U léků, které se musí distribuovat do těla krví, může účinnost záviset na stupni jejich vazby na proteiny krevní plazmy . Čím méně se lék váže, tím větší účinek má. Hlavní krevní proteiny, na které se léky vážou, jsou albuminy , lipoproteiny , glykoproteiny a globuliny (α, β, γ).
Drogy se v krvi vyskytují ve dvou formách: vázané a nevázané. V závislosti na afinitě konkrétního léčiva k plazmatickým proteinům může být část léčiva převedena na formu vázanou na plazmatické proteiny, zatímco zbytek zůstane nenavázaný. Pokud je vazba na protein reverzibilní, pak vázaná a nevázaná forma budou v chemické rovnováze následovně:
Proteiny + léky ⇌ komplex protein-lék
Je to nevázaná část léčiva, která bude mít terapeutický účinek. Také tato část může být podrobena biotransformaci a/nebo eliminaci. Například „vázaná část“ antikoagulačního warfarinu je 97 %. To znamená, že ze všech warfarinů podaných do těla se 97 % váže na krevní bílkoviny. Zbývající 3 % (nevázaná část) léčiva je aktivní a lze je stáhnout.
Vazba na bílkoviny může ovlivnit poločas rozpadu léků. Vázaná část působí jako rezervoár nebo depot, ze kterého se léčivo pomalu uvolňuje jako volná forma. Zatímco je nevázaná část metabolizována a/nebo vylučována z těla, vázaná část se uvolňuje, aby byla zachována rovnováha.
Protože albumin je báze, kyselé a neutrální přípravky se na albumin navážou jako první. Pokud se albuminová frakce nasytí, pak se tento lék váže na lipoproteiny. Hlavní léky se vážou na kyselý alfa-1-kyselý glykoprotein. To je důležité, protože různé stavy mohou ovlivnit plazmatické hladiny albuminu, alfa-1-kyselého glykoproteinu a lipoproteinů.
V játrech a dalších orgánech jsou metabolizovány pouze nenavázané frakce léčiva. Čím více léčivo přechází do volné formy, tím více je metabolizováno. Když se změní hladina volného léku, změní se také distribuční objem, protože lék může volně procházet do tkání, což vede ke snížení hladiny plazmatické koncentrace. U léků, které se rychle biotransformují, je clearance závislá na průtoku krve játry. U léků, které se biotransformují pomalu, změny hladiny nenavázané frakce léku přímo ovlivňují jeho clearance.
Množství nenavázané frakce může být změněno řadou faktorů, jako je koncentrace léčiva v těle, množství a kvalita plazmatických proteinů a přítomnost dalších léků, které mají větší afinitu k plazmatickým proteinům. Podávání vyšších koncentrací léčiva může vést ke zvýšení nenavázané frakce, protože plazmatické proteiny budou saturovány léčivem a případný přebytek léčiva se nebude vázat. Sníží-li se množství plazmatických bílkovin (při zvýšeném katabolismu , kachexii , malnutrici , onemocněních jater, ledvin), zvýší se podíl nevázaného léčiva. Kromě toho může stav plazmatických proteinů ovlivnit množství léčiva, které jsou schopny vázat.
Užívání dvou léků současně může ovlivnit jejich vazbu na plazmatické bílkoviny. Předpokládejme například, že lék A a lék B jsou schopny se vázat na proteiny. Pokud aplikujeme lék A, naváže se na proteiny. Ale pokud zavedeme také lék B, pak může vytěsnit lék A, a tím zvýšit jeho nenavázanou frakci. To může zvýšit aktivitu léčiv, protože aktivní mohou být pouze nenavázané frakce.
Vazba na proteiny je nejvýznamnější u léků, které mají vysokou afinitu (>95 %) a nízký terapeutický index , jako je warfarin. Nízký terapeutický index naznačuje, že při užívání léku existuje vysoké riziko toxického účinku. Protože warfarin je antikoagulant s nízkým terapeutickým indexem, může způsobit krvácení, pokud není zachována správná úroveň dostupnosti. Pokud pacient užívá warfarin současně s jinými léky, které vytěsňují warfarin z plazmatických proteinů, jako jsou sulfonamidy , může to vést ke zvýšenému riziku krvácení.