Fiche de révision : Distribution et devenir des médicaments

Plan du Cours

  1. Pharmacocinétique et étapes ADME
  2. Pharmacocinétique, pharmacodynamie et phase biopharmaceutique
  3. Paramètres pharmacocinétiques et biodisponibilité
  4. Volume de distribution
  5. Clairance et demi-vie
  6. Absorption médicamenteuse et facteurs influents
  7. Voies et effets de l’administration
  8. Absorption digestive orale et rectale
  9. Membranes cellulaires et transports médicamenteux
  10. Effet de premier passage hépatique
  11. Distribution et formes plasmatiques des médicaments
  12. Distribution tissulaire et volume
  13. Métabolisation des médicaments
  14. Excrétion et voies d’élimination
  15. Biodisponibilité, paramètres PK et effet thérapeutique

1. Pharmacocinétique et étapes ADME

Notions clés & Définitions

  • Pharmacocinétique : Branche de la pharmacologie qui étudie le devenir du médicament dans l’organisme après son administration.
  • Distribution : Répartition du médicament dans les différents organes et tissus.
  • Métabolisation : Transformation chimique du médicament, principalement par le foie, et participation à son élimination.
  • Excrétion : Élimination définitive du médicament ou de ses métabolites hors de l’organisme, principalement par les reins.

★ À maîtriser

📌 La pharmacocinétique étudie l’action de l’organisme sur le médicament, tandis que la pharmacodynamie étudie l’action du médicament sur l’organisme.

  • Le devenir d’un médicament est résumé par les quatre étapes ADME :
    • absorption
    • distribution
    • métabolisation
    • excrétion

Compléments

  • La pharmacocinétique est une étude qualitative des étapes du devenir du médicament et quantitative des concentrations plasmatiques au cours du temps.

  • Les concentrations plasmatiques servent à vérifier que le principe actif est présent en quantité suffisante pour être efficace sans devenir toxique.

  • Les données pharmacocinétiques permettent d’adapter les doses, de choisir la voie d’administration et d’éviter les effets toxiques.

Astuce mémo

PK : l’organisme agit sur le médicament ; PD : le médicament agit sur l’organisme.

2. Pharmacocinétique, pharmacodynamie et phase biopharmaceutique

Notions clés & Définitions

  • Phase biopharmaceutique : Libération du principe actif à partir de la forme pharmaceutique avant son absorption.
  • Galénique : Présentation du médicament sous une forme pharmaceutique donnée.

★ À maîtriser

📌 Le principe actif doit se dissoudre avant de pouvoir être absorbé.

Compléments

  • La pharmacocinétique étudie :

    • l’absorption
    • la distribution
    • la métabolisation
    • l’élimination du médicament
  • La pharmacodynamie étudie :

    • le mécanisme d’action
    • les effets thérapeutiques
    • les effets secondaires
    • les effets indésirables
  • Une absorption insuffisante réduit la quantité de médicament dans le sang, ce qui diminue son effet thérapeutique.

  • Une élimination trop lente peut entraîner l’accumulation du médicament et provoquer une toxicité.

  • Un diurétique augmente la production d’urine, ce qui peut accélérer l’élimination rénale du médicament lui-même.

  • La phase biopharmaceutique dépend : de la forme galénique, de la voie d’administration, des propriétés physico-chimiques du médicament

  • Les formes galéniques citées sont :

    • le comprimé
    • la gélule
    • le sirop
    • la poudre
    • la solution injectable
    • le patch
    • le suppositoire
    • la crème
  • Le choix de la forme galénique dépend : de l’objectif thérapeutique, du patient, des propriétés physico-chimiques du principe actif, de son mode d’élimination, notamment de l’effet de premier passage hépatique

Astuce mémo

Sans dissolution du principe actif, pas d’absorption.

3. Paramètres pharmacocinétiques et biodisponibilité

Notions clés & Définitions

  • Biodisponibilité : Quantité de principe actif qui atteint réellement la circulation sanguine après l’administration d’un médicament; elle s’exprime en pourcentage.
  • Biodisponibilité relative : Comparaison de deux formes pharmaceutiques administrées par la même voie afin de vérifier qu’elles apportent une quantité équivalente de principe actif.
  • Cmax : Concentration maximale atteinte dans le sang, reflétant la quantité maximale de médicament présente dans la circulation.
  • Tmax : Temps nécessaire pour atteindre la Cmax; plus il est court, plus le médicament agit rapidement.
  • Concentration plasmatique : Quantité de médicament présente dans le sang à un instant donné, variant au cours du temps selon l’absorption et l’élimination.

★ À maîtriser

  • L’étude des paramètres pharmacocinétiques aide à déterminer :

    • la voie d’administration
    • la dose
    • la fréquence des prises
    • la durée du traitement
  • Les paramètres pharmacocinétiques principaux, auxquels s’ajoute un quatrième paramètre, sont :

    • la biodisponibilité
    • le volume de distribution
    • la clairance
    • la demi-vie
  • Par voie intraveineuse, la biodisponibilité est de 100 %, car le médicament arrive directement dans le sang.

Compléments

  • Environ 40 % des molécules étudiées en recherche sont abandonnées en raison de caractéristiques pharmacocinétiques défavorables.

  • La biodisponibilité absolue compare la quantité de médicament administrée à celle qui atteint réellement la circulation générale.

  • La biodisponibilité orale est souvent inférieure à 100 % en raison de l’absorption incomplète et de l’effet de premier passage hépatique.

4. Volume de distribution

Notions clés & Définitions

  • Volume de distribution : Volume fictif, exprimé en litres ou en litres par kilogramme, qui évalue la répartition du médicament entre le sang et les tissus; ce n’est pas un volume anatomique réel.

★ À maîtriser

📌 Un faible volume de distribution indique que le médicament reste principalement dans le sang, tandis qu’un grand volume indique qu’il diffuse largement dans les tissus.

Compléments

  • L’aspirine possède un volume de distribution d’environ 0,05 L/kg.

  • L’amiodarone possède un volume de distribution supérieur à 100 L/kg et est fortement stockée dans les tissus.

  • Le principe actif se répartit entre le compartiment plasmatique et le compartiment tissulaire.

  • Dans le plasma, une partie du médicament est libre et une autre partie est fixée aux protéines plasmatiques.

Astuce mémo

Petit Vd : médicament surtout dans le sang ; grand Vd : médicament largement diffusé dans les tissus.

5. Clairance et demi-vie

Notions clés & Définitions

  • Clairance : Volume de plasma totalement épuré d’un médicament par unité de temps, représentant la capacité de l’organisme à l’éliminer.
  • Demi-vie : Temps nécessaire pour que la concentration du médicament dans le sang diminue de moitié (50 %).
  • Demi-vie d’élimination : Le temps nécessaire pour que la concentration plasmatique d’un médicament diminue de 50 %.
  • État d’équilibre : Lors de prises répétées, l’équilibre entre les entrées par administration et les sorties par élimination.

★ À maîtriser

  • Une demi-vie longue signifie que le médicament reste plus longtemps dans le corps, permet d’espacer davantage les prises et augmente le risque d’accumulation.

  • L’état d’équilibre est atteint après environ 4 à 5 demi-vies.

Compléments

  • La clairance dépend principalement des organes suivants :

    • les reins
    • le foie
    • les poumons
    • la peau
    • d’autres organes
  • Une clairance élevée entraîne une élimination plus rapide du médicament.

  • La clairance est influencée par le débit sanguin de l’organe et par sa capacité à extraire le médicament.

  • Une demi-vie courte nécessite souvent plusieurs prises par jour.

  • La clairance s’exprime en L/h ou en mL/min.

📐 Formule - La clairance est donnée par Cl=Q×ECl = Q \times E, où Q est le débit sanguin de l’organe et E son coefficient d’extraction, c’est-à-dire sa capacité à éliminer le médicament.

  • La clairance totale additionne notamment les clairances :

    • rénale
    • hépatique
    • pulmonaire
    • des autres organes
  • La demi-vie permet de déterminer : la fréquence des prises, la durée d’action, le temps nécessaire pour atteindre l’état d’équilibre, le temps d’élimination complet du médicament

Astuce mémo

Clairance : vitesse d’élimination ; demi-vie : temps pour perdre la moitié

6. Absorption médicamenteuse et facteurs influents

Notions clés & Définitions

  • Absorption : Passage du principe actif de son site d’administration jusqu’à la circulation sanguine générale sous une forme inchangée.
  • pKa : Propriété chimique propre à chaque médicament qui détermine la proportion de molécules ionisées ou non ionisées selon le pH du milieu.

★ À maîtriser

📌 L’absorption existe pour toutes les voies d’administration sauf la voie intraveineuse, qui injecte directement le médicament dans le sang.

  • La forme non ionisée d’un médicament traverse beaucoup plus facilement les membranes cellulaires et est donc mieux absorbée.

📌 Les médicaments liposolubles se dissolvent dans les graisses et traversent facilement les membranes lipidiques, tandis que les médicaments hydrosolubles se dissolvent dans l’eau, traversent difficilement les membranes et nécessitent souvent des systèmes de transport.

  • L’absorption dépend du pH digestif, de la vitesse de vidange de l’estomac, de la motricité intestinale, de l’alimentation, de l’âge, de certaines maladies digestives ou cardiaques et des autres médicaments pris simultanément.

Compléments

  • L’absorption est la première étape de la pharmacocinétique (ADME).

  • Une mauvaise absorption réduit la quantité de principe actif disponible dans l’organisme et diminue l’effet thérapeutique.

  • Les petites molécules diffusent plus facilement à travers les membranes biologiques que les grosses molécules.

  • La forme galénique influence la vitesse de dissolution et donc la vitesse d’absorption.

  • Un sirop agit généralement plus rapidement qu’un comprimé, et un comprimé effervescent agit plus vite qu’un comprimé classique.

  • Une forme à libération prolongée agit plus lentement mais plus longtemps.

  • Un pansement gastrique peut diminuer l’absorption de nombreux médicaments en les empêchant d’atteindre rapidement la muqueuse digestive.

Astuce mémo

Facteurs du médicament vs facteurs du patient

7. Voies et effets de l’administration

★ À maîtriser

  • Les voies sans effraction comprennent :
    • la voie orale (per os)
    • la voie sublinguale
    • la voie rectale
    • la voie pulmonaire (inhalation)
    • la voie percutanée
    • la voie transcutanée (patch)
    • la voie oculaire
    • la voie nasale
    • la voie vaginale

📌 Les voies parentérales traversent la peau ou une muqueuse et comprennent les voies intraveineuse, intramusculaire et sous-cutanée; les voies intra-articulaire et intrathécale sont également des voies locales avec effraction.

  • La voie d’administration influence la vitesse d’absorption, la Cmax, le Tmax et la biodisponibilité.

Compléments

  • Le choix dépend de :
    • l’objectif thérapeutique
    • l’état du patient
    • la rapidité d’action recherchée
    • la biodisponibilité souhaitée

📌 La voie intraveineuse produit un effet immédiat, tandis que la voie orale agit plus lentement.

  • Les formes à libération prolongée permettent une action plus longue mais plus progressive.

8. Absorption digestive orale et rectale

★ À maîtriser

  • Les formes sublinguales ou orodispersibles sont rapidement absorbées dans la bouche grâce à sa riche vascularisation et évitent le premier passage hépatique.

  • L’absorption gastrique est limitée par :

    • une faible surface d’échange
    • une muqueuse relativement épaisse
    • une vascularisation limitée
    • un pH très acide, compris entre 1,5 et 3,2
  • Le duodénum et le jéjunum sont les principaux sites d’absorption grâce à leur grande surface liée aux villosités, à leur pH moins acide, à leur excellente vascularisation et aux sécrétions biliaires et pancréatiques qui facilitent la dissolution, surtout des médicaments liposolubles.

  • La voie rectale permet une absorption relativement rapide et évite partiellement l’effet de premier passage hépatique.

Compléments

  • Les comprimés classiques ne sont pratiquement pas absorbés dans la bouche, et l’œsophage ne participe quasiment pas à l’absorption, son rôle étant de transporter le médicament vers l’estomac.

  • Le pH gastrique peut dégrader certains principes actifs, mais des médicaments acides faibles comme l’aspirine y sont bien absorbés; l’estomac contribue surtout à la dissolution des formes pharmaceutiques.

  • La majorité des médicaments est absorbée au niveau du duodénum et du jéjunum.

  • L’iléon possède : une grande surface, un pH compris entre 5 et 8, de nombreux transporteurs actifs, des enzymes capables de transformer certaines molécules

  • Le côlon est moins favorable à l’absorption en raison de sa surface plus faible, mais peut absorber certains médicaments qui se dissolvent lentement.

  • La voie rectale est utilisée lorsque :

    • le patient vomit
    • le patient est inconscient
    • la voie orale est impossible

Astuce mémo

Bouche → œsophage → estomac → intestin grêle → côlon

9. Membranes cellulaires et transports médicamenteux

Notions clés & Définitions

  • Diffusion passive : Passage d’un médicament à travers une membrane biologique sans dépense d’énergie, du milieu le plus concentré vers le moins concentré.
  • Transport actif : Utilise une protéine transporteuse et de l’ATP pour déplacer un médicament, éventuellement contre son gradient de concentration.
  • Filtration : Passage de petites molécules hydrosolubles à travers les pores membranaires sans dépense d’énergie.
  • Diffusion facilitée : Transport passif qui utilise une protéine transporteuse, suit le gradient de concentration, et est spécifique, saturable et soumis à la compétition entre médicaments.

★ À maîtriser

  • La membrane plasmique est constituée d’environ 60 % de phospholipides et 40 % de protéines, et est appelée mosaïque fluide.

📌 Les molécules lipophiles traversent facilement les membranes cellulaires, tandis que les molécules hydrophiles les traversent difficilement et nécessitent souvent un transporteur.

📌 Le transport passif ne nécessite pas d’énergie et suit le gradient de concentration, tandis que le transport actif consomme de l’ATP et peut déplacer une molécule contre son gradient.

  • Seule la forme non ionisée d’un médicament traverse facilement la membrane cellulaire, car elle est plus liposoluble ; la proportion des formes ionisée et non ionisée dépend du pH du milieu et du pKa du médicament.

Compléments

  • La membrane plasmique possède une partie externe hydrophile et une partie interne hydrophobe.

  • Les molécules lipophiles qui traversent facilement les membranes comprennent :

    • les hormones
    • les vitamines liposolubles
    • l’oxygène
    • le dioxyde de carbone
  • Les molécules hydrophiles qui traversent difficilement les membranes comprennent :

    • le sodium
    • le potassium
    • le chlore
    • le glucose
    • les protéines
  • Le transport passif comprend la diffusion simple, la filtration et la diffusion facilitée ; la pinocytose est un transport vésiculaire nécessitant de l’énergie.

  • La diffusion passive est non spécifique, non saturable et ne consomme pas d’ATP.

  • La diffusion passive dépend de :

    • du gradient de concentration
    • de la liposolubilité du médicament
    • de son état d’ionisation
  • Lors de la diffusion passive, un médicament passe du compartiment le plus concentré vers le moins concentré ; le passage s’arrête lorsque les concentrations s’égalisent, et un gradient plus important accélère la diffusion.

  • La filtration concerne notamment l’eau, l’urée, le sodium, le potassium et le chlorure, et elle est particulièrement importante dans les reins pour l’élimination de nombreux médicaments.

Astuce mémo

Passif : suit le gradient sans ATP ; actif : peut aller contre le gradient avec ATP.

10. Effet de premier passage hépatique

Notions clés & Définitions

  • Effet de premier passage hépatique : Métabolisme d’une partie du principe actif par le foie avant son arrivée dans la circulation générale après une administration orale.

★ À maîtriser

  • 🔄 Après une administration orale, le médicament : est absorbé par l’intestin, rejoint le foie par la veine porte, subit une métabolisation partielle avant d’atteindre la circulation générale

Compléments

  • L’effet de premier passage hépatique diminue la quantité de principe actif disponible dans le sang et donc la biodisponibilité.

  • Les médicaments fortement métabolisés par le foie peuvent nécessiter des doses orales plus importantes.

  • Les voies intraveineuse, sublinguale et transdermique évitent l’effet de premier passage hépatique, tandis que la voie rectale le limite partiellement.

Astuce mémo

Intestin → veine porte → foie → circulation générale.

11. Distribution et formes plasmatiques des médicaments

Notions clés & Définitions

  • Distribution : Transport du médicament par la circulation sanguine vers les différents organes après son absorption, afin d’amener le principe actif jusqu’à son site d’action.

★ À maîtriser

  • Seule la forme libre du principe actif est active ; elle peut diffuser dans les tissus, agir sur sa cible, être métabolisée et être éliminée.

  • Lorsque la concentration de forme libre diminue, une partie du médicament lié est libérée ; les protéines plasmatiques servent ainsi de réserve.

Compléments

  • La distribution dépend de :
    • du débit sanguin des organes
    • de la perméabilité des membranes
    • de la liposolubilité du médicament
    • de sa fixation aux protéines plasmatiques
    • du volume de distribution

📌 Dans le plasma, le médicament existe sous forme libre ou liée aux protéines plasmatiques, principalement à l’albumine.

  • La forme liée aux protéines plasmatiques est inactive et ne peut ni agir, ni diffuser, ni être éliminée tant qu’elle reste liée.

Astuce mémo

Libre : active et mobile ; liée : inactive et en réserve.

12. Distribution tissulaire et volume

Notions clés & Définitions

  • Volume de distribution : Un volume théorique qui évalue la répartition d’un médicament dans l’organisme.

★ À maîtriser

📌 Un Vd faible indique que le médicament reste davantage dans le sang, tandis qu’un Vd élevé indique une diffusion plus importante dans les tissus.

Compléments

  • Certains médicaments restent essentiellement dans le sang, tandis que d’autres s’accumulent notamment dans le foie, les muscles, le tissu graisseux ou les os.

  • L’aspirine a un Vd d’environ 0,05 L/kg et reste principalement dans le plasma.

  • L’amiodarone a un Vd supérieur à 100 L/kg et s’accumule fortement dans les tissus.

  • Le Vd permet d’adapter les doses et d’évaluer la diffusion du médicament dans l’organisme.

Astuce mémo

Vd faible : sang ; Vd élevé : tissus.

13. Métabolisation des médicaments

Notions clés & Définitions

  • Métabolisation : La transformation chimique du principe actif dans l’organisme, principalement au niveau du foie.
  • Prodrogue : Un médicament qui devient actif uniquement après métabolisation.

★ À maîtriser

  • La métabolisation transforme le médicament en une molécule plus hydrosoluble, plus facile à éliminer et parfois inactive.

  • La phase I, dite fonctionnalisation, modifie légèrement la structure du médicament par oxydation, réduction ou hydrolyse, principalement grâce aux enzymes du cytochrome P450.

  • La phase II peut notamment procéder par :

    • glucuronidation
    • sulfatation
    • acétylation

Compléments

  • Après métabolisation, le médicament peut devenir :

    • inactif
    • actif sous forme de métabolite actif
    • toxique sous forme de métabolite toxique
  • La vitesse de métabolisation dépend des facteurs suivants : l’âge, les maladies du foie, les interactions médicamenteuses, les facteurs génétiques relevant de la pharmacogénétique

  • Certaines substances inhibent ou induisent les enzymes hépatiques et modifient fortement l’efficacité des médicaments.

14. Excrétion et voies d’élimination

Notions clés & Définitions

  • Excrétion : L’élimination du médicament hors de l’organisme et concerne surtout les formes hydrosolubles.

★ À maîtriser

  • Le rein est le principal organe d’élimination des médicaments.

  • L’excrétion urinaire comprend trois étapes :

    • la filtration glomérulaire
    • la sécrétion tubulaire
    • la réabsorption tubulaire

Compléments

  • Lors de la filtration glomérulaire, le médicament libre passe du sang vers l’urine primitive ; seule la fraction libre est filtrée.

  • La sécrétion tubulaire transporte activement le médicament du sang vers les tubules rénaux par des transporteurs, avec une possibilité de compétition.

  • La réabsorption tubulaire ramène une partie du médicament du tubule vers le sang et dépend de la liposolubilité et du pH urinaire ; les médicaments liposolubles sont plus facilement réabsorbés.

  • Les médicaments peuvent aussi être éliminés par :

    • la bile
    • les fèces
    • les poumons pour les gaz anesthésiques
    • la sueur
    • la salive
    • le lait maternel

Astuce mémo

Filtration, sécrétion, puis réabsorption.

15. Biodisponibilité, paramètres PK et effet thérapeutique

Notions clés & Définitions

  • Biodisponibilité : La fraction de la dose administrée qui atteint la circulation sanguine sous forme active.

★ À maîtriser

  • Les principaux paramètres pharmacocinétiques sont :
    • Cmax, la concentration maximale dans le sang
    • Tmax, le temps pour atteindre Cmax
    • ASC (AUC), l’aire sous la courbe correspondant à la quantité totale de médicament absorbée
    • Vd, le volume de distribution
    • Cl, la clairance
    • t½, la demi-vie

📌 La relation concentration-effet distingue la zone inefficace, où la concentration est trop faible, la zone thérapeutique, où l’efficacité est optimale, et la zone toxique, où existe un risque d’effets indésirables.

Compléments

📌 La biodisponibilité absolue compare la quantité de médicament absorbée à la quantité administrée, s’exprime en pourcentage et prend la voie intraveineuse comme référence à 100 %, tandis que la biodisponibilité orale est variable.

📌 La biodisponibilité relative compare deux formes différentes d’un même médicament, comme un comprimé et un sirop ou un générique et un princeps.

  • La biodisponibilité est influencée par :

    • l’effet de premier passage hépatique
    • l’absorption intestinale
    • la métabolisation
    • la forme galénique
    • les interactions médicamenteuses
  • L’objectif thérapeutique est de maintenir la concentration du médicament dans la zone thérapeutique.

Astuce mémo

Trop faible : inefficace ; dans la zone thérapeutique : efficace ; trop élevée : toxique.

Teste tes connaissances

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1. Après l’administration d’un médicament, quelle discipline étudie son devenir dans l’organisme ?

2. Une équipe étudie comment un médicament est transformé et éliminé par le corps, puis mesure l’effet de ce médicament sur un organe. Quelles disciplines correspondent respectivement à ces deux travaux ?

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Qu’étudie la pharmacocinétique après l’administration d’un médicament ?

Le devenir du médicament dans l’organisme.

Quelle action étudie la pharmacocinétique, par opposition à la pharmacodynamie ?

L’action de l’organisme sur le médicament.

Quelles sont les quatre étapes ADME du devenir d’un médicament ?

Absorption, distribution, métabolisation et excrétion.

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