เภสัชวิทยา
ภาพแสดงแผนผังของอ่างทดลองอวัยวะที่ใช้ในการศึกษาผลกระทบของเนื้อเยื่อที่แยกออกมา
รหัสเฉพาะของ MeSH	D010600

เภสัชวิทยาคือวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับยาและเวชภัณฑ์^{[ 1 ]}รวมถึงที่มา องค์ประกอบ และปฏิสัมพันธ์ของสารกับระบบชีวภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านเภสัชจลนศาสตร์เภสัชพลศาสตร์การใช้ในการรักษา และพิษวิทยาสาขาวิชานี้ตรวจสอบปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ผ่านเภสัชจลนศาสตร์ (สิ่งที่ร่างกายทำกับยา) และเภสัชพลศาสตร์ (สิ่งที่ยาทำกับร่างกาย) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้กำหนดว่าสารเปลี่ยนแปลงการทำงานทางชีวเคมี ปกติหรือผิดปกติอย่างไร ^{[ 2 ]}สารที่มีคุณสมบัติทางการแพทย์จัดอยู่ในกลุ่มเภสัชภัณฑ์ในขณะที่คำว่ายาครอบคลุมถึงสารเคมีใดๆ ที่เปลี่ยนแปลงกระบวนการทางชีวภาพนาโนเภสัชวิทยาเป็นสาขาเฉพาะทางของเภสัชวิทยาในระดับนาโน^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

สาขาวิชา นี้ครอบคลุมถึงองค์ประกอบและคุณสมบัติของยา หน้าที่ แหล่งที่มาเคมีทางการแพทย์การออกแบบยา กลไกระดับโมเลกุลและเซลล์กลไกของอวัยวะ/ระบบ การส่งสัญญาณ/การสื่อสารระดับเซลล์ การวินิจฉัย ระดับโมเลกุลปฏิกิริยาเคมีชีววิทยาการรักษา การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ พิษวิทยา และความสามารถในการต้านเชื้อโรค สองด้านหลักของเภสัชวิทยาคือเภสัชพลศาสตร์และเภสัชจลนศาสตร์เภสัชพลศาสตร์ศึกษาผลของยาต่อระบบชีวภาพ และเภสัชจลนศาสตร์ศึกษาผลของระบบชีวภาพต่อยา โดยทั่วไปแล้ว เภสัชพลศาสตร์กล่าวถึงสารเคมีกับตัวรับ ทางชีวภาพ และเภสัชจลนศาสตร์กล่าวถึงการปลดปล่อยการดูดซึมการกระจายการเผาผลาญและการขับถ่าย ( LADME ) ของสารเคมีจากระบบชีวภาพ

เภสัชวิทยาไม่ใช่คำที่มีความหมายเหมือนกับเภสัชกรรมแม้ว่าสองคำนี้มักถูกใช้สับสนกัน เภสัชวิทยาเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์การแพทย์และชีววิทยา ซึ่งครอบคลุมการวิจัย การค้นพบ และการจำแนกลักษณะของสารเคมีที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ รวมถึงการอธิบายการทำงานของเซลล์และสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีเหล่านี้ ในทางตรงกันข้าม เภสัชกรรม ซึ่งเป็นวิชาชีพด้านบริการสุขภาพ เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้หลักการที่ได้เรียนรู้จากเภสัชวิทยา เภสัชกรรมเชิงเภสัชกรรม เคมีทางการแพทย์ เภสัชพฤกษศาสตร์ เภสัชกรรมคลินิก และสาขาอื่นๆ ในสถานพยาบาล ไม่ว่าจะเป็นในบทบาทของการจ่ายยาหรือการดูแลผู้ป่วย ในทั้งสองสาขา ความแตกต่างหลักระหว่างสองสาขานี้คือความแตกต่างระหว่างการดูแลผู้ป่วยโดยตรง การปฏิบัติงานด้านเภสัชกรรม และสาขาการวิจัยเชิงวิทยาศาสตร์ซึ่งขับเคลื่อนโดยเภสัชวิทยา

คำว่าเภสัชวิทยามาจากคำภาษากรีกφάρμακον , pharmakonซึ่งหมายถึง "ยา" หรือ " พิษ " ร่วมกับคำภาษากรีกอีกคำหนึ่ง-λογία , logiaซึ่งมีความหมายว่า "การศึกษา" หรือ "ความรู้เกี่ยวกับ" ^{[ 6 ] [ 7 ]} (ดูที่มาของคำว่าเภสัชวิทยา ) Pharmakon เกี่ยวข้องกับpharmakosซึ่งหมายถึงการบูชายัญหรือการเนรเทศแพะรับบาปหรือเหยื่อในศาสนากรีกโบราณ

คำว่า pharmaconในปัจจุบันใช้ในความหมายที่กว้างกว่าคำว่าdrugเนื่องจากรวมถึง สาร ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ไม่ใช้เป็นยา โดยทั่วไปจะรวมถึงสารกระตุ้นและสารยับยั้ง ทางเภสัชวิทยา แต่ยังรวมถึง สารยับยั้ง เอนไซม์ (เช่น สารยับยั้ง โมโนอะมีนออกซิเดส ) ด้วย ^{[ 8 ]}

ต้นกำเนิดของเภสัชวิทยาคลินิกย้อนกลับไปถึงยุคกลางโดยเริ่มจากเภสัชพฤกษศาสตร์ตำราการแพทย์ของอวิเซนนา คำอธิบายเกี่ยวกับอิสอัคของปีเตอร์แห่งสเปนและคำอธิบายเกี่ยวกับยาแก้พิษของนิโคลัสของจอห์นแห่ง เซนต์อามอง ด์^{[ 12 ]}เภสัชวิทยายุคแรกเน้นที่สมุนไพรและสารธรรมชาติ โดยส่วนใหญ่เป็นสารสกัดจากพืช ในขณะที่ยาต่างๆ ถูกรวบรวมไว้ในหนังสือที่เรียกว่าเภสัชตำรับ ยาดิบ ถูกนำมาใช้ตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ใน รูปแบบของการเตรียมสารจากแหล่งธรรมชาติ อย่างไรก็ตามสารออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรม (API) ของยาดิบนั้นไม่ได้รับการทำให้บริสุทธิ์ และสารนั้นก็เจือปนด้วยสารอื่นๆ

การแพทย์แผนโบราณแตกต่างกันไปตามวัฒนธรรม และอาจมีความเฉพาะเจาะจงกับวัฒนธรรมใดวัฒนธรรมหนึ่ง เช่นการแพทย์แผนจีนมองโกเลียทิเบตและเกาหลี อย่างไรก็ตาม การแพทย์แผนโบราณ เหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกมองว่าเป็นวิทยาศาสตร์เทียมสารเภสัชกรรมที่เรียกว่าเอนเทโอเจนอาจมีการใช้ทางจิตวิญญาณและศาสนา และมีบริบททางประวัติศาสตร์^{[ 13 ]}

ในศตวรรษที่ 17 แพทย์ชาวอังกฤษชื่อนิโคลัส คัลเปเปอร์ได้แปลและใช้ตำราเภสัชวิทยา คัลเปเปอร์ได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับพืชและสภาวะที่พวกมันสามารถรักษาได้ ในศตวรรษที่ 18 เภสัชวิทยาทางคลินิกส่วนใหญ่ได้รับการวางรากฐานโดยผลงานของวิลเลียม วิทเธอริง [ ^{14 ] เภสัชวิทยา}ในฐานะสาขาวิทยาศาสตร์ไม่ได้ก้าวหน้าต่อไปจนกระทั่งกลางศตวรรษที่ 19 ท่ามกลางการฟื้นตัวครั้งใหญ่ของชีวการแพทย์ในยุคนั้น^{[ 15 ]}ก่อนครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ศักยภาพและความจำเพาะที่โดดเด่นของการออกฤทธิ์ของยา เช่นมอร์ฟีนควินินและดิจิทาลิสได้รับการอธิบายอย่างคลุมเครือและอ้างอิงถึงพลังทางเคมีที่พิเศษและความสัมพันธ์กับอวัยวะหรือเนื้อเยื่อบางอย่าง^{[ 16 ]}ภาควิชาเภสัชวิทยาแห่งแรกก่อตั้งขึ้นโดยรูดอล์ฟ บูชไฮม์ในปี 1847 ที่มหาวิทยาลัยตาร์ตู เพื่อตระหนักถึงความจำเป็นในการทำความเข้าใจว่ายาและสารพิษที่ใช้ในการรักษาทำให้เกิดผลอย่างไร^{[ 15 ]}ต่อมาภาควิชาเภสัชวิทยา แห่งแรก ในอังกฤษได้ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2448 ที่University College London ^{[ 17 ]}

เภสัชวิทยาพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 19 ในฐานะวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ที่ประยุกต์ใช้หลักการของการทดลองทางวิทยาศาสตร์ในบริบทการรักษา^{[ 18 ]}ความก้าวหน้าของเทคนิคการวิจัยผลักดันการวิจัยและความเข้าใจทางเภสัชวิทยา การพัฒนาการ เตรียม อ่างอวัยวะซึ่งตัวอย่างเนื้อเยื่อจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์บันทึก เช่นไมโอกราฟและบันทึกการตอบสนองทางสรีรวิทยาหลังจากใช้ยา ทำให้สามารถวิเคราะห์ผลของยาต่อเนื้อเยื่อได้ การพัฒนาการทดสอบการจับตัวของลิแกนด์ในปี 1945 ทำให้สามารถวัดปริมาณความสัมพันธ์ในการจับตัวของยาที่เป้าหมายทางเคมีได้^{[ 19 ]}นักเภสัชวิทยาสมัยใหม่ใช้เทคนิคจากพันธุศาสตร์ชีววิทยาโมเลกุลชีวเคมีและเครื่องมือขั้นสูงอื่นๆ เพื่อเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับกลไกและเป้าหมายระดับโมเลกุลให้เป็นวิธีการรักษาที่มุ่งเป้าไปที่โรค ความบกพร่อง หรือเชื้อโรค และสร้างวิธีการดูแลเชิงป้องกัน การวินิจฉัย และในที่สุดก็คือการแพทย์ เฉพาะบุคคล

สาขาวิชาเภสัชวิทยาสามารถแบ่งออกเป็นสาขาย่อยได้หลายสาขา โดยแต่ละสาขามีจุดเน้นเฉพาะ^{[ 20 ]}

เภสัชวิทยาสามารถมุ่งเน้นไปที่ ระบบเฉพาะที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกาย การแบ่งสาขาที่เกี่ยวข้องกับระบบต่างๆ ของร่างกายจะศึกษาผลกระทบของยาในระบบต่างๆ ของร่างกาย ซึ่งรวมถึงเภสัชวิทยาประสาทในระบบประสาทส่วนกลางและ ส่วนปลาย และเภสัชวิทยาภูมิคุ้มกันในระบบภูมิคุ้มกัน สาขาอื่นๆ ได้แก่เภสัชวิทยาหัวใจและหลอดเลือด เภสัชวิทยาไตและเภสัชวิทยาต่อมไร้ท่อเภสัชวิทยาจิตเวชคือการศึกษาการใช้ยาที่มีผลต่อจิตใจความคิด และพฤติกรรม (เช่น ยาต้านซึมเศร้า) ในการรักษาความผิดปกติทางจิต (เช่น ภาวะซึมเศร้า) ^{[ 21 ] [ 22 ]}เภสัชวิทยาจิตเวชรวมเอาแนวทางและเทคนิคจากเภสัชวิทยาประสาท พฤติกรรมสัตว์ และประสาทวิทยาเชิงพฤติกรรม และสนใจกลไกการออกฤทธิ์ทางพฤติกรรมและชีววิทยาประสาทของยาที่มีฤทธิ์ต่อจิตประสาท สาขาที่เกี่ยวข้องคือเภสัชวิทยาจิตประสาทซึ่งมุ่งเน้นไปที่ผลกระทบของยาที่บริเวณรอยต่อระหว่างระบบประสาทและจิตใจ

เภสัชเมตาโบโลมิกส์หรือที่รู้จักกันในชื่อเภสัชเมตาโบโลมิกส์ เป็นสาขาที่สืบเนื่องมาจากเมตาโบโลมิกส์ ซึ่งเป็นการ วัดปริมาณและการวิเคราะห์เมตาโบไลต์ที่ร่างกายผลิต ขึ้น ^{[ 23 ] [ 24 ]}หมายถึงการวัดเมตาโบไลต์โดยตรงในของเหลวในร่างกายของแต่ละบุคคล เพื่อทำนายหรือประเมินการเผาผลาญของ สารประกอบ ทางเภสัชกรรมและเพื่อทำความเข้าใจโปรไฟล์เภสัชจลนศาสตร์ของยาได้ดียิ่งขึ้น^{[ 23 ] [ 24 ]}เภสัชเมตาโบโลมิกส์สามารถนำไปใช้ในการวัด ระดับ เมตาโบไลต์หลังจากการให้ยา เพื่อติดตามผลของยาต่อวิถีการเผาผลาญเภสัชไมโครไบโอมิกส์ศึกษาผลของการเปลี่ยนแปลงของไมโครไบโอมต่อการกระจายตัว การออกฤทธิ์ และความเป็นพิษของยา^{[ 25 ]}เภสัชไมโครไบโอมิกส์เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างยาและไมโครไบโอมใน ลำไส้ เภสัชพันธุศาสตร์คือการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีจีโนมิกส์ในการค้นพบยาและลักษณะเฉพาะของยาที่เกี่ยวข้องกับจีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต สำหรับเภสัชวิทยาที่เกี่ยวข้องกับยีนแต่ละตัวเภสัชพันธุศาสตร์ศึกษาว่าความแปรผันทางพันธุกรรมทำให้เกิดการตอบสนองต่อยาที่แตกต่างกันอย่างไรเภสัชเอพิเจเนติกส์ ศึกษาแบบแผนการทำเครื่องหมาย เอพิเจเนติกส์พื้นฐานที่นำไปสู่ความแปรผันในการตอบสนองของแต่ละบุคคลต่อการรักษาทางการแพทย์^{[ 26 ]}

เภสัชวิทยาสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในวิทยาศาสตร์ทางคลินิกได้เภสัชวิทยาทางคลินิกคือการประยุกต์ใช้วิธีการและหลักการทางเภสัชวิทยาในการศึกษาเกี่ยวกับยาในมนุษย์^{[ 27 ]}ตัวอย่างเช่นเภสัชวิทยาซึ่งเป็นการศึกษาเกี่ยวกับขนาดยา^{[ 28 ]}

เภสัชวิทยาเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับพิษวิทยาทั้งเภสัชวิทยาและพิษวิทยาเป็นสาขาวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นการทำความเข้าใจคุณสมบัติและการทำงานของสารเคมี^{[ 29 ]}อย่างไรก็ตาม เภสัชวิทยาเน้นที่ผลการรักษาของสารเคมี ซึ่งโดยทั่วไปคือยาหรือสารประกอบที่อาจกลายเป็นยา ในขณะที่พิษวิทยาเป็นการศึกษาเกี่ยวกับผลข้างเคียงและการประเมินความเสี่ยงของสารเคมี^{[ 29 ]}

ความรู้ทางเภสัชวิทยาถูกนำมาใช้เพื่อแนะนำการรักษาด้วย ยา ในทางการแพทย์และเภสัชกรรม^{[ 30 ]}

การค้นพบยาเป็นขั้นตอนเริ่มต้นของการวิจัยที่มุ่งเน้นการระบุและตรวจสอบสารประกอบทางเคมีใหม่ ( สารประกอบนำ ) ที่มีจุดประสงค์เพื่อรักษาโรค^{[ 31 ]}การออกแบบยาเป็นวิธีการคิดค้นที่ใช้ในขั้นตอนการค้นพบและครอบคลุมการออกแบบโมเลกุลที่เสริมกันในด้านขั้ว (ประจุ) และรูปร่าง ( สเตอริโอเคมี ) กับเป้าหมายทางชีวโมเลกุลที่กำหนด^{[ 32 ] [ 33 ]}หลังจากที่ระบุสารประกอบนำได้แล้วผ่านการค้นพบยา การพัฒนายาเกี่ยวข้องกับการนำยาออกสู่ตลาด^{[ 34 ]}การค้นพบยาเกี่ยวข้องกับเภสัชเศรษฐศาสตร์ซึ่งเป็นสาขาย่อยของเศรษฐศาสตร์สุขภาพที่พิจารณาถึงคุณค่าของยา^{[ 35 ] [ 36 ]}เภสัชเศรษฐศาสตร์ประเมินต้นทุนและผลประโยชน์ของยาเพื่อเป็นแนวทางในการจัดสรรทรัพยากรด้านการดูแลสุขภาพอย่างเหมาะสม^{[ 37 ]}เทคนิคที่ใช้สำหรับการกำหนดสูตรและการผลิตยาได้รับการศึกษาโดยวิศวกรรมเภสัชกรรมซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรม^{[ 38 ]}เภสัชวิทยาความปลอดภัยเชี่ยวชาญในการตรวจจับและตรวจสอบผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์และผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นจากยา^{[ 39 ]}

วงจรการค้นพบยา

การพัฒนายาเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งต่อวงการแพทย์แต่ยังมี ผลกระทบ ทางเศรษฐกิจและการเมือง อย่างมาก เพื่อปกป้องผู้บริโภคและป้องกันการใช้ยาในทางที่ผิด รัฐบาลหลายแห่งจึงออกกฎระเบียบเกี่ยวกับการผลิต การขาย และการบริหารยา ในสหรัฐอเมริกาหน่วยงานหลักที่กำกับดูแลยาคือสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA) ซึ่งบังคับใช้มาตรฐานที่กำหนดโดยตำราเภสัชกรรมของสหรัฐอเมริกาในสหภาพยุโรปหน่วยงานหลักที่กำกับดูแลยาคือสำนักงานยาแห่งยุโรป (EMA)ซึ่งบังคับใช้มาตรฐานที่กำหนดโดย ตำรา เภสัชกรรมของยุโรป^{[ 40 ]}

ความเสถียรในการเผาผลาญและปฏิกิริยาของสารประกอบยาที่อยู่ในคลังจะต้องได้รับการประเมินสำหรับการศึกษาการเผาผลาญยาและพิษวิทยา มีการเสนอวิธีการมากมายสำหรับการทำนายเชิงปริมาณในการเผาผลาญยา ตัวอย่างหนึ่งของวิธีการคำนวณล่าสุดคือ SPORCalc ^{[ 41 ]}การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างทางเคมีของสารประกอบยาอาจเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางยาได้ ขึ้นอยู่กับว่าการเปลี่ยนแปลงนั้นเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของสารตั้งต้นหรือตำแหน่งตัวรับที่มันออกฤทธิ์อย่างไร ซึ่งเรียกว่าความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและกิจกรรม (SAR) เมื่อระบุถึงกิจกรรมที่มีประโยชน์แล้ว นักเคมีจะสร้างสารประกอบที่คล้ายกันจำนวนมากที่เรียกว่าอะนาล็อก เพื่อพยายามเพิ่มผลทางยาที่ต้องการให้สูงสุด ซึ่งอาจใช้เวลาตั้งแต่ไม่กี่ปีไปจนถึงหนึ่งทศวรรษหรือมากกว่านั้น และมีราคาแพงมาก^{[ 42 ]}นอกจากนี้ยังต้องพิจารณาด้วยว่ายาปลอดภัยต่อการบริโภคเพียงใด ความเสถียรในร่างกายมนุษย์ และรูปแบบที่ดีที่สุดสำหรับการส่งไปยังระบบอวัยวะที่ต้องการ เช่น ยาเม็ดหรือสเปรย์ หลังจากการทดสอบอย่างละเอียด ซึ่งอาจใช้เวลานานถึงหกปี ยาใหม่ก็พร้อมสำหรับการตลาดและการขาย^{[ 42 ]}

เนื่องจากระยะเวลาที่ยาวนานเหล่านี้และข้อเท็จจริงที่ว่ามีเพียงหนึ่งใน 5,000 ยาใหม่ที่มีศักยภาพเท่านั้นที่จะเข้าสู่ตลาดเปิดได้ นี่จึงเป็นวิธีการที่มีต้นทุนสูง โดยมักมีค่าใช้จ่ายมากกว่า 1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐต่อยาหนึ่งชนิด เพื่อชดเชยค่าใช้จ่ายนี้ บริษัทเภสัชกรรมอาจทำหลายสิ่งหลายอย่าง: ^{[ 42 ]}

• ศึกษาความต้องการของผลิตภัณฑ์ใหม่ที่อาจเกิดขึ้นอย่างละเอียดก่อนที่จะใช้เงินทุนของบริษัท^{[ 42 ]}
• ขอรับสิทธิบัตรยาใหม่เพื่อป้องกันไม่ให้บริษัทอื่นผลิตยานั้นได้ภายในระยะเวลาที่กำหนด^{[ 42 ]}

กฎผลประโยชน์ผกผันอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างประโยชน์ในการรักษาของยาและสถานะทางเศรษฐกิจและสังคม (ความเสี่ยง/ความต้องการด้านสุขภาพโดยรวม) ของประชากรที่เข้ารับการรักษา กฎนี้ระบุว่าประโยชน์ในการรักษาที่ได้รับจากการแทรกแซงทางการแพทย์ต่อประชากรจะแปรผกผันกับอุบัติการณ์ของโรคหรือความต้องการทางเศรษฐกิจและสังคม^{[ 43 ]}

ในการออกแบบยาต้องพิจารณาผล ของ ยาหลอก เพื่อประเมินคุณค่าการรักษาที่แท้จริงของยา

การพัฒนายาใช้วิธีการจากเคมีทางการแพทย์ในการออกแบบตัวยาทางเคมี ซึ่งมีความเกี่ยวเนื่องกับแนวทางทางชีววิทยาในการค้นหาเป้าหมายและผลกระทบทางสรีรวิทยา

เภสัชวิทยาสามารถศึกษาได้ในบริบทที่กว้างกว่าสรีรวิทยาของแต่ละบุคคล ตัวอย่างเช่นเภสัชระบาดวิทยาเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของผลกระทบของยาในหรือระหว่างประชากร ซึ่งเป็นสะพานเชื่อมระหว่างเภสัชวิทยาทางคลินิกและระบาดวิทยา [ ^{44 ] [ 45 ] เภสัช}สิ่งแวดล้อมหรือเภสัชวิทยาด้านสิ่งแวดล้อมคือการศึกษาผลกระทบของยาและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล (PPCPs) ที่ใช้แล้วต่อสิ่งแวดล้อมหลังจากที่ถูกกำจัดออกจากร่างกาย^{[ 46 ]}สุขภาพของมนุษย์และระบบนิเวศมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ดังนั้นเภสัชวิทยาด้านสิ่งแวดล้อมจึงศึกษาผลกระทบของยาและ ผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล ต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 47 ]}

ยาอาจมีความสำคัญทางชาติพันธุ์และวัฒนธรรมด้วย ดังนั้นเภสัชวิทยาชาติพันธุ์ จึง ศึกษาแง่มุมทางชาติพันธุ์และวัฒนธรรมของเภสัชวิทยา^{[ 48 ]}

โฟโตเภสัชวิทยาเป็นแนวทางใหม่ในทางการแพทย์ที่ยาจะถูกกระตุ้นและยับยั้งด้วยแสงพลังงานของแสงถูกนำมาใช้เพื่อเปลี่ยนรูปร่างและคุณสมบัติทางเคมีของยา ส่งผลให้เกิดกิจกรรมทางชีวภาพที่แตกต่างกัน^{[ 49 ]}วิธีนี้ทำขึ้นเพื่อให้สามารถควบคุมได้ว่ายาจะออกฤทธิ์เมื่อใดและที่ใดในลักษณะที่ย้อนกลับได้ เพื่อป้องกันผลข้างเคียงและมลพิษของยาในสิ่งแวดล้อม^{[ 50 ] [ 51 ]}

การบำบัดด้วยเอพิเจเนติกส์อาจเป็น 'สวิตช์หลัก' ทางเลือกแทนการบำบัดด้วยยีนเพื่อแนะนำการเปลี่ยนแปลงถาวรต่อฟีโนไทป์ เป็นที่ทราบกันดีว่าการแก่ชราสามารถวัดได้ผ่านนาฬิกาเอพิเจเนติกส์^{[ 52 ]}

ยาอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่คงอยู่ถาวรเมื่อยาทำให้ประสิทธิภาพลดลง จะเรียกว่าภาวะดื้อยาในทางกลับกัน ยาอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายได้ไซโคพลาสโตเจนก่อให้เกิดผลอย่างลึกซึ้งโดยการควบคุมนิวโรพลาสติ ซิตี้ ยา ไซโคสติมู แลนท์ช่วยป้องกันการสูญเสียเนื้อเยื่อสีเทาในผู้ป่วย ADHD ในปริมาณการรักษา^{[ 53 ]}

เภสัชวิทยาคือการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับยาและการโต้ตอบของยากับระบบสิ่งมีชีวิต โดยแบ่งออกเป็นสองสาขาหลัก ได้แก่เภสัชจลนศาสตร์และเภสัช พลศาสตร์

เภสัชจลนศาสตร์หมายถึงการเคลื่อนที่ของยาภายในร่างกายและอธิบายสิ่งที่ร่างกายทำกับยา^{[ 54 ] [ 55 ]}ประกอบด้วยกระบวนการหลักห้าประการ:

• การปลดปล่อย –เมื่อส่วนประกอบทางเภสัชกรรมที่ออกฤทธิ์ถูกปลดปล่อยออกจากสูตรยาและพร้อมสำหรับการดูดซึม ^{[ 56 ]}
• การดูดซึม –วิธีที่ยาเข้าสู่กระแสเลือด
• การกระจายตัว –วิธีที่ยาแพร่กระจายไปทั่วเนื้อเยื่อและของเหลวในร่างกาย
• กระบวนการเผาผลาญ –กระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของยา ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในตับ
• การขับถ่าย –วิธีที่ยาและสารเมตาบอไลต์ของยาถูกกำจัดออกจากร่างกาย โดยส่วนใหญ่ผ่านทางไต

• ครึ่งชีวิต ( t _½ ) –ระยะเวลาที่ความเข้มข้นของยาในพลาสมาลดลงเหลือครึ่งหนึ่ง
• ปริมาตรการกระจายตัว ( V _D ) –ปริมาตรเชิงทฤษฎีที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณยาโดยรวมในร่างกายกับความเข้มข้นที่วัดได้ในเลือด (หรือพลาสมา)
• ค่าการกำจัดทั้งหมด ( Cl _tot ) –พารามิเตอร์ทางเภสัชจลนศาสตร์เชิงทฤษฎีที่อธิบายประสิทธิภาพในการกำจัดยาออกจากร่างกายอย่างถาวรทางสถิติ โดยวัดเป็นปริมาตรของพลาสมาที่ถูกกำจัดยาออกไปต่อหน่วยเวลา ซึ่งโดยทั่วไปจะวัดเป็น L/h หรือ mL/min ^{[ 57 ]}
• พื้นที่ใต้เส้นโค้ง (AUC) –อินทิกรัลจำกัดของเส้นโค้งความเข้มข้นของยาในพลาสมาเทียบกับเวลาตั้งแต่เวลาศูนย์ถึงอนันต์ ซึ่งแสดงถึงการได้รับยาในระบบร่างกายทั้งหมดในช่วงเวลา (AUC ₀ −∞) ^{[ 58 ]}

เภสัชพลศาสตร์ หมายถึง ผลทางชีวเคมีและสรีรวิทยาของยาต่อร่างกาย และกลไกการออกฤทธิ์ โดยจะตอบคำถามว่า "ยาทำอะไรกับร่างกายบ้าง"

ซึ่งรวมถึง:

• การจับกับตัวรับ – ยาส่วนใหญ่จะออกฤทธิ์โดยการจับกับตัวรับเฉพาะของเซลล์ (โปรตีนบนพื้นผิวเซลล์หรือภายในเซลล์)
• ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง – ความสัมพันธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นโดยใช้กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง โดยแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของขนาดยาที่แตกต่างกันต่อขนาดของการตอบสนอง
• ช่วงขนาดยาที่เหมาะสม – ช่วงขนาดยาที่อยู่ระหว่างความเข้มข้นต่ำสุดที่ได้ผลและความเข้มข้นต่ำสุดที่เป็นพิษ

เภสัชวิทยามักศึกษาโดยมุ่งเน้นไปที่ระบบเฉพาะ เช่น ระบบสารสื่อประสาทภายในร่างกาย ระบบหลักที่ศึกษาในเภสัชวิทยาสามารถแบ่งประเภทได้ตามลิแกนด์และตัวรับซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงอะเซทิลโคลีน (ACh) , อะดีโนซีน , อะดรีนาลีน , อานันดาไมด์ , แอสปาร์ เทต , กลูตา เมต , ไกล ซีน , พิวรีน , สาร P , อีโคซานอยด์ , GABA , โดปามีน (DA) , ฮิสตามีน , เซโรโทนิน (5-HT) , เซ รีน , แคนนาบินอยด์ , โอปิอ อยด์ , เมลาโทนิน , วาโซเพรสซิน (ADH)และ นอร์เอพิเน ฟริน (NE) ^{[ 59 ] [ 60 ]}

เป้าหมายระดับโมเลกุลในเภสัชวิทยา ได้แก่ ตัวรับเอนไซม์และโปรตีนขนส่งเมมเบรนเอนไซม์สามารถกำหนดเป้าหมายได้ด้วยสารยับยั้งเอนไซม์โดยทั่วไปแล้ว ตัวรับจะถูกจัดประเภทตามโครงสร้างและหน้าที่ ประเภทของตัวรับหลักที่ศึกษาในเภสัชวิทยา ได้แก่ ตัวรับที่เชื่อมโยง กับโปรตีน G ช่องไอออนที่ควบคุมด้วยลิแกนด์และตัวรับไทโรซีนไค เน ส^{[ 61 ]}

เภสัชวิทยาเครือข่ายเป็นสาขาย่อยของเภสัชวิทยาที่ผสมผสานหลักการจากเภสัชวิทยา ชีววิทยาระบบและการวิเคราะห์เครือข่ายเพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างยาและเป้าหมาย (ตัวรับหรือเอนไซม์ ฯลฯ) ในระบบชีวภาพ โทโพโลยีของเครือข่ายปฏิกิริยาชีวเคมีกำหนดรูปร่างของเส้นโค้งการตอบสนองต่อขนาด ยา ^{[ 62 ]}เช่นเดียวกับประเภทของปฏิกิริยาระหว่างยา^{[ 63 ]}ซึ่งสามารถช่วยออกแบบกลยุทธ์การรักษาที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย เภสัชวิทยาเครือข่ายใช้เครื่องมือคำนวณและอัลกอริธึมการวิเคราะห์เครือข่ายเพื่อระบุเป้าหมายของยา ทำนายปฏิกิริยาระหว่างยา อธิบายเส้นทางการส่งสัญญาณ และสำรวจเภสัชวิทยา หลายด้าน ของยา

เภสัชพลศาสตร์ หมายถึง ปฏิกิริยาของร่างกายต่อยา ทฤษฎีเภสัชพลศาสตร์มักศึกษาความสัมพันธ์ในการจับกันของลิแกนด์กับตัวรับ ลิแกนด์อาจเป็นตัวกระตุ้น (agonist)ตัวกระตุ้นบางส่วน (partial agonist) หรือตัวยับยั้ง (antagonist)ที่ตัวรับเฉพาะในร่างกาย ตัวกระตุ้นจะจับกับตัวรับและทำให้เกิดการตอบสนองทางชีวภาพ ตัวกระตุ้นบางส่วนจะทำให้เกิดการตอบสนองทางชีวภาพน้อยกว่าตัวกระตุ้นเต็มที่ ส่วนตัวยับยั้งมีความสัมพันธ์กับตัวรับแต่ไม่ทำให้เกิดการตอบสนองทางชีวภาพ

ความสามารถของลิแกนด์ในการสร้างการตอบสนองทางชีวภาพเรียกว่าประสิทธิภาพ (efficacy ) โดยในกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดยาและการตอบสนอง จะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์บนแกน y ซึ่ง 100% คือประสิทธิภาพสูงสุด (ตัวรับทั้งหมดถูกจับยึด)

ความ สามารถในการจับกัน (Binding affinity) คือความสามารถของลิแกนด์ในการสร้างสารเชิงซ้อนระหว่างลิแกนด์กับตัวรับ ไม่ว่าจะผ่านแรงดึงดูดที่อ่อนแอ (ย้อนกลับได้) หรือพันธะโควาเลนต์ (ย้อนกลับไม่ได้) ดังนั้นประสิทธิภาพจึงขึ้นอยู่กับความสามารถในการจับกันนี้

ความแรงของยาคือการวัดประสิทธิภาพของยา โดย_EC50คือความเข้มข้นของยาที่ให้ผล 50% และยิ่งความเข้มข้นต่ำ ความแรงของยาจะยิ่งสูง ดังนั้น EC50 จึง_{สามารถ}ใช้เปรียบเทียบความแรงของยาได้

ยาแต่ละชนิดอาจมีดัชนีการรักษา ที่แคบหรือกว้าง มีปัจจัยด้านความปลอดภัยหรือช่วงการรักษาที่เหมาะสมซึ่งอธิบายถึงอัตราส่วนของผลที่ต้องการต่อผลข้างเคียงที่เป็นพิษ ยาที่มีดัชนีการรักษาแคบ (ใกล้เคียงกับหนึ่ง) จะออกฤทธิ์ตามที่ต้องการในขนาดยาที่ใกล้เคียงกับขนาดยาที่เป็นพิษ ส่วนยาที่มีดัชนีการรักษาที่กว้าง (มากกว่าห้า) จะออกฤทธิ์ตามที่ต้องการในขนาดยาที่ต่ำกว่าขนาดยาที่เป็นพิษอย่างมาก ยาที่มีช่วงการรักษาแคบนั้นยากต่อการกำหนดขนาดยาและการบริหารยา และอาจต้องมีการติดตามระดับยาในร่างกาย (ตัวอย่างเช่นวาร์ฟารินยาต้านโรคลมชักบางชนิดยาปฏิชีวนะกลุ่มอะมิโนไกลโค ไซด์ ) ยาต้านมะเร็ง ส่วนใหญ่ มีช่วงการรักษาที่แคบ ผลข้างเคียงที่เป็นพิษมักพบได้ในขนาดยาที่ใช้ในการฆ่าเซลล์มะเร็ง

ผลของยาสามารถอธิบายได้ด้วยคุณสมบัติการบวกของ Loeweซึ่งเป็นหนึ่งในแบบจำลองอ้างอิงทั่วไปหลายแบบ^{[ 63 ]}

แบบจำลองอื่นๆ ได้แก่สมการฮิลล์สมการเฉิง-พรูซอฟฟ์และการถดถอยของชิลด์