Resumen 1 Paso de fármacos

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RESUMEN DE: PASO DE FÁRMACOS A TRAVÉS DE 
BARRERAS BIOLÓGICAS 
Lucía de los Ángeles Segura Santos. 7mo semestre. Lic. Químico Farmacéutico Biólogo. 
Asignatura: Biofarmacia. Profesor: Roberto Hernández Córdova. 
Material obtenido de: Gayo R. Fundamentos de farmacología básica y clínica. 2ª. ed. España: Editorial 
Médica Panamericana; 2013. 
 
NATURALEZA DE LAS MEMBRANAS CELULARES. 
Las membranas celulares se componen fundamentalmente de fosfolípidos organizados 
en forma de bicapa lipídica. Contienen dos tipos de proteínas: integrales y periféricas. 
Las proteínas integrales embebidas en la bicapa lipídica intervienen en el transporte 
activo. Las proteínas periféricas se unen a la parte polar de los lípidos de la bicapa 
lipídica o a determinadas regiones de las proteínas transmembrana. 
Funcionalmente las membranas celulares son semipermeables y actúan como barreas 
selectivas al paso de las moléculas, el agua y moléculas de pequeño tamaño pasan con 
facilidad. Las moléculas con una carga elevada y de gran tamaño requieren 
mecanismos de transporte especializados. 
Con excepción de la vía intravenosa o las vías en las que la sustancia se deposita en el 
lugar de acción, el resto de las vías de administración requieren la intervención del 
proceso de absorción para que el fármaco acceda a la circulación general. 
MECANISMOS DE PASO A TRAVÉS DE LA MEMBRANAS BIOLÓGICAS. 
La absorción se produce en los epitelios y endotelios de cada órgano o tejido, siendo 
los primeros más selectivos para el paso de las sustancias. El paso de los fármacos a 
través de los epitelios puede producirse a través de las células (vía transcelular) o entre 
las uniones de estas (vía paracelular). La transferencia de moléculas a través de las 
membranas biológicas se produce por medio de los siguientes mecanismos. 
Difusión pasiva 
Es un proceso de difusión espontanea de una molécula a través de una membrana 
según un gradiente de concentración; no necesita aporte de energía ni la ayuda de 
transportador alguno. Este mecanismo suele ser utilizado por los ácidos y bases débiles 
y la mayoría de los fármacos de tamaño pequeño o mediano (<500-650 Da). Para que 
los fármacos puedan difundir, tienen que estar disueltos en los líquidos biológicos. Se 
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consideras que, tras atravesar la membrana absorbente, el fármaco se diluye en la 
sangre, de forma que el gradiente de concentración siempre es favorable. 
El coeficiente de permeabilidad es característico de cada membrana biológica y 
engloba el coeficiente de distribución del fármaco, el coeficiente de difusión y el grosor 
de la membrana. La superficie de la membrana es constante en una determinada zona 
por lo que el producto resultante de la permeabilidad de la membrana por la superficie 
de esta es la constante de velocidad de absorción en esa zona. Si se trata de la 
absorción gastrointestinal se tendría . Entonces la velocidad de absorción es 
directamente proporcional a la superficie de absorción. La expresión matemática, en 
este caso, quedaría: 
Esta ecuación se ajusta a una cinética de primer orden. 
La velocidad de transferencia depende de las características de la sustancia, del 
gradiente de la concentración a ambos lados de la membrana y de la zona de 
absorción. Entre las propiedades de la sustancia activa, hay que tener en cuenta el 
peso molecular ya que la difusión depende del movimiento browniano de las moléculas; 
la solubilidad, el coeficiente de distribución y el pKa. 
El proceso de difusión pasiva se observa en la absorción gastrointestinal, en la 
percutánea y en la tópica ocular. La cinética que rige el proceso es de orden uno. 
Difusión convectiva o filtración 
El agua y las sustancias hidrófilas de bajo peso molecular pasan a través de canales o 
poros acuosos que atraviesan la membrana y que comunican las zonas acuosas que se 
encuentran a ambos lados de ella. En este proceso, la fuerza conductora es la 
diferencia de presión a ambos lados de la membrana. Los principales factores que 
condicionan la difusión son el diámetro y el número de poros existentes en la 
membrana, así como la carga eléctrica en cada zona de absorción. 
En la absorción intestinal, utilizan este mecanismo los compuestos polares de tamaño 
comprendido entre 250 y 300 Da. El endotelio es menos selectivo y permite el paso de 
moléculas de mayor peso molecular. La aproximación matemática del proceso es la 
siguiente: ( ) ( ) 
Donde C= concentración de la sustancia activa en la zona de absorción. Ka está 
determinada por el número y el tamaño de los poros. 
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Transporte activo 
Se realiza en contra del gradiente de concentración, y requiere un consumo de energía 
procedente del metabolismo celular, necesita un transportador y, por lo tanto, se trata 
de un proceso selectivo y saturable. Los transportadores que utilizan los fármacos son 
los mismos que los empleados por las moléculas endógenas. En el paso de las 
sustancias intervienen las proteínas integrales de la membrana celular. El fármaco debe 
unirse a una zona específica de la molécula del transportado, formándose un complejo 
fármaco-transportador. La cinética que rige este proceso se ajusta a la ecuación de 
Michaelis-Menten, en la que la velocidad de transferencia depende de la concentración 
de sustrato: ( ) 
El número de moléculas que se absorben mediante este mecanismo dependen del 
número de portadores existentes y de la zona de unión que estos presenten. Si la 
concentración del fármaco es muy elevada, el transporte puede saturarse, y la cinética 
del proceso será de orden cero. En este caso, Km + C se aproxima a C, por lo que 
C/Km + C es aproximadamente igual a 1, de forma que la expresión anterior quedaría: 
 
En este caso la velocidad del proceso es constante e independiente de la concentración 
en el lugar de la absorción. Por el contrario, si la concentración de la sustancia activa es 
baja en relación con el número de portadores, la expresión seria: 
Como Vm y Km son constantes, quedaría 
Siendo Kap semejante a una constante de orden 1. En estas condiciones, desde el 
punto de vista de la cinética, el proceso es similar la difusión pasiva. Este tipo de 
transporte se utiliza en la absorción intestinal de fármacos. 
Transporte facilitado 
Aunque necesita la participación de un trasportador, este proceso se produce a favor 
del gradiente de concentración y sin gasto de energía. Utilizan este sistema moléculas 
de gran tamaño como la glucosa y otros monosacáridos. 
Formación de pares iónicos 
Se lleva a cabo mediante la formación de un complejo neutro por la unión de un ion de 
signo contrario al del fármaco. Este tipo de transporte lo utilizan electrolitos fuertes o 
moléculas muy ionizadas que mantienen su carga a cualquier pH fisiológico. 
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Formación de canales ionóforos 
Se produce a partir de moléculas hidrófobas que se disuelven en la membrana, 
modificando así la permeabilidad de esta a las moléculas cargadas. 
Transporte vesicular: endocitosis y exocitosis 
Consiste en la formación de vesículas que engloban la sustancia activa y la incorporan 
a la célula, suelen utilizarlo moléculas de peso molecular elevado. Durante la exocitosis, 
la membrana de la vesícula secretora se fusiona con la membrana celular liberando su 
contenido. En la endocitosis, se produce la invaginación de la membrana, con 
formación de una vesícula, que se desprende y pasa al citoplasma. 
Fagocitosis 
La célula crea proyecciones de la membrana y el citosol, denominadas seudópodos, 
que rodean la partícula sólida y se fusionan formando una vesícula a su alrededor. 
Pinocitosis 
La sustancia que se va a transportar esta disuelta, y la membrana se repliega creando 
una vesícula pinocítica, cuando el contenido fue procesado la membrana de la vesícula 
vuelve a la superficie de lacelula. 
TIPOS DE ABSORCIÓN. 
Según la vía de administración, el fármaco se depositara en el torrente circulatorio o 
tendrá que atravesar distintas zonas hasta llegar a la circulación general. 
Absorción indirecta o mediata 
El fármaco tiene que atravesar un epitelio selectivo. La absorción se produce cuando la 
administración se realiza sobre la piel o alguna cavidad en donde el fármaco tenga que 
atravesar el epitelio correspondiente. 
Absorción inmediata 
El fármaco se deposita en una zona determinada del organismo sin necesidad de 
atravesar un epitelio selectivo introduciendo el fármaco de forma directa, de este modo, 
la incorporación a la circulación general se realiza fácilmente. En general, la cinética de 
incorporación es de orden 1. 
Penetración directa 
En este caso no se habla de absorción. Se trata del depósito directo del fármaco en la 
zona en la que se produce la distribución.