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PRISCILA HIPÓLITO SILVA REIS | PÁGINA 1 | AULA 1 INTRODUÇÃO ❖ REA = Relação estrutura atividade. É uma investigação sobre a influência das partes da estrutura química do fármaco na atividade farmacológica. O que cada parte química do fármaco impacta na atividade farmacológica. ❖ Anestésico = sem sensação ❖ Analgesia = sem dor ❖ Todos os anestésicos locais com exceção da cocais tem um estrutura química parecida ❖ Porção lipofílica (anel aromático) + cadeia intermediária (éster/amida) + porção hidrofílica (amina) ❖ A procaína é o principal representante dos anestésicos locais tipo éster e a lidocaína o principal representante do anestésicos tipo amida. ❖ A cocaína foi o primeiro anestésico local descoberto, todos os outros foram desenhados em cima da cocaína. ❖ Existe grande variedade de formas farmacêuticas disponibilizadas para serem utilizadas como anestésico local. Eles podem esta presente na forma de colírio, pastilha, pomada, spray etc. ❖ Ampla variedade da utilização clínica, como amigdalite, anestesias peridural e epidural, injetável para bloqueio, cirurgias oftalmológicas etc. HISTÓRIA ❖ Albert Niemann isola a cocai na da erythroxylum coca. ❖ Antigamente mascava-se e sentia-se dormência na língua. ❖ Pela primeira vez em uma cirurgia a pessoa era sedada com éter. REVISÃO FISIOLÓGICA ATIVAÇÃO DOS NOCICEPTORES ❖ Os nociceptores são terminações nervosas livres. Regiões dos neurônios que captam estímulos nervosos. NOCICEPTOR NÃO É O NEURÔNIO QUE TRANSMITE A DOR. São as terminações nervosas livres dos neurônios que transmitem os estímulos dolorosos. ❖ São sensíveis a alterações térmicas, mecânicas e químicas. ❖ Para esses nociceptores serem ativados a intensidade do estímulo tem que ser suficiente para tal ❖ Ex: No tempo frio tomamos banho quente, mas não sentimos dor porque ativa termorreceptores e não ativa nociceptores. Os termorreceptores são mais sensíveis a serem ativados. Os nociceptores precisam de maior estímulo para serem ativados. ❖ A bradicinina, serotonina e prostaglandina são sensibilizadores dos nociceptores. São substâncias liberadas no tecido lesionado/inflamado/infeccionado. Eles reduzem o limiar de ativação. ❖ Ex: se tocarmos no ombro de alguém a pessoa sente, mas não sente dor, isso acontece porque ativamos os mecanorreceptores, mas não ativamos os nociceptores. Caso essa pessoa esteja com a pele queimada de sol ela sente dor ao toque, porque esta sensível por PH ANESTÉSICOS LOCAIS FARMACOLOGIA PRISCILA HIPÓLITO SILVA REIS | PÁGINA 2 | AULA 1 conta da presença dos sensibilizadores (bradicinina, prostaglandina e serotonina). Então agora o toque que antes não causava dor, agora consegue, ativando o limiar nociceptivos dos nociceptores. POTENCIAL DE AÇÃO ❖ O gráfico representa a variação do potencial ao longo da atividade dos nociceptores ❖ Em repouso o nociceptor tem um limiar de - 70mV. ❖ O limiar de ativação é -55mV, mais alto. ❖ Com a pele sem lesão fazemos a primeira curva (em roxo), que despolariza poucos nociceptores e não ativa o limiar de ativação dos nociceptores. ❖ Com o tecido lesionado o limiar de repouso aumenta, deixa de ser -70mV e passa a ser - 60mV, sendo mais fácil de se atingir o limiar de ativação dos nociceptores. FISIOLOGIA ❖ Quando o impulso passa a ser propagado pelo axônio ele chega até o corno dorsal da medula espinhal, nesse local, o axônio aferente primário realiza sua primeira sinapse com o neurônio aferente secundário realizando sua primeira sinapse. ❖ Esse estímulo sobre até o tálamo, realizando outra sinapse com o neurônio terciário e levando informação ao córtex somatossensorial. TIPOS DE FIBRAS NERVOSAS PERIFÉRICAS ❖ Existem alguns tipos ❖ A fibra A delta e a fibra C (raiz dorsal) ❖ A fibra A delta conduz a primeira dor e a C conduz a segunda dor. ❖ Além de conduzir estímulos diferentes as fibras A delta são mielinizadas e as fibras C são alimelinizadas. A principal diferença é a velocidade de propagação do estímulo em ambas as fibras. Como a fibra A delta é mielinizada ela tem uma maior velocidade de transmissão do impulso nervoso. ❖ A dor conduzida pela fibra A delta chega primeiro ao córtex do que a fibra C que é mais lenta. ❖ Ex: quando chutamos a porta com o dedinho do pé a primeira dor é a A delta que é mais rápida, uma dor mais aguda (maior intensidade), localizada, com duração mais curta. Após alguns segundo a intensidade da dor cai, ela fica mais difusa e dura mais tempo, sendo essa dor provocada pela fibra C. QUÍMICA E RELAÇÃO ESTRUTURA ATIVIDADE ❖ Conseguimos dividir o anestésico em 3 partes: a parte lipossolúvel (que contém o anel A DELTA C PRISCILA HIPÓLITO SILVA REIS | PÁGINA 3 | AULA 1 aromático), a parte da cadeia intermediária (éster ou amida) e a parte hidrossolúvel que contém uma amina terciária. RELAÇÃO ESTRUTURA ATIVIDADE DA CADEIA INTERMEDIÁRIA PROCAÍNA (ÉSTER) ❖ São menos estáveis ❖ O grupo éster é mais fácil de ser quebrado do que o grupo amina. Isso acontece porque no nosso corpo temos as esterases plasmáticas ou teciduais, enzimas responsáveis por quebrar éster. Portanto quando administramos no tecido subcutâneo anestésico local a esterase ali localizada quebra o éster. Com esse éster quebrado a molécula se divide em duas e perde a sua função ❖ O metabolismo do tipo éster é tecidual/ plasmático. ❖ O tempo de meia vida é 0,1 hr LIDOCAÍNA(AMIDA) ❖ São mais estáveis ❖ Para metabolizar o anestésico local do tipo amida é necessária a enzima CYP450. Portanto, só no fígado ele consegue ser metabolizado. ❖ O tempo de meia vida é 1,5 hr (15X maior que da procaína a base de éster) RELAÇÃO ESTRUTURA ATIVIDADE DO GRUPAMENTO LIPOSOLÚVEL - AROMÁTICO ❖ O grupo aromático é a região lipossolúvel da molécula ❖ A lipossolubilidade interferem em um fármaco na interação da bicamada lipídica, passagem do fármaco pelas membranas. ❖ Moléculas com maior lipossolubilidade acaba tendo mais facilidade de atravessar a bicamada lipídica. ❖ O anel aromático impacta na velocidade de início da ação do anestésico local. Quanto mais fácil ele consegue atravessas a bicamada lipídica mais rápido ele consegue atingir o inteiro do neurônio e bloquear canais de sódio. ❖ Um anestésico local efetivo deve distribuir-se e difundir-se na membrana e, por fim, dissociar- se dela. As substâncias que têm mais tendência a sofrer esses processos possuem hidrofobicidade moderada. ANESTÉSICO LOCAL POUCO HIDROFÓBICO ❖ Não consegue atravessar a bicamada para se ligar ao canal de sódio da porção intracelular ❖ Não chega no citoplasma do neurônio para bloquear canais de sódio ❖ O sítio de ligação do anestésico local é uma porção intracelular do canal de sódio. ANESTÉSICO LOCAL MODERADAMENTE HIDROFÓBICO ❖ O fármaco consegue ultrapassar as membranas plasmáticas adjacentes, se difundir na membrana plasmática do axônio, se soltar dela, chegar ao citoplasma, se ligar PRISCILA HIPÓLITO SILVA REIS | PÁGINA 4 | AULA 1 ao canal de sódio e bloquear a entrada desse íon. ❖ Cumpre todos os requisitos para funcionar. ANESTÉSICO LOCAL EXTREMAMENTE HIDROFÓBICO ❖ Ele chega até a membrana, interage com seus lipídeos, mas não sai ❖ Tende a ficar armazenado em ambiente que preenche seus prerrequisitos químicos. ❖ Se ele não se dissocia da membrana ele não consegue atingir o canal de sódio intracelular. RELAÇÃO ESTRUTURA ATIVIDADE DO GRUPO AMINA ❖ A amina terciária quimicamente tem capacidade de ser protonada (tendem a ser bases pois captam próton do meio). ❖ A bupvacaina tem uma amina terciaria cíclica com capacidade de ser protonada. É uma base fraca❖ Quanto mais fácil e se protonar a amina o anestésico for menos ele se dissocia do canal (se desliga do sítio de ação). ❖ O sítio de ligação do anestésico local esta na parte citoplasmática do canal de sódio ❖ Maior facilidade de protonação da amina 3 → mais tempo a amina fica ligada ao sítio de ação. ❖ Uma amina com dificuldade para se protonada fica menos tempo ligada ao sítio de ação, logo o tempo de ação do fármaco vai ser menor. ❖ Ao anestésicos locais são bases fracas porque todos eles possuem a amina terciária ❖ Os seus valores de pKa variam cerca de 8 a 10 ❖ O pH fisiológico é 7,4 ❖ Lembre-se que o pKa representa o valor de Ph em que se tem 50% da molécula em seu estágio neutro e 50% protonada. Portanto, se falamos que a lidocaína tem pKa de 7,9 no Ph de 7,9 temos 50% da lidocaína ionizada e 50% neutra. No Ph 7,4 temos mais H+ circulando pelo tecido. Levando em conta que o anestésico local é uma base fraca (molécula responsável por captar H+), temos mais anestésicos locais protonados no 7,4. Entretanto, nesse Ph é mais difícil as moléculas passarem pelas bicamadas lipídicas. Vale ainda destacar que em 7,4 o pouco que temos de moléculas livres/neutras é o suficiente para que o efeito farmacológico aconteça. PRISCILA HIPÓLITO SILVA REIS | PÁGINA 5 | AULA 1 POR QUE EM TECIDOS INFLAMADOS O ANESTÉSICO LOCAL DIMINUI SUA EFETIVIDADE? ❖ “à anestesia não pega em tecidos inflamados” 1° SITUAÇÃO – TECIDO NORMAL ❖ Administração do anestésico local e tecido com condição normal de Ph 7.4 ❖ As caixinhas verdes e vermelhas juntas representam a fração neutra. ❖ As caixas separadas são as frações protonadas do anestésico. ❖ Qual é a fração que consegue atravessar a bicamada lipídica? A NEUTRA. ❖ O Ph do citoplasma é 7, temos muito mais espécies protonadas do que espécies neutras ❖ A protonação significa que mais tempo foca ligado ao canal ❖ Qual a forma que se liga ao canal? A protonada. ❖ A forma neutra é a que consegue passar pela bicamada lipídica, entretanto, é a forma protonada que tem capacidade de interagir com o canal. Dentro da fibra é amis fácil prótons a amina porque como o Ph é 7 tem mais H+ livre. 2° SITUAÇÃO – TECIDO INFLAMADO ❖ O Ph do tecido inflamado é mais ácido, nesse caso 7,1. ❖ Nesse caso temos mais H+ no meio. ❖ Mais H+ tem mais espécies protonadas no meio externo, e a quantidade que sobrou para entrar na fibra (forma neutra) é pouca. Portanto, a espécie protonada não atravessa a camada lipídica e assim não conseguimos bloquear a condução do estímulo de forma efetiva pois falta anestésico local. VARIAÇÕES ESTRUTURAIS DE ANESTÉSICOS LOCAIS ESTER AMIDA PROPRIEDADE DOS ANESTÉSICOS LOCAIS ❖ Ex: a lidocaína é 4X mais potente que a procaína, dura meia hora a mais e o tempo de meia vida é 15X maior. MECANISMO DE AÇÃO ❖ O alvo molecular do anestésico local são os canais de sódio dependentes de voltagem. 1° situação 2° situação PRISCILA HIPÓLITO SILVA REIS | PÁGINA 6 | AULA 1 ❖ Esses canais de sódio são essenciais para despolarização e condução do impulso elétrico. ❖ Se bloqueamos esses canais diminuímos o influxo de sódio no citoplasma e o sódio, como tem carga positiva, não tem chances de ativar o limiar de ativação e gerar o impulso nervoso. ❖ O anestésico local precisa passar pela bicamada lipídica do axônio, porque ele se liga à região intracelular do canal de sódio. ❖ Os canais iônicos adotam conformações diferentes a depender da sua atividade. Essas mudanças de conformação podem afetar o sítio de ligação do fármaco. Então é possível que os fármacos tenham atividades diferentes a depender da conformação que o canal iônico esteja. ❖ Ocorre um efeito após a administração do anestésico local que é chamado de: Bloqueio funcional diferencial. ❖ O bloqueio funcional diferencial é o bloqueio nervoso em uma sequência, é o bloqueio das funções de forma sequencial. ❖ O QUE ISSO SIGNIFICA? Quando uma pessoa toma um anestésico local ela deixa de sentir a primeira dor (A DELTA), depois a segunda dor (c), depois temperatura depois tato e por fim pressão. ❖ O músculo geralmente perde o tônus e a pessoa começa a sentir a sensação de formigamento. A ❖ Como já dissemos anteriormente, os canais iônicos têm conformações diferentes ❖ Na conformação em repouso as cargas elétricas que mantem o canal fechado estão bem próximas ❖ Na conformação fechada intermediária as cargas estão se afastando, mas o canal ainda está fechado ❖ Na conformação aberta as cargas se afastaram muito, o canal se mexeu e abriu o poro, deixando passar o íon para o inteiro do axônio. ❖ Na conformação inativada temos uma região do canal que bloqueia o poro. A chamada conformação inativada. Esse período é chamado de refratário e não há nada que faça o canal de abrir. ❖ Depois da conformação inativada o canal iônico volta para a conformação em repouso que está apta para receber o estímulo e abrir novamente. B ❖ Os anestésicos possuem afinidades diferentes por conformações diferentes. ❖ Na conformação em repouso a afinidade pelo anestésico local é baixa. Isso pode acontecer porque a conformação em repouso provavelmente os aminoácidos que constituem o sítio de ligação estão em ❖ Nas demais conformações, tanto fechada quanto aberta e intermediária é alta Primeira dor Segunda dor Temperatura Tato Pressão Conformação em repouso Conformação fechada intermediária Conformação aberta Conformação inativada A B PRISCILA HIPÓLITO SILVA REIS | PÁGINA 7 | AULA 1 ❖ Quando o anestésico interage com o canal na conformação intermediária fechada ele impede a abertura ❖ Na conformação aberta o anestésico local bloqueia, como se fosse uma rolha, o canal iônico, impedindo que o sódio entre. ❖ Na conformação inativa já tem a parte do canal bloqueando o poro (O ANESTÉSICO NÃO IMPEDE O PORO DE SER ABERTO, SO IMPEDE QUE OCORRA A PASSAGEM DO SÓDIO). Ele acaba funcionando como uma cola que mantem por mais tempo a conformação nesse estado aumentando o período refratário. FARMACOCINÉTICA ❖ Absorção sistêmica ❖ Situação ideal: minimamente absorvido sistemicamente – ou seja, o que eu não quero para o anestésico local é que ele seja absorvido, que caia na corrente sanguínea. ❖ Isso significa que, quanto mais facilmente esse fármaco é absorvido menos potente ele é e com isso mais toxicidade sistêmica ele apresenta. A principal toxicidade sistêmica do anestésico local é arritmias, isso acontece porque a anestesia bloqueia canais iônicos cardíacos ❖ Existem fatores que influenciam na velocidade e na extensão da absorção sistêmica ✓ A vascularização do local (quanto menos vascularizado menos absorvido será e portanto, mais potente) ✓ A concentração (quanto maior a concentração maior o potencial de anestesia) ✓ Viscosidade/alteração físico-química (se dificulta a absorção com técnicas mais difíceis de se solubilizar aumenta a potência do medicamento) ✓ Associação com adrenalina (anestésicos locais + vasoconstrictores: menor taxa de remoço do anestésico local no centro de administração, aumento a concentração local de ação, aumento da duração do efeito, diminuição da toxicidade sistêmica). Seu uso não é recomendado em extremidades porque já são locais com microcirculação diminuída e pode provocar hipoxia tecidual. METABOLISMO E EXCREÇÃO ❖ Anestésicos locais com ligação éster ❖ São metabolizados por esterases teciduais e plasmáticas ❖ São eliminados via renal ❖ Anestésicos locais com ligação amida ❖ São metabolizados por enzimas do Cyp450 ❖ Tem sua excreção renal ❖ Obs: Pacientes com doenças que alteram a perfusão renal (Ex: cirrose) diminuem a metabolização. AGENTES INDIVIDUAIS – ANESTÉSICOS LOCAISCOM LIGAÇÃO ÉSTER PROCAÍNA ❖ Ação curta e fraca ligação aos sítios ativos → Baixa hidrofobicidade ❖ Baixa potência → rapidamente removida e metabolizada pelas pseudocolinesterases ❖ Utilização em procedimentos dentários, rápidos por volta de 1hr. COCAÍNA ❖ Protótipo e único anestésico local natural ❖ Tem uma amina terciária cíclica ligada a um anel, estrutura incomum para anestésico local PRISCILA HIPÓLITO SILVA REIS | PÁGINA 8 | AULA 1 ❖ Possui acentuada ação vasoconstrictora e um apresenta potencial cardiotóxico ❖ Uso restrito à anestesia oftálmica e ao anestésico tópico TAC (tetracaína, adrenalina e cocaína) ❖ No Brasil não existe cocaína usada como fármaco TETRACAÍNA ❖ Ação longa e altamente potente → Alta hidrofobicidade ❖ Como pode ter metabolismo lento apesar da rápida hidrólise pelas esterases? ✓ Devido a sua alta hidrofobicidade ela é liberada apenas gradualmente dos tecidos para a corrente sanguínea. ❖ A sua porção lipossolúvel tem além do anel aromático uma cadeia com 4C (que garantem a alta hidrofobicidade). AGENTES INDIVIDUAIS- ANESTÉSICOS LOCAIS COM LIGAÇÃO AMIDA LIDOCAÍNA ❖ Anestésico local mais utilizado ❖ Início de ação rápida e durável; média de 1-2 horas ❖ Dupla metila no anel aromático permite um início de ação rápido, uma vez que favorece a passagem pela bicamada lipídica. ❖ Valor baixo de pKa, com isso no Ph 7,4 a lidocaína não está muito protonada e com isso é mais bem absorvida. BUPVACAINA ❖ Altamente hidrofóbico → Altamente potente ❖ Fármaco racêmico (R e S) ❖ Enantiômero S → Levobupivacaína (tem menor potencial cardiotóxico) ❖ Administrada como anestesia epidural, tem mais efeito sobre a nocicepção do que sobre a atividade locomotora)
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