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La farmacología es el conjunto de conocimientos relacionados con la acción de los productos químicos en los sistemas biológicos. La farmacología médica se ocupa del uso de sustancias químicas en la prevención, diagnóstico y tratamiento de enfermedades, especialmente en los humanos. La toxicología es el área de la farmacología que se ocupa de los efectos indeseables de las sustancias químicas en los sistemas biológicos. La farmacocinética describe los efectos del cuerpo sobre los fármacos, por ejemplo, la absorción, metabolismo, excreción, etc. La farmacodinámica se refiere a las acciones del fármaco en el organismo, como el mecanismo de acción y los efectos terapéuticos y tóxicos. La primera parte de este capítulo estudia los principios básicos de la farmacocinética y farmacodinámica que se aplican en los capítulos siguientes. La segunda parte del capítulo analiza el descubrimiento y desarrollo de nuevos medicamentos y la regulación de fármacos por parte de las instituciones gubernamentales.
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I. NATURALEZA DE LOS FÁRMACOS
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Los fármacos de uso común incluyen iones inorgánicos, moléculas orgánicas no peptídicas, pequeños péptidos y proteínas, ácidos nucleicos, lípidos y carbohidratos. Algunos se encuentran en plantas o animales y otros son de síntesis parcial o total. Muchos fármacos que se localizan en la naturaleza son alcaloides, moléculas que crean un pH básico (alcalino) en solución, en general como producto de grupos amina en su estructura. Muchas moléculas endógenas y fármacos exógenos de importancia biológica muestran actividad óptica, es decir, contienen uno o más centros asimétricos, y pueden existir como enantiómeros. Los enantiómeros de los fármacos con actividad óptica suelen diferir, a veces más de mil veces, en su afinidad por los sitios receptores biológicos. Además, estos enantiómeros se metabolizan a diferentes velocidades en el cuerpo, con importantes consecuencias clínicas.
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A. Tamaño y peso molecular
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Los fármacos varían en tamaño desde un peso molecular (MW, molecular weight) 7 (litio) hasta más de 50 000 MW (enzimas trombolíticas, anticuerpos, otras proteínas); no obstante, la mayoría tiene un MW entre 100 y 1000. Los fármacos menores de 100 MW rara vez demuestran selectividad suficiente en sus acciones, y aquellos con un MW mucho mayor que 1000 a menudo se absorben mal y se distribuyen de manera deficiente en el cuerpo. La mayoría de los fármacos proteínicos (“biológicos”) de uso comercial se producen en cultivos de células, bacterias o levaduras mediante tecnología de DNA recombinante.
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B. Enlaces fármaco-receptor
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Los fármacos se unen a los receptores por una variedad de enlaces químicos, e incluyen enlaces covalentes muy fuertes (que por lo general resultan en una acción irreversible), enlaces electrostáticos reversibles algo más débiles (p. ej., entre un catión y un anión) e interacciones mucho más débiles (p. ej., enlaces de hidrógeno, van der Waals e hidrófobos).
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PRINCIPIOS FARMACODINÁMICOS
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