En el caso de los fármacos que deben distribuirse por el organismo a través de la sangre, la eficacia puede depender del grado de su unión a las proteínas del plasma sanguíneo . Cuanto menos se une la droga, mayor es el efecto que tiene. Las principales proteínas de la sangre a las que se unen los fármacos son las albúminas , las lipoproteínas , las glucoproteínas y las globulinas (α, β, γ).
Las drogas se encuentran en la sangre en dos formas: ligadas y no ligadas. Dependiendo de la afinidad de un fármaco en particular por las proteínas plasmáticas, una proporción del fármaco puede convertirse en forma unida a proteínas plasmáticas, mientras que el resto permanecerá sin unirse. Si la unión a proteínas es reversible, entonces las formas unidas y no unidas estarán en equilibrio químico de la siguiente manera:
Proteínas + fármacos ⇌ complejo proteína-fármaco
Es la porción no unida de la droga la que tendrá el efecto terapéutico. Además, esta parte puede estar sujeta a biotransformación y/o eliminación. Por ejemplo, la "porción unida" del anticoagulante warfarina es del 97%. Esto significa que de toda la warfarina administrada al organismo, el 97 % se une a las proteínas de la sangre. El 3% restante (parte no unida) del fármaco está activo y se puede retirar.
La unión a proteínas puede afectar la vida media de los fármacos. La porción unida actúa como un reservorio o depósito desde el cual el fármaco se libera lentamente en forma libre. Mientras que la porción no unida se metaboliza y/o excreta del cuerpo, la porción unida se liberará para mantener el equilibrio.
Dado que la albúmina es una base, las preparaciones ácidas y neutras se unirán primero a la albúmina. Si la fracción de albúmina se satura, este medicamento se une a las lipoproteínas. Los principales fármacos se unen a la glicoproteína ácida alfa-1-ácida. Esto es importante porque varias condiciones pueden afectar los niveles plasmáticos de albúmina, alfa-1-glucoproteína ácida y lipoproteínas.
Solo las fracciones no unidas del fármaco se metabolizan en el hígado y otros órganos. Cuanto más pasa la droga a la forma libre, más se metaboliza. Cuando cambia el nivel de fármaco libre, también cambia el volumen de distribución, ya que el fármaco puede pasar libremente a los tejidos, lo que conduce a una disminución del nivel de concentración plasmática. Para los fármacos que se biotransforman rápidamente, la depuración depende del flujo sanguíneo hepático. En el caso de los fármacos que se biotransforman lentamente, los cambios en el nivel de la fracción libre del fármaco afectan directamente a su eliminación.
La cantidad de la fracción libre puede verse alterada por una serie de factores, como la concentración del fármaco en el cuerpo, la cantidad y calidad de las proteínas plasmáticas y la presencia de otros fármacos que tienen una mayor afinidad por las proteínas plasmáticas. La administración de concentraciones más altas del fármaco puede resultar en un aumento de la fracción no unida, ya que las proteínas plasmáticas se saturarán con el fármaco y cualquier exceso de fármaco no se unirá. Si la cantidad de proteínas plasmáticas disminuye (con aumento del catabolismo , caquexia , desnutrición , enfermedades del hígado, riñones), la proporción de fármaco libre aumentará. Además, el estado de las proteínas plasmáticas puede afectar la cantidad de fármaco que pueden unirse.
El uso de dos fármacos al mismo tiempo puede afectar su unión a las proteínas plasmáticas. Por ejemplo, suponga que el fármaco A y el fármaco B pueden unirse a las proteínas. Si inyectamos la droga A, se unirá a las proteínas. Pero si también introducimos el fármaco B, entonces puede desplazar al fármaco A y, por lo tanto, aumentar su fracción libre. Esto puede mejorar la actividad de las drogas, ya que solo las fracciones no unidas pueden ser activas.
El efecto de unión a proteínas es más significativo para fármacos que tienen una alta afinidad (>95%) y un bajo índice terapéutico , como la warfarina. Un índice terapéutico bajo indica que existe un alto riesgo de un efecto tóxico al usar el medicamento. Dado que la warfarina es un anticoagulante con un índice terapéutico bajo, puede causar sangrado si no se mantiene el nivel correcto de disponibilidad. Si un paciente toma warfarina de forma concomitante con otros fármacos que desplazan a la warfarina de las proteínas plasmáticas, como las sulfonamidas , puede aumentar el riesgo de hemorragia.