Farmakokinetiikka ( muista kreikkalaisista sanoista φάρμακον - lääketiede ja κίνησις - liike) - farmakologian osa, joka tutkii kemiallisten ja biologisten prosessien kineettisiä malleja, jotka tapahtuvat lääkkeen kanssa eläimen tai ihmisen kehossa.
Farmakokinetiikkaa ei pidä sekoittaa farmakodynamiikkaan , joka liittyy myös farmakologisiin ominaisuuksiin. Farmakokinetiikka on tiedettä lääkkeen kemiallisista muutoksista kehossa, kun taas farmakodynamiikka on tiedettä lääkkeen vaikutusmekanismista kehossa. Toisin sanoen farmakokinetiikka on yksittäisen lääkemolekyylin kohtalo (lääkemolekyylien biokemiallinen muutos kehossa), ja farmakodynamiikka on kehon kohtalo tämän lääkkeen toiminnan jälkeen (vaikutusmekanismi ja vaikutukset).
Tärkeimmät farmakokineettiset prosessit: imeytyminen, erittyminen (poistaminen), jakautuminen ja metabolia .
Farmakokinetiikkaa ovat luoneet eri maiden eri alojen tutkijat.
Vuonna 1913 biokemistit L. Michaelis ja M. Menten ehdottivat Victor Henrin varhaiseen työhön perustuen yhtälöä entsymaattisten prosessien kinetiikalle , jota käytetään laajasti nykyaikaisessa farmakokinetiikassa kuvaamaan lääkkeiden metaboliaa .
Ruotsalaiset fysiologit E. Widmark, D. Tandberg (1924) ja T. Theorell (1937) käyttivät differentiaaliyhtälöjärjestelmiä analysoidessaan erilaisia lääkkeiden antomenetelmiä.
Amerikkalainen fysiologi W. Hamilton ja muut (1931) käyttivät tilastollisten momenttien menetelmää arvioidakseen farmakokineettisiä parametreja kokeellisista tiedoista.
Lääkeaineenvaihdunnan perustan loivat englantilaiset biokemistit X. Bray, W. Thorp ja C. White (1951).
K. Lapp Ranskassa (1948-1956), A. van Gemert ym. Tanskassa (1950), E. Kruger-Timmer (1960) kehittivät käytännön näkökohtia farmakokinetiikan käytöstä farmakoterapian optimoimiseksi ja itse asiassa farmakokinetiikka - Dost 1968) Saksassa (jälkimmäinen on termin "farmakokinetiikka" kirjoittaja).
Farmakokinetiikka kehittyi 50-luvun alkuun asti. 20. vuosisata Sitä rajoitti erittäin herkkien ja valikoivien menetelmien puute lääkeaineiden mikropitoisuuksien analysoimiseksi biologisissa väliaineissa ja tutkimuksen riittämätön tietokoneisointi . Näiden ongelmien ratkaisemisen myötä farmakokinetiikkaa on kehitetty edelleen. Venäjällä farmakokinetiikan kehitys alkoi 60-luvulla . ja se liittyy V. A. Filovin, V. N. Solovjovin ja V. P. Jakovlevin nimiin.
Farmakokinetiikka auttaa ratkaisemaan farmakoterapian tehokkuuden ja turvallisuuden ongelman tutkimalla lääkkeiden terapeuttisten, toksisten ja sivuvaikutusten riippuvuutta niiden pitoisuuksista vaikutuskohdassa tai analysoitavassa biologisessa ympäristössä (useimmiten veressä) ja laskemalla optimaaliset annosteluohjelmat lääkkeiden optimaalisten pitoisuuksien luomiseksi ja ylläpitämiseksi.
Lääkeaineiden ja niiden aineenvaihduntatuotteiden mikropitoisuuksien määrittämiseen käytetään kromatografiaa , spektri- , immunokemiallisia, radioisotooppi- ja muita menetelmiä.
Kaikissa tapauksissa, kun lääkettä ei anneta verisuonipohjaan , se pääsee verenkiertoon imeytymällä; kiinteän muodon tapauksessa liukeneminen (vapautuminen) tapahtuu ensin, ja sitten lääkemolekyylit tulevat systeemiseen verenkiertoon , useimmiten yksinkertaisella diffuusiolla injektiokohdasta ja joskus aktiivisella kuljetuksella. Ns. pidennetyt (hidastetut) annosmuodot tarjoavat hitaan, kontrolloidun lääkeaineen saannin elimistöön ja sen biologisen hyötyosuuden .
Nieltynä peruslääkeaine ( amiinit ) imeytyy yleensä ohutsuolessa ( sublingvaaliset annosmuodot imeytyvät suuontelosta , peräsuolesta peräsuolesta ), neutraaleja tai happamia lääkeaineita alkaa imeytyä jo suolistossa. vatsa .
Imeytymiselle on tunnusomaista imeytymisnopeus ja -aste (ns. biologinen hyötyosuus). Imeytymisaste on lääkeaineen määrä (prosentteina tai jakeina), joka pääsee verenkiertoon eri antomenetelmillä. Imeytymisnopeus ja -aste riippuu annosmuodosta sekä muista tekijöistä. Suun kautta otettuna monet lääkeaineet, jotka imeytyvät maksaentsyymien ( tai mahahapon ) vaikutuksesta, biotransformoituvat metaboliiteiksi, minkä seurauksena vain osa lääkeaineista pääsee verenkiertoon. Lääkkeen imeytymisaste ruoansulatuskanavasta yleensä laskee, kun lääke otetaan aterioiden jälkeen.
Kehossa lääkeaine jakautuu veren , solujen välisen nesteen ja kudossolujen välillä . Jakauma riippuu lääkemolekyylien suhteellisesta affiniteetista veren ja kudoksen biomakromolekyyleihin . Lääkeaineen farmakologisen vaikutuksen toteuttamisen välttämätön edellytys on sen tunkeutuminen kohdekudoksiin; päinvastoin, lääkeaineen pääsy välinpitämättömiin kudoksiin vähentää tehollista pitoisuutta ja voi johtaa ei-toivottuihin sivuvaikutuksiin (esimerkiksi karsinogeneesiin ).
Jakauman kvantifioimiseksi lääkkeen annos jaetaan sen alkuperäisellä pitoisuudella veressä ( plasma , seerumi ), ekstrapoloidaan antohetkeen tai käytetään tilastollisten momenttien menetelmää. Saadaan jakautumistilavuuden ehdollinen arvo (nesteen tilavuus, johon annos on liuotettava, jotta saavutetaan näennäistä alkupitoisuutta vastaava pitoisuus). Joidenkin vesiliukoisten lääkkeiden kohdalla jakautumistilavuuden arvo voi saada todellisia arvoja, jotka vastaavat veren, solunulkoisen nesteen tai koko kehon vesifaasin tilavuutta . Rasvaliukoisten lääkkeiden osalta nämä arviot voivat ylittää kehon todellisen tilavuuden 1-2 suuruusluokalla johtuen lääkeaineen selektiivisestä kumulaatiosta rasva- ja muiden kudosten toimesta.
Lääkeaineet erittyvät elimistöstä joko muuttumattomina tai biokemiallisten muutostensa tuotteina ( metaboliitteina ). Aineenvaihdunnan aikana yleisimmät prosessit ovat hapetus , pelkistys, hydrolyysi sekä yhdisteet, joissa on glukuroni-, rikki- , etikkahappo- ja glutationijäämiä. Metaboliitit ovat yleensä polaarisempia ja vesiliukoisempia kuin emolääke, joten ne erittyvät nopeammin virtsaan . Aineenvaihdunta voi edetä spontaanisti, mutta useimmiten sitä katalysoivat entsyymit (esimerkiksi sytokromit ), jotka sijaitsevat solukalvoissa ja maksan , munuaisten , keuhkojen , ihon , aivojen ja muiden soluelinten soluissa; jotkut entsyymit sijaitsevat sytoplasmassa . Aineenvaihduntamuutosten biologinen merkitys on rasvaliukoisten lääkkeiden valmistaminen poistumista varten elimistöstä.
Lääkeaineet erittyvät kehosta virtsan , ulosteiden , hien , syljen , maidon ja uloshengitysilman mukana . Erittyminen riippuu lääkkeen luovutusnopeudesta veren mukana erityselimeen ja varsinaisten eritysjärjestelmien aktiivisuudesta . Vesiliukoiset lääkkeet erittyvät yleensä munuaisten kautta . Tämä prosessi määräytyy kolmen pääprosessin summalla: glomerulusten (glomerulusten) suodatus, tubuluseritys ja uudelleenabsorptio. Suodatusnopeus on suoraan verrannollinen plasman vapaan lääkeaineen pitoisuuteen ; tubulaarinen eritys toteutetaan kyllästetyillä kuljetusjärjestelmillä nefronissa , ja se on ominaista joillekin orgaanisille anioneille , kationeille ja amfoteerisille yhdisteille; lääkeaineiden neutraalit muodot voivat imeytyä uudelleen. Polaariset lääkkeet, joiden molekyylipaino on yli 300, erittyvät pääasiassa sapen mukana ja sitten ulosteen mukana: erittymisnopeus on suoraan verrannollinen sapen virtaukseen sekä lääkkeen pitoisuuksien suhteeseen veressä ja sapessa.
Muut vapautumisreitit ovat vähemmän intensiivisiä, mutta niitä voidaan tutkia farmakokinetiikkatutkimuksessa. Erityisesti syljen lääkkeen pitoisuutta analysoidaan usein, koska monien lääkkeiden syljen pitoisuus on verrannollinen niiden pitoisuuteen veressä, tutkitaan myös lääkkeiden pitoisuutta rintamaidossa , mikä on tärkeää syljen turvallisuuden arvioinnissa. imetys.