BIOKIMIA MEDISINALchanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Pendahuluan-Kimia-Medisinal-1.pdfA....
Transcript of BIOKIMIA MEDISINALchanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Pendahuluan-Kimia-Medisinal-1.pdfA....
BIOKIMIA MEDISINAL
Adalah cabang dari ilmu kedokteran
yang menggunakan ilmu- ilmu
dasar untuk menjelaskan fenomena
hidup pada tingkat molekuler, sel,
organ dan organisme utuh
hubungannya dengan penyakit,
mencarikan serta mengembangkan
cara pencegahan dan pengobatan
berbagai penyakit.
ANTARAKSI ILMIAH DENGAN BERBAGAI ILMU
DALAM FARMAKOLOGI
Kimia Medisinal
Fisika
Mat, Statistik
Kim, Biokimia
Bio, Fisiologi
Mikro
Farmakognosi
Fitokimia
Farmakologi Terapi
Farmasetika
Kimia Farmasi
Biofarmasi
Tingkat Organ – Sel Molekul
Toksikologi
Patologi
Konsep Farmakologi Farmakologi Ilmu yang mempelajari obat dan
pengaruhnya terhadap fungsi fisiologis organ melalui proses kimia ataupun proses molekular sel yang mengaktivasi ataupun menghambat dari proses yang ada di tubuh.
Obat Bahan aktif (Molekul aktif)/ zat kimia yang dapat membawa perubahan dalam proses fisiologis tubuh manusia yang digunakan untuk mengobati, mengurangi, mencegah dan mendiagnosis penyakit.
Syarat dikatakan sebagai Obat :
1) Mempunyai aktifitas biologik
2) Aman
3) Mempunyai Karakteristik, seperti dosis, sifat fisika dan kimia, parameter farmakokinetik, dll
INTERAKSI TUBUH - OBAT
Obat
Konsentrasi Obat Dalam
sirkulasi sistemik
Konsentrasi Obat Pada
Tempat Kerja
Efek Farmakologi/
Indikasi Teurapetik Respon Klinik
Toksisitas Efikasi
ABSORPSI
Ikatan Dengan Reseptor
Obat Dalam Jaringan
METABOLISME
DISTRIBUSI
Terikat Protein Plasma
Bebas
EKSRESI
Farmakokinetik
(Perjalanan Obat
dalam Tubuh)
Farmakodinamik (Efek
Obat pada Tubuh)
APA YANG TERJADI SETELAH OBAT
DIBERIKAN?????
Drug at site
of administration
Drug in plasma
Drug/metabolites
in urine, feces, bile
Drug/metabolites
in tissues
1. Absorption
2. Distribution
4. Elimination
3. Metabolism
Modified from Mycek et al. (1997)
FAKTOR UTAMA FARMAKOLOGI
OBAT
(Bahan Kimia)
TUBUH
(Sistem Biologi)
Pengaruh Terhadap Tubuh Pengaruh Tubuh terhadap obat
Kerja/Efek Obat
Farmakodinamika
Nasib Obat Dalam Tubuh
Farmakokinetika
Antaraksi Kemodinamika
TUJUAN TEURAPEUTIK
Adalah mencapai efek menguntungkan yang
diinginkan dengan efek merugikan yang
minimal
Menentukan Obat Yang Tepat
Perlu Penentuan dosis yang tepat
Mempelajari aspek Farmakokinetik dan Farmakodinamik Obat
PRINSIP FARMAKOKINETIKA
Farmakokinetik: Setiap proses yang dilakukan tubuh terhadap
obat, yaitu absorpsi, distribusi, metabolisme, dan ekskresi.
Tahapan obat hingga mencapai Efek:
Sediaan Obat, C/
Tablet
Dengan zat aktif
Tablet pecah
Granul pecah zat aktif
terlepas dan larut
Absorpsi
Metabolisme
Distribusi
Ekskresi
Interaksi dengan
reseptor di
tempat kerja
Efek
Fasa Biofarmasi/
Farmasetik
Farmakokinetik Farmakodinamik
A. Absorpsi : Penyerapan obat
dari usus ke dalam sirkulasi Berkaitan dengan rute Pemberian Obat dan mempengaruhi
bioavaibilitas obat dalam tubuh
RUTE PEMBERIAN OBAT
Parenteral (IV)
Inhaled
Oral
Transdermal
Rectal
Topical
Parenteral (SC, IM)
VARIASI ABSORPSI OBAT
Oral Preparations
Liquids, elixirs, syrups Fastest
Suspension solutions
Powders
Capsules
Tablets
Coated tablets
Enteric-coated tablets Slowest
PHARMACOKINETICS: ABSORPTION
The rate at which a drug leaves its site of
administration, and the extent to which
absorption occurs. (kecepatan obat meninggalkan
bentuk sediaannya , dan proses absorpsi tersebut
terjadi, menghasilkan:
Bioavailability (Ketersediaan hayati)
AN IMPORTANT CONCEPT:
BIOAVAILABIITY Def’n:
Fraction of a drug that reaches systemic circulation after a particular route of admin’n
Fraksi obat yang mencapai sirkulasi sistemik setelah rute tertentu admin'n
Affected by: 1st pass metabolism (eg:
Lidocaine, propranolol)
Solubility
Instability (eg: Penicillin G, insulin)
Seru
m C
once
ntra
tion
Time
Injected Dose
Oral Dose
Bioavaibility : Ketersediaan hayati, yaitu persentase obat
secara utuh mencapai sirkulasi umum untuk melakukan
kerjanya.
Obat akan berkurang kadarnya melalui mekanisme:
i) Gangguan atau ketidaksempurnaan proses absorpsi di
dalam sistem saluran cerna
ii) proses metabolisme tahap pertama. (Metabolisme First
Pass). Obat yang diabsorpsi usus dibawa oleh darah
menuju ke hati dan mengalami metabolisme
PHARMACOKINETICS: ABSORPTION
Faktor yang mempengaruhi absorpsi Obat:
Administration route of the drug (rute pemberian obat)
Food or fluids administered with the drug (ada tidaknya makanan dan minuman yang diberikan bersamaan obat)
Dosage formulation (Formulasi sedian obat)
Status of the absorptive surface ( Keberadaan permukaan absorpsi)
Rate of blood flow to the small intestine (kecepatan Aliran darah di USUS Halus)
Acidity of the stomach (Keasaman lambung)
Status of GI motility ( Keadaan motilitas GI)
PHARMACOKINETICS: ABSORPTION
Routes
(rute pemberian obat mempengaruhi laju dan
tingkat penyerapan obat itu):
Enteral
Parenteral
Topical
PHARMACOKINETICS: ABSORPTION
Enteral Route
Obat diserap ke dalam sirkulasi sistemik melalui
mulut atau mukosa lambung, usus halus, atau
dubur.
Oral
Sublingual
Buccal
Rectal
BUCCAL/SUBLINGUAL
absorbed though oral mucus membranes in mouth
buccal = cheek
BUCCAL/SUBLINGUAL
sublingual (SL) = under tongue
FIRST-PASS EFFECT Metabolisme obat dan jalur lintasnya dari hati ke
dalam sirkulasi)
(Obat yang diberikan melalui rute oral kemungkinan besar dimetabolisme terlebih dahulu di hati sebelum mencapai sirkulasi sistemik – high first pass effect
The same drug—given IV—bypasses the liver, preventing the first-pass effect from taking place, and more drug reaches the circulation.
Obat yang sama diberikan dengan IV- melewati hati, mencegah efek-metabolisme pertama , dan lebih banyak obat mencapai sirkulasi.(Rute IV, tidak melewati hati)
FIRST-PASS EFFECT
Routes that bypass the liver: Sublingual Transdermal
Buccal Vaginal
Rectal* Intramuscular
Intravenous Subcutaneous
Intranasal Inhalation
*Rectal route undergoes a higher degree of first-pass effects than the other routes listed. (rute rectal, mengalami first pass efect lebih tinggi dibandingkan rute lain diatas)
PHARMACOKINETICS: ABSORPTION
Parenteral Route (rute parenteral)
Intravenous*
Intramuscular
Subcutaneous
Intradermal
Intrathecal
Intraarticular
*Fastest delivery into the blood circulation - Tercepat
pengiriman ke sirkulasi darah
PHARMACOKINETICS: ABSORPTION
Topical Route (Rute Topical)
Skin (including transdermal patches)
Eyes
Ears
Nose
Lungs (inhalation)
Vagina
PHARMACOKINETICS: DISTRIBUTION The transport of a drug in the body by the
bloodstream to its site of action. (Proses transportasi obat dalam tubuh melalui darah menuju SOA/Site of Action)
Protein-binding
Water soluble vs. fat soluble
Blood-brain barrier
Areas of rapid distribution: heart, liver, kidneys, brain
Areas of slow distribution: muscle, skin, fat
DISTRIBUSI
Distribusi : Pendistribusian obat ke sistem peredaran
darah.
Obat akan didistribusikan dan diikat oleh protein plasma
(Albumin, Globulin, dll) dan diikat secara REVERSIBEL.
Berbagai Proses farmakokinetik SEPERTI DI ATAS
Obat Bebas Ekskresi
Biotransformasi
Absorpsi
DEPOT JARINGAN
BEBASTERIKAT TEMPAT KERJA
(RESEPTOR)
TerikatBebas
Obat Terikat Metabolit
VOLUME OF DRUG DISTRIBUTION
Drugs may distribute
into any or all of the
following
compartments: Plasma
Interstitial Fluid
Intracellular Fluid
Plasma (4 litres)
Interstitial Fluid
(10 litres)
Intracellular Fluid (28 litres)
It takes time for a drug to distribute in the body
Drug distribution is affected by elimination
Time
Seru
m C
once
ntra
tion
0
0.5
1.0
1.5
0
Elimination Phase
Distribution Phase Drug is eliminated
Drug is not eliminated
PHARMACOKINETICS: METABOLISM (ALSO KNOWN AS BIOTRANSFORMATION)
Transformasi biologis suatu obat menjadi
metabolit tidak aktif, senyawa yang lebih larut,
atau metabolit yang lebih kuat. Tempatnya di :
Liver (main organ) – organ utama adalah hati
Kidneys
Lungs
Plasma
Intestinal mucosa
Metabolisme :
Tujuan Utama Metabolisme : Mengeluarkan obat dalam
bentuk yang paling mudah, terbagi atas :
a. Fase I : Pengubahan bentuk menjadi lebih polar
b. Fase II : Proses konjugasi dengan asam glukoronat,
asam sulfat, asam asetat, atau suatu asam amino
lain yang dibantu oleh enzim sitokrom P 450.
DRUG METABOLISM
First pass
metabolism of drugs may occur as they cross the
intestine or transit the liver
eg: nitroglycerin
Other drugs may be destroyed before absorption eg: penicillin
Reaksi metabolisme mengakibatkan
penurunan pengiriman ke jaringan target
DRUG METABOLISM
Two Phases: I and II Phase I: conversion to
lipophilic cpds
Phase II: conjugation
Phase I involves the cytochrome P-450 system
Bertujuan untuk memudahkan proses pengeluaran senyawa obat dalam tubuh.
Drug
Phase I
Phase II
Oxidation Reduction Hydrolysis
Activation/Inactivation
Conjugation Products
Glucuronidation
PROSES METABOLISME DI DALAM HATI
CONTOH METABOLISME OBAT
PARAMETER FARMAKOKINETIK Volume Distribusi (Vd)
Ukuran tubuh yang tersedia untuk diisi obat (Terdistribusi di Plasma, Darah atau cairan plasma)
Cleareance/ Bersihan
Ukuran kemampuan tubuh untuk menghilangkan obat di dalam tubuh
Waktu Paruh (T ½)
Waktu yang dibutuhkan untuk mengubah jumlah obat dalam tubuh menjadi separuhnya selama eliminasi
Bioavaibilitas (ketersediaan hayati)/ F
EKSKRESI
Adalah prosesi eliminasi obat dari dalam tubuh.
Setelah obat menjadi bentuk yang in aktif maka
obat akan dikeluarkan dari ginjal melalui urin.
Namun bila ada pengaruh hati yang terlibat,
ekskresi akan dikeluarkan melalui sal cerna
Farmakodinamik: Bagian ilmu yang mempelajari efek biokimia dan fisiologi obat serta mekanisme kerjanya.
Tujuan mempelajari farmakodinamika adalah:
1. Meneliti efek utama dari suatu obat
2. Mengetahui interaksi obat dengan sel
3. Mengetahui urutan peristiwa serta spektrum efek dan respon yangterjadi.
Berguna untuk : Dasar terapi obat yang rasional, yaitu:
1. Tepat Penderita
2. Tepat obat
3. Tepat diagnosis
4. Tepat indikasi
5. Tepat dosis, pemberian dan lamanya terapi
6. Tepat informasi
7. Tepat evaluasi
PRINSIP FARMAKODINAMIKA
A. Mekanisme Kerja
Bagaimana suatu obat dapat menimbulkan efek. Digolongkan menjadi:
- Secara Fisika : Contoh obat anestesi
- Secara Kimiawi : Misalnya Antasida
- Melalui proses metabolisme, seperti AB, diuretik
- Secara Kompetisi
B. Reseptor Obat, adalah : makromolekul seluler yang terdiri dari protein tempat
terikatnya obat untuk menimbulkan respon.
Contoh reseptor, reseptor asetilkolin (Ach),
dimana aktifasi Ach pada reseptor akan
membuka pintu /kanal sehingga Na bisa
masuk ke intraselular
Tugas IV : Mencari definisi dari agonis,
Antagonis (Kompetitif, non kompetitif),
dan agonis partial kaitan obat dengan
reseptor
C. Proses Enzimatis : Biasanya dikenal dengan sistem pencernaan
agar makanan siap diabsorpsi. Fungsi Enzim lain salah saru
contohnya adalah untuk menghasilkan Angiotensin sebagai
bahan vasokonstriksi.
D. Efek terapeutik, terbagi atas:
- Terapi kausal : Meniadakan penyebab penyakit
- Terapi Simptomatik : Hanya gejala penyakit
- Terapi Substitusi Obat menggantikan zat lazim yang ada di
dalam tubuh, Contoh : Estrogen, Insulin, dll
E. Efek Samping Obat : Segala Sesuatu khasiat yang tidak
diinginkan untuk tujuan terapi yang dimaksudkan pada dosis
Terapi. Obat yang ideal hendaknya bekerja dengan cepat untuk
waktu tertentu saja dan secara selektif, artinya hanya berkhasiat
pada keluhan penyakit.
F. Efek Toksik : Setiap obat digunakan pada dosis toksik yang dapat
mengakibatkan toksiksitas/keracunan.Berkaitan dengan jumlah
dosis.
G. Spesifik , adalah obat yang bekerja terbatas pada satu reseptor
H. Selektif, adalah obat yang menghasilkan satu efek pada dosis yang
rendah dan efek yang lain pada dosis yang tinggi. Contoh : Aspirin
80 mg digunakan untuk anti koagulan, Aspirin 500 mg digunakan
untuk antipiretik dan analgetik
I. Obat yang spesifik tidak berarti selektif, obat yang tidak selektif
pasti tidak spesifik.
II. Index Terapi adalah ratio/perbandingan antara LD (letal dose)50
dan ED(Efective Dose) 50
Pengujian dilakukan untuk
obat hipnotik sedatif pada 100
subjek, dimana dosis tertentu
akan memberikan efek hipnotik
pada 50 subjek dikatakan
ED50, dan memberikan efek
kematian pada 50 subjek untuk
dosis tertentu dikatakan LD50.
Semakit besar rationya
semakin aman digunakan
untuk pengobatan
Obat Yang memiliki Indeks
terapi sempit Obat Yang memiliki Indeks
terapi Luas
Dikenal dengan Theurapeutic window/Jendela terapi yaitu
konsentrasi obat antara konsentrasi obat minimal dan maksimal
yang dapat memberikan efek terapi
PENEMUAN
OBAT
Uji Klinik Kidneys and liver are two most important organs (ginjal dan
Hati, organ terpenting dalam memilih Objek)
In Phase I trials, researchers test a new drug or treatment in a small group of people (20-80) for the first time to evaluate its safety, determine a safe dosage range, and identify side effects.
In Phase II trials, the study drug or treatment is given to a larger group of people (100-300) to see if it is effective and to further evaluate its safety.
In Phase III trials, the study drug or treatment is given to large groups of people (1,000-3,000) to confirm its effectiveness, monitor side effects, compare it to commonly used treatments, and collect information that will allow the drug or treatment to be used safely.
In Phase IV trials, post marketing studies delineate additional information including the drug's risks, benefits, and optimal use.
Fase I Pada manusia sehat (20-80 orang), mengecek apa saja yang dapat ditimbulkan pada orang sehat. Dosis ; 1/50 dari dosis efektif pada hewan. (Skrining Farmakologi). Menilai keamanan, biological efek, metabolisme, kinetik dan interaksi obat
Fase II Pada Pasien sakit (100-300 orang), apakah berguna untuk kesehatan pasien, range dosis, metabolisme, kinetic. Dilakukan oleh Clinical Pharmacological dan Clinical
Investigasi
Fase III Dilakukan untuk memastikan apakah obat benar-benar berkhasiat ( 1000 – 3000 orang).Disini sudah dapat mendeteksi kemungkinan Efek samping obat hingga toksisitasnya
Fase IV Marketing drug Surveilance. Pengamatan pada obat yang sudah beredar.
UJI TOKSISITAS (PADA HEWAN)
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
EFEK FARMAKOLOGI
1. Umur
2. Jenis kelamin
3. Genetik
4. Faktor Lingkungan
5. Interaksi Obat-Farmakokinetik
6. Interaksi Obat – Farmakodinamik
7. Patofisiologis
PUSTAKA
1. Godman G, The Pahmarmacological Basic of Therapy, Ninth Edition, McGraw Hill
2. Sherwood, L , Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem, EGC, 2001
3. ……., AHFS Drug Information, ASHP, 1999
4. Lippincott’s, Illustrated Reviews pharmacology, 2nd edition (terjemahan)
5. Betram G. Katzung, Farmakologi Dasar dan Klinik, Ed IV (terjemahan)
6. Farmakologi dan Terapi, Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran UI, 1995, Edisi 4.