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Farmacodinámica

La farmacodinámica y la farmacocinética son disciplinas que nos permiten describir, de forma exacta, el paso de los fármacos por el cuerpo y los efectos que estos tienen sobre el organismo.

Farmacodinámica
Samuel Antonio Sánchez Amador

Escrito por el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador en 07 Noviembre, 2020

Última actualización: 07 Noviembre, 2020

La farmacodinámica o farmacodinamia se define como el estudio de los efectos bioquímicos, fisiológicos y moleculares de los fármacos sobre el organismo. Debemos recordar que, desde un punto de vista biológico, los fármacos no crean funciones y estructuras, sino que únicamente modifican procesos propios a nivel celular.

La farmacodinámica comprende tres etapas diferentes: la unión a receptores, el efecto posreceptor y las interacciones químicas. Esta disciplina trabaja junto con la farmacocinética —dosis y concentraciones de los fármacos— para explicar la relación entre la dosis de un medicamento y una respuesta en el cuerpo.

Vivimos un mundo donde se estima que el 95 % de la población presenta algún tipo de patología y el gasto mundial de medicamentos se eleva a más de 12000 de miles de millones de dólares anuales. Estos datos hablan por sí mismos y, desde luego, justifican la necesidad de conocer de forma exacta y precisa cómo funcionan las medicinas en el cuerpo.

Farmacodinámica y farmacocinética

La farmacodinámica comprende tres etapas diferentes.

Para explorar el mundo de la farmacodinámica, es necesario que la diferenciemos claramente de su compañera terminológica, la farmacocinética. Ambos son conceptos muy interrelacionados, pero describen procesos diferentes y tienen utilidades relativamente distintas.

Tal y como indican los materiales divulgativos de PortalFarma, la farmacocinética estudia el curso temporal de las concentraciones de los fármacos en el organismo. Esto permite a los especialistas diferenciar a un medicamento potencialmente tóxico de uno terapéutico.

La concentración del fármaco en el cuerpo se puede resumir en la regla nemotécnica LADME. Esto quiere decir que el valor depende de la Liberación, Absorción, Distribución, Metabolismo y Eliminación del medicamento en cuestión.

La farmacocinética clínica utiliza estos datos para elegir diferentes variables referentes al fármaco: la vía de administración, la forma farmacéutica más efectiva, la dosis por toma o el intervalo de dosificación. En resumen, esta rama de la farmacología estudia los procesos a los que un medicamento es sometido en el organismo, desde que entra hasta que sale.

Por otro lado, la farmacodinámica coge el relevo cuando se trata de explicar las acciones y los efectos de los fármacos dentro del organismo, más allá de su paso por el cuerpo en forma de concentraciones y variables. En resumen, podemos definir las diferencias entre ambos conceptos en el siguiente esquema:

1. Dosis del medicamento→ 2. Concentración en sangre→ 3. Efecto farmacológico

La farmacocinética presenta su variabilidad entre los puntos 1 y 2, mientras que la farmacodinámica se expresa entre el 2 y 3.

Diana de la acción farmacológica

Para comenzar con el estudio farmacodinámico de un medicamento, primero hay que saber cuál es la estructura diana. Es decir, conocer el lugar al que se va a unir de forma primaria. En general, se diferencian varios tipos y te los contamos a continuación.

1. Enzimas

El fármaco puede asociarse a enzimas. Las enzimas son moléculas que aceleran la velocidad de reacción de las células, por lo que el metabolismo celular se verá modificado con esta acción. Los fármacos pueden ser los siguientes:

  1. Inhibidores reversibles o irreversibles de la reacción química catalizada por la enzima en cuestión.
  2. Falsos sustratos: análogos del sustrato biológico de la reacción para que esta se produzca.

2. Sistemas de transporte

Los fármacos también pueden asociarse a sistemas de transporte de la membrana celular. Estos canales permiten o inhiben la entrada de moléculas al interior de la célula. El medicamento puede actuar de las siguientes formas en lo que a este método de transporte se refiere:

  • Puede bloquear algún canal iónico —como el canal de sodio—, modificando así el flujo de iones entre dentro y fuera de la célula. Un ejemplo de este mecanismo de acción son los anestésicos locales.
  • Puede asociarse a moléculas que se transportan en contra del gradiente de concentración y, por lo tanto, requieren de energía para entrar en la célula.

3. Receptores

La mayoría de las drogas ejercen su función a través de este mecanismo, es decir, uniéndose a componentes macromoleculares presentes en la membrana celular, el citoplasma o el núcleo—generalmente proteínas—. La selectividad de un fármaco viene definida por la especificidad de la adherencia del medicamento al receptor diana.

Un fármaco que se va a unir a un receptor recibe el nombre de ligando, y  forma con este una entidad denominada “complejo de coordinación”. Los ligandos se clasifican en dos grandes grupos:

  • Agonistas: el medicamento se une al receptor celular y promueve una respuesta similar a la que causaría la sustancia fisiológica original. En otras palabras, son “activadores”.
  • Antagonistas: se une al receptor diana, evitando que los agonistas realicen su función biológica. Son de naturaleza inhibitoria, y se pueden dividir, a su vez, en antagonistas competitivos y no competitivos.

Tal y como indican fuentes bibliográficas, la naturaleza de los agonistas y antagonistas es diversa y compleja. Por ello, nos limitaremos a explicar su funcionamiento más allá de la tipología existente, pues aún nos queda mucho que explicar de los receptores.

La tasa de unión entre el fármaco-receptor, un parámetro importantísimo a la hora de hablar de receptores y ligandos a nivel farmacológico, depende de tres características principales. Estas son las siguientes:

  1. Afinidad: capacidad de los fármacos para unirse de forma estable a un receptor determinado y formar el complejo fármaco-receptor.
  2. Especificidad: capacidad del medicamento para discriminar una molécula de otra.
  3. Actividad intrínseca o eficacia: se define como la eficacia biológica del complejo fármaco-receptor para producir una mayor o menor respuesta a nivel celular. Este valor varía entre 0 y 1, siendo 1 la eficacia máxima posible.

La unión del fármaco al receptor se puede definir, además, mediante la siguiente ecuación simple:

L + R ⇆ L*R

Siendo el ligando y el receptor, esta ecuación nos viene a mostrar que la respuesta celular está asociada a la fracción de receptores unidos a sus ligandos. Esta fracción de receptores con respecto a sus ligandos se conoce como “ocupancia”. La relación entre la ocupancia y la respuesta farmacológica en general no es lineal.

Por último, otro de los parámetros clave para cuantificar la interacción fármaco-receptor es la relación de la dosis del medicamento con el efecto sobre el cuerpo. Esto se puede medir mediante la “dosis eficaz 50”, que representa la dosis del agonista necesaria para causar el 50 % de su efecto máximo (afinidad/potencia).

Las curvas dosis-efecto nos permite cuantificar la acción de un fármaco sobre el organismo.

Farmacodinámica.

Efectos en el cuerpo

La mayoría de los fármacos actúan inhibiendo o estimulando células, destruyéndolas o reemplazando en su interior ciertas sustancias de interés. Algunos de los ejemplos de los efectos de los fármacos en el cuerpo son los siguientes. Los veremos por encima:

  • Control de canales iónicos: aumentan la permeabilidad de la membrana celular y la conducción de iones a través de ella.
  • Formación de segundos mensajeros: forman moléculas que transducen señales “corriente abajo” en la célula, hasta inducir un cambio fisiológico en el efector. Estas señales pueden tener múltiples efectos funcionales sobre la célula.
  • Actividad enzimática: los fármacos pueden modificar la estructura conformacional de ciertas proteínas, activándolas o inactivándolas.
  • Control de transcripción: pueden modular la transcripción proteica que se produce en el interior de la célula, es decir, procesos relacionados con el ADN y ARN.

Interacciones farmacológicas

La farmacodinámica también se encarga de describir las interacciones farmacológicas, es decir, cuando dos fármacos o más interaccionan, aumentando o disminuyendo la acción del otro. Las interacciones farmacodinámicas tienen que ver con el aumento o disminución de la acción farmacológica y, por tanto, del efecto terapéutico esperado.

Un ejemplo de esto es la sinergia, es decir, cuando la presencia conjunta de dos o más fármacos en el organismo incrementa sus efectos. Esta sinergia puede ser de suma —el efecto resultante es la suma de los parciales— o de potenciación —el efecto es más que la suma de sus partes—.

Describir las interacciones de los fármacos entre ellos es esencial, pues no todas ellas son positivas para el paciente. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), es aconsejable que solo se administre un medicamento por cada tratamiento, si bien existen claras excepciones a esta regla general.

Modificaciones de la acción del fármaco

Finalmente, es esencial conocer que la farmacodinámica también estudia los factores que modifican la acción del fármaco. Según portales profesionales, otros trastornos u enfermedades, el envejecimiento o la interacción con otros fármacos son parámetros que pueden alterar las características farmacodinámicas de un medicamento.

En general, podemos reunir todos estos factores a tener en cuenta en la siguiente lista:

  • Fisiológicos: edad, peso, etnia, herencia genética, género y otros parámetros normales intrínsecos al individuo.
  • Patológicos: estrés, factores endocrinos, insuficiencias renales o hepáticas y cardiopatías, por ejemplo. También intrínsecos al individuo. Algunos casos concretos pueden ser la tirotoxicosis, ciertos tipos de diabetes o la miastenia grave, pues estas patologías trastocan claramente el efecto de algunos medicamentos.
  • Farmacológicos: dosis y vías de administración o interacciones entre fármacos, por ejemplo. En general, este terreno se cubre en la fase farmacocinética.
  • Ambientales: condiciones meteorológicas o presencia de compuestos tóxicos en el medio, entre otros. Son extrínsecos al individuo.

Además de esto, la acción de un fármaco puede verse modificada por el desarrollo de tolerancia por parte del paciente. Esta puede ser lenta y progresiva —variante general— o presentarse rápidamente. En este último caso, el evento recibe el nombre de taquifilaxia.

Consideraciones finales

Como resumen, podemos afirmar que la farmacodinámica es una rama de la farmacología que se encarga de estudiar los efectos de un medicamento en el organismo, desde el receptor en el que se une hasta las interacciones con otro posible fármaco. La farmacocinética es compañera esencial de esta disciplina, pues describe el paso del medicamento por el organismo.

Así pues, en un mundo donde las prescripciones médicas y los tratamientos simultáneos están a la orden del día, tener una herramienta como la farmacodinámica a nuestra disposición se hace esencial. Sin duda, cuantificar el efecto de los fármacos sobre el organismo es imprescindible para curar las enfermedades.

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  • Gasto mundial en medicamentos del 2010 al 2023, Statista. Recogido a 2 de octubre en https://es.statista.com/estadisticas/636079/gasto-mundial-en-medicamentos/
  • Farmacocinética y farmacodinámica, portalfarma. Recogido a 2 de noviembre en http://cofsegovia.portalfarma.com/Documentos/Curso%20Fisioterap%C3%A9utas/2.-%20Farmacocin%C3%A9tica%20y%20Farmacodinamia.pdf
  • Katzung, B. G., Masters, S. B., & Trevor, A. J. (2012). Farmacología básica y clínica. McGraw Hill Educación.
  • Farmacodinámica, MSDmanuals. Recogido a 2 de noviembre en https://www.msdmanuals.com/es-es/professional/farmacolog%C3%ADa-cl%C3%ADnica/farmacodin%C3%A1mica/generalidades-sobre-la-farmacodin%C3%A1mica

Samuel Antonio Sánchez Amador
Samuel Antonio Sánchez Amador

Graduado en Biología por la Universidad de Alcalá de Henares (2018). Máster en Zoología en la Universidad Complutense de Madrid (2019). A lo largo de su carrera estudiantil, se ha especializado en áreas de parasitología, epidemiología, microbiología y otras ramas que convergen entre la ciencia experimental y la medicina.

Formó parte de un equipo de investigación del departamento de Biología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales (CSIC) durante dos años, durante los cuales obtuvo conocimiento específico acerca de ADN, heredabilidad y otras cuestiones genéticas.

A día de hoy, se dedica a tiempo completo a la divulgación científica, redactando para portales de índole médica, psicológica y epidemiológica.