9/7/2016 Administration Distribution Metabolism Exkretion Allmän farmakologi Farmakokinetik Daniel Eckernäs Avdelningen för farmakologi [email protected] Innehåll - Farmakokinetik • Definition • Administrationsvägar • ADME – Absorption – Distribution – Metabolism – Exkretion Definition Administrationsvägar Elimination Absorption Distribution Elimination-Metabolism och Exkretion Farmakokinetik ”Beskriver läkemedlets rörelser genom kroppen, eller med andra ord vad kroppen gör med läkemedlet” (Norlén, Lindström) Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 1 9/7/2016 Administrationsvägar • Systemisk behandling – Enteralt (från grek. ”enteron” = tarm) • Via mag/tarm-kanalen: – peroralt (PO) – Sublingualt (under tungan) – Rektalt (ändtarmen) – Parenteralt • Utanför mag/tarm-kanalen – – – – Intravaskulärt (intravenöst (IV)eller intraarteriellt) Intramuskulärt (i musklerna) Subkutant (i fettvävnad) Kutant (på huden) • Lokal behandling – Appliceras där det ska ha sin verkan (t ex ögondroppar) Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Administrationsvägar Definition Introduktion Administrationsvägar Absorption AbsorptionDistribution Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Metabolism Exkretion ADME • Absorption • Distribution • Plasmaproteinbindning • Distributionsvolym • Metabolism • Fas I & Fas II reaktioner • Exkretion Elimination • Utsöndring av läkemedel Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 2 9/7/2016 ADME AUC = Area Under the Curve Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) ADME Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Absorption • Absorption • Upptag från administreringsstället till blodet • Distribution • Läkemedlet fördelar sig i kroppen • Metabolism • Nedbrytning av läkemedlet • Levern ett viktigt organ • Exkretion Elimination • Utsöndring av läkemedel • Njuren ett viktigt organ Definition Introduktion Administrationsvägar Absorption AbsorptionDistribution Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Metabolism Exkretion 3 9/7/2016 Absorption För att få bättre absorptionsegenskaper etc. Nedbrytningsprodukt som ger effekt Oseltamivir absorberas snabbt från magtarmkanalen efter oral administrering av oseltamivirfosfat (prodrug) och blir i stor utsträckning omvandlat av esteraser i framför allt levern till den aktiva metaboliten (oseltamivirkarboxylat). Minst 75% av en oral dos når den systemiska cirkulationen som aktiv metabolit. [...] Plasmakoncentrationerna av både prodrug och aktiv metabolit är proportionella till dosen och påverkas inte av samtidigt födointag. Kan påverka upptaget F = Biotillgängligheten! Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Transport genom membran •Passiv diffusion •Aktiv transport Definition Introduktion Administrationsvägar Absorption AbsorptionDistribution Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Metabolism Exkretion Absorption Faktorer som påverkar absorptionen • Läkemedelsegenskaper • • • • Löslighet, fettlöslighet Joniseringsgrad (Syra-Basfällor) Partikel-, molekylstorlek Sönderfallshastighet • Applikationsställets egenskaper • • • • Blodgenomströmning pH Absorptionsytan Aktiva transporter • Andra faktorer i inre miljön Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 4 9/7/2016 Inverkan av pH H+ H+ Lågt pH (oladdad) LM- LM- H+ H+ H+ H+ H+ H+ OHHögt pH OH- H+ LM- H+ OH- OH- LMOH- OH- (laddad) OH- Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Laddade partiklar LM Biologiskt membran (fett) +/- LM LM +/LM Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Jonfällor Basisk miljö LM bas Biologiskt membran (fett) Sur miljö +/LM bas LM bas +/LM bas Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 5 9/7/2016 Jonfällor Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Läkemedelsinteraktioner UTDRAG UR FASS Levaxin® (levotyroxin) Absorption • Komplexbindning • Ex. antacida+levotyroxin (Levaxin) • Mag-tarmkanalens peristaltik • Mag-tarmkanalens pH Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Interaktioner Följande kombinationer med Levaxin kan kräva dosanpassning: Antacida och sukralfat: Läkemedel som innehåller aluminium kan interferera med absorptionen av levotyroxin. Medlen bör ges med minst två timmars mellanrum. Elimination(Metabolism och Exkretion) Biotillgänglighet (F) ”Den hastighet och grad som ett läkemedel absorberas eller på annat sätt görs tillgängligt för behandlingsstället i kroppen.” - FDA (Amerikanska Läkemedelsverket) Fraktionen av given läkemedelsdos som efter upptag förekommer i systemkretsloppet oavsett administreringsväg (oralt, topikalt etc.). Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 6 9/7/2016 Biotillgänglighet & AUC Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Första passage-effekt Läkemedel Systemkretsloppet Metabolit metabolism Magsäcken Levern Tunntarmen (metabolism) Vena portae BIOTILLGÄNGLIGHET: Fraktionen av given läkemedelsdos som efter upptag förekommer i systemkretsloppet oavsett administreringsväg (oralt, topikalt etc.). Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Distribution • Absorption • Upptag från administreringsstället till blodet • Distribution • Läkemedlet fördelar sig i kroppen • Metabolism • Nedbrytning av läkemedlet • Levern ett viktigt organ • Exkretion Elimination • Utsöndring av läkemedel • Njuren ett viktigt organ 7 9/7/2016 Distribution Skenbar fördelningsvolym Jämviktskoncentration (Css) Medelvärdet av distributionsvolymen vid steady state av oseltamivirkarboxylat är ungefär 23 liter för människa, en volym som motsvarar den extracellulära kroppsvätskan. [...] Bindningen av oseltamivirkarboxylat till humant plasmaprotein är försumbar (cirka 3 %). Framför allt till serum albumin Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Distributionsvolym (Vd) • (=skenbar fördelningsvolym) • Beskriver förhållandet mellan den totala mängden läkemedel i kroppen och dess koncentration i plasma vid samma tidpunkt. Vd=Dos/Cp • Ungefärliga volymer I kroppen • Blodplasma ~4 L • Extracellulärvätska ~12 L • Intracellulärvätska ~30 L Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Distributionsvolym (Vd) Vävnad Blodbanan Stor distributionsvolym Cp= 0.1 mg/L Dos= 100 mg Vd= Dos/Cp= 1000 L Oftast fettlösliga LM Läkemedel Vävnad Liten distributionsvolym Blodbanan Cp= 20 mg/L Dos= 100 mg Vd= Dos/Cp= 5 L Oftast vattenlösliga LM Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 8 9/7/2016 Plasmaproteinbindning LM + Plasmaprotein Plasmaprotein LM Cb Cu Ctot Definition Administrationsvägar Absorption fu=Cu/Ctot fu=1-fb Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Elimination • Absorption • Upptag från administreringsstället till blodet • Distribution • Läkemedlet fördelar sig i kroppen • Metabolism • Nedbrytning av läkemedlet • Levern ett viktigt organ • Exkretion Elimination • Utsöndring av läkemedel • Njuren ett viktigt organ Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Elimination Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 9 9/7/2016 Metabolism Genom metabolism Oseltamivir omvandlas i stor utsträckning till oseltamivirkarboxylat av esteraser lokaliserade främst i levern. In vitro-studier visar att varken oseltamivir eller den aktiva metaboliten är ett substrat för, eller en hämmare av, de huvudsakliga isoformerna av cytokrom P450. Inga fas 2-konjugat av någon förening har identifierats in vivo. Den (för läkemedelsmetabolism) viktigaste gruppen av enzymer. Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Metabolism i levern Målet är att göra läkemedel mer vattenlösliga så att de kan utsöndras via njurarna Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Metabolism Fas I • Oxidationer ffa. via CYP-enzym • Reduktion • Hydrolys ― Deaminering ― Dealkylering Förändring/Sönderdelning av molekylen Fas II • Konjugering ― glukoronidering, ― sulfonering, ― acetylering, ― metylering etc. Tillägg av extra molekyler/grupper Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 10 9/7/2016 CYP-enzymerna • Viktiga för läkemedelsmetabolism • Ex CYP1A2, CYP2D6, CYP3A4... • Enzym-aktivitet kan variera mellan individer Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Läkemedelsinteraktion – CYPenzym • Inhibition (interaktion mellan LM1 och LM3) – Leder till ökad konc. av LM 1 eftersom LM 1 kommer att brytas ner långsammare. Läkemedel3 inhiberar CYP Metabolit av LM 1 LM 1 • Induktion (interaktion mellan LM2 och LM4) – Leder till minskad konc. av LM 2 eftersom LM 2 kommer att brytas ner snabbare Läkemedel4 inducerar CYP LM 2 Metabolit av LM 2 Elimination Dvs. lämnar kroppen med urinen Metabolism via esteraser Absorberat oseltamivir elimineras främst (>90 %) genom omvandling till oseltamivirkarboxylat. Den metaboliseras inte vidare och elimineras i urinen. Maximala plasmakoncentrationer av oseltamivirkarboxylat minskar med en halveringstid på 6–10 timmar för de flesta behandlade. t½ Den tid det tar för mängden läkemedel i kroppen att halveras. Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 11 9/7/2016 Halveringstid (t1/2) t½ = Definition Administrationsvägar Absorption Distribution (Vd x ln2) 𝑪𝑳 Elimination(Metabolism och Exkretion) Halveringstid (t1/2) 1:a och 0:te ordningens kinetik 1:a ord. 0:te ord. Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Steady state (Css) -upprepad dosering Blodkoncentration Metadon Definition Tid (dygn) t½ = 24-36 timmar 12 9/7/2016 Steady state (Css) -upprepad dosering Elimination Den vätskevolym (blodplasma) som per tidsenhet befrias från ett ämne (läkemedel). Dvs. lämnar kroppen med urinen utan att först metaboliseras Den aktiva metaboliten elimineras fullständigt via renal utsöndring. Renalt clearance (18,8 l/tim) överstiger glomerulär filtrationshastighet (7,5 l/tim) vilket antyder att utöver glomerulär filtration sker även en tubulär sekretion. Mindre än 20 % av en radioaktivt märkt dos elimineras i faeces. Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Clearance ”Den vätskevolym (blodplasma) som per tidsenhet helt befrias från ett ämne (läkemedel)” Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) 13 9/7/2016 Exkretion i njuren Tubulär sekretion Urin Glomerulär filtration Tubulär reabsorbtion Glomerulär filtration: 125 mL/min = 7,5 L/h Definition Administrationsvägar Absorption Distribution Elimination(Metabolism och Exkretion) Exkretion - njuren • Tubulär sekretion – Från blodet till primärurinen – Aktiv transport/kräver energi • Passiv reabsorption – Fettlösliga substanser reabsorberas delvis tillbaka till blodet Introduktion Absorption Distribution Metabolism Intravenös injektion Exkretion Per Oralt tablett Läkemedel Metabolit Systemkretsloppet Magsäcken metabolism Njurarna Levern Tunntarmen Utsöndring i urinen ) 14 9/7/2016 Frågor? Tips på bra hemsida med animationer som förklarar många farmakokinetiska principer http://www.icp.org.nz 15