4.3: Factores que afectan la distribución de fármacos: barreras fisiológicas

La distribución de fármacos en el organismo está regulada de forma intrincada por diversas barreras fisiológicas que controlan el paso de sustancias. Entre ellas se encuentran la barrera endotelial capilar, la barrera hematoencefálica, la barrera sangre-líquido cefalorraquídeo, la barrera hematoplacentaria y la barrera hematotesticular.

La barrera endotelial capilar permite el paso únicamente de moléculas más pequeñas, por debajo de los 600 Da (Daltons). También restringe el paso de fármacos como la heparina, que están unidos a componentes sanguíneos, lo que limita su movimiento en el torrente sanguíneo.

La barrera hematoencefálica (BHE) es una membrana celular especializada y semipermeable que separa la sangre circulante del líquido extracelular del cerebro. Esta barrera está formada por células endoteliales muy compactas, pies terminales astrocíticos y una membrana basal, lo que crea una interfaz altamente selectiva. La BHE permite el paso de ciertas sustancias, como pequeñas moléculas lipofílicas y nutrientes esenciales, mientras que restringe la entrada de muchos fármacos, en particular los hidrosolubles como la dopamina. Sin embargo, en el caso de trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson, se administra levodopa, un fármaco que puede atravesar la barrera hematoencefálica. Dentro del sistema nervioso central (SNC), la levodopa se convierte en dopamina, mitigando los síntomas de la enfermedad de Parkinson.

La barrera sangre-líquido cefalorraquídeo (LCR), que separa la sangre del LCR, rodea el cerebro y la médula espinal, permite el paso de fármacos altamente lipofílicos. Aunque los fármacos pueden entrar en el LCR, enfrentan desafíos para mantener altas concentraciones debido a la eliminación continua por el flujo masivo del LCR. De forma interesante, ciertos fármacos, como el sulfametoxazol, pueden alcanzar concentraciones más altas en el LCR que en la región cerebral.

La barrera hematoencefálica durante el embarazo permite el paso de fármacos de moderados a altamente liposolubles con un peso molecular inferior a 1000 Da. Sustancias como los barbitúricos, los esteroides y los anticonvulsivos pueden atravesar esta barrera mediante difusión simple, lo que influye en la exposición fetal a estos fármacos.

Además de estas barreras, la barrera hemato-testicular, formada por uniones estrechas entre las células de Sertoli en los testículos, desempeña un papel vital. Restringe el paso de los fármacos a los espermatocitos, protegiendo así a los espermatozoides en desarrollo. Las bombas de eflujo refuerzan aún más esta barrera al impedir la entrada de fármacos citotóxicos como la doxorrubicina, salvaguardando así el delicado proceso de la espermatogénesis.

Estas barreras fisiológicas actúan como guardianes complejos que regulan la distribución de los fármacos en el organismo, garantizan la administración dirigida de los fármacos y preservan la integridad de los órganos y procesos vitales. Comprender estas barreras es esencial para desarrollar terapias farmacológicas eficaces y minimizar los posibles efectos secundarios.

La distribución de fármacos está gobernada por varias barreras fisiológicas.

La barrera endotelial capilar simple limita el paso de fármacos de más de 600 Daltons, incluidos los que se unen a componentes sanguíneos como la heparina.

La barrera hematoencefálica, o BBB, restringe los medicamentos solubles en agua como la dopamina. Por lo tanto, la enfermedad de Parkinson se trata con levodopa, que puede ingresar al SNC, donde se convierte en dopamina.

La barrera sangre-líquido cefalorraquídeo permite principalmente fármacos altamente solubles en lípidos. Los fármacos que entran en el líquido cefalorraquídeo pueden tener dificultades para alcanzar altas concentraciones debido a la eliminación continua por el flujo a granel del líquido cefalorraquídeo. A veces, la concentración de líquido cefalorraquídeo de un fármaco puede superar su concentración cerebral, como ocurre con el sulfametoxazol.

La barrera hematoplacentaria permite el paso por difusión simple de fármacos solubles en lípidos de moderados a altos con un peso molecular inferior a 1000 Daltons.

Por último, la barrera hematotesticular, formada por las uniones estrechas entre las células de Sertoli, restringe el paso del fármaco a los espermatocitos. Las bombas de eflujo evitan aún más la entrada de fármacos citotóxicos como la doxorrubicina.