Mecanismos de absorción de sustancias hidrófilas
Para los compuestos hidrosolubles (hidrófilos), la superación de las membranas biológicas representa un desafío específico, ya que no pueden disolverse libremente en las grasas de las envolturas celulares.
En las vías de administración parenteral, como las inyecciones intramusculares o subcutáneas, el principal mecanismo de transporte para los fármacos hidrófilos es la filtración (filtratio).
Características del proceso de filtración:
- Ruta de tránsito: Las moléculas de las sustancias hidrosolubles no atraviesan directamente la membrana celular, sino poros acuosos especiales. Estos poros son uniones estrechas ubicadas en el endotelio de los capilares.
- Fuerza impulsora: El proceso de filtración no es activo; se produce bajo la influencia de una diferencia de presiones. Los factores principales que obligan a las moléculas a moverse a través de las uniones estrechas son la presión hidrostática u osmótica.
Transporte de compuestos lipófilos
A diferencia de los fármacos hidrófilos, las sustancias farmacológicas liposolubles (lipófilas) poseen un mecanismo diferente para superar las barreras biológicas.
- Difusión pasiva: Es la vía principal para las moléculas lipófilas. Gracias a su afinidad por las grasas, son capaces de disolverse libremente en la bicapa lipídica de las membranas celulares y atravesarlas.
- Diferencias con las moléculas hidrófilas: Es importante comprender que la difusión pasiva directamente a través de la capa lipídica de la membrana es característica exclusiva de los compuestos lipófilos. Las sustancias polares, ionizadas e hidrófilas no pueden superar esta barrera de este modo; requieren poros o transportadores especiales.
Barreras biológicas y mecanismos de protección
Aunque los fármacos lipófilos suelen penetrar fácilmente a través de las membranas celulares, en el organismo existen sistemas potentes que impiden su absorción y distribución no controladas. Uno de estos mecanismos de protección es la barrera hematoencefálica (BHE), que protege los tejidos cerebrales.
El factor principal que impide la penetración de muchos fármacos en los tejidos protegidos son los transportadores dependientes de ATP. Un ejemplo clásico de este transportador es la P-glucoproteína.
Cómo funcionan estas barreras:
- Bombas de eflujo: Los transportadores dependientes de ATP funcionan según el principio de «bombas de eflujo» (del inglés efflux pumps).
- Mecanismo de acción: Capturan activamente las moléculas del fármaco que ya han logrado penetrar en la célula y las expulsan de regreso hacia la luz intestinal o hacia el torrente sanguíneo.
- Consecuencias farmacológicas: La actividad de estas bombas es de importancia crítica para la farmacocinética, ya que conduce directamente a una disminución de la biodisponibilidad del fármaco y reduce significativamente su concentración final en los tejidos diana.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué mecanismos de penetración de sustancias farmacológicas a través de las membranas existen además de la difusión pasiva y la filtración?
Además de la difusión pasiva y la filtración, las sustancias farmacológicas penetran a través de las membranas biológicas mediante los siguientes mecanismos:
- Transporte activo — transferencia de sustancias en contra del gradiente de concentración con gasto de energía y participación de proteínas transportadoras (por ejemplo, para sustancias hidrófilas como la Levodopa).
- Difusión facilitada — transporte con participación de transportadores, posible si existe similitud química del fármaco con los sustratos endógenos.
- Pinocitosis — método de captura de moléculas grandes (por ejemplo, proteínas) con su posterior ingreso a los lisosomas intracelulares.
¿Cómo influyen el grado de ionización y el pH del medio en la difusión pasiva de las sustancias farmacológicas?
El grado de ionización y el pH del medio determinan la capacidad de una sustancia farmacológica para penetrar a través de las membranas biológicas. Solo la fracción no ionizada (lipófila) del fármaco atraviesa fácilmente la bicapa lipídica. El grado de ionización de los ácidos y bases débiles depende directamente del nivel de pH. La modificación de la acidez en el estómago o el intestino altera la proporción de moléculas ionizadas, las cuales se absorben peor. Por ejemplo, un aumento del pH (alcalinización del medio) ralentiza la absorción de los compuestos de carácter ácido débil, debilitando así su efecto farmacológico.
¿Qué factores fisiológicos influyen en la plenitud y la velocidad de absorción de las sustancias farmacológicas en el tracto gastrointestinal?
La plenitud y la velocidad de absorción de las sustancias farmacológicas en el tracto gastrointestinal están influenciadas por una serie de factores fisiológicos:
- Presencia de alimentos — puede crear un obstáculo mecánico para el contacto con la mucosa, retrasar el vaciamiento gástrico o estimular el flujo sanguíneo de la pared intestinal.
- Motilidad del tracto gastrointestinal — el aumento de la peristalsis acorta el tiempo de permanencia del fármaco en la zona de absorción.
- Secreción gastrointestinal — el ácido clorhídrico y las enzimas digestivas son capaces de destruir o inactivar las sustancias.
- Metabolismo — las enzimas de los enterocitos (por ejemplo, CYP3A4) transforman las sustancias incluso antes de que lleguen a la sangre.
- Eflujo activo — las proteínas transportadoras (P-glucoproteína) expulsan las moléculas de regreso a la luz intestinal.
¿En qué consiste el efecto de primer paso hepático (eliminación presistémica)?
El efecto de primer paso hepático consiste en el metabolismo intenso de las sustancias farmacológicas antes de su llegada al torrente sanguíneo sistémico. Tras la administración oral, los fármacos se absorben y pasan a través de la circulación portal hacia el hígado, donde se exponen a las enzimas microsomales. Como resultado, una parte significativa de la sustancia puede inactivarse (por ejemplo, la lidocaína se degrada casi por completo), lo que provoca una reducción marcada de la biodisponibilidad. En algunos casos, durante el primer paso se pueden formar metabolitos activos (por ejemplo, en el caso del noretisterona).
H-H, L-L: Los hidrófilos pasan a través de poros hidrófilos (filtración), y los lipófilos se disuelven en lípidos (difusión).
Preguntas de clases y exámenes
¿A qué se debe la absorción de sustancias hidrófilas durante las inyecciones?
Tras la administración intramuscular y subcutánea, las sustancias hidrófilas se absorben por filtración. Atraviesan los poros acuosos del endotelio capilar bajo la acción de la presión hidrostática u osmótica.
¿Por qué las sustancias hidrófilas no pueden penetrar mediante difusión pasiva?
La difusión pasiva implica el paso de la molécula directamente a través de la bicapa lipídica de la membrana. Las sustancias hidrófilas (hidrosolubles) no se disuelven en lípidos, por lo que necesitan poros acuosos.
¿Qué papel desempeña la P-glucoproteína en la absorción de fármacos?
La P-glucoproteína es un transportador dependiente de ATP que actúa como una bomba de eflujo. Expulsa las moléculas del fármaco de regreso a la sangre o a la luz intestinal, reduciendo así la biodisponibilidad y la concentración del fármaco en los tejidos.
Qué más repasar sobre el tema
- Características estructurales de los poros acuosos y las uniones estrechas del endotelio capilar
- Influencia de la presión hidrostática y osmótica sobre la velocidad de filtración
- Estructura y mecanismo de activación de los transportadores dependientes de ATP
- Papel de las bombas de eflujo en la formación de la barrera hematoencefálica (BHE)
- Concepto de biodisponibilidad y concentración tisular en el contexto de la función de la P-glucoproteína
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