Qu'est-ce que la pharmacodynamie?

La pharmacodynamie est une discipline pharmaceutique chargée de décrire les effets des médicaments sur l'organisme. Découvrez-en plus...

Rédigé et vérifié par el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Dernière mise à jour : 12 mai, 2023

La pharmacodynamie est définie comme l’étude des effets biochimiques, physiologiques et moléculaires des médicaments sur l’organisme. Il faut se rappeler que, d’un point de vue biologique, les médicaments ne créent pas de fonctions et de structures, mais modifient seulement leurs propres processus au niveau cellulaire.

La pharmacodynamie comprend donc trois étapes différentes : la liaison au récepteur, l’effet post-récepteur et les interactions chimiques. Cette discipline s’associe à la pharmacocinétique — doses et concentrations de médicaments — pour expliquer la relation entre la dose d’un médicament et une réponse dans l’organisme.

Nous vivons dans un monde où l’on estime que 95 % de la population souffre d’un type de pathologie et que les dépenses mondiales en médicaments s’élèvent à plus de 12 000 milliards de dollars par an. Ces données parlent d’elles-mêmes et, bien sûr, justifient la nécessité de savoir exactement et précisément comment les médicaments agissent dans l’organisme.

Pharmacodynamie et pharmacocinétique

Pour explorer le monde de la pharmacodynamie, il faut bien le différencier de son partenaire terminologique, la pharmacocinétique. Les deux sont des concepts étroitement liés, mais ils décrivent des processus différents et ont des utilités relativement différentes.

Comme l’indiquent les documents informatifs de PortalFarma, la pharmacocinétique étudie l’évolution temporelle des concentrations de médicaments dans le corps. Cela permet aux spécialistes de différencier un médicament potentiellement toxique d’un médicament thérapeutique.

La concentration du médicament dans le corps peut être résumée dans le mnémonique LADME. Cela signifie que la valeur dépend de la libération, de l’absorption, de la distribution, du métabolisme et de l’élimination du médicament en question.

La pharmacocinétique clinique utilise ces données pour choisir différentes variables liées au médicament : la voie d’administration, la forme pharmaceutique la plus efficace, la dose par prise ou encore l’intervalle d’administration. En bref, cette branche de la pharmacologie étudie les processus auxquels un médicament est soumis dans l’organisme, du moment où il entre jusqu’au moment où il en sort.

D’autre part, la pharmacodynamie prend le relais lorsqu’il s’agit d’expliquer les actions et les effets des médicaments dans l’organisme. Au-delà de leur passage dans l’organisme sous forme de concentrations et de variables. En résumé, nous pouvons définir les différences entre les deux concepts dans le schéma suivant :

1. Dose de médicament→ 2. Concentration sanguine→ 3. Effet pharmacologique

La pharmacocinétique présente sa variabilité entre les points 1 et 2, tandis que la pharmacodynamie s’exprime entre 2 et 3.

Cible d’action pharmacologique

Pour débuter l’étude pharmacodynamique d’un médicament, il faut d’abord connaître quelle est la structure cible. C’est-à-dire connaître l’endroit qu’il va rejoindre de manière primaire. En général, il en existe plusieurs types que nous abordons ci-dessous.

1. Enzymes

Le médicament peut être associé à des enzymes. Les enzymes sont des molécules qui accélèrent la vitesse de réaction des cellules, donc le métabolisme cellulaire sera modifié par cette action. Les médicaments peuvent être les suivants :

1. Inhibiteurs réversibles ou irréversibles de la réaction chimique catalysée par l’enzyme en question.
2. Faux substrats : analogues du substrat biologique de la réaction pour qu’elle se produise.

2. Systèmes de transport

Les médicaments peuvent également s’associer aux systèmes de transport de la membrane cellulaire. Ces canaux permettent ou inhibent l’entrée de molécules dans la cellule. Le médicament peut agir de la manière suivante en ce qui concerne ce mode de transport :

• Il peut bloquer certains canaux ioniques, comme le canal sodium, modifiant ainsi le flux d’ions entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule. Un exemple de ce mécanisme d’action est l’anesthésie locale.
• Il peut être associé à des molécules qui sont transportées à contre-courant du gradient de concentration et qui nécessitent donc de l’énergie pour pénétrer dans la cellule.

3. Récepteurs

La plupart des médicaments exercent leur fonction par ce mécanisme. C’est-à-dire en se liant aux composants macromoléculaires présents dans la membrane cellulaire, le cytoplasme ou le noyau, généralement des protéines. La sélectivité d’un médicament est définie par la spécificité de l’adhérence du médicament au récepteur cible.

Un médicament qui va se lier à un récepteur est appelé un ligand et forme avec lui une entité appelée “complexe de coordination”. Les ligands sont classés en deux grands groupes :

• Agonistes : le médicament se lie au récepteur cellulaire et provoque une réponse similaire à celle que provoquerait la substance physiologique d’origine. En d’autres termes, ce sont des “activateurs”.
• Antagonistes : se lie au récepteur cible, empêchant les agonistes d’accomplir leur fonction biologique. Ils sont de nature inhibitrice et peuvent être divisés en antagonistes compétitifs et non compétitifs.

Comme l’indiquent les sources bibliographiques, la nature des agonistes et des antagonistes est diverse et complexe. Pour cette raison, nous nous limiterons à expliquer leur fonctionnement au-delà de la typologie existante, car nous avons encore beaucoup à expliquer sur les récepteurs.

Le taux de liaison entre le médicament et le récepteur, un paramètre très important lorsqu’on parle de récepteurs et de ligands au niveau pharmacologique, dépend de trois caractéristiques principales. Ce sont les suivants :

1. Affinité : capacité des médicaments à se lier de manière stable à un récepteur donné et à former le complexe médicament-récepteur.
2. Spécificité : capacité du médicament à discriminer une molécule d’une autre.
3. Activité ou efficacité intrinsèque : elle est définie comme l’efficacité biologique du complexe médicament-récepteur à produire une réponse plus ou moins importante au niveau cellulaire. Cette valeur varie entre 0 et 1, 1 étant l’efficacité maximale possible.

La liaison du médicament au récepteur peut être définie plus en détail par la simple équation suivante :

L + R ⇆ L*R

L étant le ligand et R le récepteur, cette équation nous montre que la réponse cellulaire est associée à la fraction de récepteurs liés à leurs ligands. Cette fraction de récepteurs par rapport à leurs ligands est appelée “occupation”. La relation entre l’occupation et la réponse pharmacologique n’est généralement pas linéaire.

Enfin, un autre des paramètres clés pour quantifier l’interaction médicament-récepteur est la relation entre la dose du médicament et l’effet sur le corps. Cela peut être mesuré par la “dose efficace 50”, qui représente la dose de l’agoniste nécessaire pour provoquer 50% de son effet maximum (affinité/puissance).

Les courbes dose-effet permettent de quantifier l’action d’un médicament sur l’organisme.

Effets sur le corps

La plupart des médicaments agissent en inhibant ou en stimulant les cellules, en les détruisant ou en remplaçant certaines substances d’intérêt en leur sein. Certains des exemples des effets des médicaments sur le corps sont les suivants. Nous les verrons plus haut :

• Contrôle des canaux ioniques : ils augmentent la perméabilité de la membrane cellulaire et la conduction des ions à travers celle-ci.
• Formation de seconds messagers : ils forment des molécules qui transduisent des signaux “en aval” dans la cellule, jusqu’à induire une modification physiologique de l’effecteur. Ces signaux peuvent avoir de multiples effets fonctionnels sur la cellule.
• Activité enzymatique : les médicaments peuvent modifier la structure conformationnelle de certaines protéines, en les activant ou en les inactivant.
• Contrôle de la transcription : ils peuvent moduler la transcription des protéines qui se produit à l’intérieur de la cellule, c’est-à-dire les processus liés à l’ADN et à l’ARN.

Pharmacodynamie et interactions médicamenteuses

La pharmacodynamie est également chargée de décrire les interactions médicamenteuses. C’est-à-dire lorsque deux médicaments ou plus interagissent, augmentant ou diminuant l’action de l’autre. Les interactions pharmacodynamiques concernent l’augmentation ou la diminution de l’action pharmacologique et donc de l’effet thérapeutique attendu.

Un exemple de ceci est la synergie, c’est-à-dire lorsque la présence conjointe de deux médicaments ou plus dans le corps augmente leurs effets. Cette synergie peut être une sommation – l’effet résultant est la somme des partiels – ou une potentialisation – l’effet est plus que la somme de ses parties.

Décrire les interactions médicamenteuses est essentiel, car toutes les substances ne sont pas bonnes ou adaptées pour tous les patients. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), il est conseillé de n’administrer qu’un seul médicament pour chaque traitement, bien qu’il existe des exceptions claires à cette règle générale.

Modifications de l’action des médicaments

Enfin, il est essentiel de savoir que la pharmacodynamie étudie également les facteurs qui modifient l’action du médicament. Selon les sites professionnels, d’autres troubles ou maladies, le vieillissement ou l’interaction avec d’autres médicaments sont des paramètres pouvant altérer les caractéristiques pharmacodynamiques d’un médicament.

De manière générale, on peut regrouper tous ces facteurs à prendre en compte dans la liste suivante :

• Physiologiques : âge, poids, origine ethnique, patrimoine génétique, sexe et autres paramètres normaux intrinsèques à l’individu.
• Pathologiques : stress, facteurs endocriniens, insuffisance rénale ou hépatique et maladie cardiaque, par exemple. Aussi intrinsèque à l’individu. Certains cas particuliers peuvent être la thyrotoxicose, certains types de diabète ou la myasthénie grave, car ces pathologies perturbent clairement l’effet de certains médicaments.
• Pharmacologique : dose et voies d’administration ou interactions entre médicaments par exemple. En général, ce terrain est couvert dans la phase pharmacocinétique.
• Environnemental : conditions météorologiques ou présence de composés toxiques dans l’environnement, entre autres. Ils sont extrinsèques à l’individu.

De plus, l’action d’un médicament peut être modifiée par le développement d’une tolérance chez le patient. Celle-ci peut être lente et progressive —variante générale— ou se présenter rapidement. Dans ce dernier cas, l’événement est appelé tachyphylaxie.

Pharmacodynamie: conclusion

En résumé, nous pouvons affirmer que la pharmacodynamie est une branche de la pharmacologie chargée d’étudier les effets d’un médicament dans l’organisme, du récepteur dans lequel il se lie aux interactions avec un autre médicament éventuel. La pharmacocinétique est un compagnon essentiel de cette discipline, car elle décrit le passage du médicament dans l’organisme.

Ainsi, dans un monde où prescriptions médicales et traitements simultanés sont à l’ordre du jour, disposer d’un outil comme la pharmacodynamie est indispensable. En effet, quantifier l’effet des médicaments sur le corps est essentiel pour guérir les maladies.