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1 Natasha Ferreira ATM25 FARMACOCINÉTICA RELAÇÃO ENTRE CINÉTICA E DINÂMICA DO FÁRMACO Chegada uma determinada concentração no local de ação e considerando o local de ação, mecanismo de ação (como age no receptor) e efeitos do fármaco é possível determinar quais serão os efeitos do mesmo no organismo FARMACOCINÉTICA É o estudo do movimento de uma substância química em particular, um fármaco, no interior de um organismo vivo Importância: • Determinação adequada da posologia • Ajuste de dose (volume de distribuição) • Interpretação de resposta inesperada ao medicamento • Compreensão da ação das drogas • Estudo de novas drogas INTER-RELAÇÕES NA FARMACOCINÉTICA ❶ Dose ❷ Administração (ocorre a liberação do princípio ativo) para que ele possa ser absorvido ❸ Chega na corrente sanguínea (passando por diversos locais) ❹ Ocorre o processo de distribuição pelo local de ação terapêutica (ligando-se a receptores), para reservatórios teciduais (depende das propriedades físico químicas do fármaco, ex: quanto mais lipossolúvel, mais fácil para adentrar no tecido adiposo) ❺ Distribuição para os órgãos de metabolismo (principalmente o fígado) ❻ Ocorre a “produção” de metabolitos os quais irão para a via de excreção e por fim depuração Obs: lembrar que existem vias reversíveis, ou seja, o fármaco pode ir para o órgão de metabolismo e voltar para o reservatório (tecido). Apenas duas vias são irreversíveis (absorção e excreção). Há um equilíbrio entre a concentração de fármaco livre (tem baixo peso molecular e consegue passar membranas) e fármaco ligado (ligados a proteína, principalmente a albumina, tornando-se uma molécula grande que não passa as membranas). Vias de administração Enteral – passa pelo TGI • Oral • Sublingual (vai direto pra Cava sup.) • Retal Parenteral • Direta – introduz o medicamento por um orifício (lesão do tecido), não passa pelo TGI − Intravenosa − Intramuscular − Subcutânea − Epidural − Intradérmica • Indireta – não tem rompimento de tecido para introdução do medicamento e não passa pelo TGI − Tópica − Ocular, ótica Farmacocinética Farmacodinâmica O que o organismo faz sobre o fármaco (trajetória) É possível determinar a concentração ou dose do fármaco O que o fármaco faz no organismo (seu efeito) Podemos determinar a eficácia do fármaco 2 Natasha Ferreira ATM25 − Inalatória Como fazer a escolha da via? Tipo de ação desejada • Local (resposta local, ex: a inalatória terá efeito sobre o pulmão) • Sistêmica (vai ter uma resposta em todo organismo, via completa) Tipo de ação • Imediata - Emergência – administração rápida (ex; endovenosa ou intravenosa) • Lenta Natureza do medicamento • Volátil – forma inalatória (pulmonar) • Gastroresistentes Obs: há substancias que só poderão ser administradas por uma via, pois não terá sua estabilidade preservada. Ex: insulina – não pode ser em comprimido pois vais ser degradada pelo TGI e torna-se inativada A forma farmacêutica e a via de administração precisam ser compatíveis!!! Comparação entre as vias de administração 1º intravenosa – via imediata, com concentração total e 100% de biodisponibilidade 2º intramuscular – via rápida 3º subcutânea – demora mais para atingir o pico de concentração sérica, mas é uma via rápida 4º Oral – mais lenta, pois passa por vários processos até chegar na corrente sanguínea Quando comparamos mais vias: 1º Intravenosa 2º Inalatória 3º Intramuscular de solução 4º Subcutânea 5º Oral 6º Intramuscular de depósito** Vias de excreção • Renal (mais utilizada por fármacos hidrossolúveis) • Pulmonar • Biliar (mais utilizada por fármacos lipossolúveis) TRAJETÓRIA DOS FÁRMACOS Etapas determinam a velocidade do inicio da ação, a intensidade do efeito e a duração da ação do fármaco no organismo Absorção distribuição metabolismo excreção ABSORÇÃO Passagem do fármaco do seu local de aplicação até a corrente sanguínea Obs: a via endovenosa não é absorvida pois já foi aplicada diretamente na corrente sanguínea A velocidade e eficiência da absorção vai depender entre outros fatores da via de administração **Anticoncepcional/Benzetacil são fármacos de preparação de depósito, ou seja, não são liberados, em toda sua concentração, na corrente sanguínea. Ao invés disso, ao entrar em contato com o líquido intersticial, eles precipitam e ficam armazenados, sendo liberados aos poucos 3 Natasha Ferreira ATM25 MECANISMO DE PASSAGEM DO FÁRMACO Para que todo esse processo aconteça é necessário fazer com que o fármaco passe pelas membranas (vencer as barreiras biológicas), pois isso é necessário entender as propriedades físico químicas de cada fármaco. Dependendo da propriedade química, os fármacos podem ser absorvidos pelo TGI por difusão passiva, facilitada, transporte ativo ou endocitose. Substancias lipossolúveis: passam através de uma difusão passiva (a favor do gradiente, + -) através das membranas, pois as membranas possuem bicamada lipídica Substâncias hidrossolúveis: não passam diretamente, necessitam de um poro ou canal para atravessar a membrana (vai a favor do gradiente) Substancias que necessitam de transportadores pra atravessar a membrana (as de maior peso molecular): difusão facilitada via transportadores Substancias que necessitam de um transporte ativo (vai contra o gradiente - +): só acontece se empregarmos energia (ATP) DIFUSÃO PASSIVA Não envolve transportadores, não é saturável e apresenta baixa especificidade estrutural Fármaco se move do meio mais concentrado para o menos concentrado Fatores de influenciam na permeabilidade dos fármacos Relacionados ao organismo • Área de absorção (quanto maior, melhor absorção) • Tempo de exposição (quanto maior, melhor) • Vascularização local • pH do meio Relacionado ao fármaco • Lipossolubilidade (mais fácil absorção) • Grau de ionização (pH e pKa – pH do meio com a constante de dissociação acida da molécula que determina se ela será melhor absorvida no ambiente ácido ou básico – também está relacionado com o processo de excreção) • Peso molecular (moléculas de alto peso, maior dificuldade) • Concentração do fármaco 4 Natasha Ferreira ATM25 Obs: quanto mais hidrossolúvel, mais difícil a absorção, mas mais fácil a excreção EFEITO DO PH NA ABSORÇÃO A maioria dos fármacos são ácidos fracos ou bases fracas As formas neutras (sem carga) são as mais lipossolúveis Um fármaco atravessa a membrana mais facilmente se ele estiver não ionizado pKa é uma medida da força da interação de um composto com um próton. Ele vai dizer em que ambiente o fármaco será melhor absorvido (mais ácido ou mais básico) • Quantp menor o pKa de um fármaco, + ácido ele é • Quando maior o pKa, + básico é o fármaco Obs: o fármaco ácido é doador de prótons e o básico é receptor de prótons Ex. de um ácido Se tivermos um ácido (pKa 3,7) em um meio + ácido (pH 3,5) a forma protonada do ácido prevalece HA ↔ A⁻ + H⁺. Isso ocorre pois em um meio ácido há uma concentração maior de H⁺ e o ácido não precisa de dissociar para liberar H⁺, pelo contrário, ele passa a captar H⁺ para formar mais ácido (comporta-se como base) Se tivermos um ácido (pKa 3,7) em um meio básico (pH 7), ocorre o inverso, o ácido vai se dissociar para liberar H⁺ pois o meio tem pouca concentração dele, prevalecendo assim a forma desprotonada HA ↔ A⁻ + H⁺ (libera H⁺) Ex. de uma base Se tivermos uma base (pKa 7) em um meio ácido (pH 3,5) há o predomínio da forma protonada (ác. Conjugado) HB⁺ ↔ B + H⁺ pois ocorre a remoção de H⁺ do meio para formar ác. Conjugado (HB⁺) já que o H⁺ encontra-se em excesso (captaH⁺) Se tivermos uma base (pKa 7) em um meio + básico (pH 8), ocorre o inverso, a base dissocia-se para aumentar a concentração de íons H⁺ no meio, predominando a forma desprotonada HB⁺ ↔ B + H⁺ (comporta-se como ácido – libera H⁺) pKa = pH o fármaco encontra-se dividido em 50% não ionizado e 50% ionizado (zona de equilíbrio) Atenção: • pKa > pH meio, prevalece a forma protonada • pKa < pH meio, prevalece a forma desprotonada A partir disso devemos lembrar que o fármaco é transportado com maior facilidade através da membrana quando se encontra na forma molecular (não ionizada) Lembrar: Molécula ácida é melhor absorvida em meio ácido (pH baixo), bem como molécula básica será melhor absorvida em básico (pH alto), pois em seu meio específico é que elas se encontram na sua forma NÃO IONIZADA, tornando-se lipossolúveis Além disso, após a passagem da substância pela membrana, ela vai para um meio oposto ao que se encontrava, sofrendo um processo de aprisionamento, ou seja, a molécula não consegue passar pela membrana de onde veio. Ex: Aspirina e outros ácidos fracos são melhor absorvidos no estômago devido ao meio ácido. ÁCIDO BASE MOLECULAR Protonada (HA) Desprotonada (B) IONIZADA Desprotonada (A⁻) Protonada (HB⁺) 5 Natasha Ferreira ATM25 • pKa Aspirina: 3,5 • pH Estômago: 1,5 • pH Intestino: 6,5 BIODISPONIBILIDADE É a fração do fármaco administrado que atinge a circulação sistêmica (corrente sanguínea) Fração de uma dose oral que chega a circulação na forma de fármaco intacta, levando em conta tanto a absorção quanto a degradação metabólica no local Biodisponibilidade = 1 quando 100% da dose administrada atinge a circulação (ocorre somente na endovenosa) Ex: foram administrados 100mg de fármaco X por via oral e 70mg foram absorvidos inalterados, a biodisponibilidade é 0,7 ou 70% Fatores que influenciam a biodisponibilidade • biotransformação hepática de primeira passagem (metabolismo de 1ª passagem) • solubilidade do fármaco • instabilidade química • natureza da formulação do fármaco DISTRIBUIÇÃO DOS FÁRMACOS Processo pelo qual o fármaco reversivelmente abandona a corrente circulatória e passa para o interstício (LEC), nas células e tecidos até chegar no local de ação (intracelular) (imagem) Obs: somente fração livre é distribuída, enquanto o fármaco ligado não passa pela membrana e por isso não exerce ação farmacológica Fatores que influenciam na distribuição • Fluxo sanguíneo local (mais vascularização, melhor passagem) – órgãos mais irrigados terão maior concentração do fármaco • Permeabilidade capilar (barreiras teciduais, bhe) • Ligação a proteínas plasmáticas e tecidos (ex: albumina) • Hidrofilicidade (maior dificuldade de absorção) • Partição óleo-água • Volume de distribuição Em qualquer compartimento o fármaco livre pode sofrer metabolização Obs: a medida que a concentração de fármaco livre diminui, devido a excreção ou biotransformação, o fármaco ligado se dissocia da proteína. Isso significa que temos uma zona de equilíbrio entre fármaco livre e fármaco ligado. Principais compartimentos • Plasma (5% do peso corporal) • Liquido intersticial (16%) • Liquido intracelular (35%) • Liquido transcelular (2%) • Gordura (20%) A água total do corpo varia de 50-70% do peso corporal VOLUME DE DISTRIBUIÇÃO O volume de distribuição aparente (V) é definido como o volume de liquido necessário para conter a quantidade total do fármaco (Q) no organismo na mesma concentração presente no plasma (Cp). Devemos saber o volume q esse organismo tem e se vai ser possível distribuir esse fármaco por todo o organismo. Vd= Q/Cp Medida de distribuição do fármaco • Descreve a proporção do fármaco que se divide entre o plasma e os compartimentos teciduais • Permite estimar onde o fármaco se distribui melhor (sangue ou tecido) • Drogas lipossolúveis: maior volume aparente nos tecidos • Drogas hidrossolúveis ou ligadas: menor volume aparente, menos nos tecidos 6 Natasha Ferreira ATM25 METABOLISMO OU BIOTRANSFORMAÇÃO Conjunto de alterações químicas produzidas sobre o fármaco em um organismo, gerando como produto final um metabólito Envolve reações bioquímicas específicas e etapas com sequencias ordenadas (uso do Complexo enzimático citocromo P450) visando a eliminação do fármaco Metabólitos inativos e gradativamente mais hidrossolúveis melhor eliminação Ativar substâncias como pró-fármacos para que tenha ações farmacológicas Pode gerar metabólitos ativos potenciais ações farmacológicas e/ou tóxicas Mecanismo enzimático complexo que tem como objetivo inativar compostos endógenos ativos (hormônios, enzimas, neurotransmissores, etc) e eliminar substancias estranhas ao organismo (xenobióticos) Principais locais de metabolismo • Fígado • Intestino • Corrente sanguínea • Rins • Pulmões • Pele • Cérebro Objetivos • Término da ação de uma substancia − Detoxificar − Inativar compostos • Facilitar a excreção − Formar produtos + polares − Formar produtos – lipossolúveis • Ativar − Ativar drogas originalmente inativas (pró-fármacos) − Alterar perfil farmacocinético − Formar metabólitos ativos O metabolismo envolve dois tipos de reação, conhecidos como fase I e fase II que geralmente ocorrem de forma sequencial e são complementares (imagem) Fase I • Envolvem um sistema de monoaminooxigenases, no qual o Citocromo P450 é fundamental • Quebra da molécula • Reações: oxidação, redução, hidrólise -> catabólicas • 3 possibilidades: − Fármaco ativado − Fármaco inalterado − Fármaco inativado • Formam produtos quimicamente mais reativos, que podem ser farmacologicamente ativos, tóxicos ou carcinogênicos Fase II • Reações de conjugação -> anabólicas • Substancia principal: ác. glicurônico • Conjugação de um grupo reativo (inserido na fase I) • Preparo para inativação do fármaco e transformação do mesmo em uma forma hidrossolúvel para melhor excreção Obs: alguns fármacos entram somente para a fase II CITOCROMO P450 (CYP450) Principal sistema enzimático encontrado na maioria das células, mas principalmente no fígado e TGI • Ampla especificidade de substrato • Interações farmacológicas, como indutores e inibidores Obs: Quantidades consideráveis de CYP3A4 são encontradas na mucosa intestinal respondendo pela transformação de 1ª passagem de fármacos como cloropromazina e clonazepam 7 Natasha Ferreira ATM25 Consequências do aumento do metabolismo de fármacos • Maior velocidade de eliminação do fármaco • Menor concentração do fármaco no plasma • Menor atividade do fármaco • Redução do efeito terapêutico do fármaco Consequências da diminuição do metabolismo de fármacos • Menor velocidade de eliminação do fármaco • Aumento concentração do fármaco no plasma • Aumento da atividade do fármaco • Ex: Omeprazol é inibidor de isoenzimas CYP responsáveis pelo metabolismo da varfarina CINÉTICAS DO METABOLISMO Cinética 1ª ordem Aumenta a dose do fármaco, a velocidade de biotransformação é proporcional a este aumento Cinética de ordem 0 (não linear) ou saturação Quando ocorre a saturação da enzima pela concentração elevada de fármaco livre e, a velocidade de biotransformação permanece constante no tempo • A medida que aumenta a dose do fármaco, a velocidade não acompanha este aumento EXCREÇÃO Eliminação de fármacos do organismo requer que a substancia seja suficientemente polar para que a excreção seja eficiente Excreção renal • Maior parte dos fármacos • Eliminação pela urina (inalterado ou forma ionizada) • Substancias lipofílicas: excreção renal ineficiente − Reabsorção passiva no túbulo para nova biotransformaçãoExcreção biliar • Fármaco eliminado na bile → fezes • Circulação êntero-hepática (reabsorção do fármaco lipofílico) 8 Natasha Ferreira ATM25 Excreção pulmonar • Eliminação do fármaco volátil, pelo ar expirado • Importante para gases e vapores anestésicos Outras vias: saliva, leite ELIMINAÇÃO RENAL Composta por 3 processos É importante saber o grau de ionização pois podemos manipular o pH urinário para aumentar a velocidade de eliminação de um fármaco ❶ Filtração glomerular Fármacos chegam aos rins pelas artérias renais, que se dividem para formar o plexo capilar glomerular Ocorre a filtração de moléculas com peso menor que 20.000 Da. As moléculas de alto peso molecular deverão ser secretadas por secreção ativa. Os fármacos livres difundem-se através das fendas capilares para a cápsula de Bowman como parte do filtrado glomerular. A albumina não é filtrada, por isso fármacos ligados a ela não passam. A lipossolubilidade e o pH não influenciam a passagem dos fármacos para o filtrado glomerular Porém, variações na velocidade desta fase e a ligação de fármacos a proteínas plasmáticas podem afetar este processo ❷ Secreção tubular proximal Fármacos que não foram transferidos para o filtrado glomerular saem dos glomérulos através das arteríolas eferentes A secreção ocorre primariamente nos túbulos proximais por dois mecanismos de transporte ativo (requerem transportador) que exigem energia, um para ânions (ex: forma desprotonada de ác. Fracos) e um para cátions (ex: forma protonada de bases fracas) Cada um desses sistemas de transporte apresenta baixa especificidade e pode transportar inúmero compostos Excreta fármacos ligados a proteínas ❸ Reabsorção tubular distal Na medida que o fármaco se desloca em direção ao túbulo contorcido distal sua concentração aumenta (ocorre diferença de osmolaridade) e excede à do espaço perivascular. O fármaco se neutro, pode difundir-se para fora do lúmen, retornando à circulação sistêmica A manipulação do pH da urina, para aumentar a forma ionizada do fármaco no lúmen, pode ser feita para minimizar a extensão da retrodifusão e, assim, aumentar a depuração de um fármaco indesejável Como regra geral, ácidos fracos podem ser eliminados alcalinizando a urina, enquanto a eliminação de bases fracas pode ser aumentada por acidificação da urina = prisão iônica • Aqui queremos inibir a reabsorção do fármaco fazendo com que ele seja eliminado, sendo assim ele precisa ficar 9 Natasha Ferreira ATM25 preso no túbulo, então é necessário que o fármaco se encontre na forma ionizada Acidificação da urina: fosfato de Potássio e ác. Ascórbico Alcalinização da urina: Bicarbonato de sódio PARÂMETROS FARMACOCINÉTICOS: MEDIDA DE ELIMINAÇÃO Indicam a velocidade com que o fármaco é eliminado do organismo Meia vida biológica (t⅟₂) • Tempo necessário para reduzir a 50% da quantidade total do fármaco do organismo • Se for curta pode necessitar dose mais frequente • Doença hepática pode aumenta-la, pois o metabolismo é mais lento • Importante saber o tempo de meia vida para a frequência de administração do medicamento e também para avaliação (quanto tempo permanece no organismo) - posologia Depuração ou clearance • Taxa de eliminação de um fármaco do corpo em relação à concentração plasmática • Volume do líquido biológico (sangue ou plasma) que contém a quantidade do fármaco removido pelo rim (depuração renal) ou metabolizada pelo fígado (depuração hepática) por unidade de tempo Obs: quando a concentração do fármaco no sague atingir o ponto de equilíbrio (em cerca de 4-5 meia vidas) ocorre a interrupção da infusão do mesmo e inicia-se a depuração Obs: O tempo de meia vida deve ser principalmente relacionado à depuração do fármaco
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