Η φαρμακοδυναμική είναι η μελέτη του τι κάνει ένα φάρμακο στον οργανισμό. Στις περισσότερες περιπτώσεις, πρόκειται για μια μελέτη της αλληλεπίδρασης ενός φαρμάκου με έναν επιδιωκόμενο υποδοχέα, τον στόχο στο σώμα που δεσμεύει το φάρμακο με τα φυσιολογικά συστήματα ενός ατόμου. Υπάρχουν αρκετοί τομείς ενδιαφέροντος σε αυτό το πεδίο έρευνας, συμπεριλαμβανομένης της στόχευσης φαρμάκων σε μια συγκεκριμένη θέση στο σώμα, της αποτελεσματικότητας του φαρμάκου σε όλες τις ηλικιακές ομάδες και των ανεπιθύμητων παρενεργειών ενός φαρμάκου. Το αντίστοιχο της φαρμακοδυναμικής είναι η φαρμακοκινητική, η μελέτη του τι κάνει ένα σώμα σε ένα φάρμακο.
Για να λειτουργήσουν τα περισσότερα φάρμακα, πρέπει να στοχεύουν σε έναν υποδοχέα στο σώμα ή σε έναν μικροοργανισμό μέσα στο σώμα, όπως μια βακτηριακή λοίμωξη. Ένας υποδοχέας είναι ένας συγκεκριμένος τύπος πρωτεΐνης που προεξέχει από το σώμα ενός κυττάρου. Στα φάρμακα χορηγείται μια διαφορετική πρωτεΐνη, που ονομάζεται συνδέτης, η οποία μπορεί να συνδεθεί με τον υποδοχέα. Οι δύο πρωτεΐνες κουμπώνουν μεταξύ τους σαν κομμάτια ενός παζλ και η δέσμευση λειτουργεί σαν έναυσμα, θέτοντας σε κίνηση μια πορεία χημικών αντιδράσεων, όπως ένα φάρμακο που ξεκινά τη διαδικασία καταπολέμησης μιας ασθένειας. Το να γνωρίζουμε ποιο είδος συνδέτη να προσκολληθεί σε ένα φάρμακο είναι ένα σημαντικό μέρος της φαρμακοδυναμικής.
Ένας από τους πιο σημαντικούς τομείς μελέτης στη φαρμακοδυναμική είναι η διασφάλιση ότι τα φάρμακα είναι αποτελεσματικά σε ένα ευρύ φάσμα ηλικιών και σταδίων της νόσου. Καθώς οι άνθρωποι γερνούν, οι υποδοχείς στο σώμα τους αλλάζουν. Πολλά φάρμακα χρειάζονται υποδοχείς στους οποίους να συνδεθούν, επομένως μπορεί να χρειαστεί να δημιουργηθούν φάρμακα με πολλαπλούς συνδέτες που μπορούν να συνδεθούν σε πολλούς υποδοχείς για να καλύψουν ένα εύρος ηλικιών. Το ίδιο ισχύει για ασθένειες που είναι μακροχρόνιες και εκφυλιστικές, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ, η οποία περνά από πολλά στάδια και προκαλεί επιδείνωση των εγκεφαλικών κυττάρων του ατόμου καθώς εξελίσσεται η ασθένεια. Ως εκ τούτου, ένα φάρμακο που στοχεύει στο τελευταίο στάδιο της νόσου του Αλτσχάιμερ θα χρειαζόταν διαφορετική δομή από ένα φάρμακο που στοχεύει σε πρώιμο στάδιο της νόσου.
Μια άλλη πτυχή της φαρμακοδυναμικής είναι η εκμάθηση και η κατανόηση όλων των επιπτώσεων που μπορεί να έχει ένα φάρμακο στον οργανισμό αφού συνδεθεί με τον υποδοχέα που προορίζεται. Τα φάρμακα, φυσικά, υποτίθεται ότι αλλάζουν αυτό που συμβαίνει στο σώμα. Μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο αναπαραγωγής ενός ιού, να αναστείλουν την ανάπτυξη του όγκου ή να ενισχύσουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Ωστόσο, στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης του φαρμάκου, η φαρμακοδυναμική χρησιμοποιείται για τη μελέτη όλων των ακούσιων συνεπειών της δέσμευσης του φαρμάκου. Οι παρενέργειες μπορεί να περιλαμβάνουν πρόκληση βλάβης στα κύτταρα του σώματος, πρόκληση κυτταρικής μετάλλαξης που μπορεί να οδηγήσει σε καρκινικές αναπτύξεις ή, σε χειρότερη περίπτωση, αύξηση της ισχύς μιας ασθένειας.