Cinétique et médicaments
Transformations lentes et rapides, vitesse de réaction, facteurs cinétiques, temps de demi-réaction, catalyse enzymatique (température et pH optimaux), conservation et péremption, pharmacocinétique et posologie.
1. Vitesse et facteurs cinétiques
Définition
La vitesse d'une réaction traduit la rapidité de disparition d'un réactif ou d'apparition d'un produit. Elle augmente avec la température et la concentration des réactifs, et en présence d'un catalyseur (espèce qui accélère la réaction sans être consommée). Le temps de demi-réaction $t_{1/2}$ est la durée au bout de laquelle la moitié du réactif limitant a été consommée.
2. Les enzymes
Définition
Les enzymes sont des protéines qui catalysent les réactions du vivant. Elles sont très spécifiques (une enzyme pour une réaction) et ont une température et un pH optimaux : environ $37\,{}^\circ\text{C}$ pour les enzymes humaines ; pH $2$ pour la pepsine de l'estomac, pH $8$ pour les enzymes pancréatiques.
Expérience · La catalase à l'œuvre
3. Médicaments et cinétique
Propriété · Pharmacocinétique
Après une prise, la concentration plasmatique d'un médicament diminue souvent de moitié à chaque demi-vie plasmatique. La posologie (dose et intervalle entre les prises) est choisie pour que la concentration reste entre le seuil d'efficacité et le seuil de toxicité.
Exemple · Conservation
Un principe actif se dégrade lentement ; la date de péremption correspond en général à une perte de $10\,\%$ au maximum. On conserve les médicaments au sec, à l'abri de la chaleur et de la lumière ; certains vaccins entre $2$ et $8\,{}^\circ\text{C}$.
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Exercices corrigés
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Facteurs cinétiques
★☆☆Pourquoi conserve-t-on les aliments au réfrigérateur ?
Temps de demi-réaction
★★☆La quantité d'un principe actif passe de $500$ mg à $250$ mg en $2$ ans à $25\,{}^\circ\text{C}$. Quel est le temps de demi-réaction ? Que se passerait-il à $40\,{}^\circ\text{C}$ ?
Catalyse enzymatique
★★☆La catalase décompose l'eau oxygénée en eau et dioxygène. Écrire l'équation de la réaction. Pourquoi la catalase n'apparaît-elle pas dans l'équation ?
Lente ou rapide
★☆☆Classer en transformation lente ou rapide : dissolution d'un comprimé effervescent, dégradation d'un médicament dans son emballage, précipitation de chlorure d'argent.
Vitesse moyenne de dégradation
★★☆Un principe actif passe de $500$ mg à $480$ mg en $6$ mois. Vitesse moyenne de dégradation (mg/mois) ?
Effet de la température
★☆☆Pourquoi stocke-t-on certains médicaments au réfrigérateur ?
Effet de la concentration
★☆☆Un détartrant agit-il plus vite concentré ou dilué ?
Rôle d'un catalyseur
★☆☆Un catalyseur modifie-t-il la quantité de produit obtenue à la fin ?
Enzyme et température
★★☆Pourquoi une forte fièvre (au-delà de $42\,{}^\circ\text{C}$) est-elle dangereuse ?
Enzyme et pH
★★☆La pepsine digère les protéines dans l'estomac (pH $\approx 2$). Agit-elle encore dans l'intestin (pH $\approx 8$) ?
Spécificité
★☆☆Que signifie « une enzyme est spécifique » ?
Exploiter l'expérience de la catalase
★★☆Pourquoi le tube contenant le navet cuit ne réagit-il pas ? Quel est le rôle du tube témoin ?
Demi-vie plasmatique
★★☆Un médicament a une demi-vie plasmatique de $4$ h. Quelle quantité reste-t-il $12$ h après une prise de $400$ mg ?
Intervalle entre les prises
★★★Sur la figure du cours, pourquoi prend-on une nouvelle dose toutes les $8$ h ? Que se passerait-il avec une prise toutes les $2$ h ?
Date de péremption
★★☆Un sirop perd $2\,\%$ de son principe actif par an. Au bout de combien d'années atteint-il la limite de $10\,\%$ de perte ?
Chaîne du froid
★☆☆Pourquoi les vaccins doivent-ils être conservés entre $2$ et $8\,{}^\circ\text{C}$ ?
Lire la courbe pharmacocinétique
★★☆Sur la figure du cours, quelle est la concentration juste avant la deuxième prise ? Juste après ?
Modèle d'élimination
★★☆La concentration vérifie $C(t) = C_0 \times 0{,}5^{t/4}$. Avec $C_0 = 100$ mg/L, calculer $C(6)$.
Comprimé effervescent
★☆☆Pourquoi un comprimé effervescent agit-il souvent plus vite qu'un comprimé classique ?
Vrai ou faux
★★☆a) Une enzyme est consommée par la réaction. b) La chaleur accélère les réactions. c) Le temps de demi-réaction dépend de la température.
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