Relación entre concentración y efecto
La intensidad y la duración total de cualquier efecto farmacológico dependen directamente de la concentración del fármaco que se alcanza en los órganos diana. El principal objetivo terapéutico del médico siempre es mantener un nivel estrictamente determinado del fármaco en los tejidos.
Sin embargo, en la práctica surge un problema importante: medir directamente la cantidad de sustancia en el órgano deseado en un paciente vivo es prácticamente imposible. La solución es la toma regular de muestras del torrente sanguíneo. Medir el nivel de la sustancia activa en el plasma sanguíneo proporciona una imagen objetiva, ya que existe una correlación clara entre la cantidad de fármaco que circula en el torrente sanguíneo y la que se ha acumulado en los órganos diana.
Curva farmacocinética
El nivel del fármaco en el plasma no es estático. Cuatro procesos fundamentales actúan sobre él de forma continua:
- Absorción: la entrada desde el sitio de administración.
- Distribución: el transporte a través de los órganos y tejidos.
- Depósito: la acumulación temporal en las estructuras del organismo.
- Eliminación: la eliminación de la sustancia del organismo, que engloba la biotransformación (metabolismo) y la excreción.
Para la evaluación cuantitativa de estas etapas se construye una curva farmacocinética, una representación gráfica de cómo cambia la concentración en el plasma a lo largo del tiempo. La forma del gráfico depende en gran medida de la vía de administración. Si la inyección se realiza por vía intravenosa («en bolo»), la sustancia ingresa instantáneamente, la curva comienza en el punto máximo ($C_0$) y pasa inmediatamente a la fase de descenso. En la vía extravascular (por ejemplo, administración per os), la curva comienza desde cero, presenta una fase de ascenso pronunciada debido a la absorción, alcanza un pico y solo entonces desciende.
Modelo monocompartimental
Para realizar cálculos matemáticos, el organismo humano se representa convencionalmente como un sistema de reservorios (compartimentos). La opción más sencilla es el modelo farmacocinético monocompartimental. En él, todo el organismo se considera un único compartimento completamente lleno de líquido.
El postulado principal de este concepto establece que, tras su administración, la sustancia farmacológica se distribuye por todo el volumen de forma instantánea y absolutamente uniforme. Los parámetros clave aquí son la dosis administrada (denominada como D) y la concentración inicial de la sustancia inmediatamente después de su distribución completa (denominada como $C_0$). La disminución del fármaco en este compartimento único ocurre exclusivamente debido a los procesos de eliminación.
Modelo bicompartimental y fases de la cinética
Para una descripción más precisa del comportamiento del fármaco (especialmente tras la administración intravenosa), se utiliza el modelo farmacocinético bicompartimental. En este caso, el organismo se divide en dos sectores comunicados:
- Compartimento central: incluye la sangre misma y los órganos bien irrigados. Es aquí donde el fármaco ingresa inicialmente y desde donde se produce su eliminación.
- Compartimento periférico: tejidos con mala irrigación sanguínea, hacia donde la sustancia se distribuye gradualmente desde el sector central.
Entre los compartimentos se produce una redistribución constante. El gráfico de concentración en este modelo tiene un carácter bifásico, formando una curva biexponencial. En él se aprecia claramente una caída inicial pronunciada (la denominada fase $\alpha$, que refleja la distribución) y una «cola» larga y plana (fase $\beta$, que indica la eliminación). En una versión simplificada (curva monoexponencial), el logaritmo de la concentración desciende linealmente, lo que permite hallar gráficamente el tiempo en que la concentración se reduce a la mitad: la semivida de eliminación.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Cuáles son los principales parámetros y fórmulas para calcular el aclaramiento y el volumen de distribución?
Para el cálculo de los parámetros farmacocinéticos se utilizan las siguientes fórmulas y relaciones. El volumen de distribución aparente se calcula a partir de la dosis administrada de la sustancia y su concentración inicial. El aclaramiento total está relacionado con el volumen de distribución y la velocidad de eliminación de la sustancia, y también se determina mediante la relación entre la velocidad de eliminación y la concentración en el líquido biológico.
- Volumen de distribución (Volume of distribution): fórmula de cálculo: $V_d = \frac{D}{C_0}$, donde $D$ es la dosis administrada de la sustancia y $C_0$ es la concentración inicial.
- Aclaramiento total (Total clearance): fórmula de relación con el volumen de distribución: $Cl_t = V_d \times k_{el}$, donde $k_{el}$ es la constante de eliminación.
- Aclaramiento a través de la velocidad de eliminación: fórmula: $Cl_t = \frac{\text{Velocidad de eliminación}}{C}$, donde $C$ es la concentración de la sustancia en el líquido biológico.
El modelo monocompartimental funciona como un vaso de agua (la sustancia se disuelve de inmediato y en todas partes). El bicompartimental, como dos piscinas conectadas (el fármaco llega primero a una y luego fluye lentamente hacia la otra).
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué la concentración del fármaco se mide en el plasma sanguíneo y no en el propio órgano diana?
La medición directa del nivel de la sustancia en los tejidos de un paciente vivo es técnicamente inviable. La extracción de sangre permite sortear este problema, ya que la concentración plasmática tiene una correlación directa con el contenido del fármaco en los órganos.
¿En qué se diferencia el gráfico de la administración intravenosa del de la administración oral (per os)?
Al administrar por vía intravenosa, la curva comienza en el punto máximo ($C_0$) y desciende suavemente de inmediato. En la administración extravascular, el gráfico parte de cero, primero asciende debido a la absorción, alcanza un pico y solo entonces pasa a la fase de descenso.
¿Qué significan las fases alfa y beta en la curva del modelo bicompartimental?
La fase alfa parece una caída pronunciada del gráfico y refleja la rápida distribución del fármaco desde la sangre hacia los tejidos. La fase beta es una sección más plana que corresponde al proceso de eliminación gradual del fármaco del organismo.
Qué más repasar sobre el tema
- Cálculo matemático de las constantes de velocidad de transferencia entre compartimentos
- Procesos de biotransformación y excreción que componen la eliminación
- Determinación gráfica de la semivida de eliminación a partir de la curva monoexponencial
- Características y aplicación de los modelos farmacocinéticos multicompartimentales
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