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Atualizada e reorganizada, ª edição dea 6 Farmacologia ilustrada mantém características fundamentaiscomo o texto claro, didático e amplamente ilustrado, sendo o livro ideal para uso em sala de aula. Com isso, alunos das diversas áreas da saúde que têm essa disciplina em seu curso, bem como profissionais que se utilizam desses conhecimentos, têm nesta obra uma referência para estudo e revisão dos princípios da farmacologia médica e dos mecanismos de ação, usos terapêuticos, farmacocinética e efeitos adversos de fármacos das diversas classes terapêuticas. DESTAQUES E NOVIDADES DESTA EDIÇÃO: Seis novos capítulos trazem conteúdos relacionados a fármacos de abuso, anti-histamínicos, fármacos para tratar obesidade, distúrbios urológicos, anemia e distúrbios nos ossos. Mais de 500 ilustrações coloridas e esquemáticas facilitam a assimilação de conteúdos complexos como, é o caso dos mecanismos de ação dos fármacos. Ao longo do livro estão distribuídas 380 questões de estudo com respostas comentadas auxiliam, as quais na fixação e revisão dos conteúdos. Visite a Área do Professor em www.grupoa.com.br para ter acesso às imagens da obra, em formato PowerPoint® (em português), úteis como recurso didático em sala de aula. BARROS, E. Medicamentos de A a Z - 2016-2018 – 5.ed. BARROS, E.; BARROS, H.M.T. & COLS. Medicamentos na prática clínica BRUNTON, L.L.; CHABNER, B.A.; KNOLLMANN, B.C. As bases farmacológicas da terapêutica de Goodman e Gilman – 12.ed. CAETANO, N. BPR - Guia de remédios 2016/17 – 13.ed. CORDIOLI, A.V.; GALLOIS, C.B.; ISOLAN, L. Psicofármacos: consulta rápida – 5.ed. HILAL-DANDAN, R.; BRUNTON, L.L. Manual de farmacologia e terapêutica de Goodman & Gilman – 2.ed. KATZUNG, B.G.; MASTERS, S.B.; TREVOR, A.J. Farmacologia básica e clínica (Lange) – 12.ed. KLAASSEN, C.D.; WATKINS III, J.B. Fundamentos em toxicologia de Casarett e Doull (Lange) – 2.ed. MARTIN, C.P.; TALBERT, R.L. Guia de farmacoterapia OLIVEIRA, I.R.; SCHWARTZ, T.; STAHL, S.M. Integrando psicoterapia e psicofarmacologia: manual para clínicos OLSON, K.R. .Manual de toxicologia clínica – 6 ed. SADOCK, B.J.; SADOCK, V.A.; SUSSMAN, N. Manual de farmacologia psiquiátrica de Kaplan & Sadock – 6.ed. SCHATZBERG, A.F.; COLE, J.O.; DEBATTISTA, C. Manual de psicofarmacologia clínica – 6.ed. TOY, E.C.; LOOSE, D.S.; TISCHKAU, S.A.; PILLAI, A.S. Casos clínicos em farmacologia (Lange) – 3.ed. WELLS, B.G.; DIPIRO, J.T.; SCHWINGHAMMER, T.L.; DIPIRO, C.V. Manual de farmacoterapia – 9.ed. WHALEN, K.; FINKEL, R.; PANAVELIL, T.A. Farmacologia ilustrada – 6.ed. Nota A farmacologia está em constante evolução e, à medida que novas pesquisas e a experiência clínica ampliam o nosso conhe cimento, são necessárias modificações no tratamento e na farmacoterapia. Os organizadores desta obra consultaram as fontes conside radas confiáveis, em um esforço para oferecer informações completas e, ge- ralmente, de acordo com os padrões aceitos à época da publicação. Entretanto, tendo em vista a possibilidade de falha humana ou de mudanças na área, os leitores devem confirmar estas informações com outras fontes: por exemplo, e em particular, os leitores são aconselhados a conferir a bula de qualquer medicamento que pretendam administrar, para se certificar de que a informação contida neste livro está correta e de que não houve alteração na dose recomendada nem nas contraindicações para o seu uso. Esta recomendação é particularmente importante em relação a medicamentos novos ou raramente usados. Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094 W552f Whalen, Karen. Farmacologia ilustrada [recurso eletrônico] / Karen Whalen, Richard Finkel, Thomas A. Panavelil ; tradução e revisão técnica: Augusto Langeloh. – 6. ed. – Porto Alegre : Artmed, 2016. Editado como livro impresso em 2016. ISBN 978-85-8271-323-5 1. Farmacologia. I. Finkel, Richard. II. Panavelil, Thomas A. III. Título. CDU 615-028.22 Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 2 05/05/2016 16:20:17 Tradução e revisão técnica desta edição: Augusto Langeloh Professor aposentado de Farmcologia do Instituto de Ciências Básicas da Saúde da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (ICBS/UFRGS). Mestre e Doutor em Farmacologia pela Universidade Federal de São Paulo (Unifesp). karen whalen, Pharm.D., BCPS Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Gainesville, Florida richard finkel, Pharm.D. Department of Pharmaceutical Sciences Nova Southeastern University College of Pharmacy Fort Lauderdale, Florida thomas a. panavelil, Ph.D., MBA Department of Pharmacology Nova Southeastern University College of Medical Sciences Fort Lauderdale, Florida 2016 Versão impressa desta obra: 2016 Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 3 05/05/2016 16:20:17 Obra originalmente publicada sob o título Lippincott’s illustrated reviews: pharmacology, 6th Edition ISBN 9781469887562 Copyright © 2015 Lippincott Williams & Wilkins, a Wolters Kluwer business. Lippincott Williams & Wilkins/Wolters Kluwer Health did not participate in the translation of this title. Published by arrangement with Lippincott Williams & Wilkins/Wolters Kluwer Health Inc. USA Gerente editorial: Letícia Bispo de Lima Colaboraram nesta edição Editora: Mirian Raquel Fachinetto Cunha Capa: Márcio Monticelli com imagem da edição original Preparação de originais: Juliana Lopes Bernardino Leitura final: Maria Edith Amorim Pacheco Editoração: Know-how Editorial Revisor da edição original Ashley Castleberry, Pharm.D., M.A.Ed. University of Arkansas for Medical Sciences College of Pharmacy Little Rock, Arkansas Ilustrações e design gráfico originais: Michael Cooper Cooper Graphic www.cooper247.com Claire Hess hess2 Design Loisville, Kentucky Reservados todos os direitos de publicação à ARTMED EDITORA LTDA., uma empresa do GRUPO A EDUCAÇÃO S.A. Av. Jerônimo de Ornelas, 670 – Santana 90040-340 – Porto Alegre, RS Fone: (51) 3027-7000 Fax: (51) 3027-7070 Unidade São Paulo Rua Doutor Cesário Mota Jr., 63 – Vila Buarque 01221-020 – São Paulo – SP Fone: (11) 3221-9033 SAC 0800 703-3444– www.grupoa.com.br É proibida a duplicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na Web e outros), sem permissão expressa da Editora. IMPRESSO NO BRASIL PRINTED IN BRAZIL Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 4 05/05/2016 16:20:18 Andrew Hendrickson, Pharm.D. Department of Pharmacy North Florida/South Georgia VA Medical Center Gainesville, Florida Angela K. Birnbaum, Ph.D. Department of Experimental and Clinical Pharmacology University of Minnesota College of Pharmacy Minneapolis, Minnesota Carol Motycka, Pharm.D., BCACP Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Jacksonville, Florida Charles A. Peloquin, Pharm.D. Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Gainesville, Florida Dawn Sollee, Pharm.D., DABAT Florida/USVI Poison Information Center UF Health – Jacksonville Jacksonville, Florida Elizabeth Sherman, Pharm.D. Department of Pharmacy Practice Nova Southeastern University College of Pharmacy Fort Lauderdale, Florida Eric Dietrich, Pharm.D., BCPS Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida Colleges of Pharmacy and Medicine Gainesville, Florida Eric Egelund, Pharm.D., Ph.D. Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Gainesville, Florida Jamie Kisgen, Pharm.D., BCPS Department of Pharmacy Sarasota Memorial Health Care System Sarasota, Florida Jason Powell, Pharm.D. Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Gainesville, Florida Jeannine M. Conway, Pharm.D., BCPS Department of Experimental and Clinical Pharmacology University of Minnesota College of Pharmacy Minneapolis, Minnesota Joanna Peris, Ph.D. Department of Pharmacodynamics University of Florida College of Pharmacy Gainesville, Florida Jose A. Rey, Pharm.D., BCPP Department of Pharmaceutical Sciences Nova Southeastern University College of Pharmacy Fort Lauderdale, Florida Joseph Spillane, Pharm.D., DABAT Department of Pharmacy UF Health – Jacksonville Jacksonville, Florida Coautores Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 5 05/05/2016 16:20:18 vi Whalen, Finkel & Panavelil Karen Sando, Pharm.D., BCACP Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Gainesville, Florida Karen Whalen, Pharm.D., BCPS Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Gainesville, Florida Katherine Vogel Anderson, Pharm.D., BCACP Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida Colleges of Pharmacy and Medicine Gainesville, Florida Kourtney LaPlant, Pharm.D., BCOP Department of Pharmacy North Florida/South Georgia VA Medical Center Gainesville, Florida Kristyn Mulqueen, Pharm.D., BCPS Department of Pharmacy North Florida/South Georgia VA Medical Center Gainesville, Florida Kyle Melin, Pharm.D., BCPS Department of Pharmacy Practice University of Puerto Rico School of Pharmacy San Juan, Puerto Rico Lisa Clayville Martin, Pharm.D. Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Orlando, Florida Nathan R. Unger, Pharm.D. Department of Pharmacy Practice Nova Southeastern University College of Pharmacy Palm Beach Gardens, Florida Nicholas Carris, Pharm.D., BCPS Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida Colleges of Pharmacy and Medicine Gainesville, Florida Paige Louzon, Pharm.D., BCOP Department of Pharmacy North Florida/South Georgia VA Medical Center Gainesville, Florida Patrick Cogan, Pharm.D. Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Gainesville, Florida Rajan Radhakrishnan, B.S. Pharm., M.S., Ph.D. Roseman University of Health Sciences College of Pharmacy South Jordan, Utah Richard Finkel, Pharm.D. Department of Pharmaceutical Sciences Nova Southeastern University College of Pharmacy Fort Lauderdale, Florida Robin Moorman Li, Pharm.D., BCACP Department of Pharmacotherapy and Translational Research University of Florida College of Pharmacy Jacksonville, Florida Shawn Anderson, Pharm.D., BCACP Department of Pharmacy North Florida/South Georgia VA Medical Center Gainesville, Florida Sony Tuteja, Pharm.D., BCPS Department of Medicine Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania Philadelphia, Pennsylvania Thomas A. Panavelil, Ph.D., MBA Department of Pharmacology Nova Southeastern University College of Medical Sciences Fort Lauderdale, Florida Thomas B. Whalen, M.D. Diplomate, American Board of Anesthesiology Ambulatory Anesthesia Consultants, PLLC Gainesville, Florida Timothy P. Gauthier, Pharm.D., BCPS (AQ-ID) Department of Pharmacy Practice Nova Southeastern University College of Pharmacy Fort Lauderdale, Florida Venkata Yellepeddi, B.S. Pharm, Ph.D. Roseman University of Health Sciences College of Pharmacy South Jordan, Utah Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 6 05/05/2016 16:20:18 Farmacologia ilustrada, 6ª edição, foi totalmente atualizada, reorganizada e ampliada por um grupo de organizadores coordenados por Karen Whalen. Fazem parte deste grupo Richard Finkel, PharmD, organizador também da edição anterior, e Thomas A. Panavelil, Ph.D., MBA, que na edição anterior havia sido um dos revisores dos originais. Embora totalmente revista e contando com seis novos capítulos, esta obra mantém as características que a tornam ideal para o ensino e a aprendiza- gem em sala de aula, assim como para aqueles profissionais que buscam uma revisão dos conteúdos da área: utilizando-se de marcadores, o texto é Prefácio Débito cardíaco Volume sanguíneo Resistência periférica Diminuição da pressão arterial Bloqueadores dos adrenoceptores � Ativação de adrenoceptores �1 no coração Renina Ativação de adrenoceptores �1 nos rins Aldosterona Angiotensina II Retenção de sódio e água Colesterol LDL MEMBRANA PLASMÁTICA SANGUE Receptor de LDL HMG-CoA Acetato CoA 2 NADP+ Ácido mevalônico 2 NADPH + 2H+ Inibidores da HMG-CoA redutase As estatinas inibem a HMG-CoA redutase, levando à diminuição da concentração de colesterol no interior da célula 1 RNAm DNA Receptor Ribossomo RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO VLDL VLDL + O baixo colesterol intracelular estimula a síntese de receptores de LDL 2 O aumento do número de recep- tores de LDL pro- move a absorção da LDL do sangue 3 O baixo colesterol intracelular diminui a secreção de VLDL 4 IV IM A maioria das cefalosporinas não penetra o líquido cerebrospinal; as de 3ª geração alcançam níveis terapêuticos no líquido cerebrospinal Cefalosporinas Ceftriaxona aparece na bile Na urina, aparece principalmente fármaco inalterado As mais de 500 figuras que ilustram o conteúdo são o diferencial de Farmacologia ilustrada. Coloridas e esquemáticas, elas facilitam a assimilação de informações complexas, como é o caso dos mecanismos de ação dos fármacos. Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 7 05/05/2016 16:20:19 viii Whalen, Finkel & Panavelil organizado de forma bastante didática, trazendo informações sobre princí- pios farmacológicos, mecanismos de ação, usos terapêuticos, farmacociné- tica e efeitos adversos de fármacos. Além de apresentar capítulos sobre os princípios farmacológicos e sobre as diversas classes terapêuticas, o livro reúne também capítulos organizados a partir de distúrbios específicos, como é o caso das doenças neurodegenerativas. E para complementar e tornar a obra ainda mais útil, esta edição conta com seis novos capítulos, os quais abordam temas como fármacos de abuso, obesidade, anti-histamínicos, fár- macos destinados ao tratamento de distúrbios urológicos, anemias e distúr- bios nos ossos. Boa leitura e bons estudos! Questões para estudo Escolha a resposta correta. 47.1 Um homem de 45 anos, receptor de transplante renal há 3 meses e mantido com prednisona, ciclosporina e MMF, revela aumento dos níveis de creatinina e biópsia renal que indica grave rejeição. Qual dos seguintes tratamen- tos seria apropriado? A. Aumento da dosagem de prednisona. B. Hemodiálise. C. Tratamento com globulina de coelhos antitimócitos. D. Tratamento com sirolimo. E. Tratamento com azatioprina. Resposta correta = C. Aparentemente, o paciente está sofrendo re- jeição aguda do rim. O tratamento mais eficaz seria a administração de um anticorpo. O aumento da dosagem de prednisona pode ter al- gum efeito, mas não é suficiente para impedir a rejeição. O sirolimo é usado profilaticamente, junto à ciclosporina, para prevenir a rejeição renal, mas é menos eficaz quando o processo já está acontecendo. Além disso, a associação de sirolimo à ciclosporina é mais nefrotóxica do que a ciclosporina isolada. A azatioprina não tem vantagens sobre o MMF. As questões de múltipla escolha com respostas comentadas ao final de cada capítulo facilitam a fixação e a revisão dos conteúdos estudados. Ao longo do livro, 380 questões estão disponíveis para você testar e revisar seus conhecimentos. Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 8 05/05/2016 16:20:20 Sumário UNIDADE I: Princípios da terapia farmacológica Capítulo 1: Farmacocinética 1 Capítulo 2: Interações fármaco-receptor e farmacodinâmica 25 UNIDADE II: Fármacos que afetam o sistema nervoso autônomo Capítulo 3: O sistema nervoso autônomo 39 Capítulo 4: Agonistas colinérgicos 51 Capítulo 5: Antagonistas colinérgicos 65 Capítulo 6: Agonistas adrenérgicos 77 Capítulo 7: Antagonistas adrenérgicos 95 UNIDADE III: Fármacos que afetam o sistema nervoso central Capítulo 8: Doenças degenerativas 107 Capítulo 9: Ansiolíticos e hipnóticos 121 Capítulo 10: Antidepressivos 135 Capítulo 11: Antipsicóticos 147 Capítulo 12: Antiepilépticos 157 Capítulo 13: Anestésicos 171 Capítulo 14: Opioides 191 Capítulo 15: Fármacos de abuso 205 Capítulo 16: Estimulantes do sistema nervoso central 215 UNIDADE IV: Fármacos que afetam o sistema cardiovascular Capítulo 17: Anti-hipertensivos 225 Capítulo 18: Diuréticos 241 Capítulo 19: Insuficiência cardíaca 255 Capítulo 20: Antiarrítmicos 269 Capítulo 21: Antianginosos 281 Capítulo 22: Anticoagulantes e antiplaquetários 291 Capítulo 23: Anti-hiperlipêmicos 311 Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 9 05/05/2016 16:20:20 x Whalen, Finkel & Panavelil UNIDADE V: Fármacos que afetam o sistema endócrino Capítulo 24: Hipófise e tireoide 325 Capítulo 25: Antidiabéticos 335 Capítulo 26: Estrogênios e androgênios 351 Capítulo 27: Hormônios suprarrenais 365 Capítulo 28: Obesidade 375 UNIDADE VI: Fármacos para outros distúrbios Capítulo 29: Sistema respiratório 381 Capítulo 30: Anti-histamínicos 393 Capítulo 31: Antieméticos e gastrintestinais 401 Capítulo 32: Distúrbios urológicos 415 Capítulo 33: Anemia 423 Capítulo 34: Distúrbios dermatológicos 431 Capítulo 35: Distúrbios nos ossos 441 Capítulo 36: Anti-inflamatórios, antipiréticos e analgésicos 447 UNIDADE VII: Fármacos quimioterápicos Capítulo 37: Princípios do tratamento antimicrobiano 471 Capítulo 38: Antimicrobianos inibidores da parede celular 483 Capítulo 39: Antimicrobianos inibidores da síntese proteica 499 Capítulo 40: Quinolonas, antagonistas do ácido fólico e antissépticos do trato urinário 513 Capítulo 41: Antimicobacterianos 525 Capítulo 42: Antifúngicos 535 Capítulo 43: Antiprotozoários 547 Capítulo 44: Anti-helmínticos 561 Capítulo 45: Antiviróticos 567 Capítulo 46: Anticâncer 587 Capítulo 47: Imunossupressores 619 UNIDADE VIII: Toxicologia Capítulo 48: Toxicologia clínica 631 Abreviaturas 641 Crédito das figuras 643 Índice 645 Whalen_iniciais_ed_eletronica.indd 10 05/05/2016 16:20:20 UNIDADE I Princípios da terapia farmacológica 1Farmacocinética Venkata Yellepeddi I. RESUMO A farmacocinética estuda o que o organismo faz com o fármaco, ao passo que a farmacodinâmica (ver Cap. 2) descreve o que o fármaco faz no orga- nismo. Quatro propriedades farmacocinéticas determinam o início, a intensi- dade e a duração da ação do fármaco (Fig. 1.1): • Absorção: Primeiro, a absorção desde o local de administração per- mite a entrada do fármaco (direta ou indiretamente) no plasma. • Distribuição: Segundo, o fármaco pode, então, reversivelmente, sair da circulação sanguínea e distribuir-se nos líquidos intersticial e intracelular. • Biotransformação: Terceiro, o fármaco pode ser biotransformado no fígado ou em outros tecidos. • Eliminação: Finalmente, o fármaco e seus metabólitos são elimina- dos do organismo na urina, na bile ou nas fezes. Usando o conhecimento das variáveis farmacocinéticas, os clínicos podem eleger condutas terapêuticas ideais, incluindo via de administração, dosa- gem, frequência e duração do tratamento. II. VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DE FÁRMACOS A via de administração é determinada primariamente pelas propriedades do fármaco (p. ex., hidro ou lipossolubilidade, ionização) e pelos objetivos tera- pêuticos (p. ex., necessidade de um início rápido de ação, necessidade de tratamento por longo tempo, ou restrição de acesso a um local específico). As vias principais de administração de fármacos incluem a enteral, a paren- teral e a tópica, entre outras. Figura 1.1 Representação esquemática de absorção, distribuição, biotransformação e excreção. Absorção (entrada) 1 Distribuição2 Biotransformação3 Excreção (saída) 4 Fármaco no local da administração Fármaco nos tecidos Metabólito(s) nos tecidos Fármaco e/ou metabólito(s) na urina, bile, lágrima, leite, saliva, suor ou fezes Fármaco no plasma Capitulo_01_Whalen.indd 1 25/04/2016 09:28:10 2 Whalen, Finkel & Panavelil A. Enteral A administração enteral, ou administração pela boca, é o modo mais se- guro, comum, conveniente e econômico de administrar os fármacos. O fármaco pode ser deglutido, por via oral, ou pode ser colocado sob a língua (sublingual) ou entre a bochecha e a gengiva (bucal), facilitando a absorção direta na circulação sanguínea. 1. Oral: A administração oral oferece várias vantagens. Os fárma- cos orais são facilmente autoadministrados, e a toxicidade e/ou a dosagem excessiva podem ser neutralizadas com antídotos como o carvão ativado. Porém, as vias envolvidas na absorção oral são as mais complicadas, e o baixo pH do estômago inativa alguns fármacos. Uma ampla variedade de preparações orais é disponi- bilizada, incluindo preparações revestidas (entéricas) e de libera- ção prolongada. a. Preparações revestidas (entéricas): O revestimento entérico é um envoltório químico que protege o fármaco do ácido gástri- co, liberando-o, porém, no intestino (menos ácido), onde o en- voltório se dissolve e permite a liberação do fármaco. Tais re- vestimentos são úteis para certos fármacos (p. ex., omeprazol) que são instáveis em meio ácido. Fármacos que são irritantes ao estômago, como o ácido acetilsalicílico, podem ser formula- dos com revestimento que vai se dissolver no intestino delga- do, preservando, assim, o estômago. b. Preparações de liberação prolongada: Medicamentos de li- beração prolongada (abreviados como LA, longa ação, ou LL, liberação lenta) têm revestimentos ou ingredientes especiais que controlam a liberação do fármaco, permitindo, assim, uma absorção mais lenta e uma duração de ação mais longa. As formulações LA podem ser administradas com menor frequên- cia e podem aumentar a aderência do paciente. Além disso, as formas de LA podem manter as concentrações na faixa tera- pêutica por um período longo de tempo, em contraste com as formas de liberação imediata, que podem resultar em picos e vales maiores nas concentrações plasmáticas. As formulações LA são vantajosas para os fármacos que têm meia-vida curta. Por exemplo, a meia-vida da morfina por via oral é de 2 a 4 ho- ras, e ela precisa ser administrada seis vezes ao dia para pro- porcionar alívio contínuo da dor. Entretanto, são necessárias apenas duas doses ao usar comprimidos LA. Infelizmente, vá- rias das formulações LA foram desenvolvidas somente para obter uma vantagem comercial sobre os produtos de liberação convencional, em vez de vantagens clínicas comprovadas. 2. Sublingual e bucal: A colocação do fármaco sob a língua permi- te que ele se difunda na rede capilar e, assim, entre diretamente na circulação sistêmica. A administração sublingual tem várias vantagens, incluindo facilidade de administração, absorção rápi- da, ultrapassagem do ambiente gastrintestinal (GI) hostil e capa- cidade de evitar a biotransformação de primeira passagem (ver discussão adiante). A via bucal (entre a bochecha e a gengiva) é similar à via sublingual. B. Parenteral A via parenteral introduz o fármaco diretamente na circulação sistêmica. Ela é usada para fármacos que são pouco absorvidos no trato GI (TGI) Oral Inalação Ótico Epidural Ocular Parenteral: IV, IM, SC Adesivo transdermal Sublingual Bucal Tópica Figura 1.2 Vias comumente usadas para a administração de fármacos. IV, intravenosa; IM, intramuscular; SC, subcutânea. Capitulo_01_Whalen.indd 2 25/04/2016 09:28:11 Farmacologia Ilustrada 3 (p. ex., heparina) e para os que são instáveis no TGI (p. ex., insulina). Essa administração também é usada no tratamento do paciente impos- sibilitado de tomar a medicação oral (paciente inconsciente) ou quando é necessário um início rápido de ação. Além disso, as vias parenterais têm maior biodisponibilidade e não estão sujeitas à biotransformação de primeira passagem ou ao meio GI agressivo. Elas também asseguram o melhor controle sobre a dose real de fármaco administrada ao organismo. Contudo, as vias parenterais são irreversíveis e podem causar dor, medo, lesões teciduais e infecções. As três principais vias de administração pa- renteral são a intravascular (intravenosa ou intra-arterial), a intramuscular e a subcutânea (Fig. 1.3). 1. Intravenosa (IV): A injeção IV é a via parenteral mais comum. Ela é útil para fármacos que não são absorvidos por via oral, como o bloqueador neuromuscular rocurônio. A via IV permite um efeito rápido e um grau de controle máximo sobre a quantidade de fárma- co administrada. Quando injetada em bólus, toda a dose de fármaco é administrada na circulação sistêmica quase imediatamente. Se for administrado como infusão IV, o fármaco é infundido em um período de tempo maior, resultando em pico de concentração plas- mática mais baixo e em aumento da duração do nível do fármaco circulante. A administração IV é vantajosa para fármacos que po- dem causar irritação quando administrados por outras vias, porque o fármaco se dilui no sangue rapidamente. Porém, diferentemente dos fármacos administrados por via oral, os que são injetados não podem ser retirados por meio de estratégias como a ligação a car- vão ativado. A administração IV pode inadvertidamente causar in- fecção por meio de contaminação no local da injeção. Ela também pode precipitar constituintes do sangue, causar hemólise ou outras reações adversas se for introduzida muito rapidamente ou se alcan- çar concentrações elevadas. Por isso, os pacientes devem ser cui- dadosamente monitorados quanto a reações desfavoráveis, e a velocidade de infusão deve ser cuidadosamente controlada. 2. Intramuscular (IM): Fármacos administrados por via IM podem estar em soluções aquosas, que são absorvidas rapidamente, ou em preparações especializadas de depósito, que são absorvidas lentamente. As preparações de depósito, com frequência, consis- tem em uma suspensão do fármaco em um veículo não aquoso, como o polietilenoglicol. À medida que o veículo se difunde para fora do músculo, o fármaco precipita-se no local da injeção. O fár- maco então se dissolve lentamente, fornecendo uma concentração sustentada durante um período de tempo prolongado. Exemplos de fármacos de liberação prolongada são o haloperidol (ver Cap. 11) e o depósito de medroxiprogesterona (ver Cap. 26). 3. Subcutânea (SC): Esta via de administração, como a IM, oferece absorção por difusão simples e é mais lenta do que a via IV. A in- jeção SC minimiza os riscos de hemólise ou trombose associados à injeção IV e pode proporcionar efeitos lentos, constantes e pro- longados. Esta via não deve ser usada com fármacos que cau- sam irritação tissular, porque pode ocorrer dor intensa e necrose. Fármacos administrados comumente por via SC incluem insulina e heparina. C. Outras 1. Inalação oral: As vias inalatórias oral e nasal (ver adiante) asseguram a rápida oferta do fármaco através da ampla superfície A B 200 100 0 0 30 60 90 Injeção intramuscularInjeção subcutânea Epiderme Derme Tecido subcutâneo Músculo 5 mg de midazolam por via intravenosa Tempo (minutos) Co nc en tr aç ão n o pl as m a (n g/ m L) 5 mg de midazolam intramuscular Figura 1.3 A. Representação esquemática da injeção subcutânea e intramuscular. B. Concentração de midazolam no plasma após injeção intravenosa e intramuscular. Capitulo_01_Whalen.indd 3 25/04/2016 09:28:12 4 Whalen, Finkel & Panavelil da membrana mucosa do trato respiratório e do epitélio pulmonar. Os efeitos dos fármacos são quase tão rápidos como os da injeção IV em bólus. Fármacos que são gases (p. ex., alguns anestésicos) e aqueles que podem ser dispersados em aerossol são administra- dos por inalação. Esta via é particularmente eficaz e conveniente para pacientes com problemas respiratórios (como asma ou doença pulmonar obstrutiva crônica), pois o fármaco é administra- do diretamente no local de ação, minimizando, assim, os efeitos sistêmicos. Exemplos de fármacos administrados por inalação in- cluem os broncodilatadores, como o salbutamol, e os corticosteroi- des, como a fluticasona. 2. Inalação nasal: Esta via envolve a administração de fármacos di- retamente dentro do nariz. Incluem-se os descongestionantes na- sais, como a oximetazolina, e o corticosteroide anti-inflamatório furoato de mometasona. A desmopressina é administrada por via intranasal no tratamento do diabetes insípido. 3. Intratecal e intraventricular: A barreira hematencefálica retarda ou impede a entrada dos fármacos no sistema nervoso central (SNC). Quando se desejam efeitos locais e rápidos, é necessário introduzir o fármaco diretamente no líquido cerebrospinal. Por exemplo, a anfotericina B intratecal é usada no tratamento da me- ningite criptocócica (ver Cap. 42). 4. Tópica: A aplicação tópica é usada quando se deseja um efeito local do fármaco. Por exemplo, o clotrimazol em pomada é aplicado diretamente na pele para o tratamento de infecções por fungos. 5. Transdérmica: Esta via de administração proporciona efeitos sis- têmicos pela aplicação do fármaco na pele, em geral, por meio de um adesivo cutâneo (Fig. 1.4). A velocidade de absorção pode va- riar de modo acentuado, dependendo das características físicas da pele no local da aplicação e da lipossolubilidade do fármaco. Essa via é usada com mais frequência para a oferta prolongada de fár- macos, como o fármaco antianginoso nitroglicerina, o antiemético escopolamina e os adesivos de nicotina usados para facilitar a in- terrupção do hábito de fumar. 6. Retal: Como 50% da drenagem da região retal não passa pela circulação portal, a biotransformação dos fármacos pelo fígado é minimizada com o uso desta via. A vantagem adicional da via retal é evitar a destruição do fármaco no ambiente GI. Ela também é útil se o fármaco provoca êmese, quando administrado por via oral, ou se o paciente já se encontra vomitando ou se está inconsciente. (Nota: a via retal é usada comumente para a administração de an- tieméticos.) Com frequência, a absorção retal é errática e incom- pleta, e vários fármacos irritam a mucosa retal. A Figura 1.5 resu- me as características das vias de administração comuns. III. ABSORÇÃO DE FÁRMACOS Absorção é a transferência de um fármaco do seu local de administração para a corrente sanguínea. A velocidade e a eficiência da absorção depen- dem do ambiente onde o fármaco é absorvido, das suas características quí- micas e da via de administração (o que influencia sua biodisponibilidade). Excetuando a via IV, as demais podem resultar em absorção parcial e me- nor biodisponibilidade. B A VASO SANGUÍNEOVASO SANGUÍNEO Cobertura Fármaco se difundindo do reservatório para os tecidos subcutâneos Adesivo de contato Membrana libera- dora de fármaco Reservatório de fármaco Pele Figura 1.4 A. Representação esquemática de um adesivo transcutâneo. B. Adesivo transcutâneo de nicotina aplicado no braço. VIA DE ADMINISTRAÇÃO PADRÃO DE ABSORÇÃO VANTAGENS DESVANTAGENS Oral • Variável; afetada por vários fatores • Via de administração mais segu- ra e mais comum, conveniente e econômica • Absorção limitada de alguns fármacos • Os alimentos podem interferir na absorção • É necessária adesão do paciente • Os fármacos podem ser biotransfor- mados antes de serem absorvidos sistemicamente Intravenosa • A absorção não é necessária • Pode ter efeitos imediatos • Ideal para dosagens de altos volumes • Adequada para substâncias irritantes e misturas complexas • Valiosa para situações de emergência • Permite a titulação da dosagem • Ideal para fármacos proteicos de alta massa molecular e peptídeos • Imprópria para substâncias oleosas • A injeção em bolus pode resultar em efeitos adversos • A maioria das substâncias deve ser injetada lentamente • São necessárias técnicas de assepsia estritas Subcutânea • Depende do diluente do fármaco: – soluções aquosas: imediata; – preparações de depósito: liberação lenta e prolongada • Adequada para fármacos de liberação lenta • Ideal para algumas suspensões pouco solúveis • Dor e necrose se o fármaco é irritante • Inadequada para fármacos adminis- trados em volumes elevados Intramuscular • Depende dos diluentes do fármaco: – soluções aquosas: imediata; – preparações de depósito: liberação lenta e prolongada • Adequada se o volume é moderado • Adequada para veículos oleosos e certas substâncias irritantes • Preferível à via IV se o paciente deve se autoadministrar • Afeta certos testes de laboratório (creatinocinase) • Pode ser dolorosa • Pode causar hemorragia intramuscu- lar (evitar durante o tratamento com anticoagulante) Transdérmica (adesivo) • Lenta e prolongada • Evita o efeito de primeira passagem • Conveniente e indolor • Ideal para fármacos lipofílicos e que tem baixa biodisponibilidade oral • Ideal para fármacos que são elimina- dos rapidamente do organismo • Alguns pacientes são alérgicos aos adesivos, o que pode causar irritação • O fármaco deve ser muito lipofílico • Pode causar atraso no acesso ao local de ação farmacológica • Limitado a fármacos que podem ser tomados em doses pequenas diárias Retal • Errática e variável • Evita parcialmente o efeito de primei- ra passagem • Evita a destruição pela acidez gástrica • Ideal se o fármaco causa êmese • Ideal para pacientes com êmese ou comatosos • O fármaco pode irritar a mucosa retal • Não é uma via “bem aceita” Inalatória • Pode ocorrer absorção sis- têmica, o que nem sempre é desejado • A absorção é rápida; pode ter efeitos imediatos • Ideal para gases • É eficaz para pacientes com proble- mas respiratórios • A dose pode ser titulada • Se o alvo do efeito se localiza nos pulmões: são usadas doses menores comparando com as que se usariam por via oral ou parenteral • Menos efeitos adversos sistêmicos • Principal via de adictos (o fármaco pode acessar rapidamente o cérebro) • Os pacientes podem ter dificuldade em regular a dose • Alguns pacientes têm dificuldades no uso dos inaladores Sublingual • Depende do fármaco: – poucos fármacos (p. ex., nitroglicerina) têm absorção sistêmica direta e rápida – a maioria dos fármacos tem absorção incompleta e errática • Evita o efeito de primeira passagem • Evita a destruição pela acidez gástrica • Mantém a estabilidade do fár- maco, porque a saliva tem pH relativamente neutro • Pode causar efeitos farmacológicos imediatos • Limitada a certos tipos de fármacos • Limitada a fármacos que podem ser tomados em pequenas doses • Pode perder parte do fármaco se deglutido Figura 1.5 Padrão de absorção, vantagens e desvantagens das vias de administração mais comuns. Capitulo_01_Whalen.indd 4 25/04/2016 09:28:12 Farmacologia Ilustrada 5 da membrana mucosa do trato respiratório e do epitélio pulmonar. Os efeitos dos fármacos são quase tão rápidos como os da injeção IV em bólus. Fármacos que são gases (p. ex., alguns anestésicos) e aqueles que podem ser dispersados em aerossol são administra- dos por inalação. Esta via é particularmente eficaz e conveniente para pacientes com problemas respiratórios (como asma ou doença pulmonar obstrutiva crônica), pois o fármaco é administra- do diretamente no local de ação, minimizando, assim, os efeitos sistêmicos. Exemplos de fármacos administrados por inalação in- cluem os broncodilatadores, como o salbutamol, e os corticosteroi- des, como a fluticasona. 2. Inalação nasal: Esta via envolve a administração de fármacos di- retamente dentro do nariz. Incluem-se os descongestionantes na- sais, como a oximetazolina, e o corticosteroide anti-inflamatório furoato de mometasona. A desmopressina é administrada por via intranasal no tratamento do diabetes insípido. 3. Intratecal e intraventricular: A barreira hematencefálica retarda ou impede a entrada dos fármacos no sistema nervoso central (SNC). Quando se desejam efeitos locais e rápidos, é necessário introduzir o fármaco diretamente no líquido cerebrospinal. Por exemplo, a anfotericina B intratecal é usada no tratamento da me- ningite criptocócica (ver Cap. 42). 4. Tópica: A aplicação tópica é usada quando se deseja um efeito local do fármaco. Por exemplo, o clotrimazol em pomada é aplicado diretamente na pele para o tratamento de infecções por fungos. 5. Transdérmica: Esta via de administração proporciona efeitos sis- têmicos pela aplicação do fármaco na pele, em geral, por meio de um adesivo cutâneo (Fig. 1.4). A velocidade de absorção pode va- riar de modo acentuado, dependendo das características físicas da pele no local da aplicação e da lipossolubilidade do fármaco. Essa via é usada com mais frequência para a oferta prolongada de fár- macos, como o fármaco antianginoso nitroglicerina, o antiemético escopolamina e os adesivos de nicotina usados para facilitar a in- terrupção do hábito de fumar. 6. Retal: Como 50% da drenagem da região retal não passa pela circulação portal, a biotransformação dos fármacos pelo fígado é minimizada com o uso desta via. A vantagem adicional da via retal é evitar a destruição do fármaco no ambiente GI. Ela também é útil se o fármaco provoca êmese, quando administrado por via oral, ou se o paciente já se encontra vomitando ou se está inconsciente. (Nota: a via retal é usada comumente para a administração de an- tieméticos.) Com frequência, a absorção retal é errática e incom- pleta, e vários fármacos irritam a mucosa retal. A Figura 1.5 resu- me as características das vias de administração comuns. III. ABSORÇÃO DE FÁRMACOS Absorção é a transferência de um fármaco do seu local de administração para a corrente sanguínea. A velocidade e a eficiência da absorção depen- dem do ambiente onde o fármaco é absorvido, das suas características quí- micas e da via de administração (o que influencia sua biodisponibilidade). Excetuando a via IV, as demais podem resultar em absorção parcial e me- nor biodisponibilidade. B A VASO SANGUÍNEOVASO SANGUÍNEO Cobertura Fármaco se difundindo do reservatório para os tecidos subcutâneos Adesivo de contato Membrana libera- dora de fármaco Reservatório de fármaco Pele Figura 1.4 A. Representação esquemática de um adesivo transcutâneo. B. Adesivo transcutâneo de nicotina aplicado no braço. VIA DE ADMINISTRAÇÃO PADRÃO DE ABSORÇÃO VANTAGENS DESVANTAGENS Oral • Variável; afetada por vários fatores • Via de administração mais segu- ra e mais comum, conveniente e econômica • Absorção limitada de alguns fármacos • Os alimentos podem interferir na absorção • É necessária adesão do paciente • Os fármacos podem ser biotransfor- mados antes de serem absorvidos sistemicamente Intravenosa • A absorção não é necessária • Pode ter efeitos imediatos • Ideal para dosagens de altos volumes • Adequada para substâncias irritantes e misturas complexas • Valiosa para situações de emergência • Permite a titulação da dosagem • Ideal para fármacos proteicos de alta massa molecular e peptídeos • Imprópria para substâncias oleosas • A injeção em bolus pode resultar em efeitos adversos • A maioria das substâncias deve ser injetada lentamente • São necessárias técnicas de assepsia estritas Subcutânea • Depende do diluente do fármaco: – soluções aquosas: imediata; – preparações de depósito: liberação lenta e prolongada • Adequada para fármacos de liberação lenta • Ideal para algumas suspensões pouco solúveis • Dor e necrose se o fármaco é irritante • Inadequada para fármacos adminis- trados em volumes elevados Intramuscular • Depende dos diluentes do fármaco: – soluções aquosas: imediata; – preparações de depósito: liberação lenta e prolongada • Adequada se o volume é moderado • Adequada para veículos oleosos e certas substâncias irritantes • Preferível à via IV se o paciente deve se autoadministrar • Afeta certos testes de laboratório (creatinocinase) • Pode ser dolorosa • Pode causar hemorragia intramuscu- lar (evitar durante o tratamento com anticoagulante) Transdérmica (adesivo) • Lenta e prolongada • Evita o efeito de primeira passagem • Conveniente e indolor • Ideal para fármacos lipofílicos e que tem baixa biodisponibilidade oral • Ideal para fármacos que são elimina- dos rapidamente do organismo • Alguns pacientes são alérgicos aos adesivos, o que pode causar irritação • O fármaco deve ser muito lipofílico • Pode causar atraso no acesso ao local de ação farmacológica • Limitado a fármacos que podem ser tomados em doses pequenas diárias Retal • Errática e variável • Evita parcialmente o efeito de primei- ra passagem • Evita a destruição pela acidez gástrica • Ideal se o fármaco causa êmese • Ideal para pacientes com êmese ou comatosos • O fármaco pode irritar a mucosa retal • Não é uma via “bem aceita” Inalatória • Pode ocorrer absorção sis- têmica, o que nem sempre é desejado • A absorção é rápida; pode ter efeitos imediatos • Ideal para gases • É eficaz para pacientes com proble- mas respiratórios • A dose pode ser titulada • Se o alvo do efeito se localiza nos pulmões: são usadas doses menores comparando com as que se usariam por via oral ou parenteral • Menos efeitos adversos sistêmicos • Principal via de adictos (o fármaco pode acessar rapidamente o cérebro) • Os pacientes podem ter dificuldade em regular a dose • Alguns pacientes têm dificuldades no uso dos inaladores Sublingual • Depende do fármaco: – poucos fármacos (p. ex., nitroglicerina) têm absorção sistêmica direta e rápida – a maioria dos fármacos tem absorção incompleta e errática • Evita o efeito de primeira passagem • Evita a destruição pela acidez gástrica • Mantém a estabilidade do fár- maco, porque a saliva tem pH relativamente neutro • Pode causar efeitos farmacológicos imediatos • Limitada a certos tipos de fármacos • Limitada a fármacos que podem ser tomados em pequenas doses • Pode perder parte do fármaco se deglutido Figura 1.5 Padrão de absorção, vantagens e desvantagens das vias de administração mais comuns. Capitulo_01_Whalen.indd 5 25/04/2016 09:28:13 6 Whalen, Finkel & Panavelil A. Mecanismos de absorção de fármacos a partir do TGI Dependendo das propriedades químicas, os fármacos podem ser absor- vidos do TGI por difusão passiva, difusão facilitada, transporte ativo ou endocitose (Fig. 1.6). 1. Difusão passiva: A força motora da absorção passiva de um fár- maco é o gradiente de concentração através da membrana que separa dois compartimentos corporais. Em outros termos, o fárma- co se move da região de concentração alta para a de concentração baixa. A difusão passiva não envolve transportador, não é saturável e apresenta baixa especificidade estrutural. A maioria dos fárma- cos é absorvida por esse mecanismo. Os fármacos hidrossolúveis atravessam as membranas celulares através de canais ou poros aquosos, e os lipossolúveis movem-se facilmente através da maio- ria das membranas biológicas, devido à sua solubilidade na bica- mada lipídica. 2. Difusão facilitada: Outros fármacos podem entrar na célula por meio de proteínas transportadoras transmembrana especializadas que facilitam a passagem de moléculas grandes. Essas proteínas transportadoras sofrem alterações conformacionais, permitindo a passagem de fármacos ou moléculas endógenas para o interior da célula, movendo-os de áreas de alta concentração para áreas de baixa concentração. Esse processo é denominado difusão facilita- da. Ele não requer energia, pode ser saturado e pode ser inibido por compostos que competem pelo transportador. 3. Transporte ativo: Esta forma de entrada de fármacos também en- volve transportadores proteicos específicos que atravessam a membrana. Poucos fármacos cujas estruturas se assemelham às de metabólitos de ocorrência natural são transportados através da membrana celular usando esses transportadores proteicos especí- ficos. O transporte ativo dependente de energia é movido pela hi- drólise de trifosfato de adenosina. Ele é capaz de mover fármacos contra um gradiente de concentração – ou seja, de uma região com baixa concentração de fármaco para outra com concentração mais elevada. Esse processo é saturável. Os sistemas de transporte ati- vo são seletivos e podem ser inibidos competitivamente por outras substâncias cotransportadas. 4. Endocitose e exocitose: Estes tipos de absorção são usados para transportar fármacos excepcionalmente grandes através da membrana celular. A endocitose envolve o engolfamento de molé- culas do fármaco pela membrana e seu transporte para o interior da célula pela compressão da vesícula cheia de fármaco. A exoci- tose é o inverso da endocitose. Muitas células usam a exocitose para secretar substâncias para fora por um processo similar ao da formação de vesículas. A vitamina B12 é transportada através da parede intestinal por endocitose, ao passo que certos neurotrans- missores (p. ex., norepinefrina) são armazenados em vesículas in- tracelulares no terminal nervoso e liberados por exocitose. B. Fatores que influenciam a absorção 1. Efeito do pH na absorção de fármacos: A maioria dos fármacos é ácido fraco ou base fraca. Fármacos ácidos (HA) liberam um pró- ton (H+), causando a formação de um ânion (A–): HA H+ + A– 4 Fármaco com molécula grande Endocitose 3 D D D ATP ADP D DD D D Transporte ativo Transportador de fármaco 2 D D D D D D D Difusão facilitada Transportador de fármaco Fármaco D D D D DD D D D D 1 Membrana celular Espaço extracelular Difusão passiva Fármaco Fármaco Difusão passiva de um fármaco lipossolúvel dissolvido na membrana Difusão passiva de fármaco hidros- solúvel através de um canal ou poro aquoso Citosol Figura 1.6 Representação esquemática de fármacos atravessando a membrana celular. ATP, trifosfato de adenosina; ADP, difosfato de adenosina. Capitulo_01_Whalen.indd 6 25/04/2016 09:28:15 Farmacologia Ilustrada 7 As bases fracas (BH+) também podem liberar um H+. Contudo, a forma protonada dos fármacos básicos, em geral, é carregada, e a perda do próton produz a base (B) não ionizada: BH+ B + H+ Um fármaco atravessa a membrana mais facilmente se estiver não ionizado (Fig. 1.7). Assim, para os ácidos fracos, a forma HA não ionizada consegue permear através das membranas, mas o A– não consegue. Para a base fraca, a forma não ionizada, B, conse- gue penetrar através das membranas celulares, mas a BH+ proto- nada não consegue. Por isso, a concentração efetiva da forma permeável de cada fármaco no seu local de absorção é determina- da pelas concentrações relativas entre as formas ionizada e não ionizada. A relação entre as duas formas é, por sua vez, determi- nada pelo pH no local de absorção e pela força do ácido ou base fracos, que é representada pela constante de ionização, o pKa (Fig. 1.8). (Nota: o pKa é uma medida da força da interação de um composto com um próton. Quanto menor o pKa de um fármaco, mais ácido ele é. Ao contrário, quanto maior o pKa, mais básico ele é.) O equilíbrio de distribuição é alcançado quando a forma per- meável de um fármaco alcança uma concentração igual em todos os espaços aquosos do organismo. 2. Fluxo de sangue no local de absorção: Os intestinos recebem um fluxo de sangue muito maior do que o estômago, de modo que a absorção no intestino é favorecida ante a do estômago. (Nota: o choque reduz drasticamente o fluxo sanguíneo aos tecidos cutâneos, minimizando a absorção de administrações SC.) 3. Área ou superfície disponível para absorção: Com uma superfí- cie rica em bordas em escova contendo microvilosidades, o intestino tem uma superfície cerca de 1.000 vezes maior que a do estômago; por isso, a absorção de fármacos pelo intestino é mais eficiente. 4. Tempo de contato com a superfície de absorção: Se um fárma- co se desloca muito rapidamente ao longo do TGI, como pode ocorrer em uma diarreia intensa, ele não é bem absorvido. Contu- do, qualquer retardo no transporte do fármaco do estômago para o intestino reduz a sua velocidade de absorção. (Nota: a presença de A HA – H+ A HA – H+ BH B H+ + BH B H+ + A B Compartimento corporal Compartimento corporal Membrana lipídica Compartimento corporal Compartimento corporal Ácido fraco Base fraca Membrana lipídica Figura 1.7 A. Difusão da forma não ionizada de um ácido fraco através da membrana lipídica. B. Difusão da forma não ionizada de uma base fraca através da membrana lipídica. pKa 32 4 5 6 7 8 9 10 11 pH > pKapH < pKa Quando pH = pKa, [HA] = [A–] e [BH+] = [B] pH Quando o pH é menor do que o pKa, as formas protonadas HA e BH+ predominam Quando o pH é maior do que o pKa, as formas desprotonadas A– e B predominam Figura 1.8 A distribuição de um fármaco entre sua forma ionizada e não ionizada depende do pH do ambiente e do pKa do fármaco. Para exemplificar, o fármaco nesta figura foi imaginado com um pKa de 6,5. Capitulo_01_Whalen.indd 7 25/04/2016 09:28:20 8 Whalen, Finkel & Panavelil alimento no estômago dilui o fármaco e retarda o esvaziamento gástrico. Portanto, quando um fármaco é ingerido com o alimento, em geral, é absorvido mais lentamente.) 5. Expressão da glicoproteína P: A glicoproteína P é uma proteína transportadora transmembrana responsável pelo transporte de várias moléculas, incluindo fármacos, através da membrana celu- lar (Fig. 1.9). Ela é expressa em tecidos por todo o organismo, in- cluindo fígado, rins, placenta, intestinos e capilares cerebrais, e está envolvida no transporte de fármacos dos tecidos para o san- gue. Ou seja, ela “bombeia” fármacos para fora das células. As- sim, nas áreas de expressão elevada, a glicoproteína P diminui a absorção de fármacos. Além de transportar vários fármacos para fora das células, ela também está associada com a resistência a vários fármacos. C. Biodisponibilidade Biodisponibilidade representa a taxa e a extensão com que um fármaco administrado alcança a circulação sistêmica. Por exemplo, se 100 mg de um fármaco são administrados por via oral, e 70 mg desse fármaco são absorvidos inalteradamente, a sua biodisponibilidade é de 0,7, ou 70%. Conhecer a biodisponibilidade é importante para calcular a dosagem de fármaco para vias de administração não IV. 1. Determinação de biodisponibilidade: A biodisponibilidade é de- terminada pela comparação dos níveis plasmáticos do fármaco de- pois de uma via de administração particular (p. ex., administração oral) com os níveis plasmáticos obtidos por administração IV. Na administração IV, 100% do fármaco entra na circulação rapidamen- te. Quando o fármaco é administrado por via oral, somente parte da dose aparece no plasma. Considerando a concentração plasmáti- ca do fármaco em função do tempo, pode-se mensurar a área sob a curva (ASC). A ASC reflete a extensão da absorção do fármaco. A biodisponibilidade de um fármaco administrado por via oral é a relação da ASC após administração oral com a ASC por adminis- tração IV (admitindo que as dosagens oral e IV são equivalentes; Fig. 1.10). 2. Fatores que influenciam a biodisponibilidade: Em contraste com a administração IV, que confere 100% de biodisponibilidade, a administração oral de um fármaco envolve frequentemente bio- transformação de primeira passagem. A biotransformação, além das características físicas e químicas do fármaco, determina a ve- locidade e a extensão com que ele alcança a circulação sistêmica. a. Biotransformação hepática de primeira passagem: Quando um fármaco é absorvido a partir do TGI, primeiro ele entra na circulação portal antes de entrar na circulação sistêmica (ver Fig. 1.11). Se o fármaco é rapidamente biotransformado no fí- gado ou na parede intestinal durante essa passagem inicial, a quantidade de fármaco inalterado que tem acesso à circulação sistêmica diminui. Isso é denominado biotransformação de pri- meira passagem. (Nota: a biotransformação de primeira passa- gem pelo intestino ou fígado limita a eficácia de vários fármacos quando usados por via oral. P. ex., mais de 90% da nitroglicerina é destruida durante a biotransformação de primeira passagem. Assim, ela é administrada primariamente por via sublingual ou ATP ADP + Pi Fármaco (extracelular) Fármaco (intracelular) Figura 1.9 As seis alças da glicoproteína P através da membrana formam um canal central para o bombeamento de fármacos da célula, dependente de ATP. Biodisponibilidade = ASC oral x 100 TempoC on ce nt ra çã o pl as m át ic a do fá rm ac o ASC injetada Fármaco administrado por via IV Fármaco administrado por via oral Fármaco administrado ASC (injetada) ASC (oral) Figura 1.10 Determinação da biodisponibilidade de um fármaco. ASC, área sob a curva; IV, intravenosa. Capitulo_01_Whalen.indd 8 25/04/2016 09:28:21 Farmacologia Ilustrada 9 transdérmica.) Fármacos com intensa biotransformação de pri- meira passagem devem ser administrados em dosagem sufi- ciente para assegurar a quantidade necessária de fármaco ativo no local de ação desejado. b. Solubilidade do fármaco: Fármacos muito hidrofílicos são pouco absorvidos, devido à sua impossibilidade de atravessar membranas celulares ricas em lipídeos. Paradoxalmente, fár- macos extremamente lipofílicos são também pouco absorvi- dos, pois são totalmente insolúveis nos líquidos aquosos do organismo e, portanto, não têm acesso à superfície das célu- las. Para que um fármaco seja bem absorvido, ele deve ser basicamente lipofílico, mas ter alguma solubilidade em solu- ções aquosas. Essa é uma das razões pelas quais vários fár- macos são ácidos fracos ou bases fracas. c. Instabilidade química: Alguns fármacos, como a benzilpenici- lina, são instáveis no pH gástrico. Outros, como a insulina, são destruídos no TGI pelas enzimas digestivas. d. Natureza da formulação do fármaco: A absorção do fármaco pode ser alterada por fatores não relacionados com a sua es- trutura química. Por exemplo, o tamanho da partícula, o tipo de sal, o polimorfismo cristalino, o revestimento entérico e a pre- sença de excipientes (como os agentes aglutinantes e disper- santes) podem influenciar a facilidade da dissolução e, por isso, alterar a velocidade de absorção. D. Bioequivalência Duas formulações de fármacos são bioequivalentes se elas apresentam biodisponibilidades comparáveis e tempos similares para alcançar o pico de concentração plasmática. E. Equivalência terapêutica Duas formulações são terapeuticamente equivalentes se elas são equi- valentes farmacêuticos, isto é, se apresentam a mesma dosagem, con- têm a mesma substância ativa e são indicadas pela mesma via de admi- nistração, com perfis clínicos e de segurança similares. (Nota: a eficácia clínica com frequência depende da concentração sérica máxima e do tempo necessário [após a administração] para alcançar o pico de con- centração. Portanto, dois fármacos que são bioequivalentes podem não ser terapeuticamente equivalentes.) IV. DISTRIBUIÇÃO DE FÁRMACOS Distribuição de fármacos é o processo pelo qual um fármaco reversivelmente abandona o leito vascular e entra no interstício (líquido extracelular) e, então, nas células dos tecidos. Para fármacos administrados por via IV, onde não existe absorção, a fase inicial (isto é, imediatamente após a administração até a rápida queda na concentração) representa a fase de distribuição, na qual o fármaco rapidamente sai da circulação e entra nos tecidos (Fig. 1.12). A passagem do fármaco do plasma ao interstício depende do débito car- díaco e do fluxo sanguíneo regional, da permeabilidade capilar, do volume do tecido, do grau de ligação do fármaco às proteínas plasmáticas e tissula- res e da lipofilicidade relativa do fármaco. Circulação portal Circulação sistêmica IV Os fármacos administra- dos por via IV entram diretamente na circula- ção sistêmica e têm acesso direto às demais regiões do organismo Os fármacos administrados por via oral são expostos primeiro ao fígado e podem ser extensamente biotransformados antes de alcançar as demais regiões do organismo Figura 1.11 A biotransformação de primeira passagem pode ocorrer com fármacos administrados por via oral. IV, intravenosa. Capitulo_01_Whalen.indd 9 25/04/2016 09:28:22 10 Whalen, Finkel & Panavelil A. Fluxo sanguíneo A taxa de fluxo de sangue para os capilares dos tecidos varia ampla- mente. Por exemplo, o fluxo de sangue para os órgãos ricos em vasos (cérebro, fígado e rins) é maior do que para os músculos esqueléticos. O tecido adiposo, a pele e as vísceras têm fluxo sanguíneo ainda menor. A variação no fluxo de sangue explica parcialmente a curta duração da hipnose produzida por um bólus de injeção IV de propofol (ver Cap. 13). O elevado fluxo sanguíneo, junto com a elevada lipossolubilidade do propo- fol, permite-lhe distribuição rápida ao SNC e produz anestesia. A subse- quente distribuição lenta aos músculos esqueléticos e ao tecido adiposo diminui a concentração plasmática, de modo que a concentração elevada no SNC se reduz, e a consciência é recuperada. B. Permeabilidade capilar A permeabilidade capilar é determinada pela estrutura capilar e pela na- tureza química do fármaco. A estrutura capilar varia em termos de fração exposta da membrana basal com junções com frestas entre as células endoteliais. No fígado e no baço, uma fração significativa da membrana basal é exposta em razão de os capilares serem descontínuos e gran- des, através dos quais podem passar grandes proteínas plasmáticas (Fig. 1.13A). No cérebro, a estrutura capilar é contínua, e não existem frestas (Fig. 1.13B). Para entrar no cérebro, o fármaco precisa passar através das células endoteliais dos capilares do SNC ou ser transporta- do ativamente. Por exemplo, um transportador específico leva o fármaco levodopa para o interior do cérebro. Em contraste, fármacos lipossolúveis entram facilmente no SNC, pois se dissolvem na membrana das células endoteliais. Fármacos ionizados ou polares em geral fracassam tentando entrar no SNC, pois não conseguem passar através das células endo- teliais, as quais não apresentam junção com frestas (Fig. 1.13C). Essas células intimamente justapostas formam junções estreitadas que consti- tuem a barreira hematencefática. C. Ligação de fármacos a proteínas plasmáticas e dos tecidos 1. Ligação a proteínas plasmáticas: A ligação reversível às proteí- nas plasmáticas fixa os fármacos de forma não difusível e retarda sua transferência para fora do compartimento vascular. A albumina é a principal proteína ligadora e pode atuar como uma reserva de fármaco (à medida que a concentração do fármaco livre diminui, devido à eliminação, o fármaco ligado se dissocia da proteína). Isso mantém a concentração de fármaco livre como uma fração constante do fármaco total no plasma. 2. Ligação a proteínas dos tecidos: Vários fármacos se acumulam nos tecidos, levando a concentrações mais elevadas no tecido do que no líquido extracelular e no sangue. Os fármacos podem acu- mular como resultado da ligação a lipídeos, proteínas ou ácidos nucleicos. Os fármacos também podem ser transportados ativa- mente aos tecidos. Os reservatórios nos tecidos podem servir de fonte principal de fármaco e prolongar sua ação ou causar toxicida- de local ao fármaco (p. ex., a acroleína, metabólito da ciclofosfami- da, pode causar cistite hemorrágica porque se acumula na bexiga.) D. Lipofilicidade A natureza química do fármaco influencia fortemente a sua capacidade de atravessar membranas celulares. Os fármacos lipofílicos se movem Estrutura de capilares no fígado Estrutura de um capilar cerebral Fármaco ionizado Fármacos lipossolúveis Passagem mediada por transportador Processo podal do astrócito Célula endotelial cerebral Membrana basal Permeabilidade de um capilar cerebral Junção estreitada B A C Fármaco Célula endotelial Junção com fenda Membrana basal Nas junções estreitadas, duas células adjacentes fundem de modo que as células são �sicamente unidas e formam uma parede contínua que impede vários fármacos de entrar no cérebro Grandes frestas permitem aos fármacos mover-se entre o sangue e o interstício no fígado Figura 1.13 Corte transversal de capilares hepáticos e cerebrais. 1 0,75 0,5 0,25 0 1 3 42 Co nc en tr aç ão n o pl as m a Injeção do fármaco em bolus 1,5 1,25 Fase de eliminação Fase de distribuição Tempo Figura 1.12 Concentrações do fármaco no soro após uma injeção única do fármaco. Admite-se que o fármaco se distribui e subsequentemente é eliminado. Capitulo_01_Whalen.indd 10 25/04/2016 09:28:22 Farmacologia Ilustrada 11 mais facilmente através das membranas biológicas. Esses fármacos se dissolvem nas membranas lipídicas e permeiam toda a superfície celular. O principal fator que influencia a distribuição do fármaco lipofílico é o fluxo de sangue para aquela área. Em contraste, os fármacos hidrofílicos não penetram facilmente nas membranas celulares e devem passar atra- vés de junções com fendas. E. Volume de distribuição O volume de distribuição aparente, Vd, é o volume de líquido necessário para conter todo o fármaco do organismo na mesma concentração pre- sente no plasma. O Vd é calculado dividindo-se a dose que alcança a circulação sistêmica pela concentração no plasma no tempo zero (C0): Vd = quantidade de fármaco no organismo C0 Embora o Vd não tenha base física ou fisiológica, pode ser útil para com- parar a distribuição de um fármaco com os volumes dos compartimentos de água no organismo. 1. Distribuição no compartimento aquoso do organismo: Logo que o fármaco entra no organismo, ele tem o potencial de distribuir-se em qualquer um dos três compartimentos funcionalmente distintos de água corporal, ou ser sequestrado em um local celular. a. Compartimento plasmático: Se um fármaco tem massa mo- lecular muito alta ou liga-se extensamente às proteínas, ele é muito grande para atravessar as fendas dos capilares e, as- sim, é efetivamente aprisionado dentro do compartimento plasmático (vascular). Como resultado, ele tem um Vd baixo que se aproxima do volume de plasma, ou cerca de 4 L em um indivíduo com 70 kg. A heparina (ver Cap. 22) tem esse tipo de distribuição. b. Líquido extracelular: Se um fármaco apresenta baixa massa molecular, mas é hidrofílico, ele pode passar através das fen- das endoteliais dos capilares para o líquido intersticial. Contudo, fármacos hidrofílicos não podem se mover através das mem- branas celulares lipídicas para entrar no líquido intracelular. Por isso, esses fármacos se distribuem em um volume que é a soma do volume de plasma com a água intersticial, os quais, juntos, constituem o líquido extracelular (cerca de 20% da mas- sa corpórea, ou 14 L em uma pessoa com 70 kg). Os antimicro- bianos aminoglicosídeos (ver Cap. 39) mostram esse tipo de distribuição. c. Água corporal total: Se um fármaco apresenta baixa massa molecular e é lipofílico, ele pode se mover para o interstício através das fendas e também passar através das membranas celulares para o líquido intracelular. Esses fármacos se distri- buem em um volume de cerca de 60% da massa corporal, ou cerca de 42 L em uma pessoa com 70 kg. O etanol tem este Vd. 2. Volume de distribuição aparente: Um fármaco raramente se as- socia de forma exclusiva a um único compartimento de água corpo- ral. Ao contrário, a maioria dos fármacos se distribui em vários com- partimentos, com frequência ligando-se avidamente a componentes A. Fluxo sanguíneo A taxa de fluxo de sangue para os capilares dos tecidos varia ampla- mente. Por exemplo, o fluxo de sangue para os órgãos ricos em vasos (cérebro, fígado e rins) é maior do que para os músculos esqueléticos. O tecido adiposo, a pele e as vísceras têm fluxo sanguíneo ainda menor. A variação no fluxo de sangue explica parcialmente a curta duração da hipnose produzida por um bólus de injeção IV de propofol (ver Cap. 13). O elevado fluxo sanguíneo, junto com a elevada lipossolubilidade do propo- fol, permite-lhe distribuição rápida ao SNC e produz anestesia. A subse- quente distribuição lenta aos músculos esqueléticos e ao tecido adiposo diminui a concentração plasmática, de modo que a concentração elevada no SNC se reduz, e a consciência é recuperada. B. Permeabilidade capilar A permeabilidade capilar é determinada pela estrutura capilar e pela na- tureza química do fármaco. A estrutura capilar varia em termos de fração exposta da membrana basal com junções com frestas entre as células endoteliais. No fígado e no baço, uma fração significativa da membrana basal é exposta em razão de os capilares serem descontínuos e gran- des, através dos quais podem passar grandes proteínas plasmáticas (Fig. 1.13A). No cérebro, a estrutura capilar é contínua, e não existem frestas (Fig. 1.13B). Para entrar no cérebro, o fármaco precisa passar através das células endoteliais dos capilares do SNC ou ser transporta- do ativamente. Por exemplo, um transportador específico leva o fármaco levodopa para o interior do cérebro. Em contraste, fármacos lipossolúveis entram facilmente no SNC, pois se dissolvem na membrana das células endoteliais. Fármacos ionizados ou polares em geral fracassam tentando entrar no SNC, pois não conseguem passar através das células endo- teliais, as quais não apresentam junção com frestas (Fig. 1.13C). Essas células intimamente justapostas formam junções estreitadas que consti- tuem a barreira hematencefática. C. Ligação de fármacos a proteínas plasmáticas e dos tecidos 1. Ligação a proteínas plasmáticas: A ligação reversível às proteí- nas plasmáticas fixa os fármacos de forma não difusível e retarda sua transferência para fora do compartimento vascular. A albumina é a principal proteína ligadora e pode atuar como uma reserva de fármaco (à medida que a concentração do fármaco livre diminui, devido à eliminação, o fármaco ligado se dissocia da proteína). Isso mantém a concentração de fármaco livre como uma fração constante do fármaco total no plasma. 2. Ligação a proteínas dos tecidos: Vários fármacos se acumulam nos tecidos, levando a concentrações mais elevadas no tecido do que no líquido extracelular e no sangue. Os fármacos podem acu- mular como resultado da ligação a lipídeos, proteínas ou ácidos nucleicos. Os fármacos também podem ser transportados ativa- mente aos tecidos. Os reservatórios nos tecidos podem servir de fonte principal de fármaco e prolongar sua ação ou causar toxicida- de local ao fármaco (p. ex., a acroleína, metabólito da ciclofosfami- da, pode causar cistite hemorrágica porque se acumula na bexiga.) D. Lipofilicidade A natureza química do fármaco influencia fortemente a sua capacidade de atravessar membranas celulares. Os fármacos lipofílicos se movem Estrutura de capilares no fígado Estrutura de um capilar cerebral Fármaco ionizado Fármacos lipossolúveis Passagem mediada por transportador Processo podal do astrócito Célula endotelial cerebral Membrana basal Permeabilidade de um capilar cerebral Junção estreitada B A C Fármaco Célula endotelial Junção com fenda Membrana basal Nas junções estreitadas, duas células adjacentes fundem de modo que as células são �sicamente unidas e formam uma parede contínua que impede vários fármacos de entrar no cérebro Grandes frestas permitem aos fármacos mover-se entre o sangue e o interstício no fígado Figura 1.13 Corte transversal de capilares hepáticos e cerebrais. Capitulo_01_Whalen.indd 11 25/04/2016 09:28:23 12 Whalen, Finkel & Panavelil celulares – como lipídeos (abundantes em adipócitos e membranas celulares), proteínas (abundantes no plasma e nas células) e ácidos nucleicos (abundantes no núcleo das células). Por essa razão, o volume no qual o fármaco se distribui é denominado volume de dis- tribuição aparente (Vd). O Vd é uma variável farmacocinética útil para calcular a dose de carga de um fármaco. 3. Determinação do Vd: Como a depuração do fármaco geralmente é um processo de primeira ordem, pode-se calcular o Vd. A primeira ordem considera que uma fração constante do fármaco é elimina- da por unidade de tempo. Este processo pode ser analisado de modo mais fácil lançando-se em um gráfico o log da concentração do fármaco no plasma (Cplasma) em relação ao tempo (Fig. 1.14). A concentração do fármaco no plasma pode ser extrapolada para o tempo zero (o momento da injeção IV) no eixo Y, para determinar C0, que é a concentração que teria sido alcançada se a fase de distribuição tivesse ocorrido instantaneamente. Isso permite o cál- culo do Vd da seguinte maneira: Vd = dose C0 Por exemplo, se 10 mg de um fármaco são injetados em um pa- ciente, e a concentração plasmática extrapolada para o tempo zero (C0) é igual a 1 mg/L (do gráfico na Fig. 1.14B), então Vd = 10 mg / 1 mg/L = 10 L. 4. Efeito de Vd na meia-vida (t1/2) do fármaco: O Vd tem influência importante na meia-vida do fármaco, pois a sua eliminação depen- de da quantidade de fármaco ofertada ao fígado ou aos rins (ou outro órgão onde ocorra a biotransformação) por unidade de tem- po. A oferta de fármaco aos órgãos de eliminação depende não só do fluxo sanguíneo, como também da fração de fármaco no plas- ma. Se o fármaco tem um Vd elevado, a maior parte do fármaco está no espaço extraplasmático e indisponível para os órgãos ex- cretores. Portanto, qualquer fator que aumente o Vd pode aumentar a meia-vida e prolongar a duração de ação do fármaco. (Nota: um valor de Vd excepcionalmente elevado indica considerável seques- tro do fármaco em algum tecido ou compartimento do organismo.) V. DEPURAÇÃO DE FÁRMACOS POR MEIO DA BIOTRANSFORMAÇÃO Logo que o fármaco entra no organismo começa o processo de eliminação. As três principais vias de eliminação são biotransformação hepática, elimina- ção biliar e eliminação urinária. Juntos, esses processos de eliminação dimi- nuem exponencialmente a concentração no plasma. Ou seja, uma fração constante do fármaco presente é eliminada por unidade de tempo (Fig. 1.14A). A maioria dos fármacos é eliminada de acordo com uma cinética de primeira ordem, embora alguns, como o ácido acetilsalicílico em doses altas, sejam eliminados de acordo com cinética de ordem zero ou não linear. A biotrans- formação gera produtos com maior polaridade, que facilita a eliminação. A depuração (clearance – CL) estima a quantidade de fármaco depurada do organismo por unidade de tempo. A CL total é uma estimativa composta que reflete todos os mecanismos de eliminação do fármaco e é calculada pela seguinte equação: A B 4 3 2 1 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 t1/2 0 1 3 42 C0 = 4 2 1 1 0 0 1 3 42 Tempo Co nc en tr aç ão n o pl as m a Injeção rápida do fármaco Tempo Co nc en tr aç ão n o pl as m a (C p) Injeção rápida do fármaco Fase de distribuição Fase de eliminação A meia-vida (tempo necessário para reduzir à metade a concentração do fármaco no plasma) é igual a 0,69 Vd/CL A maioria dos fármacos apresenta diminuição exponencial na concen- tração em função do tempo, durante a fase de eliminação Extrapolação até o tempo “0” fornece o C0, o valor hipotético de concentração do fárma- co previsto se a distri- buição fosse alcançada instantaneamente Figura 1.14 Concentrações do fármaco no plasma após uma injeção única de um fármaco no tempo zero. A. Os dados de concentração foram lançados em uma escala linear. B. Os dados de concentração foram lançados em uma escala logarítmica. Capitulo_01_Whalen.indd 12 25/04/2016 09:28:23 Farmacologia Ilustrada 13 CL = 0,693 Vd/t1/2 onde t½ é a meia-vida de eliminação, Vd é o volume de distribuição aparen- te, e 0,693 é a constante log natural. A meia-vida do fármaco é usada com frequência para medir a CL do fármaco porque, para vários fármacos, Vd é uma constante. A. Cinética da biotransformação 1. Cinética de primeira ordem: A transformação metabólica dos fár- macos é catalisada por enzimas, e a maioria das reações obedece à cinética de Michaelis-Menten: v = velocidade de biotransformação do fármaco = Vmáx [C] Km + [C] Na maioria das situações clínicas, a concentração do fármaco, [C], é muito menor do que a constante de Michaelis, Km, e a equação se reduz para: v = velocidade de biotransformação = Vmáx [C] Km Isto é, a velocidade de biotransformação do fármaco é diretamen- te proporcional à concentração do fármaco livre, e é observada uma cinética de primeira ordem (Fig. 1.15). Isso indica que uma fração constante do fármaco é biotransformada por unidade de tempo (isto é, a cada meia-vida, a concentração se reduz em 50%). A cinética de primeira ordem também é referida como ciné- tica linear. 2. Cinética de ordem zero: Com poucos fármacos, como o ácido acetilsalicílico, o etanol e a fenitoína, as doses são muito grandes. Por isso, [C] é muito maior do que Km, e a equação de velocidade se torna a seguinte: V = velocidade de biotransformação do fármaco = = Vmáx Vmáx [C] [C] A enzima é saturada pela concentração elevada de fármaco livre, e a velocidade da biotransformação permanece constante no tempo. Isso é denominado cinética de ordem zero (também denominado de cinética não linear). Uma quantidade constante de fármaco é biotransformada por unidade de tempo. A velocidade de elimina- ção é constante e independe da concentração do fármaco. B. Reações da biotransformação de fármacos Os rins não conseguem eliminar os fármacos lipofílicos de modo eficien- te, pois estes facilmente atravessam as membranas celulares e são reab- sorvidos nos túbulos contorcidos distais. Por isso, os fármacos lipossolú- veis sao primeiramente biotransformados no fígado em substâncias mais polares (hidrofílicas), usando dois grupos gerais de reações, denomina- dos fase I e fase II (Fig. 1.16). 100 0 50 0 Para a maioria dos fármacos, a concen- tração no plasma é menor do que o Km e a eliminação é de primeira ordem, isto é, proporcional à dose do fármaco Poucos fármacos, como ácido acetil- salicílico, etanol e fenitoína, têm do- sagens muito elevadas. Por isso, a concentração do fármaco no plasma é muito maior do que o Km, e as suas biotransformações são de ordem zero, isto é, constante e independente da dose do fármaco Dose dofármaco V el oc id ad e de bi ot ra ns fo rm aç ão d o fá rm ac o Figura 1.15 Efeitos da dose do fármaco na velocidade da sua biotransformação. Capitulo_01_Whalen.indd 13 25/04/2016 09:28:24 14 Whalen, Finkel & Panavelil 1. Fase I: As reações de fase I convertem fármacos lipofílicos em moléculas mais polares, introduzindo ou desmascarando um grupo funcional polar, como –OH ou –NH2. As reações de fase I em geral envolvem redução, oxidação ou hidrólise. A biotransformação de fase I pode aumentar ou diminuir a atividade farmacológica, ou ain- da não ter efeito sobre ela. a. Reações de fase I utilizando o sistema P450: As reações de fase I envolvidas com maior frequência na biotransformação de fármacos são catalisadas pelo sistema citocromo P450 (tam- bém denominado oxidases microssomais de função mista). O sistema P450 é importante para a biotransformação de vários compostos endógenos (como esteroides, lipídeos) e para a biotransformação de substâncias exógenas (xenobióticos). O citocromo P450, designado como CYP, é uma superfamília de isoenzimas contendo heme presentes na maioria das células, mas principalmente no fígado e no TGI. 1) Nomenclatura: O nome da família é indicado pelo algaris- mo arábico que segue a sigla CYP, e a letra maiúscula de- signa a subfamília; por exemplo, CYP3A (Fig. 1.17). Um segundo algarismo indica a isoenzima específica, como em CYP3A4. 2) Especificidade: Como há vários genes diferentes que co- dificam múltiplas enzimas, há várias isoformas P450 dife- rentes. Essas enzimas têm a capacidade de modificar um grande número de substratos estruturalmente distintos. Além disso, um fármaco individual pode ser substrato para mais de uma isoenzima. Quatro isoenzimas são responsá- veis pela ampla maioria das reações catalisadas pelo P450: CYP3A4/5, CYP2D6, CYP2C8/9 e CYP1A2 (Fig. 1.17). Quantidades consideráveis de CYP3A4 são encon- tradas na mucosa intestinal, respondendo pela biotransfor- mação de primeira passagem de fármacos como a clorpro- mazina e o clonazepam. 3) Variabilidade genética: As enzimas P450 exibem consi- derável variabilidade genética entre indivíduos e grupos raciais. Variações na atividade de P450 podem alterar a eficácia dos fármacos e o risco de efeitos adversos. A CYP2D6, em particular, revela polimorfismo genético. Mu- tações na CYP2D6 resultam em capacidade muito baixa de biotransformar substratos. Algumas pessoas, por exemplo, CYP2D6 19% CYP2C8/9 16% CYP1A2 11% CYP2C19 8% CYP2E1 4% CYP2B6 3% CYP2A6 3%CYP3A4/5 36% Figura 1.17 Contribuição relativa das isoformas de citocromos P450 (CYP) na biotransformação de fármacos. Fármaco (Lipofílico) Fase I Fase II Produtos de conjugação (hidrossolúvel) Oxidação, redução e/ou hidrólise (polar) Alguns fármacos entram diretamente na Fase II de biotransformação O fármaco conjugado geralmente é inativo Após a Fase I, o fármaco pode ser ativado, permanecer inalterado ou, com mais frequência, inativado Figura 1.16 Biotransformação dos fármacos. Capitulo_01_Whalen.indd 14 25/04/2016 09:28:25 Farmacologia Ilustrada 15 não obtêm benefício do analgésico opiáceo codeína, por- que não têm a enzima CYP2D6 que o ativa. Polimorfismos similares foram caracterizados para a subfamília CYP2C. Por exemplo, o clopidogrel tem a advertência de que os pacientes que são maus biotransformadores pela CYP2C19 têm maior incidência de eventos cardiovasculares (p. ex., choque ou infarto do miocárdio) quando usam esse fárma- co. O clopidogrel é um pró-fármaco, e a ativação pela CYP2C19 é necessária para convertê-lo no metabólito ati- vo. Embora a CYP3A4 exiba uma variabilidade entre indiví- duos maior que 10 vezes, nenhum polimorfismo foi identifi- cado para essa isoenzima P450. 4) Indutores: As enzimas dependentes de CYP450 são um alvo importante de interações farmacocinéticas de fármacos. Uma dessas interações é a indução de isoenzimas CYP-específicas. Xenobióticos (substâncias químicas que não são produzidas nem deveriam estar presentes normalmente no organismo, como poluentes ambientais) podem induzir a atividade dessas enzimas. Certos fármacos (p. ex., fenobarbital, rifampicina e carbamazepina) são capazes de aumentar a síntese de uma ou mais isoenzimas CYP. Isso resulta no aumento da biotransfor- mação de fármacos e pode levar a reduções significativas nas concentrações plasmáticas dos fármacos biotransformados por essas isoenzimas CYP, com concomitante redução do efeito farmacológico. Por exemplo, a rifampicina, um fármaco antitu- berculose (ver Cap. 41), diminui de modo significativo a concen- tração plasmática dos inibidores de HIV protease, diminuindo, assim, sua capacidade de suprimir a replicação do HIV. A erva- -de-são-joão é um fitoterápico amplamente usado e é um indu- tor potente da CYP3A4. Várias interações com fármacos são relatadas devido ao uso simultâneo da erva-de-são-joão. A Fi- gura 1.18 lista alguns dos mais importantes indutores para iso- enzimas CYP representativas. As consequências do aumento da biotransformação de fármacos incluem 1) menor concentra- ção do fármaco no plasma; 2) menor atividade do fármaco, se o metabólito é inativo; 3) aumento da atividade, se o metabólito é ativo; e 4) redução do efeito terapêutico do fármaco. 5) Inibidores: A inibição da atividade das isoenzimas CYP é uma fonte importante de interações de fármacos que leva a efeitos adversos graves. A forma mais comum de inibição é pela competição pela mesma isoenzima. Alguns fármacos, contudo, são capazes de inibir reações das quais nem são substratos (p. ex., cetoconazol), provocando interações. Nu- merosos fármacos são capazes de inibir uma ou mais vias de biotransformação CYP-dependente da varfarina. Por exem- plo, o omeprazol é um inibidor importante de três das isoenzi- mas CYP responsáveis pela biotransformação da varfarina. Se os dois fármacos são tomados
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