Kun lääkkeitä käytetään sairauksien hoitoon tai ehkäisyyn, on annettava annoksia, jotka saavuttavat halutun vaikutuksen saavuttamiseksi tarvittavat pitoisuudet, mutta pysyvät kuitenkin veressä, joka ei aiheuta liiallista toksisuutta. Prosesseja, jotka tämän määrittävät, kutsutaan yhdessä farmakokinetiikaksi. Tämä sisältää lääkkeen imeytymisen elimistöön, jakautumisen koko kehoon sekä aineenvaihdunnan ja erittymisen tutkimuksen lääkkeen poistamiseksi kehosta. Monet tekijät vaikuttavat tietyn lääkkeen farmakokinetiikan vaihtelevuuteen, mukaan lukien ikä, sukupuoli, paino ja sairaus. Joskus farmakokinetiikkaa kutsutaan kliiniseksi farmakokinetiikaksi.
Kun lääke annetaan muulla kuin laskimonsisäisellä tavalla, se on imeytettävä biologisten kalvojen läpi veren saavuttamiseksi. Useimmiten tämä viittaa suun kautta otettaviin lääkkeisiin, jotka imeytyvät maha -suolikanavasta. Prosenttia annoksesta, joka saavuttaa veren imeytymisen jälkeen, kutsutaan biosaatavuudeksi.
Yleisin syy alhaiseen suun kautta otettavaan hyötyosuuteen on ensikierron metabolia. Kaikki ruoansulatuskanavasta imeytyvät lääkkeet kulkevat ensin maksan läpi. Täällä lääkkeet voidaan hajottaa merkittävästi tai metaboloitua ennen vereen pääsyä. Muita suullisen hyötyosuuden vähenemisen syitä ovat lääkkeen tuhoutuminen mahahapon vaikutuksesta ja ruoan imeytymisen esto. Joillakin lääkkeillä on kyllästyvä imeytyminen, mikä tarkoittaa, että vain tietty määrä voi imeytyä kerrallaan.
Kun lääke on veressä, se voi jäädä sinne tai mennä eri kudoksiin koko kehossa. Jakautumistilavuus (Vd) osoittaa, missä määrin lääke jakautuu veren ulkopuolelle. Se on matemaattinen suhde kehon lääkemäärän ja veren pitoisuuden välillä. Tämä on virtuaalinen, eikä fysiologinen tilavuus, ja se ilmaisee äänenvoimakkuuden, joka tarvitaan kaikkien lääkkeiden sisällyttämiseksi elimistöön milloin tahansa.
Käytännössä Vd: tä käytetään lääkkeen latausannoksen laskemiseen. Tämä on lääkemäärä, joka saavuttaa nopeasti tehokkaat pitoisuudet veressä. Annos täyttää säiliön kokonaan, jos haluat. Latausannos on suurempi lääkkeille, joilla on suuri Vd verrattuna annokseen, jolla on pieni Vd.
Lääkkeen puoliintumisaika on aika, joka kestää, kun pitoisuus veressä laskee puoleen. Se ilmaistaan yleensä tunteina, mutta joillekin lääkkeille se voi kestää muutamia minuutteja tai jopa useita päiviä. Puoliintumisaika otetaan huomioon määritettäessä kuinka usein lääkettä annostellaan. Pidempi puoliintumisaika tarkoittaa, että lääke voidaan antaa harvemmin.
Useilla kehon elimillä on kyky hajottaa lääkkeitä. Tätä kutsutaan lääkkeen aineenvaihduntaksi. Elimiä, joilla on metabolisia kykyjä, ovat maksa, munuaiset, maha -suolikanava ja keuhkot. Jopa veri sisältää entsyymejä, jotka voivat metaboloida lääkkeitä.
Lääkkeitä metaboloivat maksan entsyymit kehittyivät kauan ennen kuin ihmiset ottivat lääkkeitä tarkoituksella. Nämä entsyymit inaktivoivat tahattomasti nautittuja toksiineja ja estävät siten kehon vaurioitumisen. Koska monet lääkkeet ovat luonnossa esiintyvien aineiden johdannaisia, ne ovat myös alttiita maksaentsyymien hajoamiselle. Maksasairaus, kuten kirroosi tai hepatiitti, voi heikentää kehon kykyä metaboloida lääkkeitä.
Kaksi erillistä prosessia luonnehtii maksan aineenvaihduntaa: vaiheen I reaktiot ja vaiheen II reaktiot. Vaiheen I reaktiot yleensä inaktivoivat tai vieroittavat lääkkeet. Inaktivoinnin jälkeen vaiheen II reaktiot lisäävät molekyylejä, jotka tekevät lääkkeestä vesiliukoisemman. Tämä lisää lääkkeen poistumista munuaisten kautta.
Yleisimpiä faasin I entsyymejä maksassa kutsutaan sytokromi P450 -entsyymeiksi. Jotkut lääkkeet voivat lisätä näiden entsyymien tuotantoa maksassa, mikä johtaa metaboloituneen lääkkeen pitoisuuden laskuun veressä. Tätä kutsutaan entsyymi -induktioksi. Muut lääkkeet voivat estää sytokromi P450 -entsyymejä. Näitä lääkkeitä kutsutaan entsyymin estäjiksi, ja ne voivat aiheuttaa metaboloituneen lääkkeen pitoisuuden lisääntymistä.
Viimeinen vaihe farmakokinetiikassa on lääkkeen poistuminen kehosta, jota kutsutaan myös erittymiseksi tai puhdistumaan. Useimpien lääkkeiden puhdistuma on vakio tekijä riippumatta siitä, kuinka paljon lääkettä jää elimistöön. Tätä kutsutaan lineaariseksi farmakokinetiikaksi. Joidenkin lääkkeiden puhdistuma on kuitenkin kylläistä, yleensä siksi, että metaboloivat entsyymit voivat hajottaa vain tietyn määrän lääkettä kerralla. Lääkkeillä, joilla on kyllästyvä aineenvaihdunta ja/tai puhdistuma, on epälineaarinen farmakokinetiikka.
Lääkkeiden puhdistuma tapahtuu pääasiassa munuaisten kautta. Inaktivoidut lääkkeet erittyvät virtsaan ja poistuvat kehosta. Munuaisten toiminnan heikkeneminen joko iän tai sairauksien, kuten diabeteksen tai korkean verenpaineen seurauksena, voi heikentää kehon kykyä poistaa lääkkeitä. Maksa myös erittää lääkkeitä, yleensä sappeen ja eliminoituu ulosteiden kautta.