pharmacokinetiek is de wetenschap die onderzoekt hoe chemische middelen worden opgenomen, verspreidt en verwijdert in het lichaam. De effecten van deze middelen zijn afhankelijk van de hoeveelheid, hoe snel het middel zich door het lichaam verspreidt, de manier van inname en de omgeving van inname. Hetzelfde medicament heeft vaak meerdere namen. Je hebt de chemische naam die vertelt welke stoffen in welke hoedanigheid er in het middel zitten. Ook is er de merknaam die bij het gebruik wordt genoemd, deze zie je terug in de apotheek. Als een bepaald medicament ouder dan vijf tot zeven jaar is, vervalt het patent. Dat betekent dat andere bedrijven het middel (met dezelfde inhoud) mogen namaken. Dit heet dan een generic drug en deze heeft een generic naam.

Op welke manieren kan er medicatie toegediend worden?

Medicijnabsorptie is hoe het medicament wordt ingenomen, in de bloedstroom terecht komt en zich verspreidt door het lichaam. De focus van dit boek ligt voornamelijk op hoe een drugs het brein bereikt. Hoe snel en hoeveel drugs het brein bereikt ligt aan verschillende factoren waaronder de manier waarop de drugs wordt toegediend:

• Oraal; dit is de meest gebruikelijke manier. Een medicament moet hiervoor wel door de maagzuren heen kunnen en niet afgebroken worden door de maagzuren. Ze moet tot op zekere hoogte in vet-oplosbaar zijn zodat ze via diffusie door de maagwand heen kunnen. Via orale inname kan het wel langer duren voor het medicament in werking treedt.
• Inhalatie; sommige middelen worden geïnhaleerd, zoals nicotine en astma inhalers. Zo worden de middelen snel opgenomen in het bloed, omdat de longen een groot oppervlak bezitten met veel bloedvaten erdoorheen. Hiervoor moet iemand wel een stabiel bloedniveau hebben.
• Intraveneus (IV); het toedienen van een medicament via een infuus. De middelen komen zo direct in het bloedvat terecht, deze manier is zeer snel. Dit is echter wel gevaarlijker, vanwege de snelle opname komt een overdose ook snel voor.
• Intraperitoneaal; Hierbij wordt de drugs in de buikholte ingebracht. Deze methode wordt niet bij mensen gebruikt omdat er een risico is dat er een ontsteking ontstaat of schade aan de organen. Dit wordt wel bij labdieren gebruikt wanneer de drugs snel opgenomen moet worden. Intraveneus is bij labdieren te lastig omdat ze vaak erg klein zijn.
• Intramusculair; via de spieren worden medicamenten langzamer maar stabieler geabsorbeerd. Hormonen worden vaak op deze manier ingespoten
• Transdermaal; dit is het opnemen via de huid wat meestal aangebracht wordt met een pleister of een gel. Dit gaat vaak erg langzaam waardoor het ideaal is voor middelen die langere tijd gelijkmatig opgenomen moeten worden, zoals bij nicotinepleisters en hormonale anticonceptie bij vrouwen. De middelen moeten wel op een vet base zijn anders komt het niet door de huid heen.
• Subcutaan; dit is het inbrengen van een middel onder de huid door middel van een injectie of een implantaat die regelmatig een dosis medicamenten vrijgeeft.

Zodra het middel eenmaal in het lichaam is, ben je er nog niet. Een middel kan niet zomaar overal komen maar moet hiervoor door verschillende membranen heen. Een membraan bestaat uit twee lagen vetmoleculen. Dit zijn fosfide moleculen bestaande uit een kop en een staart. De koppen richten zich naar de buitenkant en zijn hydrofiel (wateraantrekkend), de staarten zijn naar binnen gericht en zijn hydrofoob (waterafstotend). Hierdoor kunnen waterachtige substanties niet zomaar door het membraan heen komen. De substanties moeten dan worden meegenomen door transportcellen of ze moeten bestaan uit vetmoleculen om langs het membraan te komen. Transportcellen nemen de stof tot zich en reizen dan door het membraan heen.

Naast membranen moet het middel ook langs kleine bloedvaten genaamd capillaries om in en uit de bloedstroom te kunnen komen. De capillaries hebben minuscule gaatjes waar sommige stoffen zo doorheen kunnen. Als een stof te groot is dan moet het via een diffusieproces. Er zijn twee soorten capillaries, die van het lichaam en die voor het brein.

Het brein heeft een hele stabiele en beschermde omgeving nodig om goed te functioneren. De capillaries voor het brein zijn hierdoor anders opgebouwd en moeilijker doorheen te komen; ze zijn omringd door gliacellen genaamd astrocyten. Samen vormen ze bloedbrein barrière (BBB). Door deze barrière kunnen alleen essentiële stoffen zoals glucose en sommige aminozuren probleemloos heen. Andere stoffen kunnen er alleen komen via een speciaal transport. Zo wordt het brein beschermd tegen de gevaarlijke werking van allerlei giftige stoffen.

Er bestaat nog een speciale barrière in het lichaam bij vrouwen, namelijk de placenta barrière als zij zwanger is. Deze beschermt de foetus en zorgt ervoor dat het bloed van de moeder door de placenta kan. Daarnaast zorgt deze barrière ervoor dat de schadelijke stoffen vanuit de foetus weer weg kunnen. Helaas laat deze barrière ook medicamenten toe waardoor bij de foetus ontwikkelingsproblemen kunnen ontstaan.

Wat wordt verstaan onder het medicijnmetabolisme?

Medicijnmetabolisme is het verwerken en uitscheiden van het middel uit het lichaam. Als een aantal middelen zich bindt aan inactieve plaatsen (inactieve proteïne of oplossen in vetten) spreek je van depot binding. Zodra de concentratie van de drugs in het bloed zakt kunnen de stoffen die zich op depot sites gebonden hebben zich weer ontbinden en opnieuw in bloedstroom komen, waardoor het middel langer in het lichaam actief blijft.

Na verwerking kan een middel op meerdere manieren het lichaam verlaten: via uitademing, zweten, of uitscheiding van de nieren. De levercellen produceren cytochrome P450/CYP450. Dit enzym breekt de middelen af in wateroplosbare metabolieten die vervolgens door de nieren eruit gefilterd worden. Dit komt in de urine terecht waardoor drugstesten vaak gedaan worden met urine.

Hoe lang een middel werkzaam blijft in het lichaam wordt aangegeven met het medicijn half-life. Dit geeft aan hoelang het duurt voor een middel qua inhoud halveert in het lichaam. Dit proces is belangrijk om de juiste dosis en frequentie van medicijnen voor te schrijven. Ook wordt gekeken hoeveel middel er nodig is per aantal ml bloed. Als er te weinig medicijn is heeft het middel geen nut, is er teveel kan dit levensbedreigend zijn. De ratio waarin dit wordt aangegeven is de dose response curve.

Welke soorten tolerantie bestaan er?

Na herhaaldelijk gebruik van medicijnen kan tolerantie optreden. Bij tolerantie wordt het effect van de medicamenten minder. Tolerantie verschilt per middel per tijd. Als er tolerantie is opgetreden voor een bepaald middel, kan het zijn dat voor andere middelen met een vergelijkbare samenstelling ook tolerantie is opgetreden. Dit noem je cross-tolerance. Er zijn verschillende soorten tolerantie:

• Metabole tolerantie: Hierbij maakt je lever door herhaaldelijke blootstelling aan het middel meer enzymen aan die het middel afbreken. Hierdoor worden de middelen dus sneller afgebroken waardoor het middel minder effectief is geworden.

• Cellulaire tolerantie: cellulaire aanpassing tot sommige medicamenten leidt ertoe dat het middel een er verminderde werkingen op de bedoelde cellen heeft. Dit heet ook wel downregulation.

• Associatieve tolerantie: Als medicamenten altijd in een bepaalde omgeving worden ingenomen werkt de omgeving als een soort van prikkel voor tolerantie. Wanneer dan dezelfde hoeveelheid middel op een andere locatie wordt ingenomen kan dat ineens fataal zijn omdat je dan niet tolerant bent. Dit is ook de reden waarom verslaafden na behandeling in een kliniek vaak toch weer terugvallen bij thuiskomst. Dan zijn ze immers weer in een omgeving waarin ze eerst altijd verdovende middelen tot zich namen, waardoor de bijbehorende handelingen automatisch her ontstaan. Dit lijkt op het principe van klassiek conditioneren van Pavlov waar ook een automatische reactie op een prikkel ontstond.

• Gedragstolerantie: Als je veel medicamenten gebruikt voor het aanleren van een bepaalde taak of handeling, kun je deze taak of handeling later beter wanneer je het medicament gebruikt dan wanneer je het medicament achterwege laat. Dit lijkt op het principe van operant conditioneren en wordt ook wel state dependent learning genoemd.

Psychoactieve medicijnen hebben naast hun bedoelde uitwerkingen vaak ook een heleboel nare uitwerkingen: de bijwerkingen. Naast de bijwerkingen van enkele middelen kun je ook nog last hebben van niet farmacologische reacties zoals een allergische reactie of schade aan de lever, nieren en/of de foetus. Al deze schadelijke reacties zijn medicijnvergiftigingen. Als er een dergelijk heftige reactie plaatsvindt nadat er teveel middel is ingenomen spreek je van een overdosis. Bij sommige onderzoeken wordt er ook wel gekeken wat de lethal dosis LD (fatale dose) is. Dit is de dosis waarbij de gebruiker overlijdt. Als bij een bepaalde dosis 50% van de gebruikers overlijdt, spreek je van een LD₅₀ dose. Als iedereen overlijdt noem je het een LD₁₀₀ dose. Op het moment dat een dosis effectief is, wordt dit aangeduid met de effective dosis ED. De range tussen de ED en de LD heet de therapeutic index. Als bijvoorbeeld door tolerantie het effect kleiner wordt verminderde therapeutische index.

Soms treedt er bij iemand al verbetering op door te denken dat hij of zij medicijnen slikt, dit is het placebo effect. In medicijnonderzoek wordt dan ook vaak getest met een dubbelblind onderzoek zodat zowel de patiënt als de arts niet weten wie het werkende medicijn en wie de placebo krijgt. Het placebo effect kan er zelfs voor zorgen dat pijn vermindert, waarschijnlijk worden dezelfde systemen in werking gezet als de echte drugs zouden doen.

Hoe werken medicamenten?

Als enkele middelen eenmaal het brein intreden, gaan ze invloed uitoefenen op het neuronaal functioneren. Medicijnen beïnvloeden met name hun target cellen. De pharmacodynamica kijken naar hoe dit in zijn werk gaat. In feite zijn er twee groepen medicamenten te onderscheiden:

Agonisten

Dit zijn drugs die ervoor zorgen dat de neurale communicatie bevorderd wordt. Agonisten kunnen op een paar manieren werken, ze zorgen voor meer neurotransmitters in de presynaptische terminal of blokkeren de afbraak/heropname van de neurotransmitter. Hierdoor zijn er of meer neurotransmitter beschikbaar of ze blijven langer in de synaptische spleet. Ook heb je nog een directe agonist, deze drugs kunnen vanwege hun chemische samenstelling een binding aangaan met een specifieke receptor. Omdat er geen afbraak/heropname van zulke drugs is, kunnen deze een lange werkingstijd hebben.

Antagonisten

Dit zijn drugs die de werking van neurotransmitters juist blokkeren of verminderen. Antagonisten gaan zelf een binding met de receptor aan waardoor de andere stoffen niet meer kunnen binden. Hierbij activeert hij de receptor niet, maar blokkeert hem alleen. Agonisten en antagonisten kunnen beide voorkomen in alle stappen van het neurotransmitter proces. Beide groepen drugs kun je nog onderverdelen in subgroepen. Er zijn namelijk drugs die een directe werking hebben op het brein. Deze drugs binden zich direct aan de juiste receptor. Ook zijn er drugs die een indirecte werking hebben, deze werken vaak via een tweede boodschapper. Ze binden zich aan een stofje en dat stofje zorgt er dan voor dat iets anders geactiveerd wordt waarna de gewenste werking optreedt.

Bulletpoints

• Bloedbrein barrière (BBB). Door deze barrière kunnen alleen essentiële stoffen zoals glucose en sommige aminozuren probleemloos heen. Andere stoffen kunnen er alleen komen via een speciaal transport. Zo wordt het brein beschermd tegen de gevaarlijke werking van allerlei giftige stoffen.

• Medicijnmetabolisme is het verwerken en uitscheiden van het middel uit het lichaam. Als een aantal middelen zich bindt aan inactieve plaatsen (inactieve proteïne of oplossen in vetten) spreek je van depot binding. Zodra de concentratie van de drugs in het bloed zakt kunnen de stoffen die zich op depot sites gebonden hebben zich weer ontbinden en opnieuw in bloedstroom komen

• Na herhaaldelijk gebruik van medicijnen kan tolerantie optreden. Bij tolerantie wordt het effect van de medicamenten minder. Tolerantie verschilt per middel per tijd. Als er tolerantie is opgetreden voor een bepaald middel, kan het zijn dat voor andere middelen met een vergelijkbare samenstelling ook tolerantie is opgetreden. Dit noem je cross-tolerance. Er zijn verschillende soorten tolerantie.

• In feite zijn er twee groepen medicamenten te onderscheiden: Agonisten en Antagonisten

Tentamentickets

• Als het lastig is om de manieren waarop medicijnen kunnen worden toegedient te onthouden, ontleed het woord of koppel het aan een bekend concept zoals:
  intramusculair. Intra is binnen in en musculair is de spieren. Dus in de spieren.
  Intraveneus wordt ook wel IV genoemd. Net zoals een IV drip (zakje met medicijn) in het ziekenhuis die via een infuus het middel direct in je bloedstroom brengt.
• Agonisten bevorderen communicatie, antagonisten (lijkt op anti wat tegen is) zijn het tegenovergestelde en blokkeren/verminderen de werking van neurotransmitters.