Podstawy farmakokinetyki klinicznej

Cele i zadania

farmakologii klinicznej

Dr n.med. Monika Żurawska-

Kliś

FARMAKOLOGIA KLINICZNA

nauka o klinicznych aspektach

farmakoterapii

Działy farmakologii

klinicznej

•

Farmakokinetyka

•

Terapia monitorowana

•

Interakcje leków

•

Farmakogenetyka

•

Farmakologia społeczna

(problemy nadużywania, ekonomia)

Cele farmakologii klinicznej

•

Poprawa opieki

(maksymalizacja skuteczności i bezpieczeństwa)

•

Badania kliniczne

•

Dydaktyka (studenci i lekarze)

•

Usługi w oddziale klinicznym

- informacje o lekach
- planowanie badań
- poradnictwo

- analizy farmakokinetyki i farmakodynamiki

Głównym celem farmakologii

klinicznej jest poprawa

skuteczności i bezpieczeństwa

terapii

•

Podstawy

farmakokinetyki

klinicznej

dr n.med. Monika Żurawska-

Kliś

FARMAKOLOGIA

nauka o leku

•

FARMAKOKINETYKA

– wpływ organizmu na lek

•

FARMAKODYNAMIKA

– wpływ leku na organizm

Procesy farmakokinetyczne

UWALNIANIE (liberation)

WCHŁANIANIE (absorption)

DYSTRYBUCJA (distribution)

METABOLIZM (metabolism)

WYDALANIE (excretion)

ELIMINACJA

UWALNIANIE

Rozpad postaci, w której lek został

wprowadzony (np. tabletki lub kapsułki),

uwolnienie jego cząsteczek i ich

rozpuszczenie w płynach ustrojowych

Przebieg tych procesów zależy głównie od

czynników technologicznych

WCHŁANIANIE

TKANKI I NARZĄDY

Najczęściej przez przewód pokarmowy po podaniu

doustnym

żyła wrotna

żyły

wątrobowe

EFEKT PIERWSZEGO

PRZEJŚCIA

Efekt pierwszego przejścia

Intensywność metabolizowania leku w czasie

pierwszego przepływu przez wątrobę

Może wykluczyć doustną drogę podawania leku

lub sprawić, że dawka podawana doustnie jest

dużo większa niż równoważna jej dawka

podawana dożylnie

drogi podania:

– doustna

– do tętnicy wątrobowej lub żyły wrotnej

– doodbytnicza (częściowo)

Efekt pierwszego przejścia

Przykłady leków o dużym efekcie

pierwszego przejścia:



propranolol, metoprolol, acebutolol



nifedypina, werapamil



nitrogliceryna



ASA, paracetamol



petydyna, morfina



lidokaina

WCHŁANIANIE

Pozostałe drogi podania leku:



dożylna



podskórna



domięśniowa



doodbytnicza

(stopień wchłaniania ograniczony, duże różnice międzyosobnicze

wchłaniania, częściowe ominięcie efektu pierwszego

przejścia)



donosowa

(uwaga na działanie ogólne)



podjęzykowa

(łatwość wchłaniania przy dobrym ukrwieniu, niewielka

powierzchnia)



wziewna



na skórę

(uwaga na większy stopień wchłaniania u niemowląt i osób starszych)



do worka spojówkowego

(uwaga na działanie ogólne)

WCHŁANIANIE

Czynniki warunkujące wybór drogi

podania leku:

- właściwości fizykochemiczne leku
- oczekiwany początek działania leku
- docelowe miejsce działania leku
- stan ogólny pacjenta
- wiek pacjenta

Przechodzenie leków przez

błony biologiczne

Dyfuzja bierna, ułatwiona, przez pory

– rozpuszczalność w tłuszczach

– pH

– wielkość cząsteczki

Transport aktywny za pośrednictwem nośników

Pinocytoza

Dostępność biologiczna (F)

(biodostępność)

Ułamek dawki substancji leczniczej,

który dostaje się w formie aktywnej

farmakologicznie do krążenia

ogólnego

po podaniu pozanaczyniowym oraz

szybkość, z jaką ten proces zachodzi

Czynniki warunkujące

dostępność biologiczną:



droga podania

(po podaniu dożylnym = 1 (100%)



właściwości fizykochemiczne preparatu – warunkują szybkość i

ilość substancji czynnej uwolnionej z postaci leku

(rozpuszczalność, lipofilność, stopień zjonizowania, masa cząsteczkowa, substancje

pomocnicze)



stan fizjopatologiczny organizmu

(zmiany pH lub motoryki przewodu pokarmowego, choroby przewodu pokarmowego lub

wątroby)



efekt pierwszego przejścia



interakcje pomiędzy lekami lub lekiem i treścią pokarmową w

miejscu wchłaniania

Oceniane parametry

farmakokinetyczne

Oceniane parametry

farmakokinetyczne

Cmax

- stężenie

maksymalne

T- Cmax -

czas do

osiągnięcia

stężenia maksymalnego

Cmax

- stężenie

maksymalne

T- Cmax -

czas do

osiągnięcia

stężenia maksymalnego

Stężenie

leku w

osoczu

Czas ~

AUC (Area under the Curve) - pole pod krzywą stężenia
leku we krwi

zależne od

czasu

AUC (Area under the Curve) - pole pod krzywą stężenia
leku we krwi

zależne od

czasu

T- C

max

AUC

Oceniane parametry

farmakokinetyczne

Oceniane parametry

farmakokinetyczne

Stężenie

leku w

osoczu

Czas ~

max

MTC

–

Minimal Toxic Concentration

(minimalne stężenie toksyczne)

MEC

–

Minimal Effective

Concentration

(minimalne stężenie terapeutyczne)

MTC

MEC

zakres stężeń terapeutycznych

Dostępność biologiczna

Bezwzględna

porównanie badanego leku podanego pozanaczyniowo z
tym samym lekiem podanym donaczyniowo

EBA =

Względna

porównanie preparatu badanego z preparatem
standardowym o znanej dostępności biologicznej

EBA =

EBA

Extend of Bioavailability

iv.

x AUC

po.

x AUC

iv.

x AUC

–

preparat standardowy

–

preparat

badany

Ocena biorównoważności

Stężenie

leku w

osoczu

Czas ~

AUC

preparatu badanego

/ AUC

preparatu

referencyjnego

zakres wartości

prawidłowych →

80-120%

AUC

preparatu badanego

/ AUC

preparatu

referencyjnego

zakres wartości

prawidłowych →

80-120%

T - C

max

T - C

max

DYSTRYBUCJA

Proces rozmieszczania leku w

płynach i tkankach organizmu

Czynniki warunkujące dystrybucję:

•

szybkość przepływu krwi przez poszczególne tkanki
(pojęcie kompartmentu)

•

szybkość transportu przez błony biologiczne

•

wiązanie z białkami

Modele farmakokinetyczne

Model jednokompartmentowy

lek niezwłocznie po podaniu zostaje równomiernie

rozmieszczony w dostępnej przestrzeni

dystrybucji

Model dwukompartmentowy

rozmieszczanie leku do przestrzeni dystrucyjnych

zachodzi z różną prędkością

Kompartment

Kompartment centralny

osocze oraz tkanki i narządy dobrze ukrwione

(wątroba, płuca, nerki, mózg, serce, gruczoły wydzielania

wewnętrznego)

Kompartment obwodowy

(tkankowy)

tkanki i narządy gorzej lub słabo ukrwione

(tkanka tłuszczowa, skóra, mięśnie, tkanka kostna)

Objętość dystrybucji (Vd)

Hipotetyczna objętość płynów

ustrojowych, w której lek w stanie

stacjonarnym miałby podobne stężenie

jak we krwi

bezwzględna

- wyrażana w litrach

względna

– wyrażana w litrach/kilogram

Objętość dystrybucji (Vd)

Vd =

A –

ilość leku w organizmie (mg)

C –

stężenie leku we krwi (mg/l)

Objętość dystrybucji (Vd)

znaczenie praktyczne

Vd = 5l -

dystrybucja ograniczona jest do krwi

Vd = 10-20l -

przenikanie leku do ECF

Vd = 25-35l -

przenikanie leku do ICF

Vd = 40l -

rozmieszczanie we wszystkich

płynach organizmu

Vd > 100l -

lek silnie kumuluje się w tkankach

Objętość dystrybucji (Vd)

wykorzystanie praktyczne

Obliczanie dawki nasycającej

Ld =

Ld – Loading dose
Ct – stężenie terapeutyczne
BW – masa ciała w kg
F – dostępność biologiczna

Vd x Ct x

Wiązanie leku z białkami

Odwracalny proces powstawania

kompleksu lek-białko

Znaczenie kliniczne ma wówczas, gdy

stopień wiązania leku

z białkami jest większy niż 80%

Wiązanie leku z białkami

Lek związany z białkami:

- jest nieaktywny farmakologicznie
- nie może przechodzić przez błony biologiczne
- nie ulega metabolizmowi
- nie może się wydalać

Zmniejszenie stopnia wiązania leku skutkuje:



wzrostem siły działania leku



skróceniem czasu działania leku

Wiązanie leku z białkami

Czynniki warunkujące stopień wiązania z

białkami:



stężenie leku

(wysycenie miejsc wiążących już w zakresie stężeń terapeutycznych dla

salicylanów, fenylbutazonu, kwasu walproinowego, prednizolonu)



powinowactwo leku do miejsc wiążących



stężenie białek

(wydolność nerek, wątroby, wiek, stan odżywienia

itp...)



obecność substancji egzogennych

(leki, trucizny

środowiskowe)

i endogennych

(kwasy tłuszczowe, bilirubina,

mocznik, hormony)



pH osocza

(spadek wiązania np. barbituranów z białkami w kwasicy)

Wiązanie leku z białkami

Przykłady leków o dużym stopniu wiązania

z białkami:



Pochodne kumaryny



Fenylobutazon



Salicylany



Sulfonamidy



Penicyliny

Metabolizm

Procesy I fazy:

- Utlenianie

(przy udziale cytochromu P-450)

- Redukcja
- Hydroliza

Procesy II fazy:

- Sprzęganie z kwasem glukuronowym, siarkowym i
glicyną
- Acetylacja
- Metylacja

Metabolizm

Procesy I fazy prowadzą do:

- inaktywacji leku macierzystego
- aktywacji proleku do czynnej farmakologicznie postaci

(enalapril)

- powstania metabolitu aktywnego farmakologicznie

(imipramina)

- powstania metabolitu toksycznego

(paracetamol)

Procesy II fazy prowadzą zwykle do

powstania związków nieczynnych

farmakologicznie

Czynniki wpływające na

metabolizm

Wiek pacjenta:

- Noworodki – niedojrzały układ mikrosomalny

- Małe dzieci – przyspieszony metabolizm

- Chorzy w wieku podeszłym – zmniejszenie aktywności

enzymów mikrosomalnych

Płeć

(mężczyźni metabolizują szybciej)

Stany chorobowe

(niewydolność krążenia, marskość

wątroby)

Interakcje lekowe

Czynniki genetyczne

Izoenzymy cytochromu P-

450

Najważniejsze:

CYP 1A2

CYP 2C9
CYP 2C19
CYP 2D6
CYP 2E1
CYP 3A4

Czynniki warunkujące aktywność izoenzymów:

- polimorfizm genetyczny
- indukcja i inhibicja

Wpływ leków na izoenzymy

cytochromu P-450

Znaczenie kliniczne indukcji i inhibicji

zmiana siły działania stosowanego induktora / inhibitora

i innych stosowanych jednocześnie leków

Indukcja:

→ osłabienie siły działania i skrócenie czasu działania w

przypadku metabolitów nieaktywnych lub mniej aktywnych

→ wzrost siły działania w przypadku metabolitów bardziej

aktywnych
→ możliwość działania toksycznego innych stosowanych

jednocześnie leków w przypadku odstawienia induktora po

uprzedniej korekcji ich dawki

Wpływ leków na izoenzymy

cytochromu P-450

Inhibitory

Cymetydyna
Propranolol
Erytromycyna
Doustne leki antykoncepcyjne
Ciprofloksacyna
Sok z grapefruita

Induktory

Alkohol etylowy
Barbiturany
Nikotyna
Rifampicyna

Wydalanie

Przez nerki

(większość leków)

Z żółcią

(makrolidy, glikozydy)

Ze śliną

(fenytoina)

Z powietrzem wydychanym

(alkohol, środki znieczulenia ogólnego)

Z potem

(witamina B1)

Wydalanie przez nerki

Wydalanie przez nerki obejmuje:



przesączanie kłębuszkowe

(brak wpływu rozpuszczalności leków)



wydzielanie kanalikowe

(proces czynny)



wchłanianie zwrotne

(silne wchłanianie leków lipofilnych)

Wydalanie przez nerki

Poprzez zmianę pH moczu można wpłynąć na

proces wydalania leków przez nerki

Alkalizacja moczu w celu przyspieszenia

wydalania leków o charakterze słabych

kwasów

(ASA, barbiturany, sulfonamidy)

Zakwaszanie moczu w celu przyspieszenia

wydalania leków o charakterze słabych zasad

(kodeina, morfina, chinina)

Klirens leku

Objętość osocza całkowicie

oczyszczonego z leku w jednostce czasu

przez narząd eliminujący ten lek z

organizmu

Pozwala dostosować dawkę leku

do określonej sytuacji klinicznej

Cl = K x Vd

Cl =

AUC

– klirens leku

– stała eliminacji

Stała eliminacji

Określa szybkość usuwania określonej

porcji leku z kompartmentu centralnego

jako konsekwencji metabolizmu i

wydalania

Pozwala ustalić wielkość dawki podtrzymującej

K =

K – stała eliminacji
Cl – klirens leku
Vd – objętość dystrybucji

Stężenie stacjonarne

Stan równowagi pomiędzy ilością leku

wprowadzanego do organizmu i przez

niego wydalanego.

Uwarunkowane głównie przez podawanie

kolejnych dawek leku oraz klirens leku.

Spadek klirensu może stwarzać ryzyko

przedawkowania!!!

Jest ono osiągane po 4-5 okresach t

podania pierwszej dawki

Biologiczny okres półtrwania

)

Czas, po upływie którego stężenie leku

we krwi zmniejsza się o połowę

Pozwala określić odstępy dawkowania leków

0,693

0,693 x

Biologiczny okres półtrwania

Czynniki warunkujące biologiczny okres

półtrwania:



czynniki genetyczne



płeć



wiek



wydolności układu krążenia, wątroby i nerek



stan enzymów mikrosomalnych wątroby

Farmakokinetyka

Liniowa

- szybkość procesów

farmakokinetycznych jest
proporcjonalna do stężenia leku

Nieliniowa

- szybkość procesów

farmakokinetycznych zmienia się wraz
ze zmianą stężenia leku w sposób
nieliniowy

Farmakokinetyka liniowa

Stężenie

leku w

osoczu

Podana

dawka leku

zależność stężenia leku w osoczu od podanej
dawki

zależność stężenia leku w osoczu od podanej

dawki

Farmakokinetyka liniowa

Szybkość procesów

farmakokinetycznyc

Stężenie

leku w

osoczu

zależność szybkości procesów
farmakokinetycznych

od stężenia leku w osoczu

zależność szybkości procesów

farmakokinetycznych

od stężenia leku w osoczu

Charakterystyka procesów

przebiegających według

kinetyki liniowej



, Vd, Cl jest stały, niezależny od dawki



AUC jest proporcjonalne do dawki



stężenie w stanie stacjonarnym jest

proporcjonalne do dawki

Farmakokinetyka nieliniowa

Stężenie

leku w

osoczu

Podana

dawka leku

zależność stężenia leku w osoczu od podanej
dawki

Farmakokinetyka nieliniowa

Szybkość procesów

farmakokinetycznyc

Stężenie

leku w

osoczu

zależność szybkości procesów
farmakokinetycznych

od stężenia leku w osoczu

zależność szybkości procesów
farmakokinetycznych

od stężenia leku w osoczu

wysycenie enzymów i

białek

transportujących!!!

Charakterystyka procesów

przebiegających według

kinetyki nieliniowej



szybkość procesów eliminacji

nie

jest

proporcjonalna do stężenia leku



ulega wydłużeniu

wraz ze wzrostem dawki



AUC i stężenie w stanie stacjonarnym

nie

jest

proporcjonalne do ilości leku

Zagrożenia wynikające z

kinetyki nieliniowej

niewielkie zmiany dawkowania mogą

prowadzić do ujawnienia działania
toksycznego

eliminacja i osiągnięcie stanu

stacjonarnego mogą wydłużać się w
sposób nieoczekiwany

Leki podlegające prawom

kinetyki nieliniowej



Salicylany



Fenytoina



Prednizolon



Dikumarol



Teofilina



Winkrystyna



TLPD (po przedawkowaniu)

Monitorowanie farmakoterapii

ma na celu optymalizację

skuteczności i bezpieczeństwa

leczenia

Metody monitorowania

farmakoterapii



Ocena objawów klinicznych



Badania dodatkowe

- laboratoryjne
- obrazowe



Terapeutyczne monitorowanie leków

Metody monitorowania

farmakoterapii



Ocena objawów klinicznych



Badania dodatkowe

- laboratoryjne
- obrazowe



Terapeutyczne monitorowanie leków

Objawy kliniczne

•

Ciśnienie tętnicze

•

Tętno

•

Temperatura

•

Ból

•

Duszność

•

Kaszel

Metody monitorowania

farmakoterapii



Ocena objawów klinicznych



Badania dodatkowe
- laboratoryjne

- obrazowe



Terapeutyczne monitorowanie leków

Badania laboratoryjne

•

Stężenie glukozy

•

INR

•

APTT

•

Morfologia krwi

Metody monitorowania

farmakoterapii



Ocena objawów klinicznych



Badania dodatkowe

- laboratoryjne

- obrazowe



Terapeutyczne monitorowanie leków

Badania obrazowe

•

Endoskopia

•

RTG

•

Tomografia komputerowa

•

USG

Metody monitorowania

farmakoterapii



Ocena objawów klinicznych



Badania dodatkowe
- laboratoryjne
- obrazowe



Terapeutyczne monitorowanie leków

Terapeutyczne

monitorowanie leków -

założenia



istnienie korelacji pomiędzy siłą działania
farmakologicznego i stężeniem leku w
surowicy krwi – a niekoniecznie dawką leku



prowadzenie monitorowania na podstawie
zasad farmakokinetyki w połączeniu z
obserwacją kliniczną chorego i kontrolą
działania leku innymi dostępnymi metodami

Terapeutyczne

monitorowanie leków -

wskazania (1)



brak prostszej metody oceny



wąski indeks terapeutyczny



kinetyka nieliniowa



liczne interakcje



brak oczekiwanego efektu lub szybko
pojawiające się działania niepożądane

Terapeutyczne

monitorowanie leków -

wskazania (2)



zjawisko non compliance



podobieństwo objawów przedawkowania i
niewystarczającej skuteczności leku



niewydolność wątroby lub nerek



polipragmazja



zatrucia



profilaktyka i leczenie uzależnień

Terapeutyczne

monitorowanie leków -

zasady

Nie rutynowo!!!



ocena w stanie stacjonarnym



niezbędne uwzględnienie:

- interakcji pomiędzy lekami
- stanu zdrowia chorego
- wyników innych badań



oznaczanie stężenia przed następna dawką (rano)

WYJĄTEK: - zatrucia

- ciężki stan chorego

Przykłady leków



glikozydy



aminoglikozydy

(amikacyna, gentamycyna)



wankomycyna



leki przeciwpadaczkowe

(fenytoina, karbamazepina, kwas walproinowy)



teofilina

Przykłady leków



leki przeciwdepresyjne

(sole litu)



leki antyarytmiczne

(chinidyna, lidokaina, propafenon)



leki przeciwbólowe i NLPZ

(paracetamol, ASA)



leki immunosupresyjne

(cyklosporyna)



leki przeciwnowotworowe

(metotreksat)

Document Outline