PHARMACOCINETIQUE

Cours n°3

Dr J.CATTELOTTE

Radiopharmacien

CH de Boulogne sur mer

Devenir du médicament dans l’organisme

Administration per os

Appareil digestif

Résorption et effet de premier passage

Circulation générale

Métabolisme + excrétion

. rénale

. biliaire

Distribution Élimination

1ère étape 2ème étape 3ème étape

Système « A-D-M-E »

Administration IV

Le métabolisme

Le métabolisme

C’est la transformation enzymatique du p.a en un ou plusieurs composés appelés métabolites.

Certains p.a sont transformés en métabolites aussi actifs que le p.a (propranolol métabolisé en 4-OH-propranolol dont activité béta-bloquante identique à celle propranolol)

Certains p.a sont inactifs mais leurs métabolites actifs (levodopa)

Certains p.a sont transformés en métabolites toxiques

Le métabolisme participe à l’élimination du p.a de l’organisme

Les différentes étapes du métabolisme ont pour but de transformer les p.a liposolubles en molécules hydrosolubles facilement éliminables par les milieux aqueux tels que l’urine, la bile ou la salive.

Le métabolisme

Le métabolisme

Différents organes (peau, poumon, reins, intestins) sont capables de réaliser le métabolisme des p.a mais le principal organe du métabolisme est le foie

Le foie:

Organe épurateur

Très fortement vascularisé (1.5l de sang /minute)

Richesse enzymatique des hépatocytes dont le système enzymatique le plus important les cytochromes P450 (CYP450)

Les cytochromes P450

Les cytochromes P450

CYP450: 12 familles d’enzymes

différentes protéines

Chaque protéine aura une affinité particulière pour un ou plusieurs substrats

Existence d’un polymorphisme génétique

Métaboliseurs lents ou rapides

grande variabilité inter-individuelle

Le CYP3A4 impliqué dans la biotransformation de la majorité des médicaments (ciclosporine; ketoconazole, statines…)

Inhibition

Induction (auto-induction)

Interactions médicamenteuses

Variation intra-individuelle

Les cytochromes P450 Les inductions

Entraîne une accélération du métabolisme

3 conséquences possibles:

- Diminution de l’effet si métabolites sont inactifs

- Augmentation de l’effet si métabolites actifs

-Augmentation de la toxicité si les métabolites sont toxiques

L’induction apparaît au bout plusieurs jours de traitement.

Auto-induction possible

Ex inducteurs: carbamazépine; phénobarbital; rifampicine

Ex le plus connu: warfarine + CBZ ou rifampicine: métabolisme warfarine augmenté augmenter la posologie en warfarine pour maintenir effet anticoagulant et risque hémorragique à l’arrêt de l’induction

Les cytochromes P450 Les inhibitions

Se traduisent par une diminution du métabolisme

2 conséquences possibles:

- Augmentation de l’effet du p.a

-Toxicité (concentration p.a dans la zone toxique)

L’inhibition apparaît rapidement en –24h.

Attention aux p.a présentant une marge thérapeutique étroite

Ex inhibiteurs: ATB:erythromycine; antiretroviraux; antifongiques

Ex antifongiques imidazolés + cisapride provoque des torsades de pointe par inhibition métabolisme cisapride (stimulateur motricité gastro-intestinale); Association ritonavir/saquinavir [saquinavir] x 54

Autres interactions

- L’alcool et le tabac sont des inducteurs de certains cytochromes

- Le jus de pamplemousse est inhibiteur du CYP3A4

Les cytochromes P450

Les cytochromes P450

Ils réalisent des réactions d’oxydation et de réduction

RéductionsOxydations

Les 2 phases du métabolisme

Le métabolisme

On distingue 2 phases successives dans le métabolisme des p.a

Les réactions de phase I

Les réactions de phase II

Les réactions de phase I

Rôle des CYP450:

Les réactions les plus fréquentes: oxydations font intervenir O2

Réductions

Hydrolyses (scission de la molécule en 2 molécules plus petites)

Ces réactions conduisent à l’obtention de métabolites à groupement –OH, -NH2, -COOH

Les réactions de phase II

Ce sont des réactions de conjugaisonmétabolites hydrosolubles

Glucuronoconjugaison

Sulfoconjugaison

Conjugaison au glutathion

Facteurs influençant le métabolisme des p.a

Facteurs physiologiques: âge, grossesse, origine ethnique

Facteurs pathologiques: altérations fonctionnelles, pathologies hépato-biliaires

Facteurs environnementaux (tabac, alcool) et médicaments: interactions

L’élimination

L’élimination

Les métabolites hydrosolubles peuvent être éliminés par différentes voies :

Élimination rénale (la plus importante)

Élimination biliaire

Autres voies d’excrétion

L’élimination rénale

Le rein

L’unité fonctionnelle du rein: le néphron:

Du glomérule

Du tube urinaire

Vascularisation +++

Fonctions élémentaires:

Filtration (glomérule)

Réabsorption (tubulaire)

Excrétion

L’élimination rénale

C’est la voie d’élimination majoritaire

Les p.a pourront être éliminés directement sous forme inchangée, ou éliminés après leur biotransformation

Les p.a et métabolites sont éliminés par filtration glomérulaire si PM <65000 Da; seule fraction libre éliminée (facteur limitant fixation aux protéines plasmatiques)

Puis possibilité de réabsorption : fonction degré ionisation molécule au pH urinaire (seule fraction non ionisée est réabsorbée) et lipophilie molécule (concerne molécules proche molécules endogènes comme les ions….ex Li; -méthyldopa)

Sécrétion (transport actif) compétition, saturation, et polymorphisme génétique: ex salicylés, pénicillines

L’élimination rénale

La fonction rénale est appréciée par 2 paramètres

Le débit de filtration glomérulaire

120 à 130 ml/min

Il est mesuré à l’aide de substances uniquement filtrés (pas de métabolisme, pas de réabsorption, pas de sécrétion)

La clairance de la créatinine peut être estimée par calcul en fonction sexe, age, poids et créatininémie

L’élimination rénale

Adaptation posologique et insuffisance rénale

Dans insuffisance rénale on observe une diminution de l’élimination rénale des p.a et des métabolites

Nécessité de faire une correction posologique si le p.a ou les métabolites éliminés dans l’urine sont pharmacologiquement actifs car risque effets II par surdosage

Réduction des doses et ou de la fréquence des prises

L’élimination biliaire

L’élimination biliaire

En plus de son implication dans le métabolisme, le foie participe à l’élimination des p.a de l’organisme par le biais du système biliaire

Seconde voie d’élimination après le rein

Les substances ne pouvant être éliminés par le rein (grosses molécules; molécules liposolubles)

Le p.a excrété dans la bile se retourne dans la lumière intestinale où il pourra être réabsorbé

Cycle entéro-hépatique

Les autres voies d’excrétion

Les autres voies d’excrétion

Autres voies:

salivaire,

Pulmonaire

Négligeables

! Lait maternel

Le lait maternel Faire attention à prise de médicaments et allaitement maternel

La concentration p.a dans le lait fonction caractéristiques physicochimique (poids, lipophilie, d° ionisation, liaison protéines plasmatiques)

Ex certains ont une concentration dans lait très faible ou inexistante: héparine PM trop important ne pourra pas traverser membranes; warfarine en raison très forte liaison protéines plasmatiques ne passera pratiquement pas; enfin pH légèrement plus acide que plasma, les bases faibles (-bloquant) passeront plus facilement que les acides faibles (AINS)

Certains médicaments vont nécessiter un arrêt définitif de l’allaitement (ex médicaments radiopharmaceutiques)

Les paramètres de l’élimination

Les paramètres de l’élimination

La clairance (Cl)

La demi vie (t1/2)

La clairance

La clairance

La clairance (Cl) représente la capacité de l’organisme à épurer une molécule ayant atteint la circulation générale

Elle correspond au volume de plasma épuré par unité de temps; elle représente donc un débit (ml/min; ml/min/kg; l/h……)

E = coefficient d’extraction de l’organe

Le coefficient d’extraction

E = (Ca-Cv)/Ca

C’est la fraction de flux sanguin, traversant un organe, et qui est complètement épurée du p.a par unité de temps

Grâce à E les p.a peuvent être classés en 3 catégories:

- p.a fortement extraits: 0.7<E<1; ex E hépatique morphine propranolol

- p.a moyennement extraits 0.3<E<0.7; ex E hépatique codéine; aspirine

- p.a faiblement extraits E<0.3; ex E hépatique phénytoïne, diazépam

Rappels

Élimination des p.a

Élimination directe du p.a par excrétion

Rénale

Biliaire

Élimination indirecte après biotransformation

Métabolisme

La clairance totale

La clairance totale

Calcul de la clairance totale

Pour p.a administré par voir IV

Cltot = DoseIV/ AUCIV

Pour p.a administré par voie orale

Cltot = F * Dosepo/AUCpo

Avec F: biodisponibilité absolue

La clairance rénale

La clairance rénale

Il est possible de calculer un rapport d’excrétion qui permet de savoir si p.a uniquement filtré ou si filtré et secrété et réabsorbé

La clairance rénale

Facteurs modifiant la clairance rénale

- Modification débit de filtration glomérulaire: insuffisance rénale; insuffisance cardiaque; âge

- Modification sécrétion tubulaire: insuffisance rénale; insuffisance cardiaque; âge; interactions médicamenteuses

- Modification réabsorption tubulaire: pH; âge

La clairance hépatique

La clairance hépatique

2 composantes:

- Clairance métabolique (traduit la fonctionnalité du foie)

-Clairance biliaire (traduit élimination biliaire concerne molécules de fort PM)

Facteurs influençant la clairance hépatique

Modification débit sanguin hépatique: insuffisance cardiaque

Modification du métabolisme : traitements associés, polymorphisme; insuffisance hépato-cellulaire

Modification de la clairance biliaire: choléstase hépatique

La demi-vie d’élimination

La demi vie d’élimination

La demi vie (t1/2)

Temps nécessaire pour que la concentration sanguine d’un p.a soit diminuée de moitié

C’est également le temps nécessaire pour diminuer de moitié la quantité de molécules de p.a contenue dans l’organisme

t1/2 = ln2*Vd/Cl

Dans la pratique la connaissance de t1/2 permet d’établir le rythme posologique. Le plateau d’équilibre est atteint au bout de 5 t1/2 .

De la même façon il faudra attendre 7 t1/2 pour que 99% de la dose de p.a administrée soit éliminée

Conclusions - élimination

La principale voie d’élimination des p.a et de leurs métabolites est urinaire.

L’élimination rénale se fait selon 3 mécanismes: filtration sécrétion, réabsorption

L’Élimination est caractérisé par 2 facteurs: la clairance et la t1/2