Bonsoir à tous et bienvenue !

La pharmacologie est la science des médicaments, c'est une mixture entre la chimie et la physiologie humaine, elle concerne le cycle de vie d'un médicament de sa fabrication jusqu'à son élimination de l'organisme. Ne faites pas des préjugés basés sur les noms difficiles des médicaments que vous entendez chaque jour, car c'est une belle science et vraiment pleine de charme ! 

Aujourd'hui on va discuter ensemble quelques principes de base et définir des termes utilisés fréquemment dans ce domaine pour en avoir une meilleure idée.

Tout d'abord, comment peut-on définir un médicament ? C'est un terme assez général et utilisé partout, un médicament est toute substance capable de guérir ou prévenir une maladie, cette définition inclut aussi les substances utilisées pour améliorer une fonction quelconque de l'organisme. Par la suite, les suppléments et les vitamines sont considérés comme des médicaments, au contraire un remède est général attribué aux substances guérissantes seulement.

Phase de fabrication:

Tout médicament passe par cette phase industrielle, une société pharmaceutique s'en occupe dans la majorité des cas.

Avant d'obtenir l'autorisation de mise sur le marché, plusieurs expérimentations sont nécessaires. Cette phase passe par l'expérimentation animale, on choisit des animaux semblables aux humains sur le plan physiologique pour minimiser le risque des erreurs (les singes par exemple) ou bien des animaux faciles à avoir comme les souris, cette phase a pour objectif d'étudier la toxicité du médicament et ses propriétés physico-chimiques avant de passer à la deuxième phase, l'expérimentation sur un nombre limité des individus. Ces individus expriment leurs consentements et sont au courant sur les risques possibles, ces sont généralement des patients malades qui souffrent d'une maladie terminale ou bien ils reçoivent de l'argent pour le faire. Si cette phase est bien passée, on peut passer à l'expérimentation sur une plus large échelle d'individus pour une plus longue durée, on veut étudier les divers effets indésirables des médicaments et vérifier son innocuité/ tolérance. Après quelques années des succès on peut finalement obtenir l'autorisation de mise sur le marché, donc comme vous voyez ce n'est pas facile du tout ! car la vie humaine est si précieuse...

Sur le plan structural, on peut dire que chaque médicament est formé par deux composantes obligatoires:

• Un principe actif: la partie fonctionnelle du médicament découverte au hasard (Pénicilline) ou après plusieurs recherches spécifiques, elle peut s'agir d'une toxine animale, enzyme bactérienne, sécrétion fongique etc. Parfois on comprend bien son mécanisme de fonction, d'autres fois on l'ignore mais le fait que ce médicament marche sans risque significatifs suffit. 
• Les excipients: les substances additives qui servent comme des agents stabilisateurs, facilitateurs de l'absorption, agrégateurs, conservateurs, changeurs de goût (édulcorants) etc...

Un bon exemple illustrant est l'insuline humaine, la seule hormone hypoglycémiante de l'organisme. Le diabète est une maladie caractérisée par une sécrétion ou bien une sensibilité diminuée à cette hormone, on peut avoir recours parfois à injecter cette hormone chez les malades. À travers les années on a manipulé plusieurs fois l'insuline, la première insuline utilisée est l'insuline porcine qui a été abandonnée en faveur de l'insuline ordinaire plus performante. Cette dernière est obtenue après l'introduction du gène de l'insuline dans le génome des bactéries, elle a une courte durée d'action donc le patient est obligé de s'injecter 6 à 7 fois par jour, c'est trop ! on a besoin d'une meilleure solution ! 

Heureusement pour nous l'adjonction du zinc (excipient) permet d'allonger la durée d'action de cette hormone et obtenir un meilleur contrôle glycémique avec moins d'injections.

Mode d'administration:

Pour choisir une voie d'introduction d'un médicament X dans l'organisme, plusieurs facteurs sont pris en considération. D'abord on détermine si l'effet recherché est local (le cas d'une crème dermatologique par exemple) ou bien systémique (générale, par voie sanguine) et après on passe directement à étudier les propriétés physico- chimiques de ce médicament (taille, pka, nature) pour trouver la meilleure voie d'administration.

La forme galénique souhaitée entre dans ce choix, un même médicament peut être trouvé sous la forme d'une pilule, une gélule, un sirop, un suppositoire etc., cela explique pourquoi les sociétés pharmaceutiques font plusieurs études de marché avant de distribuer un médicament X.

On parle de voie parentérale s'il se fait à travers une injection, ça peut être :

• Intraveineuse: par injection directe dans les veines, c'est la voie la plus rapide Car elle met le médicament en contact instantané avec le sang. Cette voie est utilisée généralement dans les cas urgents avec toute prudence, par exemple l'injection rapide du potassium risque de provoquer un arrêt cardiaque, car le produit n'aura pas le temps d'être dispersé et arrive concentré au coeur.
• Intramusculaire: dans les muscles, cette voie est aussi rapide car les muscles sont très riches en vaisseaux sanguins, en fait lorsqu'on choisit un muscle on préfère un gros muscle pour une meilleure résorption, ceci explique l'utilisation fréquente du muscle fessier comme site d'injection.
• Sous-cutanée: la peau est composée de 3 couches de l'extérieur vers l'intérieur, l'épiderme, le derme et l'hypoderme. Une injection sous-cutanée est réalisée parfois pour certains médicaments comme l'insuline, on peut même faire des injections en intra-cutanée sous forme des instillations (C'est le cas du vaccin antirabique après une morsure d'un chien enragé par exemple).

Les techniques d'injection sont en relation directe avec la disposition des couches tissulaires, voici une image démonstrative...

La voie la meilleure tolérée par les malades est la voie digestive, per os signifie par la bouche. Pour qu'un médicament soit capable d'être absorbé par les intestins, il existe certaines conditions à respecter.

D'abord il ne faut pas se méfier du ph gastrique qui peut neutraliser plusieurs médicaments, certains antibiotiques comme le métronidazole ou bien la clarithromycine sont très stables dans un milieu acide et donc on peut les utiliser dans les traitements des ulcères causés par la bactérie Helicobacter Pylori.

Parfois on utilise les excipients comme des couches protectrices pour traverser l'acidité gastrique, cette dernière permet leur dissolution et la libération du principe actif.

Ensuite, il faut vérifier si les intestins ont des moyens efficaces pour absorber ce médicament. D'ailleurs les molécules hydrophobes (ne mélangent pas avec l'eau) peuvent traverser la barrière digestive spontanément car les cellules de l'organisme possèdent une double couche bi-phospholipidique, la liposolubilité est un facteur important à prendre en considération. Les autres mécanismes d'absorption sont la diffusion facilitée par les canaux ioniques, la diffusion par consommation d'énergie et le phénomène de pinocytose.. L'absorption digestive est un phénomène saturable et constitue un vrai obstacle à surmonter en cas de fabrication d'un nouveau médicament.

Enfin, il existe d'autres voies d'administration comme la voie rectale en cas de suppositoires, la voie sublinguale (sous la langue), intra-osseuse (très douloureuse, utilisée en d'urgence), voie inhalée (en cas d'asthme) etc...

La biodisponibilité:

C'est un concept très important dans la pharmacologie, la biodisponibilité est la quantité du médicament qui arrive aux tissus comparé à la quantité administrée, elle est exprimée en pourcentage.

La voie veineuse assure une biodisponibilité proche de 100 % parce que le médicament est mis en contact direct avec le sang, les autres voies ne procurent pas une biodisponibilité parfaite à cause de plusieurs phénomènes. J'ai mentionné auparavant que l'absorption digestive n'est pas parfaite, en fait ceci peut diminuer la biodisponibilité. De plus parfois il y a une inactivation de certains médicaments dans la lumière digestive, ou bien une inactivation dans les cellules digestives (entérocytes).

Un autre phénomène important impliqué dans la biodisponibilité est le phénomène de premier passage hépatique, pour que vous compreniez de quoi il s'agit, il faut avoir une idée sur l'anatomie digestive....

Vous savez que les veines servent à retourner le sang désoxygéné des tissus vers le coeur, Vous voyez cette image-là-bas? en fait les veines digestives sont riches en nutriments absorbés y inclus les médicaments absorbés. Ces veines réunissent dans la grande veine porte qui amène le sang directement vers le foie, donc le premier organe à rencontrer par un médicament absorbé per os est le foie. Cet organe étant un organe purement métabolique peut parfois désactiver certains médicaments mais pas tous ! certains échappent ce phénomène et entrent dans la fraction biodisponible proprement dite. 

Avant de fabriquer un médicament, il faut étudier bien sa biodisponibilité parce que lorsqu'elle est très basse, des doses élevées sont nécessaires pour avoir un effet thérapeutique suffisant, donc il y a un risque facile de surdosage.

Demi-vie d'un médicament:

Les médicaments hydrosolubles peuvent circuler librement dans le sang par contre Lorsque les médicaments liposolubles sont libérés dans le sang, ils se lient dans la majorité des cas à des protéines sériques pour faciliter leur transport. Cette propriété fait que plusieurs médicaments font des interactions entre eux, un exemple typique est l'association sulfamides/antivitamines K.

Les sulfamides sont des antidiabétiques qui augmentent le taux d'insuline (j'utilise fréquemment l'insuline car malheureusement je suis amoureux de cette hormone : p), les antivitamines K sont utilisés pour diminuer la synthèse des facteurs de coagulation par le foie et diminuer l'état de coagulabilité; l'association de ces deux défixent l'une ou l'autre et risque de provoquer soit des hémorragies soit des accidents hypoglycémiques, c'est tellement grave ! 

Une bonne compréhension permet de faire attention à ce type d'interaction médicamenteuse.

La demi-vie d'un médicament est le temps nécessaire pour que sa concentration plasmatique diminue de moitié, c'est un paramètre important qui conditionne la fréquence d'administration du médicament. Ce paramètre est très variable de quelques heures à quelques semaines, il est influencé par pas mal des facteurs liés à l'élimination du médicament et son métabolisme, sa durée d'action, son stockage ou pas etc... 

Pour étudier la dose appropriée à administrer il faut tenir compte de ce paramètre et de la biodisponibilité, on prend exemple une demi-vie fixe de 3 jours, voici la dose correcte à administrer en fonction de la biodisponibilité....

Métabolisme et élimination:

Certains médicaments peuvent être métabolisés par le foie, le terme médicament métabolisé veut dire les changements qu'un médicament subit au cours de son séjour dans l'organisme. Le foie est l'organe essentiel de métabolisme des médicaments, les réactions sont diverses et peuvent être l'ajout d'un groupement chimique (acétyl, sulfate etc..) ou bien une soustraction. Les substances conjuguées changent des caractéristiques physico-chimiques et prennent une nouvelle forme ainsi la majorité devient inactive et éliminée de la bile vers le tube digestif dans les selles, c'est l'élimination hépatique.

Parfois les formes conjuguées restent actives elles-mêmes ou deviennent actives après leur métabolisme, tout dépend de la nature de la substance, la fonction hépatique et l'effet recherché. Un bon exemple illustrant ce phénomène est le cycle de la bilirubine.

La bilirubine est un déchet métabolique, c'est un pigment jaune produit de dégradation de l'hémoglobine (lors de la destruction des globules rouges

Elle existe sous deux formes, non conjuguée et conjuguée...

La forme non conjuguée est insoluble dans l'eau donc elle ne se voit pas dans les urines, le foie assure sa conjugaison à un acide glucuronique en la rendant soluble dans les liquides biologiques et l'eau (hydrosoluble), presque le même phénomène se produit pour des médicaments.

La deuxième voie d'élimination est l'élimination rénale, les reins éliminent les déchets métaboliques et certains médicaments par un processus de filtration qui aboutit à la formation des urines et elle concerne les produits solubles dans l'eau.

Par exemple, les aminosides sont des antibiotiques éliminés exclusivement par voie rénale, leur concentration dans le parenchyme rénal est très élevée, c'est pourquoi qu'on les utilise dans les infections urinaires.

La majorité des médicaments sont éliminés soit par voie hépatique soit par voie rénale en fonction de leur solubilité et cycle de vie dans l'organisme, reste la question pourquoi il est important de savoir la voie d'élimination ?

Certaines maladies sont caractérisées par des insuffisances hépatiques ou rénales, la demi-vie des médicaments augmente par défaut d'élimination et on risque d'un surdosage, par exemple si un patient  est mis sous dialyse pour insuffisance rénale, on utilise les médicaments à élimination hépatique, c'est la raison pour laquelle il est important d'avoir plusieurs choix thérapeutiques pour une seule maladie.

Conclusion:

Au final, la pharmacologie est une science importante dans le domaine de la santé et la médecine, elle nécessite une compréhension critique et une enquête précieuse avant toute prescription donc c'est normal que les médecins interdisent fréquemment l'automédication même s'elle parait inoffensive pour plusieurs...

Merci beaucoup pour votre temps et je vous souhaite une belle journée :)

Pour aller plus loin :

Université Victor Segalen-Bordeaux 2, pharmacologie générale:Jacques DANGOUMAU ,Nicholas MOORE, Mathieu MOLIMARD, Annie FOURRIER-REGLAT ,Karin LATRY, Françoise HARAMBURU,Ghada MIREMONT-SALAME, Karine TITIER (PDf)

Vue générale 

Pharmacocinétique des médicaments

Elimination des médicaments

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