Introduction to Pharmacology [ENG/ITA]

A medicine is a preparation containing one or more active ingredients and other substances with different functions such as: solvents, stabilizers and excipients, which is used to obtain a therapeutic effect. An active ingredient is a substance that has a certain biological activity, so in a medicine they represent the pharmacologically active part. As you can guess, a drug after being administered will encounter various “obstacles”, such as barriers, poor intestinal permeability, metabolism, elimination of first pass in the liver. The distribution is the passage of the drug from and to the blood from the tissues, in which the molecule is not "lost", for example in the enterohepatic circle, the drug expelled into the bile is stored in the gallbladder, from which it will be released into the small intestine, where it will be reabsorbed into the bloodstream.

The process of elimination is distinguished in metabolism, when the drug is "transformed" into another molecule, while the excretion consists in its expulsion without having been altered, or without having undergone any modification.

The dose of drug to be administered is a fundamental parameter for the effectiveness of therapy and is inseparable from the study of the distribution and metabolism that the drug undergoes once it is taken. The dose, in fact, is essential for obtaining the therapeutic effect, a dose lower than necessary, does not allow the achievement of the useful concentration to reach the site of action of the drug; while, an excessive dose, may result in accumulation in the body of the molecule, or to toxic effects, which in some cases can be lethal. Different people will have different answers at the same dose of the same drug. This is determined by the fact that each of us has enzymes produced by a specific gene, which allows us to metabolize the substance, but these genes are polymorphic, that is, in the population there are variants that lead to the production of enzymes with different metabolization capabilities, causing the different metabolism and toxicity in individuals of a drug. In addition to enzymes, there may also be differences in the drug target and in the binding they form. As mentioned previously, to obtain the therapeutic effect it is necessary that there is an appropriate concentration of drug in its site of action.

This is easily obtainable for those drugs that have the site of action outside the body, such as on the skin or on the mucosa of the digestive or respiratory tract (the latter as they are in direct communication with the external environment).
If, instead, the site of action of the drug is inside the organism, it will depend on the speed with which it is absorbed, distributed, metabolized and excreted, and must be able to overcome a series of organic "barriers", like the skin or the intestinal epithelium.
The main barrier taken into consideration is the cell membrane, obviously not all drugs will penetrate with the same speed and with the same mechanism, this feature will depend on the molecular size, the degree of ionization and the partition coefficient (the degree of solubility in water or oil) of the drug molecule.

La farmacologia è la scienza che studia gli effetti e l’uso terapeutico di una sostanza estranea all’organismo, definita farmaco. Un farmaco viene definito come:

Un medicinale è una preparazione, contenente uno o più principi attivi e altre sostanze con diversa funzione come: solventi, stabilizzanti ed eccipienti, che viene impiegata per ottenere un effetto terapeutico. Un principio attivo è una sostanza che possiede una determinata attività biologica, quindi in un medicinale rappresentano la parte farmacologicamente attiva. Come si può intuire, un farmaco dopo essere stato somministrato incontrerà diversi ostacoli, come barriere, la scarsa permeabilità intestinale, metabolismo, eliminazione di primo passaggio nel fegato. La distribuzione è il passaggio del farmaco da e per il sangue dai tessuti, nel quale la molecola non viene “persa”, ad esempio nel circolo enteroepatico, il farmaco espulso nella bile viene immagazzinato nella cistifellea, da cui verrà rilasciato nell’intestino tenue, dove verrà riassorbito nella circolazione sanguigna. Invece, con eliminazione di un farmaco, si intende l’irreversibile eliminazione della presenza del farmaco dal sangue. Il processo di eliminazione si distingue in metabolismo, quando il farmaco viene “trasformato” in un’altra molecola, mentre l’escrezione, consiste nella sua espulsione senza essere stata alterata, ovvero senza aver subito alcuna modifica.

La dose di farmaco da somministrare è un parametro fondamentale per l’efficacia della terapia ed è un dato inscindibile dallo studio della distribuzione e del metabolismo che subisce il farmaco una volta che viene assunto.
La dose, infatti, è indispensabile per l’ottenimento dell’effetto terapeutico, una dose inferiore al necessario, non permette l’ottenimento di una concentrazione utile per raggiungere il sito d’azione del farmaco; mentre, una dose eccessiva, potrebbe comportare fenomeni di accumulo all’interno dell’organismo della molecola, oppure ad effetti tossici, che in alcuni casi possono essere letali.
Soggetti diversi avranno risposte diverse alla stessa dose dello stesso farmaco. Questo è determinato dal fatto che ognuno di noi possiede degli enzimi prodotti da uno specifico gene, che ci permette di metabolizzare la sostanza, ma questi geni sono polimorfici, ovvero nella popolazione esistono delle varianti che portano alla produzione di enzimi con capacità diverse di metabolizzazione, provocando il diverso metabolismo e tossicità negli individui di un farmaco. Oltre agli enzimi, possono esistere anche differenze nel bersaglio del farmaco e nel legame che formano.
Come detto precedentemente, per ottenere l’effetto terapeutico è necessario che vi sia presente un’appropriata concentrazione di farmaco nella sua sede d’azione.
Questo è facilmente ottenibile per quei farmaci che hanno il sito d’azione all’esterno dell’organismo, come sulla cute o sulla mucosa dell’apparato digerente o respiratorio (questi ultimi in quanto sono in comunicazione diretta con l’ambiente esterno).
Se invece, la sede d’azione del farmaco si trova all’interno dell’organismo, esso dipenderà dalla velocità con cui esso viene assorbito, distribuito, metabolizzato ed escreto, e dovrà essere in grado di superare una serie di “barriere” organiche, come la cute o l’epitelio intestinale.
La principale barriera presa in considerazione è la membrana cellulare, ovviamente non tutti i farmaci vi penetreranno con la stessa velocità e con lo stesso meccanismo, questa caratteristica dipenderà dalle dimensioni molecolari, dal grado di ionizzazione e dal coefficiente di ripartizione (il grado di solubilità in acqua o olio) della molecola di farmaco.