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1 Absorção de medicamentos O que é Estudo do movimento de um medicamento no interior de um organismo vivo Estudo dos processos de Absorção Distribuição Biotransformação Excreção Importante Para que esses processos ocorram, após a dissolução da forma farmacêutica, o princípio ativo deve conseguir atravessar as barreiras celulares e alcance local de local de ação Absorção de medicamentos O que é Série de processos nos quais uma substância exógena penetra na corrente sanguínea do organismo sem haver lesão traumática Para que haja absorção do medicamento o mesmo deve ser capaz de atravessar Epitélio TGI Endotélio vascular Membranas plasmáticas celulares Vias de administração Via oral Via sublingual Vias retal e vaginal Via inalatória Via cutânea Vias nasal, córnea e auditiva Injeção Via intramuscular Via subcutânea Via intravenosa Via intraóssea São de vital importância A constituição das membranas celulares O pH O constante iônico da molécula (pK) O transporte transmembrana Influência do pH Introdução Maioria dos medicamentos possuem propriedades ácidos fracas ou bases fracas Os ácidos e bases fracos do fármaco pode estar Ionizados Carregados eletricamente Não ionizados Neutros pKa Nome que caracteriza o caráter ácido ou básico fracos do fármaco Considere O próton (íon +) mais abundante no mundo é o H+ Os ácidos são doadores de prótons > H+ As bases são receptoras de prótons > H+ O meio no qual o fármaco se diluirá em um líquido/órgão conterá determinado pH (potência de hidrogênio) Locais de pH ácido são bons doadores de prótons Locais de pH básico aceitam doação de prótons Exemplos Estômago = pH 1-3,5 = ácido = doador de H+ Intestino delgado = pH 8-8,5 = alcalino = receptor de H+ Plasma sanguíneo = pH 7,35-7,45 = levemente básico = receptor de H+ Portanto a característica de pKa de uma substância é importante para determinar seu local de provável dissolução e velocidade de absorção Exemplo Considere a conformação iônica da membrana plasmática O interior contém mais elétrons (-) enquanto o exterior contém mais prótons (+) 2 O ideal para um fármaco seria sua não ionização, ou seja, que não fosse eletricamente carregado e portanto neutro Substâncias químicas sem carga elétrica/com cargas elétricas equivalentes são denominadas apolares pois ambos polos moleculares contém mesma quantidade de carga Fármacos com carga elétrica neutra independem de condições de pH e possuem saída e entrada da membrana plasmática facilitada por não precisarem se dissociar com outras moléculas São mais leves e menores sendo facilmente transportados pH ácido + pKa ácido fraco Em pH ácido a concentração de hidrogênio (H+) da solução é alta Os ácidos dissolvidos nesse meio estão protonados Em sua forma molecular neutra (sem carga) = portanto menores, independentes de pH e mais lipossolúveis Por essa razão são capazes de atravessar facilmente as membranas biológicas estomacais (devido capacidade de dissolução em gordura adquirida) sendo enviados a corrente sanguínea e atuando sistemicamente Por isso ácidos fracos são melhores absorvidos no estomago do que no intestino Os H+ presentes no ácido fraco do fármaco se sentem atraídos e se dissociação no meio ácido estomacal que contém altos níveis de H+ deixando a molécula ácida neutra portanto mais fácil de penetrar em meios lipossolúveis Da mesma maneira ocorrem com bases fracas em pH alcalino Membranas plasmáticas O que são As membranas plasmáticas são os envoltórios celulares que dividem o meio interno do meio externo Bioquímica A dupla camada lipídica é impermeável a maioria das moléculas polares e íons mas permeável à moléculas apolares As moléculas polares devem atravessas a membrana por processos especiais As moléculas apolares se dissolvem em gordura caracterizando a facilidade de absorção de medicamentos lipossolúveis PASSAGEM DE MEDICAMENTOS POR MEMBRANAS PLASMÁTICAS Em casos de medicamentos em composições hidrossolúveis, a entrada à célula se dá por processos ativos Com ou sem gasto de energia Processos ativos Processos mediados por carreadores (proteínas) Processos ativos O que são Processos ativos consistem na passagem de moléculas sem que haja gasto de energia Difusão simples Filtração Difusão simples/passiva As moléculas do soluto (medicamento) respeitam o gradiente de concentração se deslocando de onde estão mais concentradas para um local de menor concentração 3 Para que esse processo ocorra as moléculas do soluto devem Ser apolares Possuir peso molecular compatível com a camada bilipídica da membrana Não podem ser muito grandes ou pesadas Filtração O que é Mecanismo comum para transferência de substâncias hidrossolúveis Como funciona O medicamento atravessa a bicamadafosfolipídica através de canais existentes Variam de diâmetro a cada parte do corpo Transporte mediado por carreador O que são carreadores Componentes da própria membrana celular que possuem a capacidade de transportar moléculas para o interior celular Principais tipos de TMC Difusão facilitada Transporte ativo Apresentam tais características Possuem especificidade de substrato (molécula) Podem ser inibidos e ativos por hormônios Podem ou não necessitar de energia Difusão facilitada O que é Tipo de transporte realizado por uma proteína sem gasto de energia Ação O substrato se move a favor do gradiente Local mais concentrado para menos concentrado Entrada de glicose pelos GLUTs Velocidade maior do que a difusão simples Transporte ativo O que é A substância é movida por carreadores contra o gradiente de concentração Local mais concentrado para menos concentrado Necessita de gasto de energia derivada de ATP ou outras fontes de energia Para esse processo é necessário alto grau de especificidade estrutural e química Glicoproteína P Reconhece e transporta diversas substâncias químicas para o exterior celular impedindo o acúmulo dessas substâncias De caráter apolar, polar ou neutro 4 Sua funcionalidade é prejudicada em cães da raça Collie e Shetland quando utilização da ivermectina que se mostra toxicamente elevada em cães dessa raça TIPOS DE BARREIRAS TISSULARES CORPORAIS Mucosa gastrintestinal O TGI é revestido por células epiteliais muito unidas com bloqueio intercelular completo Tal bloqueio força as substâncias químicas a atravessar a membrana plasmática ao invés de permanecerem no interstício Por isso, as substâncias químicas devem ser solúveis à membrana Apolares preferencialmente Barreiras epiteliais de pele, córnea e bexiga Tais células também apresentam-se muito unidas possuindo única forma de penetração sendo a difusão Exclusivamente para substâncias apolares Barreira hematencefálica A barreira do SNC mantém o meio extracelular em características constantes para atividade ordenada dos neurônios Tais barreiras impedem que substâncias polares ou de peso molecular elevado penetrem no SNC Barreira hematotesticular Células de Sartoli Funções Suporte e nutrição para as células germinativas Participam na liberação dos espermatozoides dos túbulos Funcionam como barreira Tais células apresentam entre si junções íntimas permitindo a passagem de testosterona para espermatogênese A barreira hematotesticular é pouco permeável a proteínas Tal barreira também impede a ação do sistema imune uma vez que as proteínas constituintes dos espermatozoides possui características antigênicas Só penetram a barreira substâncias pouco polares com capacidade de difusão ou transporte ativo 5 Barreira placentária As características da placenta diferem quanto a espécies sendo classificadas segundo intensidade da penetração dos vilos coriônicos e dissolução da mucosa uterina da mãe De forma geral, a placenta se comporta como outras barreiras: apolares por difusão passiva e moléculas maiores ou polares ultrapassam através de difusão facilitada ou transporte ativo Placenta epiteliocorial Placenta endoteliocorial Placenta hemocorial Placenta epiteliocorial Encontrada em Ruminantes Suínos Equinos Características Vilos coriônicos penetram no endométrio sem destruição grande do tecido uterino materno Epitélio coriônico e mucoso encontram-se dispostos Tais tipos de placenta possuem camadas tissulares espessas para que não haja passagem de anticorpos maternos para os fetos Por isso a ingesta do colostro para essas espécies é fundamental para assimilação de gamaglobulinas Placenta endoteliocorial Encontrada em Carnívoros Características A penetração dos vilos na mucosa uterina ocorre junto a dissolução ampla do tecido O epitélio coriônico se junta as paredes vasculares da mucosa do útero Possibilita passagem de gamaglobulinas para o filhote Placenta hemocorial Encontrada em Primatas Roedores Características Ocorre grande destruição tissular da mucosa uterina pela penetração dos vilos coriônicos São abertos vasos da mucosa uterina fazendo com que o epitélio coriônico mergulhe em lacunas de sangue Possibilita a passagem de gamaglobulinas para os filhotes Barreiras capilares Existem 3 tipos de estruturas capilares no organismo Capilares com máculas Capilares fenestrados Capilares com bloqueio completo Capilares com máculas Maioria dos capilares do organismo São encontrados em Músculos Vísceras Ossos Características Apresentam zonas frouxas entre as células Permite passagem de substancias químicas sem proteínas saiam de seu interior para o LEC Capilares fenetrados Característicos de órgãos excretores e secretores Glomérulos renais Glândulas salivares, pancreática e hipofisária 6 As janelas entre as células tornam possível acesso fácil a substâncias para o espaço extracelular Capilares com bloqueio completo Únicos do organismo com espaços intercelulares completamente ocluídos Travessia pelo interior única forma de passagem de moléculas para o espaço extracelular Capilares barreira hematencefálica VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DE MEDICAMENTOS Para a escolha da via de administração, devem-se considerar fatores como Necessidade do efeito Sistêmico ou local Latência para o efeito Curto ou longo Características físico-químicas do medicamento Resistente a hidrólise em meio ácido, etc Vias digestivas Nesta via para que o medicamento seja absorvido passando para a corrente sanguínea é necessário que seja liberado de sua forma farmacêutica (comprimidos, cápsulas, tablete, etc) Vias digestivas Oral Sublingual Retal Ruminal Principal local de absorção de todos os medicamentos da via oral é o intestino delgado pois é rico em vasos Porém o local de absorção pode ocorrer em outros locais do TGI dependendo do pK do medicamento Bases fortes com pK acima de 10 e pK abaixo de 3 são mal absorvidos em qualquer porção do TGI pois ficam em sua forma ionizada Cavidade bucal Absorção representa rapidez e facilidade Grande quantidade de vasos sanguíneos Veias desembocam na veia jugular sem passar pelo fígado (efeito de primeira passagem) Não há preocupação dos medicamentos serem inativados pelo conteúdo gástrico Estômago Em monogástricos apesar da simplicidade da parede celular, deve se considerar a presença da espessa camada mucosa que pode comprometer a absorção de medicamentos O efeito de primeira passagem e atuação da microbiota O que é Passagem de substâncias químicas absorvidas no TGI da veia porta ao fígado sendo biotransformadas antes de conseguir alcançar o resto do organismo Em geral é considerado inconveniente pois é necessário dose maior de medicamento quando administrado via oral Faz com que o medicamento sofra processos de redução e hidrólise diminuindo a quantidade de medicamento que atinge a circulação Via retal Prós Sofre parcialmente o efeito de primeira passagem Ao ser absorvido não passa pela veia porta seguindo diretamente ao coração 7 Diazepam para felinos com mal epilético Desvantagens Absorção irregular e incompleta Irritação da mucosa retal Via ruminal Possui uso restrito de medicamentos com ação somente para o rúmen Anti-hemínticos Podem ser administrados diretamente no rúmen com agulhas específicas Administração parenteral Mais usuais Via intramuscular Via intravenosa Via subcutânea Vias restantes possuem utilização restrita específica A possibilidade de uso de medicamentos parenterais devem ser pensadas quanto Propósito de administração Terapêutico, preventivo, diagnóstico. Latência do tempo entre aplicação e efeito desejado Período de carência Formulação farmacêutica Concentração Natureza do veículo Volume administrado Vascularização sanguínea da área Via intravenosa Vantagens Rapidez Possibilidade de administração de grandes volumes Melhor controle de dosagem Desvantagens Risco de embolias Infecções por contaminação Irritação Imprópria admin. de substâncias oleosas Utilização da veia cava cranial , radial, femoral e tarsal Via intramuscular Vantagens Fácil Absorção relativamente rápida Volume moderados e veículos aquosos Desvantagens Dor Lesões Caso aplicação de substâncias irritantes ou de pH distante da neutralidade Via subcutânea Administração de medicamentos com absorção lenta e continua Necessário que o pH do medicamento não difira do tecido São absorvidos por difusão Vias tópicas Utilização Obtenção de efeitos terapêuticos não sistêmicos Considerada segura A absorção é maior onde a pele é menos espessa Região abdominal Quando aplicadas na pele liberam o medicamento continuamente Via inalatória Restrita a anestesia inalatória Sua potência é baseada na concentração alveolar Via intramamária Utilizada no tratamento de doenças nas glândulas mamárias --------------------------------------------------------------- 8 Distribuição de medicamentos O que é a distribuição Após a absorção o medicamento sai de seu compartimento sendo transportado para a corrente sanguínea Na distribuição o fármaco segue da corrente sanguínea ao local de ação de fato Após a absorção e consequentemente introdução do medicamento na via sanguínea o mesmo consegue ficar sob as formas: Livre no sangue Ligado a proteínas plasmáticas Ser sequestrado para depósitos no organismo A velocidade de equilíbrio entre a concentração de um fármaco no plasma e a concentração do mesmo fármaco nos líquidos teciduais depende de fatores como: Barreira celular Lipossolubilidade do fármaco pH do meio Fluxo sanguíneo/irrigação tecidual Patologias Ligação por afinidade do fármaco às proteínas plasmáticas Tal equilíbrio é rápido em compartimentos centrais Órgãos bem vascularizados Fígado Coração Rins Cérebro LIGAÇÃO DE MEDICAMENTOS ÀS PROTEÍNAS PLASMÁTICAS Uma parcela significativa de medicamentos tendem a ligar-se à proteínas plasmáticas quando absorvidos Somente a fração livre do medicamento possui a capacidade de deixar o plasma para distribuição (ação tecidual) Quando a fração livre absorvida é distribuída aos tecidos, os fármacos em ligação com as proteínas plasmáticas se soltam estando em forma livre e ativa na corrente sanguínea Equilíbrio Reservatório circulante do medicamento Os medicamentos ligados as proteínas são inativos A administração concomitante de 2 medicamentos com alta porcentagem de ligação plasmática pode ocasionar aumento da atividade ou toxicidade de um destes Ocorre a competição por tais sítios de ligação havendo um deslocamento de um deles para a forma livre Podendo ser responsável por efeitos tóxicos Fármacos com altas ligações a proteínas plasmáticas permanecem nos tecidos por mais tempo exigindo administração mais espaçada Albumina A albumina plasmática é a mais importe proteína envolvida em ligações medicamentosas plasmáticas Assim como Betaglobulina Glicoproteína ácida Ocorre preferência de ligação de medicamentos ácidos com a albumina e medicamentos básicos com a betaglobulina e glicoproteína ácid Se encontram diminuídas em Septicemia Cirrose Idosos Glicoproteína ácida Níveis aumentam em situações de inflamação aguda 9 Biotransformação de medicamentos O que é Transformação química de substâncias dentro do organismo vivo visando favorecer sua eliminação Formação de metabólitos Órgãos envolvidos TGI Alguns fármacos orais são melhores metabolizados no intestino do que no fígado (ex. clonazepam) Metabolismo intestinal contribui para o efeito de primeira passagem Indivíduos com função hepática comprometida dependem mais da ação metabólica farmacológica intestinal Pulmões Pele Rins Cérebro Fígado Principal Pode alterar significantemente a biodisponibilidade do fármaco exigindo vias alternativas para efeito terapêutico Fármacos podem ser metabolizados pelo Ácido gástrico Penicilina Enzimas digestivas Insulina Enzimas da parede do intestino Microbiota intestinal Enzimas hepáticas Metabólitos Intuito A fim de tornar a eliminação do fármaco lipofílico pela via filtração renal mais fácil As moléculas farmacológicas tendem a ser lipofílicas e não ionizadas deixando sua penetração nos tecidos extremamente fácil Tais moléculas são imediatamente reabsorvidas no filtrado glomerular dos néfrons atingindo circulação novamente Combinado ao fato de algumas serem ligadas a proteínas plasmáticas Com isso a meia-vida de tais fármacos seria altíssima Na passagem hepática as moléculas lipofílicas não ionizadas difíceis de serem excretadas são metabolizadas em compostos mais apolares portanto hidrossolúveis e de fácil excreção A atividade dos metabólitos pós-hepáticos podem possuir farmacodinâmica Menor do que o fármaco-mãe levando a dosagens subótimas Maior que o fármaco-mãe levando a efeitos tóxicos Em algumas situações a biotransformação é responsável também pela inativação do fármaco quando convertido em metabólito Quando o metabólito é modificado mas ainda produz efeito terapêutico, pode ser responsável por efeitos tóxicos ou subótimos Complexos enzimáticos localizados no REL do fígado são responsáveis pela biotransformação de moléculas lipossolúveis Toda substância química absorvida pelo TGI obrigatoriamente passa pelo fígado através da veia porta sendo biotransformada para ser excretada para o resto do organismo Efeito de primeira passagem 10 O processo de biotransformação exógena farmacológica inclui 2 etapas Reações de fase I Reações de fase II REAÇÕES DE FASE I Citocromo P-450 As enzimas da proteína citocromo P-450 são denominadas CYP Exemplo famílias e subfamílias CYP27A e CYP27B Ambas pertencem a família CYP27 por terem 40% de semelhança em suas sequencias de aminoácidos Cada uma delas é de uma subfamília distinta sendo elas A e B As reações de fase I Local que ocorrem Muitas das enzimas fármaco- metabolizadoras hepáticas se alocam no RE As membranas lamelares dos retículos tornam-se pequenas vesículas denominadas microssomos Os microssomos rugosos (do RER) são dedicados a síntese proteica Os microssomos lisos (REL) são ricos em enzimas responsáveis pelo metabolismo oxidante de fármacos A fase I geralmente ocorre no interior do retículo endoplasmático liso dos hepatócitos Contém a classe de oxidases de função mista As oxidações microssômicas requerem Citocromo P450 Citocromo P450-redutase NAPH O2 Juntos tais complexos reduzem e oxidam entre si a fim de formar o fármaco um metabólito oxidado A CYP3A4 é responsável pela metabolização de mais de 50% dos fármacos O que faz Tais reações em geral convertem o medicamento original em metabólitos mais polares (hidrossolúveis) por Oxidação Redução Hidrólise Os metabólitos resultantes podem estar Mais ativos que a molécula original Menos ativos Inativos A maioria das reações de fase I ocorrem com fármacos lipossolúveis INDUÇÃO E INIBIÇÃO ENZIMÁTICA Conceitos Substrato São moléculas biotransformadas por enzimas Inibidores Diminuem a atividade enzimática diminuindo atividade da CYP Indutor Aumentam a atividade enzimática pelo aumento da CYP 11 INDUÇÃO DE ENZIMAS Alguns dos substratos (fármacos ativos) são capazes de induzir enzimas de degradação quando coadministrados Aumento da velocidade de sua síntese A indução gera o aceleramento na metabolização de outro substrato que será acelerado Autoindução Uso crônico de substância que auto- inativa própria CYP Consequências indução enzimática Aumentam atividade enzimática Aumenta velocidade do metabolismo Aumenta velocidade de excreção Diminui concentração do fármaco no plasma Exemplo Alguns antibióticos são indutores enzimáticos de CYP450 Aumentam a metabolização dos anticoncepcionais hormonais aumentando a sua metabolização e excreção Ocorre diminuição do efeito do anticoncepcional INIBIÇÃO DE ENZIMAS Alguns substratos inibem atividade enzimática Fármacos que contém Imidazol Cimetidina Cetoconazol Reduzem/ inibem atividade enzimática de metabolismo endógenos e fármacos coadministrados Consequências inibição enzimática Diminuição da atividade enzimática Diminuição da velocidade do metabolismo do substrato Diminui velocidade de excreção Aumenta concentração do substrato no sangue REAÇÕES DE FASE II Fármacos-mãe ou metabólitos de fase I que contém grupos químicos adequados (hidrossolúveis) sofrem reações de acoplamento com moléculas endógenas para gerar conjugados fármacos Conjugados fármacos O que são São moléculas polares frequentemente inativas que são secretadas diretamente Porém a depender do fármaco uma vez que algumas reações são capazes de reativar o fármaco e sua biodisponibilidade Formação A formação de conjugados envolvem enzimas de transferência (transferases) e alta energia As transferases estão localizadas Microssomos Citosol As transferases mais dominantes são Uridina 5-diP = UDP Glicuronil transferases = UGT Ação Tais enzimas catalisam o acoplamento de uma substância endógena ativada junto de um fármaco/outra substância endógena Exemplo Conjugação de glutationa Reagente endógeno = glutationa GSH reduzida Transferase = GSH-S-transferase Substratos endógenos = grupos nitro Fármaco = paracetamol Excreção medicamentosa Um medicamento é capaz de ser excretado após biotransformação ou em sua forma inalterada 3 principais órgãos excretores de medicamento: Rins Fígado Pulmões Em pequenas quantidades os medicamentos são também excretados pela pele, saliva, leite e ovos 12 EXCREÇÃO RENAL Principal processo de eliminação de medicamentos Polares ou pouco lipossolúveis e neutros Medicamento muito lipossolúveis e com alta ligação com proteínas plasmáticas são dificultosamente processados pelos rins devido constante reabsorção A alcalinização da urina permite o aumento da excreção de ácidos orgânicos e por meio da acidificação da urina ocorre a excreção de moléculas com caráter básico A coadministração de fármacos que são de mesma classe química tendem a possuir excreção prejudicada Probenicida associado a penicilina (ácidos fracos) reduz a depuração renal de penicilina provocando ação prolongada Somente os medicamentos não ligados a proteínas são filtrados nos glomérulos A reabsorção do fármaco depende Da capacidade do fármaco em atravessar as membranas tubulares retornando ao organismo Grau de ionização do fármaco no pH urinário Medicamentos não ionizáveis em pH urinário atravessam mais facilmente a camada celular sendo levados a corrente sanguínea novamente EXCREÇÃO BILIAR Alguns medicamentos e metabólitos são eliminados via hepática através da bile Fatores que determinam excreção biliar Peso molecular Polaridade do medicamento A excreção biliar comporta moléculas maiores quando comparada a excreção urinária que conta preferencialmente com moléculas menores
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