(danilo.alvesd/Unsplash) Når du tager aspirin mod hovedpine, hvordan ved aspirin så at den rejser til dit hoved og lindre smerten?
Det korte svar er, det gør det ikke: Molekyler kan ikke transportere sig selv gennem kroppen, og de har ikke kontrol over, hvor de i sidste ende ender.
Men forskere kan kemisk modificere lægemiddelmolekyler for at sikre, at de binder sig stærkt til de steder, vi vil have dem, og svagt til de steder, vi ikke gør.
Farmaceutiske produkter indeholder mere end blot det aktive lægemiddel, der direkte påvirker kroppen. Medicin inkluderer også 'inaktive ingredienser' eller molekyler, der forbedrer stabiliteten, absorptionen, smagen og andre kvaliteter, der er afgørende for at lade lægemidlet gøre sit arbejde.
For eksempel har den aspirin, du sluger, også ingredienser, der både forhindrer tabletten i at brække under forsendelsen og hjælper den med at bryde fra hinanden i din krop.
Som en farmaceutisk videnskabsmand , jeg har studeret medicinafgivelse de seneste 30 år. Det vil sige at udvikle metoder og designe non-drug komponenter, der hjælper med at få en medicin, hvor den skal i kroppen.
For bedre at forstå tankeprocessen bag, hvordan forskellige stoffer er designet, lad os følge et lægemiddel fra det første gang kommer ind i kroppen, til hvor det til sidst ender.
Hvordan stoffer optages i kroppen
Når du sluger en tablet, vil den i første omgang opløses i din mave og tarme, før lægemiddelmolekylerne er absorberes i din blodbane . Når det først er i blodet, kan det cirkulere i hele kroppen for at få adgang til forskellige organer og væv.
Lægemiddelmolekyler påvirker kroppen ved binding til forskellige receptorer på celler, der kan udløse et bestemt respons.
Selvom lægemidler er designet til at målrette specifikke receptorer for at producere en ønsket effekt, er det umuligt at forhindre dem i at fortsætte med at cirkulere i blodet og binde sig til ikke-målsteder, der potentielt forårsager uønskede bivirkninger.
Lægemiddelmolekyler, der cirkulerer i blodet, nedbrydes også over tid og forlader til sidst kroppen i din urin. Et klassisk eksempel er den stærke lugt din urin kan have, efter du har spist asparges på grund af hvor hurtigt din nyre renser aspargessyre . Tilsvarende multivitaminer indeholder typisk riboflavin, eller vitamin B2, som får din urin til at blive lysegul, når den renses.
Fordi hvor effektivt lægemiddelmolekyler kan krydse tarmslimhinden, kan variere afhængigt af lægemidlets kemiske egenskaber, bliver nogle af de lægemidler, du sluger, aldrig absorberet og fjernes i din afføring.
Fordi ikke alt lægemidlet absorberes, er det derfor, at nogle lægemidler, som dem der bruges til at behandle forhøjet blodtryk og allergier, er taget gentagne gange at erstatte eliminerede lægemiddelmolekyler og opretholde et højt nok niveau af lægemiddel i blodet til at opretholde dets virkninger på kroppen.
Få stoffer til det rigtige sted
Sammenlignet med piller og tabletter er en mere effektiv måde at få et lægemiddel i blodet ved at injicere det direkte i en vene. På denne måde bliver alt stoffet cirkuleret i hele kroppen og undgår nedbrydning i maven.
Mange lægemidler, der gives intravenøst, er ' biologiske lægemidler' eller 'bioteknologiske lægemidler ,' som omfatter stoffer afledt af andre organismer.
De mest almindelige af disse er en type Kræft kaldet lægemiddel monoklonale antistoffer , proteiner, der binder til og dræber tumorceller. Disse lægemidler injiceres direkte i en blodåre, fordi din mave ikke kan kende forskel på at fordøje et terapeutisk protein og at fordøje proteinerne i en cheeseburger.
I andre tilfælde kan lægemidler, der har brug for meget høje koncentrationer for at være effektive, som f.eks antibiotika mod alvorlige infektioner , kan kun leveres gennem infusion.
Mens øget lægemiddelkoncentration kan hjælpe med at sikre, at nok molekyler binder til de korrekte steder til at have en terapeutisk effekt, øger det også bindingen til ikke-målsteder og risikoen for bivirkninger.
En måde at få en høj lægemiddelkoncentration på det rigtige sted er at påføre lægemidlet lige hvor det er nødvendigt, som at gnide en salve på et hududslæt eller bruge øjendråber mod allergi . Mens nogle lægemiddelmolekyler til sidst vil blive absorberet i blodbanen, vil de blive det fortyndet nok at mængden af lægemiddel, der når andre steder, er meget lav og sandsynligvis ikke forårsager bivirkninger.
På samme måde leverer en inhalator stoffet direkte til lungerne og undgår at påvirke resten af kroppen.
Patient compliance
Endelig er et nøgleaspekt i al lægemiddeldesign simpelthen at få patienterne til at tage medicin i de rigtige mængder på det rigtige tidspunkt.
Fordi det er svært for mange mennesker at huske at tage et lægemiddel flere gange om dagen, forsøger forskere at designe lægemiddelformuleringer, så de skal være tages kun én gang om dagen eller mindre .
På samme måde er piller, inhalatorer eller næsespray mere bekvemme end en infusion, der kræver at man rejser til en klinik for en uddannet kliniker til at sprøjte det ind i din arm.
Jo mindre besværligt og dyrt det er at administrere et lægemiddel, jo mere sandsynligt er det, at patienterne tager deres medicin, når de har brug for det.
Men nogle gange er infusioner eller injektioner den eneste effektive måde, som visse lægemidler kan administreres på.
Selv med al den videnskab, der går ind i at forstå en sygdom godt nok til at udvikle et effektivt lægemiddel, er det ofte op til patienten at få det hele til at fungere efter hensigten. 
Tom Anchordoquy , professor i farmaceutiske videnskaber, University of Colorado Anschutz Medical Campus .
Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs original artikel .