Farmacodynamiek

Farmacodynamieken farmacokinetiek zijn disciplines waarmee we precies kunnen beschrijven hoe geneesmiddelen door het lichaam gaan en welke effecten ze op het lichaam hebben.

Beoordeeld en goedgekeurd door el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Geschreven door Samuel Antonio Sánchez Amador

Laatste update: 04 juni, 2023

Farmacodynamiek of farmacodynamie wordt gedefinieerd als de studie van de biochemische, fysiologische en moleculaire effecten van geneesmiddelen op het lichaam. We mogen niet vergeten dat medicijnen vanuit biologisch oogpunt geen functies en structuren creëren, maar alleen hun eigen processen op cellulair niveau wijzigen.

Farmacodynamiek omvat drie verschillende stappen: receptorbinding, postreceptoreffect en chemische interacties. Deze discipline werkt samen met farmacokinetiek -doses en concentraties van medicijnen – om de relatie tussen de dosis van een medicijn en een reactie in het lichaam te verklaren.

We leven in een wereld waarin naar schatting 95% van de bevolking een of andere pathologie heeft en de wereldwijde uitgaven (Spaanse link) aan medicijnen oplopen tot meer dan 12.000 miljard dollar per jaar. Deze gegevens spreken voor zich en rechtvaardigen natuurlijk de noodzaak om precies en precies te weten hoe medicijnen in het lichaam werken.

Farmacodynamiek en farmacokinetiek

Om de wereld van de farmacodynamiek te verkennen, moeten we deze duidelijk onderscheiden van zijn terminologische partner, farmacokinetiek. Beide zijn sterk met elkaar verbonden concepten, maar ze beschrijven verschillende processen en hebben relatief verschillende hulpprogramma’s.

Zoals de informatieve materialen van PortalFarma (Spaanse link) aangeven, bestudeert farmacokinetiek het tijdsverloop van geneesmiddelconcentraties in het lichaam. Hierdoor kunnen specialisten een potentieel toxisch medicijn onderscheiden van een therapeutisch medicijn.

De concentratie van het medicijn in het lichaam kan worden samengevat in het VADME- geheugensteuntje. Dit betekent dat de waarde afhangt van de Vrijgave, Absorptie, Distributie, Metabolisme en Eliminatie van het geneesmiddel in kwestie.

Klinische farmacokinetiek gebruikt deze gegevens om verschillende variabelen te kiezen die verband houden met het geneesmiddel:

• De toedieningsweg.
• De meest effectieve farmaceutische vorm.
• Dosis per injectie of het doseringsinterval.

Kortom, deze tak van de farmacologie bestudeert de processen waaraan een medicijn in het lichaam wordt onderworpen, vanaf het moment dat het binnenkomt tot het moment dat het weer vertrekt.

Aan de andere kant neemt de farmacodynamiek het over als het gaat om het verklaren van de acties en effecten van medicijnen in het lichaam, buiten hun passage door het lichaam in de vorm van concentraties en variabelen. Samenvattend kunnen we de verschillen tussen beide concepten definiëren in het volgende schema:

1. Medicijndosis→ 2. Bloedconcentratie→ 3. Farmacologisch effect

De farmacokinetiek presenteert zijn variabiliteit tussen punten 1 en 2, terwijl de farmacodynamiek wordt uitgedrukt tussen 2 en 3.

Doelwit van farmacologische actie

Om te beginnen met de farmacodynamische studie van een medicijn, is het eerst nodig om te weten wat de doelstructuur is. Dat wil zeggen, op een primaire manier weten waar je naartoe gaat. Over het algemeen zijn er verschillende soorten en die zullen we je hieronder vertellen.

1. Enzymen

Het medicijn kan in verband worden gebracht met enzymen. Enzymen zijn moleculen die de reactiesnelheid van cellen versnellen, dus het celmetabolisme zal door deze actie worden gewijzigd. De medicijnen kunnen de volgende zijn:

1. Omkeerbare of onomkeerbare remmers van de chemische reactie gekatalyseerd door het enzym in kwestie.
2. Valse substraten: analogen van het biologische substraat van de reactie om deze te laten plaatsvinden.

2. Transportsystemen

Geneesmiddelen kunnen zich ook associëren met celmembraantransportsystemen. Deze kanalen staan of remmen de binnenkomst van moleculen in de cel toe. Het medicijn kan op de volgende manieren werken voor zover het deze transportmethode betreft:

• Het kan sommige ionenkanalen blokkeren, zoals het natriumkanaal, waardoor de stroom van ionen tussen binnen en buiten de cel wordt gewijzigd. Een voorbeeld van dit werkingsmechanisme is lokale anesthesie.
• Het kan worden geassocieerd met moleculen die tegen de concentratiegradiënt in worden getransporteerd en daarom energie nodig hebben om de cel binnen te gaan.

3. Ontvangers

De meeste geneesmiddelen oefenen hun functie uit via dit mechanisme, dat wil zeggen door zich te binden aan macromoleculaire componenten die aanwezig zijn in het celmembraan, het cytoplasma of de kern, meestal eiwitten. De selectiviteit van een medicijn wordt bepaald door de specificiteit van de hechting van het medicijn aan de doelreceptor.

Een medicijn dat aan een receptor gaat binden, wordt een ligand genoemd en vormt daarmee een entiteit die een ‘coördinatiecomplex’ wordt genoemd. Liganden worden ingedeeld in twee grote groepen:

• Agonisten: het medicijn bindt zich aan de celreceptor en bevordert een respons die vergelijkbaar is met die welke de oorspronkelijke fysiologische substantie zou veroorzaken. Met andere woorden, het zijn ‘activators’.
• Antagonisten: binden zich aan de doelreceptor, waardoor agonisten hun biologische functie niet kunnen uitoefenen. Ze zijn remmend van aard en kunnen verder worden onderverdeeld in competitieve en niet-competitieve antagonisten.

Zoals aangegeven door bibliografische bronnen (Spaanse link), is de aard van agonisten en antagonisten divers en complex. Om deze reden zullen we ons beperken tot het uitleggen van de werking ervan buiten de bestaande typologie, aangezien we nog veel moeten uitleggen over de receptoren.

De bindingssnelheid tussen de medicijnreceptor, een zeer belangrijke parameter wanneer we het hebben over receptoren en liganden op farmacologisch niveau, hangt af van drie hoofdkenmerken.

Dit zijn de volgende:

1. Affiniteit: het vermogen van geneesmiddelen om stabiel aan een bepaalde receptor te binden en het geneesmiddel-receptorcomplex te vormen.
2. Specificiteit: het vermogen van het geneesmiddel om de ene molecule van de andere te onderscheiden.
3. Intrinsieke activiteit of werkzaamheid: wordt gedefinieerd als de biologische werkzaamheid van het geneesmiddelreceptorcomplex om een grotere of kleinere respons op cellulair niveau te produceren. Deze waarde varieert tussen 0 en 1, waarbij 1 het maximaal mogelijke rendement is.

De binding van het geneesmiddel aan de receptor kan verder worden gedefinieerd door de volgende eenvoudige vergelijking:

L + R ⇆ L*R

Omdat L de ligand is en R de receptor, laat deze vergelijking ons zien dat de cellulaire respons verband houdt met de fractie receptoren die aan hun liganden zijn gebonden. Deze fractie van receptoren ten opzichte van hun liganden staat bekend als ‘bezetting’. De relatie tussen bezetting en farmacologische respons is over het algemeen niet lineair.

Tot slot is een andere belangrijke parameter om de interactie tussen geneesmiddel en receptor te kwantificeren de relatie tussen de dosis van het geneesmiddel en het effect op het lichaam. Dit kan worden gemeten aan de hand van de ’50 effectieve dosis’, die de dosis van de agonist vertegenwoordigt die nodig is om 50% van het maximale effect (affiniteit/potentie) te veroorzaken.

Effecten op het lichaam

De meeste medicijnen werken door cellen te remmen of te stimuleren, ze te vernietigen of bepaalde interessante stoffen erin te vervangen. Hieronder volgen enkele voorbeelden van de effecten van medicijnen op het lichaam:

• Controle van ionenkanalen: ze verhogen de doorlaatbaarheid van het celmembraan en de geleiding van ionen er doorheen.
• Vorming van tweede boodschappers: ze vormen moleculen die signalen ‘downstream’ in de cel overbrengen, totdat ze een fysiologische verandering in de effector teweegbrengen. Deze signalen kunnen meerdere functionele effecten op de cel hebben.
• Enzymatische activiteit: medicijnen kunnen de conformationele structuur van bepaalde eiwitten wijzigen door ze te activeren of te inactiveren.
• Controle van transcriptie: ze kunnen de eiwittranscriptie moduleren die plaatsvindt in de cel, dat wil zeggen processen die verband houden met DNA en RNA.

Farmacodynamiek en interacties tussen geneesmiddelen

Farmacodynamiek is ook verantwoordelijk voor het beschrijven van geneesmiddelinteracties, dat wil zeggen wanneer twee of meer geneesmiddelen op elkaar inwerken, waardoor de werking van de ander toeneemt of afneemt. Farmacodynamische interacties hebben te maken met de toename of afname van de farmacologische werking en dus van het verwachte therapeutische effect.

Een voorbeeld hiervan is synergie, dat wil zeggen wanneer de gezamenlijke aanwezigheid van twee of meer geneesmiddelen in het lichaam hun effecten vergroot. Deze synergie kan som zijn – het resulterende effect is de som van de delen – of potentiëring – het effect is meer dan de som der delen.

Het is essentieel om de geneesmiddelinteracties tussen hen te beschrijven, omdat ze niet allemaal positief zijn voor de patiënt. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO – Engelse link) is het raadzaam om per behandeling slechts één geneesmiddel toe te dienen, al zijn er duidelijke uitzonderingen op deze algemene regel.

Wijzigingen van de werking van medicijnen

Tot slot is het essentieel om te weten dat de farmacodynamiek ook de factoren bestudeert die de werking van het medicijn wijzigen. Volgens professionele portalen (Spaanse link) zijn andere aandoeningen of ziekten, veroudering of interactie met andere medicijnen parameters die de farmacodynamische eigenschappen van een medicijn kunnen veranderen.

Over het algemeen kunnen we al deze factoren om rekening mee te houden in de volgende lijst verzamelen:

• Fysiologisch: leeftijd, gewicht, etniciteit, genetische overerving, geslacht en andere normale parameters die inherent zijn aan het individu.
• Pathologisch: stress, endocriene factoren, nier- of leverfalen en bijvoorbeeld hartaandoeningen. Ook eigen aan het individu. Sommige specifieke gevallen kunnen thyreotoxicose, bepaalde soorten diabetes of myasthenia gravis zijn, aangezien deze pathologieën het effect van sommige medicijnen duidelijk verstoren.
• Farmacologisch: bijvoorbeeld dosis en toedieningsweg of interacties tussen geneesmiddelen. Over het algemeen wordt deze grond behandeld in de farmacokinetische fase.
• Milieu: onder andere weersomstandigheden of aanwezigheid van giftige stoffen in het milieu. Ze zijn extrinsiek aan het individu.

Daarnaast kan de werking van een medicijn worden gewijzigd door de ontwikkeling van tolerantie door de patiënt. Dit kan langzaam en progressief zijn -algemene variant- of snel aanwezig. In het laatste geval wordt de gebeurtenis tachyfylaxie genoemd.

Laatste overwegingen over farmacodynamiek

Samenvattend kunnen we stellen dat farmacodynamiek een tak van de farmacologie is die verantwoordelijk is voor het bestuderen van de effecten van een medicijn in het lichaam, van de receptor waarin het zich bindt tot de interacties met een ander mogelijk medicijn. Farmacokinetiek is een essentiële aanvulling op deze discipline, omdat het de doorgang van het medicijn door het lichaam beschrijft.

In een wereld waar medische voorschriften en gelijktijdige behandelingen aan de orde van de dag zijn, is het dus essentieel om over een hulpmiddel als farmacodynamiek te beschikken. Ongetwijfeld is het kwantificeren van het effect van medicijnen op het lichaam essentieel om ziekten te genezen.