Niiden lääkkeiden osalta, jotka on levitettävä kehon läpi veren kautta, tehokkuus voi riippua niiden sitoutumisasteesta veren plasman proteiineihin . Mitä vähemmän lääke sitoutuu, sitä suurempi vaikutus sillä on. Tärkeimmät veren proteiinit, joihin lääkkeet sitoutuvat, ovat albumiinit , lipoproteiinit , glykoproteiinit ja globuliinit (α, β, γ).
Lääkkeitä löytyy verestä kahdessa muodossa: sitoutuneina ja sitoutumattomina. Riippuen tietyn lääkkeen affiniteetista plasman proteiineihin, osa lääkkeestä voi muuttua plasman proteiineihin sitoutuneeseen muotoon, kun taas loppuosa pysyy sitoutumattomana. Jos proteiineihin sitoutuminen on palautuvaa, sitoutuneet ja sitoutumattomat muodot ovat kemiallisessa tasapainossa seuraavasti:
Proteiinit + lääkkeet ⇌ proteiini-lääkekompleksi
Se on lääkkeen sitoutumaton osa, jolla on terapeuttinen vaikutus. Tämä osa voidaan myös altistaa biotransformaatiolle ja/tai eliminaatiolle. Esimerkiksi antikoagulanttivarfariinin " sitoutunut osuus" on 97 %. Tämä tarkoittaa, että kaikesta kehoon annetusta varfariinista 97 % on sitoutunut veren proteiineihin. Loput 3 % (sitoutumaton osa) lääkkeestä on aktiivista ja voidaan poistaa.
Proteiineihin sitoutuminen voi vaikuttaa lääkkeiden puoliintumisaikaan . Sitoutunut osa toimii säiliönä tai varastona, josta lääke vapautuu hitaasti vapaassa muodossa. Kun sitoutumaton osa metaboloituu ja/tai erittyy kehosta, sitoutunut osa vapautuu tasapainon ylläpitämiseksi.
Koska albumiini on emäs, happamat ja neutraalit valmisteet sitoutuvat ensin albumiiniin. Jos albumiinifraktio kyllästyy, tämä lääke sitoutuu lipoproteiineihin. Tärkeimmät lääkkeet sitoutuvat happamaan alfa-1-glykoproteiiniin. Tämä on tärkeää, koska erilaiset olosuhteet voivat vaikuttaa plasman albumiinin, alfa-1-happaman glykoproteiinin ja lipoproteiinien tasoihin.
Vain sitoutumattomat lääkkeen fraktiot metaboloituvat maksassa ja muissa elimissä. Mitä enemmän lääke siirtyy vapaaseen muotoon, sitä enemmän se metaboloituu. Kun vapaan lääkkeen taso muuttuu, myös jakautumistilavuus muuttuu, koska lääke voi kulkeutua vapaasti kudoksiin, mikä johtaa plasman pitoisuuden tason laskuun. Nopeasti biotransformoituvien lääkkeiden puhdistuma riippuu maksan verenkierrosta. Hitaasti biotransformoituvien lääkkeiden osalta lääkkeen sitoutumattoman fraktion tason muutokset vaikuttavat suoraan sen puhdistumaan.
Sitoutumattoman fraktion määrää voivat muuttaa useat tekijät, kuten lääkkeen pitoisuus kehossa, plasman proteiinien määrä ja laatu sekä muiden lääkkeiden läsnäolo, joilla on suurempi affiniteetti plasman proteiineihin. Lääkkeen suurempien pitoisuuksien antaminen voi johtaa sitoutumattoman fraktion kasvuun, koska plasman proteiinit kyllästyvät lääkkeellä ja ylimääräinen lääke ei sitoudu. Jos plasman proteiinien määrä vähenee (lisääntyen kataboliaan , kakeksiaan , aliravitsemukseen , maksan ja munuaisten sairauksiin), sitoutumattoman lääkkeen osuus kasvaa. Lisäksi plasman proteiinien tila voi vaikuttaa lääkkeen määrään, jonka ne pystyvät sitomaan.
Kahden lääkkeen käyttö samanaikaisesti voi vaikuttaa niiden sitoutumiseen plasman proteiineihin. Oletetaan esimerkiksi, että lääke A ja lääke B pystyvät sitoutumaan proteiineihin. Jos pistämme lääkettä A, se sitoutuu proteiineihin. Mutta jos otamme käyttöön myös lääkkeen B, se voi syrjäyttää lääkkeen A ja siten lisätä sitoutumatonta fraktioaan. Tämä voi lisätä lääkkeiden aktiivisuutta, koska vain sitoutumattomat fraktiot voivat olla aktiivisia.
Proteiinia sitova vaikutus on merkittävin lääkkeillä, joilla on korkea affiniteetti (> 95 %) ja alhainen terapeuttinen indeksi , kuten varfariini. Alhainen terapeuttinen indeksi osoittaa, että lääkettä käytettäessä on suuri toksisuuden riski. Koska varfariini on antikoagulantti, jolla on alhainen terapeuttinen indeksi, se voi aiheuttaa verenvuotoa, jos oikeaa saatavuutta ei ylläpidetä. Jos potilas ottaa varfariinia samanaikaisesti muiden lääkkeiden kanssa, jotka syrjäyttävät varfariinin plasman proteiineista, kuten sulfonamidit , tämä voi lisätä verenvuotoriskiä.