Farmacología

La farmacología es una rama de la medicina, la biología y las ciencias farmacéuticas que se ocupa de la acción de fármacos o medicamentos, donde un fármaco puede definirse como cualquier molécula artificial, natural o endógena (del interior del cuerpo) que ejerce un efecto bioquímico o fisiológico en la célula, tejido, órgano u organismo (a veces se utiliza la palabra fármaco como término para abarcar estas especies bioactivas endógenas y exógenas). Más específicamente, es el estudio de las interacciones que ocurren entre un organismo vivo y los químicos que afectan la función bioquímica normal o anormal. Si las sustancias tienen propiedades medicinales, se consideran productos farmacéuticos.

El campo abarca composición y propiedades de fármacos, síntesis y diseño de fármacos, mecanismos moleculares y celulares, mecanismos de órganos/sistemas, transducción de señales/comunicación celular, diagnóstico molecular, interacciones, biología química, terapia y aplicaciones médicas y capacidades antipatogénicas. Las dos áreas principales de la farmacología son la farmacodinámica y la farmacocinética. La farmacodinámica estudia los efectos de un fármaco en los sistemas biológicos y la farmacocinética estudia los efectos de los sistemas biológicos en un fármaco. En términos generales, la farmacodinámica analiza las sustancias químicas con receptores biológicos y la farmacocinética analiza la absorción, distribución, metabolismo y excreción (ADME) de las sustancias químicas de los sistemas biológicos.

Farmacología no es sinónimo de farmacia y los dos términos se confunden con frecuencia. La farmacología, una ciencia biomédica, se ocupa de la investigación, el descubrimiento y la caracterización de sustancias químicas que muestran efectos biológicos y la aclaración de la función celular y del organismo en relación con estas sustancias químicas. Por el contrario, la farmacia, una profesión de servicios de salud, se preocupa por la aplicación de los principios aprendidos de la farmacología en sus entornos clínicos; ya sea en una función de dispensación o de atención clínica. En cualquier campo, el principal contraste entre los dos es su distinción entre la atención directa al paciente, la práctica farmacéutica y el campo de investigación orientado a la ciencia, impulsado por la farmacología.

Etimología

La palabra farmacología se deriva del griego φάρμακον, pharmakon, "droga, veneno" y -λογία, -logia "estudio de", "conocimiento de" (cf. la etimología de farmacia). Pharmakon está relacionado con pharmakos, el sacrificio ritual o exilio de un chivo expiatorio o víctima humana en la religión griega antigua.

El término moderno fármaco se utiliza de forma más amplia que el término fármaco porque incluye sustancias endógenas y sustancias biológicamente activas que no se utilizan como fármacos. Por lo general, incluye agonistas y antagonistas farmacológicos, pero también inhibidores de enzimas (como los inhibidores de la monoaminooxidasa).

Historia

Los orígenes de la farmacología clínica se remontan a la Edad Media, con la farmacognosia y el Canon de la Medicina de Avicena, el Comentario de Pedro de España sobre Isaac y el Comentario de Juan de San Amand sobre el antedotario de Nicolás. La farmacología temprana se centró en la herboristería y las sustancias naturales, principalmente extractos de plantas. Los medicamentos se recopilaban en libros llamados farmacopeas. Las drogas crudas se han utilizado desde la prehistoria como una preparación de sustancias de fuentes naturales. Sin embargo, el ingrediente activo de las drogas crudas no se purifica y la sustancia se adultera con otras sustancias.

La medicina tradicional varía entre culturas y puede ser específica de una cultura en particular, como en la medicina tradicional china, mongola, tibetana y coreana. Sin embargo, gran parte de esto se ha considerado desde entonces como pseudociencia. Las sustancias farmacológicas conocidas como enteógenos pueden tener un uso espiritual y religioso y un contexto histórico.

En el siglo XVII, el médico inglés Nicholas Culpeper tradujo y utilizó textos farmacológicos. Culpeper detalló las plantas y las condiciones que podrían tratar. En el siglo XVIII, gran parte de la farmacología clínica fue establecida por el trabajo de William Withering. La farmacología como disciplina científica no avanzó más hasta mediados del siglo XIX en medio del gran resurgimiento biomédico de ese período. Antes de la segunda mitad del siglo XIX, la notable potencia y especificidad de las acciones de drogas como la morfina, la quinina y la digital se explicaban vagamente y con referencia a poderes químicos extraordinarios y afinidades con ciertos órganos o tejidos.El primer departamento de farmacología fue creado por Rudolf Buchheim en 1847, en reconocimiento de la necesidad de comprender cómo las drogas terapéuticas y los venenos producían sus efectos. Posteriormente, el primer departamento de farmacología en Inglaterra se estableció en 1905 en el University College London.

La farmacología se desarrolló en el siglo XIX como una ciencia biomédica que aplicaba los principios de la experimentación científica a contextos terapéuticos. El avance de las técnicas de investigación impulsó la investigación y la comprensión farmacológicas. El desarrollo de la preparación del baño de órganos, donde las muestras de tejido se conectan a dispositivos de registro, como un miógrafo, y las respuestas fisiológicas se registran después de la aplicación del fármaco, permitió el análisis de los efectos de los fármacos en los tejidos. El desarrollo del ensayo de unión de ligandos en 1945 permitió la cuantificación de la afinidad de unión de fármacos en dianas químicas.Los farmacólogos modernos utilizan técnicas de genética, biología molecular, bioquímica y otras herramientas avanzadas para transformar la información sobre los mecanismos y objetivos moleculares en terapias dirigidas contra enfermedades, defectos o patógenos, y crean métodos para la atención preventiva, el diagnóstico y, en última instancia, la medicina personalizada.

Divisiones

La disciplina de la farmacología se puede dividir en muchas subdisciplinas, cada una con un enfoque específico.

Sistemas del cuerpo

La farmacología también puede centrarse en sistemas específicos que componen el cuerpo. Las divisiones relacionadas con los sistemas corporales estudian los efectos de las drogas en diferentes sistemas del cuerpo. Estos incluyen neurofarmacología, en el sistema nervioso central y periférico; inmunofarmacología en el sistema inmunológico. Otras divisiones incluyen farmacología cardiovascular, renal y endocrina. La psicofarmacología es el estudio del uso de fármacos que afectan la psique, la mente y el comportamiento (p. ej., antidepresivos) en el tratamiento de trastornos mentales (p. ej., depresión). Incorpora enfoques y técnicas de la neurofarmacología, el comportamiento animal y la neurociencia conductual, y se interesa por los mecanismos de acción conductuales y neurobiológicos de las drogas psicoactivas.El campo relacionado de la neuropsicofarmacología se centra en los efectos de las drogas en la superposición entre el sistema nervioso y la psique.

La farmacometabolómica, también conocida como farmacometabolómica, es un campo que se deriva de la metabolómica, la cuantificación y el análisis de los metabolitos producidos por el organismo. Se refiere a la medición directa de metabolitos en los fluidos corporales de un individuo, para predecir o evaluar el metabolismo de los compuestos farmacéuticos y comprender mejor el perfil farmacocinético de un fármaco. La farmacometabolómica se puede aplicar para medir los niveles de metabolitos después de la administración de un fármaco, con el fin de controlar los efectos del fármaco en las vías metabólicas. La farmacomicrobiómica estudia el efecto de las variaciones del microbioma en la disposición, acción y toxicidad de los fármacos.La farmacomicrobiómica se ocupa de la interacción entre los fármacos y el microbioma intestinal. La farmacogenómica es la aplicación de tecnologías genómicas al descubrimiento de fármacos y una mayor caracterización de fármacos relacionados con el genoma completo de un organismo. Para la farmacología relacionada con genes individuales, la farmacogenética estudia cómo la variación genética da lugar a diferentes respuestas a los fármacos. La farmacoepigenética estudia los patrones de marcado epigenéticos subyacentes que conducen a la variación en la respuesta de un individuo al tratamiento médico.

Práctica clínica y descubrimiento de fármacos

La farmacología se puede aplicar dentro de las ciencias clínicas. La farmacología clínica es la aplicación de métodos y principios farmacológicos en el estudio de fármacos en humanos. Un ejemplo de esto es la posología, que es el estudio de cómo se dosifican los medicamentos.

La farmacología está íntimamente relacionada con la toxicología. Tanto la farmacología como la toxicología son disciplinas científicas que se enfocan en comprender las propiedades y acciones de los químicos. Sin embargo, la farmacología enfatiza los efectos terapéuticos de las sustancias químicas, por lo general drogas o compuestos que podrían convertirse en drogas, mientras que la toxicología es el estudio de los efectos adversos de las sustancias químicas y la evaluación de riesgos.

El conocimiento farmacológico se utiliza para aconsejar la farmacoterapia en medicina y farmacia.

Descubrimiento de medicamento

El descubrimiento de fármacos es el campo de estudio relacionado con la creación de nuevos fármacos. Abarca los subcampos de diseño y desarrollo de fármacos. El descubrimiento de fármacos comienza con el diseño de fármacos, que es el proceso inventivo de encontrar nuevos fármacos. En el sentido más básico, esto implica el diseño de moléculas que son complementarias en forma y carga a un objetivo biomolecular determinado. Una vez que se ha identificado un compuesto principal a través del descubrimiento de fármacos, el desarrollo de fármacos implica llevar el fármaco al mercado. El descubrimiento de medicamentos está relacionado con la farmacoeconomía, que es la subdisciplina de la economía de la salud que considera el valor de los medicamentos. La farmacoeconomía evalúa el costo y los beneficios de los medicamentos para guiar la asignación óptima de recursos de atención médica.Las técnicas utilizadas para el descubrimiento, formulación, fabricación y control de calidad de los fármacos son estudiadas por la ingeniería farmacéutica, una rama de la ingeniería. La farmacología de seguridad se especializa en detectar e investigar posibles efectos indeseables de los medicamentos.

El desarrollo de medicamentos es una preocupación vital para la medicina, pero también tiene fuertes implicaciones económicas y políticas. Para proteger al consumidor y evitar el abuso, muchos gobiernos regulan la fabricación, venta y administración de medicamentos. En los Estados Unidos, el organismo principal que regula los productos farmacéuticos es la Administración de Alimentos y Medicamentos; hacen cumplir los estándares establecidos por la Farmacopea de los Estados Unidos. En la Unión Europea, el organismo principal que regula los productos farmacéuticos es la EMA, y hacen cumplir los estándares establecidos por la Farmacopea Europea.

La estabilidad metabólica y la reactividad de una biblioteca de compuestos farmacológicos candidatos deben evaluarse para el metabolismo farmacológico y los estudios toxicológicos. Se han propuesto muchos métodos para las predicciones cuantitativas en el metabolismo de fármacos; un ejemplo de un método computacional reciente es SPORCalc. Una ligera alteración en la estructura química de un compuesto medicinal podría alterar sus propiedades medicinales, dependiendo de cómo se relacione la alteración con la estructura del sustrato o sitio receptor sobre el que actúa: esto se denomina relación de actividad estructural (SAR). Cuando se ha identificado una actividad útil, los químicos producirán muchos compuestos similares llamados análogos, para tratar de maximizar los efectos medicinales deseados. Esto puede llevar desde unos pocos años hasta una década o más, y es muy costoso.También se debe determinar qué tan seguro es consumir el medicamento, su estabilidad en el cuerpo humano y la mejor forma de administración al sistema de órganos deseado, como una tableta o un aerosol. Después de extensas pruebas, que pueden durar hasta seis años, el nuevo medicamento está listo para su comercialización y venta.

Debido a estos plazos prolongados, y debido a que de cada 5000 medicamentos nuevos potenciales, normalmente solo uno llegará al mercado abierto, esta es una forma costosa de hacer las cosas, que a menudo cuesta más de 1000 millones de dólares. Para recuperar este desembolso, las compañías farmacéuticas pueden hacer varias cosas:

• Investigue cuidadosamente la demanda de su nuevo producto potencial antes de gastar los fondos de la empresa.
• Obtener una patente sobre el nuevo medicamento evitando que otras empresas produzcan ese medicamento durante un tiempo determinado.

La ley del beneficio inverso describe la relación entre los beneficios terapéuticos de un medicamento y su comercialización.

Al diseñar fármacos, se debe considerar el efecto placebo para evaluar el verdadero valor terapéutico del fármaco.

El desarrollo de fármacos utiliza técnicas que van desde la química médica hasta el diseño químico de fármacos. Esto se superpone con el enfoque biológico de encontrar objetivos y efectos fisiológicos.

Contextos más amplios

La farmacología se puede estudiar en relación con contextos más amplios que la fisiología de los individuos. Por ejemplo, la farmacoepidemiología se ocupa de las variaciones de los efectos de las drogas en o entre poblaciones, es el puente entre la farmacología clínica y la epidemiología. La farmacoambiental o farmacología ambiental es el estudio de los efectos de los productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCP) usados ​​en el medio ambiente después de su eliminación del cuerpo. La salud humana y la ecología están íntimamente relacionadas, por lo que la farmacología ambiental estudia el efecto ambiental de los medicamentos y productos farmacéuticos y de cuidado personal en el medio ambiente.

Las drogas también pueden tener una importancia etnocultural, por lo que la etnofarmacología estudia los aspectos étnicos y culturales de la farmacología.

Campos emergentes

La fotofarmacología es un enfoque emergente en medicina en el que los fármacos se activan y desactivan con la luz. La energía de la luz se utiliza para cambiar la forma y las propiedades químicas de la droga, lo que da como resultado una actividad biológica diferente. Esto se hace para finalmente lograr el control de cuándo y dónde los medicamentos están activos de manera reversible, para prevenir los efectos secundarios y la contaminación de los medicamentos en el medio ambiente.

Teoría de la farmacología

El estudio de los productos químicos requiere un conocimiento profundo del sistema biológico afectado. Con el aumento del conocimiento de la biología celular y la bioquímica, el campo de la farmacología también ha cambiado sustancialmente. Se ha hecho posible, a través del análisis molecular de los receptores, diseñar sustancias químicas que actúan sobre señales celulares específicas o vías metabólicas al afectar sitios directamente en los receptores de la superficie celular (que modulan y median las vías de señalización celular que controlan la función celular).

Los productos químicos pueden tener propiedades y efectos farmacológicamente relevantes. La farmacocinética describe el efecto del cuerpo sobre la sustancia química (por ejemplo, la vida media y el volumen de distribución), y la farmacodinámica describe el efecto de la sustancia química sobre el cuerpo (deseable o tóxico).

Sistemas, receptores y ligandos

La farmacología generalmente se estudia con respecto a sistemas particulares, por ejemplo, sistemas de neurotransmisores endógenos. Los principales sistemas estudiados en farmacología se pueden clasificar por sus ligandos e incluyen acetilcolina, adrenalina, glutamato, GABA, dopamina, histamina, serotonina, cannabinoides y opioides.

Los objetivos moleculares en farmacología incluyen receptores, enzimas y proteínas de transporte de membrana. Las enzimas se pueden atacar con inhibidores enzimáticos. Los receptores generalmente se clasifican en función de su estructura y función. Los principales tipos de receptores estudiados en farmacología incluyen receptores acoplados a proteínas G, canales iónicos activados por ligandos y tirosina quinasas receptoras.

Farmacodinámica

La farmacodinámica se define como la forma en que el cuerpo reacciona a los medicamentos. Los modelos farmacológicos incluyen la ecuación de Hill, la ecuación de Cheng-Prusoff y la regresión de Schild. La teoría de la farmacodinámica a menudo investiga la afinidad de unión de los ligandos a sus receptores.

Se dice que un medicamento tiene un índice terapéutico estrecho o amplio, cierto factor de seguridad o ventana terapéutica. Esto describe la relación entre el efecto deseado y el efecto tóxico. Un compuesto con un índice terapéutico estrecho (cercano a uno) ejerce su efecto deseado a una dosis cercana a su dosis tóxica. Un compuesto con un índice terapéutico amplio (superior a cinco) ejerce su efecto deseado a una dosis sustancialmente inferior a su dosis tóxica. Los que tienen un margen estrecho son más difíciles de dosificar y administrar, y pueden requerir un control farmacológico terapéutico (por ejemplo, warfarina, algunos antiepilépticos, antibióticos aminoglucósidos). La mayoría de los medicamentos contra el cáncer tienen un margen terapéutico estrecho: los efectos secundarios tóxicos casi siempre se encuentran en las dosis utilizadas para destruir los tumores.

El efecto de las drogas se puede describir con la aditividad de Loewe, que es uno de varios modelos de referencia comunes.

Farmacocinética

La farmacocinética es el estudio de la absorción, distribución, metabolismo y excreción corporal de los fármacos.

Al describir las propiedades farmacocinéticas de la sustancia química que es el ingrediente activo o el ingrediente farmacéutico activo (API), los farmacólogos suelen estar interesados ​​en L-ADME:

• Liberación: ¿cómo se desintegra el API (para formas orales sólidas (descomponiéndose en partículas más pequeñas), se dispersa o se disuelve del medicamento?
• Absorción: ¿Cómo se absorbe el API (a través de la piel, el intestino, la mucosa oral)?
• Distribución – ¿Cómo se propaga el API por el organismo?
• Metabolismo: ¿el API se convierte químicamente dentro del cuerpo y en qué sustancias? ¿Están activos (también)? ¿Pueden ser tóxicos?
• Excreción: ¿Cómo se excreta el API (a través de la bilis, la orina, el aliento, la piel)?

El metabolismo de los fármacos se evalúa en la farmacocinética y es importante en la investigación y prescripción de fármacos.

Administración, política de medicamentos y seguridad

Política de drogas

En los Estados Unidos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) es responsable de crear pautas para la aprobación y uso de medicamentos. La FDA exige que todos los medicamentos aprobados cumplan dos requisitos:

1. Se debe determinar que el fármaco es eficaz contra la enfermedad para la que se busca la aprobación (donde 'eficaz' significa solo que el fármaco se desempeñó mejor que el placebo o los competidores en al menos dos ensayos).
2. El medicamento debe cumplir con los criterios de seguridad al someterse a pruebas en animales y humanos controlados.

Obtener la aprobación de la FDA suele llevar varios años. Las pruebas realizadas en animales deben ser extensas y deben incluir varias especies para ayudar en la evaluación tanto de la eficacia como de la toxicidad del fármaco. La dosificación de cualquier fármaco aprobado para su uso está destinada a estar dentro de un rango en el que el fármaco produce un efecto terapéutico o un resultado deseado.

La seguridad y la eficacia de los medicamentos recetados en los EE. UU. están reguladas por la Ley federal de comercialización de medicamentos recetados de 1987.

La Agencia Reguladora de Medicamentos y Productos Sanitarios (MHRA) tiene un papel similar en el Reino Unido.

Medicare Parte D es un plan de medicamentos recetados en los EE. UU.

La Ley de Comercialización de Medicamentos Recetados (PDMA) es una ley relacionada con la política de medicamentos.

Los medicamentos recetados son medicamentos regulados por la legislación.

Sociedades y educación

Sociedades y administración

La Unión Internacional de Farmacología Básica y Clínica, la Federación de Sociedades Farmacológicas Europeas y la Asociación Europea de Farmacología Clínica y Terapéutica son organizaciones que representan la normalización y regulación de la farmacología clínica y científica.

Se han desarrollado sistemas de clasificación médica de medicamentos con códigos farmacéuticos. Estos incluyen el Código Nacional de Medicamentos (NDC), administrado por la Administración de Alimentos y Medicamentos; Número de Identificación de Medicamentos (DIN), administrado por Health Canada bajo la Ley de Alimentos y Medicamentos; Registro de Medicamentos de Hong Kong, administrado por el Servicio Farmacéutico del Departamento de Salud (Hong Kong) y el Índice Nacional de Productos Farmacéuticos de Sudáfrica. También se han desarrollado sistemas jerárquicos, incluido el Sistema de Clasificación Química Terapéutica Anatómica (AT, o ATC/DDD), administrado por la Organización Mundial de la Salud; Identificador de producto genérico (GPI), un número de clasificación jerárquica publicado por MediSpan y SNOMED, ​​eje C. Los ingredientes de los medicamentos han sido categorizados por Identificador Único de Ingredientes.

Educación

El estudio de la farmacología se superpone con las ciencias biomédicas y es el estudio de los efectos de las drogas en los organismos vivos. La investigación farmacológica puede conducir al descubrimiento de nuevos fármacos y promover una mejor comprensión de la fisiología humana. Los estudiantes de farmacología deben tener un conocimiento práctico detallado de los aspectos de fisiología, patología y química. También pueden requerir el conocimiento de las plantas como fuentes de compuestos farmacológicamente activos. La farmacología moderna es interdisciplinaria e involucra ciencias biofísicas y computacionales, y química analítica. Un farmacéutico debe estar bien equipado con conocimientos de farmacología para su aplicación en la investigación farmacéutica o la práctica farmacéutica en hospitales u organizaciones comerciales que venden a los clientes. Sin embargo, los farmacólogos generalmente trabajan en un laboratorio que realiza investigaciones o desarrollo de nuevos productos. La investigación farmacológica es importante en la investigación académica (médica y no médica), puestos industriales privados, escritura científica, leyes y patentes científicas, consultoría, biotecnología y empleo farmacéutico, la industria del alcohol, la industria alimentaria, la medicina forense/aplicación de la ley, la salud pública y ciencias ambientales/ecológicas.