andere extra vasculaire toedieningsvormen (subcutane injectie, inhalatie, sublinguaal)
transepitheliaal transport noodzakelijk om vasculaire compartiment te bereiken
systemische effecten veroorzaken
Inname via mond – passage doorheen slokdarm – maag
Farmaceutische fase = maag dient om geneesmiddelen in oplossing te brengen
o Actieve bestanddeel in maag vrijgesteld alvorens het ter beschikking komt voor absorptie (in darm)
behalve bij geneesmiddelen met vertraagde vrijstelling of maagsapresistente tabletten
o Desintegratie toedieningsvorm + dissolutie farmacon in waterig milieu maag
actieve stof beschikbaar voor opname
o Vlotter als ingenomen met voldoende water
o Bruistabletten: farmaceutische fase niet in patiënt maar in glas
versnelling absorptie en start werking
Longitudinaal GI- transport (proximaal – distaal) tgv beweging spijsbrij en axiaal transport tgv diffusie
Eigenlijke absorptie in bloedbaan vnl in proximale dundarm (duodenum en jejunum)
o lymfe voor zeer lipofiele stoffen
maag: doorgeefluik: aanbieden geneesmiddel aan dundarm, vnl invloed op opnamesnelheid en dus indirect op
werking geneesmiddel
FARMACEUTISCHE FASE
1 desintegratie
2 dissolutie
waterig milieu
zuur (pH 1-2)
3 duur 1u
2
,1.1 Mechanismen bij de opname van stoffen over biologische membranen
1.1.1 Paracellulair transport (filtratie doorheen poriën)
transport van stoffen doorheen poriën tussen cellen
kwantitatieve bijdrage aan totale opname van geneesmiddelen beperkt
enkel kleine, goed wateroplosbare farmaca zo opgenomen
1.1.2 Transcellulair transport
transport van stoffen doorheen de celmembraan
kwantitatief belangrijkste route voor opname farmaca over biologische membranen
onderscheid tussen:
a) Passieve diffusie
drijvende kracht: concentratiegradiënt van hoog naar laag
transportsnelheid / flux (J) als gevolg diffusie = aantal deeltjes per tijdseenheid over membraan verplaatst
beschreven door diffusiewet van Fick:
o J = dS/dt = D . (A/d) . P . (C0-Ci)
D = diffusieconstante
Groter bij kleinere moleculen
Kleiner bij grotere moleculen
A = oppervlakte
D = dikte celmembraan
P = partitiecoëfficiënt (bepaalt of door membraan kan, vetoplosbaarheid?)
P<1 wateroplosbaar (Daling P: wateroplosbaar daling snelheid diffusie)
Ideaal rond 1
P>1 vetoplosbaar (te hoog dan te lipofiel en blijft het in membraan en dan toxiciteit)
o Beschrijft lineair verband tussen diffusiesnelheid en concentratiegradiënt
o Snellere absorptie indien:
Klein molecule (MV<500 Da) (heeft grote diffusieconstante)
Oppervlakte A waarover diffusie plaatsvindt groot is, maw: dundarm > maag
Lipofiele stof (Log P>1)
Nadeel: wateroplosbaarheid kleiner
Concentratiegradient groot tussen darmlumen en bloedbaan
Concentratie in darmlumen bep door oplosbaarheid geneesmiddel in intestinale vocht
Dissolutie in waterig milieu van de maag beter naarmate hydrofieler
Absorptie door diffusie sneller naarmate lipofieler
3
, Dissolutie en opname farmaco beinvloed door:
o Fysiochemische eigenschappen
Molecuulgrootte
Vetoplosbaarheid
o pKa geneesmiddel
o omgevingspH
verhouding pKa en pH ionisatiegraad farmacon
= mate waarin het onder lipofiele (niet geioniseerd) en hydrofiele (geioniseerde) vorm aanwezig is
meeste farmaca zwakke zuren of zwakke basen
verschillen in pH aan 2 zijden membraan verschillen in ionisatiegraad en oplosbaarheid aan beide zijden
pH-partitietheorie: farmacon hoopt op aan zijde waar het overwegend in geïoniseerde vorm (meest
wateroplosbaar) aanwezig is
enkel ongeladen (niet-geïoniseerde) vorm kan door membranen diffunderen
o zwak zuur in zure milieu maag (Ph 1-2) snel geabsorbeerd
o zwakke base in zure milieu maag slecht geabsorbeerd
concentratie aan 2 zijden kan ook verschillend zijn door affiniteit voor weefsel en/of plasmaproteïnen
binding aan proteïnen: ophoping in bepaalde weefsels of in plasma
b) Carrier-gemedieerd actief transport
gepolariseerd transport tegen een concentratiegradiënt in waarvoor energie vereist is
belangrijk voor hydrofiele stoffen die anders celmembraan niet kunnen passeren (glucose, az, galzouten)
Dit transport is selectief: afhankelijk van affiniteit carrier en molecule
o Hoge affiniteit: kleine wateroplosbare moleculen (kunnen er zelf niet over, moeten geholpen worden)
bv. L-dopa, penicillinen, cefalosporinen, ACE-inhibitoren, methotrexaat
thv dundarm, galwegen, niertubuli, BBB
dragereiwit is:
o substraatspecifiek
o verzadigbaar
o onderhevig aan competitie
snelheid opname volgt Michaëlis-Menten kinetiek:
dS C .( maximale snelheid )
o =
dt K m +C
Snelheid transport gelimiteerd door aantal carriers = saturatie
Moet nuchter ingenomen worden, anders compteitie tussen verschillende stoffen van bv in het eten
Kenmerken
o Saturatie
o Affiniteit
o Competitie
4
begrippen farmacokinetiek
Inleiding en terminologie
Farmacologie = de wetenschap die de wisselwerking onderzoekt tussen levende organismen en scheikundige
stoffen
Dierexperimentele – klinische (humane) farmacologie
Farmacotherapie = onderdeel klinische farmacologie
gebruik in therapeutische context
o Causale therapie
o Profylactische therapie
o Symptomatische therapie
o Substitutietherapie
Bijwerkingen en iatrogene ziekten vage grens farmacologie – toxicologie
Rationele farmacotherapie: begrippen algemene farmacologie voor verantwoord gebruik geneesmiddelen
Farmacokinetiek = wat het lichaam doet met het geneesmiddel
Farmacodynamiek = wat het geneesmiddel doet met het lichaam
Voorwaarden om medicijn te testen = gestandardiseerde omstandigheden
o Nuchtere patiënt: 8u lang
o Innemen met 240 ml water
Medicatie moet ingeslokken worden: niet bijten / pletten vanwege 2 redenen:
o Actieve stof kan toxisch zijn komt vrij in mond lokaal toxisch
o Actieve stof kan slecht overleven al afgebroken voor opname in darm geen effect
1
,1. Absorptie: transport van farmaco over biologische membranen
In alles wat volgt wordt uitgegaan van orale inname als tablet of capsule onder nuchtere omstandigheden
Absorptiefase bij orale inname ontbreekt bij intraveneus toegediende geneesmiddelen
Principes hier beschreven over passage van farmaca over barrières na orale inname zijn ook van toepassing bij alle
andere extra vasculaire toedieningsvormen (subcutane injectie, inhalatie, sublinguaal)
transepitheliaal transport noodzakelijk om vasculaire compartiment te bereiken
systemische effecten veroorzaken
Inname via mond – passage doorheen slokdarm – maag
Farmaceutische fase = maag dient om geneesmiddelen in oplossing te brengen
o Actieve bestanddeel in maag vrijgesteld alvorens het ter beschikking komt voor absorptie (in darm)
behalve bij geneesmiddelen met vertraagde vrijstelling of maagsapresistente tabletten
o Desintegratie toedieningsvorm + dissolutie farmacon in waterig milieu maag
actieve stof beschikbaar voor opname
o Vlotter als ingenomen met voldoende water
o Bruistabletten: farmaceutische fase niet in patiënt maar in glas
versnelling absorptie en start werking
Longitudinaal GI- transport (proximaal – distaal) tgv beweging spijsbrij en axiaal transport tgv diffusie
Eigenlijke absorptie in bloedbaan vnl in proximale dundarm (duodenum en jejunum)
o lymfe voor zeer lipofiele stoffen
maag: doorgeefluik: aanbieden geneesmiddel aan dundarm, vnl invloed op opnamesnelheid en dus indirect op
werking geneesmiddel
FARMACEUTISCHE FASE
1 desintegratie
2 dissolutie
waterig milieu
zuur (pH 1-2)
3 duur 1u
2
,1.1 Mechanismen bij de opname van stoffen over biologische membranen
1.1.1 Paracellulair transport (filtratie doorheen poriën)
transport van stoffen doorheen poriën tussen cellen
kwantitatieve bijdrage aan totale opname van geneesmiddelen beperkt
enkel kleine, goed wateroplosbare farmaca zo opgenomen
1.1.2 Transcellulair transport
transport van stoffen doorheen de celmembraan
kwantitatief belangrijkste route voor opname farmaca over biologische membranen
onderscheid tussen:
a) Passieve diffusie
drijvende kracht: concentratiegradiënt van hoog naar laag
transportsnelheid / flux (J) als gevolg diffusie = aantal deeltjes per tijdseenheid over membraan verplaatst
beschreven door diffusiewet van Fick:
o J = dS/dt = D . (A/d) . P . (C0-Ci)
D = diffusieconstante
Groter bij kleinere moleculen
Kleiner bij grotere moleculen
A = oppervlakte
D = dikte celmembraan
P = partitiecoëfficiënt (bepaalt of door membraan kan, vetoplosbaarheid?)
P<1 wateroplosbaar (Daling P: wateroplosbaar daling snelheid diffusie)
Ideaal rond 1
P>1 vetoplosbaar (te hoog dan te lipofiel en blijft het in membraan en dan toxiciteit)
o Beschrijft lineair verband tussen diffusiesnelheid en concentratiegradiënt
o Snellere absorptie indien:
Klein molecule (MV<500 Da) (heeft grote diffusieconstante)
Oppervlakte A waarover diffusie plaatsvindt groot is, maw: dundarm > maag
Lipofiele stof (Log P>1)
Nadeel: wateroplosbaarheid kleiner
Concentratiegradient groot tussen darmlumen en bloedbaan
Concentratie in darmlumen bep door oplosbaarheid geneesmiddel in intestinale vocht
Dissolutie in waterig milieu van de maag beter naarmate hydrofieler
Absorptie door diffusie sneller naarmate lipofieler
3
, Dissolutie en opname farmaco beinvloed door:
o Fysiochemische eigenschappen
Molecuulgrootte
Vetoplosbaarheid
o pKa geneesmiddel
o omgevingspH
verhouding pKa en pH ionisatiegraad farmacon
= mate waarin het onder lipofiele (niet geioniseerd) en hydrofiele (geioniseerde) vorm aanwezig is
meeste farmaca zwakke zuren of zwakke basen
verschillen in pH aan 2 zijden membraan verschillen in ionisatiegraad en oplosbaarheid aan beide zijden
pH-partitietheorie: farmacon hoopt op aan zijde waar het overwegend in geïoniseerde vorm (meest
wateroplosbaar) aanwezig is
enkel ongeladen (niet-geïoniseerde) vorm kan door membranen diffunderen
o zwak zuur in zure milieu maag (Ph 1-2) snel geabsorbeerd
o zwakke base in zure milieu maag slecht geabsorbeerd
concentratie aan 2 zijden kan ook verschillend zijn door affiniteit voor weefsel en/of plasmaproteïnen
binding aan proteïnen: ophoping in bepaalde weefsels of in plasma
b) Carrier-gemedieerd actief transport
gepolariseerd transport tegen een concentratiegradiënt in waarvoor energie vereist is
belangrijk voor hydrofiele stoffen die anders celmembraan niet kunnen passeren (glucose, az, galzouten)
Dit transport is selectief: afhankelijk van affiniteit carrier en molecule
o Hoge affiniteit: kleine wateroplosbare moleculen (kunnen er zelf niet over, moeten geholpen worden)
bv. L-dopa, penicillinen, cefalosporinen, ACE-inhibitoren, methotrexaat
thv dundarm, galwegen, niertubuli, BBB
dragereiwit is:
o substraatspecifiek
o verzadigbaar
o onderhevig aan competitie
snelheid opname volgt Michaëlis-Menten kinetiek:
dS C .( maximale snelheid )
o =
dt K m +C
Snelheid transport gelimiteerd door aantal carriers = saturatie
Moet nuchter ingenomen worden, anders compteitie tussen verschillende stoffen van bv in het eten
Kenmerken
o Saturatie
o Affiniteit
o Competitie
4