El mecanismo de acción de los fármacos es variable. El resultado final se da por la suma de dos mecanismos:
- Psicológico (efecto placebo/nocebo): consiste en la aparición de un efecto final sin que el fármaco administrado modifique ningún sistema biológico. Depende de la palabra y de las ganas del paciente por conseguir el efecto. Influye la apariencia física del fármaco (color, forma, vía de adminitración, etc.), así como el estado de ánimo del paciente. Todos los fármacos tienen un componente placebo/nocebo en su efecto farmacológico final.
- Farmacológico: consecuencia del efecto bioquímico del fármaco con sustancias endógenas. Podemos diferenciar varios mecanismos de acción farmacológicos:
- Físico o pasivo: la presencia del fármaco en el lugar en el que se encuentre modifica la función de ese lugar. Es poco frecuente, se da sobre todo en fármacos que difunden por membranas biológicas, dificultando el paso de otras moléculas.
- Osmótico: el fármaco aumenta la osmolaridad del lugar en el que se encuentra y provoca el arrastre de agua.
- Quelante: el fármaco se une a iones no mediante enlaces químicos, sino por fuerzas eléctricas, y atrapa al ión para que no tenga actividad biológica ni pueda atravesar membranas biológicas.
- Neutralizante químico: el fármaco se une covalentemente a una sustancia formando una macromolécula que no cumple la función biológica de la inicial.
- Receptorial: el mecanismo de acción mayoritario. Consiste en que el fármaco se une a una biomolécula endógena y provoca una respuesta de la misma. El fármaco puede unirse a enzimas, canales, transportadores y receptores celulares. Lo más frecuente es la unión a receptores celulares, para mediadores endógenos cuya estructura imita.
Los fármacos pueden unirse a los transportadores, atravesando gracias a él la membrana y pasando al otro compartimento celular. Con esto, compite con las sustancias endógenas por los transportadores, pero normalmente, los fármacos que se unen a transportadores tienen mayor afinidad por estos que las sustancias endógenas.
Hay fármacos que pueden reconocer canales celulares. Los más frecuentes son lo canales iónicos. Pueden actuar abriéndolos, cerrándolos o bloqueándolos al introducirse en el interior de su luz y taponarla.
La mayoría de los fármacos lo que reconocen son los receptores celulares de mediadores endógenos. El fármaco se une al receptor y modifica su actividad, alterando un sistema biológico. La porción extracelular y la porción intramembranosa del receptor es la que se piuede unir a un fármaco, la porción intracelular es la que desencadenará la acción farmacológica.
La unión del fármaco al receptor sigue la ley de acción de masas, por lo que tiende al equilibrio y llega un momento en el que hay la misma cantidad de fármaco libre que unido a receptores. Esta unión reponde a la afinidad, selectividad y especificidad del fármaco, que hablan sobre la capacidad de discriminación de este. La afinidad hace referencia a la capacidad del fármaco por reconocer receptores concretos, la selectividad es la capacidad del fármaco de reconocer tipos de receptores dentro de la misma familia, y la especificidad es la capacidad de reconocer subtipos concretos de recptores dentro de un mismo tipo. Aunque las características de afinidad, sepectividad y especificidad son absolutas, las dosis elevadas hacen que los fármacos, pese a su capacidad de discriminación biológica, se unan a otros recpetores similares.
La unión fármaco-receptor tiene un tiempo de duración, que si es elevado, se dice que es irreversible, cuando no es muy largo, se dice que es reversible. Además, como hay un número limitado de receptores en el organismo, estos llegan a un punto de saturación, en el que ya no se pueden unir más a fármacos porque ya están todos unidos, por lo que los incrementos de la dosis del fármaco no tendrán efecto alguno. La unión fármaco receptor también presenta capacidad de desplazamiento, por lo que si un receptor unido a un fármaco reconoce una sustancia o un segundo fármaco cuya afinidad por el recptor es mayor, la unión inicial se romperá para que se establezca la unión del recptor con esta sustancia o con el segundo fármaco.
Los fármacos poseen actividad intrínseca, es decir, activan sistemas biológicos por su unión al receptor. Atendiendo a esta característica, dsitinguimos diferentes comportamientos de los fármacos:
- Agonistas puros: son los fármacos que se unen a estructuras por las que tienen afinidad y activan un sistema biológico, produciendo una respuesta. La función del fármaco es, por tanto, la misma que la del mediador endógeno.
- Agonistas parciales: fármacos que se unen a estructuras por las que tienen afinidad, pero el sistema biológica se ve menos activado que con el mediador endógeno, y la respuesta es menor. Son fácilmente desplazables.
- Agonistas inversos: fármacos que tienen afinidad por recpetores inactivos de aquellos que presentan estados acitvos y estados inactivos. El sistema biológico se activa muy poco, y la respuesta es muy pobre.
- Antagonistas puros: tienen afinidad por el recptor, pero no tienen actividad intrínseca, no activan ningún sistema biológico. Su efecto es el contrario al del mediador endógeno, pues a diferencia de este, no desencadena una acción biológica.
- Antagonistas irreversibles: fármacos que tampoco tienen actividad intrínseca, pero su afinidad por los receptores es muy alta y/o el tiempo que se mantienen unidos a ellos es muy prolongado, lo que bloquea de forma continua la función celular.
- Receptores tipo I: son los receptores acoplados a canales iónicos que se hallan en la membrana plasmática. Los fármacos pueden provocar la apertura o el cierre de estos canales acoplados. Cuando provocan su apertura, las respuestas pueden ser despolarizantes (permitiendo el paso de cationes al interior celular), o hiperpolarizantes (haciendo que entren aniones al citoplasma celular). Los fármacos que actúen sobre estos receptores tendrán efecto en milisegundos después de la unión.
- Receptores tipo II: son los receptores acoplados a sistemas de proteinas G. Se hallan en la membrana celular y actúan sobre canales iónicos o sistemas enzimáticos. Cuando las proteinas G actúan sobre canales iónicos, los efectos de los fármacos son idénticos a los que actúan sobre recptores tipo I. Cuando las proteinas G actúan sobre los sistemas enzimáticos, los fármacos que estimulen las proteinas G estimuladoras aumentan los segundos mensajeros de la transducción de señales, mientras que los fármacos que estimules las protienas G inhibitorias disminuirán los niveles citoplasmáticos de los segundos mensajeros. El efecto de los fármacos que actúen sobre estos receptores tarda unos segundos en aparecer tras la unión al receptor.
- Receptores tipo III: acoplados a tirosín-quinasas. Mediante la cadenas de fosforilaciones y defosforilaciones, se induce la estimulación o la inhibición de la síntesis de proteinas. Actúan sobre el núcleo celular, y tardan varios minutos en tener lugar el efecto tras la unión al receptor.
- Receptores tipo IV: receptores citoplasmáticos o de la membrana nuclear. El fármaco ha de ser muy liposoluble para alcanzar el receptor, y cuando se une a él, el complejo fármaco-receptor entra en el núcleo y altera la síntesis proteica. El efecto tras la unión al receptor es muy lento, en cuestión de horas o días.
- Desensibilización: ausencia o reducción de la respuesta celular a los fármacos con la finalidad de evitar la sobreestimulación celular. Se puede deber a un descenso de la síntesis del receptor, con lo que el fármaco queda libre en mayor medida y puede actuar en otro lugar (método más frecuente); se puede producir por desacoplamiento de los sistemas biológicos ligados a los receptores, con lo que no habrá respuesta por estos aunque se produzca la unión a fármacos; otro modo por el que puede tener lugar es por que la célula mande señales biológicas a otras células que degradan el fármaco; también se puede deber a la adaptación fisiológica, por la que se estimula la acción de sistemas biológicos de efecto contrario. Entre las consecuencias de la desensibilización encontramos:
- Tolerancia: para la obtención de un efecto farmacológico se necesita una concentración de fármaco mayor que la inicial, ante la cual el efecto es menor. Es un fenómeno que se instaura de forma crónica.
- Taquifilaxia: este fenómeno es casi idéntico a la tolerancia, con la diferencia de que su instauración es de forma aguda.
- Resistencia: supone la desaparición absoluta del efecto farmacológico en la segunda administración de este.
- Refractariedad: la célula no responde al fármaco desde el comienzo.
- Hipersensibilización: supone el aumento del número de receptores consecuencia de la aministración crónica del fármaco, dificultándose la acción de los mediadores endógenos. Es un fenómeno menos frecuente, que se da en situaciones patológicas.
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