Farmacología Esencial: Conceptos, Historia y Dinámicas

Farmacología: Es el estudio de los medicamentos y cómo afectan a las personas que los toman para tratar o controlar una enfermedad o un trastorno.

Medicamento: Es toda sustancia exógena capaz de interactuar con receptores específicos de las células y modificar sus propiedades fisicoquímicas y fisiológicas de forma reversible. Es uno o más fármacos integrados en una forma farmacéutica presentado para expendio y uso industrial o clínico y destinado para su utilización en los seres vivos con el fin de prevenir, aliviar o mejorar enfermedades o modificar el estado fisiológico.

Droga: Es todo fármaco o principio activo de un medicamento o elemento de origen biológico natural o producto obtenido de él por diferentes métodos que produce efectos en el SNC y que se utiliza para modificar el estado de ánimo.

Fármaco: Es cualquier sustancia que produce efectos medibles o sensibles en los organismos vivos y que se absorbe, transforma, almacena y elimina.

Principio activo: Es toda sustancia química purificada utilizada en la prevención, diagnóstico, tratamiento, mitigación y cura de una enfermedad para evitar la aparición de un proceso fisiológico no deseado.

Excipiente: Es una sustancia inactiva usada para incorporar el principio activo.

Placebo: Sustancias que son inertes o inocuas y que sirven para observar el comportamiento del organismo ante determinados estímulos o circunstancias particulares.

Nombre genérico: Denominación común internacional, nombre oficial del medicamento que permite reconocerlo en todo el mundo.

Nombre comercial: Nombre que elige el laboratorio o la empresa farmacéutica que lo produce.

Nombre químico: Indica la estructura química o fórmula del medicamento.

Historia de la Farmacología

Siglo VII: Árabes redactan el primer formulario farmacéutico; la cura está en el santuario.

Siglo XIII: Se establecen las farmacias como establecimiento para la elaboración y venta.

Siglo XIX: Prohíben la disección de animales; aparecen los santos como cura (San Roque para la peste).

• 1493-1541: Paracelso - Padre de la Farmacología.
• 1552: Martín de la Cruz - Descripción de plantas medicinales.
• 1615: Harvey - Descubre el mecanismo de la circulación sanguínea.
• 1620-1695: Johann Jakob Wepfer - Comprueba efectos farmacológicos o toxicológicos.
• 1665: Robert Hooke - Descubre la célula.
• 1796: Edward Jenner - Vacuna para la viruela.
• 1805: Descubrimiento de la morfina.
• 1838-1921: Schmiedeberg - Fundó la primera revista farmacológica.
• 1847: Rudolf Buchheim - Fundó el primer instituto de farmacología.
• 1874: Hoffmann - Ácido acetilsalicílico como antipirético.
• 1922: Primera inyección de insulina.
• 1929: Flemming - Primer antibiótico.
• 1950: USA - Primer trasplante de riñón.
• 1953: Watson & Crick - Descubren el ADN.

Desarrollos Actuales

Actualmente, se han desarrollado nuevos tratamientos para el cáncer, como las terapias CAR-T, los anticuerpos monoclonales y la edición genética. Se han desarrollado medicamentos para enfermedades raras sin tratamiento específico. Se han desarrollado sensores digeribles y píldoras inteligentes para favorecer la absorción retardada de los medicamentos. Uso de la inteligencia artificial (IA), la edición genética, la impresión 3D y el Internet de las Cosas.

Ramas de la Farmacología

Farmacognosia: Estudia el origen de los fármacos, establecer la composición química cuantitativa y cualitativamente, control de calidad, investigar el principio activo.

Farmacodinamia: Acción de los fármacos en los seres vivos, efectos de aumento o disminución de la actividad celular.

Farmacocinética: Comportamiento de los fármacos dentro del organismo.

Farmacotecnia: Preparación y presentación de los fármacos.

Toxicología: Sustancia capaz de producir efectos nocivos en los organismos, causa muerte.

Farmacología general: Estudio de los fármacos en forma general e inespecífica.

Farmacología especial: Estudio de los fármacos en los diferentes tejidos, órganos y sistemas.

Métodos de Estudio

En animales: Farmacodinamia (efecto), farmacocinética (organismo), toxicidad.

• Toxicidad aguda: Efectos después de la administración hasta las primeras 24 horas.
• Toxicidad subaguda: Efectos tóxicos en el lapso de 2-3 meses.
• Toxicidad crónica: Efectos nocivos en el lapso de 2 a 4 años, efectos teratogénicos.

En seres vivos: Normas éticas promulgadas en 1945 (Nuremberg) y corroborada por la asociación médica mundial de Helsinki 1965, farmacodinamia / farmacocinética y toxicología. La investigación clínica tiene 4 etapas.

Investigación Clínica

• Fase I: Vigilancia y aplicación a pacientes voluntarios sanos y voluntarios con la enfermedad - 100 pacientes.
• Fase II: Uso terapéutico, incluye datos sobre la eficacia del fármaco, efectos colaterales y efectos tóxicos - 200 pacientes.
• Fase III: Uso terapéutico metódico, determina la eficacia e inocuidad en más de 10000 pacientes.
• Fase IV: Estudio del fármaco en el mercado, comercialización con vigilancia para la detección de efectos adversos.

Eficacia y Efectividad

Eficacia de un fármaco: Es la capacidad de producir un efecto deseado. Se confirma mediante ensayos clínicos y no clínicos, analizando la relación entre las dosis administradas y las respuestas del organismo.

Para determinar la eficacia de un fármaco se debe tener en cuenta el costo, la duración del efecto, la toxicidad potencial, los efectos adversos, la potencia (cantidad de fármaco que se necesita para producir el efecto deseado).

Efectividad de un fármaco: Es el grado de buen funcionamiento de un tratamiento en la práctica una vez el fármaco que está disponible de forma generalizada.

Farmacoepidemiología: Es la disciplina que estudia los efectos y el uso de los medicamentos en las poblaciones humanas, promover el uso adecuado de los medicamentos y prevenir eventos adversos.

Farmacodinamia

Estudio de la forma como actúan los medicamentos en el organismo.

Fármacos activos: Son sustancias que alteran las funciones celulares, estimulando o deprimiendo, dan lugar al efecto terapéutico.

Acción farmacológica: Es el resultado final de utilizar un fármaco: modificación de las funciones celulares cuantitativamente y no cualitativamente.

Efecto: Es la manifestación de la acción, contracción o relajación muscular.

Tipos de Acción Farmacológica

• Estimulación: Aumento en la actividad que realiza la célula.
• Depresión: Disminución de la actividad que realiza la célula.
• Irritación: Es una estimulación violenta que desencadena una sección inflamatoria y produce lesión o muerte celular.
• Reemplazo: Es la restitución de sustancias que normalmente existían en el organismo, pero por algunos patológicos de sintetizarse y por lo que deben ser suministradas.
• Acción antiinfecciosa: Consiste en la administración de sustancias capaces de inhibir o destruir microorganismos productores de enfermedades.

Sitios de Acción de los Fármacos

Para que un medicamento desarrolle su acción debe alcanzar una concentración determinada en órganos y tejidos.

• Fármacos de acción local: Aquellos que tienen acción en el mismo sitio de la aplicación.
• Fármacos de acción sistémica: Actúan lejos de los sitios de la aplicación, se quieren absorción, distribución y acoplamiento.
• Fármacos de acciones remota o indirecta: Ejercen su acción en determinado órgano o tejido sin entrar en contacto con ellos.

Selectividad y Reversibilidad

Selectividad: Es la capacidad para actuar preferentemente sobre un tipo de tejido, órgano o proceso biológico. Depende de la afinidad por el receptor, especificidad de acción y distribución en el organismo.

Reversibilidad: Es la capacidad de un fármaco para unirse y luego desprenderse de su sitio de acción (como un receptor) sin producir una alteración permanente.

• Tóxicos (metales pesados) se unen irreversiblemente.

Potencia y Eficacia

Potencia: Es la cantidad de un fármaco necesaria para producir un efecto determinado (dosis menor). Factores que determinan la potencia:

1. Afinidad por el receptor.
2. Eficacia intrínseca → activar el receptor.
3. Distribución y metabolismo → cantidad de fármaco.

Eficacia: Es la capacidad máxima que tiene un fármaco para producir un efecto terapéutico, independientemente de la dosis utilizada. Ejemplo: ibuprofeno / morfina.

Factores que Modifican la Acción Farmacológica

Dosis: Es la cantidad de fármaco que se administra para lograr un efecto farmacológico. Se ajusta a la masa corporal, el grado y la velocidad de absorción están en relación directa con la acción farmacológica.

Vías de administración: Es el camino por el cual un fármaco entra al organismo para ejercer su efecto. Se elige según la rapidez, eficacia y comodidad del tratamiento. El grado y la vía de absorción depende de la vía de administración.

Factores individuales: La variación biológica es la diferencia en la respuesta a un fármaco entre individuos o dentro del mismo individuo en distintos momentos. Estas diferencias pueden afectar la eficacia y seguridad del tratamiento.

• Individuales sensibles: Respuesta más intensa.
• Individuales tolerantes: Mayor dosis para efecto farmacológico.

Tolerancia y Taquifilaxis

• Tolerancia: Es la disminución progresiva del efecto de un fármaco cuando se administra de forma repetida, lo que requiere aumentar la dosis para obtener la misma respuesta terapéutica: natural (cuando se presenta sin previa exposición), adquirida (por la administración continua del fármaco), cruzada (por administración de otro fármaco de características similares).

Mecanismos de tolerancia: Adaptación de las células al fármaco, inactivación del fármaco, mala absorción y eliminación rápida del fármaco.

• Taquifilaxis: Es un tipo de tolerancia farmacológica que ocurre cuando la respuesta a un fármaco disminuye rápidamente tras su administración repetida en un corto período de tiempo.

Idiosincrasia y Alergia

• Idiosincrasia: Es una respuesta anormal, inesperada y no relacionada con la dosis de un fármaco, que ocurre en ciertos individuos debido a factores genéticos.
• Alergia: La alergia farmacológica es una reacción adversa del sistema inmunológico a un medicamento. Ocurre cuando el cuerpo reconoce al fármaco como una sustancia extraña y genera una respuesta inmune. A diferencia de la idiosincrasia no se presenta tras la primera administración.

Características de la alergia:

• No se presenta en la primera administración, requiere periodo de sensibilidad.
• Las respuestas tienen características comunes a una reacción inmunológica.
• Desaparece cuando se deja de administrar el fármaco.
• No guarda relación con la dosis.
• Se produce cada administración.
• Están circunscrita a una droga o un grupo de drogas emparentadas.

Tipos de Reacciones Alérgicas

• Tipo I (anafiláctica): Es una reacción alérgica inmediata mediada por anticuerpos IgE, que provoca la liberación de histamina y otras sustancias inflamatorias. Puede ocurrir en segundos o minutos tras la exposición al alérgeno. Urticaria (ronchas en la piel), angioedema (hinchazón de labios, párpados, lengua), dificultad para respirar, broncoespasmo, hipotensión y choque anafiláctico (casos graves). Ejemplos de fármacos que pueden causarla: Penicilinas y cefalosporinas, AINES (aspirina, ibuprofeno), anestésicos locales, medios de contraste yodados.
• Tipo II (citotóxica): Es una respuesta inmune en la que el sistema inmunológico ataca células del propio organismo al unirse a un fármaco. Está mediada por anticuerpos IgG o IgM, que activan el sistema del complemento y destruyen células específicas. Mecanismo de acción: El fármaco se une a la membrana de una célula (ej. glóbulos rojos, plaquetas). El sistema inmunológico reconoce esta célula como extraña. Los anticuerpos IgG o IgM se unen y activan el sistema del complemento o células NK. Se produce la destrucción celular por lisis o fagocitosis.
• Tipo III (mediada por inmunocomplejos): Es una reacción de hipersensibilidad mediada por inmunocomplejos (antígeno-anticuerpo), principalmente IgG. Estos complejos se depositan en tejidos y vasos sanguíneos, activando el sistema del complemento y generando inflamación. Mecanismo de acción: El fármaco actúa como antígeno y se une a anticuerpos (IgG), formando inmunocomplejos. Estos complejos circulan en la sangre y se depositan en tejidos (riñones, vasos sanguíneos, articulaciones). Se activa el sistema del complemento, provocando inflamación y daño tisular. Se liberan mediadores inflamatorios (histamina, citoquinas), causando síntomas clínicos.
• Tipo IV (hipersensibilidad retardada): Es una reacción inmunológica mediada por linfocitos T, en la que no participan anticuerpos. Se desarrolla entre 24 y 72 horas después de la exposición al alérgeno. Mecanismo de acción: Un fármaco o sustancia actúa como hapteno y se une a proteínas del cuerpo. Los linfocitos T sensibilizados reconocen el complejo como extraño. Se libera una respuesta inflamatoria mediada por citoquinas, activando macrófagos y causando daño tisular.

Influencia de los Estados Patológicos sobre la Respuesta Farmacológica

• Con síntomas: Aspirina, si no hay fiebre, no reduce la temperatura.
• Disminución de la función: Insuficiencia hepática y renal, disminución de dosis.

Mecanismo de Acción de las Drogas

Es la modificación de la actividad celular producida por fármacos, enzimas y otros elementos: estimulante y depresor, intensidad de actividad.

Tipos de Fármacos según su Especificidad

• Fármacos de acción no específica: Son aquellos que ejercen su efecto sin interactuar con un receptor específico. Estos fármacos modifican las propiedades físicas y químicas de las células, alterando su absorción, la permeabilidad de la membrana, etc. (No requieren receptores celulares. Su acción depende de propiedades fisicoquímicas (pH, osmolalidad, tensión superficial, etc.). Efecto generalizado en tejidos u órganos. No tienen una estructura química específica para su acción). Anestésicos generales (halotano, propofol), antiácidos (hidróxido de calcio y bicarbonato de sodio), laxantes osmóticos (lactulosa), diuréticos osmóticos (manitol), surfactantes pulmonares (beractant).
• Fármacos de acción específica: Son aquellos que ejercen su efecto uniéndose a moléculas diana específicas, como receptores, enzimas, canales iónicos o transportadores, para desencadenar una respuesta biológica. Interacción con un blanco molecular específico. Efecto más selectivo y predecible. Menos efectos secundarios si la selectividad es alta. Su acción depende de la afinidad y especificidad por su diana. Agonistas (morfina), antagonistas (losartán), inhibidores enzimáticos (aspirina), actúan sobre canales iónicos (lidocaína), inhibidores de transporte (fluoxetina).

Tipos de Fármacos según su Acción sobre los Receptores

• Agonistas: Activan el receptor y generan respuesta (Ej: Morfina).
• Completo: Activan el receptor y generan respuesta (Ej: Morfina).
• Parciales: Activan el receptor, pero con menor eficacia que un agonista completo (Ej: Buprenorfina).
• Inversos: Reducen la actividad basal del receptor (Ej: Benzodiacepinas en GABA-A).
• Antagonistas: Bloquean el receptor e impiden la acción del ligando endógeno (Ej: Atropina).
• Competitivo: Reversible, depende de la cantidad de agonista.
• No competitivo: Irreversible, no depende.

Tipos de Receptores Farmacológicos

Los receptores son proteínas ubicadas en la membrana celular o dentro de la célula que median la acción de los fármacos. Pueden ser:

• Receptores de membrana: Acoplados a proteínas G, tirosina quinasa, canales iónicos.
• Receptores intracelulares: Localizados en el citoplasma o núcleo (ej. receptores hormonales).

Afinidad y Especificidad

Afinidad: Es la capacidad de fijación de una sustancia por “su” receptor, se lleva a cabo mediante enlaces moleculares pudiendo ser de tipo iónico, covalente, por fuerzas de van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrófobas.

Especificidad: Es la cualidad que permite analizar las características de fijación concretas entre el fármaco y el receptor y no de otra molécula.

• Reconocimiento: El fármaco se acerca al receptor por afinidad química.
• Unión: Se establece una interacción mediante enlaces (hidrofóbicos, iónicos, covalentes).
• Activación o bloqueo: Dependiendo de si el fármaco es agonista o antagonista:
• Agonistas → Activan el receptor y generan una respuesta.
• Antagonistas → Bloquean el receptor e impiden su activación por ligandos endógenos.
• Respuesta celular: Se desencadena un efecto biológico (ej. contracción muscular, inhibición enzimática).
• Afinidad: Capacidad del fármaco de unirse al receptor.
• Eficacia: Capacidad del fármaco de generar una respuesta.
• Potencia: Cantidad de fármaco necesaria para obtener un efecto.
• Selectividad: Capacidad del fármaco de unirse solo a un tipo de receptor.

Tipos de Enlace Fármaco-Receptor

Los fármacos pueden unirse a los receptores mediante distintos tipos de enlaces:

• Iónicos: Atracción entre cargas opuestas.
• Puentes de hidrógeno: Interacción débil entre átomos de hidrógeno y oxígeno/nitrógeno.
• Hidrofóbicos: Entre moléculas no polares en medios lipídicos.
• Covalentes (irreversibles): Unión fuerte y permanente.

Acción Combinada de los Fármacos

La asociación de medicamentos modifica la acción farmacológica en dos formas: incrementa la intensidad de la acción del fármaco (lo que permite disminuir la dosis), aumenta la duración de la acción farmacológica y reduce el tiempo de latencia.

Sinergismo y Antagonismo

• Sinergismo: Cuando la combinación de fármacos intensifica la acción individual de cada uno.
• De suma: Ocurre cuando dos fármacos con mecanismos de acción similares se administran juntos y su efecto total es igual a la suma de sus efectos individuales.
• De potenciación: Ocurre cuando un fármaco (A) aumenta la acción de otro fármaco (B), sin que A tenga un efecto significativo por sí mismo. En este caso, el efecto final es mayor que la simple suma de los efectos individuales.
• De sensibilidad: Ocurre cuando un fármaco (A) prepara o sensibiliza a un tejido u órgano para que otro fármaco (B) tenga un mayor efecto. A por sí solo no tiene un efecto significativo, pero su presencia aumenta la respuesta al fármaco B.
• Antagonismo: Cuando la combinación de medicamentos resulta en la disminución o anulación de sus acciones individuales del fármaco.
• Competitivo: Ocurre cuando un antagonista y un agonista compiten por el mismo sitio de unión en un receptor. Si el antagonista está presente en mayor cantidad, bloquea la acción del agonista, pero este bloqueo puede revertirse aumentando la concentración del agonista.
• Dualismo: Se refiere a la interacción en la que un agonista y un antagonista competitivo pueden unirse al mismo receptor, pero dependiendo de su concentración relativa, uno prevalece sobre el otro.
• No competitivo: Ocurre cuando un antagonista se une a un sitio diferente del receptor (alostérico) o bloquea una vía de señalización, reduciendo la respuesta del agonista independientemente de su concentración.
• Competitivo irreversible: Ocurre cuando un antagonista se une al mismo sitio del receptor que el agonista, pero de forma irreversible o cuasi-irreversible. Esto significa que, incluso si aumentamos la concentración del agonista, no se puede revertir completamente el bloqueo del receptor.

Farmacocinética

Estudia el comportamiento de los fármacos dentro del organismo.

Absorción

Es el ingreso del medicamento del exterior al interior del organismo.

Factores que Afectan la Absorción

• Propiedades del fármaco: Solubilidad, tamaño molecular, grado de ionización, forma farmacéutica.
• Vía de administración: Depende del pH, motilidad intestinal y presencia de alimentos, flujo sanguíneo, liposolubilidad y el estado de la piel.
• Factores fisiológicos: Flujo sanguíneo, motilidad gastrointestinal, superficie de absorción, presencia de alimentos, enzimas digestivas, pH del medio.
• Ácidos débiles (Ej. aspirina) → Se absorben mejor en el estómago (pH ácido).
• Bases débiles (Ej. diazepam) → Se absorben mejor en el intestino delgado (pH alcalino).
• Interacción con alimentos: La presencia de otros fármacos puede aumentar o disminuir la absorción por competencia o cambios en el pH gástrico.
• En ayunas: Fármacos que necesitan un ambiente ácido o que se ven afectados por los alimentos (Amoxicilina con ácido clavulánico, Azitromicina, Tetraciclinas 30-60 minutos antes de la comida o 2 horas después).
• Con comida: Fármacos que pueden irritar el estómago o que requieren grasas para su absorción (Ibuprofeno, naproxeno, ketorolaco).

Metabolismo de Primer Paso y Biodisponibilidad

Metabolismo de primer paso: Es el proceso en el cual un fármaco es metabolizado en el hígado o la pared intestinal antes de llegar a la circulación sistémica. Esto reduce la cantidad de fármaco activo que finalmente alcanza su sitio de acción. La biodisponibilidad es el porcentaje y velocidad con la que un fármaco administrado llega a la circulación sistémica en su forma activa. Si un fármaco sufre un metabolismo hepático intenso, una gran parte se inactiva antes de llegar a la sangre.

Biodisponibilidad: Es la magnitud porcentual de un fármaco presente en sangre, capaz de producir un efecto farmacológico cuando se encuentra en la proximidad del receptor.

Distribución

Es el proceso mediante el cual una sustancia administrada se transporta desde el torrente sanguíneo hacia los diferentes tejidos y órganos del cuerpo. Determina la concentración del fármaco en los compartimentos biológicos y su efectividad terapéutica.

• Monocompartimentales: Describir la distribución de un fármaco en el organismo como si este fuera un único compartimento homogéneo.
• Bicompartimentales: El fármaco se distribuye en dos compartimentos diferentes con velocidades distintas.
• Tricompartimental: Se utiliza para describir fármacos con una distribución más compleja, como anestésicos intravenosos y algunos antibióticos.

Factores que Afectan la Distribución

• Lipofilia: Los fármacos lipofílicos se acumulan en tejidos grasos.
• Tamaño molecular: Los compuestos pequeños se difunden más fácilmente en los tejidos.
• Grado de ionización: Los fármacos no ionizados atraviesan mejor las membranas celulares.

Acumulación y Estado Estacionario

• Acumulación: Ocurre cuando un medicamento ingresa al organismo supera la cantidad que se elimina en un determinado período de tiempo (aclaramiento, metabolismo saturable, volumen de distribución).
• Estado estacionario: Ocurre cuando la cantidad de fármaco administrado y la cantidad de fármaco eliminado se equilibran. Se alcanza en aproximadamente 4 a 5 vidas medias (Después de cada vida media, la concentración del fármaco se acerca más al estado estacionario).

Biotransformación o Metabolismo

Es el proceso mediante el cual el organismo modifica químicamente un fármaco para facilitar su eliminación. Conjunto de procesos enzimáticos por los cuales un fármaco sufre diferentes biotransformaciones que originan la formación de metabolitos activos o inactivos de mayor solubilidad para favorecer su eliminación.

Fases del Metabolismo

• Fase I (catabólica): Corresponden a reacciones no sintéticas; las reacciones químicas que intervienen conducen a la inactivación o a la activación de las drogas.
• Fase II (síntesis): Corresponden a reacciones sintéticas; las reacciones químicas que intervienen llevan a la inactivación de las drogas. Es unir el metabolito de la fase I a una molécula endógena para hacerlo más hidrosoluble y facilitar su eliminación (transferasas).

Tipos de Reacciones

• Oxidación: Es la adición de oxígeno y pérdida de hidrógeno (desalquilación, desulfuración, hidroxilación, desaminación oxidativa).
• Reducción: Pérdida de oxígeno y adicción de hidrógeno (hígado, tubo).
• Hidrólisis: Es la descomposición de un elemento por medio del agua (hígado, plasma, intestino, esterasas, aminasas, peptidasas).

Factores que Influyen en la Biotransformación

Inducción e inhibición enzimática, edad, sexo, factor genético.

Excreción

Es el pasaje de las drogas o sus metabolitos desde el interior del organismo al exterior.

• Renal: Reabsorción tubular, los fármacos crean gradientes de concentración. Afecta la función renal pH.
• Digestiva: Fármacos por heces / mala absorción –excreción biliar. Fármacos administrados por vía parenteral.
• Pulmonar: Fármacos gaseosos y sustancias volátiles. Coeficiente de Ostwald, presión de sangre y gas aire. Éter y metoxiflurano (eliminación lenta), peróxido de nitrógeno y óxido nitroso (eliminación rápida).
• Salival: Fármacos antihipertensivos, metales (mercurio y bismuto), halitosis.
• Biliar hepática: A partir de la vesícula biliar. Fármacos lipofílicos y metabolitos conjugados se eliminan por la bilis → Luego se excretan en las heces o pueden ser reabsorbidos en el intestino (circulación enterohepática).
• Colon: Fármacos que están en torrente sanguíneo a partir de difusión o transporte activo.