Biofarmasi

BI O FARM ASI

M . T . SI M AN JU N T AK

Ju r u sa n Fa r m a si

Fa k u lt a s M a t e m a t ik a D a n I lm u Pe n g e t a h u a n Ala m U n iv e r sit a s Su m a t e r a U t a r a

BAB I . PH YSI OLOGI S D ARI D I STRI BU SI OBAT D AN I KATAN PROTEI N .

I . 1 . Fa k t o r p h y sio lo g is.

Bila obat di absor bsi at au diinj ek si k edalam alir an dar ah, m olek ul obat ak an t er dist r ibusi k eselur uh bahagian t ubuh m elalui sir k ulasi sist em ik . Molek ul obat ak an dibaw a oleh dar ah sam pai k e t ar get sit e = t em pat t ar get ( r esept or ) unt uk obat bek er j a dan k ej ar ingan lain ( buk an r esept or ) . Konsent r asi obat dalam t em pat buk an t ar get ( unt ar get sit e ) dapat m eny ebabk an efek sam ping. Beber apa m olek ul obat didist r ibusi k edalam or gan t em pat elim inasi, seper t i hat i dan gin j al; y ang lainny a didist r ibusi k e j ar ingan, seper t i ot ak , k ulit , dan ot ot . Ada obat akan m elint asi

plasent a dan m ungk in m eny ebabk an efek t er hadap f et u s; Obat lain ak an disek r esi

k edalam susu pada k elenj ar air susu. Bahagian t er pent ing dar i obat m ungk in ber ik at an dengan pr ot ein dalam plasm a dan / at au j ar ingan. Obat y ang ber sifat

lipophilik a k an disim pan dalam lem ak , dar i sini obat ak an dilepask an secar a per lahan

lahan.

Sist em sir k ulasi t er dir i dar i ber bagai pem buluh dar ah; y ang m eliput i; ar t er i, y an g k an m em baw a dar ah k e j ar ingan, dan v en a, y ang ak an m engem balik an dar ah k e j ant ung. Unt uk m a nusia dengan ber at r at a r at a 70 k g, m em puny ai k ir a k ir a 5 k g dar ah, y ang equiv alen dengan 3 lit er dar ah. Ham pir 50 % dar i dar ah ber ada dalam

v ena besar at au v en a sin u ses. Ju m lah v olu m e dar ah y an g dipom pa j an t u n g per

m enit = car diac out put adalah hasil dar i v olu m e st r ok e dar i j an t u n g dan j u m lah deny ut j ant ung per m enit . Rat a r at a Car diac out put adalah sebesar 0, 08 L/ m in x 69 deny ut an/ m enit , at au k ir a k ir a 5 , 5 L/ m enit pada m anusia saat ist ir ahat . Pada saat bek er j a, car diac out put m ungk in ak an m eningk at sebesar 5 sam pai 6 kali. Kont raksi dar i v ent r icular k ir i dapat m enghasilk an t ek anan dar ah sist olik sebesar 125 m m Hg, dan m engger ak k an dar ah m elalui ao r t a dengan k ecepat an liner sebesar 300 m m / det ik . Cam pu r an lar u t an obat dalam dar ah dit em u k an den gan cepat pada k ecepat an alir ini. Molek ul obat dengan cepat ak an t er difusi m elalui j alinan k apiler halus sam pai per m uk aan j ar ingan y ang ber isi Cair an int er st isial ( int er st it ial fluid) . Cair an int er st isial ber sam a dengan air plasm a disebut : air ex t r asellular ( ex t r acellu lar w at er ) sebab t er dapat diluar sel. Lebih lanj ut m olek ul obat dapat t er difusi dar i cair an int er t it ial m elalui m em br an sel k edalam sel cit oplasm a. Dist r ibusi obat um um ny a cepat , dan ham pir selur uh m olek ul obat y ang k ecil ak an m udah m enem bus m em br an k apiler . Per j alanan obat m elalui m em br an sel t er gant ung k epada sifat fisik a k im ia dar i obat m aupun m em br an sel. Mem br an sel t er susun dar i pr ot ein dan 2 ( dua) lapis

phospholipid y ang bek er j a sebagai dinding pelindung ( bar r ier ) lipid t er h adap u pt ak e

ob at . Sehingga, obat y ang lar ut dalam lem ak um um ny a lebih m udah t er difusi m elalui m em br an sel dar ipada obat y ang m udah lar ut dalam air at au m em puny ai polar it as y ang t inggi. Obat dengan m olek ul y ang k ecil um um ny a t er difusi lebih cepat m elalui sel m em br an, dar ipada obat dengan m olek ul besar . Bila obat ber ik at an dengan

plasm a pr ot ein seper t i alb u m in, m ak a k om plek s obat - pr ot ein m enj adi sangat besar unt uk m udah t er difusi m elalui sel m em br an. Per bandingan k ecepat an difusi unt uk m olek ul y ang lar ut dalam air t er lihat seper t i t abel ber ik ut :

I . 2 . Pe n g ik a t a n p r ot e in t e r h a d a p ob a t ( Pr ot e in b in d in g of d r u g s ) .

Ber bagai obat m engadak an int er ak si dengan plasm a at au j ar ingan pr ot ein at au dengan m ak r om olek ul y ang lain seper t i m elanin dan DNA, m em bent uk kom plek s m ak r om olek u l obat . For m asi k om plek s obat pr ot ein disebu t : pr ot ein –binding ( pengik at an pr ot ein t er hadap obat ) dan m ungk in m er upak an pr oses r ev er sible ( dapat balik ) at au ir r ever sible ( t idak dapat balik ) . I k at an obat dengan pr ot ein y ang t idak dapat ba lik ( ir r ev er sible dr ug- pr ot ein binding) um um ny a m er upak an hasil dar i ak t ifasi k im ia obat , dim ana k em udian m engadak an pengik at an y ang k uat t er hadap pr ot ein at au m ak r om olek ul dengan ik at an k im ia k ov alen. Pengik at an obat y an g t id ak d ap at b alik ( ir r ev er sible) , y an g dit em u k an dalam w ak t u y an g cu k u p lam a dapat m eny ebabk an ber bagai j enis k er acunan obat , seper t i k asus k ar sinogenesis k im ia, at au dalam j angk a w ak t u y ang pendek , seper t i dalam k asus obat dalam bent uk per ant ar a ( int er m ediat ed) k im ia y a ng r eak t ip, m isalny a:

Hepat ot ok sisit as d ar i dosis t inggi acet am inophen, y an g ak an m em ben t u k m et abolit

ant ar a ( int er m ediat ed m et abolit e) r eak t ip y ang ber int er ak si dengan pr ot ein hat i. Um um ny a obat ak an ber ik at an at au m em bent uk k om plek s dengan pr ot ei n m elalui pr oses bolak balik ( r ev er sibel) . I k at an obat - pr ot ein y ang bolak balik m eny at ak an secar a t idak langsung bahw a obat m engik at pr ot ein dengan ik at an k im ia y ang lem ah, m isalny a; ik at an hy dr ogen at au ik at an v an deer w aals. Asam am ino y ang m eny usun r ant ai pr ot ein m em puny ai gugus hy dr ox y l, car box y l, at au ber bagai t em pat y ang ada, unt uk int er ak si obat y ang bolak balik . Obat dapat m engik at ber bagai k om ponen m ak r om olek uler dalam dar ah, m eliput i: album in, a1

-asam gly copr ot ein, lipopr ot ein, im m unoglobulin ( I gG ) , er y t hr ocy t e ( RBC ) .

Alb u m in adalah k om ponen t er besar dar i plasm a pr ot ein y ang ber per anan dalam

pengik at an obat y ang bolak balik ( t abel 2) . Dalam t ubuh, album in t er dist r ibusi dalam plasm a dan dala m cair an ek st r asellular dan k ulit , ot ot dan ber bagai j ar ingan lain. Kon sen t r asi albu m in dalam cair an in t er t it ial adalah sek it ar 6 0 % dar i y an g ada pada plasm a. Wak t u par u h dar i elim in asi albu m in adalah 1 7 –1 8 h ar i. Kon sen t r asi albu m in n or m al diper t ah an k an pada t ingk at an y ang r elat if t et ap y ait u 3, 5% sam pai 5, 5%

( ber at per v olum e) at au 4, 5 m g/ dL. Album in ber per anan unt uk m em per t ahank an t ek anan osm osa dar ah dan unt uk t r anspor bahan ek sogen dan endogen. Sebagai pr ot ein t r anspor unt uk bahan endogen, album in ak an m em bent uk k om plek s dengan asam lem ak bebas ( FFA) , bilir ubin, ber bagai hor m on ( seper t i cor t isone, aldost er one, dan t hy r ox ine) , t r y pt ophan, dan seny aw a lain. Bany ak obat y ang ber sifat asam lem ah ( anionic) ber ik at an dengan album in dengan ik at an elek t r ost at ik dan hy dr ophobic. Obat y ang ber sifat asam lem ah seper t i : salisilat , pheny lbut azon, dan penicillin sangat cepat ber ik at an dengan album in. Nam un, k ek uat an dar i pengik at an obat ber beda unt uk set iap obat .

a1-asam gly copr ot ein ( or osom ucoid) adalah globulin dengan ber at m olek ul sek it ar

44.000 d. Konsent r asi a1- asam gly copr ot ein dalam plasm a sangat r endah ( 0, 4

sam pai 1 % ) dan t er ut am a m engik at obat y ang ber sifat basa ( k at ionik ) seper t i pr opr anolol, im ipr am ine, dan lidocaine. Globulin ( a, ß ,? globulin) m ungk in ber per anan unt uk t r anspor ber bagai bahan endogen seper t i cor t icost er oid. Globulin m em puny ai k apasit as y ang r endah t et api m em puny ai affinit as y ang t inggi unt uk m engik at bahan endogen ini.

Tabel 2. Prot ein ut am a t em pat ik at an obat pada plasm a.

Konsent r asi nor m al Prot ein Berat m olekul ( D ) ( g/ L ) ( m ol / L ) Album in 65.000 35 – 50 5 – 7,5 x 10- 4 a1- asam gly copr ot ein 44.000 0,4 – 1,0 0,9 – 2,2 x 10- 5

Lipopr ot ein 200.000 – 3 . 4 0 0 . 0 0 0 ber v ar iasi

Lipopr ot ein adalah k om plek s m ak r om olek ul dar i lipid dan pr ot ein, dan

diklasifikasika n ber dasar k an at as densit as dan pem isahan dengan ult r asent r ifuge. I st ilah VLDL, LDL, dan HDL adalah singk at an dar i : v er y - l o w- densit y lipopr ot ein,

low-densit y lipopr ot ein, dan high - low-densit y lipopr ot ein. Lipopr ot ein ber per an unt uk t r anspor

plasm a lipid dan mu n gk in ber per an dalam pen gik at an obat bila t em pat albu m in t elah j enuh.

Er y t hr ocy t es at au sel dar ah m er ah ( RBCs ) , dapat m engik at baik seny aw a endogen dan ek sogen. Kir a k ir a 45% dar i v olum e dar ah m er upak an RBCs. Pheny t oin, pent obar bit al, dan am obar bit al diket ahui m em punyai r asio RBC/ air plasm a = 4 sam pai 2 , y ang m enunj uk k an pengik at an ist im ew a dar i obat pada er y t hr ocy t es lebih dar i air plasm a. Penet r asi k edalam er y t hr ocy t es t er gant ung pada k onsent r asi bebas obat . Unt uk Pheny t oin, lev el obat dalam RBC m eningk at secar a liner dengan peningk at an k onsent r asi obat bebas dalam plasm a ( Bor ondy et al 1 9 7 3 ) . Unt uk ham pir pada sem ua obat peningk at an pengik at an obat pada album in plasm a ak an m engur angi k onsent r asi obat dalam RBC. Nam un, pengik at an obat pada RBC um um ny a t idak ber pengar uh t er hadap v olum e dist r ibusi, sebab obat selalu ber ik at an dengan album in pada air plasm a. Mesk ipun pheny t oin m em puny ai affinit as y ang besar unt uk RBC, hany a sek it ar 25% dar i k onsent r asi obat dalam dar ah y ang t er dapat pada sel dar ah, dan 75% t er dapat dalam plasm a sebab obat sangat k uat ber ik at an dengan album in. Unt uk obat y ang ber ik at an sangat k uat dengan

er y t hr ocy t es, m ak a hem at ocr it ak an m em pengar uhi j um lah t ot al obat dalam dar ah. Unt uk obat ini, k onsent r asi obat t ot al dalam selur uh dar ah har us dit ent uk an.

Pengik at an obat –pr ot ein y ang bolak balik ( r ev er sible ) san gat pen t in g dalam phar m ak ok inet ik . I k at an obat - pr ot ein m er upak an k om plek s y ang besar , sehingga t idak m udah m elalui sel m em br an dan oleh k ar ena it u ak an t er bat as t er dist r ibusi. Selanj ut ny a, ik at an obat - pr ot ein biasany a secar a phar m ak ologi inakt if . Sebalik n y a, obat y an g t idak ber ik at an at au bebas dapat m elalu i m em br an sel ser t a akt if unt uk pengobat an. Penelit ian y ang m engev aluasi secar a m endet ail pengik at an obat - pr ot ein biasany a dilak u k an secar a in- v it r o m em per gunak an pr ot ein y ang t elah dim ur nik an seper t i, album in. Met ode unt uk pem er ik saaan pengik at an pr ot ein, m eliput i dialy sis k eset im bangan dan ult r afilt r asi, y ang m em per gunak an m em br ane sem iper m iabel y ang ak an m em isahk an pr ot ein dan ik at an obat - pr ot ein dar i obat y ang t er ik at at au y ang bebas ( t abel. 3 ) . Dengan m et ode ini, dapat dit ent uk an k onsent r asi obat t er ik at , obat bebas, dan t ot al pr ot ein.

Tabel 3. Met ode unt uk pem er ik saan pengik at an obat - pr ot ein.

* Dialy sis k eset im bangan * Kr om at ogr afi gel * Dialy sis dinam ik * Spek t r ofot om et r i * Diafilt r asi * Elek t r ofor esis

* Ult r afilt r asi * Opt ical r ot at or y disper sion

dan cir culat or y dichr oism

Set iap m et ode unt uk pem er ik saan ik at an ob at - pr ot ein secar a in- v it r o m em puny ai k ebaik an dan k ebur uk an bila dit inj au dar i segi biay a, k em udahan penent uan , w ak t u, per alat an, dan per t im bangan lainny a. Kinet ik a pengik at an obat - pr ot ein m er upak an infor m asi y ang digunak an unt uk pengunaan t er api dan m em pr edik si k em ungk inan in t er ak si obat .

Ber bagai fak t or per cobaan unt uk m enent uk an ik at an pr ot ein dir ingk ask an dalam t abel 4 seper t i dibaw ah ini :

Tabel 4. Per t im bangan dalam penelit ian ik at an obat - pr ot ein.

• Har us diper oleh k eset im bangan ant ar a obat y ang t erikat dan y ang bebas.

• Met ode har us sahih pada k onsent r asi pr ot ein dan obat y ang digunak an.

• Pengot or an pada ik at an obat at au adsor bsi obat dar i dinding alat , m em br an, at au k om pon en lain h ar u s dih ilan gk an at au h ar u s diper h at ik an dalam m et ode y ang dipak ai.

• Har us dicegah denat ur asi pr ot ein at au k ont am inasi pr ot ein.

• Met ode har us t elah m em per t im bangk an pH dan k onsent r asi ionik dar i m edia dan efek donnan dar i pr ot ein.

• Met ode h ar u s dapat digu n ak an u n t u k m en det ek si baik ik at an obat y an g bolak balik at au pu n y an g sear ah , t er m asu k fase assosiasi y an g cepat dan y an g lam bat ser t a disosiasi obat dan pr ot ein.

• Met ode t idak ak an m em ak ai bahan y ang dapat ber eak si seper t i pelar ut organik.

• Hasil dar i m et ode in- v it r o har us dapat diek t r apolasi k edalam k ea daan in- v iv o.

Pengik at an obat - pr ot ein dipengar uhi oleh sej um lah fact or y ang pent ing, m eliput i : 1 . Obat

• Sifat fisik a k im ia dar i obat

• Konsent r asi t ot al obat dalam t ubuh 2 . Prot ein

• Jum lah pr ot ein y ang ber guna unt uk pengikat an obat - pr ot ein

• Kualit as at au fisik o k im ia alam iah dar i pr ot ein hasil sint esa 3. Affinit as ant ar a obat dan pr ot ein

• Meliput i besar ny a t et apan asosiasi. 4 . I nt er ak si obat

• Kom pet isi ant ar a obat oleh bahan lain pada t em pat pengik at an pr ot ein.

• Pergant ian prot ein dengan bahan y ang ak an m em odifik asi affinit as obat t er hadap pr ot ein. Cont oh : aspir in acet y lasi ly sine sisa album in.

5 . Kondisi pat hophy siologi dar i pasien

• Sebagai cont oh, Pengik at an obat - pr ot ein m ungk in ber k ur ang pada pasien ur em ik dan pada pasien denga n peny ak it hat i.

Konsent r asi obat dalam plasm a um um ny a diny at ak an sebagai t ot al k onsent r asi obat

dalam plasm a, m eliput i baik k onsent r asi ik at an obat - pr ot ein m aupun k onsent r asi obat bebas ( t idak ber ik at an ) . Dalam lit er at ur um um ny a nilai unt uk k onsent rasi efek t ip t er api obat diper oleh dar i k onsent r asi t ot al obat dalam plasm a at au ser um . Unt uk m onit or ing t er api obat , t ot al k onsent r asi obat dalam plasm a um um ny a digunak an unt uk m enem uk an k ir a k ir a dosis r egim en unt uk pasien. Dahulu, penent uan k onsent r asi obat bebas t idak secar a r ut in dilak uk an dalam labor at or ium . Saat ini, k onsent r asi obat bebas m ungk in dit ent uk an secar a cepat m em per gunak an

ult r afilt r asi. Sebab pengik at an pr ot ein plasm a dar i pheny t oin t inggi dan indek t er api

obat sem pit , m ak a labor at or ium r um ah sak it selalu m enent uk an baik pheny t oin plasm a bebas m aupun t ot al.

I . 3 . Kin e t ik a d a r i p e n g ik a t a n p r ot e in .

Kinet ik a dar i pengik at an obat - pr ot ein secar a bolak balik ( r ev er sibel) dengan 1 ( sat u) t em pat pen gik at an seder h an a dapat dit er an gk an den gan huk um k er j a m assa ( law of

m ass act ion) sebagai ber ik u t :

Prot ein + Obat Kom pleks - obat - pr ot ein. At au

( P ) + ( D ) ( PD ) ………….1 )

Dar i per sam aan 1 ) dan huk um k er j a m assa, t et apan assosiasi, Ka dapat din y at akan

sebagai r asio dar i k onsent r asi m olar hasil dan k onsent r asi m olar dar i y ang ber eak si. Per sam aan ini m enganggap hany a 1 ( sat u ) t em pat ber ik at an per m olek ul pr ot ein.

( PD )

Ka = …………. . 2 )

( P ) ( D )

Ad any a bent uk k om plek s obat - pr ot ein t idak t er gant ung pada t et apan asosiasi ik at an Ka. Besar n y a Ka m em ber ik an infor m asi pada der aj at ik at an pr ot ein obat . Obat y ang

ber ik at an secar a k uat dengan pr ot ein m em puny ai Ka y ang sangat besar dan selalu

dalam bent uk kom p leks obat - pr ot ein. Unt uk obat j enis ini, dosis y ang t inggi m ungk in dibut uhk an unt uk m em per oleh k onsent r asi t er api obat bebas y ang r asional. Um um ny a penelit ian unt uk k inet ik a secar a in- v it r o digunak an alb u m in y ang m ur ni sebagai sum ber pr ot ein bak u, sebab prot ein ini ber per anan unt uk bahagian t er besar pengik at an obat - plasm a pr ot ein. Secar a per cobaan, baik obat bebas ( D ) dan ik at an obat - pr ot ein ( PD ) , dem ik ian j uga t ot al k onsent r asi pr ot ein ( P ) + ( PD ) , m ungk in dapat dit ent uk an. Unt uk m em pelaj ar i sifat ik at an obat , r asio y ang dapat dit ent uk an ( r ) , dapat diper oleh sebagai ber ik ut :

Mol ik at an obat r =

Tot al Mol pr ot ein

Sebab m ol dar i pengik at an obat adalah ( PD) dan t ot al m ol pr ot ein adalah ( P) + ( PD) , m ak a per sam aan m enj adi :

( PD )

r = ………3 )

( PD ) + ( P )

Ber dasar k an per sam aan 2 ) m ak a, ( PD ) = Ka ( P ) ( D ) : Bila harga ini

disubsit usik an k edalam per sam aan 3 ) ak an diper oleh :

Ka ( P ) ( D )

r =

Ka ( P ) ( D ) + ( P )

Ka ( D )

r =

1 + Ka ( D )

Per sam aan inidalam k eadaan y ang seder hana, dim ana 1 m ol obat ber ik at an dengan 1 m ol pr ot ein dalam k om plek s 1 : 1. Dalam hal ini diduga hany a sat u t em pat pengik at an y ang bebas unt uk set iap m olek ul obat . Bila ada n t em pat pen gik at an bebas y ang sam a per m olek ul pr ot ein, m ak a digunak an per sam aan ber ik ut :

n Ka ( D )

r = ………. 4 )

Molek ul pr ot ein adalah sangat besar dibandingk an dengan m olek ul obat dan dapat m engandung lebih dar i sat u t ipe t em pat pengik at an unt uk obat . Bila ada lebih dar i sat u t ipe t em pat pengik at an dan obat ber ik at an bebas pada set iap t em pat pengik at an dengan m asing m asing t et apan asosiasi , m ak a per sam aan 4 ) dapat diper luas m enj adi :

n1 K1 ( D ) n2 K2 ( D )

r = + + ….. ……5 ) 1 + K1 ( D ) 1 + K2 ( D )

Dim an a u r u t an an gk a m em per lih at k an per bedaan t ipe t em pat pen gik at an, Ks m em per lihat k an t et apan pengik at an, dan ns m enunj uk k an j um lah t em pat pengik at an per m olek ul album in. Per sam aan ini m enduga bahw a set iap m olek ul obat ber ik at an dengan pr ot ein pada t idak t er gant ung t em pat pengik at an, dan affinit as obat unt uk sat u t em pat pengik at an t idak m em epengar uhi pengik at an t er hadap t em pat y ang lain. Secar a ny at a, pengik at an obat - pr ot ein kadang kadang m em per lihat k an phenom ena k oper at ifit as. Unt uk obat seper t i ini, pengik at an m olek ul obat per t am a pada sat u t em pat pada m olek ul pr ot ein m em pengar uhi pengik at an selanj ut ny a m olek ul obat y ang lain. Cont oh obat y ang ber sifat koperat if adalah pengik at an ox y gen pada haem oglobine.

Bila Kd = 1/ Ka, m ak a per sam aan 4) m enj adi :

n ( D )

r = ………..6)

Kd + ( D )

I . 4 . Pe n e n t u a n t e t a p a n d a n t e m p a t p e n g ik a t a n d e n g a n m e t o d e g r a f ik . I . 4 . 1 . M e t o d e i n v i t r o ( k on se n t r a si p r ot e in d ik e t a h u i )

Gr afik dar i r asio r ( pengik at an m ol obat per m ol pr ot ein) v er su s k onsent r asi obat bebas ( D) dapat dili hat pada gbr . 1.

Per sam aan 4) m em eper lihat k an bahw a bila k onsent r asi obat bebas ak an m eningk at , m ak a j um lah m ol obat y ang ber ik at an per m ol pr ot ein m enj adi j enuh dan m endat ar .

Sehingga, pengik at an obat pr ot ein m ir ip absor bsi isot h er m Langm uir , dim ana j uga sam a dengan adsor bsi obat t er hadap adsor ben m enj adi j enuh bila k onsent r asi obat m eningk at . Sesuai dengan non linear it as dar ipada pengik at an pr ot ein obat , m ak a per sam aan 4 ) dapat disusun k em bali unt uk m engest im asi n dan Ka, m em per gu n akan ber bagai m et ode gr afik seper t i y an g dibicar ak an ber ik u t . Ben t u k k ebalik an dar i per sam aan 4 ) ak an m enghasilk an per sam aan sebagai ber ik ut :

1 1 + Ka ( D )

= ……. 7 )

r n Ka ( D )

1 1 1 = + r n Ka ( D ) n

Gr afik 1/ r v er sus 1/ ( D ) disebut : Dou ble r ecipr ocal plot . I nt er sep y adalah 1/ n dan slope adalah 1 / n Ka, seper t i t er lihat pada gbr 2. Dar i gam bar ini, j um lah t em pat

pengik at an m ungk in dit ent uk an dar i int er sep y, dan t et apan asosiasi m ungk in dit ent uk an dar i slope, apabila har ga n dik et ahui. Bila gr afik dar i 1/ r v er sus 1/ ( D) t idak m enghasilk an gar is lur us, m ak a pr oses pengik at an obat - pr ot ein k em ungk inan lebih k om plek s. Per sam aan 4) m enduga adany a sat u t ipe t em pat pengik at an dan t idak ada int er ak si diant ar a t em pat pengik at an. Um um ny a, per sam aan 7) digunak an m engest im asi j um lah t em pat pengik at an dan t et apan pengik at an, m em per guna kan m et ode kom put er isasi.

Gam bar 2. Pengik at an hipot et is obat pada pr ot ein. Gar is diper oleh dengan per sam aan double r ecipr ocal.

Met ode gr afik y ang lain disebut : Scat ch ar d plot yait u dengan m engat ur kem bali per sam aan 4) . Scat char d plot ak an m engur aik an dat a unt uk m enghasilk an gar is y ang lebih baik unt uk m engest im asi t et apan pengik at an dan t em pat pengik at an.

nKa ( D )

r = ………. 8) 1 + Ka ( D )

r + r Ka ( D ) = n Ka ( D )

r = n Ka ( D ) – r Ka ( D )

1

= nKa- rKa.

( D )

Gr afik diper oleh dengan m em plot r / ( D ) versus r m enghasilk an gar is lur us dengan int er sep dan slope seper t i y ang t er lihat pada gbr 3 dan 4.

Gam bar 3. Pengik at an hipot et is dar i obat pada pr ot ein. Gar is diper oleh dengan per sam aan scat char d.

Gam bar 4. Gr afik penent uan j um lah t em pat pengik at an dan t et apan assosiasi unt uk int eraksi sulfonam ide dan pheny lbut azon dengan album in.

Beber apa dat a pengik at an obat –pr ot ein m enghasilk an gr afik scat char d ber upa gar is

cur v ilinear ( gbr . 5 dan 6 ) . Gar is cur v ilinear m em per lihat k an peny aj ian t er ak hir dar i

dua gar is lur us y ang secar a k olek t ip m e m bent uk k ur v a. Pengik at an dar i asam salisilat t er h adap albu m in m er u pak an con t oh t ipe pen gik at an obat –pr ot ein dim ana sedik it n y a ada 2 ( du a ) t em pat pen gik at an y an g ber beda dan t idak t er gan t u n g sat u den gan y an g lain ( n1 dan n2 ) , m asing m asing dengan t et apan assosiasi y ang t idak

t er gant ung sat u sam a lain ( k1 dan k2 ) . Per sam aan 5) sangat baik m ener angkan

t ipe int eraksi obat - prot ein ini.

Gam bar 5. Pengik at an hipot et is obat pada pr ot ein. Ks m er upak an t et apan

pengik at an y ang t idak t er gant ung dengan y ang lain, dan n s m er upak an t em pat pengik at an per m ol pr ot ein.

Gam bar 6. Kur v a pengik at an asam salisilat pada k r ist al bov ine ser um album in. Ku r v a I . Plot u n t u k golon gan per t am a, n = 0 , 7 2 ; k1 = 25. 000. Kurva I I , plot

unt uk golongan kedua, n2 = 5,3, k2 = 150. Kur v a I + I I , plot unt uk k edua t em pat

pengik at an, m er upak an j um lah dar i y ang diat as.

I . 4 . 2 . M e t o d e i n v i v o ( k o n se n t r a si p r o t e in t id a k d ik e t a h u i) .

Plot k ebalik an dan scat ch ar d t idak dapat digu n ak an bila sif at alam iah dan j u m lah past i dar i pr ot ein dalam sist em per cobaan t idak dik et ahui. Per sen pengik at an obat selalu digunak an unt uk m enunj uk k an k eber adaan ik at an obat - pr ot ein dalam plasm a. Fr ak si dar i pengik at an obat ß, dapat dit ent uk an secar a per cobaan dan sam a dengan

r asio k onsent r asi pengik at an obat , Dß , dan k onsent r asi t ot al obat DT dalam plasm a,

sebagai ber ik ut :

D ß

ß = ………. . 9 ) DT

Nilai dar i t et apan assosiasi dapat dit ent uk an, m esk ipun sifat alam iah pengik at an obat - pr ot ein plasm a t idak dik et ahui, dengan car a m enat a ulang k em bali per sam aan 9 ) m enj adi per sam aan 10 )

D ß n Ka ( D )

r = = ………. . 10 )

PT 1 + Ka ( D ) Dim ana :

D ß : Konsent r asi obat y ang ber ik at an. D : Konsent r asi obat bebas.

PT : Konsent r asi t ot al pr ot ein.

Penat aan ulang per sam aan 1 0 ) ak an m enghasilk an per sam aan ber ik ut , y ang analog dengan per sam aan scat ch ar d.

D ß

= n Ka PT – Ka Dß ………. . 11 )

( D )

Konsent r asi baik obat bebas at au obat y ang ber ik at an m ungk in diper oleh secar a per cobaan, dan gr afik diper oleh dengan car a m enplot Dß/ ( D ) v er sus Dß, ak an

dihasilk an gar is lur us dan slope m er upak an t et apan assosiasi Ka.

Per sam aan 11 ) m em per lihat k an r asio dar i CP y ang t er ik at dan CP y ang bebas

dipen gar u h i oleh t et apan af f in it as, k on sen t r asi plasm a, PT, y ang m ungk in ber ubah

selam a k ondisi sak it dan denga n k onsent r asi obat dalam t ubuh. Har ga n dan Ka

m em ber ik an est im asi um um dar i affinit as dan k apasit as pengik at an dar i obat , k ar ena plasm a m engandung cam pur an k om plek s pr ot ein. Pengik at an obat - pr ot ein dalam plasm a, m ungk in dipengar uhi oleh k om pet isi bahan, seper t i ion, asam lem ak bebas, m et abolit obat , dan obat y ang lain. Penent uan pengik at an obat - pr ot ein dapat diper oleh dalam int er v al k onsent r asi obat y ang luas, sebab pada k onsent r asi r endah dar i obat , t em pat pengik at an y ang m em puny ai affinit as t inggi, k apas it as y ang r endah m ungk in t idak ak an t er j adi at au pada k onsent r asi obat y ang t inggi, penj enuhan dar i t em pat pengik at an pr ot ein m ungk in t er j adi.

I . 5 . H u b u n g a n a n t a r a k on se n t r a si p r ot e in d a n k on se n t r a si ob a t p a d a pe n gik a t a n oba t - p r ot e in .

Konsent r asi obat , k onsent r asi pr ot ein, dan t et apan assosisasi ( affinit as) Ka,

m em pengar uhi fr ak si pengik at an obat ( per sam aan 9) . Pada k onsent r asi pr ot ein y ang t et ap ( m er upak an k asus y ang nor m al) , fr ak si dar i obat y ang ber ik at an ak an

Gam bar 7. Fr ak si obat t er ik at v er su s k onsent r asi obat pada k onsent r asi pr ot ein y an g t et ap.

Pada k onsent r asi pr ot ein y ang t et ap, hany a beber apa dar i j um lah t em pat pengik at an y ang t er sedia unt uk obat . Pada k onsent r asi obat y ang r endah, um um ny a obat m ungk in ber ik at an dengan pr ot ein, nam un, pada k onsent r asi obat y ang t inggi, t em pat pengik at an pr ot ein m ungk in m enj adi j enuh, y ang m engak ibat k an k enaik an y ang cepat dar i k onsent r asi obat bebas. Unt uk m em per lihat k an hubu n g an k onsent r asi obat , k onsent r asi pr ot ein, dan Ka, r um us ber ik ut diper oleh dar i

per sam aan 9 dan 10.

1

ß = ………… 12 )

( D ) 1 1 + +

n PT n KaPT

Dar i per sam aan 12, baik k onsent r asi obat bebas, ( D ) , dan k onsent r asi t ot al pr ot ein ,

PT, ak an m em puny ai efek y ang pent ing pada fr ak si obat y ang t er ik at . Beber apa

fak t or y ang t iba t iba m enaik k an k onsent r asi fr ak si obat bebas dalam plasm a ak an m eny ebabk an per ubahan phar m ak ok inet ik dar i obat . Pada um um ny a, sebab pengik at an pr ot ein adalah nonlinear , per sen obat y ang t er ik at t er gant ung baik pada k onsent r asi obat dan pr ot ein dalam plasm a. Dalam k ondisi sak it , k onsent r asi pr ot ein dapat ber ubah ubah, sehingga ber ak ibat t er hadap per sen obat y ang t er ik at . Efek dar i per sen pr ot ein diper lihat k an dalam gam bar 8. Bila k onsent r asi pr ot ein m eningk at , per sen obat y ang ber ik at an m eningk at sam pai m ak sim um . Bent uk dar i k ur v a dit ent uk an oleh t et apan assosiasi k om plek s pr ot ein - obat dan k on sen t r asi obat .

Gam bar 8. Efek k onsent r asi pr ot ein pada per sent ase pengik at an obat . A, B, dan C, m em per lihat k an obat hipot et is dengan penur unan affinit as pen gik at an .

SOAL :

Tent uk anlah j um lah dar i t em pat pengik at an ( n ) dan t et apan dissosiasi ( Ka ) dar i

dat a ber ik ut dengan m em pe r gunak an per sam aan scat char d.

r ( D x 10- 4 M ) r/ ( D )

0, 40 0,33

0, 80 0, 89

1, 20 2,00 1, 60 5,33

Dapat k ah n d an Ka m em puny ai nilai fr ak sional ? Mengapa ?

Jaw ab :

Hit ung r / ( D ) versus r , m ak a dihasilk an gr afik dengan k oor dinat y ang r ect angular ( spt em pat per segi panj ang )

r r / ( D x 10 4 M ) 0, 40 1,21

0, 80 0, 90

1, 20 0,60 1, 60 0,30

y- int ersep = n Ka = 1,5 x 104

x- int ersep = n = 2. Sehingga,

Ka = 1, 5 x 104/ 2 = 0, 75 x 104 Har ga Ka dapat j uga diper oleh dar i slope.

I . 6 . Ke se t im b a n g a n m a ssa o b a t d a n v o lu m e d ist r ib u si y a n g d ia m a t i. ( M a ss Ba la n ce o f D r u g a n d Ap p a r e n t V o lu m e D ist r ib u t io n )

Volum e d ist r ibusi hasil pengam at an, VD, digunak an unt uk m er am alk an adany a

dist r ibusi obat k edalam badan. Mesk ipun v olum e dist r ibusi hasil pengam at an t idak m enggam bar k an uk ur an secar a fisik a dar i j ar ingan, VD m enggam bar k an hasil dar i

dist r ibusi dinam ik obat ant ar a j ar ingan dan dar ah. Sebagai ilust r asi unt uk pem ak aian

VD, dilak uk an cont oh degan m elar ut k an obat dalam lar ut an y ang seder hana. I st ilah

v olum e dibut uhk an unt uk m enj elask an hubungan k onsent r asi obat y ang t er dapat dalam sist em ( at au t u bu h m an u sia ) t er h adap j um lah obat y ang dit am bahk an k edalam sist em . Volum e dar ipada sist em m ungk in dapat dir am alk an bila j um lah obat y ang dit am bahk an k edalam sist em dan k onsent r asi obat set elah set im bang didalam sist em dik et ahui.

Jum lah ( m g ) obat yg dit am bahkan ke d lm sist em

Volum e ( L ) = . . 1 3 )

Kons. Obat ( m g/ L ) dlm sist em set elah set im bang

Per sam aan diat as m enggam bar k an hubungan k onsent r asi, v olum e, dan m assa, seper t i y ang t er lihat dalam per sam aan ber ik ut :

Konsent r asi ( m g/ L ) x volum e ( L ) = Massa ( m g ) ….14 ) Per t im bangan dalam m enghit ung v olum e dist r ibusi.

Cont oh sim ulasi.

Dianggap bahw a ada 3 ( t iga) gelas k im ia ( beak er glass) m asing m asing diisi dengan 100 m l air . Kem udian 100 m g obat dit am bahk an k edalam m asing m asing gelas k im ia ( gbr . 9) . Beak er 1 m engandung hany a air ; beak er 2 dan 3 m asing m asing m engandung air dan k om par t em en k ecil y ang m engandung k ult ur sel. Sel dalam beak er 2 dapat m engik at obat sedangk an sel dalam beak er 3 dapat m em et abolism e obat . Ser at us m g obat dit am bahk an k epada set iap beak er , dan k onsent r asi dar i obat dalam k om par t em en air ( cair an) disam pling dan dit ent uk an k adar ny a. Sesudah sej um lah obat dit am bahk an dan k onsent r asi obat cair an dalam set iap beak er ber ada dalam k eset im bangan, v olum e air m ungk in dihit ung. Tuj uan dar i lat ihan ini adalah unt uk m enent uk an bagaim ana car a m enghit ung v olum e dalam set iap k asus dan m em ban din gk an v olu m e y an g dih it u n g den gan v olu m e air seben ar n y a dalam beak er .

Gelas k im ia ( beak er ) I : Dist r ibusi obat hany a dalam k om par t em en Cair an ( air ) t anpa pengik at an obat dan

m et abolism e.

Gelas k im ia ( beak er ) I I : Dist r ibusi obat dalam k om par t em en cair an m engandung k um pulan sel y ang m engik at obat secar a bolak balik .

Gelas k im ia( beak er ) I I I : Dist r ibusi obat dalam k om par t em en cair an m engandung k um pulan sel ( sam a seper t i pada j ar ingan in v iv o) dim ana obat m ungk in dim et abolism e dan hasil m et abolism e ber ik at an pada sel.

Gam bar 9 , Per cobaan m enir u dist r ibusi obat dalam badan.

Gelas kim ia 3 ( t iga ) buah, m asing - m asing m engandung 100 m l air ( kom part em en cairan ) dan 100 m g obat yang larut dalam air. Gelas kim ia 2 dan 3 j uga m engandung 5 m l kum pulan sel kult ur.

Kasu s p er t ama .

Volum e air pada beak er I dihit ung dar i j um lah obat y ang dit am bahk an ( 100 m g ) dan k eset im bangan k onsent r asi obat m em per gunak an per sam aan 13, set elah k eset im bangan, k onsent r asi obat dihit ung sebesar 1m g / m l.

Volum e = 100 m g / 1 m g / m l = 100 ml.

Per hit ungan v olum e pada beak er I m enegask an bahw a, sist em seder hana dan hom ogen, dalam hal ini, m em per lihat k an v olum e cair an sebenar ny a dar i beak er . Kasus k edua.

Gelas k im ia k e 2 m engandung k um pulan sel y ang m enem pel pada dasar gelas k im ia. Pen gik at an obat pada pr ot ein dar i sel dit em uk an di per m uk aan dan didalam int er ior cy t oplasm a. Keadaan ini m em per lihat k an sist em het er ogen y ang t er dir i dar i k om par t em en cair an y an g ber pu t ar sem pu r n a ( w ell- st r ir r ed flu id com par t m en t ) dan j ar ingan ( sel ) . Unt uk m e net uk an v olum e dar i sist em ini secar a t elit i, dibut uhk an infor m asi y ang lebih bany ak dar ipada k asus per t am a.

1 . Jum lah obat y ang dilar ut k an k edalam k om par t em en cair an h ar u s dit en t u k an . Sebab beber apa obat ak an ber ik at an dalam k om par t em en sel, j um lah obat dalam k om par t em en cair an pada gelas k im ia ak an k ur ang dar i 100 m g. 2 . Jum lah obat y ang diam bil oleh k um pulan sel, har us dik et ahui unt uk

m enghit ung j um lah selur uh obat dalam gelas k im ia. Sehingga, baik k om par t em en sel at aupun cair an har us disam pling dan diper ik sa k adar ny a unt uk m enent uk an k onsent r asi obat dalam set iap k om par t em en.

3 . Volum e dar i k um pulan sel har us dit ent uk an.

Dianggap bahw a t elah dilak uk an pem er ik saan seper t i diat as dan diper oleh infor m asi sebagai ber ik ut :

- Konsent r asi obat dalam kom part em en cairan = 0,5 m g / m l. - Konsent rasi obat dalam kum pulan sel = 10 m g / m l.

- Volum e kum pulan sel = 5 m l.

- Jum lah obat yang dit am bahkan = 100 m g. - Jum lah obat y ang ber gabung dengan sel

= 10 m g / m l x 5 m l = 50 m g.

- Jum lah obat y ang t er lar ut dalam k om par t em en cair an ( air ) = 100 m g ( t ot al ) – 50 m g ( dalam sel ) = 50 m g ( dalam air ) .

Mem per gunak an infor m asi diat as, v olum e sebenar ny a dar i k om par t em en c air an ( air ) dihit ung dengan per sam aan 13.

Volum e yang diam at i = 100 m g / 0,5 m g / m l = 100 m l.

Nilai 100 m l sesuai dengan v olum e cair an y ang dim asuk k an k edalam gelas k im ia. Bila sel j ar ingan t idak dapat disam pling, seper t i dalam k asus pem ber ian obat in

vivo , v olum e k om par t em en cair an ( air ) dihit ung m em ak ai per sam aan 13, dianggap

sist em hom ogen.

Volum e yang diam at i = 100 m g / 0,5 m g / m l = 200 m l.

Nilai 200 m l adalah secar a ny at a lebih besar dar i dugaan ( ov er est im asi) v olum e sebenar ny a ( 100 m l) dar i sist em . Bila m er upak an sist em het er ogen, v olum e sebenar ny a at au y ang ny at a dar i sist em , dapat dit ent uk an dengan t idak t elit i, dengan m engam at i hany a sat u k om par t em en. Sehingga v olum e dist r ibusi y ang diam at i dihit ung dan infr a st r uk t ur dar i sist em diabaik an. I st ilah v olu m e dist r ibu si

y ang diam at i ( appar ent v olum e of dist r ibut ion) m enunj uk k an k et iadaan k ar ak t er ist ik

v olum e dist r ibusi sebenar ny a. Volum e dist r ibusi y ang diam at i digunak an dalam phar m ak ok inet ik a sebab k om par t em en j ar ingan ( selluler ) t idak m udah unt uk disam pling dan v olum e sebenar ny a t idak dik et ahui. Bila per cobaan pada gelas k im ia k e 2, dilak uk an dengan v olum e y ang sam a dar i sel k ult ur y ang m em puny ai afinit as pengik at an unt uk obat y ang ber beda, m ak a v olum e dist r ibusi y ang diam at i sangat dipengar uhi oleh adany a pengik at an obat pada sel ( t abel. 5) .

Seper t i t er lihat pada t abel 5, bila j um lah obat dalam k om par t em en sel m eningk at ( k olom 3) , VD y ang diam at i dar i k om par t em en cair an m eningk at ( k olom 6) .

Pengik at an obat pada sel secar a k eselur uhan, efek t ip m enar ik m olek ul obat k eluar dar i k om par t em en cair an, m enur unk an k onsent r asi obat dalam k om par t em en cair an, dan m eningk at k an VD. Dalam sy st em biologi, k uant it as sel, v olum e k om par t em en

sel, dan adany a pengik at an obat dalam sel ak an m e m pengar uhi VD. Volum e sel

y ang besar dan / at au pengik at an obat y ang luas dalam sel, m engur angi k onsent r asi obat dalam k om par t em en cair an dan m eningk at k an v olum e dist r ibusi y ang diam at i. Dalam cont oh ini, k om par t em en cair an sebanding dengan k om par t em en pusat dan k om par t em en sel analog dengan k om par t em en j ar ingan at au pinggir . Bila obat didist r ibusik an secar a luas k edalam j ar ingan at au k edalam j ar ingan dengan k epek at an y ang t idak sam a r at a, VD unt uk obat dapat m elebihi v olum e secar a fisik a

dar i t ubuh ( leb ih k ur ang 70 L t ot al v olum e at au 42 L air t ubuh unt uk subj ek 70 k g ) . Disam ping pengik at an pr ot ein secar a sellular , par t isi dar i obat k edalam k om par t em en sellular lipid dapat m enur unk an VD secar a k uat . Bany ak obat

m em pu n y ai k oef isien air / m in y ak diat as 1 0 , 0 0 0 , obat lipofilik ini ham pir selur uhny a t er dapat pada fase lipid dar i j ar ingan adipose, m enghasilk an k onsent r asi obat y ang sangat r endah pada air ek st r asellular . Um um ny a obat dengan nilai VD y ang sangat

besar , ak an m em puny ai k onsent r asi obat y ang sangat r en dah dalam plasm a. VD

y ang besar selalu diint er pr et asik an sebagai dist r ibusi y ang luas dar i obat t er sebut , m esk ipun bany ak fak t or lain j uga ber pengar uh pada per hit ungan peninggian v olum e dist r ibusi y ang diam at i. VD sebenar ny a y ang m elebihi v olum e dar i t ubuh t idak

m ungk in secar a fisik a. Hany a bila k onsent r asi obat , baik pada k om par t em en j ar ingan dan plasm a dit elit i dan v olum e set iap k om par t em en secar a ny at a dit et apk an, m ak a v olum e sebenar ny a secar a fisik a dapat dit ent uk an.

Kasus ket iga.

Ob at d alam kom par t em en sel pada beak er 3 m enur un, m et abolism e t idaak ak an t er dit ek si, sebab hasil m et abolism e y ang t er bent uk ak an ber ik at an dengan sel per ifer al. Sehingga, v olum e dist r ibusi y ang diam at i j uga ak an lebih besar dar i 100 m l. Ber bagai pen y ebab y an g t idak dik et ahui, y ang m enur unk an k onsent r asi obat dalam k om par t em en cair an ak an m eningk at k an VD, dihasilk an dalam ov er est im asi

dar i v olum e dist r ibusi y ang diam at i. Hal ini dapat digam bar k an dengan per cobaan dalam gelas k im ia 3. Dalam gelas k im ia 3, k um pulan sel ak an m em et abolism e obat dan m engik at hasil m et abolism e pada sel. Sehingga, obat secar a efek t if ak an dik eluar k an dar i k onsent r asi cair an. Dat a unt uk per cobaan ini ( cat at an , bah w a h asil m et abolism e diny at ak an sam a dengan obat ut uh ) adalah sbb:

• Jum lah oba t y ang t er dapat dalam gelas k im ia = 100 m g.

• Kom par t em en sel

- Konsent rasi obat = 0,2 m g / m l.

- Konsent r asi hasil m et abolism e y g ber ik at an = 9,71 m g / m l. - Konsent rasi hasil m et abolism e yg bebas = 0, 29 m g / m l. - Volum e sel = 5 m l.

• Kom par t em en cair an ( air )

- Konsent rasi obat = 0, 2 m g / m l

- Konsent rasi hasil m et abolism e = 0, 29 m g / m l.

Unt uk m enghit ung j um lah t ot al obat dan hasil m et abolism e dalam k om par t em en sel, per sam aan diat ur sebagai ber ik ut :

Tot al obat dan hasil m et abolism e dalam sel

= 5 m l x ( 0,2 + 9,71 + 0, 29 m g / m l ) = 51 m g. Sehingga t ot al obat dalam k om par t em en cair an adalah : ( 100 – 51 ) m g = 49 m g.

Bila hany a obat ut uh y ang dik et ahui, VD dapat dihit ung dengan per sam aan 13, VD = 100 m g/ 0,2 m g / m l = 500 m l.

Mengingat bahw a hany a 100 m l air y ang t er dapat dalam gelas k im ia 3, per hit ungan bahw a v olum e dist r ibusi y ang diam at i 500 m l, m er upak an ov er est im asi dar i v olum e cair an sebenar ny a pada sist em . Dist r ibusi obat dalam sist em biologi digam bar k an seper t i, gam bar : 11.

Dalam k um pulan plasm a, t er dapat album in lebih k ur ang 4 , 4 g / dL. Konsent r asi album in lebih r endah dalam cair an ek st r aselluler , lebih k ur ang 60 % dar i lev el plasm a. Hany a obat bebas ak an t er difusi ant ar a plasm a dan cair an j ar ingan. Sebalik ny a, cair an j ar ingan, set im bang dengan air int r aselluler dalam sel j ar ingan. Konsent r asi obat dalam j ar ingan dipengar uhi oleh k oefisien par t isi ( afinit as lem ak / air ) dar i obat dan pengik at an obat dengan pr ot ein j ar ingan.

Gam bar , 10. m er upak an daft ar dar i v olum e dist r ibusi pada k eadaan t unak dar i 1 0 obat y ang um um y ang disusun secar a t egak dengan ber t ur ut an. Obat dengan

dist r ibusi y ang lebih r endah dalam air ek st r aselluler ak an lebih bany ak t er dist r ibusi k edalam j ar ingan.

Gam bar , 1 0 . Daft ar v olu m e dist r ibu si dalam k eadaan t u n ak dar i 1 0 ob at y an g um um , disusun secar a t egak , m em per lih at k an ber bagai fak t or y ang m em pengar uhi

VD. Obat dengan VD y ang t inggi, um um ny a m em puny ai afinit as j ar ingan y ang

t inggi at au pengik at an y ang r endah t er hadap ser um album in. Obat polar at au hidr ofilik cendr ung m em puny ai VD y ang sam a dengan v olum e air ek st r aselluler .

Sebagai per bandingan v olum e y ang ideal secar a phy siologis unt uk m anusia dengan ber at 70 k g t elah disusun sebagai ber ik ut :

( 1) plasm a (3 L) , ( 2) cair an ek st r aselluler ( 1 5 L) , dan ( 3) cair an int r aselluler ( 2 7 L) . Obat seper t i penicillin, cephalospor in, asam v alpr oat , dan fur osem ide adalah seny aw a polar y ang um um ny a t er dapat dalam plasm a dan cair an ek st r aselluler . Beber apa lev el obat dalam j ar ingan y ang t idak um um , biasany a dipengar uhi oleh pengik at an pr ot ein at au adany a pem baw a k husus at au sist em effluk s. Bila v olum e dist r ibusi sangat t inggi ( > dar i v olum e t ubuh y ait u 70 L) y ang um um ny a ber hubungan dengan peny im panan k husus pada j ar ingan y ang ak an m em indahk an obat dar i cair an plasm a. Sebagai cont oh : Digox in, ak an ber ik at an dengan m em br an m y ocar dial, y an g m em pu n y ai lev el obat 6 0 dan 1 3 0 k ali lev el obat dalam ser u m , p a d a an ak an ak dan dew asa ( Par k , dk k 1 9 8 2 ) . Tin ggin y a pen gik at an j ar in gan m er upak an ak ibat dar i v olum e dist r ibusi m asa t unak y ang besar . Afinit as obat y ang t inggi j uga m er upak an hasil w ak t u par uh dist r ibusi (alpha) y ang panj ang m esk ipun per fusi dar ah v ask ule r dar i hat i cuk up besar . I m iper am ine adalah obat dengan day a pengik at an y ang t inggi t er hadap pr ot ein dan t er dapat dalam j um lah y ang t inggi pada plasm a.

Dar i per cobaan dengan gelas k im ia diat as dapat diam bil beber apa k esim pulan :

1 . Obat h ar u s ber ada dalam k eadaan set im ban g pada sist em , sebelu m k onsent r asi obat dit ent uk an. Pada k eadaan t idak set im bang, sam pel y ang diam bil dar i sist im unt uk m enent uk an k adar obat , t idak t er dapat dalam selur uh bahagian dar i sist em .

2 . Pen gik at an obat ak an m en gu bah v olu m e dist ribu si seben ar n y a secar a fisik a, bila selur uh k om ponen dalam sist em t idak disam pling dan dit ent uk an k adar ny a. Pengik at an obat ek st r av esik uler ak an m eningk at k an VD y ang

diam at i.

3 . Baik pengik at an obat int r av esik ur at au ek st r av esik uer har us dilak uk an, unt uk menent uk an v olum e dist r ibusi.

4 . VD y ang diam at i pent ing unt uk m enent uk an dist r ibusi r elat ip obat diluar k onsent r asi plasm a. Ber t am bah besar pengik at an obat dengan j ar ingan dan penim bunan obat , ak an m eninggik an VD, nam un ber t am bah besar pengik at an

obat dengan pr ot ein plasm a m aak dist r ibusi VD akan m enurun.

5 . Met abolism e obat y ang t idak t er det ek si, ak an m eningk at k an VD.

6 . VD y ang diam at i lebih besar dar ipada gabungan v olum e plasm a dan air t ubuh, m enunj uk k an pr oses ( 4) dan ( 5 ) at au k eduany a.

7 . Mesk ipun VD tid ak m er u pak an v olu m e fisiologis y an g seben ar n y a, VD sangat

ber guna unt uk m enghubungk an k onsent r asi obat dalam plasm a dengan j um lah obat dalam t ubuh ( per sam aan 13 ) . Hubungan dar i hasil k onsent r asi obat dan v olum e sam a dengan t ot al m assa obat , sangat pent ing dalam phar m ak ok inet ik .

Soal

Tabel 5 , m em per lihat k an j um lah obat dalam sist em , dihit ung dar i VD dan

k onsent r asi obat dalam k om par t em en cair an. Hit unglah j um lah obat dalam sist em m em per gunak an v olum e sebenar ny a dan k onsent r asi obat dalam k om par t em en cair an.

Peny elesaian .

Dalam set iap k eadaan, hasil dar i k onsent r asi obat ( k olom 5 ) k ali v olum e dist r ibusi y ang diam at i ( k olom 6 ) m enghasilk an 100 m g obat ; per hit ungan y ang t elit i unt uk j um lah t ot al obat y ang t er dapat dalam sist em . Sebagai cont oh : 0, 25 m g / m l x 400 m l = 100 m g. Har us diingat bahw a j um lah obat y ang ada t idak dapat dit ent uk an dengan m enggunak an v olum e sebenar ny a dan k onsent r asi obat ( k olom 5 ) . Pendek at an secar a phy siologis m em er luk an lebih bany ak infor m asi m eliput i :

( 1 ) . Konsent r asi obat dalam sel. ( 2 ) . Volum e dar i kom par t em en sel. ( 3 ) . Volum e k om par t em en cair an.

Jum lah t ot al obat adalah sam a dengan j um lah obat dalam k om par t em en sel dan j um lah obat dalam k om par t em en cair an.

( 15 m g / m l x 5 m l ) + ( 100 m l x 0,25 m g / m l ) = 100 m g.

Kedua pendek at an diat as m em per lihat k an per hit ungan y ang benar unt uk set iap j um lah obat y ang t er dapat dalam sist em . Mesk ipun, pendek at an k edua m em but uhk an infor m asi y ang lebih dar i y ang biasa dilak uk an. Pendek at an unt uk y ang k edua, dem ik ian j uga, nam un, lebih m engar ah pada phy siologi. Um um ny a lingk ungan fisiologis k om par t em en, t idak dapat m enent uk an secar a j elas k onsent r asi ob at .

7 . Ef e k d a r i p e n g ik a t a n p r o t e in p a d a v o lu m e d ist r ib u si y a n g d ia m a t i.

Adany a ik at an pr ot ein- obat pada plasm a at au j ar ingan ak an m em puny ai efek t er hadap VD . Obat y ang ber ik at an dengan k uat pada plasm a pr ot ein, ak an

m em puny ai fr ak si obat bebas y ang r endah ( fu = fr aksi obat yang bebas ) pada air

plasm a, suk ar t er difusi, dan k ur ang cepat t er dist r ibusi pada j ar ingan ( gbr . 1 1 ) .

Gam bar 1 1 . Diagr am y ang m em per lihat k an obat y ang ber ik at an t idak Ak an t er difusi m elalui m em br ane t et api obat bebas ak an t er difusi bebas ant ar a plasm a dan air ek st r asellular .

Obat den gan pen gik at an t er h adap pr ot ein y ang r endah m em puny ai fu y ang besar

dan secar a um um m udah t er difusi dan v olum e dist r ibusi besar . Sebab v olum e dist r ibusi hasil pengam at an dipengar uhi oleh k elar ut an dalam lem ak disam ping pengik at an pr ot ein, ada beber apa pengecualian t er hadap at ur an. Nam un, bila beber apa obat dipilih dar i sat u golongan dengan k ar ak t er ist ik fisik a dan par t isi t er hadap lem ak y ang ber dek at an, v olum e dist r ibusi hasil pengam at an m ungk in dapat dij elask an dengan t ingk at an r elat ip pengik at an obat t er hadap j ar ingan dan pr ot ei n plasm a. Nilai VD dar i 4 (em pat ) ant ibiot ik cephalospor ine (g b r . 1 2) pada m anusia

dan hew an (Saw ada dk k 1984) m em per lihat k an bahw a per bedaan v olum e dist r ibusi dari cefazolin, cefot et an, m ox alact am , dan cefoper azone adalah ber kait an er at den gan pe r bedaan der aj at pengik at an pr ot ein. Sebagai cont oh, fr ak si obat y ang t idak t er ik at fu dalam plasm a m anusia dan t ik us y ang t er t inggi adalah cef oper azon e, dan v olum e dist r ibusi baik pada m anusia at au t ik us j uga m er upak an

y ang t er t inggi diant ar a k e 4 ( e m pat ) obat t er sebut . Sebalik ny a, cefazolin m em puny ai

fu y ang t er endah pada m anusia dan diik ut i dengan v olum e dist r ibusi y ang t er endah. Sangat pent ing, bahw a v olum e dist r ibusi per k g pada m an u sia (Vm anusia) um um nya

leb ih b esar d ar ip ad a t ik u s (V t ikus) sebab fr ak si obat bebas j uga lebih t inggi,

m enghasilk an v olum e dist r ibusi y ang lebih besar . Per bedaan dalam nilai VD dan t1/ 2

diant ar a j enis y ang ber beda m ungk in k ar ena per bedaan dalam pengik at an pr ot ein. Obat , seper t i f u r osem ide, sulfisox azole , t olb u t am ide, d an w ar f ar in dapat ber ik at an

lebih besar dar i 90% dengan pr ot ein plasm a dan m em puny ai r ent ang nilai VD dari

7 , 7 sam pai 1 1 , 2 L / k g ber at badan. Obat y ang ber sifat basa, seper t i im ipr am ine ,

nor t r ipt y line, dan pr opr anolo l secar a cepat dapat ber ik at an baik den gan j ar in gan dan

plasm a pr ot ein dan m em puny ai nilai VD y ang besar .

Gam bar 12. Plot dar i VD 4 ( em pat ) ant ibiot ik cephalospor ine pada Manusia dan

t ikus m em per lihat k an hubungan ant ar a Fr ak si obat t idak t er ikat ( fu ) dan

v olum e dist r ibusi ( Sawada dkk 1984 )

Seper t i t elah dibicar ak an t er dahulu, per pindahan obat dar i pr ot ein plasm a dapat m em pengar uhi phar m ak ok inet ik obat dengan ber bagai car a :

1. Secar a langsung m eningk at k an k onsent r as i obat bebas ( t idak t er ik at ) sebagai hasil pengur angan pengik at an dalam dar ah.

2. Meningk at k an k onsent r asi obat bebas y ang ak an m encapai secar a langsung t em pat r esept or , y ang m eny ebabk an r espon phar m ak odim am ik ( at au t ok sik ) ak an lebih k uat .

3. Peningk at an k onsent r asi obat bebas m eny ebabk an peningk at an sem ent ar a VD dan penur unan sebahagian dar i peningk at an k onsent r asi

obat bebas dalam plasm a.

4. Peningk at an k onsent r asi obat bebas m enghasilk an lebih bany ak obat t er difusi k edalam j ar ingan dar i elim inasi or gan, t er ut am a hat i dan ginj al, y ang m enghasilk an peningk at an sem ent ar a dar i elim inasi obat . Konsent r asi obat t er ak hir y ang m encapai t ar get ( sasar an ) t er gant ung pada sat u at au lebih dar i k eem pat fak t or y an g ber per an an pada k eadaan k linis. Sebelum per ubahan dosis dilak uk an m ak a efek dar i pengik at an pr ot ein har us diev aluasi secar a hat i hat i.

I . 8 . Ca r a m e n g h it u n g v olu m e d ist r ib u si y a n g d ia m a t i.

Volum e dist r ibusi y ang diam at i pada m asa t unak ( st ead y st at e ) .

Volum e dist r ibusi y ang dia m at i, Vap p , ber hubungan dengan k onsent r asi obat dalam

t unak bila k onsent r asi dalam k om par t em en j ar ingan ber ada dalam k eadaan set im bang dengan k onsent r asi obat dalam k om par t emen plasm a ( gbr 13 ) .

Gam bar 13, Diagr am m em per lihat k an. At as, Dist r ibusi obat d en g an pen dek at an m odel 2 k om par t em en. Baw ah, Dist ribusi obat dengan pendek at an phy siologis.

Ber dasar k an per sam aan 13 diat as, m ak a :

Vapp = DB / CP ………. 15 ) . DB = VP CP + Vt Ct ………. . 1 6 ) .

Dim ana :

DB : Jum lah obat dalam t ubuh. VP : Volum e k om par t em en plasm a. Vt : Volum e k om par t em en j ar ingan. CP : Konsent r asi obat dalam plasm a. Ct : Konsent rasi obat dalam j aringan.

Sebab obat dapat ber ik at an baik t er hadap pr ot ein plasm a m aupun j ar ingan, m ak a k onsent r asi obat bebas m aupun t er ik at har us diper hat ik an. Dalam k eadaan t unak ( st eady st at e) , obat bebas pada plasm a dan j ar ingan be r ada dalam k eadaan set im bang.

Cu = Cu t ………. . 17 )

Sehingga, k em ungk inan lain :

Cp fu = Ct fut ………. …. 18 )

at au

Ct = Cp fu / f ut ………1 9 )

fu : fr ak si obat bebas pada plasm a.

fu t : fr ak si obat bebas pada j a r ingan.

Cu : k onsent r asi obat bebas pada plasm a. Cu t : k onsent r asi obat bebas pada j ar ingan.

Subsit usik an per sam aan 19) k edalam per sam aan 16 ) m ak a diper oleh :

DB = Vp Cp + Vt [ Cp ( f u / f u t ) ] ………..20 )

Bila dilak uk an penat aan k em bali, mak a :

DB / Cp = Vp + Vt [ f u / f u t ] ………….. 21 )

Sebab,

DB / Cp = V app ( per sam aan 15 ) , dengan m ensubsit usi k epada per sam aan 21,

m ak a Va p p dapat diest im asi dar i per sam aan 22) . Vapp = Vp + Vt [ fu / fut ] ………. . 22)

Per sam aan 2 2 ) m er upak an h u bu n gan j u m lah obat dalam t u bu h den gan v olu m e plasm a, v olum e j ar ingan, dan fr ak si obat bebas dalam plasm a dan j ar ingan. Per sam aan 22 ) j uga dapat diper luas m eliput i beber apa j ar ingan or gan dengan m asing m asing Vt i dan fr ak si obat bebas dalam j ar ingan fu t i.

Vapp = Vp + S Vt i [ fu / futi ] …………23 )

Dim ana,

Vt i : v olum e j ar ingan dar i or gan y ang k e i t h.

fut i : fr ak si bebas dar i or gan y ang k e i t h.

Beber apa per t im bangan y ang pent ing unt uk m enghit ung Vap p.

1 . Volum e dist r ibusi hany a t et ap, bila k ons en t r asi obat dalam plasm a dan j ar ingan ber ada dalam k eadaan set im bang .

2 . Nilai dari = fu dan = fut t er gant ung pada k onsent r asi dan har us dit ent uk an

pada k ondisi k eset im bangan.

3 . Per sam aan 23) m em per lihat k an bahw a Vap p secar a t idak langsung

m en en t u k an pen gik at an obat dalam j ar ingan buk an m enent uk an v olum e sebenar ny a secar a anat om i.

4 . Bila = fu d an = fu t adalah sam a, per sam aan 2 3 ) m en j adi lebih seder h an a

yait u :

DB / Cp = Vp + Vt ………. . 2 4 ) .

Bila t idak dit em uk an adany a pengik at an obat dalam j ar ingan dan plasm a, v olu m e dist r ibusi t idak ak an m elebihi v olum e sebenar ny a secar a anat om i. Hany a dalam k eadaan set im bang, k onsent r asi obat bebas Cp = Ct. Pada w ak t u y ang lain, Cp t idak

sam a dengan Ct. Nilai dari DB t idak dapat dengan m udah dihit ung dar i Va p p dan Cp

Soal .

Obat A dan B m asing m asing dengan Vapp = 20 L dan 100 L, k edua obat m em puny ai Vp = 4 L dan Vt = 10 L, dan k edua obat ber ik at an dengan pr ot ein plasm a sebesar 60

% . Apak ah fr ak si pengik at an dar i j ar ingan t er hadap k edua obat ? Dianggap Vp = 4 L

dan Vt = 10 L.

Pem ecah an m asalah . Obat A.

Per gunak an per sam aan 22 )

Vapp = Vp + Vt [ fu / fut ]

Sebab obat A 60 % t er ik at , m ak a obat 40 % bebas, at au fu = 0,4.

20 = 4 + 10 ( 0,4 / fu t ) fut = 4 / 16 = 0, 25.

Fr ak si obat y ang t er ik at pada j ar ingan adalah 1 –0, 25 = 0,75 at au 75 % . Obat B.

100 = 4 + 10 ( 0,4 / fu t ) fu t = 0,042

Fr ak si obat y ang t er ik at pada j ar ingan adalah 1- 0,042 = 0,958 = 95,8 % .

Per sen obat bebas dalam cair an plasm a u n t u k obat A ada lah 25 % dan unt uk obat B adalah 4 , 2 % . Obat B lebih k uat ber ik at an dengan j ar ingan, y ang m eny ebabk an v olum e dist r ibusi y ang diam at i lebih besar . Pendek at an ini m enganggap bahw a k um pulan j ar ingan dalam k eadaan ut uh, sebab t idak m ungk in m engident ifik asi ku m pulan j ar ingan secar a fisik a pada m ana obat ber ik at an. Per sam aan 22) dapat m en j elask an v ar iasi y an g lu as dar i v olu m e dist r ibu si y an g diam at i u n t u k obat y an g dit elit i dalam lit er at ur ( t abel 6 sam pai t abel 8) . Obat dalam t abel 6, m em puny ai v olum e dist r ibusi y ang diam at i k ecil sebab pengik at an obat pada plasm a ( k ur ang dar i 10 L bila diek st r apolasi t er hadap ber at 70 k g ) .

Tabel 6, Hubungan ant ara afinit as unt uk serum album in dan volum e dist r ibusi u n t u k beber apa obat ber sifat asam.

Obat pada t abel 7 , m em per lihat k an bahw a secar a um um , bila fr ak si obat y ang bebas ( t idak t er ik at ) , fu, pada plasm a m eningk at , m ak a v olum e y ang diam at i m eningk at .

Pengur angan pengik at an obat dalam plasm a m enghasilk an peningk at an k onsent r asi obat bebas y ang ber difusi k edalam air ek t r aseluler . Kecuali unt uk obat y ang m em puny ai v olum e dist r ibusi y ang besar , dapat m em puny ai pengik at an t er hadap j ar ingan y ang t idak lazim . Beber apa obat ber ger ak k edalam cair an int er t isial t et api t idak dapat ber difusi m elalui m em br an sel k edalam cair an int r asellular , sehingga m engur angi v olum e dist r ibusi.

Obat pada t abel 8 , sebenar ny a t idak m em enuhi huk um pengik at an y ang um um , sebab v olum e dist r ibusiny a t idak ber hubungan dengan pengik at an obat pada plasm a . Obat ini m em puny ai v olum e dist r ibusi y ang am at besar dan m ungk in t idak dit em uk an pengik at an t er hadap j ar ingan at au m et abolism e j ar ingan. Ber dasar k an pada ak t ifit as phar m ak ologiny a, bar angk ali selur uh obat ini m elak uk an penet r asi k edalam lapisan int r aselluler.

Tabel 8. Cont oh obat dim ana dist r ibusi j ar ingan t idak t er gant ung pengik at an pr ot ein plasm a y ang diam at i.

I . 9 . H u b u n g a n a n t a r a p e n g ik a t a n ob a t - p la sm a p r ot e in t e r h a d a p d ist r ib u si d a n e lim in a si.

Hubungan ant ar a pengik at an obat - pr ot ein secar a bolak balik pada plasm a dan dist r ibusi ser t a elim inasi obat , dilihat pada gam bar 14.

Gam bar 14. Efek pengik at an obat - pr ot ein secar a bolak balik pada dist r ibusi dan elim inasi obat .

Obat dapat ber ik at an dengan pr ot ein secar a bolak balik . Obat bebas m enem bus m em br an sel m eny ebar k eber bagai j ar ingan t er m asuk j ar ingan y ang ber per anan dalam elim inasi obat , seper t i ginj al dan hat i. Sek r esi r enal ak t if, ber upa sist em car r ier m ediat ed, m ungk in m em puny ai affinit as y an g besar u n t u k m olek u l obat bebas dibandingk an t er hadap plasm a pr ot ein. Dalam k asus ini, ek sk r esi ak t if m elalui r enal ber lak u unt uk ek sk r esi cepat obat m esk ipun obat ber ik at an dengan pr ot ein. Bila obat dipindahk an dar i plasm a pr ot ein, lebih bany ak obat bebas y ang dapat t er dist r ibusi k edalam j ar ingan dan ber int er ak si dengan r esept or y ang ber per anan unt uk r espon phar m ak ologi. Selanj ut ny a, lebih bany ak obat bebas y ang digunak an unt uk elim inasi obat .

Penur unan dalam pengik at an pr ot ein ak an m enghasilk an k onsen t r asi obat bebas y ang ak an m eny ebabk an lebih bany ak obat m elalui m em br an sel dan t er dist r ibusi k edalam selur uh j ar ingan. Sehingga ak an lebih bany ak obat y ang dapat ber int er ak si pada t em pat r esept or unt uk m enghasilk an efek phar m ak ologi y ang lebih k uat . Selanj ut ny a, bany ak obat ak an t er dapat dalam j ar ingan y ang ak an t er j adi elim inasi obat , t er m asuk hat i dan ginj al. Wak t u par uh elim inasi dar i beber apa obat seper t i cephalospor in, y ang sebahagian besar diek sk r esi m elalui r enal ek sk r esi, um um ny a m eningk at bila per sen pengik at an obat pada plasm a m eningk at ( t abel 9 ) .

Tabel 9 . Pengar uh pengik at an pr ot ein pada phar m ak ok inet ik peny ar ingan per t am a cephalospor in dalam glom er ulus.

I k at an obat - pr ot ein bek er j a sebagai m olek ul y ang besar y an g t idak m udah ber difusi m elalui m em br an k apiler pada glom er ulus. Beber apa cephalospor in diek sk r esi m elalui baik sek r esi r en al d an biliar y . Wak t u par uh dar i obat y ang secar a signifik an diek sr esi dalam em pedu t idak ber hubungan baik dengan adany a pengik at an plasm a pr ot ein. Unt uk obat y ang sebahagian besar dim et abolism e oleh hat i, pengik at an t er hadap pr ot ein plasm a m encegah obat m em asuk i h ep at ocy t e, y ang m engak ibat k an pengur angan m et abolism e oleh hat i. Sebagai t am bahan, ik at an m olek uler obat t idak dapat digu n akan sebagai subst r at unt uk enzim hat i, dengan car a dem ik ian , selanj ut ny a m engur angi k ecepat an m et abolism e. Secar a um um , obat y ang m em puny ai pengik at an t er hadap plasm a pr ot ein y ang t inggi dapat m engur angi selu r u h ber sih an obat . Bila beber apa obat den gan fr a k si pengik at an plasm a pr ot ein y ang ber beda dit elit i, k adang k adang t idak ada dit em uk an pengur angan ber sihan at au am at k ecil sebab beber apa obat m em puny ai sifat sebagai ber sihan t idak t er bat as ( nonr est r icct iv ely clear ed ).

BAB I I . M ETOD E D AN H ASI L PERCOBAAN . I I . 1 . M e t o d e .

Ber bagai j enis m et ode per cobaan dapat digunak an unt uk penelit ian t er hadap pengik at an pr ot ein ( pr ot ein bin din g ) . Sebahagian besar dar i m et ode t er sebut ident ik dengan y ang digunak an unt uk penelit ian t er hadap ber bagai bent uk dar i

kom p lek sasi. Sebagai cont oh, sifat k elar ut an dar i bent uk m olek ul y ang k ecil dengan

ada / t anpa pr ot ein dapat dit elit i unt uk m enget ahui der aj at int er ak si. Sam a seper t i, pengar uh pr ot ein t er hadap sifat par t isi dar i m olek ul k ecil ant ar a fase ber air dan pelar u t organik y ang t idak dapat ber cam pur , dapat dit elit i. Dalam beber apa k eadaan, pengik at an dit unj uk k an oleh per ubahan y ang signifik an pada k ar ak t er ist ik spek t r a dar i m olek ul k ecil dan per ubahan ini dapat digunak an unt uk m enget ahui der aj at dim an a pen gik at an t ela h t er j adi. Teh n ik y an g palin g u m u m digu n ak an u n t u k m enent uk an k eset im bangan ant ar a m olek ul k ecil y ang bebas dan y ang t er ik at pada lar ut an pr ot ein adalah k eset im bangan dialy sis. Disini, lar ut an pr ot ein dibat asi dengan m em br ane, m isalny a cellophane , y an g b ersifat per m iabel bebas t er hadap bent uk m olek ul k ecil t et api t idak per m iabel t er hadap pr ot ein dan k om plek s pr ot ein. Lar ut an pr ot ein, y ang t er dapat dalam m em br an, ak an ber sent uhan dengan lar ut an m olek ul k ecil dan sist em dengan hat i hat i digoy ang sam pai k eset im bangan t er capai. Kem udian sam pel dipisahk an dar i lar ut an y ang t er dapat pada k edua sisi dar i m em br an dan dianalisa unt uk m enent uk an k onsent r asi dar i m olek ul y ang t er dapat dalam set iap lar ut an. Bila t idak t er j adi pengik at an, k edua lar ut an ak an m em puny ai konsent r asi y ang sam a dar i m olek ul k ecil. Bila t er j adi pengik at an, lar ut an y ang m engandung pr ot ein ak an m em puny ai k onsent r asi m olek ul k ecil y ang lebih t inggi, sebab ak an dit em u k an baik ben t u k t er ik at at au pu n bebas. Dem ik ian pu la, k on sen t r asi ben t u k bebas ak an m enj adi sam a dalam k edua lar ut an. Keadaan dapat digam bar k an seper t i, gam bar 1 5 . Tabel 1 0 , m em per lih at k an dat a y an g diper oleh pada penelit ian pengik at an k ofeine oleh ser um album in dan digam bar k an ber upa pen dek at an secar a keset im bangan dialysis u n t u k m en elit i pengik at an pr ot ein. Tehnik y ang lain y ang bany ak digunak an dan ber k ait an dengan k eset im bangan dialy sis adalah ult r afilt r asi. Disini, lar ut an y ang m engandung pr ot ein dan m olek ul k ecil disar ing, dibaw ah t ek anan, m elalui m em br an y ang t idak per m iabel t er had ap pr ot ein dan k om plek s pr ot ein. Filt r at ( hasil peny ar ingan ) dalam v olum e y ang r elat ip sedik it

dik um pulk an dan dianalisa unt uk m enget ahui k onsent r asi m olek ul k ecil y ang bebas, dan bahagian y ang t idak t er sar ing ( unfilt er ed ) dianalisa unt uk m em per oleh konsent r asi t ot al dar i bent uk bebas dan t er ik at . Met ode ini lebih cepat dar ipada m et ode k eset im bangan dialy sis, t et api m em puny ai beber apa k et idak t ent uan disebabk an per ubahan k onsent r asi pr ot ein selam a ult r afilt asi.

Gam bar 15. Per cobaan k eset im bangan dialy sis. Sim bol t er buk a y ang besar m eny at ak an m olek ul pr ot ein: bulat an k ecil y ang ber isi m eny at ak an m olek ul seny aw a dengan ber at m olek ul kecil y an g m am pu ber ik at an den gan pr ot ein.

A. Sebelum k eset im bangan, B. Sesudah k eset im bangan.

Tabel 10, Hasil y ang diper oleh dar i penelit ian pengik at an k ofeine oleh album in y ang ber asal dar i ser um sapi.

I I . 2 . H a sil p e r co b a a n .

Bany ak penelit i m enulisk an hasil penelit ian t ent ang pengik at an pr ot ein ( binding pr ot ein ) dalam bent uk fr ak si t ot al m olek ul k ecil y ang t er dapat dalam bent uk t er ik at . Fr ak si ini biasany a dit ulis dalam bent uk sy m bol ß.

D ß

ß =

DT

Sebagai cont oh, unt uk dat a pada t abel 7, 0,4 x 10- 4

ß = = 0, 571

0,7 x 10- 4

Hal ini ber ar t i, t ent u, bahw a hany a 57, 1 % dar i k ofeine pada k om par t em en pr ot ein t er dapat dalam bent uk k om plek s pr ot ein.

I I . 3 . Sig n if ik a si.

I nfor m asi pent ing baik secar a t eor it is at aupun pr ak t ek t elah diper oleh dar i penelit ian pengik at an pr ot ein. Sebagai cont oh, penelit ian dengan album in t elah m enet apk an penger t ian dar i sifat alam iah sisa asam am ino y ang ber per anan dalam pr oses pen gik at an , k ar ak t er ist ik secar a st r uk t ur al y ang m eningk at k an pengik at an, dan k ek uat an int er m olek uler y ang ber per anan dalam pengik at an. Selur uh infor m asi ini cuk up ber ar t i, sebab ini dapat diek st r apolasi, unt uk m enghasilk an penger t ian y ang lebih baik , pada t ingk at an m olek uler , dar i k er j a obat dan ak t ifit as enzim . Secar a pr ak t ek y ang lebih ber ar t i adalah bahw a pengik at an nonspesifik pr ot ein dalam t ubuh dapat m em pengar uhi sifat dist r ibusi, phar m ak ologi dan phar m ak ok inet ik obat . Kem ungk inan ini m em puny ai dasar secar a logik a y ang t er lihat dar i k et idak m am pu an pr ot ein dan k om plek s pr ot ein m enem bus / m elalui m em br an biologis. Mak a, fr ak si dosis obat y ang ber ik at an dengan plasm a pr ot ein secar a esensial t er bat as pada k om par t em en plasm a dar i t ubuh dan t idak dapat ber difusi k edalam t em pat k er j a at au m et abolism e dalam k om par t em en lain. Met ode unt uk m ensam pling ly m ph dengan car a k anulasi pher ifer al ly m phat ic anj ing m em per lihat k an bahw a k onsent r asi pen isillin dalam plasm a secar a sign ifik an lebih t in ggi dar ipada y an g t er dapat dalam ly m ph ; Nam u n , k on sent r asi obat bebas adalah sam a baik dalam ly m ph m au pu n dalam plasm a. Hal ini j uga diper lihat k andengan seder et an penicillin, dim ana t ingk at pengik at an pr ot ein plasm a m enur un, m ak a lok alisasi ant ibiot ik dalam ot ak , par u par u dan j ant ung dar i k elinci ak an m enaik . Penelit ian t ent ang inhibisi ( pengur angan) pengik at an sulfonam ide secar a in v iv o d an in v it r o t elah m em per lih at k an bah w a pheny lbut azone, sulfinpy r azin, et hy l biscoum aset at e, dan asam iophenox at efek t ip dalam m enggant i pengik at an sulfonam ida t er hadap pr ot ein dan dengan adany a album in m ak a ak t ifit as ant ibak t er i dar i sulfonam ida ak an m eningk at secar a m eny olok oleh bahan y ang dapat m enggant ik an t em pat (displacing agent ) . Telah diper lihat k an, sedik it dr am at is, bahw a pem ber ian sulfinpy r azone pada t ik us, ber sam a dengan sulfaet hy lt hiadiazole at au sulfa m et hox y py r idazine m enghasilk an penur unan y ang t aj am dar i k onsent r asi t ot al sulfonam ida dalam plasm a, t et api k onsent r asi obat bebas m eningk at . Seir ing dengan hal ini, k onsent r asi sulfonam ida d alam j ar in g an akan m eningk at . Usaha unt uk m em per gunak an per gant ian pengik at an obat secar a k om pet it ip dalam k linik m em ber ik an hasil dengan k esuk sesan y ang t er bat as. Telah dit em uk an bahw a hasil y ang dicapai dengan m em per t inggi ak t ifit as k linis dengan pem indahan ( displacem e nt ) m ungkin sulit unt uk dapat dilak uk an sebab dibut uhk an k om pet it ip inhibit or dalam j um lah y ang bany ak dan selalu t ingk at per pindahan t er bat as dan m ungk in dit em uk an pada m anusia. Ak ibat y ang dihasilk an dar i pem indahan oleh obat pada pengik at an seny aw a endogen ou s- pr ot ein j uga t elah diper t im bangk an dan dit elit i. Bilir ubin

Sebagai cont oh, peny ak it hat i dihasilk an pada penur unan k onsent r asi album in plasm a y ang m eny ebabk an penur unan sint esa pr ot ein. Pada nephr ot ic sy ndr om e , penim bunan sisa hasil m et abolism e, seper t i u r ea, dan asam u r at , dem ik ian j uga penim bunan hasil m et abolism e obat , m ungk in m engubah ik at an obat - prot ein. Beber apa luk a bak ar dapat m eny ebabk an peningk at an dist r ibusi album in k edalam cair an ek st r asellular , y ang m enghasilk an k onsent r asi plasm a album in y ang sedik it .

Pada peny ak it genet ic ber ik ut , k ualit as pr ot ein y ang disint esa dalam plasm a m ungk in ber ubah disebabk an oleh per ubahan r angk aian asam am ino. Baik peny ak it hat i k r onis dan peny ak it salur an k em ih, seper t i ur em ia, dapat m eny ebabk an per ubahan dalam k ualit as sint esa pr ot ein plasm a. Per ubahan k ualit as pr ot ein dapat diper lihat k an dengan per ubahan t et apan assosiasi at au affinit as obat unt uk pr ot ein. Bila ikat an kuat dar i obat - pr ot ein digant ik an ik at anny a oleh obat at au bahan k edua, peningk at an y ang t aj am dar i k onsent r asi bebas obat dalam plasm a m ungk in dit em uk an, sam pai k er acunan. Sebagai cont oh , peningk at an lev el w ar far in bebas m er upak an ak ibat dar i peningk at an pendar ahan bila w ar far in diber ik an ber sam a sam a dengan pheny lbut azone, y ang ak an ber k om pet isi unt uk t em pat pengik at an

pr ot ein y ang sam a ( O’ Reilly, 1973; Udall, 1970 ) .

Alb u m in dik et ah u i m em pu n y ai 2 (du a) t em pat pen gikat an y ang dipak ai ber sam a

unt uk pengik at an ber bagai obat ( MacKich an , 1 9 9 2) . Tem p at p en g ik at an I digu n ak an

oleh pheny lbut azone, sulfonam ide, pheny t oin, dan asam v alpr oat . Tem pat

pengikat an I I digunak an oleh penicillin sem i sint et ik , pr obeneside, asam lem a k rant ai

sedang, dan benzodiazepine. Beber apa obat ak an ber ik at an dengan k edua t em pat diat as. Per pindahan dit em uk an bila obat k edua ber per anan ak an ber k om pet isi dengan obat m ula m ula unt uk t em pat pengik at an y ang sam a pada pr ot ein. Mesk ipun secar a u m u m diduga bah w a t em pat pen gik at an adalah ser agam , n am u n ada beber apa buk t i y ang m eny at ak an adany a sifat allost er ic pada pengik at an pr ot ein alam iah. Hal ini ber ar t i bahw a pengik at an obat ak an m em odifik asi k onfor m asi pr ot ein, dengan k at a lain bahw a pengik at an obat dipengar uhi sifat alam iah pengik at an m olek ul y ang lain dar i obat . Pengik at an ok sigen t er hadap haem oglobine m er upak an cont oh penelit ian biok im ia y ang baik dim ana pengik at an aw al dar i suat u ok sigen t er hadap besi pada bahagian hem e dipengar uhi oleh pengik a t an m olek ul ok sigen y ang lain. Aspek y ang k ur ang dik et ahui t ent ang pengik at an pr ot ein adalah efek pengik at an t er hadap in t en sit as dan ph ar m ak odin am ik dar i obat set elah

pem ber ian int r av ena. I nj ek si I V y ang cepat dapat m em per t inggi k onsent r asi obat

bebas dar i beber apa pengik at an obat –pr ot ein y ang t inggi dan t ent uny a m em per t inggi int ensit as k er j any a. Seller s dan Koch- Weser ( 1973 ) m elapor k an adany a pen in gk at an y ang dr am at is pada ef ek h y pot en siv e bila diazox ide diinj ek sik an

cepat I V dalam 1 0 det ik v er sus diinj ek sik an lam bat dalam 100 det ik . Diazox ide

ber ada dalam bent uk bebas sebesar 9, 1 % dan 20, 6 % bila lev el ser um secar a b ert urut t urut adalah 20 dan 100 µg/ m l.

Gam bar 16, m em per lihat k an k onsent r asi sem ent ar a y ang t inggi dar i diazox ide bebas, y ang dihasilk an set elah inj eksi I V y ang cepat m eny ebabk an dilat asi ar t er i y ang m ak sim al dan efek hipot ensiv e k ar ena penj enuhan aw al dar i t em pat pengik at an pr ot ein. Sebalik ny a, bila diazox ide diinj ek sik an lebih lam bat diat as 100 det ik , lev el ser u m diazox ide ak an r en dah , sebab pen gik at an dan dist r ibu si obat . I nj ek si diazox ide secar a lam bat m enghasilk an penur unan y ang sedik it pada t ek anan dar ah, m esk ipun dosis t ot al obat y ang diinj ek sik an adalah sam a.

Gam bar 1 6 . Kalk u lasi dar i t im e cou r se dar i k on sen t r asi diazox ide t ot al d an b eb as dalam ar t er iol.

Mesk ipun, um um ny a m em puny ai pengik at an y ang lur us pada dosis t er api, pada beber apa pasien, k onsent r asi obat bebas dapat m eningk at secar a cepat dengan k enaik an k onsent r asi obat sehingga t em pat pengik at an m enj adi j enuh. Sebagai cont oh, dapat diper hat ik an gam bar 17, unt uk Lidocain ( Mac Kich an , 1 9 9 1 )

Gam bar 17, Sim ulasi m em per lihat k an per u bah an dalam fr ak si obat bebas ( unbound) dalam ber bagai k onsent r asi m olar obat , unt uk 3 ( t iga ) obat dengan pengik at an pr ot ein.

Sifat alam iah dar i int er ak si obat - obat dan obat –hasil m et abolism e j uga pent ing dalam pengik at an obat - pr ot ein. Dalam k asus ini, sat u obat dapat m enggant ik an pengik at an obat k edua dar i pr ot ein, m eny ebabk an k enaik an t iba t iba r espon phar m ak ologi sebab peningk at an dar i k onsent r asi obat bebas.

SOAL .

1 . Bagaim an a h u bu n gan r dengan fr ak si obat y ang t er ik at ( fu ) , k eadaan y ang

sangat pent ing dalam k linis. Jaw ab.

r adalah r asio dar i j um lah m ol obat t er ik at / j um lah m ol album in.

Penent uan r m en y at ak an dim an a t em pat pen gik at an obat y an g dit em u k an pada album in ( at au pr ot ein y ang lain ) dan penj enuhan dar i k onsent r asi obat .

fu ber dasar k an k epada t ot al k onsent r asi obat dan digunak an unt uk m enent uk an

k onsent r asi obat y ang t idak t er ik at dar i j um lah t ot al dalam plasm a. Nilai dar i

fu d ir amalk an selalu t er t ent u. Nam un, fu m u n gk in ber u bah , t er u t am a u n t u k

obat y ang m em puny ai lev el t er api ber dek at an dengan Kd.

2 . Pada pengik at an m ak sim um , j um lah t em pat ik at an adalah n. Disopy r am ide

sebagai obat m em puny ai Kd = 1 x 10- 6 M / L. Ber apa j ar ak obat dar i

penj enuhan, bila k onsent r asi obat bebas adalah 1 x 10- 6 M / L.

Jaw ab.

Kedalam per sam aan 6 ) dim asuk k an har ga D = 1 x 10- 6 M / L dan Kd = 1 x

10- 6 M / L , sehingga ak an diper oleh

n

r = 2

Bila n = 1 dan konsent r asi obat yang t idak t er ikat ( bebas ) sam a dengan Kd, m ak a pengik at an obat t er hadap pr ot ein adalah set engah dar i penj enuhan. Yang m enar ik adalah, bila ( D ) lebih besar dar i Kd, Kd dapat dihilangk an dar i per sam a an 6 ) , dan r = n, ( r t idak t er gant ung pada k onsent r asi at au j en u h t ot al ) .

Bila Kd > ( D ) , ( D ) dih ilan gk an sebagai pen y ebu t dalam per sam aan 6 ) , dan r t idak t er gant ung pada n / Kd ( D ) , at au n Ka ( D ) . Pada k eadaan ini, t et apan disosiasi, Kd lebih besar dar ipada k onsent r asi obat , ( D) , j um lah t em pat ik at an secar a langsung sebanding dengan j um lah t em pat pengik at an, t et apan asosiasi pengik at an ( j uga disebut t et apan affinit as , dan k onsent r asi obat bebas) . Hubungan ini j uga m enj elask an m engapa obat dengan Ka y ang t inggi dapat t idak m em puny ai per sen pengik at an obat y ang t inggi sebab j um lah t em pat pengik at an n m u n gk in ber beda dar i sat u obat t erhadap yang lain.

3 . Bagaim ana pengar uh sifat fisik a, seper t i k oef isien par t isi t er hadap dist r ibusi

obat ? Jaw ab.

Par t isi m enunj uk k an dist r ibusi r elat if obat dalam fase lipid dan fase ber air . Um um ny a, k oefisien par t isi ( Pm in y ak /air ) y ang t inggi m em pengar uhi dist r ibusi

j ar ingan dan sam pai v olum e dist r ibusi y ang besar . Par t isi m er upak an fact or y ang ut am a unt uk m enent uk an dist r ibusi obat sam pai pengik at an obat dengan pr ot ein.

Jaw ab.

Rasio , r , diny at ak an sebagai r asio dar i j um lah m ol obat y ang t er ik at dengan j um lah m ol pr ot ein dalam sist em . Unt uk k eadaan seder hana sat u t em pat pen gik at an , r m en ggam bar k an t em pat pen gik at an y an g t er isi secar a pr opor sional.

Harga r dip engar uhi oleh :

1 . Tet apan asosiasi pengik at an.

2 . Konsent r asi obat bebas.

3 . Jum lah t em pat pengik at an per m ol pr ot ein.

Bila ( D ) , at au k on sen t r asi obat bebas, sam a den gan 1 (at au t et apan dissosiasi K ) , ber dasar k an per sam aan 22, pen gik at an pr ot ein sebesar 50 % t er h adap obat pada per ban din gan an t ar a obat dan pr ot ein sebesar 1 : 1 ( Hal ini ak an lebih m udah dibuk t ik an dengan m ensubsit usik an ( D ) pada bahagian kanan per sam aan dan dit ent uk an r . ) . Unt uk obat dengan dengan n t em pat pengik at an, m ak a 5 0 % t em pat pengik at an ak an t er isi bila [ D ] = 1 / [ Ka ( n – 1 ) ] . Nam un, per sam aan ini, m enggam bar k an

pengik at an in v it r o bila k onsent r asi obat t idak ber u bah , seh ingga, k esim pulan ini t er lihat seper t i t er bat as.

5 . Selalu dianggap, bahw a pengik at an ( binding ) y ang liner dit em uk an dalam dosis

t er api. Apak ah r esik o pot ensial dar i anggapan ini ? Jaw ab.

Pengik at an pr ot ein d ap at m enj adi j enuh dalam ber bagai Konsent r asi obat pada pasien dengan pr ot ein y ang k ur ang baik at au den gan t em p at pengik at an t elah t er isi dengan sisa m et abolism e y ang dihasilk an selam a m asa sak it ( m isalnya peny ak it ginj al ) . Diazox ide m er upak an cont oh dar i pengik at an non liner pada dosis t er api.

6 . Napr ox en ( Napr osy n – Sy nt ex ) adalah obat ant i inflam asi non st er oid

( NSAI D) y an g m em puny ai pengik at an y an g t inggi t er hadap pr ot ein plasm a > 99 % . Coba j elask an m engapa k onsent r asi plasm a n apr ox en bebas m eningk at , pada pasien dengan peny ak it liv er k r onis ak ibat alk ohol dan k em ungk inan bent uk lain dar i cir r hosis ; dim ana, t ot al k onsent r asi obat dalam plasm a

m enur un ? Jaw ab.

Hat i (liver) pen t in g u n t u k sin t esa plasm a pr ot ein . Pada pen y ak it hat i k r onis ak ibat alk ohol at au cir r hosis , plasm a pr ot ein y an g disint esa dalam h at i lebih sedik it , sehingga m enghasilk an k onsent r asi pr ot ein dalam plasm a ak an r endah. Mak a, napr ox en dalam dosis y ang diber ik an, ak an ber k ur ang ber ik at an dengan plasm a pr ot ein ak an ber k ur ang, dan k onsent r asi obat t ot al dalam dar ah sedik it .

7 . Bila obat t er ikat sebesar 99 % , hal ini ber ar t i bahw a cendr ung t elah j en u h

Jaw ab.

Salah . Per sen y ang t er ik at m er upak an per sen t ot al obat y ang t er ik at . Un t u k

beber apa obat , per sen pengik at an m ungk in = 99% . Penj enuhan m ungk in lebih baik dir am alk an dengan m elak uk an pendek at an dengan Scat char t plot dan dengan m enent uk an “ r “ y ait u j um lah m ol obat y ang ber ik at an dibagi dengan j u m lah m ol prot ein. Bila r adalah 0, 99 m ak a selur uh t em pat pengik at an t elah ber isi. Har ga fb at au f r ak si obat t er ik at , digu n ak an u n t u k m enent uk an

fu, fu = 1 - fb.

8 . Apa y ang m eny ebabk an t er j adiny a w ak t u par uh dist r ibusi y ang panj ang pada

or gan t ubuh, bila alir an dar ah k edalam j ar ingan cep at ? Jaw ab.

Um um ny a, w ak t u par uh dist r ibusi y ang panj ang disebabk an oleh j ar in gan/ or gan m em puny ai k onsent r asi y ang t inggi yang pen y ebabn y a ad alah salah sat u dari pengik at an obat secar a int r asellular at au afinit as y ang t inggi unt uk dist r ibusi j ar ingan. Kem ungk inan lain, obat m ungk in dim et abolism e secar a lam bat lam bat didalam j ar ingan.

9 . Bagaim ana pengik at an obat pr ot ein m em pengar uhi elim inasi obat ?

Jawab .

Ham pir selur uh obat dianggap adalah m em puny ai sifat pengik at an t er bat as

( r est r ict iv ely bound) dan pen gik at an ak an m engur angi ber sihan ( clear an ce)

dan elim inasi obat . Nam un beber apa y ang ber sifat t idak t er bat as pengikat an, obat m ungkin ak an diber sihk an dengan m udah. Per ubahan dar i pengik at an t idak m em pengar uhi k ecepat an elim inasi dar i obat ini. Beber apa obat , seper t i beber apa penicillin sem i- sin t et ik , y an g ber ik at an dengan plasm a pr ot ein, m u ngk in diek sr esi secar a ak t ip dalam ginj al. Kecepat an elim inasi dar i obat ini t idak dipengar uhi oleh pengik at an pr ot ein.

10.Sebut k an sen y aw a m ak r om olek u l y an g ber per an an dalam pen gik at an obat dengan pr ot ein.

Jaw ab.

Album in, a1 - asam gly copr ot ein, dan lipopr ot ein. Unt uk beber apa obat dan hor m on, m ungk in t er dapat pengik at an pr ot ein y ang spesifik .

D AFT AR BACAAN.

Leon Shar gel, Andr ew Yu ; Applied Bioph ar m aceu t ics & Ph ar m ak ok in et ics, four t h edit ion, halam an 281 –321, 1999, USA.