Farmacocinetica: Processi e Modelli Matematici

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Questions and Answers

Quali sono i principali processi che determinano la concentrazione di un farmaco nell'organismo?

Assorbimento e distribuzione (correct)

Trattamento e assorbimento

Calcolo matematico e distribuzione

Integrazione e escrezione

In quale modo le molecole di un farmaco possono muoversi nell'organismo?

Solo attraverso il torrente circolatorio

Attraverso la materia solida

Esclusivamente per diffusione

Per superamento di barriere e diffusione (correct)

Cosa descrive la farmacocinetica in modo matematico?

Stabilità chimica delle sostanze

Variabilità genetica degli individui

Variazione nel tempo della concentrazione di un farmaco (correct)

Effetti collaterali dei farmaci

Qual è il ruolo dei modelli matematici nella farmacocinetica?

Trasferire informazioni da esperimenti su animali all'uomo Signup and view all the answers

Quali aspetti vengono considerati nei modelli per estrapolare dati dall'animale all'uomo?

Differenze biologiche e fisiologiche di specie Signup and view all the answers

Cosa determina una sostanza affinché abbia un effetto farmacologico?

La concentrazione nei tessuti bersaglio Signup and view all the answers

Qual è la principale funzione del torrente circolatorio nell'organismo?

Distribuire velocemente soluti Signup and view all the answers

Quale affermazione è falsa riguardo alla farmacocinetica?

L'assorbimento non influisce sulla terapia Signup and view all the answers

Qual è il principale fattore che influenza la capacità di una sostanza di attraversare le membrane cellulari?

La solubilità nei lipidi Signup and view all the answers

Cosa determina la velocità di diffusione acquosa di una molecola?

La dimensione della molecola Signup and view all the answers

Quali sono le barriere che una molecola deve superare per attraversare una barriera epiteliale?

Due membrane Signup and view all the answers

Cosa caratterizza l'endotelio vascolare rispetto ad altre barriere biologiche?

È composto da cellule congiunte in modo lassista Signup and view all the answers

Come influisce il peso molecolare (PM) sulla diffusione acquosa delle molecole?

Molecole più piccole diffondono più rapidamente Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica delle giunzioni tra cellule nel sistema nervoso centrale (SNC)?

Sono strettissime e limitano il passaggio di sostanze Signup and view all the answers

Che tipo di endotelio caratterizza il fegato e la milza?

Endotelio discontinuo Signup and view all the answers

Qual è l'effetto della dimensione della molecola sul coefficiente di diffusione?

Il coefficiente diminuisce con l'aumento della dimensione Signup and view all the answers

Quali sono le due caratteristiche chimico-fisiche che determinano il coefficiente di permeabilità P?

Solubilità nella membrana e diffusibilità Signup and view all the answers

Come influisce il pH sulla forma dei farmaci acidi o basici deboli nei fluidi corporei?

Determina il rapporto tra forma ionizzata e non ionizzata Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla ionizzazione delle molecole?

BH+ e A- non possono attraversare le membrane facilmente Signup and view all the answers

Qual è l'effetto di un basso pH nelle urine riguardo all'eliminazione di basi deboli?

Favorisce l'eliminazione delle basi deboli Signup and view all the answers

In che modo l'aumento del pH plasmatico influisce sugli acidi deboli?

Favorisce l'estrazione di acidi deboli dal SNC Signup and view all the answers

Qual è l'effetto della somministrazione di bicarbonato sodico sul pH plasmatico?

Alza il pH plasmatico Signup and view all the answers

Quale affermazione è corretta riguardo all'assorbimento di aspirina?

L'assorbimento è favorito da farmaci che promuovono lo svuotamento gastrico Signup and view all the answers

Cosa comporta un'acidosi nel SNC riguardo agli acidi deboli?

Aumenta la neurotossicità Signup and view all the answers

Quale metodo è descritto come utile per il trasporto di farmaci idrofili non ionizzati?

Diffusione facilitata Signup and view all the answers

Qual è l'unità di misura per la velocità di diffusione nella legge di Fick?

Quantità di sostanza assorbita Signup and view all the answers

Quale affermazione è vera riguardo al trasporto attivo?

Opera contro gradiente di concentrazione Signup and view all the answers

Cosa indica il coefficiente di ripartizione (Krip) nella legge di Fick?

Il rapporto di concentrazione tra membrana e fluido Signup and view all the answers

In quale dei seguenti luoghi è più probabile il trasporto attivo?

Tubuli renali Signup and view all the answers

Quale affermazione sulla diffusione semplice è corretta?

Avviene secondo il gradiente di concentrazione Signup and view all the answers

Qual è un esempio di sostanza che può essere trasportata tramite diffusione facilitata?

Glucosio Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica del trasporto carriermediato?

Richiede competizione per il legame del trasportatore Signup and view all the answers

Quale dei seguenti farmaci ha un'elevata affinità per la melanina?

Clorochina Signup and view all the answers

Cosa determina la dose assunta di un farmaco?

La durata d'azione e la tossicità Signup and view all the answers

Dove avvengono prevalentemente le reazioni di biotrasformazione?

Nel fegato Signup and view all the answers

Quale affermazione riguardante l'assorbimento è corretta?

L'assorbimento può avvenire tramite filtrazione ed endocitosi. Signup and view all the answers

Perché le tetracicline non devono essere somministrate ai bambini?

Perchè si accumulano nei denti e nelle ossa. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti vie di escrezione non è corretta?

Solo attraverso il fegato Signup and view all the answers

Cosa indica la quota libera di un farmaco?

La biodisponibilità del farmaco Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni sul metabolismo è corretta?

Il fegato è il principale organo per la biotrasformazione. Signup and view all the answers

Qual è l'obiettivo principale della somministrazione sublinguale?

Raggiungere una risposta rapida Signup and view all the answers

Quale delle seguenti è una via di somministrazione che può essere utilizzata in caso di vomito?

Retta Signup and view all the answers

Qual è una delle principali considerazioni riguardo alla somministrazione per via inalatoria?

Consente una rapida distribuzione nel sistema circolatorio Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguardo alla somministrazione iniettiva è corretta?

Raggiunge il cuore e i polmoni rapidamente Signup and view all the answers

Qual è un esempio di farmaco che può essere somministrato per via rettale per effetti locali?

Vancomicina Signup and view all the answers

In quale situazione è vantaggiosa la somministrazione cutanea di farmaci?

Per effetti locali con potenziale assorbimento sistemico Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica della somministrazione per infusione?

Evita picchi di concentrazione del farmaco Signup and view all the answers

Quale percentuale del peso corporeo è generalmente costituita da acqua?

50-70% Signup and view all the answers

Study Notes

Farmacocinetica - Introduzione

Studio quantitativo della cinetica (variazione nel tempo) del processo ADME (assorbimento, distribuzione, metabolismo ed escrezione) dei farmaci e dei loro metaboliti nell'organismo.
Studi farmacologici vengono condotti su modelli in vitro e su animali da laboratorio per comprendere le relazioni dose-effetto terapeutico di ogni principio attivo.
Serve per stimare il comportamento del farmaco nell'uomo.

Farmacocinetica - Descrizione matematica

Descrizione matematica delle variazioni dinamiche di concentrazione di un farmaco nell'organismo.
Dopo la somministrazione, è possibile calcolare la concentrazione del farmaco nel plasma e in altri tessuti, considerando l'equilibrio con i diversi distretti corporei.

Farmacocinetica - Trasferimento a Uomo

Per trasferire le informazioni farmacocinetiche ottenute da studi su animali e tessuti umani in vitro, vengono utilizzati modelli matematici che considerano le differenze biologiche e fisiologiche tra le specie.

Farmacocinetica - Effetto Farmacologico

Per avere un effetto farmacologico, una sostanza deve raggiungere una concentrazione adeguata nei tessuti bersaglio.
I processi fondamentali che determinano la concentrazione del farmaco sono: assorbimento, distribuzione, metabolismo ed escrezione.

Farmacocinetica - Processi Fondamentali

Assorbimento e Distribuzione delle molecole del farmaco
Trasformazione chimica (Metabolismo)
Escrezione del farmaco o dei suoi metaboliti

Farmacocinetica - Fasi del farmaco nell'organismo

Schema che mostra le fasi del farmaco nell'organismo, includendo assorbimento, sangue, biotrasformazione, attivazione, effetto farmacologico, effetto patologico e danno al DNA con metabolismo tossico ed escrezione.

Farmacocinetica - Movimento Molecolare

Le molecole si muovono nell'organismo attraverso due meccanismi: il torrente circolatorio (compartimento fluido) o per diffusione (brevi distanze).
La natura chimica del farmaco non influenza significativamente il trasporto nel torrente circolatorio, che è un sistema di trasporto rapido per tutti i soluti.
La capacità di una sostanza di attraversare le membrane cellulari dipende principalmente dalla sua solubilità nei lipidi.

Farmacocinetica - Diffusione Acquosa

La diffusione acquosa dipende dalla dimensione della molecola.
Le molecole molto grandi diffondono lentamente.
Il coefficiente di diffusione è inversamente proporzionale alla radice quadrata del peso molecolare (PM).
I farmaci con PM tra 200 e 1000 hanno una scarsa influenza sulla diffusione acquosa.

Farmacocinetica - Compartimenti nell'Organismo

L'organismo viene considerato composto da una serie di compartimenti interconnessi.
La concentrazione del farmaco in ogni compartimento è considerata uniforme.

Farmacocinetica - Attraversamento Membrane Cellulari

Le membrane biologiche fungono da barriere tra compartimenti acquosi.
Una barriera epiteliale, come la mucosa gastrointestinale o il tubulo renale, è costituita da cellule strettamente connesse, richiedendo il superamento di due membrane per il passaggio delle molecole.
L'endotelio vascolare è più complesso, con spazi tra cellule riempiti da matrice proteica che agisce come filtro, lasciando passare solo piccole molecole.
Il SNC e la placenta hanno giunzioni strettissime e un endotelio rivestito da cellule periendoteliali, rappresentando una barriera per molti farmaci e molecole potenzialmente dannose.
Fegato e milza hanno un endotelio discontinuo per agevolare il passaggio di sostanze tra le cellule.

Farmacocinetica - Passaggio attraverso la membrana

Quattro meccanismi di passaggio attraverso le membrane: diffusione attraverso i lipidi (diffusione semplice), attraverso pori acquosi (acquaporine), trasporto attivo mediato e pinocitosi.

Farmacocinetica - Diffusione attraverso Acquaporine

La diffusione attraverso acquaporine è prevalentemente per i gas come il CO2.
I pori hanno un diametro troppo piccolo per permettere il passaggio di molecole di farmaci.

Farmacocinetica - Diffusione per Pinocitosi

La pinocitosi permette il trasporto di farmaci idrofilici e/o di grandi dimensioni.
Richiede il consumo di ATP.
Può essere mediata da recettori.
Esempi: ferro e vitamina B12.

Farmacocinetica - Diffusione attraverso i Lipidi (Diffusione Semplice)

Processo semplice, comune e che non richiede ATP.
Il passaggio avviene secondo gradiente di concentrazione, dalla zona a maggiore concentrazione a quella minore.
Dipende dalla solubilità della sostanza nei lipidi e dal gradiente di concentrazione attraverso la membrana.
Le sostanze non polari hanno elevata solubilità nei lipidi e diffondono liberamente.
Il coefficiente di permeabilità (P) e la differenza di concentrazione influenzano la quantità di molecole che attraversano la membrana.
Le caratteristiche chimico-fisiche della sostanza, come la solubilità nella membrana (coefficiente di ripartizione o/w) e la diffusibilità (coefficiente di diffusione), determinano il coefficiente di permeabilità.

Farmacocinetica - pH e Ionizzazione

Farmaci acidi o basi deboli possono trovarsi in forma ionizzata o non ionizzata; il rapporto dipende dal pH.
L'equazione di Henderson-Hasselbalch descrive questa relazione.
Le forme ionizzate hanno bassa solubilità nei lipidi e difficilmente attraversano le membrane.
La solubilità nei lipidi dipende dalla natura chimica della sostanza.

Farmacocinetica - Influenza del pH e Intrappolamento Ionico

La ionizzazione del farmaco influenza l'efficienza del passaggio tra membrane e la distribuzione nei diversi compartimenti acquosi con differenze di pH.
La presenza di compartimenti a pH diversi influisce sulla eliminazione dei farmaci (es.pH delle urine o del plasma).
Il grado di ionizzazione aumenta a pH alcalino e diminuisce a pH acido.

Farmacocinetica - Distribuzione Teorica All'Equilibrio

La distribuzione del farmaco dipende dalla concentrazione del farmaco nel compartimento iniziale e del rapporto tra la forma dissociata e indissociata, a seconda del pKa del farmaco.
L'aspirina e la petidina sono esempi di farmaci che si distribuiscono in modi diversi a seconda del pH.

Farmacocinetica - Altri fattori notevolmente importanti

Interazione con le proteine plasmatiche.
Distribuzione nei grassi corporei.

Farmacocinetica - Legami alle Proteine Plasmatiche

Molti farmaci si legano alle proteine plasmatiche, soprattutto all'albumina, per essere in forma farmacologicamente inattivata.
Il legame alle proteine plasmatiche dipende dalla concentrazione del farmaco libero, dall'affinità per il sito di legame e dalla concentrazione della proteina.
Farmaci diversi possono competere per il sito di legame.

Farmacocinetica - Ripartizione nei Grassi Corporeo

Il tessuto adiposo è un vasto compartimento apolare dove i farmaci possono accumularsi.
Molti farmaci hanno un basso coefficiente di ripartizione o/w, con scarsa ripartizione nei grassi.
Alcuni farmaci, come la morfina e alcuni anestetici, hanno un'elevata ripartizione in lipidi.

Farmacocinetica - Ripartizione in Altri Distretti

Oltre al tessuto adiposo, i farmaci possono accumularsi in altri tessuti, come la retina (es. Clorochina) o denti e ossa (es. Tetracicline).

Farmacocinetica - Destino dei Farmaci/Xenobiotici

Assorbimento dal sito di somministrazione
Distribuzione nell'organismo
Metabolismo
Escrezione

Farmacocinetica - Assorbimento

Passaggio dal sito di somministrazione al torrente circolatorio attraverso le membrane cellulari.
La dose assunta determina la permanenza del farmaco, la durata dell'azione e lo sviluppo dell'effetto terapeutico/tossico.

Farmacocinetica - Vie di Somministrazione

Orale, sublinguale, rettale, applicazione su epiteli (cutanea, nasale, vaginale), inalatoria, iniettiva (sottocutanea intramuscolare, endovenosa, intratecale).

Farmacocinetica - Distribuzione

Il farmaco raggiunge il circolo sistemico e si può legare alle proteine plasmatiche.
La quota libera è quella biodisponibile.
Le reazioni di biotrasformazione avvengono principalmente nel fegato, creando metaboliti più polari facilmente eliminabili.

Farmacocinetica - Escrezione

Eliminazione del farmaco attraverso bile, urine, aria espirata, sudore.

Farmacocinetica - Assorbimento Intestinale

Il farmaco è assorbito per diffusione passiva, che dipende dal grado di ionizzazione e dalla liposolubilità.
Basi e acidi forti sono scarsamente assorbiti.
Il trasporto attivo, mediato da carrier, può svolgere un ruolo.

Farmacocinetica - Fattori che influenzano l'assorbimento gastrointestinale

Motilità gastrointestinale, flusso ematico splancnico, dimensioni particelle e formulazione, fattori chimico-fisici.
Stato patologico (emicrania, neuropatie) e contenuto gastrico possono influenzare l'assorbimento.
Formulazioni farmaceutiche (a rilascio graduale o ritardato) ottimizzano l'assorbimento.
Fattori chimico-fisici (es. legano ioni).
Effetto del farmaco: locale vs sistemico.
Vie diverse (oral, sublinguale, rettale) hanno caratteristiche distinte di assorbimento.

Farmacocinetica - Somministrazione Inalatoria

Rapido assorbimento a causa della grande superficie e abbondante flusso ematico.
Le dimensioni delle particelle sono importanti.

Farmacocinetica - Somministrazione Per Via Intravenosa

Endovenosa è la via più rapida e sicura.
Il picco di concentrazione dipende dalla velocità di iniezione.
Le infusioni evitano picchi di concentrazione.

Farmacocinetica - Somministrazione sottocutanea e intramuscolare

Effetti più rapidi rispetto alla via orale
Il grado di assorbimento dipende dal sito di iniezione e dal flusso ematico locale

Farmacocinetica - Distribuzione - Compartimenti Corporei Acquosi

Acqua corporea (50-70% del peso corporeo).
I compartimenti fluidi pricipali (intracellulare, interstiziale e plasma)
Le molecole libere (non legate) sono biodisponibili.
La distribuzione varia in base a: Permeabilità attraverso le barriere, legami con i compartimenti, differenze di pH, coeff. di ripartizione olio/acqua.

Farmacocinetica - Distribuzione - Superamento Barriere

Barriera ematoencefalica (BEE): continua strato di cellule endoteliali, unite con giunzioni strette.
Il cervello è inaccessibile a molti xenobiotici/farmaci.
L'infiammazione altera la BEE.
Alcune aree del SNC (es. zona chemorecettrice del vomito) hanno barriere più permeabili.

Farmacocinetica - Funzioni della BEE

Conferisce nutrienti essenziali e media l'eliminazione dei prodotti di scarto.
Controlla il passaggio di ioni e il flusso tra sangue e cervello tramite il utilizzo di trasportatori specifici o canali ionici.
Protegge il cervello da fluttuazioni ioniche.
Separa i nuclei di neurotrasmettitori e neuropeptidi a centrale o periferico livelli.

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Questo quiz esplora i principali processi che determinano la concentrazione di un farmaco nell'organismo, il movimento delle molecole e l'importanza dei modelli matematici nella farmacocinetica. Vengono interrogati anche i fattori che influenzano gli effetti farmacologici e l'attraversamento delle membrane cellulari. Testa la tua conoscenza su questi temi fondamentali della farmacologia.