Pentru medicamentele care trebuie distribuite prin corp prin sânge, eficacitatea poate depinde de gradul de legare a acestora de proteinele plasmatice ale sângelui . Cu cât medicamentul se leagă mai puțin, cu atât este mai mare efectul pe care îl are. Principalele proteine din sânge de care se leagă medicamentele sunt albuminele , lipoproteinele , glicoproteinele și globulinele (α, β, γ).
Drogurile se găsesc în sânge sub două forme: legate și nelegate. În funcție de afinitatea unui anumit medicament pentru proteinele plasmatice, o proporție din medicament poate fi transformată în formă legată de proteinele plasmatice, în timp ce restul va rămâne nelegat. Dacă legarea de proteine este reversibilă, atunci formele legate și nelegate vor fi în echilibru chimic după cum urmează:
Proteine + medicamente ⇌ complex proteină-medicament
Este porțiunea nelegată a medicamentului care va avea efectul terapeutic. De asemenea, această parte poate fi supusă biotransformării și/sau eliminării. De exemplu, „porțiunea legată” a warfarinei anticoagulante este de 97%. Aceasta înseamnă că din toată warfarina administrată organismului, 97% este legată de proteinele din sânge. Restul de 3% (partea nelegată) din medicament este activ și poate fi retras.
Legarea de proteine poate afecta timpul de înjumătățire al medicamentelor. Porțiunea legată acționează ca un rezervor sau depozit din care medicamentul este eliberat lent ca formă liberă. În timp ce porțiunea nelegată este metabolizată și/sau excretată din organism, porțiunea legată va fi eliberată pentru a menține echilibrul.
Deoarece albumina este o bază, preparatele acide și neutre se vor lega mai întâi de albumină. Dacă fracțiunea de albumină devine saturată, atunci acest medicament se leagă de lipoproteine. Principalele medicamente se leagă de alfa-1-glicoproteina acidă. Acest lucru este important, deoarece diverse afecțiuni pot afecta nivelurile plasmatice de albumină, glicoproteinei alfa-1-acide și lipoproteinele.
Doar fracțiunile nelegate ale medicamentului sunt metabolizate în ficat și alte organe. Cu cât medicamentul trece mai mult în formă liberă, cu atât mai mult este metabolizat. Când se modifică nivelul medicamentului liber, se modifică și volumul de distribuție, deoarece medicamentul poate trece liber în țesuturi, ceea ce duce la o scădere a nivelului concentrației plasmatice. Pentru medicamentele care se biotransformează rapid, clearance-ul depinde de fluxul sanguin hepatic. Pentru medicamentele care se biotransformează lent, modificările nivelului fracției nelegate a medicamentului afectează în mod direct clearance-ul acestuia.
Cantitatea fracției nelegate poate fi modificată de o serie de factori, cum ar fi concentrația medicamentului în organism, cantitatea și calitatea proteinelor plasmatice și prezența altor medicamente care au o afinitate mai mare pentru proteinele plasmatice. Administrarea de concentrații mai mari de medicament poate duce la o creștere a fracției nelegate, deoarece proteinele plasmatice vor fi saturate cu medicament și orice medicament în exces nu se va lega. Dacă cantitatea de proteine plasmatice scade (cu catabolism crescut , cașexie , malnutriție , boli ale ficatului, rinichilor), proporția de medicament nelegat va crește. În plus, starea proteinelor plasmatice poate afecta cantitatea de medicament pe care o pot lega.
Utilizarea a două medicamente în același timp poate afecta legarea acestora de proteinele plasmatice. De exemplu, să presupunem că medicamentul A și medicamentul B sunt capabili să se lege de proteine. Dacă injectăm drogul A, acesta se va lega de proteine. Dar dacă introducem și medicamentul B, atunci acesta poate înlocui medicamentul A și, prin urmare, crește fracția sa nelegată. Acest lucru poate îmbunătăți activitatea medicamentelor, deoarece numai fracțiile nelegate pot fi active.
Efectul de legare a proteinelor este cel mai semnificativ pentru medicamentele care au o afinitate mare (>95%) și un indice terapeutic scăzut , cum ar fi warfarina. Un indice terapeutic scăzut indică faptul că există un risc mare de efect toxic atunci când se utilizează medicamentul. Deoarece warfarina este un anticoagulant cu un indice terapeutic scăzut, poate provoca sângerări dacă nu este menținut nivelul corect de disponibilitate. Dacă un pacient ia warfarină concomitent cu alte medicamente care înlocuiesc warfarina din proteinele plasmatice, cum ar fi sulfonamidele , acest lucru poate duce la un risc crescut de sângerare.