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Il Monitoraggio terapeutico di un farmaco è definito come l'insieme delle procedure volte alla misurazione di un parametro collegato al farmaco prescritto che, con interpretazione appropriata, influenzerà direttamente le procedure di prescrizione. Comunemente il monitoraggio terapeutico di un farmaco si basa sulla misurazione in una matrice biologica, come ad esempio il plasma, di uno xenobiotico prescritto a scopo terapeutico, ma può trattarsi in alcuni casi della misurazione di un composto endogeno prescritto come terapia sostitutiva in un individuo che è fisiologicamente o patologicamente carente.

La scienza del monitoraggio terapeutico nasce dalla consapevolezza che:

• alcuni farmaci hanno un intervallo terapeutico ristretto
• in concentrazioni superiori al limite superiore del range terapeutico,  il farmaco può essere tossico
• in concentrazioni inferiori al limite inferiore del range terapeutico,  il farmaco può essere inefficace
• non tutti i pazienti hanno la stessa risposta a dosi simili
• esiste un errata convinzione secondo il quale un clinico possa raggiungere lo stesso risultato di un monitoraggio terapeutico del farmaco semplicemente prescrivendo il farmaco e basandosi sulla risposta clinica del paziente.

Esempi di condizioni per il quale il monitoraggio terapeutico di un farmaco (TDM) è necessario:

• efficacia dei farmaci difficilmente evidenziabile dalle osservazioni cliniche (fenitoina)
• sospetta tossicità
• risposta terapeutica inadeguata
• problemi di compliance
• cambiamento del dosaggio
• cambiamento dello stato clinico del paziente
• cambiamento dei farmaci co-somministrati (chinidina diminuisce la clearance della digossina)
• manifestazioni di tossicità e stato di malattia sono simili (teofillina)

Esempi di condizioni per il quale il monitoraggio terapeutico di un farmaco (TDM) NON è necessario:

• La tossicità collegata al farmaco non è una preoccupazione realistica
• gli effetti di un farmaco possono essere misurati mediante test di laboratorio funzionali (anticoagulanti)
• la concentrazione plasmatica non è un parametro che permette di predire gli effetti del farmaco (anticoagulanti)
• il rapporto concentrazione plasmatica/effetti rimane indefinito (antidepressivi)

I Dipartimenti di Farmacologia Clinica, hanno il compito di fornire gli studi necessari per determinare i range terapeutici migliori per i farmaci che richiedono un monitoraggio terapeutico e comprendere tutti i possibili fattori che possono influenzare la generazione di risultati e quindi interpretarli. I range terapeutici ottenuti nelle fasi di sperimentazione pre-marketing sono raccomandazioni che derivano dall'osservazione clinica di un piccolo gruppo di pazienti che assumono il farmaco. Il limite inferiore del range terapeutico (detto anche "valle") è impostato per fornire ~ 50% del massimo effetto terapeutico, mentre il limite massimo (detto "picco") è la dose alla quale si ottengono i primi segni di tossicità . Non è insolito per alcuni pazienti ottenere effetti terapeutici a livelli inferiori al range stabilito mentre altri possono verificare tossicità al di sotto del "picco" del range terapeutico. Il principale obiettivo di un TDM è quello di superare il semplice monitoraggio delle concentrazioni di un farmaco nell'organismo, e determinare una interpretazione di questo risultato alla luce di considerazioni cliniche e biochimiche con lo scopo di valutare l'efficacia di una terapia e tendere ad un miglioramento maggiore per il paziente in terapia. A tal scopo un TDM valuta:

• farmacocinetica (tenuto conto dei maggiori elementi che possono determinare variabilità farmacocinetica come la compliance alla terapia, l'età, il sesso, stati di gravidanza, malattie epatiche, cardiovascolari e respiratorie, le interazioni farmaco-farmaco, influenze ambientali)
• farmacodinamica
• dose
• il tempo di misurazione e il tipo di misurazione
• le metodologie di testing
• i polimorfismi genetici

Alcuni fattori possono influenzare l'interpretazione di questi parametri. Questi fattori variano da farmaco a farmaco.

Ad esempio la digossina è influenzata dall'acidosi, concentrazioni sieriche del potassio e dalla creatinina. Ad esempio quando si valutano i livelli plasmatici del litio è fondamentale sapere se una donna è gravida o meno.

Tra questi fattori di confondimento sono degni di nota:

• differente tasso di legame alle proteine plasmatiche da parte del farmaco dovuto a patologie, interazioni farmacologiche, profili di legame alle proteine plasmatiche non lineari
• alterazioni del profilo metabolico