Seminario II Flashcards
Los parámetros y los cálculos farmacocinéticos son indispensables para
Los parámetros y los cálculos farmacocinéticos son indispensables para proponer los esquemas de dosificación óptimos para el uso terapéutico de cada fármaco en particular. Los parámetros y los cálculos farmacocinéticos son indispensables para proponer los esquemas de dosificación óptimos para el uso terapéutico de cada fármaco en particular.
Concepto de compartimientos farmacocinéticos
En farmacocinética se considera el organismo como un conjunto de compartimientos hídricos interconectados. Estos compartimientos no tienen realidad anatómica ni fisiológica, sino que estarían constituidos por conjuntos de tejidos que presentan características similares de irrigación y afinidad por el medicamento.
Utilizando la administración por vía intravenosa se obvia todo lo relativo a la absorción del fármaco. La graficación de las concentraciones sanguíneas de un fármaco administrado en forma de bolo intravenoso constituye el modelo más sencillo para estudiar distribución y la eliminación. Del estudio del comportamiento de las concentraciones sanguíneas utilizando la vía intravenosa se han propuesto modelos de distribución de los fármacos que sirven como punto de partida para estudiar, cuantificar y comprender los parámetros de distribución y eliminación de los fármacos.
Graficación de niveles sanguíneos luego de una administración intravenosa
Tomaremos muestras en el tiempo 0, 15, 30 minutos, 1hora, 2, 4, 8, 10 horas, etc. Si graficamos las concentraciones plasmáticas en escala aritmética obtenemos una línea curva descendente. Si graficamos en escala logarítmica obtenemos una línea recta descendente
Modelo 1 compartimiento
El descenso uniforme de la recta revela que la disminución de las concentraciones sanguíneas transcurre a una sola velocidad y se concluye que existe un solo mecanismo responsable de este descenso a velocidad constante. Este mecanismo es la eliminación del fármaco. De esta forma se comportan los fármacos de distribución rápida, o como dicen los farmacocinetistas, de distribución instantánea, en cuyo caso no se registra el descenso de las concentraciones sanguíneas debido a la distribución y la recta refleja el descenso producido por la eliminación del fármaco. Para los cálculos farmacocinéticos se asume que estos fármacos se distribuyen en un solo compartimiento, es decir que el espacio que ellos ocupan en el organismo puede visualizarse como si fuera un solo compartimiento que tiene un volumen (Vd) en el cual el fármaco alcanza una concentración igual a la concentración plasmática. En lenguaje farmacocinético se dice que estos fármacos siguen un modelo de un solo compartimiento, desde el cual el fármaco se elimina a velocidad constante de acuerdo a sus mecanismos propios de excreción y/o biotransformación. Repetimos: la distribución no aparece reflejada en la gráfica porque ocurre muy rápidamente; la droga se comporta como si todo el organismo fuera un solo compartimiento de donde se elimina gradualmente a velocidad constante. Sobre la línea recta se puede determinar la velocidad de la eliminación y establecer una constante de eliminación (Kel) que es característica para cada fármaco. Cada fármaco una vez en sangre, se eliminará siempre con la misma velocidad, independientemente de la vía por la que haya sido administrado y esta velocidad se mantiene para un amplio margen de dosificación, siempre y cuando no exista ningún mecanismo saturable, o de capacidad limitada, en los procesos de eliminación
Modelo de 2 compartimientos
En la graficación semilogarítmica, la primera recta descendente representa la distribución desde la sangre (el fármaco está saliendo de la sangre porque se está distribuyendo en un segundo compartimiento hasta formar un equilibrio con el primer compartimiento) y el siguiente segmento recto de velocidad más lenta, representa la eliminación (el fármaco está saliendo de la sangre por sus vías de eliminación). En este caso el fármaco se distribuye rápidamente, instantáneamente, en la sangre y en los órganos de alto flujo que constituyen un primer compartimiento, llamado compartimiento central (esta parte no logra reflejarse en la gráfica porque ocurre muy rápidamente).La primera recta indica que el fármaco está saliendo de la sangre porque está siendo captado en tejidos de baja irrigación y de masa corporal importante como la musculatura esquelética o el tejido adiposo, lo que enlentece la distribución haciendo posible que se refleje en la graficación como un primer descenso de las concentraciones sanguíneas. Estos tejidos de baja irrigación se consideran como un segundo compartimiento donde el fármaco se va a distribuir llamado compartimiento periférico con una velocidad lenta que permite visualizarlo en la graficación. Entre los dos compartimientos se establece un equilibrio y en adelante las concentraciones bajan aún más lentamente reflejando la eliminación del fármaco por sus vías de eliminación propias. Así la primera línea recta (α) refleja la distribución del compartimiento central al compartimiento periférico y la segunda línea recta (β) refleja la eliminación de velocidad constante desde el compartimiento central (que está en equilibrio con el compartimiento periférico). La constante de eliminación de este fármaco Kel está representada por la pendiente de esta segunda recta
Esquema del modelo cinético de 2 compartimientos
El compartimiento llamado central corresponde a la sangre y los órganos de alto flujo como corazón, cerebro, hígado, riñones, y el compartimiento periférico está representado por los tejidos de menor flujo sanguíneo como la musculatura estriada y el tejido adiposo, que tienen mayor masa corporal y por tanto pueden captar una fracción importante de la droga.
La mayoría de las drogas se comportan de acuerdo a los modelos de uno o de dos compartimientos y para algunas pocas se aplican modelos multicompartamentales. Para algunas drogas es necesario precisar el volumen de distribución central (aparte del volumen de distribución clásico, llamado también Vd aparente) porque administrar de una sola vez la dosis calculada según el Vd aparente, puede producir inicialmente elevadas concentraciones en el Vd central. En estos casos si se requiere administrar una dosis de carga, esta debe ser calculada en base al Vd central y no tomando como referencia el Vd aparente.
La graficación semilogarítmica nos permite utilizar la recta de la eliminación para calcular las constantes de velocidad de eliminación y el tiempo medio de eliminación (T1/2). La constante de eliminación Kel, representada por la pendiente de la recta de la eliminación, es de gran importancia en los cálculos farmacocinéticos, sin embargo no aparece en las Tablas de Datos Farmacocinéticos porque en la práctica médica se utiliza más el T1/2 de eliminación (la vida media) y el Clearance sistémico como medidas de la eliminación. La graficación semilogarítmica también permite establecer la concentración plasmática en el tiempo cero, Cp0, utilizada para calcular el volumen de distribución.
Constante de eliminación, Kel
La Kel es la constante de la velocidad con que descienden los niveles sanguíneos de una droga durante la eliminación. Corresponde a la pendiente de la recta de eliminación y representa la desaparición irreversible de la droga de la sangre y del organismo.
La Kel se define como el porcentaje de la droga circulante que es eliminado por unidad de tiempo (hora). Se expresa como % y también como fracción.
Ejemplo: una droga X tiene Kel = 10%. Esto quiere decir que en una hora se elimina el 10% de la droga que está en un momento dado en la sangre. También se expresa como: 0,1 /hora y como: 0,1 h-1 y significa lo mismo: que en cada hora se elimina el una décima parte de lo que está en sangre en un momento dado.
Pregunta
Pregunta: ¿Sería lo mismo decir que en cada hora se elimina el 10 % de lo que está en un momento dado en todo el organismo? Si o No y por qué.
Pregunta: ¿Quiere decir que si en una hora se elimina el 10%, en 10 horas se elimina el total de la droga que está en el cuerpo? Si o No y por qué
Concentración plasmática en el tiempo cero
Si prolongamos la línea recta de la eliminación hasta cortar el eje de la ordenada, Concentración plasmática que correspondería a la concentración de equilibrio de la distribución, (teóricamente representa la concentración plasmática una vez distribuida la droga y antes de iniciarse la eliminación)
Tiempo Medio de Eliminación o Vida Media, T1/2 - 5º Parámetro Farmacocinético
Se define como el tiempo necesario para que la cantidad de droga presente en la sangre o en el cuerpo, se reduzca a la mitad. O lo que es lo mismo, el tiempo necesario para que se elimine el 50% de la droga presente en la sangre o en el cuerpo.
El T1/2 se determina sobre la recta terminal (β) del gráfico semilogarítmico de concentraciones sanguíneas vs tiempo. Se selecciona en el gráfico, una concentración sanguínea cualquiera, por ejemplo, 4 μg/mL y este punto se proyecta sobre la recta; luego se ubica la concentración que sea la mitad de la seleccionada, es decir en nuestro ejemplo, 2 μg/mL y se proyecta también sobre la recta. Los puntos marcados sobre la recta se proyectan ahora sobre el eje de las x. La distancia entre los dos puntos resulta ser: 4 horas. En 4 horas una concentración sanguínea de 4 μg/mL desciende a la mitad, o sea a 2 μg/mL. La vida media de este fármaco es entonces 4 horas y puede establecerse en el gráfico partiendo de cualquier concentración.
La vida media es corta si el fármaco es fácilmente eliminado y es larga para los fármacos de eliminación lenta, o que son reabsorbidos, o depositados en tejidos. La unión a proteínas tisulares y la afinidad por lípidos aumentan el Vd y aumenta el tiempo medio de eliminación. Los ácidos débiles tienden a tener bajos valores de vida media porque sus Vd tienden a ser bajos y también tienden a secretarse en TCP. Las bases débiles, en su mayoría tienen volúmenes de distribución elevados y tienden a unirse a componentes celulares y a no ser secretadas en TCP.
Propiedades farmacocinéticas de los ácidos y de las bases débiles
- Ácidos débiles → Más hidrosolubles, Eliminados preferentemente por el riñón, Bajo Vd, Más unidos a P. plasmáticas, Más propensos a ser secretados en TCP.
- Bases Débiles → Más liposolubles, Eliminados preferentemente por biotrans-formación, Alto Vd, Más unidas a componentes tisulares, Raramente son secretados en TCP.
Vida media paso a paso
- En cuatro vidas medias se ha eliminado el fármaco a niveles prácticamente indetectables: se ha eliminado el 93,75 del fármaco administrado. Para fines médicos se considera eliminado por completo. Algunos prefieren utilizar para fines médicos el valor de 5 vidas medias donde el % de droga eliminada alcanza un 96,87% y queda apenas un 3,12 % de la droga en el cuerpo.
- Siete vidas medias es el tiempo en el cual se recomienda recolectar la orina para determinar el parámetro farmacocinético de excreción urinaria. En un período de 56 horas se ha eliminado el 99,21 % del fármaco administrado. Pregunta: en el caso de la teofilina aparecerá en la orina el 99,21 % de la teofilina administrada?
- Diez vidas medias es el tiempo que se espera en una investigación farmacológica para administrar un fármaco cuando se desea omitir por completo la influencia de una dosis del fármaco administrada previamente. La teofilina requiere unas 80 horas para ser eliminada por completo del organismo (99,89%). Pregunta: ¿esto vale para cualquier dosis?
Depuración sistémica o Clearance sistémico
Es el volumen de plasma depurado de la droga por unidad de tiempo. Está constituído por la suma de todos los volúmenes de líquido depurado por la diferentes vías: renal + hepática + saliva, +sudor , + leche + otras…
Los máximos valores de Clearance sistémico que podrían existir teóricamente en un individuo serían la suma de los flujos sanguíneos de los órganos de eliminación:
Riñón: 1200 mL / min
Hígado: 1500 mL / min
Otros: 50 mL / min
Total unos 2750 mL/min. Sin embargo, los valores reales de Clsist son mucho más bajos porque ningún fármaco es extraído 100% a su paso por sus órganos de eliminación y muchos que son eliminados por el riñón son extraídos en muy bajo % por el hígado y viceversa.
Fórmulas sencillas que indican las interrelaciones entre los diferentes parámetros farmacocinéticas
Cl = Dosis/ABC Cl = Kel x Vd, Kel = Cl/Vd Kel = 0,693/Tmedio Tmedio = 0,693xVd/Cl Pregunta: si se trata de una droga de cinética lineal, ¿qué pasa con el valor de los parámetros y las cantidades de droga eliminada cuando se duplica la dosis?
Administración vía dosis oral única
Cuando la administración ocurre por una vía extravascular, el análisis se complica porque se debe tomar en cuenta el proceso de absorción, con su velocidad de absorción dada por la constante de absorción. El fármaco ingresa lentamente a la sangre y la sangre lo distribuye a medida que ingresa. También lo conduce a los órganos de eliminación. La concentración sanguínea va aumentando desde cero y sube mientras predomina el ingreso sobre la distribución y la eliminación. Cuando se establece el equilibrio entre lo que ingresa y lo que sale ya la droga se ha distribuido, no se refleja la distribución en la gráfica y los cálculos se realizan como si la droga se hubiera distribuido en un solo compartimiento. Allí llega el medicamento con la velocidad que le permite su constante de absorción Kab y de allí sale con la velocidad que le permite su constante de de eliminación Kel. Las concentraciones en el compartimiento serán la resultante de los dos procesos (de la entrada y la salida del medicamento de ese único compartimiento)
Graficación de niveles sanguíneos vs tiempo luego de una administración extravascular
Las concentraciones del fármaco en la sangre van subiendo a medida que se absorbe el medicamento. La velocidad del ascenso está determinada por una constante de absorción Kab característica para cada fármaco y para cada vía de administración extravascular. Desde el momento en que empieza a llegar el fármaco a la sangre comienza también la distribución y la eliminación. Pero al principio, la eliminación es escasa porque la cantidad de droga en sangre todavía es escasa y muy poca droga llega a los órganos de eliminación. De manera que en el ascenso de las concentraciones sanguíneas (a) están participando todos estos mecanismos, pero la concentración sube porque predomina la absorción sobre la eliminación. A medida que aumentan las concentraciones sanguíneas llega más droga a los órganos de eliminación y así aumenta la cantidad de droga eliminada, mientras tanto la absorción se endentece porque se reduce la cantidad de droga en el sitio de administración. Llega un momento en que la velocidad de eliminación iguala la velocidad de absorción y ésto está representado en la curva por su punto más alto (b). A partir de este momento la curva comienza a descender (c) porque ahora la velocidad de eliminación supera la velocidad de absorción y la parte más baja de la curva (β) representa exclusivamente la eliminación porque ya no queda droga por absorber y la distribución ya se ha completado. En esta región (β) de la curva que representa la eliminación, se pueden establecer los mismos indicadores o parámetros que estudiamos con la vía intravenosa (Kel, Clsist y T1/2) porque estos parámetros son característicos de la droga y no tienen por qué cambiar si la administración se realiza por vía oral o cualquier vía extravascular
Cálculo de la Kab
Más práctico que determinar la Kab resulta expresar la extensión y la velocidad de entrada mediante los valores de Cmax, concentración máxima y Tmax, tiempo en que se alcanza la Cmax. Mientras más corto sea el Tmax, más rápido es el proceso de absorción y mientras mayor sea el Cmax mayor es la cantidad de droga absorbida. Ambos parámetros se complementan porque no sólo es importante la magnitud de la absorción sino la velocidad con que llega el medicamento a la sangre. Mientras más rápida sea la velocidad de absorción más corto es el Tmax y más alto el Cmax
Biodisponibilidad oral
Es el % o la fracción de la dosis administrada que llega a la circulación sistémica y una de las formas de cuantificarla es midiendo el área bajo la curva (ABC) de las concentraciones plasmáticas vs tiempo. El método trapezoidal para medir el ABC consiste en dividir el espacio, mediante líneas rectas verticales, formando trapecios. Se calcula la superficie de cada trapecio y la suma de ellos es igual al ABC. ABC = área 1+ área 2 +área 3 + área 4 + área 5 + área 6
El ABC depende de la dosis administrada y del Clearance: ABC = Dosis administrada/Clearance,
El ABC es proporcional a la dosis administrada. Así el Cmax se duplica o se triplica si se duplica o se triplica la dosis. Sin embargo el Tmax no se altera, con la magnitud de la dosis.
Fases de los Estudios de Bioequivalencia
- Fase Pre-clínica → Selección y evaluación médica de los voluntarios, Elaboración del Protocolo, Permisos de las autoridades regulatorias, Planificación del estudio clínico.
- Fase Clínica → Internar los voluntarios en institución hospitalaria, Administrar una dosis del medicamento y extraer muestras de sangre a tiempos predeterminados, en 2 sesiones diferentes: una con el medicamento original y otra con el genérico.
- Fase Analítica → Determinar la concentración del fármaco en las muestras de sangre.
- Fase Estadística → Construir curvas concentracion – tiempo del medicamento innovador y del medicamento genérico. Cálculo de ABC, Tmax y Cmax. Comparación estadística de los resultados.
- Elaboración del informe → Documento con los resultados del estudio.
Postulados para la determinación del rango terapéutico
La droga libre (no unida a proteínas) establece un equilibrio de concentración en todos los espacios hídricos hasta donde ella puede llegar según sus propiedades físico químicas, vale decir, en su volumen de distribución. Por tanto, se asume que la concentración en la biofase, es decir, en las vecindades de los receptores, es igual a la concentración plasmática.
La magnitud del efecto farmacológico es en la gran mayoría de los casos, directamente proporcional a la concentración del fármaco en la biofase (por tanto, en el plasma). La respuesta biológica aumenta hasta un máximo dado por la capacidad de respuesta del tejido o estructura biológica donde el fármaco produce sus efectos.
Diseño de un régimen de administración
Consiste en seleccionar la dosis del medicamento, determinar el intervalo de dosificación y el tiempo durante el cual se va a administrar el tratamiento.
Componentes de un régimen → Dosis, Intervalo de dosificación, Tiempo de tratamiento.
Modalidades de administración → Oral intermitente, Parenteral intermitente, Intravenosa intermitente, Infusión IV continua, Infusión IV intermitente
Dosis
Cantidad de medicamento a administrar. Se puede expresar:
- mg/ Kg de peso por cada administración
- mg/Kg de peso por día
- mg/cada administración
Dosis de mantenimiento
Dosis que se indica para ser administrada durante el tiempo de tratamiento. Su parámetro de referencia es el Cl sistémico
Dosis de carga
Utilizada en ciertos tratamientos y con ciertas drogas con el fin de acortar el tiempo de espera que se requiere en los tratamientos rutinarios para que se alcancen las concentraciones estables en rango terapéutico. La dosis de carga es casi siempre el doble de la dosis de mantenimiento y se administra como primera dosis y luego se sigue con la dosis de mantenimiento que generalmente es la mitad de la dosis de carga.
La dosis de carga puede ser administrada fraccionada en 2 ó 3 tomas con intervalo de 1 a 3 horas, según el fármaco. El parámetro de referencia de la dosis de carga es el Vd. Para algunas drogas como la digoxina y la fenitoína, la dosis de carga debe administrarse fraccionada siguiendo un esquema de predeterminado. Generalmente para las drogas de uso delicado, como las drogas de acción cardiovascular, que además se distribuyen en más de 1 compartimiento, el parámetro para el cálculo de la dosis es el Vd central y no el Vd aparente.
Dosis de carga = Concentración deseada x Vd
Dosis de carga = Concentración deseada x Vd central