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Desde que se tienen registros el ser humano a recurrido a remedios naturales, casi siempre a base de plantas, para combatir los síntomas  que producen las enfermedades. Si bien hasta épocas recientes, no se sabían los motivos, ni de los síntomas ni de la eficacia de los "remedios" que se empleaban.
Muchas veces os habéis tomado un fármaco (o medicina).

¿Alguna vez te has parado a pensar por qué tiene ese aspecto o ese sabor?, o ¿por qué a veces se pincha y otras veces se bebe?, o ¿por qué tomas una cantidad cada 6 horas y otras veces es cada 8, o de una sola vez?. ¿Todo lo que se toma es un único compuesto?. ¿Y cómo "funciona"?. ¿Siempre hace el mismo efecto en todas las personas?.

Como veis, son muchas las preguntas que surgen si pensamos un poco sobre lo que pasa cuando recurrimos a las medicinas para tratar las enfermedades.

Si nos hacemos muchas preguntas, podemos pensar que se necesita dedicar un área específica de la ciencia para resolver y profundizar en todas estas cuestiones... En 1847 Rudolf Bucheim ya pensaba lo mismo, había nacido la Farmacología.
Y tú, ¿cómo la definirías?

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DE LOS REMEDIOS A LOS FÁRMACOS (un poco de cultura general)

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DE LOS REMEDIOS A LOS FÁRMACOS (un poco de cultura general)

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Como hemos visto en la primera parte, desde hace mucho, mucho tiempo, antes incluso de que los primeros registros escritos iniciaran la Historia, los hombres han utilizado tratamientos para remediar los síntomas de las enfermedades que sufrían.
Aunque no haya registros escritos, podemos pensar que los primeros remedios surgieron de la observación de los efectos que producía el consumo de plantas o minerales. Esta posibilidad se fundamenta en el hecho que otros primates también recurren a plantas por sus efectos medicinales (1). Podemos imaginar a los primeros hombres ingiriendo carbón activo procedente de un tronco usado en una hoguera, para tratar una dolorosa diarrea provocada por una bacteria.
Al principio, las plantas utilizadas como alimento puede que se usaran como fármacos sin esa intención primaria. Las comían para alimentarse pero además les "sentaba bien". Y con el tiempo se darían cuenta que la parte de la planta que podía curar se podía "extraer" utilizando agua o líquidos similares (p.ej. alcohol diluido en agua). A estos "extractos" de plantas pasarían a ser los primeros medicamentos o fármacos elaborados.

Una de los primeras plantas, de la que se tiene constancia, que se cree que se usó como fármaco, además de como alimento, es el Cyperus rotundus (o cebollín, castañulela, juncia real... tiene muchos nombre comunes; 2). Es una planta herbácea que se ha encontrado en yacimientos de Sudán anteriores a la agricultura. Se recolectaba y almacenaba como alimento, pero también está aceptado que lo consumían por sus conocidas propiedades medicinales (antibacteriano y otras; 3). Estos pueblos africanos procesaban la planta de diferentes modos, obteniendo autenticos preparados medicinales. En definitiva, pudieron ser los  primeros fármacos.

La idea de que la medicina y los tratamientos debían ser estudiados llegaría mucho más tarde, ya entrados en la Historia (escrita). Hipócrates de Cos (460-370 a.C) o Claudio Galeno (129-200) fueron de los primeros que reflexionaron sobre los fundamentos teóricos de los tratamientos, vamos, que aquello era una ciencia y no un conjuro.

Por si quieres saber algo más:
(1) Huffman MA (2006) Primate self-medication. In: Campbell C, Fuentes A, MacKinnon KC, Panger M, editors. Primates in Perspective. Oxford: Oxford University Press. pp 677–690.
(2) Buckley, S., Usai, D., Jakob, T., Radini, A., & Hardy, K. (2014). Dental calculus reveals unique insights into food items, cooking and plant processing in prehistoric central Sudan. PLoS One, 9(7), e100808.
(3) Meena, A. K., Yadav, A. K., Niranjan, U. S., Singh, B., Nagariya, A. K., & Verma, M. (2010). Review on Cyperus rotundus-A potential herb. International Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 2(1), 20-22.

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LO PRIMERO ES SER EFICAZ: FARMACODINAMIA

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LO PRIMERO ES SER EFICAZ: FARMACODINAMIA

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Ya sabemos que los fármacos o medicamentos deben ser eficaces.
Es lo que da sentido a la Farmacología.
Hoy se sabe que los fármacos son moléculas que interaccionan con "dianas" en el cuerpo, y que provocan un cambio en la actividad biológica de la diana que produce un efecto beneficioso.
La Farmacodinámia estudia la interacción del fármaco con su diana y las consecuencias que esto produce, que son beneficiosas (respuesta primaria) pero que se pueden acompañar de efectos indeseados (nocivas), o incluso no farmacológicos (placebo).
Al principio sólo se podía estudiar el efecro sobre organismos completos, ya que no se había desarrollado la Biología Celular y aún menos la Bioquímica y la Biología  Molecular.
Hoy en día la Farmacodinamia se puede estudiar a tres niveles: molecular (in vitro), celular y con organismos (completos).
Cuando estudiamos el efecto del fármaco in vitro, o con cultivos de células o tejidos, analizamos el efecto de concentraciones conocidas del fármaco.
En cambio, si estudiamos el efecto en organismos sabemos lo que se administra al individuo, la dosis (cantidad diaria), ya que no sabemos la concentración real en las células y moléculas diana dentro del organismo.
En este video de tres minutos se resume el objeto de estudio de la Farmacodinamia:

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CONCEPTOS FARMACODINÁMICOS: DE50, DL50 y IT

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CONCEPTOS FARMACODINÁMICOS: DE50, DL50 y IT

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Si queremos estudiar el efecto de un compuesto sobre una molécula (in vitro) o sobre una célula en cultivo, podemos saber con bastante seguridad cuanto fármaco ha llegado al sitio que se produce la interacción con la diana (sitio que se llama biofase). Como hemos dicho antes, en este caso hablaremos de concentraciones (logaritmo de...) y de efectos farmacológicos . Los efectos farmacológicos dependerán del tipo de ensayo: in vitro serán unos (p.ej. una determonada actividad enzimática), y con cultivos celulares serán otros (p.ej. muerte celular o producción de metabolitos medibles...), esto ya lo veremos más adelante. De este modo podemos determinar el mecanismo de acción del fármaco: cómo produce los efectos farmacológicos (p.ej. con qué diana interacciona y cómo se produce esa interacción)

Habitualmente los efectos o respuestas en función de la concentración de fármaco (expresada como logaritmo), tanto in vitro como en células cultivadas en siguen un patrón de curva sigmoidea ("S estirada"; A). ¿No os recuerda a algo que ya hemos visto?....la respuesta la puedes ver aquí:  http://www.redalyc.org/pdf/579/57916060008.pdf

En estas gráficas podemos determinar el efecto máximo del fármaco en el ensayo y la concentración eficaz 50, que es a la que se consigue alcanzar un 50% de la respuesta máxima.

En fin, que el in vitro y las células están muy bien para entender cómo funciona un fármaco; pero no asegura que vaya a funcionar in vivo.

Cuando administramos el fármaco a un animal o un humano ya no podemos hablar de concentraciones, no sabemos la concentración real en la biofase; debemos hablar de cantidades por toma, o de dosis: cantidad total diaria por unidad de peso corporal (p.ej. 1 mg/Kg). Y los efectos farmacológicos pueden ser objetivos (medibles, p.ej. tensión arterial) o subjetivos (p.ej. dolor de cabeza). En este caso se suele simplificar la respuesta en "positiva" y "negativa"; y lo que se evalúa es el porcentaje de individuos que han respondido positivamente a la dosis estudiada.
La relación entre ambas variables: dosis (logaritmo de...) frente a % de indivuduos respodedores, también presentan curvas sigmoideas (B y C) habitualmente.
A partir de este tipo de gráficas se pueden obtener datos que muestran la eficacia del tratamiento. Un dato representativo de la eficacia es la Dosis Eficaz 50 (DE ₅₀, ED₅₀ en inglés; C), y es la dosis que consigue una respuesta positiva en la mitad de la población.
Si aumentamos las dosis los fármacos pueden llegar a ser letales. La letalidad en función de la dosis también suele presentar una curva sigmoidea. A partir de estas gráficas se define la Dosis Letal 50 (la dosis que mata la mitad de la población; C). Evidentemente, esto se calcula con animales de experimentación.
LA DE₅₀ y la DL₅₀ permiten calcular un índice que indica la seguridad del fármaco, es el índice terapéutico (IT=DL50 / DL50; C) que cuanto más grande sea más seguro será el fármaco (DL50>>DE50).

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FARMACOCINÉTICA: EL LARGO VIAJE DEL FÁRMACO POR EL CUERPO

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FARMACOCINÉTICA: EL LARGO VIAJE DEL FÁRMACO POR EL CUERPO

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Las moléculas que usamos como fármacos deben llegar al espacio físico del cuerpo donde está la diana para que tenga lugar el efecto beneficioso (farmacológico).
Como ya sabes, en los ensayos in vitro, o incluso en ensayos con células, el fármaco "cae" justo donde tiene que realizar la acción. Dicho de otro modo, los fármacos llegan a la biofase sin problemas, porque hemos eliminado las barreras que los separan de la diana.
Pero cuando nos tomamos un medicamento por la vía que sea (oral, inyectado...), el compuesto debe llegar hasta el tejido, célula y diana molecular para que pueda ser eficaz.
Luego la primera fase de ese viaje es la absorción: que será esencialmente inmediata si lo pinchamos y que puede variar si lo "depositamos" sobre una muchosa (p.ej. vía oral) o la piel.
Cuando el fármaco llega al interior del cuerpo puede alcanzar el torrente sanguíneo y llegar a todos, o casi todos, los órganos y tejidos del cuerpo. es la fase de distribución.
En ese viaje también se irá eliminando, lo que por un lado, permite que el cuerpo se deshaga del fármaco cuando ya no es necesario, pero por otro lado nos obliga a repetir la toma cuando la primera ha sido insuficiente. Por un lado el fármaco se metaboliza: los hepatocitos del hígado someten al fármaco a reacciones bioquímicas para facilitar su eliminación, aunque el producto podría ser todavía más activo que el original. Esta fase es lo que se conoce por metabolismo.
Se metabolice o no, el fármaco se puede eliminar por los riñones al filtrase en la orina: a fin de cuentas con moléculas pequeñes muchas veces. La eliminación es la última fase del viaje del fármaco por nuestro organísmo.
Al conjusto de fases farmacocinéticas se les conoce como ADME (Absorción; Distribución; Metabolismo; Eliminación).
En este vídeo se resumen todos esas fases:

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How does your body process medicine? - Céline Valéry

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Ya tenemos claro que, para que el fármaco sea eficaz, debe llegar al tejido, la célula y a la molécula diana. Y que la Farmacocinética es la parte de la Farmacología que estudia estos procesos.
Pero, ¿podemos saber realmente cuánto fármaco está en la biofase o en tejido diana?... no parece muy sencillo y no lo es.
Además, si hay distintos procesos (ADME) que se producen casi simultáneamente, los niveles del fármaco en el cuerpo iran variando con el tiempo, ¿no sería conveniente monitorizar el fármaco, esto es, repetir las mediciones del fármaco a lo largo del tiempo?
Sin duda es necesario (como luego veremos) hacer mediciones repetidas y ser lo más cuidadosos posibles con los pacientes. El único tipo de muestra que podemos tomar de un  paciente, de forma repetida, y sin causarle grandes problemas, es la sangre. Luego en la práctica, la farmacocinética se "tiene que conformar" con medir las concentraciones del fármaco en el plasma, Habitualmente, no se puede analizar el tejido diana.
Pero como la sangre es el principal medio de transporte del fármaco por todo el organismo, las concentraciones plasmáticas deben ser representativas de la "exposición" del cuerpo, y en concreto, del órgano diana, al fármaco.
Luego en Farmacocinética se estudian y representan siempre con curvas de concentraciones plasmáticas del fármaco frente al tiempo.
Como hemos visto, una medición puntual no nos informa bien de la exposición al fármaco. ¿Qué parámetro puede ser más indicativo de la "cantidad de exposición" del cuerpo al fármaco?...  el área bajo la curva (AUC en inglés), ya que representa el sumatorio de concentraciones puntuales en cada momento (A).
Cuando se analizan los niveles plasmáticos de un mismo fármaco administrado por diferentes vías obtenemos diferentes  perfiles en las gráficas (B).
Es más, en muchos casos, la cantidad de fármaco que llega a entrar en contacto con el cuerpo es menor si la comparamos con la vía intravenosa (C). Con la vía intravenosa depositamos el fármaco directamente en el torrente sanguíneo, por lo que podemos considerar que el 100% ha llegado al punto de partida para distribuirse.
En cambio, por otras vías se puede perder parte antes de llegar a la sangre.
Para poder saber qué cantidad de fármaco se pierde al cambiar de vía de administración se acuñó el concepto Biodisponibilidad, y se calcula fácilmente: se compara la exposición del cuerpo al fármaco por la vía estudiada (p.ej oral) en relación a la intravenosa (100%): Lo hacemos dividiendo las AUC de cada vía ¡analizada en un mismo organismo! (C). La biodisponibilidad nos indica que proporción del fármaco es "útil" para el organismo.
Otro parámetro informativo en farmacocinética es el tiempo de vida media (t 1/2): es el tiempo que tarda en reducirse la concentración en plasma (del fármaco) a la mitad. Nos habla de la velocidad de eliminación. (C).
Suficiente para entender los conceptos más básicos de la farmacología, pero ¿qué ocurre si repetimos la  toma de un fármaco antes de que haya bajado mucho los niveles plasmáticos?, lo puedes ver en D... la explicación te la dejo a ti.

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Si esto no basta...
> El Quizlet con el glosario,
https://quizlet.com/_6ttax3

>Un Kahoot para auto-evaluarte,
https://create.kahoot.it/share/farmacologia/04349f11-fddc-4109-9298-0d8e2b4e3fb0

> Basic & Clinical Pharmacology de Katzung et al. (¡¡sólo para consultas de dudas!!)
https://1drv.ms/b/s!Amvfus0fTDAfhd1tkUJf8GZHljYU-w

>Un modelo de interacción fármaco-diana

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A basic introduction to drugs, drug targets, and molecular interactions.