Biodisponibilidad
Medición farmacológica

En farmacología , la biodisponibilidad es una subcategoría de la absorción y es la fracción (%) de un fármaco administrado que llega a la circulación sistémica . [1]

Por definición, cuando un medicamento se administra por vía intravenosa , su biodisponibilidad es del 100%. [2] [3] Sin embargo, cuando un medicamento se administra por vías distintas a la intravenosa, su biodisponibilidad es menor debido a la absorción del epitelio intestinal y al metabolismo de primer paso . Por lo tanto, matemáticamente, la biodisponibilidad es igual a la relación entre el área bajo la curva de concentración plasmática del fármaco en función del tiempo (AUC) para la formulación extravascular y el AUC para la formulación intravascular. [4] Se utiliza el AUC porque el AUC es proporcional a la dosis que ha entrado en la circulación sistémica. [5]

La biodisponibilidad de un fármaco es un valor promedio ; para tener en cuenta la variabilidad de la población , el rango de desviación se muestra como ± . [4] Para garantizar que el paciente que toma el fármaco y tiene una mala absorción reciba la dosis adecuada, se emplea el valor inferior del rango de desviación para representar la biodisponibilidad real y calcular la dosis del fármaco necesaria para que el paciente alcance concentraciones sistémicas similares a la formulación intravenosa. [4] Para dosificar sin conocer la tasa de absorción del paciente, se utiliza el valor inferior del rango de desviación para garantizar la eficacia deseada, a menos que el fármaco esté asociado con una ventana terapéutica estrecha . [4]

En el caso de los suplementos dietéticos , hierbas y otros nutrientes en los que la vía de administración es casi siempre oral, la biodisponibilidad generalmente designa simplemente la cantidad o fracción de la dosis ingerida que se absorbe. [6] [7] [8]

Definiciones

En farmacología

La biodisponibilidad es un término utilizado para describir el porcentaje de una dosis administrada de un xenobiótico que llega a la circulación sistémica. [9] Se denota con la letra f (o, si se expresa en porcentaje, con F ).

En la ciencia nutricional

En la ciencia nutricional , que abarca la ingesta de nutrientes e ingredientes dietéticos no farmacológicos, el concepto de biodisponibilidad carece de los estándares bien definidos asociados con la industria farmacéutica. La definición farmacológica no se puede aplicar a estas sustancias porque la utilización y la absorción son una función del estado nutricional y fisiológico del sujeto, [10] lo que resulta en diferencias aún mayores de un individuo a otro (variación interindividual). Por lo tanto, la biodisponibilidad de los suplementos dietéticos se puede definir como la proporción de la sustancia administrada capaz de ser absorbida y disponible para su uso o almacenamiento. [11]

Tanto en farmacología como en ciencias de la nutrición, la biodisponibilidad se mide calculando el área bajo la curva (AUC) del perfil de concentración-tiempo del fármaco.

En ciencias ambientales o ciencias

La biodisponibilidad es la medida por la cual diversas sustancias del medio ambiente pueden entrar en los organismos vivos. Es comúnmente un factor limitante en la producción de cultivos (debido a la limitación de la solubilidad o absorción de nutrientes de las plantas a los coloides del suelo) y en la eliminación de sustancias tóxicas de la cadena alimentaria por microorganismos (debido a la sorción o partición de sustancias que de otro modo serían degradables en fases inaccesibles en el medio ambiente). Un ejemplo notable para la agricultura es la deficiencia de fósforo de las plantas inducida por la precipitación con fosfatos de hierro y aluminio a un pH bajo del suelo y la precipitación con fosfatos de calcio a un pH alto del suelo. [12] Los materiales tóxicos del suelo, como el plomo de la pintura, pueden volverse inaccesibles para los animales que ingieren suelo contaminado al suministrar fertilizantes de fósforo en exceso. [13] Los contaminantes orgánicos como los solventes o pesticidas [14] pueden volverse inaccesibles para los microorganismos y, por lo tanto, persistir en el medio ambiente cuando se adsorben a los minerales del suelo [15] o se dividen en materia orgánica hidrófoba. [16]

Biodisponibilidad absoluta

La biodisponibilidad absoluta es el cociente de las áreas bajo las curvas. IV, intravenosa; PO, vía oral. C es la concentración plasmática (unidades arbitrarias).

La biodisponibilidad absoluta compara la biodisponibilidad del fármaco activo en la circulación sistémica después de la administración no intravenosa (es decir, después de la administración oral , bucal, ocular, nasal, rectal, transdérmica , subcutánea o sublingual ), con la biodisponibilidad del mismo fármaco después de la administración intravenosa. Es la fracción de exposición a un fármaco (AUC) a través de la administración no intravenosa en comparación con la administración intravenosa correspondiente del mismo fármaco. [17] La ​​comparación debe ser normalizada por dosis (p. ej., tener en cuenta diferentes dosis o pesos variables de los sujetos); en consecuencia, la cantidad absorbida se corrige dividiendo la dosis administrada correspondiente.

En farmacología, para determinar la biodisponibilidad absoluta de un fármaco, se debe realizar un estudio farmacocinético para obtener un gráfico de la concentración plasmática del fármaco frente al tiempo después de la administración intravenosa (iv) y extravascular (no intravenosa, es decir, oral). La biodisponibilidad absoluta es el área bajo la curva ( AUC ) corregida por la dosis no intravenosa dividida por el AUC intravenoso. La fórmula para calcular la biodisponibilidad absoluta, F , de un fármaco administrado por vía oral (po) se proporciona a continuación (donde D es la dosis administrada).

F a b s = 100 ⋅ A tú do pag o ⋅ D i en A tú do i en ⋅ D pag o {\displaystyle F_{\mathrm {abs} }=100\cdot {\frac {AUC_{\mathrm {po} }\cdot D_{\mathrm {iv} }}{AUC_{\mathrm {iv} }\cdot D_ {\mathrm {po} }}}}

Por lo tanto, un fármaco administrado por vía intravenosa tendrá una biodisponibilidad absoluta del 100% ( f = 1), mientras que los fármacos administrados por otras vías suelen tener una biodisponibilidad absoluta de menos de uno. Si comparamos dos formas farmacéuticas diferentes que tienen los mismos ingredientes activos y comparamos la biodisponibilidad de los dos fármacos, se denomina biodisponibilidad comparativa. [18]

Aunque conocer el verdadero grado de absorción sistémica (denominado biodisponibilidad absoluta) es claramente útil, en la práctica no se determina con tanta frecuencia como se podría pensar. La razón de esto es que su evaluación requiere una referencia intravenosa ; es decir, una vía de administración que garantice que todo el fármaco administrado llega a la circulación sistémica. Estos estudios tienen un coste considerable, y uno de los más importantes es la necesidad de realizar pruebas de toxicidad preclínica para garantizar una seguridad adecuada, así como los posibles problemas debidos a las limitaciones de solubilidad. Sin embargo, estas limitaciones se pueden superar administrando una dosis muy baja (normalmente unos pocos microgramos) de un fármaco marcado isotópicamente de forma concomitante con una dosis oral terapéutica no marcada isotópicamente (la dosis intravenosa marcada isotópicamente es lo suficientemente baja como para no perturbar las concentraciones sistémicas del fármaco alcanzadas a partir de la dosis oral no marcada). Las concentraciones intravenosas y orales se pueden deconvolucionar en virtud de su diferente constitución isotópica, y así se pueden utilizar para determinar la farmacocinética oral e intravenosa a partir de la administración de la misma dosis. Esta técnica elimina los problemas farmacocinéticos con un aclaramiento no equivalente y permite administrar la dosis intravenosa con un mínimo de toxicología y formulación. La técnica se aplicó por primera vez utilizando isótopos estables como 13 C y espectrometría de masas para distinguir los isótopos por diferencia de masa. Más recientemente, los medicamentos marcados con 14 C se administran por vía intravenosa y la espectrometría de masas con acelerador (AMS) se utiliza para medir el medicamento marcado isotópicamente junto con la espectrometría de masas para el medicamento no marcado. [19]

No existe ningún requisito regulatorio para definir la farmacocinética intravenosa o la biodisponibilidad absoluta; sin embargo, las autoridades regulatorias a veces solicitan información sobre la biodisponibilidad absoluta de la vía extravascular en casos en los que la biodisponibilidad es aparentemente baja o variable y existe una relación demostrada entre la farmacodinamia y la farmacocinética a dosis terapéuticas. En todos esos casos, para realizar un estudio de biodisponibilidad absoluta es necesario que el fármaco se administre por vía intravenosa. [20]

La administración intravenosa de un fármaco en desarrollo puede proporcionar información valiosa sobre los parámetros farmacocinéticos fundamentales del volumen de distribución ( V ) y el aclaramiento ( CL ). [20]

Biodisponibilidad relativa y bioequivalencia

En farmacología, la biodisponibilidad relativa mide la biodisponibilidad (estimada como AUC ) de una formulación (A) de un determinado fármaco en comparación con otra formulación (B) del mismo fármaco, normalmente un estándar establecido, o mediante la administración por una vía diferente. Cuando el estándar consiste en un fármaco administrado por vía intravenosa, esto se conoce como biodisponibilidad absoluta (véase más arriba).

F a mi yo = 100 ⋅ A tú do A ⋅ D B A tú do B ⋅ D A {\displaystyle F_{\mathrm {rel} }=100\cdot {\frac {AUC_{\mathrm {A} }\cdot D_{\mathrm {B} }}{AUC_{\mathrm {B} }\cdot D_ {\mathrm {A} }}}}

La biodisponibilidad relativa es una de las medidas utilizadas para evaluar la bioequivalencia ( BE ) entre dos productos farmacéuticos. Para la aprobación de la FDA, un fabricante de genéricos debe demostrar que el intervalo de confianza del 90% para la relación de las respuestas medias (generalmente de AUC y la concentración máxima, Cmax ) de su producto con la del "medicamento de marca" [OB] está dentro de los límites del 80% al 125%. Donde AUC se refiere a la concentración del fármaco en la sangre a lo largo del tiempo t = 0 a t = ∞, Cmax se refiere a la concentración máxima del fármaco en la sangre. Cuando se da Tmax , se refiere al tiempo que tarda un fármaco en alcanzar Cmax .

Si bien los mecanismos por los cuales una formulación afecta la biodisponibilidad y la bioequivalencia se han estudiado ampliamente en los medicamentos, los factores de formulación que influyen en la biodisponibilidad y la bioequivalencia en los suplementos nutricionales son en gran medida desconocidos. [21] Como resultado, en las ciencias nutricionales, la biodisponibilidad relativa o bioequivalencia es la medida más común de biodisponibilidad, que compara la biodisponibilidad de una formulación del mismo ingrediente dietético con otra.

Factores que influyen en la biodisponibilidad

La biodisponibilidad absoluta de un fármaco, cuando se administra por vía extravascular, suele ser inferior a uno (es decir, F < 100%). Diversos factores fisiológicos reducen la disponibilidad de los fármacos antes de su entrada en la circulación sistémica. El hecho de que un fármaco se tome con o sin alimentos también afectará a la absorción; otros fármacos tomados simultáneamente pueden alterar la absorción y el metabolismo de primer paso; la motilidad intestinal altera la disolución del fármaco y puede afectar al grado de degradación química del fármaco por la microflora intestinal. Los estados patológicos que afectan al metabolismo hepático o a la función gastrointestinal también tendrán un efecto.

Otros factores pueden incluir, entre otros:

Cada uno de estos factores puede variar de un paciente a otro (variación interindividual) y, de hecho, en el mismo paciente a lo largo del tiempo (variación intraindividual). En los ensayos clínicos , la variación interindividual es una medida fundamental que se utiliza para evaluar las diferencias de biodisponibilidad de un paciente a otro con el fin de garantizar una dosificación predecible.

Véase también

Notas

^  TH:  Una de las pocas excepciones en las que un fármaco muestra una F de más del 100 % es la teofilina . Si se administra como solución oral , la F es del 111 %, ya que el fármaco se absorbe por completo y se evita el metabolismo de primer paso en el pulmón después de la administración intravenosa. [22]
^  OB:  Los productos farmacéuticos enumerados en la lista de referencia (es decir, innovadores), así como los productos farmacéuticos genéricos que han sido aprobados en función de una solicitud abreviada de nuevo fármaco, se encuentran en el Libro Naranja de la FDA .

Referencias

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