Atunci când medicamentele sunt utilizate pentru tratarea sau prevenirea bolilor, trebuie administrate doze care să atingă concentrațiile necesare pentru efectele dorite, dar rămânând totuși la niveluri în sânge care să nu provoace toxicitate excesivă. Procesele care determină acest lucru se numesc colectiv farmacocinetică. Aceasta implică studiul absorbției medicamentului în organism, distribuției în organism și metabolismului și excreției pentru a elimina medicamentul din organism. Mulți factori contribuie la variabilitatea farmacocineticii unui anumit medicament, inclusiv vârsta, sexul, greutatea corporală și afecțiunile medicale. Uneori, farmacocinetica este denumită farmacocinetică clinică.
Când un medicament este administrat prin orice alt mijloc decât pe calea intravenoasă, acesta trebuie să fie absorbit prin membranele biologice pentru a ajunge în sânge. Cel mai adesea, aceasta se referă la medicamentele orale absorbite din tractul gastrointestinal (GI). Procentul unei doze care ajunge în sânge după absorbție se numește biodisponibilitate.
Cel mai frecvent motiv pentru o biodisponibilitate orală scăzută este metabolismul de prim pasaj. Toate medicamentele absorbite din tractul gastrointestinal trec mai întâi prin ficat. Aici, medicamentele pot fi descompuse sau metabolizate în mod semnificativ înainte de a ajunge în sânge. Alte motive pentru scăderea biodisponibilității orale includ distrugerea medicamentului de către acidul gastric și inhibarea absorbției de către alimente. Unele medicamente au o absorbție saturabilă, ceea ce înseamnă că doar o anumită cantitate poate fi absorbită la un moment dat.
Odată ce medicamentul este în sânge, acesta poate rămâne acolo sau poate ajunge în diferite țesuturi din organism. Volumul de distribuție (Vd) este o indicație a măsurii în care un medicament este distribuit în afara sângelui. Este o relație matematică între cantitatea de drog din organism și concentrația din sânge. Acesta este un volum virtual, mai degrabă decât fiziologic, și exprimă volumul care ar fi necesar pentru a conține toate medicamentele din organism în orice moment.
Practic, Vd este folosit pentru a calcula o doză de încărcare pentru un medicament. Aceasta este cantitatea de medicament care va atinge rapid concentrații eficiente în sânge. Este doza care umple rezervorul complet, dacă vreți. O doză de încărcare va fi mai mare pentru medicamentele cu un Vd mare, comparativ cu unul cu un Vd mic.
Timpul de înjumătățire al unui medicament este timpul necesar pentru ca concentrația din sânge să scadă la jumătate. De obicei, este exprimat în ore, dar pentru unele medicamente poate fi o chestiune de câteva minute sau de câteva zile. Timpul de înjumătățire este luat în considerare atunci când se determină cât de des se administrează un medicament. Un timp de înjumătățire mai mare înseamnă că medicamentul poate fi administrat mai puțin frecvent.
Mai multe organe din organism au capacitatea de a descompune medicamentele. Acesta se numește metabolismul medicamentelor. Organele cu capacități metabolice includ ficatul, rinichii, tractul gastro-intestinal și plămânii. Chiar și sângele conține enzime care pot metaboliza medicamentele.
Enzimele din ficat care metabolizează medicamentele au evoluat cu mult înainte ca oamenii să ia medicamentele în mod intenționat. Aceste enzime inactivează toxinele care sunt ingerate din greșeală, prevenind astfel deteriorarea organismului. Deoarece multe medicamente sunt derivate ale unor substanțe naturale, ele sunt, de asemenea, susceptibile la descompunerea de către enzimele hepatice. Bolile hepatice, cum ar fi ciroza sau hepatita, pot scădea capacitatea organismului de a metaboliza medicamentele.
Două procese separate caracterizează metabolismul hepatic: reacțiile de fază I și reacțiile de fază II. Reacțiile de fază I de obicei inactivează sau detoxifică medicamentele. După inactivare, reacțiile de fază II adaugă molecule care fac medicamentul mai solubil în apă. Acest lucru îmbunătățește eliminarea medicamentelor de către rinichi.
Cele mai răspândite enzime de fază I în ficat sunt numite enzime citocrom P450. Unele medicamente pot crește producția de aceste enzime de către ficat, ceea ce duce la o concentrație scăzută a medicamentului metabolizat în sânge. Aceasta se numește inducție enzimatică. Alte medicamente pot inhiba enzimele citocromului P450. Aceste medicamente sunt numite inhibitori de enzime și pot determina o concentrație crescută a medicamentului metabolizat.
Etapa finală în farmacocinetică este eliminarea medicamentului din organism, numită și excreție sau clearance. Pentru majoritatea medicamentelor, clearance-ul este un factor constant, indiferent de cât de mult medicament rămâne în organism. Aceasta se numește farmacocinetică liniară. Pentru unele medicamente, totuși, clearance-ul este saturabil, de obicei deoarece enzimele metabolizante pot descompune doar o cantitate fixă de medicament la un moment dat. Medicamentele cu metabolism saturabil și/sau clearance-ul prezintă o farmacocinetică neliniară.
Eliminarea medicamentelor se realizează în primul rând prin rinichi. Medicamentele inactivate sunt excretate în urină și eliminate din organism. O scădere a funcției renale, fie ca urmare a vârstei, fie a unor boli precum diabetul sau hipertensiunea arterială, poate scădea capacitatea organismului de a elimina medicamentele. De asemenea, ficatul excretă medicamente, de obicei în bilă, cu eliminare prin fecale.