Distribusi dalam farmakologi adalah cabang farmakokinetika yang menggambarkan perpindahan obat secara reversibel dari satu lokasi ke lokasi lain di dalam tubuh.

Setelah obat memasuki sirkulasi sistemik melalui absorpsi atau pemberian langsung, obat tersebut harus didistribusikan ke cairan interstisial dan intraseluler. Setiap organ atau jaringan dapat menerima dosis obat yang berbeda dan obat tersebut dapat tetap berada di organ atau jaringan yang berbeda untuk jangka waktu yang bervariasi.^[1] Distribusi obat di antara jaringan bergantung pada permeabilitas vaskular, aliran darah regional, curah jantung dan laju perfusi jaringan serta kemampuan obat untuk mengikat protein jaringan dan plasma serta kelarutannya dalam lemak. Partisi pH juga memainkan peran utama. Obat tersebut mudah didistribusikan di organ dengan perfusi tinggi seperti hati, jantung, dan ginjal. Obat tersebut didistribusikan dalam jumlah kecil melalui jaringan dengan perfusi rendah seperti otot, lemak, dan organ perifer. Obat dapat dipindahkan dari plasma ke jaringan hingga keseimbangan tercapai (untuk obat tak terikat yang ada dalam plasma).

Konsep kompartementalisasi suatu organisme harus dipertimbangkan saat membahas distribusi obat. Konsep ini digunakan dalam pemodelan farmakokinetik.

Ada banyak faktor yang memengaruhi distribusi obat di seluruh organisme, tetapi Pascuzzo^[1] menganggap bahwa yang terpenting adalah sebagai berikut: volume fisik organisme, laju pembuangan, dan tingkat ikatan obat dengan protein plasma dan/atau jaringan.

Konsep ini terkait dengan multi-kompartementalisasi. Setiap obat dalam organisme akan bertindak sebagai zat terlarut, dan jaringan organisme akan bertindak sebagai pelarut. Kekhususan yang berbeda dari jaringan yang berbeda akan menimbulkan konsentrasi obat yang berbeda dalam setiap kelompok. Oleh karena itu, karakteristik kimia obat akan menentukan distribusinya dalam organisme. Misalnya, obat yang larut dalam lemak akan cenderung terakumulasi dalam lemak tubuh dan obat yang larut dalam air akan cenderung terakumulasi dalam cairan ekstraseluler. Volume distribusi (V_D) obat adalah sifat yang mengukur luas distribusinya. Ini dapat didefinisikan sebagai volume teoretis yang harus ditempati obat (jika didistribusikan secara merata), untuk memberikan konsentrasi yang sama seperti yang saat ini ada dalam plasma darah. Hal ini dapat ditentukan dari rumus berikut:${\displaystyle Vd={\frac {Ab}{Cp}}\,}$ Di mana: ${\displaystyle Ab}$ adalah jumlah total obat dalam tubuh dan ${\displaystyle Cp}$ adalah konsentrasi plasma obat.

Karena nilai untuk ${\displaystyle Ab}$ setara dengan dosis obat yang telah diberikan, rumus tersebut menunjukkan kepada kita bahwa ada hubungan yang berbanding terbalik antara ${\displaystyle Vd}$ dan ${\displaystyle Cp}$. Artinya, semakin besar ${\displaystyle Cp}$ maka semakin rendah ${\displaystyle Vd}$ dan sebaliknya. Oleh karena itu, faktor-faktor yang meningkatkan ${\displaystyle Cp}$ akan menurunkan ${\displaystyle Vd}$. Hal ini memberikan indikasi pentingnya pengetahuan yang berkaitan dengan konsentrasi plasma obat dan faktor-faktor yang mengubahnya.

Jika rumus ini diterapkan pada konsep yang berkaitan dengan bioavailabilitas, kita dapat menghitung jumlah obat yang akan diberikan untuk memperoleh konsentrasi obat yang diperlukan dalam organisme (dosis muatan):

${\displaystyle Dc={\frac {Vd.Cp}{Da.B}}}$

Konsep ini menarik secara klinis karena terkadang diperlukan untuk mencapai konsentrasi obat tertentu yang diketahui optimal agar obat tersebut memiliki efek yang diperlukan pada organisme (seperti yang terjadi jika pasien akan dipindai).

Laju pembuangan obat akan ditentukan oleh proporsi obat yang dibuang dari peredaran oleh setiap organ setelah obat tersebut dihantarkan ke organ tersebut oleh suplai darah yang bersirkulasi.^[1] Konsep baru ini dibangun berdasarkan ide-ide sebelumnya dan bergantung pada sejumlah faktor yang berbeda:

• Karakteristik obat, termasuk pKa-nya.
• Redistribusi melalui jaringan organisme: Beberapa obat didistribusikan dengan cepat di beberapa jaringan hingga mencapai keseimbangan dengan konsentrasi plasma. Namun, jaringan lain dengan laju distribusi yang lebih lambat akan terus menyerap obat dari plasma dalam jangka waktu yang lebih lama. Ini berarti bahwa konsentrasi obat di jaringan pertama akan lebih besar daripada konsentrasi plasma dan obat akan berpindah dari jaringan kembali ke plasma. Fenomena ini akan berlanjut hingga obat mencapai keseimbangan di seluruh organisme. Oleh karena itu, jaringan yang paling sensitif akan mengalami dua konsentrasi obat yang berbeda: konsentrasi awal yang lebih tinggi dan konsentrasi yang lebih rendah kemudian sebagai akibat dari redistribusi jaringan.
• Perbedaan konsentrasi antara jaringan.
• Permukaan pertukaran.
• Adanya penghalang alami. Ini adalah hambatan terhadap difusi obat yang serupa dengan yang ditemui selama absorpsinya. Yang paling menarik adalah:
  • Permeabilitas kapiler, yang bervariasi antar jaringan.
  • Sawar darah otak: ini terletak di antara plasma darah di pembuluh darah otak dan ruang ekstraseluler otak. Keberadaan penghalang ini membuat obat sulit mencapai otak.
  • Penghalang plasenta: ini mencegah konsentrasi tinggi obat yang berpotensi beracun mencapai janin.

Beberapa obat memiliki kapasitas untuk mengikat dengan jenis protein tertentu yang dibawa dalam plasma darah. Ini penting karena hanya obat yang ada dalam plasma dalam bentuk bebasnya yang dapat diangkut ke jaringan. Obat yang terikat pada protein plasma karenanya bertindak sebagai reservoir obat di dalam organisme dan pengikatan ini mengurangi konsentrasi akhir obat di jaringan. Pengikatan antara obat dan protein plasma jarang spesifik dan biasanya labil dan reversibel. Pengikatan umumnya melibatkan ikatan ionik, ikatan hidrogen, gaya Van der Waals, dan (lebih jarang) ikatan kovalen. Ini berarti bahwa ikatan antara obat dan protein dapat diputus dan obat dapat digantikan oleh zat lain (atau obat lain), dan terlepas dari ini pengikatan protein dapat mengalami saturasi. Keseimbangan juga terjadi antara obat bebas dalam plasma darah dan yang terikat pada protein, yang berarti bahwa proporsi obat yang terikat pada protein plasma akan stabil, terlepas dari konsentrasi totalnya dalam plasma.

Studi in vitro yang dilakukan dalam kondisi optimal telah menunjukkan bahwa keseimbangan antara konsentrasi plasma obat dan konsentrasi jaringannya hanya berubah secara signifikan pada tingkat pengikatan ke protein plasma lebih dari 90%. Di atas kadar ini obat "disita", yang mengurangi keberadaannya dalam jaringan hingga 50%. Ini penting ketika mempertimbangkan interaksi farmakologis: konsentrasi jaringan obat dengan tingkat pengikatan protein plasma kurang dari 90% tidak akan meningkat secara signifikan jika obat tersebut dipindahkan dari penyatuannya dengan protein oleh zat lain. Di sisi lain, pada tingkat pengikatan lebih dari 95%, perubahan kecil dapat menyebabkan modifikasi penting dalam konsentrasi jaringan obat. Hal ini pada gilirannya akan meningkatkan risiko obat tersebut memiliki efek toksik pada jaringan.

Mungkin protein plasma yang paling penting adalah albumin karena terdapat dalam konsentrasi yang relatif tinggi dan mudah terikat dengan zat lain. Protein penting lainnya termasuk glikoprotein, lipoprotein, dan (dalam kadar yang lebih rendah) globulin.

Oleh karena itu, mudah untuk melihat bahwa kondisi klinis yang mengubah kadar protein plasma (misalnya hipoalbuminemia yang disebabkan oleh disfungsi ginjal) dapat memengaruhi efek dan toksisitas obat yang memiliki tingkat pengikatan dengan protein plasma di atas 90%.

Obat yang sangat larut dalam lemak yang diberikan melalui metode intravena atau inhalasi awalnya didistribusikan ke organ dengan aliran darah tinggi. Kemudian, jaringan yang kurang vaskular tetapi lebih besar (seperti otot dan lemak) mengambil obat tersebut, konsentrasi plasma turun dan obat ditarik dari tempat-tempat ini. Jika tempat kerja obat berada di salah satu organ dengan perfusi tinggi, redistribusi mengakibatkan penghentian kerja obat. Semakin besar kelarutan obat dalam lemak, semakin cepat redistribusinya. Misalnya, tindakan anestesi tiopenton dihentikan dalam beberapa menit karena redistribusi. Namun, ketika obat yang sama diberikan berulang kali atau terus-menerus dalam jangka waktu lama, tempat perfusi rendah dan kapasitas tinggi secara bertahap terisi dan obat menjadi bekerja lebih lama.

• Distribution of Drugs