FARMACODYNAMIEK - PROF PJ GUNS
INLEIDING
Bestaat uit 2 delen:
- Farmacodynamiek → gaat over het werkingsmechanisme van een farmacon (wat
doet het geneesmiddel in een organisme?)
- Farmacokinetiek → gaat over wat er met het farmacon gebeurt in een patiënt (wat
doet een organisme met het geneesmiddel)
Examen:
- Leerstof is de syllabus (CD) en de slides
- Examen is schriftelijk en bestaat uit 40 meerkeuzevragen met verhoogde cesuur.
GENEESMIDDELENONTWIKKELING
Preclinical is de proefdierfase → duurt al ruim 5 jaar. De effectiviteit wordt onderzocht en de
veiligheid van het geneesmiddel.
De klinische fase bestaat uit 3 fasen,
waarin we de geneesmiddelen aan
proefpersonen gaan toedienen.
Beginnend met een lage dosis en deze
dan langzaamaan verhogen. Op die
manier kun je zien wat het
geneesmiddel doet in het lichaam en
wat de gevolgen zullen zijn. In fase 2
gaan we het geneesmiddel al
toedienen aan patiënten om die te
genezen.
Je bent dus 10-12 jaar verder voor een geneesmiddel op de markt komt. Kostprijs
geneesmiddel: 1 miljard euro.
Drug discovery: cellen in kweek brengen, manipuleren dat ze specifieke doelwitten tot
expressie brengen
Preclinical: in proefdieren kijken. Studies doen om de farmacokinetiek verder te bekijken.
Op een tiental compounds.
Clinical trial: in verschillende fases het toedienen, welke concentratie heb je nodig om een
effect te bekomen (fase1), farmacokinetiek. In fase 2 ga je kijken naar patiënten en in fase 3
is er een uitgebreidere klinische studie waarin je de werkzaamheid verder wilt
documenteren als ook de ongewenste effecten beter inschatten.
1
,HOOFDSTUK 1 - AANGRIJPINGSPUNTEN VAN GENEESMIDDELEN
1.1 WAT IS EEN GENEESMIDDEL?
Hiernaast zie je een grafiek met deeltjes met hun grootte in moleculairgewicht (in Daltons).
Typisch zijn de meeste geneesmiddelen small molecules, zoals aspirine. Ze zijn vaak oraal
actief en vrij stabiel.
Recent zijn er ook biologicals, monoclonale
antilichamen, die een stuk groter zijn dan
de small molecules, op de markt gekomen.
Ze zijn selectiever, waardoor ze beter op
hun doelwit kunnen inwerken. Ze moeten
wel intraveneus worden toegediend en ze
zijn vaak ook niet stabiel (geen orale
toediening). Hoe groter het molecuul, hoe
moeilijker ze doorheen een
plasmamembraan kunnen passeren.
Biologicals zijn dus monoclonaire antilichamen.
Deze kunnen 100% humaan zijn, maar ook (deels)
van een muis. Qua naamgeving eindigen ze allemaal
op -mab. Zijn vooral populair in chemotherapie. Bij
humane antilichamen heb je lagere potentiaal voor
immunogeniciteit (het vermogen om de productie
van antistoffen te stimuleren en een
immuunrespons te induceren).
Chemische selectiviteit van een geneesmiddel → Dit is de belangrijkste selectiviteit van een
geneesmiddel. Deze is hoger voor antilichamen. De chemische structuur is van groot belang
bij de binding aan receptoren. Haal je er een aminozuur af of is het aminozuur in
spiegelbeeld, dan kan het zijn dat het geneesmiddel inactief wordt. Hoe selectief: chemisch
(angiotensine gaat op de receptor binden, gebeurd doordat dit een ruimtelijke conformatie
heeft. Als je er 1 AZ af knipt krijg je een inactief product, L en D).
Biologische specificiteit van een geneesmiddel → Het doelwit van het geneesmiddel, de
receptor. Kan in bepaalde delen van het lichaam in verhoogde aantallen aanwezig zijn of op
bepaalde plaatsen zelfs helemaal niet. Angiotensine II receptoren komen bijv. wel voor in
bloedvaten (zorgen voor een vasoconstrictie), maar niet in het gastro-intestinaal systeem.
Toch is deze biologische selectiviteit niet absoluut en kunnen er op andere weefsels toch
receptoren voorkomen, wat voor ongewenste effecten kan zorgen. ACE inhibitoren gaan
specifiek interageren met deze angiotensine receptoren (hartfalen, hypertensie) maar geen
geen effect hebben op het SVS.
2
,1.2 AANGRIJPINGSPUNTEN VAN GENEESMIDDELEN AAN DE HAND VAN 4
VOORBEELDEN
Hoe werkt het, waar werkt het en wat zijn de bijwerkingen? Agonist = stimuleert receptor.
Antagonist = bindt receptor en veroorzaakt geen effect. Geneesmiddelen kunnen ook
inwerken op ionen kanalen, ze kunnen deze blokken of ze kunnen dienst doen als
modulators om zo het openen en sluiten van de kanalen te moduleren. Een pro-drug is een
geneesmiddel dat in het lichaam geactiveerd wordt.
Agonist:
- Affiniteit/binding
- Effectiviteit/effect
Antagonist:
- Geen affiniteit
- Geen effect →
‘blokker’
Blokker is eerder bij een
ionkanaal.
VOORBEELD 1: MAAG(ZUUR)KLACHTEN
Hieronder vallen ook maagzweren als onderliggende pathologie → zweren in oesophagus,
maag of duodenum.
Oorzaken van maagklachten zijn vaak een verhoogde productie van maagzuur of de
remming van geïnhibeerde systemen, zoals prostaglandines. Intussen weten we ook dat het
niet enkel maagzuur is maar ook een bepaalde bacterie, namelijk helicobacter pylori.
- Geneesmiddelen gaan als doel hebben om deze maagzuurproductie te verminderen
en om de geïnhibeerde systemen weer te stimuleren (zorgen voor een
beschermende mucus laag). Om de bacterie te bestrijden, zal antibiotica worden
voorgeschreven.
ANTACIDA: FYSIOLOGISCHE WERKING
Makkelijkste manier van behandeling is antacida toedienen. Dit zijn
geneesmiddelen die puur fysiochemisch werken. Het zijn bases die
het maagzuur gaan neutraliseren. Het zijn zouten.
Je hebt niet-absorbeerbare antacida, zoals natriumcarbonaat,
magnesiumhydroxide en aluminiumhydroxide en je hebt
absorbeerbare antacida, zoals natriumwaterstofcarbonaat.
- Bij patiënten met een hoge bloeddruk worden de niet-
absorbeerbare antacida aangeraden, omdat bij de
absorbeerbare antacida natrium wordt opgenomen in de
bloedbaan, wat zorgt voor een verhoogde osmotische waarde
3
, van het bloed en dus uiteindelijk een stijging van de bloeddruk.
- Bij patiënten met risico op obstipatie ga je eerder magnesiumhydroxide gebruiken,
omdat aluminium eerder obstipatie veroorzaakt.
Je gaat ze in relatief grote hoeveelheden toedienen, omdat ze niet-selectief werken.
INHIBITIE VAN DE ZUURSECRETIE
Er zijn nog twee manieren om de werking van het zuur te inhiberen, naast het neutraliseren
door antacida:
1. Je kan een beschermende laag laten vormen op de maagmucosa (fysische barrière)
2. Je kan de maagzuurproductie remmen door in te werken op de protonenpompen
(H+K+-ATPase) in de pariëtale cellen (pompen protonen actief in het maaglumen,
uitgewisseld met kalium), die onder controle staan van histamine (positief effect op
de maagzuursecretie) en prostaglandinen (negatief effect op de maagzuursecretie).
Het beschermende laagje op de maagmucosa ontstaat door sucralfaat of alginaat. Dit zijn
lange ketens van suikers (polymeren) die niet heel selectief zijn, vandaar dat de
beschermende laag dan niet enkel in de maag voorkomt, maar in het hele gastro-intestinale
stelsel.
Je kan op 3 manieren inwerken op de protonenpompen in de pariëtale cellen:
1. Via antagonisten die inwerken op de receptoren voor de
hoofdprikkels voor maagsecretie. Dit zijn histamine, gastrine en
acetylcholine, waarvan histamine de belangrijkste is om te
onthouden. Wanneer je de maagsecretie wilt inhiberen, ga je
voor histamine competitieve reversibele histamine 2
antagonisten toedienen. Deze binden aan de histamine 2
receptoren, zodat histamine niet meer kan binden. Deze
histamine 2 receptoren komen enkel voor in de maag.
(Histamine 1 receptoren komen voor over het gehele lichaam).
4
, 2. Via misoprostol → positief effect op de binding van prostaglandine aan
prostaglandine receptoren op de pariëtale cellen. Prostaglandinen inhiberen de
maagzuur secretie.
3. Via proton pomp inhibitoren (PPI) die niet werken op receptoren, maar op een
transportsysteem/transporteiwit. Ze worden opgenomen als pro-drugs, ze hebben
een zuur milieu nodig voor activatie. Ze gaan worden opgenomen in de darm naar
het bloed. Basische geneesmiddelen gaan accumuleren in een zuur milieu, in dit
geval in de pariëtale cel. Er gaat een chemische reactie optreden en je krijgt een
actieve metaboliet die irreversibel gaat binden met de protonkop van H+K+-ATPase
en deze pomp op die manier gaat inhiberen. PPI’s hebben een korte halfwaardetijd,
maar een langere werkingsduur door die irreversibele binding.
Enteric coated formulatie = de pro-drug wordt via een tablet oraal toegediend en is
omhult door een maagsap resistent laagje die beschermt tegen de zure pH in de
maag. Het voorkomt dat de pro-drug al in de maag wordt geactiveerd. Als de pro-
drug wordt geactiveerd, is deze namelijk geladen, geprotoneerd. Het geneesmiddel
zal dan instabiel worden en doordat het geladen is, heeft het geen goede
oplosbaarheid en kan het dus niet goed worden opgenomen in de bloedbaan. Het is
de bedoeling dat de pro-drug in de dunne darm terecht komt en daar via diffusie
opgenomen gaat worden in de bloedbaan.
Via de bloedbaan zal het
dan in de pariëtale cel
terecht komen, waar het
wordt geactiveerd. Doordat
het geneesmiddel positief
geladen is, kan het niet
meer door de
plasmamembraan van de
pariëtale cel heen, dit wordt
ion trapping genoemd.
Hierdoor zullen de drugs
zich opstapelen en massaal
de protonenpomp remmen.
De farmacodynamiek zal
hier langer duren dan de
farmacokinetiek.
H+: geprotoneerd
Protonpomp inhibitoren hebben
een korte halfwaardetijd (4 uur
ongeveer) maar hun werking blijft
wel 24uur aanhouden door de
irreversibele inhibitie.
5
,VOORBEELD 2: ISCHEMISCH HERSENINFARCT
De behandeling van patiënten met een risico op een
ischemisch herseninfarct berust op geneesmiddelen die
inwerken op de hemostase (bloedstolling). Ze moeten hiermee
interfereren, omdat er bij deze patiënten een hoger
trombotisch risico is. Ischemisch = te kort aan doorbloeding en
dus een tekort aan zuurstof.
TROMBO-EMBOLISCHE AANDOENINGEN
Bij een occlusief herseninfarct is er een bloedvat in de
hersenen verstopt door een bloedklonter. Er zijn hiervoor twee
mogelijke oorzaken:
1. Endotheelcelbeschadiging: In de a. carotis (de halsslagaders) of in de coronairen
(kransslagaders van het hart) kunnen atherosclerotische plaques voorkomen (=
vernauwing van het bloedvat). De oorzaak hiervan kan zijn: te hoge hoeveelheid LDL
cholesterol, maar ook roken, diabetes en obesitas vormen een extra risicofactor. Die
plaque kan op een gegeven moment instabiel worden. Wanneer er ook bloedplaatjes
aan vast gaan hechten en er dus een bloedklonter wordt gevormd, spreek je van een
trombus. Die trombus kan ook afbreken en wordt dan een embool genoemd. Dit
embool kan dan naar de hersenen migreren en daar in een bloedvat vast komen te
zitten (de bloedvaten in de hersenen zijn relatief klein in diameter) en deze afsluiten.
Gevolg is een cerebraal infarct met blijvende schade of een TIA, een bloedklonter die
het bloedvat tijdelijk afsluit.
2. Stase van het bloed: Dit kan ontstaan door immobilisatie, zoals bij een lange
vliegtuigreis. Er kan hierbij diep veneuze trombose optreden. Het kan ook optreden
wanneer een patiënt last heeft van VKF (voorkamer/atria fibrillatie =
ongecoördineerd samentrekken van de atria). Dit kan zorgen voor stase in de atria
met de vorming van een bloedklonter als gevolg. In beide oorzaken kan de
bloedklonter als een embool naar de hersenen migreren en een TIA of CI
veroorzaken.
Bij een Transient Ischemische Aanval (TIA) is de bloedklonter tijdelijk aanwezig in het
bloedvat (lost het vanzelf op). Klachten zijn binnen enkele minuten – 24 uur verdwenen.
Geeft wel dezelfde symptomen als een cerebraal infarct, namelijk uitvalverschijnselen
(doordat een deel van de hersenen geen zuurstof en voedingsstoffen meer krijgt). Des te
langer, des te meer kans op blijvende schade. Bovendien is het een voorbode van een
cerebraal infarct.
Bij een Cerebraal Infarct (CI) of een herseninfarct is de bloedklonter langere tijd aanwezig
(lost de klonter niet vanzelf op). Er kan hierbij ook blijvende schade optreden, doordat het
hersenweefsel afsterft.
6
,HEMOSTASE
De belangrijkste stappen van de hemostase:
1. Vasoconstrictie door vrijstelling van thromboxaan (en adrenaline)
2. Aanhechten van bloedplaatjes → vorming van prehemostatische prop door activatie
van bloedplaatjes. Zorgt daarna dat er nog meer bloedplaatjes kunnen aanhechten
(plaatjes aggregatie) en ze zullen daarnaast ook op collageen binden.
3. Stollingscascade → zorgt uiteindelijk voor de vorming van fibrine uit fibrinogeen, via
de intrinsieke of extrinsieke stollingspathway. Je krijgt zo een stevig netwerk. De
aanmaak van fibrine wordt gestimuleerd door thrombine.
4. Fibrinolyse: stolsel lost op
BEHANDELING VAN TROMBO-EMBOLISCHE AANDOENINGEN
De behandeling bij een risico op
trombusvorming door een beschadiging aan de
endotheelcellen gebeurt via plaatjesremmers.
Dit doe je bij een beschadiging. Bv hartinfarct.
Of een plaque in hun kransslagaders.
De behandeling bij een risico op stase van het
bloed (door immobilisatie of voorkamer
fibrillatie) gebeurt via remmers van de
stollingscascade. Dit doe je bij stase en
hypercoagulatie. Bv bij VKF.
VKF: voorkamerfibrilatie. Onwillekeurig
samentrekken: een deel van het bloed wordt
7
, statisch en onvoldoende rondgepompt. Er kan hier activatie zijn van het coagulatiesysteem
(trombusvorming)
REMMERS VAN DE PLAATJESAGGREGATIE
De belangrijkste activator van bloedplaatjes is thromboxaan (TXA2), dat door bloedplaatjes
zelf wordt aangemaakt. Daarnaast is ook ADP een stimulator. Thromboxaan gaat binden op
een receptor (TXP) en er voor zorgen dat via fosfolipase C (PLC), inositoltrifosfaat (IP3)
aangewend gaat worden. IP3 zorgt voor de vrijstelling van calcium (Ca2+) uit het
sarcoplasmatisch reticulum (SR).
Figuur niet in detail te kennen.
De bloedplaatjes kunnen geactiveerd worden door thromboxaan (TXA2), dit wordt door
geactiveerde plaatjes uitgescheden. Ook thrombine (eindproduct stollingscascade) zorgt
voor activatie van bloedplaatjes. De receptoren zorgen voor Ca vrijstelling, zorgt voor
activatie bloedplaatjes en vormverandering van de bloedplaatjes. Zorgt ook voor afgifte van
granulen en dit zit vol met ADP. Zorgt ook dat COX1 geactiveerd wordt waardoor er weer
thromboxaan gevormd wordt. Er ontstaat een positieve feedbackloop, nodig om de prop te
vormen.
Er zijn 2 types receptoren, die gaan Ca verhogen en hierdoor ontstaat er een positieve
feedbackloop. Aangrijppunten GM op ofwel de ADP receptor of anderzijds op een waarbij
clopidogrel het kan remmen.
8
