Fiche de révision : Métabolisme et élimination des médicaments

Plan du Cours

  1. Pharmacocinétique et devenir du médicament
  2. Absorption et franchissement des barrières
  3. Biodisponibilité et premier passage
  4. Distribution et transport sanguin
  5. Fixation aux protéines plasmatiques
  6. Diffusion tissulaire et volume de distribution
  7. Métabolisme et réactions enzymatiques
  8. Variations et interactions enzymatiques
  9. Voies et paramètres d’élimination
  10. Élimination rénale et biliaire

1. Pharmacocinétique et devenir du médicament

Notions clés & Définitions

  • Pharmacocinétique : Étude descriptive et quantitative du devenir des médicaments dans l’organisme.
  • Barrière : Paroi cellulaire séparant deux compartiments qui peuvent avoir des compositions différentes.

★ À maîtriser

  • Les paramètres pharmacocinétiques cités sont : la biodisponibilité (F), le volume de distribution (Vd), la clairance métabolique, rénale ou totale (Cl), la demi-vie d’élimination (t1/2)

Compléments

  • Les exemples de barrières comprennent les interfaces :
    • plasma-urine
    • lumière digestive-plasma
    • plasma-lait

2. Absorption et franchissement des barrières

★ À maîtriser

  • Le cheminement du médicament comprend :

    • l’absorption
    • la distribution
    • le métabolisme
    • l’élimination
  • La diffusion passive comprend :

    • la diffusion simple entre les cellules
    • la diffusion transcellulaire non ionique
    • la diffusion facilitée par un transporteur
  • Le transport actif consomme de l’ATP, peut déplacer un médicament contre le gradient de concentration et comporte des risques de saturation et de compétition ; l’excrétion tubulaire en est un exemple.

Compléments

  • Les voies de résorption sans effraction cutanée citées sont :

    • la voie transcutanée (« patches »)
    • la voie orale
    • la voie rectale
    • la voie sublinguale
    • la voie nasale (« sprays »)
    • la voie respiratoire
  • La voie orale est la voie la plus commune et la plus pratique, offre des possibilités d’absorption rapide ou retardée, est soumise au premier passage hépatique, peut entraîner une toxicité locale et n’est pas utilisable dans certaines circonstances.

  • La diffusion passive simple suit le gradient de concentration, sa vitesse est proportionnelle à la concentration, elle se poursuit jusqu’à l’équilibre des concentrations libres et concerne les molécules suffisamment liposolubles, non ionisées et non dissociées ; elle ne présente pas de risque de saturation ni de compétition.

📌 La diffusion passive facilitée suit le gradient de concentration jusqu’à l’équilibre de la concentration libre, mais comporte des risques de saturation et de compétition liés au transporteur.

3. Biodisponibilité et premier passage

Notions clés & Définitions

  • Biodisponibilité : Fraction de la dose administrée ou du principe actif libéré par la forme pharmaceutique qui atteint la circulation sanguine systémique sous forme inchangée.

★ À maîtriser

  • La voie intraveineuse est la voie de référence pour la biodisponibilité et correspond à F = 100 %, puisque 100 % du principe actif libéré arrive dans la circulation systémique.

📌 La biodisponibilité absolue compare une forme extravasculaire à la voie intraveineuse, tandis que la biodisponibilité relative compare un même principe actif sous deux formes différentes ou commercialisé par deux laboratoires différents.

Compléments

  • La quantité de médicament atteignant la circulation générale dépend de la dose administrée ou de la quantité absorbée par l’épithélium digestif et des éventuels processus d’élimination présystémique.

  • Les processus d’élimination présystémique cités sont : la dégradation dans la lumière intestinale, le métabolisme au niveau des entérocytes, le captage hépatique important au premier passage en cas de forte affinité pour l’hépatocyte et les enzymes hépatiques

  • L’effet de premier passage hépatique concerne la voie orale et, en partie, la voie rectale, et transforme le médicament avant toute distribution dans l’organisme.

  • Le facteur vitesse de la biodisponibilité mesure la constante de vitesse d’absorption Ka et le temps maximal Tmax nécessaire pour atteindre la concentration maximale Cmax.

  • Les facteurs cités comme influençant l’absorption orale sont :

    • la vacuité de l’estomac
    • le débit sanguin intestinal
    • les interactions nutriments-médicaments
    • l’âge
    • les déficiences enzymatiques
    • les pathologies

4. Distribution et transport sanguin

★ À maîtriser

  • Après absorption, les médicaments sont transportés dans le sang puis diffusent dans les tissus, en franchissant la paroi capillaire vers les espaces extravasculaires et extracellulaires avant de diffuser dans l’organe cible.

Compléments

  • Dans le sang, les médicaments peuvent se dissoudre dans l’eau plasmatique s’ils sont hydrosolubles, se lier à la membrane cellulaire ou pénétrer dans les cellules sanguines.

  • Les enzymes circulantes ou intracellulaires peuvent métaboliser partiellement les médicaments pendant leur transport sanguin.

5. Fixation aux protéines plasmatiques

★ À maîtriser

📌 La forme liée au médicament est une forme inactive, de réserve et non diffusible, alors que la forme libre est active, diffusible, métabolisable et éliminable ; les deux formes restent en équilibre permanent.

  • Le déplacement d’un médicament moins fixé par une interaction médicamenteuse augmente sa fraction libre active et peut provoquer un surdosage, comme le risque hémorragique associé à l’association AINS et AVK.

Compléments

  • La liaison aux protéines plasmatiques, notamment à l’albumine, est réversible et établit un équilibre entre médicament libre, protéine libre et complexe médicament-protéine.

📌 Les médicaments ionisés au pH plasmatique, tels les acides faibles, ont une fraction liée supérieure à la fraction libre, une forte affinité pour un nombre limité de sites spécifiques et des risques de saturation et de compétition.

📌 Les médicaments peu ionisés au pH plasmatique, tels les bases faibles, se lient faiblement à un nombre illimité de sites non spécifiques et ne présentent pas de risque de saturation ni de compétition.

  • Les exemples de médicaments fortement liés aux protéines plasmatiques sont : les anticoagulants oraux (AVK, notamment la warfarine), l’aspirine et les AINS, les sulfamides hypoglycémiants, antibactériens ou diurétiques thiazidiques, le méthotrexate, les hormones thyroïdiennes

📌 La fixation protéique est à considérer en pratique seulement si elle dépasse 90 % et si le médicament possède un index thérapeutique étroit, c’est-à-dire une concentration toxique proche de la concentration efficace.

6. Diffusion tissulaire et volume de distribution

Notions clés & Définitions

  • Volume de distribution : Volume théorique fictif dans lequel le médicament devrait se répartir pour être à la même concentration que dans le plasma.

★ À maîtriser

  • La diffusion tissulaire dépend des caractéristiques physico-chimiques du médicament, notamment sa lipophilie, de la fixation protéique sanguine et tissulaire et du débit sanguin tissulaire, élevé pour le foie et le rein mais faible pour l’os et la peau.

  • Une forte fixation tissulaire diminue la concentration plasmatique et augmente le volume de distribution, tandis qu’une fixation tissulaire faible entraîne l’effet inverse.

Compléments

  • Les médicaments diffusent dans les tissus et s’y fixent de manière réversible ; leurs concentrations tissulaires libres peuvent être considérablement supérieures aux concentrations plasmatiques.

  • La diffusion tissulaire peut entraîner une action pharmacologique ou un simple stockage sans action pharmacologique.

  • Le volume de distribution traduit l’intensité de la diffusion du médicament dans l’organisme.

  • Les facteurs limitant la distribution cités sont : les volumes liquidiens de l’organisme (âge, notamment nourrisson, et déshydratation), le rapport masse maigre/tissu adipeux (obésité et âge), l’hémodynamique (état de choc et insuffisance cardiaque chronique), la diminution de la concentration d’albumine (grossesse, dénutrition, grands brûlés et cirrhose)

Astuce mémo

Forte fixation tissulaire → faible concentration plasmatique → grand Vd.

7. Métabolisme et réactions enzymatiques

Notions clés & Définitions

  • Métabolisme : Biotransformation enzymatique qui modifie la structure chimique d’une molécule.
  • Prodrogue : Molécule mère inactive qui donne un métabolite actif.

★ À maîtriser

  • Après absorption et distribution, un médicament peut être éliminé totalement ou partiellement sous forme inchangée, comme les aminosides, ou subir des transformations enzymatiques.

  • Le métabolisme rend les molécules plus hydrosolubles et facilite ainsi leur élimination urinaire.

  • Les réactions de phase I comprennent :

    • l’oxydation
    • l’hydrolyse
    • l’hydroxylation
  • Les réactions de phase II conjuguent la molécule à des résidus endogènes polaires, notamment par acétylation ou glucuronoconjugaison, et produisent un conjugué plus hydrosoluble que la molécule mère.

Compléments

  • Le métabolisme a lieu dans plusieurs sites, principalement dans le foie, mais aussi dans le poumon, le rein et l’intestin.

  • Les réactions enzymatiques peuvent produire :

    • des métabolites inactifs éliminés
    • des métabolites actifs
    • des métabolites toxiques
  • Le diazépam donne le métabolite actif oxazépam.

  • Les cytochromes P450 sont une famille d’enzymes qui peuvent agir sur différents substrats ou sur les mêmes substrats avec des affinités et des vitesses différentes.

  • Les cytochromes P450 sont localisés majoritairement dans le foie, mais aussi dans l’intestin.

  • Les isoformes hépatiques isolées dans les microsomes comprennent :

    • CYP1A2
    • CYP2A6
    • CYP2C9
    • CYP2D6
    • CYP2E1
    • CYP3A4
  • Les cytochromes P450 réalisent 90 % des réactions d’oxydo-réduction hépatiques, dont 60 % sont réalisées par CYP3A4.

8. Variations et interactions enzymatiques

Notions clés & Définitions

  • Induction enzymatique : Augmentation, par une autre substance, de la vitesse de biotransformation d’un médicament.
  • Inhibition enzymatique : Diminution, par une autre substance, de la vitesse de biotransformation d’un médicament.

★ À maîtriser

  • Le polymorphisme génétique entraîne des différences de métabolisme entre les individus, notamment pour l’acétylation et l’oxydation.

Compléments

  • Pour le polymorphisme d’acétylation de l’isoniazide, les acétyleurs lents représentent 45 % des Européens et environ 10 % des Asiatiques.

  • Les facteurs pathologiques de variation du métabolisme comprennent :

    • l’atteinte hépatique, notamment l’hépatite
    • la cirrhose
    • l’âge
  • Les inducteurs cités pour l’oxydation par les cytochromes P450 comprennent :

    • le phénobarbital
    • la phénytoïne
    • la carbamazépine
  • L’induction enzymatique est lente et se met en place en 15 jours.

  • Un agent inducteur qui est lui-même substrat de l’enzyme induite peut accélérer son propre métabolisme et entraîner une tolérance à ce médicament.

  • La carbamazépine et la rifampicine induisent CYP2C9 et augmentent le métabolisme de la warfarine, ce qui peut nécessiter une augmentation des doses pour maintenir l’efficacité anticoagulante.

📌 Après une augmentation de la dose de warfarine due à un inducteur, l’arrêt de l’inducteur sans réduction de la dose de warfarine expose à un risque hémorragique.

  • Les inhibiteurs cités des cytochromes P450 comprennent :

    • l’érythromycine
    • le métronidazole
    • la cimétidine
    • le ritonavir
    • le jus de pamplemousse
  • L’inhibition des cytochromes P450 est rapide et apparaît en 24 à 48 heures.

  • L’association de macrolides avec des alcaloïdes de l’ergot de seigle, notamment la dihydroergotamine, la méthylergométrine ou la méthysergide, expose à l’ergotisme et à la nécrose des extrémités.

  • L’association d’antifongiques azolés, notamment l’itraconazole, le miconazole, le fluconazole ou le kétoconazole, avec le cisapride expose à des troubles du rythme, notamment des torsades de pointe.

Astuce mémo

L’induction accélère, l’inhibition ralentit la biotransformation

9. Voies et paramètres d’élimination

Notions clés & Définitions

  • Élimination : Excrétion du principe actif et/ou de ses métabolites à l’extérieur de l’organisme.
  • Clairance : Volume de plasma totalement épuré du médicament par unité de temps, caractérisant son élimination.
  • Demi-vie : Temps nécessaire pour que la concentration plasmatique d’un médicament diminue de moitié après son administration.
  • Coefficient d’extraction : Capacité d’un organe à éliminer un médicament qui le traverse.

★ À maîtriser

  • La voie rénale est la principale voie d’élimination des médicaments, tandis que la voie biliaire peut permettre un cycle entéro-hépatique.

📌 Une élimination insuffisante allonge la demi-vie du médicament et augmente le risque d’accumulation et d’effets toxiques, notamment en cas d’insuffisance rénale.

Compléments

  • L’élimination peut concerner :

    • le médicament inchangé actif
    • un métabolite inactif
    • un métabolite actif
    • un métabolite toxique
    • un métabolite conjugué
    • le médicament conjugué
  • La clairance s’exprime en unités de débit, par exemple en ml/min.

📐 Formule - La clairance vérifie Cl=Q×ECl = Q \times E, où QQ est le débit sanguin et EE le coefficient d’extraction.

  • La demi-vie s’exprime en unité de temps et peut varier de quelques minutes à plusieurs semaines selon le médicament.

  • La quasi-totalité du médicament est considérée comme éliminée au bout de 5 demi-vies.

  • Après 1, 2, 3, 4 et 5 demi-vies, les fractions éliminées sont respectivement de 50 %, 75 %, 87 %, 94 % et 97 % de la dose administrée.

10. Élimination rénale et biliaire

★ À maîtriser

  • L’élimination rénale, ou clairance rénale, est réduite en cas d’insuffisance rénale et s’altère avec l’âge.

📌 La clairance plasmatique de la créatinine permet d’évaluer le degré d’insuffisance rénale et d’ajuster à la baisse la posologie des médicaments principalement éliminés par voie rénale, comme certains antibiotiques tels que les aminosides.

  • L’élimination rénale comprend :

    • la filtration glomérulaire
    • la réabsorption tubulaire
    • la sécrétion tubulaire
  • La filtration glomérulaire est passive, non spécifique sauf pour les très grosses molécules comme les protéines, suit le gradient de concentration pour le médicament sous forme libre, ne présente ni saturation ni compétition et concerne les médicaments hydrosolubles.

  • La sécrétion tubulaire est un processus actif utilisant un transporteur, peut être saturée et soumise à compétition, peut aller contre le gradient de concentration et s’ajoute à la clairance de filtration.

Compléments

  • La réabsorption tubulaire concerne les molécules non ionisées au pH urinaire, variable de 5 à 8, et se fait dans le sens du gradient de concentration.

  • L’élimination biliaire concerne notamment les molécules non éliminables par le rein, comme les grosses molécules et les molécules non hydrosolubles, et peut être suivie d’un cycle entéro-hépatique.

  • La digitoxine, indiquée dans les troubles du rythme cardiaque, est très liposoluble, avec une biodisponibilité supérieure à 90 %, et subit un métabolisme hépatique supérieur à 80 % qui produit des métabolites actifs.

  • La digoxine est excrétée par la bile dans la lumière intestinale, puis réabsorbée par l’intestin.

  • La demi-vie de la digitoxine est de 168 heures, ce qui contribue à un effet très prolongé, et son élimination est peu diminuée en cas d’insuffisance rénale.

  • Les produits volatils cités comme concernés par l’élimination pulmonaire comprennent :

    • l’halothane
    • l’eucalyptol
    • les alcools
    • l’éther
    • l’hexane
    • le benzène
  • L’élimination dans le lait maternel est une voie accessoire pour la femme, mais peut présenter un danger pour le nouveau-né.

Astuce mémo

Filtration, réabsorption, sécrétion

Teste tes connaissances

Teste tes connaissances sur Métabolisme et élimination des médicaments avec 11 questions à choix multiples et corrections détaillées.

1. Que décrit et quantifie la pharmacocinétique ?

2. Une équipe choisit les indicateurs à mesurer pour caractériser le devenir d’un médicament : quel ensemble correspond aux paramètres pharmacocinétiques cités ?

Faire le QCM →

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les concepts clés de Métabolisme et élimination des médicaments avec 10 flashcards interactives.

Qu’étudie la pharmacocinétique ?

Le devenir descriptif et quantitatif des médicaments dans l’organisme.

Quels processus comprend le cheminement du médicament dans l’organisme ?

L’absorption, la distribution, le métabolisme et l’élimination.

Qu’est-ce qu’une barrière en pharmacocinétique ?

Une paroi cellulaire séparant deux compartiments de compositions potentiellement différentes.

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