ali jaber, ph.d.jude.edu.sy/assets/uploads/lectures/chapter 1... · 2019-03-19 · ms in pharmacy...

Pharmacology I

Ali Jaber, Ph.D.

MS in Pharmacy

MS in Pharmaceutical Chemistry

Chapter 1

1

Pharmacology, Definitions What is Pharmacology?

pharmakon = drug

logos = the study of

“A branch of medical sciences that study drugs and their action on living

organisms”

Pharmacology = the study of drugs what they do and how they do it

≠ Pharmacy: the health profession that deals with the preparation and dispensing of

(prescription) medications

2

Receptor

“A specific protein in either the plasma membrane or interior of a target

cell with which a chemical messenger/drug combines”

Pharmacology, Definitions

Drug

“Any substance that brings about a change in biologic function through its

chemical actions”

Dose

“The amount of a drug (mg/kg) to be administered at one time”

Mechanism of Action

“The ways by which drugs can produce therapeutic effects”

“Drug” has many definitions

Webster’s Dictionary: “a substance intended for use in the diagnosis, cure, mitigation, treatment or prevention

of disease”

3

Indications

“The reasons for administering a medication or performing a treatment”

Contra-indications

“Factor that prevents the use of a medication or treatment (e.g., Allergies)”

Pharmacology, Definitions

Effects (therapeutic effect)

“The desired results of

administration of a medication”

Side Effects (adverse effects)

“Effects that are harmful and

undesired, and that occur in

addition to the desired therapeutic

effects”

4

Drug Sources 1. Plant Sources: Obtained from plant parts or products. Seeds, stem,

roots, leaves, resin, and other parts yield these drugs. Examples include digoxin from digitalis and morphine from opium.

5

Drug Sources

4. Mineral Sources: Some drugs are prepared from minerals, for example,

lithium carbonate (an antipsychotic), MgSO4 (a laxative)

5. Synthetic Sources: Laboratories duplicate natural processes, and may

modify the products. Frequently this can eliminate side effects and

increase the potency of the drug. Examples include sulfonamides, and aspirin.

6. Recombinant proteins: Proteins that are synthesized by expression of

cloned genes in recombinant cells, such as interferons, antibodies

3. From micro-organisms (fungi, bacteria) Penicillin was discovered by

Alexander Fleming in 1928 as a product of penicillium notatum (a mold

growing in his lab)

6

Drug Sources

Natural ≠ Safe!

• Health Canada’s recommended daily intake of retinol for women is 700 mcg

• One 547mL Fuze Vitalize bottle contains 3000 mcg

• Increased risk of liver damage • Potentially harmful for

pregnant women – increased risk of birth

defects

7

Drug Nomenclature

One drug…many names

Brand or trade name (proprietary) is developed by the company requesting

approval for the drug and identifies it as the exclusive property of that company.

Example 1: Metrogyl® is the trade name for metronidazole.

Example 2: Amoxil® is the trade name for amoxycillin.

Example 3: Celebrex® is the trade name for Celecoxib.

Example: the chemical name 2-methyl-5-nitroimidazole-l-ethanol is

metronidazole.

Chemical name represents the exact description of the drug’s chemical

composition important only for chemists,pharmacist

Generic name (non-proprietary name)

- simpler than the chemical name and

- derived from the chemical name itself

- easier to remember

8

Drug Nomenclature

One drug…many names

Chemical name: (+-)-2-(p-isobutylphenyl) propionic acid

Generic name: Ibuprofen Brand names: Advil®, Motrin®

Chemical name: Ethyl 4-(8-chloro-5,6-dihydro-11Hbenzo[

5,6]cyclohepta[1,2-b]pyridin-11-ylidine)-1- piperidinecarboxylate

Generic name: Loratadine Brand name: Claritin®

9

Pharmacokinetics (in Greek: "pharmacon" meaning drug, and "kinetikos"

meaning putting in motion)

The study of the movement of drugs in the body, including the processes

of absorption, distribution, metabolism and excretion (ADME)

The drug should be in an adequate concentration at the site of action to

produce its effects. This depends on ADME.

Pharmacokinetics (PK)

Pharmacodynamics (PD) The study of the action or effects of drugs on living organisms

Pharmacokinetics vs Pharmacodynamics

What the drug does to the body What the body does to the drug

Pharmacology has 2 arms

10

Routes of drug administration طرق إعطاء األدوة

• Which route to use? 3 factors to consider

1 size, water vs lipid solubility, pH stability

2. consciousness, ability to follow instructions,

age, other medications

3. urgency of situation, local vs systemic effects

11

Routes of drug administration طرق إعطاء األدوة

12

Local ومحلةSystemic تنقسم طرق اعطاء الدواء إلى نظامة

بالحقن ParenteralوEnteral وتنقسم الطرق النظامة إلى معوة

Enteral administration of drugs الطرق المعوة العطاء األدوة

Enteral (GI tract)

•Oralالطرق األكثر استخداما إلتاء الدواء

وهذا . إنها الطرقة األكثر تعقدا وتوفر امتصاصا بطئا وغر منتظم

عن أن مرور الدواء إلى الدم بطء إلى حد ما بسبب الحاجة إلى

عبور القناة الهضمة المعوة بالكامل ثم الوصول إلى الغشاء

. المخاط االثن عشر الذي متلك القدرة القصوى على االمتصاص

تم امتصاص بعض األدوة أضا بكمات صغرة من الغشاء المخاط ف المعدة

13


Enteral (GI tract)

•Oral الفوائد

أمن وسهل االستعمال ومقبول من المرضى

ال صدمة حساسة وله تؤثرات أقل سمة

السلبات

ال صلح لحاالت الطارئة

غر منتظم ألنه ال مكن تحدد كمة تركزالدواء ف الدم بالضبط نظرا لوجود العدد من العوامل المسببة للتداخل ومنها

الحلول ، المعلقات ، الكبسوالت ، األقراص : اشكال الدواء تملح الدواء وتعدد األشكال: لعوامل الفزائة والكمائةا

, الحركة المعوة, تؤثر المرور األول: العوامل الفزولوجة الطعام

14


Enteral (GI tract)

•Sublingual تحت اللسان

وضع الدواء تحت اللسان أو بن الخد واللثة سمح بانتشاره مباشرة إلى

الشعرات الدموة، مما عط تؤثرا سرعا للدواء وجنبه أثر التعرض

.إلفرازات المعدة واألمعاء وأثر المرور بالكبد

الفوائد

امتصاص سرع

تجنب المرور بالكبد

السلبات

تقرحات مع الوقت

ال مكن إعطاء أدوة شددة المرورة15


Enteral (GI tract)

•Rectal عن طرق المستقم

إعطاء الدواء عبر المستقم جنبه التعرض لحموضة المعدة وإفرازات األمعاء، إضافة إلى أن نصف شعرات المستقم الدموة ال تإدي إلى الكبد وتصب مباشرة ف الدورة الجهازة، إعطاء الدواء عبر المستقم مفد عندما كون المرض غائبا عن الوع أو تقؤ باستمرار ما ؤكله عبر الفم، ولكن عاب على هذا الطرق ضعف االمتصاص للدواء، وعدم تقبله لدى المرضى البالغن، وتسببه بتهج وتآكل

.النسج المخاط للمستقم

الفوائد ف حاالت فقدان الوع ولألطفال جنب الدواء التعرض لحموضة المعدة تجنب المرورالكل بالكبد

السلبات امتصاص بطء وغر منتظم

عدم تقبله لدى المرضى البالغن تهج وتآكل النسج المخاط للمستقم

16

2.Parenteral administration of drugs المسارات الحقنةالعطاء األدوة

17

تم استخدام إبرة لحقن الدواء مباشرة إلى داخل الجسد، تستخدم الحقن

إلعطاء األدوة الت ال تمتص جدا ف األمعاء أو األدوة الت ال تتحمل

بئة القناة الهضمة، وف حاالت إعطاء العالج لمرضى فاقدي الوع أو

الحاجة لبداة سرعة للتؤثر العالج، أو الحاجة للحفاظ على تركز

محدد من الدواء داخل الجسد

2.Parenteral administration of drugs المسارات الحقنةالعطاء األدوة

• الحقن ف الورد: عد الحقن ف الورد أكثر الطرق الحقنة استخداما خاصة لألدوة الت ال مكن تعاطها عبر الفم، وللحقن ف الورد مزاا عدة، فهو تح

إصال الدواء مباشرة إلى الدورة الجهازة مما ضمن بداة سرعة للتؤثر

الدوائ، وضبط محكم لمستوى الدواء ف بالزما الدم، ولكن عاب عله إمكانة

.تسبب الحقن لترسب مكونات الدم أو تحللها

الحقن ف العضل: تح الحقن ف العضل إمكانة إطالة التؤثر العالج بسبب االنتشار .البطء للدواء من موقع الحقنة إلى الشعرات الدموة المجاورة

الحقن تحت الجلد: تمز الحقن تحت الجلد عن الحقن ف الورد بتقلل الحقن تحت الجلد وأطولمخاطر تحلل الدم أو تخثره، ولكنه تح تؤثر عالج أبطؤ

18

First-Pass Effect تأثر المرور األول

عن طرق الكبد حث نخفض تركز الدواء بشكل هو ظاهرة حول أض األدوة •

)الدورة الدموة الكبرى(كبر قبل أن صل الدورة الجهازة

قد تم استقالب الدواء المعطى عن طرق الفم على نطاق واسع عن طرق الكبد • )تؤثر تمرر أول عال(قبل الوصول إلى الدورة الجهازة

تجنب الكبد ، مما منع التؤثر األول من الحدوث -المعطى بالورد -نفس الدواء •

، والمزد من الدواء صل إلى الدورة الدموة

19

First-pass effect is the metabolism of a drug by the liver before its systemic

availability

Drug Routes and First-Pass Effects

20

Topical Routeموضع

• Skin (including transdermal patches)

• Eyes

• Ears

• Nose: Nicotin and Calcitonin

• Lungs (inhalation): aerosol for asthma and BPCO

• Vagina

21

ملخص

22

Phases of Drug Therapy مراحل العالج الدوائ

المراحل الت تإثر على العالج الدوائ

Pharmaceutic Phase المرحلة الصدالنة Pharmacokinetic Phase مرحلة الحركة الدوائة Pharmacodynamic Phase مرحلة الدنامكة الدوائة

23

Pharmaceutic Phase المرحلة الصدالنة

– Drug absorption of various preparations

• Liquids Fastest

• Powders

• Tablets

• Enteric-coated tablets Slowest

ال وجد مرحلة صدالنة عن طرق الحقن

تدرس كفة تؤثر مختلف أشكال االدوة على الدنامكة الدوائة

والحركة الدوائة

24

Pharmacokinetics حركة الدواء

الحركة الدوائة ه جزء من علم الصدلة الذي درس آلات

• Absorptionاالمتصاص الوضع الذي دخل فه الدواء الجسم

• Distribution :التوزع • خروج الدواء من مجرى الدم وتوزعه ف أجزاء الجسم• Metabolism األض

تم استقالب الدواء وتعدله من قبل أعضاء معنة مثل الكبد والكلى • Excretion االقصاء الطرقة الت ترك بها الدواء الجسم

25


• The study of what the body does to the drug

26


• The study of what the body does to the drug

27

Pharmacokinetics: Absorption

• Absorption

هو انتقال الدواء من موقع إعطائه إلى مجرى الدم

االمتصاص عتمد على طرق اعطاء الدواء ف الورد هو إجمال

:طرق لعبور الدواء من خالل األغشة البولوجة 5هناك

Simple diffusion االنتشار البسط

هذه ه الطرقة األكثر استخداما للجسمات القابلة للذوبان ف الدهون

والت مكن أن تمر عادة عبر غشاء الخلة بحسب تدرج التركز

28


• Absorption


Filtration الترشح

ه عبارة عن مرور الجزئات القابلة للذوبان ف الماء من خالل

الت تم نقلها من خالل القنوات األونة المناسبة وفقا لتدرج . األغشة

التركز

29


• Absorption


Facilitated diffusion االنتشار المسهل

حدث من خالل غشاء الفوسفولبد وفقا لتركز التدرج وستخدم ناقالت البروتن أو ناقالت الت تسمح بمرور بعض المواد

30


• Absorption


Active Transport النقل النشط

النقل ضد تدرج التركز

31


• Absorption


Pinocytosis اإلدخال الخلوي

سمح بمرور جزئات كبرة جدا ولكن فقط إذا كان لدهم مستقبالت محددة لبروتنات النقل

32


• Membrane permeability – effect of lipid solubility

تم امتصاص العقاقر القابلة للذوبان ف الشحوم بشكل أسرع من األدوة الت تذوب ف الماء

33


-Membrane permeability – effect of pH

• exist –معظم األدوة ه أحماض ضعفة أو قواعد ضعفةin equilibrium between protonated & unprotonated, charged & uncharged species

HA H+ + A- B + H+ BH+

Weak base drug weak acid drug

34


-Membrane permeability – effect of pH

• فقط األنواع غر المشحونة ستعبر الغشاء

35

العوامل المادة الت تإثر على امتصاص االدوة

• Administration route of the drug: Enteral, Parenteral

• Drug formulation: Chewable, enteric coated (breakdown

occurs in small intestine), slow release capsules

• Food or fluids administered with the drug: Orange juice – enhances absorption of iron taken orally

Caffeina decreses absorption of iron taken orally

• Blood flow تدفق الدم

كلما زاد تدفق الدم ارتفعت القدرة على امتصاص الدواء إلى الدورة الدموة

هذه ه إحدى العوامل الت تجعل االمتصاص المعوي لالدوة اكبر مقارنة

بالمعدة بالفعل هناك تدفق للدم الى األول أكثرمن الثان

36

العوامل المادة الت تإثر على امتصاص االدوة

الكلة المتاحة لالمتصاصالمساحة •

إضافةأكبر ف األمعاء وتحدد قدرة امتصاص ه

التالمس مع سطح االمتصاصوقت •

إذا كان هناك عوامل تسرع عبورا سرعا جدا ، فمن غر الممكن االمتصاص

الصحح للدواء ، والعكس بالعكس أي عنصر عوق المرور من المعدة الى األمعاء

سرع الالودي العبور ، وعوق المرور الودي، . وثر سلبا على االمتصاص باإلضافة إلى اي وجبة كبرة

37

Pharmacokinetics:Bioavailability التوافر البولوج

–Bioavailability التوافر البولوج تم تعرف التوافر البولوج على أنه الجزء من الدواء الذي صل

إلى الدم ف صورة غر معدلة كمائا بغض النظر عن طرقة اعطاإه

منح الحقن الوردي التوافر البولوج للدواء بنسبة ١٠٠

%

38

Bioavailability التوافر البولوج

:الت تإثر على التوافر البولوجالعوامل تؤثر المرور األول

الدواءذوبان

عدم االستقرار الكمائ

حجم الجسمات ، شكل المحلول : طبعة المستحضرات الصدالنة

الملح ، تعدد أشكال الكرستال ، وجود السواغات

39

Route Bioavailability (%) Characteristics

Intravenous 100 (by definition) Most rapid onset

(IV)

Intramuscular 75 to ≤ 100 Large volumes often possible; may be

(IM) painful

Subcutaneous 75 to ≤ 100 Smaller volumes than IM; may be painful

(SC)

Oral (PO) 5 to < 100 Most convenient; first pass effects may be

significant

Rectal (PR) 30 to < 100 Less first-pass effects than oral

Inhalation 5 to < 100 Often very rapid onset

Transdermal 80 to ≤ 100 Usually very slow absorption; used for

lack of first-pass effects; prolonged duration

of action

40

Distribution توزع األدوة ف الجسم

-The process by which drug reversibly leaves the

bloodstream

توزع الدواء هو العملة الت تسمح لجزئات الدواء بالمرور من مجرى الدم

إلى الجسم وه خطوة أساسة تسمح االدوة باالتصال بهاكل الخالا المستهدفة

• drug moves between body compartments

• drug reaches the site of action (receptors)

41

هذه العملة تعتمد على

هكل او تركبة الدواء .1

من الواضح أن االدوة الت تذوب ف الدهون قادرة على عبور

جدار الشعرات الدموة دون مشاكل على عكس االدوة المحبة

للماء الت لدها محدودة أكثرف االنتشار بسبب استحالة عبورها طبقة الدهون ف األغشة

Distributionالتوزع Effect of blood flow:

• Areas of rapid distribution: heart, liver,

kidneys, brain

• Areas of slow distribution: muscle, skin, fat

42

تدفق الدم.2تم توزع الدواء باكثر سرعة وكمة أكبر ف االعضاء الت

كون فها تدفق الدم أكبر القلب ، الكبد ، الكلى ، المخ: مناطق التوزع السرع• العضالت والجلد والدهون: مناطق التوزع البطء•

Distribution توزع األدوة ف الجسم

Protein Bindingدرجة االرتباط مع بروتنات البالزما .3

43

األدوة االقل ارتبطا مع البروتن تصل أكثر وأسرع الى موقع العملعندما عطى دواء لده قدرة عالة على االرتباط باالبومن لمرض تناول دواء لده قدرة االرتباط اقل قد حدث تشرد

و صبح الدواء الثان حر إلى أقصى حد ونتج عن ذلك مضاعفات على تركز البالزما واآلثار المترتبة عله تعتمد على

إذا كان حجم التوزع مرتفعا ، فستم توزع الدواء المحرر بسرعة على الجسم . حجم التوزع والمإشر العالج للدواء

ولن ختلف تركز البالزما كثرا ؛ اما إذا كان حجم التوزع بدال من ذلك منخفض، سكون هناك زادة ف تركز

.البالزما للدواء الذي مكن أن كون ضار إذا كان مإشر العالج منخفض Protein binding

bound part Free part

Inactive Cant be eliminated Active Eliminated

Distribution

44

Protein Bindingدرجة االرتباط مع بروتنات البالزما تصنف االدوة المرتبطة بالبروتن

1جزئة ل 1)مكن أن تكون رابطة منخفضة السعة 1. ( ألبومن

(ألبومن 1جزئات مختلفة ل )أو قدرة عالة 2.Weakly protein bound drug Highly protein bound drug

Displacement

45

Volume of distribution (Vd) حجم التوزع

What is volume of distribution? ا ، بل هو ثابت تناسب ربط كمة الدواء ف الجسم بتركزه ف الدم • ا حقق لس حجما فسولوج

وزع الدواء خارج الدم والجسم(: ل ٤٢< )حجم التوزع كبر

السوائل ف األنسجة

المخدرات لدها توزع محدود ، عادة(: ل ٤٢≥)حجم التوزع صغر

قتصر على الدم أو السوائل الفسولوجة

• The magnitude of Vd indicates the extent of drug distribution in the body, but not the location Large Vd (>42 L): drug distributes outside blood and body fluids into tissues Small Vd (≤42 L): drug has limited distribution, typically restricted to blood or physiological fluids

46

Metabolism استقالب الدواء (Also Known As Biotransformation)

the irreversible biotransformation of drug

makes it more polar to ↑ renal (urinary) excretion

التحول األحائ او االستقالب هو عملة تحول الدواء إلى جزيء أكثر ذوبانا ف الماء بطرقة تسمح بطرحه من الجسم من خالل الكلة

تحدث هذه العملة بشكل رئس ف الكبد وهو الجهاز الرئس لعملة التحول األحائ ، ولكن هناك أضا مواقع أخرى أقل أهمة مثل المشمة واألمعاء

47


:هناك عدة إمكانات للنتائج بعد استقالب الدواء

هذا إالطارتتبعه معظم األدوة= الدواء الفعال صبح غر فعال . 1

حالة الهرون الذي تحول إلى مورفن= الدواء الفعال بقى فعال . 2

حالة بعض األدوة مثل الكورتزون = الدواء غر فعال صبح فعال . 3 والبردنزون

حالة الباراستامول= الدواء الفعال صبح سام . 4

48


49

تتضمن هذه التفاعالت التحلل المائ ، األكسدة ، االختزال ، : تفاعالت المرحلة األولى

هدروكسل ، التصفة الت تحول الدواء إلى مستقلب أكثر قابلة للذوبان ف الماء عن طرق

-كشف أو إنشاء مجموعات وظفة قطبة مثل OH ، - SH2 ، - NH2.

تفاعالت االقتران بشكل رئس مع جزئات ترتبط بالمجموعات القطبة : 2تفاعالت المرحلة

عموما العنصر . الت تم إنشاإها سابقا مع الوظفة دائما لجعل المستقلب أكثر قابلة للذوبان

الرئس المستخدم هو حمض الجلوكورونك ولكن من الممكن أضا استخدام حمض الكبرتك ،

والنتجة ه عموما مركب غر نشط. حمض الخلك أو حمض أمن

Metabolism

Phase I: cytochrome P450 enzymes

A superfamily of related enzymes that add on or

uncover small polar groups (–OH, –NH2, –COOH) to increase water solubility

تختلف النظم األنزمة المسإولة عن التحول األحائ ومكن تقسمها إلى أقسام

P-450حث حتل الستوكروم اإلنزمات المكروسومة

الدور المحوري للعملة والت تحفز بشكل أساس تفاعالت األكسدة أو االقتران

االنزمات الغرمكروسومة الت تحفز بعض التحلل المائ واإلقتران

50

Metabolism

Phase II: conjugative enzymes

Mediated by various non-P450

liver enzymes

• covalently add large, polar,

endogenous molecules to Phase I metabolite

• ensures that metabolite is ready for excretion

(glucuronide, glutathione, sulfate,

acetate, amino acids etc)

51

Metabolism

P450 enzyme induction and inhibition • some P450 enzymes can be induced or inhibited by

other drugs, foods, pregnancy or disease

هناك العدد من المواد الت مكن أن تعمل كمعززات إنزمة أو مثبطات

Inducers زادة النشاط االستقالب لألنزمات

(ex: alcohol)

Inhibition: تقلل النشاط االستقالب لألنزمات

(ex: grapefruit juice)

- Primary cause of drug interactions

- Requires drug dosing to be increased or decreased

52

Metabolism

P450 enzyme induction and inhibition

Enzyme inhibition

• Other drugs

• Combination drugs

• Liver disease

• Impaired blood circulation in person with heart disease

• Infant with immature livers

53

Metabolism

Oral route is variable

54

Half-life (T1/2) عمر النصف الحوي

• Serum half-life or elimination half-life is the time it takes the serum concentration of the drug to reach 50% of the administered dose

• A measure of the rate at which drugs are removed from the body

٪ 50هو الوقت الذي ستغرقه تركز الدواء ف الدم للوصول إلى •

لماذا هذا مهم؟انه مقاس سرعة إزالة األدوة من الجسم•

تطلب دواء بنصف عمر قصر جرعات أكثر تكرار•

تطلب دواء بنصف عمر طول جرعات أقل تكرارا•

55

Half-life (T1/2) عمر النصف الحوي

نصف عمر الدواء عوامل تزد

تضاإل تدفق الدم الكلوي أو الكبدي•

امراض الكلى•

ة• مرض كبدي أو مثبطات إنزمة كبد

عوامل تنقص نصف عمر الدواء

تدفق الدم الكبدي•

نقص االرتباط باأللبومن•

تحفز او تسرع االستقالب•

56

Excretionازالة االدوة

57

ا :تختلف طرق التخلص من الدواء ولكن بعضها لعب دورا أساس البول. 1 البراز. 2 استنفاد الهواء. 3

العرق/ الحلب . 4

البول هو الوسلة الرئسة للتخلص من المستقلبات الدوائة المعدلة بالكبد •الدواء عند وصول المادة الصفراوة الت تحتوي من تعتبر البراز مهمة للتخلص•

ا عن طرق دخول الدورة الدموة على مستقلبات دوائة مكن إعادة امتصاصها جزئ

، وف جزء منها تم طرحها ف البرازEnterohepatic circulationالكبدة

Excretionازالة االدوة

58

عوامل تإثر على ازالة الدواء تدفق الدم الكلوي درجة حموضة البول Urine pH امراض الكلى Protein binding Drug lipid solubility

Onset, Peak, and Duration

59

Onsetالبداةالوقت الذي ستغرقه الدواء الستنباط استجابة

عالجة Peak القمة

الوقت الذي ستغرقه الدواء للوصول إلى

أقصى استجاباته العالجةالزمنة المدة Duration

الوقت الذي كون فه تركز الدواء كافا

للحصول على استجابة عالجة

How does the drug know where to go?

1)drug circulates throughout bodyin the blood

2)encounters receptors for which it has affinity

3)Binds

4) pharmacological response

60

Pharmacodynamics الدنامكة الدوائة

تهتم الدنامكات الدوائة بتحلل العملات الت رتبط بها الدواء بالمستقبالت ، واألحداث الجزئة الت تلها

.وأخرا التؤثرات البولوجة الناتجة عنها على الفرد

“What the drug does to the body”.

ما فعله الدواء للجسم

61

Pharmacodynamics:

Mechanisms of Action of Drugs • Receptor interaction

• Enzyme interaction

• Nonspecific

interactions

62

مثل التفاعل على المستوى الخلوي

بن الدواء ومكونات خلوة ، مثل

بروتنات غشاء الخلة ، أو اإلنزمات ،

.أو المستقبالت ، عمل الدواء

مكن للدواء تعدل وظفة الخلة أو سرعة اداء الوظفة ، ولكن ال

مكن له خلق وظفة جددة للخلة أو لألنسجة المستهدفة

Pharmacodynamics:

Simplification of drug mechanisms (action)

Drug

Receptor Drug – receptor complex

Biologic alteration

Pharmacologic effect(s)

63

Pharmacodynamics:

• What are receptors?

• Receptors are located on the surface of or within cells

64

Pharmacodynamics:

• There are 4 main classes of receptors

Intracellular phosphorylation

Change in membrane potential or [ion]

Intracellular 2nd messengers

Altered transcription

INTRACELLULAR EFFECTS

PHARMACOLOGIC EFFECTS 65

Pharmacodynamics:

• What binds to the receptors?

• Most receptors have naturally occurring (endogenous) molecules that bind to them

• Exogenous (foreign( molecules can be designed to bind to the same receptor rational drug design

Example ~ Endorphins (endogenous)

Morphine (exogenous) Bind opiate receptors

in brain

66

The Lock and Key Model of Signal-Receptor Interaction

Ligands such as hormones or

neurotransmitters (the"key") affect

target cells by binding to specific

receptors (the "lock”), which are

often located in the cell membrane

This binding "unlocks" the cell's response, so that the hormone or neurotransmitter can exert its effects

Drug Receptor Interactions

67


1) Drugs can be Agonist

“A chemical messenger that binds to a receptor and triggers the cell’s

response

AGONISTS have:

1. AFFINITY for the receptor (they bind to it)

2. INTRINSIC ACTIVITY (binding elicits a response)

Agonists can be either

1. Endogenous (ex: adrenalin)

2. Exogenous (ex: dobutamine) Both rate

68


2) Drugs can be Antagonist (receptor blockers or inhibitors)

"A molecule that competes for a receptor with a chemical messenger normally

present in the body.

1. have AFFINITY (bind the receptor)

2. LACK intrinsic activity (no response)

The antagonist binds to the receptor but does not trigger the cell’s response”

69


Antagonist example

Claritin®: an antagonist that blocks histamine receptors

→ allergy treatment

70

Pharmacodynamics:

• An exception to the rule • a few drugs work via non-receptor mechanisms, for example:

Antacids - purely chemical basis via acid

neutralization in the stomach

Osmotic diuretics - promote urine

excretion by altering water flow in the

kidney independent of receptors

71

Important implications of drug-receptor interaction

drugs can potentially alter rate of any body/brain function

drugs cannot impart entirely new functions to cells

drugs do not create effects, only modify ongoing ones

drugs can allow for effects outside of normal physiological range

72

الدواء مكن أن غر سرعة اداء أي وظفة ف الجسم

ال مكن لألدوة خلق وظائف جددة تماما

للخالا ال تخلق االدوة آثارا جددة ، بل تعدلها فقط

مكن لألدوة أن تنتج تؤثرات خارج نطاق

الفسولوجة الطبعة

Pharmacologic effects – side effects

“A drug without side effects isn’t really a drug”

Side Effects/Adverse Effects

Mild, tolerable, subside on their own

(ex: GI disturbances)

Potentially life threatening & sustained

(ex: seizures)

Risks vs benefits must be carefully weighed → Therapeutic Index

73

Pharmacologic effects – side effects

Side effect or not? A matter of perspective

“may cause drowsiness”

When taken for seasonal allergies

When taken as a sleep aid

74

Drug dose-response curve

• Drugs vary in effectiveness

– Different sites of action

– Different affinities for receptors

• The effectiveness of a drug is considered relative to its safety (therapeutic index)

– The pharmacologic effect is related to dose

– رتبط التؤثر الدوائ بالجرعة

75

Potency • Relative strength of response

for a given dose

– Effective concentration

(EC50) is the concentration

of an agonist needed to

elicit half of the maximum

biological response of the

agonist

– The potency of an agonist

is inversely related to its

EC50 value

• D-R curve shifts left with

greater potency

76

الجرعة الفعالة ه مقاس لكمة الدواء المطلوبة إلنتاج تؤثر

بحجم معن

الدواء الى السار تمتع بقدر أكبر من الفعالة

Potency

77

Efficacy

• Maximum possible effect Emax

• Indicated by peak of D-R curve

أقصى تؤثر فزولوج ناتج عن تفاعل الدواء

والمستقبل

78

Efficacy

79

Therapeutic index مإشر العالجة

هو مقارنة بن كمة الدواءالذي سبب التؤثر العالج والكمة الت تسبب التسمم

ED50

80

Therapeutic index: a measure of drug safety

• Effective dose (ED50) = dose at which 50% population shows response

• Toxic dose (TD50) =dose at which 50% population have toxic effects

• TI = TD50/ED50, an indication of safety of a drug (higher is better)

ED50 TD50

81

Therapeutic index: a measure of drug safety

Narrow TI Drugs • Digoxin • Lithium

• Phenobarbital • Vancomycin

• Warfarin

82

جب مراقبة تركز هذه األدوة ف الدم دائما

لتجنب التؤثرات السامة

Tolerance (desensitization)

• Decreased response to same dose with

repeated (constant) exposure

• Right-ward shift of D-R curve

• Sometimes occurs in an acute dose

(e.g. alcohol)

• Can develop across drugs (cross-

tolerance)

• Ex Diazepam, Morphine,

83

Mechanisms of Tolerance

• Pharmacokinetic

– changes in drug availability at site of action (decreased

bioavailability)

– Decreased absorption

– Increased binding to depot sites

• Pharmacodynamic

– Changes in drug-receptor interaction

– Down regulation of receptors

84

Sensitization

• Increased response to same dose with

repeated exposure

• or less drug needed to achieve same

effect

• Left-ward shift in D-R curve

• Sometimes occurs in an acute dose

(e.g. amphetamine)

• Can develop across drugs (cross-

sensitization)

85

• Pharmacokinetic and pharmacodynamic

– With pharmacokinetic drug interactions, one drug

affects the absorption, distribution, metabolism, or

excretion of another.

– With pharmacodynamic drug interactions, two drugs

have interactive effects in the brain.

– In terms of efficacy, there can be several types of

interactions between medications: additive, synergistic,

and antagonistic.

Drug-drug Interactions

86

Response

Hi

Lo

Time

A B

Additive Effects

A + B

The effect of two chemicals is equal to the sum of the effect of the two chemicals taken separately, eg., aspirin and motrin.

87

Response

Hi

Lo

Time

A B

A + B

Synergistic Effects

The effect of two chemicals taken together is greater than the sum of their separate effect at the same doses, e.g., alcohol and other drugs

88

Response

Hi

Lo

Time

A B

A + B

Antagonistic Effects

The effect of two chemicals taken together is less than the sum of their separate effect at the same doses ex NSAD with ACE inhibitors

89

• Variables that effect drug action

• Dosage of the drug refers to frequency, size, and

number of doses

• Route of administration does affect drug action

and client response

• Food

• Client Variables

-Age

-Gender

-Medical conditions

90

Drug – Diet interaction

• Food can slow absorption

• Food substances can react with certain drugs

• How to give medication is information

provided in your drug manual

91

ali jaber, ph.d.jude.edu.sy/assets/uploads/lectures/chapter 1... · 2019-03-19 · ms in pharmacy...

Documents