Após entrar na circulação sistêmica, o fármaco é distribuído a todos os tecidos corporais. Em geral, a distribuição é desigual em virtude de diferenças na perfusão sanguínea, ligação a tecidos (p. ex., decorrente do conteúdo lipídico), pH regional e permeabilidade das membranas celulares.
O índice de penetração de um fármaco em um tecido depende da magnitude do fluxo sanguíneo para o tecido, massa tecidual e características de divisão entre sangue e tecido. O equilíbrio de distribuição (quando os índices de entrada e saída são os mesmos) entre sangue e tecido é alcançado de modo mais rápido em áreas ricamente vascularizadas, a não ser que a difusão através de membranas celulares seja o passo limitante do índice. Após o equilíbrio, as concentrações do fármaco nos tecidos e no líquido extracelular são refletidas pela concentração plasmática. A biotransformação e a excreção ocorrem simultaneamente com a distribuição, tornando o processo dinâmico e complexo.
Depois de o fármaco entrar nos tecidos, a taxa de distribuição para o líquido intersticial é determinada principalmente por perfusão. Para os tecidos com baixa perfusão (p. ex., músculo e gordura), a distribuição é muito baixa, em especial se o tecido tiver alta afinidade para o fármaco.
(Ver também Visão geral da farmacocinética.)
Volume da distribuição
O volume de distribuição aparente é o volume de líquido teórico em que o total do fármaco administrado teria de ser diluído para produzir a concentração no plasma. Por exemplo, se forem administrados 1000 mg de fármaco e a concentração plasmática subsequente for 10 mg/L, 1000 mg parecem estar distribuídos em 100 L (dose/volume = concentração; 1000 mg/x L = 10 mg/L; portanto, x= 1000 mg/10 mg/L = 100 L).
O volume de distribuição não tem relação com o volume real do corpo ou com seus compartimentos líquidos, mas certamente com a distribuição do fármaco dentro do corpo. Para um fármaco com alta ligação tecidual, muito pouco do fármaco permanece na circulação; assim, a concentração plasmática é baixa e o volume de distribuição é alto. Fármacos que permanecem na circulação tendem a ter baixo volume de distribuição.
O volume de distribuição propicia uma referência para a concentração plasmática esperada para uma dose determinada, mas fornece pouca informação sobre o padrão específico de distribuição. Cada fármaco tem distribuição corporal única. Alguns fármacos dirigem-se, principalmente, para a gordura, outros permanecem no líquido extracelular e outros se ligam extensivamente a tecidos específicos.
Muitos fármacos ácidos (p. ex., varfarina e ácido acetilsalicílico) ligam-se amplamente às proteínas e, por isso, têm volume de distribuição aparentemente pequeno. Muitos fármacos básicos (p. ex., anfetamina e meperidina) são extensivamente captados pelos tecidos e, por isso, têm volume de distribuição aparentemente maior que o volume de todo o corpo.
Ligação
O grau de distribuição de um fármaco nos tecidos depende do grau de ligação às proteínas plasmáticas e aos tecidos. Na corrente sanguínea, os fármacos são transportados parte em solução como fármaco livre (sem ligação) e parte com ligação reversível a componentes sanguíneos (p. ex., proteínas plasmáticas e células sanguíneas). Das muitas proteínas plasmáticas que podem interagir com os fármacos, as mais importantes são a albumina, a alfa-1-glicoproteína ácida e as lipoproteínas. Em geral, os fármacos ácidos ligam-se mais extensivamente à albumina, e os fármacos básicos ligam-se de forma mais ampla à alfa-1-glicoproteína ácida, às lipoproteínas ou a ambas.
Apenas o fármaco livre está disponível para difusão passiva para os locais extravasculares ou teciduais em que ocorrem os efeitos farmacológicos. Assim, a concentração do fármaco livre na circulação sistêmica classicamente determina a concentração do fármaco no local ativo e, dessa forma, a eficácia.
No caso de concentrações elevadas do fármaco, a quantidade de fármaco ligada aproxima-se de um limite superior, determinado pelo número disponível de sítios de ligação. A saturação dos sítios de ligação é a base das interações de deslocamento entre os fármacos (ver Interação fármaco-receptor).
Os fármacos ligam-se a muitas substâncias além das proteínas. Em geral, a ligação ocorre quando um fármaco associa-se a uma macromolécula em um ambiente aquoso, mas pode ocorrer quando um fármaco é partilhado na gordura corporal. Como a gordura tem baixa perfusão, o tempo de equilíbrio é longo, em especial se o fármaco for altamente lipofílico.
O acúmulo de fármacos nos tecidos ou compartimentos corporais pode prolongar sua ação porque os tecidos liberam o fármaco acumulado à medida que diminui sua concentração plasmática. Por exemplo, o tiopental é altamente solúvel em lipídios, penetrando de modo rápido no encéfalo após injeção intravenosa única, apresentando efeito anestésico intenso e rápido. O efeito termina dentro de poucos minutos, à medida que o fármaco é redistribuído para tecidos adiposos com perfusão mais lenta. O tiopental é, então, liberado lentamente do depósito de gordura, mantendo níveis plasmáticos subanestésicos. Esses níveis podem tornar-se significativos se doses de tiopental são repetidas, fazendo com que grandes quantidades sejam armazenadas no tecido adiposo. Assim, o armazenamento no tecido adiposo inicialmente encurta o efeito do fármaco, mas, em seguida, prolonga-o.
Alguns fármacos acumulam-se dentro de células porque se ligam a proteínas, fosfolipídios ou ácidos nucleicos. Por exemplo, as concentrações de cloroquina nos leucócitos e hepatócitos podem ser mil vezes mais elevadas que as do plasma. Nas células, o fármaco encontra-se em equilíbrio com o fármaco no plasma e move-se para o plasma à medida que ele é eliminado do corpo.
Barreira hematencefálica
Os fármacos chegam ao sistema nervoso central (SNC) através dos capilares encefálicos e do líquido cefalorraquidiano. Embora o cérebro receba cerca de um sexto do débito cardíaco, a penetração do fármaco é restrita por conta das características de permeabilidade do cérebro. Embora alguns fármacos solúveis em lipídios (p. ex., tiopental) entrem no encéfalo rapidamente, os compostos polares não o fazem. A razão é a barreira hematencefálica, que consiste em endotélio dos capilares encefálicos e bainha astrocítica. As células endoteliais dos capilares encefálicos, que parecem ser mais firmemente unidas que as da maioria dos capilares, diminuem a velocidade de difusão de fármacos hidrossolúveis. A bainha astrocítica consiste em uma camada de células do tecido conjuntivo glial (astrócitos) próxima à membrana basal do endotélio capilar. Com o envelhecimento, a barreira hematencefálica pode tornar-se menos efetiva, permitindo maior passagem de compostos para o encéfalo.
Os fármacos podem entrar diretamente no líquido cefalorraquidiano ventricular pelo plexo coroide e, em seguida, difundir-se de modo passivo do líquido cefalorraquidiano para o tecido encefálico. Também no plexo coroide, os ácidos orgânicos (p. ex., penicilina) são transportados ativamente do líquido cefalorraquidiano para o sangue.
O índice de penetração do fármaco para o líquido cefalorraquidiano, da mesma forma que para outros tecidos, é determinado, principalmente, por extensão de ligação às proteínas, grau de ionização e coeficiente de partição lipídio-água do fármaco. O índice de penetração no encéfalo é lento para os fármacos que se ligam amplamente às proteínas e quase inexistente para as formas ionizadas de bases e ácidos fracos. Como o sistema nervoso central tem perfusão muito boa, o índice de distribuição do fármaco é determinado principalmente pela permeabilidade.
