La farmacocinetica

Che cosa succede a una molecola appena somministrata? Va incontro a una serie complessa di reazioni chimiche, fisiche e biologiche che, nel loro insieme, si chiamano “farmacocinetica”.

Ora cominciamo a descrivere che cosa succede al farmaco una volta che è entrato nell’organismo. Dopo aver esaminato tutte le possibili vie di accesso di un farmaco, e a prescindere dal suo compito, cioè dalla sua azione farmacologica, la molecola permane all’interno dell’organismo per un determinato periodo di tempo, prima di essere eliminata. Durante questo periodo viene sottoposta a una serie di reazioni (chimiche e fisiche) che vanno sotto il nome di farmacocinetica.

La farmacocinetica
La farmacocinetica è quella branca della farmacologia che studia il comportamento dei farmaci una volta introdotti nell’organismo. Essa comprende: la biodisponibilità, l’assorbimento, la distribuzione negli organi, nei tessuti e nelle cellule, le trasformazioni metaboliche cui vanno incontro, le vie e le modalità di eliminazione. Gli studi di farmacocinetica forniscono ai ricercatori e ai medici indicazioni sulla sede e sul meccanismo d’azione dei farmaci, sulla rapidità e la durata dei loro effetti, su eventuali fenomeni di accumulo e su altri parametri la cui conoscenza è necessaria per stabilire l’esatta posologia.

Forze contrapposte: l’azione farmacologica e la demolizione del farmaco
Il destino del farmaco una volta entrato nell’organismo prescinde dalla via di accesso che ha utilizzato. Non importa quale sia la via di somministrazione usata e quale sia il sito (tessuto, organo) attraverso il quale il farmaco è entrato nell’organismo: dopo aver superato il sito di assorbimento, la molecola si trova nel circolo sanguigno e da qui si distribuisce nei tessuti, tra i quali ci deve essere il tessuto bersaglio dell’azione terapeutica.

Inoltre, il farmaco è sottoposto a una serie di azioni chimiche che l’organismo mette in atto con l’obiettivo di eliminarlo. Queste reazioni vanno sotto il nome di metabolismo: in pratica, la molecola viene sottoposta a reazioni chimiche che la inattivano, la spezzettano e, in ultima analisi, ne facilitano l’eliminazione. L’azione terapeutica di un farmaco è quindi il risultato di due “forze” contrapposte: da un lato, la distribuzione nell’organismo, l’arrivo nel tessuto bersaglio e l’attività farmacologica, dall’altro il metabolismo della molecola, che ne demolisce la struttura. Due eventi opposti che si bilanciano vicendevolmente.

Serve per misurare l’efficacia di una somministrazione ed è un parametro utile per valutare l’efficacia finale del farmaco. Il suo valore è massimo quando si somministra per endovena.

La biodisponibilità è un termine che indica sia la quantità di farmaco che entra nell’organismo dopo la somministrazione, sia la facilità con cui è assorbito nell’organismo ed è quindi la misura con cui è disponibile per esercitare l’attività terapeutica. Perché un farmaco possa svolgere il suo effetto farmacologico deve infatti raggiungere concentrazioni sufficienti a livello dei recettori degli organi bersaglio.

La biodisponibilità è completa quando si somministra un farmaco per via endovenosa, mentre, per quanto riguarda tutte le altre vie di somministrazione, dipende da molti fattori. Tra questi ci sono il tipo di molecola che deve essere assorbita, il tipo di formulazione, le condizioni generali del soggetto e quelle di assunzione. Nella via orale, ad esempio, ci sono diversi fattori che influenzano la biodisponibilità (se il farmaco è ingerito insieme al cibo l’assorbimento è rallentato): il pH dello stomaco, la motilità del tratto digerente, le trasformazioni biochimiche che si verificano all’interno e sulla parete del tubo digerente, la flora batterica, gli enzimi digestivi, la sua metabolizzazione epatica. Per la via di somministrazione intramuscolare, invece, sono importanti il luogo di iniezione, i disturbi circolatori locali (cioè la quantità di flusso sanguigno), la capacità del farmaco di sciogliersi al pH dei tessuti, le variazioni rispetto alle diluizioni ottimali raccomandate dall’impresa produttrice (ad esempio se per sbaglio si inietta un farmaco troppo o troppo poco concentrato).

In quanto sostanza estranea, l’organismo tende a inattivare ed eliminare ogni farmaco che viene assunto. L’organo protagonista di questi processi è il fegato.

Il metabolismo di un farmaco è un insieme di processi che tende all’inattivazione del principio attivo. Essi possono avvenire in diversi organi, ma quello principale è il fegato.
Perché il farmaco viene inattivato? L’organismo individua la molecola introdotta come estranea, come qualcosa di diverso dal proprio patrimonio di molecole, quindi la vuole eliminare. Tuttavia, non sempre questi processi portano a una molecola inattiva. Succede, in alcuni casi, che il metabolita (il prodotto del metabolismo) sia addirittura più potente del farmaco originario.

Oppure sia attivo su altri organi rispetto al bersaglio della terapia. Queste proprietà vengono addirittura sfruttate, in alcuni casi: viene somministrato un farmaco inattivo (detto profarmaco) che, grazie alle reazioni metaboliche, viene reso attivo.

Fegato in prima linea nell’inattivazione dei farmaci
La biotrasformazione dei farmaci avviene principalmente a livello del fegato, dove enzimi del reticolo endoplasmatico e dei mitocondri (cioè di strutture subcellulari) trasformano il farmaco in un prodotto più solubile nei liquidi. Il più importante complesso di enzimi deputati al metabolismo dei farmaci è la famiglia del cosiddetto citocromo p450. I citocromi e la loro attività sono geneticamente determinati, questo spiega perché ogni individuo metabolizza il farmaco in modo peculiare e anche perché talvolta alcuni effetti collaterali dovuti all’accumulo delle sostanze o al modo con cui vengono eliminate compaiono solo quando i farmaci sono usati da molte persone, cioè dopo la loro commercializzazione.
Anche alcune malattie possono compromettere la modalità o la velocità con cui il farmaco viene trasformato, così come l’età. Spesso gli anziani metabolizzano più lentamente i farmaci perché il loro fegato non è più “attivo” come quello dei giovani.

Il processo di metabolizzazione a livello del fegato permette ai farmaci di essere eliminati nella bile oppure, una volta usciti dalla cellula epatica e tornati nel sangue, di essere filtrati dal rene ed eliminati con le urine.

Attraverso la bile e nelle urine: sono queste le vie principali attraverso cui un farmaco viene rimosso dall’organismo. Ma, seppure in quantità minore, anche attraverso i polmoni, l’intestino, la pelle, la saliva, le lacrime e il latte materno.

Dopo la metabolizzazione del farmaco, vale a dire dopo che l’organismo ha messo in atto tutte le possibili strategie per inattivare il principio attivo, segue il processo dell’eliminazione vera e propria sia del farmaco rimasto integro, sia dei metaboliti (prodotti del metabolismo).
Le principali vie attraverso cui viene eliminato un farmaco sono la via renale (attraverso le urine) e la via epatica (attraverso la bile). Accanto a queste ci sono vie di eliminazione che, nella maggior parte dei casi, rappresentano soltanto una quota marginale sul totale del processo di eliminazione. Tuttavia, è importante conoscerle perché alcune di esse, come ad esempio la via mammaria, rappresentano un campanello d’allarme per particolari controindicazioni.

I farmaci secreti nel latte, ad esempio, non possono essere assunti mentre si allatta un neonato al seno. Il motivo è evidente: se non si conoscono gli effetti di tali sostanze su un bambino piccolo, oppure se questi sono nocivi o semplicemente inutili, è opportuno evitare di somministrarle alla madre.

Le vie secondarie di eliminazione sono:
• polmonare: i polmoni sono un organo molto irrorato dal sangue attraverso i quali si attuano gli scambi gassosi che ci permettono di respirare. Anche alcuni farmaci particolarmente volatili, vale a dire che evaporano facilmente, quando “passano” attraverso i polmoni possono essere eliminati nell’aria espirata;
• intestinale: riguarda soprattutto i farmaci assunti per bocca, ma non solo. Una parte della quantità di principio attivo può rimanere imprigionata nell’intestino ed essere, quindi, eliminata con le feci;
• cutanea: i farmaci possono passare anche attraverso la pelle ed essere eliminati con il sudore;
• salivare: quando il farmaco circolante nel sangue viene eliminato attraverso le ghiandole salivari;
• lacrimale: quando il farmaco viene eliminato attraverso le ghiandole lacrimali;
• mammaria: quando il farmaco entra nella ghiandola mammaria e passa nel latte.