Propiedades de los Fármacos La farmacología es la ciencia que estudia las acciones, usos o mecanismos y efectos adversos de los fármacos. (Mendoza, 2008) Entendemos por Fármaco (o PRINCIPIO ACTIVO) una sustancia con composición química exactamente conocida y que es capaz de producir efectos o cambios sobre una determinada propiedad fisiológica de quien lo consume; un fármaco puede ser exactamente dosificado y sus efectos (tanto benéficos como perjudiciales) perfectamente conocidos, luego de utilizar dicho fármaco en un número de de personas lo suficientemente grande. grande. (Guerra, 2003). El término Medicamento se refiere a la combinación de uno o más fármacos con otras sustancias farmacológicamente inactivas llamadas excipientes, que sirven para darle volumen a la presentación farmacéutica y que facilitan la producción, el transporte, el almacenamiento, la dispensación y la administración de los fármacos. (Guerra, 2003). La definición de Droga es una mezcla bruta de compuestos, de los cuales por lo menos uno tiene actividad farmacológica, pero se desconoce tanto el tipo, como la composición de la mezcla, es decir no se conoce la identidad de otros componentes ni mucho menos su concentración. Desde un punto de vista puramente farmacológico y atendiendo a la definición dada, también se consideran como drogas los extractos de plantas, tinturas o extractos obtenidos a partir de productos naturales que se usan popularmente con fines terapéuticos. (Guerra, 2003). Origen de los fármacos De acuerdo a su origen, los fármacos pueden clasificarse en: naturales, sintéticos y semisintéticos. Dentro de la clasificación de fármacos de origen natural se encuentra otra subdivisión. Drogas vegetales Del reino vegetal se extrae una gran variedad de sustancias empleadas en la medicina, se puede utilizar directamente la parte de la planta más rica en el compuesto, o bien preparados de la planta o de sus partes. Entre ellas podemos citar la ipecacuana y la rauwolfia, extraídas de raíces, la quina de la corteza, la belladona y la digital de hojas, la menta de las flores y el aceite de ricino a partir de semillas.
Drogas animales. Se emplean polvos de órganos desecados, por ejemplo, los polvos de tiroides o principios activos extraídos de ellos como las hormonas.
Drogas minerales Se utilizan sustancias purificadas como el azufre o sus sales (sulfato de magnesio).
En la actualidad la fuente mas importante para la obtención de fármacos es la síntesis quimica (fármacos sintéticos). Estas son obtenidos por síntesis total a partir de sustancias sencillas; no tienen relación estructural con las naturales. La síntesis orgánica de fármacos permite la modificación de la estructura quimica de una sustancia, para obtener otro de mayor actividad farmacologica y con menores efectos indeseables.
Los fármacos semisintéticos se obtienen por sintesis parcial, o sea, por modificaciones en la estructura de los compuestos naturales. Por ejemplo, el estradiol es un estrogeno natural, el etinilestradiol es un esttrógeno semisintético obtenido a partir del primero. (Levy, 2000). Nomenclatura de los fármacos Los fármacos y los medicamentos han de identificarse, por lo tanto, es de vital importancia utilizar una nomenclatura específica para los fármacos. Existen, fundamentalmente cinco tipos de denominaciones: 1) Código del fabricante; 2) Nombre comercial; 3) Denominación común internacional (DCI); 4) Código Anatómico Terapéutico Químico (ATC); 5) Nombre químico sistemático (IUPAC). (Cabildo, 2016) 1. Código del fabricante Se trata de un código alfanumérico designado para la identificación de un fármaco en su etapa de fabricación. 2. Nombre comercial Se refiere al nombre comercial del medicamento que contiene un fármaco, este nombre es designado por la empresa que lo ha atentado, es decir, equivale a la marca registrada del medicamento. De tal forma, un mismo medicamento puede presentarse con diferentes nombres comerciales. 3. Denominación Común Internacional (DCI) Esta designación, es conocida comúnmente como “nombre genérico” y es utilizada para nombrar principios activos aislados indicando el parentesco entre sustancias que pertenecen a un mismo grupo farmacológico. Son propuestos por expertos de la Organización Mundial de la Salud (OMS). De forma que estos principios son de carácter público y por tanto no pueden ser atentados y permiten la identificación de un fármaco a nivel mundial. Este nombre es único para cada fármaco indicando el parentesco entre sustancias que pertenecen al mismo grupo farmacológico mediante la utilización de sufijos y prefijos.
Imagen 1. DCI (prefijos y sufijos) de algunos de los principales grupos farmacológicos. Obtenida de https://goo.gl/CkK6BH el 20 de agosto de 2017.
4. Código Anatómico Terapéutico Químico (ATQ) Esta nomenclatura designa un código alfa numérico atendiendo a los grupos farmacológicos, función fisiológica y estructura química de un fármaco, por lo que es el método de nomenclatura desarrollados más útil. Este sistema divide los fármacos en grupos anatómicos generales que se subdividen en grupos y subgrupos terapéuticos y finalmente se atiende a la e structura química.
Imagen 2. Sistema ATC. Clasificación de fármacos por grupos atómicos (relación incompleta). Obtenida de https://goo.gl/CkK6BH el 20 de agosto de 2017.
Imagen 3. Sistema ATC de nomenclatura de fármacos. Grupos terapéuticos correspondientes al grupo anatómico sistema nervioso central (Incompleto). Obtenida de https://goo.gl/CkK6BH el 20 de agosto de 2017.
5. Nombre químico sistemático (IUPAC). Dado que un fármaco es un compuesto químico, el nombre químico sistemático lo identifica sin confusión alguna. Por lo tanto, este nombre se denomina en función a su estructura química, sujeto a las reglas de nomenclatura internacional IUPAC, pero, carece de utilidad para e l prescriptor por su alta complejidad, por lo que no se em plea en la práctica clínica.
Clasificación de los fármacos Para dotar a los fármacos de una tipificación, se han realizado diversas clasificaciones de acuerdo a sus características, entre las clasificaciones más importantes se encuentran: Por su Interacción Fármaco-Receptor: Debido a que la actividad de la mayoría de los fármacos es consecuencia de una interacción específica entre el fármaco y su receptor se les denomina fármacos estructuralmente específicos, y cualquier cambio en su estructura puede dar lugar a un compuesto inactivo o con una actividad biológica diferente, a veces inesperada. Los fármacos estructuralmente inespecíficos son minoritarios, incluyen aquellos cuya acción no está directamente relacionada con su estructura, o esta relación no se conoce. La acción se explica por su ca pa ci da d pa ra modificar las propiedades fisicoquímicas de un medio biológico, con frecuencia la membrana. (Cabildo). Por su acción terapéutica sobre los diferentes órganos, síndromes patológicos o por los efectos idénticos que provocan. A continuación, se muestra una lista de los principales grupos de fármacos según su acción terapéutica. (Cabildo)
Analépticos: Tienen la función de estimular los centros vegetat ivos, y en especial los centros vasomotor y respiratorio.
Analgésicos: Son medicamentos que calman o eliminan el dolor.
Anestésicos: De un modo amplio, los anestésicos disminuyen la se nsibilidad.
Antiácidos: Son sustancias, generalmente bases, que neutralizan la acidez gástrica. Dicho de otra forma, el antiácido vuelve alcalino el e stómago Antiamebianos: Se utilizan para tratar las infecciones causadas por amebas, en e special la Disentería y la Hepatitis amebiana. Antibióticos: Son sustancias químicas producidas por sere s vivos o bien derivados sintéticos, que matan o impiden el crecimiento de ciertas clases de microorganismos que son sensibles a ellos, por lo general bacter ias. Anticoagulantes: Son sustancias que interfieren o inhiben la coagulación de la sangre, creando un estado antitrombótico y a la vez favorecedor de las hemorragias. Anticonvulsivantes o epilépticos: Son fármacos u otras sustancias destinadas a combatir, prevenir o interrumpir las convulsiones o los ataques epilépticos. Antiespasmódicos: Alivian los espasmos de la musculatura lisa involuntaria. Antihelmínticos: Son medicamentos que se usan para tratar las helmintiasis, que son infestaciones por vermes, helmintos o lombrices. Antihistamínicos: Son fármacos que reducen o eliminan los efectos que provocan las alergias.
Antipiréticos: Estas sustancias, también llamadas antitérmicos, antifebriles o febrífugos, hacen disminuir la fiebre. Antisépticos: Son sustancias antimicrobianas que se pueden aplicar sobre tejido vivo (antibióticos) o sobre materiales inertes (desinfectantes) para reducir los procesos de infección, sepsis o putrefacción. Antitiroideos: Estos fármacos, que generalmente son hormonas, inhiben la síntesis, liberación y efectos en los órganos diana de las hormonas tiroideas. Antitoxinas: Estas sustancias son anticuerpos que se forman en el propio organismo como respuesta a una toxina bacteriana que se encuentra en su interior y que puede neutralizar. Astringentes: Son sustancias que al aplicarlas por vía tópica hacen que los tejidos se retraigan y tienen además una acción cicat rizante, antiinflamatoria y antihemorrágica. Carminativos: Son un grupo de medicamentos o sustancias que disminuyen la generación de gases en el tubo digestivo. Colagogos: Grupo de fármacos o sustancias que facilitan la expulsión de bilis retenida e n la vesícula. Diaforéticos: Son sustancias que aumentan la sudoración. Diuréticos: Este grupo de sustancias una vez ingeridas producen una eliminación de agua y electrolitos en el organismo, a través de orina o de excrementos diarreicos. Eméticos: Son sustancias que provocan el vómito. Estimulantes: Son sustancias que aumentan los niveles de actividad motriz y cognitiva, reforzando la vigilia, el estado de alerta y la atención. Expectorantes: Fármacos que provocan la expulsión de las secr eciones bronquiales acumuladas. Fungicidas: Sustancias tóxicas que se utilizan para impedir el crecimiento o eliminar los hongos o mohos. Hematínicos: Son sustancias que producen un aumento del número de er itrocitos. Hipnóticos: Son un tipo de drogas psicotrópicas psicoactivas que inducen somnolencia y sueño en el individuo.
Hipotensores: Son sustancias que reducen la presión sanguínea.
Midriáticos: Estas son sustancias que dilatan la pupila.
Mióticos: Sustancias que contraen la pupila.
Narcóticos: Son sustancias medicinales que provocan sueño o estupor, y en la mayoría de los casos, inhibe la transmisión de señales nerviosas Purgantes o laxantes: Son sustancias empleadas para provocar la de fecación o eliminación de heces. Sedantes: Sustancias que deprimen el sistema nervioso central, creando así efectos de clama, relajación, reducción de la ansiedad, adormecimiento. Tónicos: Sustancias que estimulan el apetito. Tranquilizantes: Fármacos con acción depresora del sistema nervioso central, destinado a eliminar los síntomas de la ansiedad. Ej. antihistamínicos, neurolépticos, antidepresivos y bloqueadores beta-adrenérgicos.
De acuerdo al Sistema de Clasificación Biofarmacéutico (SCB) (Rodríquez, G., 2008) El SCB es un marco científico para clasificar fármacos, en base a sus olubilidad acuosa y su permeabilidad intestinal. Considera 2 factores fundamentales: Solubilidad Un fármaco se considera altamente soluble según el SCB, cuando la dosis máxima de éste, es soluble en 250 mL o menos de medio acuoso en un rango de pH de 1-7.5. Permeabilidad Los fármacos deben alcanzar la circulación sistémica para poder ejercer su efecto terapéutico, cuando éstos son, administrados por vía enterica, deben atravesar la barrera gastrointestinal, es decir deben absorberse. La barrera gastro intestinal, actúa como una membrana semipermeable, permitiendo el paso rápido de ciertas moléculas, mientras que retarda e impide el paso de otros. El valor de la permeabilidad se basa indirectamente en la medida de absorición de un fármaco en el hombre y directamente, en mediciones de la velocidad de transferecnia de masa por la mmebrana intestinal humana. Como ejemplo, métodos de cultivo de células epiteliales in vitro. Se considera que un fármaco es altamente permeable, cuando se determina que la absorción es del 90% o más de una dosis administrada en base a una determinación de balance de masa o comparación con una dosis de referencia intravenosa. El SCB permite predecir correlaciones in-vitro/ in-vivo para fármacos contenidos en formas de dosificación de liberación rápida, clasificando a los fármacos en 4 clases:
I.
Alta solubilidad – Alta permeabilidad Fármacos que poseen una buena absorción a través de la membrana intestinal, aunque su biodisponibilidad sea baja por efecto de primer paso, presentan una buena biodisponibilidad. Están exceptuadas de realizar estudios de equivalencia en humanos.
II.
Baja solubilida – Alta permeabilidad
Estos fármacos son apropiados para formulaciones que mejoren la velocidad de disolución, y por tanto, la biodisponibilidad oral. III.
Alta solubilidad – Baja permeabilidad
Fármacos que se disuelven rápidamente, pero son poco permeables. IV.
Baja solubilidad – Baja permeabilidad
Fármacos con baja biodisponibilidad, y absorción oral lenta que imposibilita su administración vía oral.
Las propiedades fisicoquímicas de los fármacos tienen una relación directa con la eficacia terapéutica optima de los mismos, pues dependiendo de sus características de solubilidad (tanto en agua como en lípidos), su grado de ionización y de fijación a proteínas plasmáticas o su magnitud molecular, afectaran de manera distinta los procesos de LADME (liberación, absorción, distribución, metabolismo y excreción). Y por tanto son de gran importancia en cuanto a la biodisponibilidad del fármaco. Por ejemplo la solubilidad en agua determinara la velocidad de absorción y eliminación del fármaco dependiendo del método de excreción del organismo. Para calcular la solubilidad en agua de los fármacos se requiere primero ubicar los grupos funcionales en la moléc ula y cuantos posee de cada uno, a partir de estos y con una tabla de potencial disolvente de los grupos funcionales se calcula cuantos carbonos pueden “diluir” en conjunto los grupos funcionales y se comparan con el numero de carbonos que posee el fármaco, si este último dato supera al primero, la molécula se considerara insoluble y si no, será soluble. Cabe destacar que esto sirve solo como un método de predicción y no reemplaza a una prueba práctica. Para la solubilidad en lípidos esta se calcula por medio de una variable P la cual indica el coeficiente de reparto o distribución del fármaco entre dos fases, una acuosa y una lipidica, esto debido ya que los fármacos poseen una parte hidrofilica y una lipofilica y por tanto pueden repartirse de distinta manera en estas dos fases en las que son parcialmente solubles. Esta característica es de suma importancia, pues si un fármaco no mantiene este equilibrio y es muy lipofilico por ejemplo al momento de distribuirse e intentar atravesar una membrana lipidica, no será lo suficientemente hidrofilico para salir al medio acuoso intracelular y formara depósitos, por tanto como se observa esta característica afecta notablemente la distribución y absorción del fármaco. El coeficiente de reparto mencionado anteriormente requiere de una pequeña modificación en su cálculo cuando posee grupos funcionales capaces de ionizarse (lo cual ocurre en fármacos con propiedades acido básicas y que engloba a la mayoría de los fármacos co nocidos), esto con el fin de corregir cualquier error que pueda generar dicha propiedad pues como se comentará, esta afecta directamente la absorción de los fármacos. Los fármacos al ser moléculas acido base poseen valores de pKa y por tanto se encontraran ionizados o no en función del pH del medio (protonandose en un medio con un pH menor a su pKa, desprotonandose en un medio con un pH mayor al pKa y estando no ionizados en un medio con un pH igual al pKa), siendo unicamente las fracciones de fármaco no ionizado mas liposoluble las que difundan a través de la membrana celular por difusión pasiva, aquellas moléculas ionizadas no difundirán y requerirán de otros medios de transporte. Cabe destacar que esta propiedad nos permite cuantificar la absorción de un fármaco. Aunado a lo anterior la siguiente propiedad a mencionar es la magnitud molecular, esta hace referencia al tamaño de las moléculas con base en su peso en daltons, pues a mayor número de daltons se considerará que el fármaco posee un tamaño mayor. Debido a que la membrana celular es altamente selectiva solo pueden difundir pasivamente fármacos con características específicas (no ionizadas por ejemplo) y con un tamaño adec uado, pues si son muy grandes requerirán de transporte activo y difusión facilitada por proteínas transmembranales, ´por tanto, esto condiciona junto a las demás propiedades la magnitud y
velocidad de absorción. Finalmente, está el grado de fijación de los fármacos a proteínas plasmáticas, más específicamente la albumina plasmática, esto está íntimamente relacionado con el coeficiente de reparto pues fármacos hidrofobicos podrán adherirse a la albumina por medio de su fracción lipofilica pudiendo así ser transportadas en medios acuosos (plasma sanguíneo) y por tanto propiciando la distribución de la molécula en el organismo y mejorar su biodisponibilidad. Como vemos todas las características trabajaran en conjunto para cumplir apropiadamente con los procesos constituyentes del LADME y así obtener una eficacia terapéutica óptima. Referencias
Cabildo, M. (2016) Tema 1. Conceptos básicos y nomenclatura de fármacos. Universidad Nacional de Educación a Distancia, UNED. Recuperado de https://goo.gl/ML6TUd Guerra, P. (2003). Farmacocinética. Paso de fármacos a través de membranas biológicas. Absorción de fármacos. Departamento de medicina y farmacología. Universidad Nacional de Madrid. Recuperado de https://goo.gl/ZRxFmb Levy, M. (febrero de 2000). Farmacología. Su historia y desarrollo. Sociedad Cubana de Farmacología. Recuperado de https://goo.gl/FU3vsF Mendoza, N. (2008) Farmacología Médica. Panamericana: México. Rodríguez, G. (2008) Evaluación de la velocidad de disolución intrínseca de fármacos en base a su clasificación biofarmacéutica. (Tesis de pregrado). Universidad Nacional Autónoma de México. México.