La postura del corpo influisce sul modo in cui i farmaci orali vengono assorbiti dallo stomaco
Un metodo comune, economico e facile per somministrare i farmaci è per via orale, ingerendo una pillola o una capsula. Ma la somministrazione orale è il modo più complesso per il corpo umano di assorbire un ingrediente farmaceutico attivo, perché la biodisponibilità del farmaco nel tratto gastrointestinale dipende dagli ingredienti del farmaco e dall’ambiente fisiologico dinamico dello stomaco.
In Physics of Fluids, di AIP Publishing, i ricercatori della Johns Hopkins University e della Johns Hopkins School of Medicine utilizzano un simulatore biomimetico in silicone basato sull’anatomia e morfologia realistica dello stomaco – uno “StomachSim” – per indagare e quantificare l’effetto di postura del corpo e motilità dello stomaco sulla biodisponibilità del farmaco.
“La somministrazione orale è sorprendentemente complessa nonostante sia la scelta più comune per la somministrazione di farmaci”, ha affermato il coautore Rajat Mittal. “Quando la pillola raggiunge lo stomaco, il movimento delle pareti dello stomaco e il flusso del contenuto all’interno determinano la velocità con cui si dissolve. Anche le proprietà della pillola e il contenuto dello stomaco giocano un ruolo importante.
“Tuttavia, le attuali procedure sperimentali o cliniche per valutare la dissoluzione dei farmaci orali sono limitate nella loro capacità di studiarlo, il che rende difficile capire come la dissoluzione sia influenzata in diversi disturbi dello stomaco, come la gastroparesi, che rallenta lo svuotamento dello stomaco”.
Il contenuto dello stomaco, la motilità e la dinamica dei fluidi gastrici svolgono tutti un ruolo nella biodisponibilità di un farmaco e le contrazioni dello stomaco possono indurre pressione e generare complesse traiettorie della pillola. Ciò si traduce in tassi variabili di dissoluzione della pillola e svuotamento non uniforme del farmaco nel duodeno e, talvolta, scarico gastrico nel caso di dosaggio a rilascio modificato.
Insieme, questi problemi pongono diverse sfide per la progettazione della somministrazione di farmaci.
“In questo lavoro, dimostriamo una nuova piattaforma di simulazione al computer che offre il potenziale per superare questi limiti”, ha affermato Mittal. “I nostri modelli possono generare dati biorilevanti sulla dissoluzione dei farmaci che possono fornire informazioni utili e uniche sui complessi processi fisiologici alla base della somministrazione orale delle pillole”.
La modellazione sembra essere la prima del suo genere ad accoppiare la biomeccanica gastrica con il movimento della pillola e la dissoluzione del farmaco per quantificare un ingrediente farmaceutico attivo che passa attraverso il piloro nel duodeno. Il modello ha consentito ai ricercatori di calcolare e confrontare la velocità di svuotamento e il rilascio di un ingrediente farmaceutico attivo disciolto nel duodeno per una varietà di situazioni fisiologiche.
Diagramma che mostra la posizione originale dello stomaco rispetto al corpo e diverse posizioni relative dello stomaco rispetto alla direzione di gravità considerata in questo studio. CREDITO: Rajat Mittal.
Nota
La posizione che si è dimostrata essere la migliore è l’assunzione delle pillole da sdraiati sul lato destro poiché, con questa, la pillola tendeva a collocarsi più velocemente nell’area più profonda dello stomaco consentendo una dissoluzione nel giro di 10 minuti. Si tratta di un tempo decisamente ridotto rispetto all’assunzione in posizione eretta, che ne prevede invece 23.
Tuttavia, la posizione ritenuta peggiore è quella da sdraiati sul lato sinistro in quanto allungava oltremodo i tempi, arrivando quando a 100 minuti per dissolversi. Si tratta di una ricerca importante in vista soprattutto di tutte quelle persone costrette a letto con mobilità limitata, poiché anche questo piccolo aspetto può fare sicuramente la differenza.
È anche noto che stare seduti, in piedi e sdraiati in posizioni corrette che accelerano lo svuotamento del cibo accelerano anche l’assorbimento dei farmaci somministrati per via orale e, quindi, la concentrazione plasmatica del farmaco. Il rilascio di contenuto gastrico nello stomaco e la biodisponibilità dei farmaci per via orale sono massimizzati quando la direzione della gravità si allinea con l’antro e il piloro. Ciò ha un’implicazione importante, soprattutto per il tasso di assorbimento del farmaco da parte dei pazienti allettati o degli anziani.
Computational modeling of drug dissolution in the human stomach: Effects of posture and gastroparesis on drug bioavailability Physics of Fluids – Submitted: 22 April 2022 Accepted: 23 June 2022 Accepted Manuscript Online: 24 June 2022 Published Online: 09 August 2022
