Om chemische stoffen te bestuderen, moet iemand veel weten over wat er wordt beïnvloed als het wordt ingenomen (in het lichaam wordt opgenomen). Naarmate meer mensen kennis hebben van celbiologie en biochemie, is ook het vakgebied van de farmacologie veranderd. Het is nu mogelijk chemische stoffen te ontwerpen die specifieke dingen doen.
Een chemische stof kan verschillende eigenschappen hebben. De farmacokinetiek beschrijft welk effect de chemische stof op het lichaam zal hebben, en de farmacodynamiek beschrijft het effect van de chemische stof op het lichaam (gewenst of toxisch).
Als een farmacoloog het heeft over de farmacokinetische eigenschappen van een chemische stof, is hij geïnteresseerd in vier dingen: ADME.
- Absorptie - Hoe wordt het geneesmiddel geabsorbeerd (via de huid, de darm, de mond)?
- Distributie - Hoe verspreidt het zich door het organisme?
- Metabolisme - Wordt het medicijn chemisch omgezet in het lichaam, en in wat. Zijn deze nieuwe stoffen actief? Kunnen ze giftig zijn?
- Uitscheiding - Hoe raakt het organisme de chemische stof kwijt (via de gal, urine, adem, huid)?
Van een geneesmiddel wordt gezegd dat het een smalle of brede therapeutische index heeft. Dit beschrijft de verhouding tussen het gewenste effect en het toxische effect. Een geneesmiddel met een smalle therapeutische index (dicht bij één) doet alleen wat de mens wil dat het doet, wanneer de toegediende hoeveelheid voldoende is om het organisme in gevaar te brengen. Een geneesmiddel met een brede therapeutische index (groter dan vijf) doet wat men wil dat het doet en brengt het organisme niet noodzakelijk in gevaar. Geneesmiddelen met een smalle marge zijn moeilijker te doseren en aan een persoon te geven, en kunnen therapeutische geneesmiddelenbewaking vereisen (voorbeelden zijn warfarine, sommige anti-epileptica, aminoglycoside antibiotica). De meeste geneesmiddelen tegen kanker hebben een smalle therapeutische marge; toxische bijwerkingen treden bijna altijd op bij doses die nodig zijn om tumoren te doden.
