Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
FARMACOLOGIA: FARMACOCINÉTICA E FARMACODINÂMICA RESUMOS MATERIAL COMPLEMENTAR SUMÁRIO 1. FUNDAMENTOS DE FARMACOCINÉTICA .................................................................... 4 1.1 Vias de Administração ...................................................................................................................5 1.1.1 Formas Farmacêuticas .............................................................................................................................................................................................6 1.2 Outras vias ....................................................................................................................................8 2. ABSORÇÃO ................................................................................................................ 9 2.1 Transporte de fármacos a partir do TGI ..........................................................................................9 2.2 Efeito do pH na absorção de fármacos .........................................................................................10 2.3 Fatores que afetam a absorção de fármacos ................................................................................11 2.3.1 Fatores relacionados ao Fármaco .......................................................................................................................................................................12 2.3.2 Fatores relacionados ao Paciente .......................................................................................................................................................................12 2.3.3 Fatores relacionados à via de Administração .................................................................................................................................................12 3. DISTRIBUIÇÃO ......................................................................................................... 14 3.1 Compartimentos de água no organismo .......................................................................................14 3.1.1 Volume de distribuição ...........................................................................................................................................................................................14 3.2 Fatores que interferem na distribuição .........................................................................................15 3.2.1 Metabolismo de primeira passagem .................................................................................................................................................................16 3.2.2 Solubilidade e características físico-químicas do fármaco .......................................................................................................................16 3.2.3 Permeabilidade por barreiras espessas ............................................................................................................................................................16 3.2.4 Fluxo sanguíneo .........................................................................................................................................................................................................16 3.2.5 Ligação com proteínas plasmáticas ..................................................................................................................................................................16 3.2.6 Fatores que interferem na disponibilidade da forma livre do fármaco ..................................................................................................18 4. METABOLIZAÇÃO .................................................................................................... 19 4.1 Fatores que alteram o metabolismo dos fármacos .......................................................................20 5. EXCREÇÃO ............................................................................................................... 23 5.1 Eliminação renal dos fármacos ....................................................................................................24 5.2 Clearence .....................................................................................................................................24 5.3 Meia-vida ....................................................................................................................................25 6. FARMACODINÂMICA ............................................................................................... 26 6.1 Seletividade .................................................................................................................................27 3FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 6.2 Janela terapêutica .......................................................................................................................28 6.3 Teoria da Ocupação .....................................................................................................................31 6.4 Ligação entre fármaco e receptor .................................................................................................32 6.5 Agonistas e Antagonistas ............................................................................................................33 6.3 Principais Tipos de Receptores de Fármacos ................................................................................38 6.4 Variação na capacidade de resposta a fármacos ..........................................................................42 6.4 Farmacocinética e farmacodinâmica na farmacoterapia ...............................................................46 6.5 Interações farmacodinâmicas ......................................................................................................48 6.5.1 Fármacos de efeitos opostos ...............................................................................................................................................................................48 6.5.2 Fármacos de efeitos semelhantes ......................................................................................................................................................................48 6.5.3 Alteração de níveis eletrolíticos .............................................................................................................................................................................49 6.5.4 Modificação da flora intestinal ..............................................................................................................................................................................49 REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 50 4FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 1. FUNDAMENTOS DE FARMACOCINÉTICA O objetivo do tratamento medicamentoso é prevenir, curar ou controlar doenças. Para isso, são necessárias doses adequadas de fármaco que devem ser oferecidas aos tecidos- -alvo, de forma a serem obtidos níveis terapêuticos, porém não tóxicos. A farmacocinética estuda o movimento de um fármaco no organismo em determinado tempo. A farmacocinética, de maneira simplificada, é tudo aquilo que o organismo faz com o fármaco. Ou seja, o organismo: absorve, distribui, metaboliza (biotransforma) e elimina. Primeiro, a absorção do fármaco desde o local de administração (absorção) permite o acesso do agente terapêutico (seja direta ou indiretamente) no plasma. Segundo, o fárma- co pode, então, reversivelmente sair da circulação sanguínea e distribuir-se nos líquidos intersticial e intracelular (distribuição). Terceiro, o fármaco pode ser biotransformado no fígado, nos rins ou em outros tecidos (biotransformação). E, por fim, o fármaco e seus me- tabólitos são eliminados do organismo na urina, na bile ou nas fezes (excreção). Figura 1. Farmacocinética e Farmacodinâmica1 Dose de fármacoadministrada Concentração do fármaco na circulação sistêmica Fármaco em tecidos de distribuição Fármaco metabolizado ou excretadoConcentração do fármaco no sítio de ação Efeito farmacológico FarmacocinéticaDistribuição Eliminação Absorção Farmacodinâmica Resposta clínica Toxicidade Efetividade 5FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Figura 2. Processos Farmacocinéticos Absorção Excreção Metabolização (biotransformação) Distribuição Fonte: Autoria Própria, 2019. todo o processo farmacocinético tem início com a administração do fármaco, por isso a via de administração e a forma farmacêutica devem ser escolhidas de acordo com as propriedades dos fármacos e com os objetivos terapêuticos. 1.1 Vias de Administração Há duas vias principais de administração de fármacos: 1) Via Enteral (que passa pelo trato gastrointestinal); – Introduz o fármaco através do trato gastrointestinal (TGI). Vantagens e Desvantagens: y Os fármacos são auto administrados facilmente; y Evita infecções sistêmicas que podem complicar o tratamento; y A toxicidade ou dosagens excessivas por essa via podem ser neutralizadas com antídotos, como o carvão ativado; y O fármaco é exposto ao agressivo ambiente gastrintestinal (GI) que pode limitar sua absorção; y Os fármacos sofrem biotransformação de primeira passagem no fígado, onde podem ser extensamente metabolizados antes de alcançarem a circulação sistêmica, limitando sua eficácia; y A ingestão de fármaco com alimentos ou a sua associação a outros fármacos podem influenciar a absorção. 2) Via Parenteral (que não passa pelo trato gastrointestinal) – Introduz o fármaco na circulação sistêmica ou em outro tecido vascular diretamente através das barreiras orgânicas de defesa. 6FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Vantagens e Desvantagens: y Usada para fármacos que são pouco absorvidos no TGI (p. ex., heparina) e para aqueles que são instáveis no TGI (p. ex., insulina); y Usada no tratamento do paciente inconsciente ou quando se necessita de um início rápido de ação; y Maior biodisponibilidade pois não está sujeita à biotransformação de primeira passagem ou ao agressivo meio gastrintestinal; y Melhor controle sobre a dose real de fármaco administrada ao organismo; y Irreversível; y Pode causar dor, medo e infecções. Há três vias de administração parenteral: a intravascular (intravenosa ou intra-arte- rial), a intramuscular e a subcutânea. Figura 3. Vias de administração Via ParenteralVia Enteral Intravenosa Subcutânea Intramuscular Tópica Outras (Pulmonar, intratecal, etc) Via Oral Via Sublingual Via Retal Fonte: Autoria Própria, 2019. 1.1.1 Formas Farmacêuticas As formas farmacêuticas são selecionadas de acordo com as propriedades dos fár- macos, com os adjuvantes e excipientes utilizados, bem como com a via de administração para a qual se destina. Os principais tipos de formas farmacêuticas são líquidas, sólidas e semissólidas. 7FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Quadro 1. Formas Farmacêuticas dos fármacos Líquidas Sólidas Semissólidas Outras Solução oral Cápsula Pomada Adesivo transdérmico Solução tópica Comprimido Pasta Implante Solução oftálmica Pastilha Creme Dispositivo intraoral de lib. prolongada Xarope Pílula Gel Goma de mascar Suspensão oral Supositório Unguento Gás Fonte: Autoria Própria, 2019. O que você precisa saber sobre vias de administração? Objetivos Vantagens Desvantagens Quadro 2. Vias de Administração do farmaco Via de administração Vantagens Desvantagens En te ra l Oral Comodidade na administração; Várias formas farmacêuticas; Não necessita de técnicas específicas; Facilita a adesão do paciente ao tratamento; Metabolização de primeira passagem; Sabor e tamanho da forma farmacêutica; Não pode ser utilizado em pacientes com comprometimentos do TGI; Não pode ser utilizado para substâncias irritantes; Sublingual Rápida absorção; Administração conveniente; Baixa incidência de infecções; Fármaco não passa pelos ambientes agressivos do estômago e do intestino; Não há efeito de primeira passagem; Riscos associados à rápida absorção; Sabor e tamanho da forma farmacêutica; Não pode ser utilizado para substâncias irritantes; Retal Rápida absorção; Baixa incidência de infecções; Fármaco não passa pelo ambiente agressivo do estômago; Administração inconveniente; Dificulta adesão ao tratamento; Riscos associados à rápida absorção; Absorção pode ser irregular; Não pode ser utilizado para substâncias irritantes; 8FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Via de administração Vantagens Desvantagens Pa re nt er al Intravenosa Efeito rápido; Grau de controle máximo sobre os níveis circulantes do fármaco; Permite a administração de grandes volumes; Possibilidade de uso em pacientes inconscientes; Não há metabolismo de primeira passagem; Pode causar dor, medo e infecções; Irreversível; Não pode ser utilizada para solventes oleosos ou viscosos; Intramuscular Efeito rápido; Possibilidade de uso em pacientes inconscientes; Volume maior que a via subcutânea; Pode causar dor, medo e infecções; Irreversível; Subcutânea Permite autoadministração; Absorção lenta e constante; Pouco trauma tecidual; Evita o metabolismo de primeira passagem; Pode causar dor, medo e infecções; Administração de pequenos volumes; Fonte: Autoria Própria, 2019. 1.2 Outras vias 3 Inalação – Assegura a rápida oferta do fármaco através da ampla superfície da membrana mucosa do trato respiratório e do epitélio pulmonar, produzindo um efeito quase tão rápido como com o obtido pela injeção IV. essa via de administração é usada para fármacos que são gases (p. ex., alguns anestésicos) ou aqueles que podem ser dispersos em um aerossol. A via é particularmente eficaz e conveniente para pacientes com problemas respiratórios, pois o fármaco é ofertado diretamente no local de ação e os efeitos sistêmicos são minimizados; 3 Intranasal – Administração de fármacos dentro do nariz; 3 Intratecal/intraventricular – Algumas vezes, essa via de administração é necessária para introduzir fármacos diretamente no líquido cefalorraquidiano; 3 Tópica – Usada quando se deseja um efeito localizado do fármaco. Por exemplo, aplicação de creme ou pomadas diretamente na pele ou a instilação de fármacos diretamente no olho para dilatar a pupila; 3 Transdermal – Proporciona efeitos sistêmicos pela aplicação do fármaco na pele, em geral, por meio de um adesivo cutâneo. A velocidade de absorção pode variar de modo acentuado, dependendo das características físicas da pele no local da aplicação. essa via é usada com mais frequência para a oferta prolongada de fármacos. 9FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 2. ABSORÇÃO Absorção é a transferência de um fármaco do seu local de administração para a cor- rente sanguínea. A velocidade e a eficiência da absorção dependem da via de adminis- tração. Para a via IV, a absorção é completa, ou seja, toda a dose do fármaco alcança a circulação sistêmica. A liberação do fármaco por outras vias pode resultar em absorção parcial e, consequentemente, em menor biodisponibilidade. essa passagem ocorre atra- vés de membranas biológicas, altamente lipofílicas, sendo o principal mecanismo para esse transporte a difusão passiva através dos lipídeos, pois ocorre a favor do gradiente de concentração e não há gasto energético. Figura 4. transporte facilitado através da membrana Alteração conformacional 2.1 Transporte de fármacos a partir do TGI dependendo das propriedades químicas, os fármacos podem ser transportados do tGI por difusão passiva ou por transporte ativo. Difusão passiva – A força motriz da absorção passiva de um fármaco é o gradiente da concentração através da membrana que separa os compartimentos do organismo, isto é, o fármaco se move da região com concentração elevada para a que tem baixa concen- tração. A difusão passiva não envolve transportador,não é saturável e apresenta baixa especificidade estrutural. A grande maioria dos fármacos tem acesso ao organismo por esse mecanismo. Transporte ativo – Envolve 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 trans- portadores proteicos específicos. O transporte ativo é dependente de energia e movido pela hidrólise de AtP. 10FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Endocitose e exocitose – transporta moléculas excepcionalmente grandes através da membrana celular. na endocitose, as moléculas do fármaco são engolfadas pela mem- brana e transportadas para o interior da célula pela compressão da vesícula cheia de fár- maco. A exocitose é o inverso da endocitose e é usada pelas células para secretar várias substâncias por um processo similar ao da formação de vesículas. Por exemplo, a vita- mina B12 é transportada através da parede intestinal por endocitose. Certos neurotrans- missores (p. ex., norepinefrina) são armazenados em vesículas ligadas à membrana no terminal nervoso e liberados por exocitose. Como visto, o mecanismo de difusão depende tanto de características da membrana quanto de características do fármaco. Figura 5. Forma de transporte do farmaco através da membrana Difusão através dos lipídeos Mediada por transportador Principais formas pelas quais os fármacos atravessam as membranas Quais os principais fatores que influenciam na absorção de um fármaco? Solubilidade Grau de ionização pH do meio Fonte: Autoria Própria, 2019. 2.2 Efeito do pH na absorção de fármacos A maioria dos fármacos é ácido fraco ou base fraca. Fármacos ácidos (HA) liberam um próton H+ causando a formação de um ânion (A-). 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. A passagem entre as membranas lipídicas é facilitada pelo caráter lipofílico do fár- maco. Assim, para que um fármaco seja absorvido, atravessando as barreiras biológicas, é necessário que ele esteja em sua forma molecular (não ionizada), pois a forma ionizada do fármaco não consegue atravessar as barreiras, em decorrência do caráter hidrofílico de íons. 11FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Para os ácidos fracos, a forma HA não ionizada consegue permear através das mem- branas, mas o (A-) não consegue. Para a base fraca, a forma não ionizada, (B), consegue penetrar através das membranas celulares, contudo o (BH+) não consegue, dessa forma, a concentração efetiva da forma permeável de cada fármaco no seu local de absorção é determinada pelas concentrações relativas entre as formas ionizada e não ionizada. Sendo assim, um fármaco que é ácido fraco será melhor absorvido em um pH ácido, pois estará em sua forma molecular e conseguirá atravessar as barreiras lipofílicas. O contrário também é verdade: um fármaco que é uma base fraca será melhor absorvido em um pH básico. Figura 6. Absorção do fármaco no pH Melhor absorvido em meio ácido Melhor absorvido em meio básico Fármaco ácido Fármaco básico Fonte: Autoria Própria, 2019. Para determinar a quantidade de fármaco que será encontrada em ambos os lados da membrana que separa dois compartimentos que apresentam diferentes pHs, por exemplo, estômago (pH 1,0 a 1,5) e plasma sanguíneo (pH 7,4), utiliza-se a equação de Henderson- -Hasselbalch. Essa equação expressa a relação do pKa e da razão entre as concentrações ácido-base com o pH do meio: Para ácidos: pH = pKa + log [A-]/[HA] Para bases: pH = pKa + log [B]/[BH+] 2.3 Fatores que afetam a absorção de fármacos Há diversos fatores que interferem na absorção dos fármacos que podem estar rela- cionados com o próprio fármaco, com o paciente e com a via de administração. Figura 7. Fatores que afetam a absorção de fármacos Relacionados ao fármaco Relacionados ao paciente Relacionados à via de administração Fatores que afetam a absorção de fármacos Fonte: Autoria Própria, 2019. 12FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 2.3.1 Fatores relacionados ao Fármaco y Solubilidade e Polaridade – quanto mais lipossolúvel e apolar, melhor a absorção; y Peso Molecular – quanto menor o peso molecular mais rápido a passagem pela membrana; y Forma Farmacêutica – soluções são mais rapidamente absorvidas. ATENÇÃO: Para ser absorvido, necessariamente o fármaco deve estar em solução, portanto, para formas farmacêuticas sólidas, primeiro o sólido é desintegrado (FASE FARMACÊUTICA), o qual, então, fica em solução, para ser absorvido. 2.3.2 Fatores relacionados ao Paciente y Tempo de Trânsito do Trato Gastrointestinal: O tempo de trânsito do TGI pode ser modificado pelo aumento da velocidade do es- vaziamento gástrico, aumentando a velocidade de fármacos absorvidos no intestino e, em casos de diarreia em queo fármaco passa muito rapidamente pelo estômago e intestino e não tem tempo de ser absorvido; y Presença de Alimentos: Alguns fármacos podem ter a absorção impedida pela formação de complexos inso- lúveis com determinados componentes de alimentos, e outros podem ter a absorção faci- litada pela presença de alimentos. ex: tetraciclinas com leite formam complexo insolúvel. y Fluxo sanguíneo: Quanto maior o fluxo sanguíneo, mais rápido ocorre a absorção. Por exemplo, situa- ções de hipovolemia ou insuficiência cardíaca retardam a absorção. 2.3.3 Fatores relacionados à via de Administração A maioria dos fármacos absorvidos no trato gastrintestinal (TGI) entra na circulação portal e encontra o fígado antes de ser distribuído na circulação geral. esses fármacos sofrem biotransformação de primeira passagem no fígado onde eles podem ser extensa- mente metabolizados antes de alcançarem a circulação sistêmica. Ou seja, antes mesmo de entrar na circulação sistêmica, uma fração do fármaco é metabolizada. O fígado é o principal órgão em que ocorre o metabolismo de primeira passagem, entretanto, este tam- bém pode ser efetuado pelo intestino e pelo pulmão. A via de administração Sublingual não sofre metabolismo de primeira passagem, pois os fármacos passam diretamente para a circulação sistêmica, escapando do siste- ma porta. 13FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA na via Intravenosa não há absorção, já que, o fármaco é administrado diretamente na via sanguínea. Quais as principais características de um fármaco para que seja bem absorvido? Lipossolúvel Não ionizado (molecular) 14FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 3. DISTRIBUIÇÃO Logo que o fármaco entra no organismo, a partir de qualquer via de administração, ocorre o processo de distribuição em que há a passagem reversível do fármaco do sangue para outros fluidos e tecidos. Assim, o fármaco tem o potencial de distribuir-se em qual- quer um dos três compartimentos funcionalmente distintos de água, ou ser sequestrado em um local celular. 3.1 Compartimentos de água no organismo Compartimento plasmático – Acomoda fármacos que apresentam massa molecular muito elevada ou se liga extensamente às proteínas plasmáticas pois estes são muito grandes para se mover para fora através das fendas endoteliais dos capilares. Líquido extracelular – Comporta fármacos que apresentam baixa massa molecular, mas são hidrofílicos, ou seja, podem se mover através das fendas endoteliais dos capila- res para o líquido intersticial. Contudo, fármacos hidrofílicos não se movem através das membranas celulares lipídicas para entrar na fase aquosa do interior da célula. Por con- seguinte, esses fármacos se distribuem em um volume que é a soma da água plasmática e da água intersticial. Água corporal total – Comporta fármacos que apresentam baixa massa molecular e são hidrofóbicos, isto é, não só podem se movimentar para o interstício através das fendas, como também deslocar-se para o líquido intracelular atravésdas membranas celulares. Outros locais – na gestação, o feto pode captar fármacos e, assim, aumentar o vo- lume de distribuição. Fármacos que são muito lipossolúveis, como o tiopental, também podem apresentar volumes de distribuição anormalmente elevados. 3.1.1 Volume de distribuição Um fármaco raramente se associa de forma exclusiva a um único compartimento de água corporal. Ao contrário, a grande maioria dos fármacos se distribui em vários compar- timentos, com frequência ligando-se avidamente a componentes celulares, por exemplo, lipídeos (abundantes em adipócitos e membranas celulares), proteínas (abundantes no plasma e no interior das células) ou ácidos nucleicos (abundantes no núcleo das células). Pode-se medir a distribuição de um fármaco no organismo através do parâmetro chamado Volume de distribuição. tal que é um volume hipotético de líquido no qual o fár- maco se dispersa. Embora ele não tenha base física ou fisiológica, é útil, algumas vezes, para comparar a distribuição de um fármaco com os volumes dos compartimentos de água no organismo. 15FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Figura 8. Volume aparente de distribuição (Vd) Vd = quantidade do fármaco no corpo concentração plasmática do fármaco Fonte: Autoria Própria, 2019. Biodisponibilidade: Como sabido, uma parte daquilo que é administrado pela via oral não alcança a cir- culação sistêmica, quer seja por ser destruída no Trato Gastrointestinal (TGI), ou por sofrer efeito de primeira passagem no fígado. Faz-se necessário o uso de um parâmetro que expresse a parcela do fármaco que chega, de fato, à circulação sistêmica e que está dis- ponível para exercer o efeito terapêutico. A biodisponibilidade é o parâmetro farmacocinético que avalia a velocidade e a quan- tidade de fármaco que chega à circulação sistêmica quimicamente inalterado e que pode exercer o efeito terapêutico. Por exemplo, se 100 mg de um fármaco forem administrados por via oral e 70 mg desse fármaco forem absorvidos inalterados, a biodisponibilidade será 0,7 ou 70%. desse modo, a biodisponibilidade indica a velocidade e a extensão de absorção de um princípio ativo em uma forma de dosagem, a partir de sua curva concen- tração/tempo na circulação sistêmica ou sua excreção na urina. A determinação da biodisponibilidade é feita pela comparação dos níveis plasmáti- cos do fármaco depois de uma via particular de administração com os níveis plasmáticos do fármaco obtidos por injeção IV, na qual todo o fármaco entra na circulação rapidamente (biodisponibilidade de 100%). 3.2 Fatores que interferem na distribuição Permeabilidade por barreiras espessas Solubilidade e características físico químicas do fármaco Ligação com proteínas plasmáticas Metabolismo de 1º passagem Fluxo sanguíneo 16FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 3.2.1 Metabolismo de primeira passagem Quando um fármaco é absorvido a partir do tGI, ele entra na circulação portal antes de entrar na circulação sistêmica. Se o fármaco é rapidamente biotransformado pelo fí- gado, a quantidade de fármaco inalterado que tem acesso à circulação sistêmica diminui. Lembrando que o fígado é o principal órgão em que ocorre o metabolismo de primeira passagem, entretanto, este também pode ser efetuado pelo intestino e pelo pulmão. 3.2.2 Solubilidade e características físico-químicas do fármaco Fármacos muito hidrofílicos são pouco absorvidos devido à sua inabilidade em atra- vessar as membranas celulares ricas em lipídeos. Já os fármacos extremamente hidrofó- bicos são também pouco absorvidos, pois são totalmente insolúveis nos líquidos aquosos do organismo e, portanto, não têm acesso à superfície das células. Para que um fármaco seja bem absorvido, ele deve ser basicamente hidrofóbico, mas ter alguma solubilidade em soluções aquosas. Essa é uma das razões pelas quais vários fármacos são ácidos fracos ou bases fracas, em outras palavras, quanto mais lipossolúveis, mais facilmente atravessam as membranas endoteliais dos vasos em direção aos tecidos. Além disso, fár- macos polares e com alto peso molecular dificilmente atravessam a membrana endotelial, assim, a velocidade de distribuição torna-se limitada. 3.2.3 Permeabilidade por barreiras espessas Na Barreira Hematoencefálica (BHE), as células endoteliais são sobrepostas de modo que para passar por esta barreira, as moléculas têm que ser altissimamente solúveis e com peso molecular muito reduzido. 3.2.4 Fluxo sanguíneo A velocidade do fluxo sanguíneo nos tecidos capilares varia bastante como resultado de uma distribuição desigual do débito cardíaco aos vários órgãos. O fluxo sanguíneo para o cérebro, para o fígado e para os rins é maior do que para os músculos esqueléticos, sendo que o tecido adiposo recebe fluxo ainda menor. esse diferencial explica parcialmente a cur- ta duração da hipnose produzida por um bolus de injeção IV de tiopental. O elevado fluxo sanguíneo, juntamente com a elevada lipossolubilidade do tiopental, permite a esse fárma- co mover-se de modo rápido para o sistema nervoso central (SNC) e produzir anestesia. 3.2.5 Ligação com proteínas plasmáticas A ligação reversível às proteínas plasmáticas sequestra os fármacos de forma não difusível e retarda sua transferência para fora do compartimento vascular. A ligação é re- 17FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA lativamente não seletiva com a estrutura química e acontece em locais de proteína onde em geral se ligam compostos endógenos como a bilirrubina. A albumina plasmática é a principal proteína ligadora e pode atuar como uma reserva de fármaco, pois, à medida que a concentração do fármaco livre diminui, devido à eliminação por biotransformação ou excreção, o fármaco ligado se dissocia da proteína. Isso mantém a concentração de fár- maco livre como uma fração constante do fármaco total no plasma, ou seja, a ligação às proteínas funciona como um “depósito temporário”, que apesar de diminuir a intensidade do efeito, prolonga a duração deste, por retardar a eliminação. Figura 9. Ligação do fármaco de acordo com ligação ás proteínas Efeito terapêutico "Depósito temporário" Fármaco LIVRE Fármaco LIGADO À PROTEÍNA Fonte: Autoria Própria, 2019. O fármaco, quando está ligado à proteína plasmática, não consegue sair do vaso san- guíneo e ir para o tecido, onde exercerá seu efeito terapêutico, por isso a ligação funciona como um “depósito”. Assim, a forma responsável pelo efeito terapêutico é a forma livre. Um fármaco que apresenta alta ligação a proteínas plasmáticas apresenta efeito menos inten- so e mais duradouro e uma eliminação mais lenta, já os fármacos com baixa ligação a pro- teínas apresentam efeito mais intenso e menor duração e é eliminado mais rapidamente. Figura 10. Ligação do fármaco de acordo com ligação ás proteínas Alta ligação à proteínas Baixa ligação à proteínas Efeito menos intenso Eliminação mais lenta Efeito mais duradouro Efeito mais intenso Menor duração Rápida Eliminação Fonte: Autoria Própria, 2019. y Os fármacos ÁCIDOS, geralmente, ligam-se à albumina; y Os fármacos BÁSICOS, geralmente, ligam-se à Alfa-1-glicoproteína-ácida. 18FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 3.2.6 Fatores que interferem na disponibilidade da forma livre do fármaco y Desnutrição ○ na desnutrição, há hipoalbuminemia, e, portanto, aumenta a fração livre do fármaco -> efeitos mais intensos; y Envelhecimento ○ Diminui a quantidade de albumina -> Aumenta fração livre -> efeitos mais intensos; y Doença Renal ou hepática ○ Diminui a síntese de proteínas -> Aumenta fração livre -> Efeitos mais intensos; y Competição entre fármacos (fármacos competindo pela mesma proteína) ○ O fármaco que tiver maior afinidade pela proteína “expulsa” o outro, sendo que este fica livre e com efeitos potencializados. O que pode alterar o volume de distribuição de fármacos? Constituição física Idade Patologia Qual proteína plasmática tem maior afinidade por fármacos ácidos? AlbuminaQual proteína plasmática se liga aos fármacos mais alcalinos? Alfa-1-glicorpoteína-ácida 19FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 4. METABOLIZAÇÃO Menos lipossulúveis Mais hidrossolúveis Metabolismo – transforma fármaco em molécula: Mais polares Inativos* A metabolização ou biotransformação tem como finalidade a conversão dos fárma- cos em moléculas mais polares, mais solúveis e menos lipossolúveis, tornando as mo- léculas inativas, permitindo, desta forma, sua posterior excreção. O fígado é o principal local de biotransformação, mas ela pode ocorrer, para certos fármacos, em outros tecidos, como os rins e o intestino. A metabolização ocorre em duas fases: As reações de Fase I que convertem molé- culas lipofílicas em moléculas mais polares, introduzindo ou desmascarando um grupo funcional polar, como –OH ou –NH2. A biotransformação de Fase I pode aumentar, dimi- nuir ou deixar inalterada a atividade farmacológica do fármaco. Já as reações de Fase II consistem em reações de conjugação. Se o metabólito resultante da Fase I é suficiente- mente polar, ele pode ser excretado pelos rins. Contudo, vários metabólitos de Fase I são muito lipofílicos para serem retidos pelos túbulos renais. Uma reação subsequente de conjugação com um substrato endógeno, como ácido glicurônico, ácido sulfúrico, ácido acético ou aminoácido, produz um composto polar em geral mais hidrossolúvel e terapeu- ticamente inativo. Figura 11. Fases de metabolização dos fármacos Oxidações Reduções Hidrólises etc. Conjugações: Ác Glicurônico Sulfato Glicina e outras subst. EXCREÇÃO Hidrossolubilidade Facilita Conjugação Hidrossolubilidade DROGA 1º FASE 2º FASE Fonte: Autoria Própria, 2019. 20FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA ATENÇÃO: Nem sempre a metabolização transforma o fármaco em uma molécula inativa. Lembre-se dos PRÓ-FÁRMACOS (como o enalapril, clopidogrel, etc). Tais moléculas dependem do metabolismo para tornarem-se ATIVAS. FASE 1 y Ocorre no Retículo Endoplasmático; y Ocorre reações de Oxidação (maioria) ou Redução ou Hidrólise, gerando um derivado; y Há a adição ou expressão de um grupo polar (normalmente um OH), que será o ponto de ataque na conjugação (Fase 2), tornando já neste momento a molécula menos lipossolúvel e com menor capacidade de ser reabsorvida; y As reações de Oxidação ocorrem nas enzimas do Citocromo P450 (grande maioria dos fármacos); y Uma minoria de fármacos na fase 1 não é metabolizada pelo CYP 450, sendo metabolizados por outras enzimas (como CYP 2D6, entre outros). FASE 2 y Ocorre no citoplasma; y Ocorre a COnJUGAÇÃO, sendo que, a maioria destas reações ocorre com ÁCIdO GLICURÔNICO, por meio da enzima glucuronil transferase; y Os glicuronídeos, em geral, são INATIVOS, podendo, desta forma, serem eliminados. Figura 12. Forma de eliminação dos fármacos Fármaco Derivado Conjugado Oxidação Redução Hidrólise (Citocromo p450) Fase I Fase II Conjugação (glicoronidação) Fonte: Autoria Própria, 2019. 4.1 Fatores que alteram o metabolismo dos fármacos 1) Variabilidade Genética – A diversidade genética é um importante fator capaz de alterar o metabolismo dos fármacos, através de variações alélicas das enzimas catalíticas. Muitos indivíduos podem apresentar em sua herança genética de modo 21FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA recessivo autossômico o Polimorfismo Genético, que consiste na múltipla capacidade de metabolização de fármacos; 2) Fatores Mórbidos – Doenças hepáticas, no geral, (Hepatites, doenças hepáticas por uso de álcool, cirrose, etc.) irão diminuir a capacidade de metabolização; 3) Idade – no geral, há diminuição da capacidade de metabolização (diminui o fluxo sanguíneo hepático) e, portanto, o uso de alguns fármacos necessita de redução de dose para impedir exacerbação da resposta terapêutica e de efeitos adversos; 4) Interação medicamentosa – Alguns fármacos podem provocar indução ou inibição enzimática (dos sistemas enzimáticos do Citocromo P450 [CYP-450]). Figura 13. Fatores que influenciam na metabolização dos fármacos Indução Enzimática do fármaco A para o B (substrato) Aumenta a SÍNTESE e atividade do CYP Aumenta o metabolismo do fármaco B Diminui o efeito terapêutico do fármaco B Fonte: Autoria Própria, 2019. Exemplo: Fenitoína é um forte indutor enzimático. Se usada em conjunto com ome- prazol, aumentará a metabolização do omeprazol, diminuindo seu efeito. Por vezes, a de- pender da condição clínica do paciente, há necessidade de ajuste de dose do omeprazol (para cima). Figura 14. Fatores que influenciam na metabolização dos fármacos Inibição Enzimática do fármaco A parao B Bloqueio do CYP – diminui atividade Diminui o metabolismo do fármaco B Aumenta os efeitos terapêuticos e adversos do fármaco B Fonte: Autoria Própria, 2019. Exemplo: Sinvastatina x Anlodipino. A anlodipino atua como inibidor metabólico da sinvastatina. Assim, aumenta a concentração sérica de sinvastatina, podendo também aumentar seu principal efeito adverso (rabdomiólise). O aumento dos efeitos adversos e terapêuticos vale para fármacos, mas não para pró-fármacos. Lembre-se que o pró-fármaco precisa da metabolização para se tornar ati- vo. Logo, se a metabolização não ocorre ou ocorre em menor grau, a substância disponível é a inativa. Exemplo: Clopidogrel e Omeprazol. Omeprazol é INIBIDOR enzimático e Clopidogrel é PRÓ-FÁRMACO. O uso concomitante dos fármacos impede a conversão de clopidogrel em seu metabólito ativo, portanto, diminui o efeito terapêutico de antiagregação plaquetária. 22FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Quais os tipos possíveis de metabólitos biotransformadores de fármacos? Ativos Inativos Reativos ou tóxicos 23FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 5. EXCREÇÃO A eliminação de fármacos do organismo ocorre por meio de numerosas vias sendo a mais importante por meio dos rins na urina. Outras vias incluem a bile, os intestinos, os pulmões e o leite nas lactantes. Um paciente com insuficiência renal pode sofrer diálise extracorpórea, a qual remove pequenas moléculas, como fármacos. Assim como os de- mais processos farmacocinéticos, a excreção também depende de características físico- -químicas dos fármacos. Para que as substâncias sejam excretadas, o fármaco deve ser: Ionizado no pH do meioHidrossolúvelPolar Como sabido, os fármacos lipossolúveis atravessam as membranas lipídicas facil- mente, assim, para que o fármaco seja eliminado, é necessário que esteja em sua forma. Caso esteja em sua forma molecular (que é lipossolúvel), será reabsorvido (do túbulo renal para o sangue) e não será eliminado. ATENÇÃO: O pH urinário pode afetar a excreção renal de drogas, a alcalinização da urina favorece a excreção de ácidos e a acidificação da urina favorece a eliminação de bases. Figura 15. excreção do fármaco de acordo com o seu pH Eliminado em meio básico Eliminado em meio ácido Fármaco ácido Fármaco básico Fonte: Autoria Própria, 2019. A excreção pode ser: y Pulmonar (via expiração); y Biliar (via fezes) ou; y Renal (via urina). 24FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 5.1 Eliminação renal dos fármacos y nos rins podem ocorrer 3 processos: Secreção TubularFiltração Glomerular Difusão pelo túbulo renal Mecanismo mais eficaz de eliminação renal É realizada por meio de transportadores Não é efetiva para fármacos com extensa ligação à proteínas plasmáticas Fármacos se ionizam e permancem no túbulo para serem eliminados y Filtração glomerular – os fármacos chegam aos rins pelas artérias renais, que se dividem para formar o plexo capilar glomerular; y Secreção tubular proximal – os fármacos que não foram transferidos para o filtrado glomerular saem dos glomérulos através das arteríolas eferentes, que se dividem formando um plexo capilar ao redor do lúmen no túbulo proximal; y Reabsorção tubular distal – Enquanto o fármacose desloca em direção ao túbulo contorcido distal, sua concentração aumenta e excede a do espaço perivascular. A manipulação do pH da urina, para aumentar a forma ionizada do fármaco no lúmen, pode ser usada para minimizar a extensão da retrodifusão e, assim, aumentar a depuração de um fármaco indesejável. 5.2 Clearence y Parâmetro que expressa a eficiência de eliminação irreversível da droga do corpo. A depuração plasmática (clearance) é expressa como volume de plasma do qual todo o fármaco foi removido em determinado tempo, por exemplo, com mL/min. A depuração equivale à quantidade de fluxo plasmático renal multiplicada pela taxa de extração; como normalmente eles são invariáveis, a depuração é constante; y A depuração corporal total ou sistêmica (CLsistêmica), é a soma das depurações dos vários órgãos biotransformadores e eliminadores. A depuração total pode ser calculada usando-se a seguinte equação: CL sistêmica = CL hepática + CL renal + CL pulmonar + CL outras 25FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA y não é possível mensurar e somar essas depurações individuais. Contudo, a depuração total pode ser derivada de equações em estado de equilíbrio. 5.3 Meia-vida y Parâmetro que expressa o tempo requerido para que a concentração plasmática da droga se reduza à metade. Como a eliminação de um fármaco, em geral, segue a cinética de primeira ordem, e a sua concentração no plasma cai exponencialmente com o tempo, isso pode ser usado para determinar a meia-vida, ½, do fármaco. Quais as principais características para um fármaco ser eliminado pela urina? Hidrossolúvel Baixo peso molecular Formas ionizadas 26FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 6. FARMACODINÂMICA De maneira mais abrangente, podemos dizer que a farmacodinâmica descreve a rela- ção entre concentração do fármaco no sítio de ação e o efeito resultante, incluindo o desen- volvimento ou aparecimento do efeito e intensidade dos efeitos terapêuticos e adversos. A maioria dos fármacos exerce seus efeitos, desejados ou indesejados, interagindo com receptores, isto é, macromoléculas-alvo especializadas, presentes na superfície ou no interior celular. Os receptores ligam fármacos e iniciam eventos que causam alterações nas atividades bioquímicas e/ou biofísicas de células e, em consequência, na função do órgão. Os fármacos podem se ligar a enzimas, como a inibição da di-hidrofolato-redutase pela trimetoprima; ácidos nucléicos como o bloqueio da transcrição por dactinomicina; ou receptores de membrana como a alteração da permeabilidade de membrana pela pi- locarpina. Em cada caso, a formação do complexo fármaco-receptor (FR) leva à resposta biológica. A intensidade da resposta é proporcional ao número de complexos. ATENÇÃO: As drogas não criam funções, apenas modificam as funções que já existem. Figura 16. Definição de fármaco - Qualquer substância que altera a função biológica por meio de suas ações químicas. ou - Substância química que é o princípio ativo do medica- mento, ou seja, é o responsável pelo efeito terapêutico do medicamento. Fármaco Fonte: Autoria Própria, 2019. Assim, de maneira geral, para que um fármaco consiga desencadear um mecanismo de ação e consequente efeito terapêutico, ele precisará se ligar a um receptor. Figura 17. Interação do fármaco com o receptor. Modelo chave - fechadura Para interagir com seu receptor, o fármaco deve ter o tamanho, a carga elétrica, o formato e a composição atômica apropriados. Fonte: Autoria Própria, 2019. 27FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA De maneira geral, o fármaco ao se ligar em seu receptor, modifica uma via de sinali- zação e, consequentemente, gera um efeito biológico. Fármaco + Receptor Via Sinalização Efeito biológico dois conceitos que são importantes na terapêutica e que advém de mecanismos far- macodinâmicos são: SELETIVIDADE e JANELA TERAPÊUTICA. 6.1 Seletividade Propriedade que o fármaco tem de atuar SELETIVAMENTE em um grupo de recepto- res. Quanto MAIS Seletivo, em MENOR grupo de receptores um fármaco age. Isso garante que MENOS efeitos adversos. AÇÃO EM MENOS GRUPOS DE RECEPTORES SELETIVO EFEITOS ADVERSOS+ - - Vamos ver um exemplo para simplificar. O fármaco A (um antidepressivo tricíclico, como a amitrip- tilina) é MENOS seletivo que o fármaco B (um inibidor da recaptação de serotonina, como a sertralina). Perceba que o fármaco A atua em 5 grupos de receptores. Desses, apenas 2 grupos são responsáveis pelos efeitos terapêuticos. Os outros 3 grupos apenas são responsá- veis por efeitos adversos (os quais também são causados pelos grupos responsáveis pelo efeito terapêutico). Já o fármaco B atua unicamente em um grupo de recep- tores. A atuação nesse grupo gera tanto o efeito terapêu- tico como os efeitos adversos. Entretanto, por ser mais seletivo, tende a gerar menos efeitos adversos do que o fármaco A. é importante notar também que, quanto MAIOR a dose utilizada, de forma MENOS seletiva o fármaco tende a se comportar (+ efeitos adversos). 28FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 6.2 Janela terapêutica A janela terapêutica é a faixa de doses de um fármaco que produz uma resposta te- rapêutica, sem efeitos adversos inaceitáveis (toxicidade). Diferença entre a dose necessária para produzir efeito terapêutico e um efeito tóxico. A janela terapêutica pode ser quantificada pelo ÍNDICE TERAPÊUTICO (IT) Índice terapêutico (IT) = DL50 dose que produz uma resposta letal em 50% da população dose que produz uma resposta efetiva em 50% da populaçãoDE50 Matematicamente, o It é representado pela seguinte fórmula: Medicamentos com índice Terapêutico baixo (estreito) Dose Terapêutica é muito próxima à dose tóxica Medicamentos pouco seguros. Ex: digoxina Para os medicamentos de baixo índice terapêutico (como lítio, digoxina, entre ou- tros), uma ação que aumenta a segurança no uso é a dosagem dos níveis séricos. des- sa forma, obtém-se a concentração sanguínea dos fármacos, permitindo a realização de ajustes que garantam doses inferiores a doses tóxicas. Medicamentos com índice Terapêutico Alto (amplo) Dose Terapêutica é muito distante à dose tóxica Medicamentos muito seguros. Ex: Benzodiazepínicos y Ação Inespecífica trata-se da ação de drogas que independem de receptores. O aumento da concen- tração não necessariamente irá provocar alterações significantes no efeito (Relação Do- se-Resposta). Não há estrutura-atividade definida: substâncias químicas bem diferentes podem possuir a mesma ação e provocar os mesmos efeitos. 29FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA y Ação específica trata-se da ação de drogas que possuem um sítio de ação: Receptor, Canal Iônico, Enzima, Molécula Transportadora. Existe uma relação Estrutura-Atividade em que peque- nas alterações químicas podem inativar ou alterar o efeito da droga, bem como existe uma relação Dose-Resposta em que o aumento da dose (até um certo valor) irá provocar aumento do efeito. y Relação dose-resposta A farmacodinâmica de um fármaco pode ser quantificada pela relação entre a dose (concentração) do fármaco e a resposta do organismo (do paciente) a este fármaco. Veja- mos alguns conceitos importantes acerca dessa relação. Afinidade: Capacidade de o fármaco formar um complexo com o receptor. Quanto MAIOR a afinidade, MENOR a concentração necessária de fármaco (menor a dose) para a formação do complexo fármaco-receptor para produzir determinado efeito. Maior a afinidade Menor a concentração necessária de fármaco A afinidade pode estimada em função da KD (constante de dissociação do complexo fármaco-receptor – Lembre-se que a ligação fármaco + receptor não se trata de uma liga- ção estática. O fármaco liga-se e desliga-se de seu complexo ao longo do tempo). Kd = constante de dissociação de equilíbrio para a interação fármaco–receptor Quanto MENOR a KD (constante de dissociação do complexo fármaco-receptor), MAIOR é a afinidade.Menor será a concentração de fármaco necessário para 50% dos receptores Quanto menor é a Kd Maior é a afinidade Menor será a concentração de fármaco necessário para 50% dos receptores 30FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Vamos analisar a figura seguinte: Figura 18. Curva dose-resposta de acordo com a concentração do fármaco Concentração do fármaco Receptores ocupados Fonte: Autoria Própria, 2019. Observe que a Kd corresponde à concentração do fármaco (eixo X) em que 50% dos receptores estão ligados (ocupados) pelo fármaco (eixo Y). Assim, um valor mais baixo de Kd indica uma interação fármaco–receptor mais firme (de maior afinidade) – Portanto o Fármaco A (Kd menor) tem mais afinidade pelo receptor do que o Fármaco B. Logo, o Fármaco A, que apresenta uma Kd mais baixa, irá se ligar a uma maior proporção de recep- tores totais do que o Fármaco B em qualquer concentração de fármaco. y Curva dose-resposta Como vimos, a farmacodinâmica de um fármaco pode ser quantificada pela relação entre a dose (concentração) do fármaco e a resposta do organismo (do paciente) a este fármaco. Parte-se do princípio de que a resposta a um fármaco é proporcional à concen- tração de receptores que estão ligados (ocupados) pelo fármaco. 31FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Figura 19. Curva de dose-resposta do fármaco Fonte: Autoria Própria, 2019. Veja que as curvas de dose–resposta demonstram o efeito de um fármaco como função de sua concentração. Vamos analisar cada componente: y Dose (concentração do fármaco em log): é representada no eixo X (horizontal) e é crescente da esquerda (inicia em 0) para direita; y Resposta: é representada no eixo Y (vertical) – Exemplo de resposta: diminuição da Pressão Arterial; y EC50: é a potência do fármaco => a concentração em que o fármaco produz 50% de seu efeito máximo: ○ Fármaco A é mais potente do que o Fármaco B; ○ Veja que o fármaco A precisa de uma dose menor para produzir metade do seu efeito máximo, quando comparado ao fármaco B. y Eficácia: Os Fármacos A e B exibem a mesma eficácia (resposta máxima ao fármaco); y Resumindo, a partir da curva Dose-Resposta, dois parâmetros importantes podem ser deduzidos: 6.3 Teoria da Ocupação A magnitude de determinada resposta farmacológica produzida por uma droga que se combina reversivelmente com seu receptor é diretamente proporcional ao número ou frações de receptores ocupados pela droga. y todos os receptores são idênticos e igualmente acessíveis à droga. Podem existir receptores ativos e inativos; 32FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA y Apenas uma porção da droga total participa na formação de complexos com o receptor / A resposta biológica é proporcional ao grau de ocupação do receptor e independe do tempo; y deu origem aos conceitos de efeito mínimo e máximo e receptores de reserva, onde a amplitude de dose útil fica situada entre o efeito mínimo e máximo. Figura 20. Amplitude de efeito minimo e efeito máximo Fonte: Autoria Própria, 2019. 6.4 Ligação entre fármaco e receptor A ligação fármaco–receptor resulta de interações químicas entre as duas moléculas. Vejamos alguns aspectos importantes de cada tipo de interação química. Quadro 3. Formas de Interação química do fármaco Tipo de Ligação Força da Ligação Características Van der Waals Fraca (+) Representa a maior parte de ligações entre fármaco e receptor Ligação de Hidrogênio Intermediária (++) Os átomos de hidrogênio ligados ao N ou O tornam-se mais positivamente polarizados, permitindo a sua liga- ção a átomos de polarização mais negativa. Iônica Intermediária (+++) Ocorrem entre átomos de cargas opostas, • mais fortes do que as ligações de hidrogênio; • menos fortes do que as ligações covalentes Covalente Forte (++++) São tão fortes que na maioria dos casos são irreversí-veis (estáveis) Fonte: Autoria Própria, 2019. 33FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA A ligação fármaco–receptor raramente é produzida por um único tipo de interação; na verdade, é uma combinação dessas interações de ligação que proporciona ao fármaco e a seu receptor as forças necessárias para formar um complexo fármaco–receptor estável. y Interações mais comuns: Interações fracas (Van der Waals e ligações de hidrogênio) – lembre-se de que o fármaco se liga e se desliga; y Interações menos comuns: Interações fortes (interações iônicas e a ligação covalente). 6.5 Agonistas e Antagonistas Um agonista é uma molécula que se liga a um receptor e o estabiliza em determinada conformação (ativa). Aumenta a atividade do receptor, podendo ser classificado em: y Agonista total → Alcança eficácia máxima; y Agonista parcial → Liga-se a um receptor em seu sítio ativo, mas só produz uma resposta parcial, mesmo quando todos os receptores estão ocupados (ligados) pelo agonista; y Agonistas inversos → Ligam-se ao receptor e reduzem o nível de ativação constitutiva do receptor (não há fármacos de uso clínico que sejam classificados como agonistas inversos). É possível identificar agonistas totais e parciais por meio da curva dose-resposta. Os totais atingem 100% de reposta, enquanto os parciais não. Figura 21. Anestegiologia3 Fonte: Autoria Própria, 2019. Nesse gráfico: Butila e Hexila representam agonistas totais (alcançam 100% de res- posta) e Heptila e Octila representam agonistas parciais (não chegam aos 100%). Os antagonistas não apresentam atividade intrínseca (eficácia = 0), isso porque os antagonistas são moléculas que unicamente inibem a ação de um agonista, mas que não exercem nenhum efeito na ausência do agonista. 34FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Podem ser classificados em: Competitivos e Não Competitivos. Figura 22. Classificação dos Antagonistas Competitivos Não Competitivos (alostéricos) Antagonistas Fonte: Autoria Própria, 2019. y Antagonistas Competitivos 3 Ligam-se ao receptor estabilizando-o em sua forma inativa; 3 Ligam-se ao mesmo receptor que o agonista (ligante endógeno) e impedem a ligação destes agonistas (competem pelo receptor): temos aqui uma situação de competição entre duas moléculas: o ligante endógeno e o fármaco antagonista. Ambas, competem pelo mesmo receptor. Pensando no exposto, facilmente conseguimos entender que o aumento da concentração do ligante endógeno pode deslocar o fármaco antagonista. Ou seja, é possível reverter a ação do antagonista aumentando a dose do ligante endógeno; Parece óbvio, não é mesmo? trata-se de uma competição. O “time” com mais “jogadores” tem mais chance de “ganhar”. Perceba que na presença de um antagonista competitivo, diminui a potência do li- gante endógeno, pois haverá necessidade de aumento da concentração para deslocar o antagonista. Lembre-se: quanto MAIOR a concentração para atingir 50% da eficácia, MENOR é a Potência. é possível observar essa diminuição de potência na curva dose-resposta do ligante endógeno (agonista), pois sua curva é deslocada para a direita (representando um aumen- to de dose). Vamos analisar essa informação por meio de uma Curva dose-Resposta: 35FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Figura 23. diminuição da potência por meio da curva dose-resposta Fonte: Autoria Própria, 2019. Perceba que a curva em azul representa o comportamento do agonista (ligante endó- geno). Quando, na presença de um Antagonista COMPETITIVO, a curva é deslocada para a direita. O que isso significa? y A potência do agonista diminui (a dose para atingir 50% da eficácia máxima AUMENTA): No gráfico passa de 15 para 25; y A eficácia não sofre variação (perceba que sozinho ou com o antagonista competitivo o agonista mantém sua capacidade de atingir 100% de resposta). Ativador “Efeito semelhante” Inibidor “Efeito Oposto” - Bloqueio Agonista Antagonista y Antagonistas Não Competitivos 3 Podem ligar-se: ao mesmo sítio ativo ou a um sítio alostérico (diferente) de um receptor. não há competição quando a ligação é nomesmo sitio do agonista porque o antagonista não competitivo se liga de maneira irreversível (de maneira covalente ou de muita afinidade). Não adianta aumentar a dose. Não há viabilidade para competição; 36FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 3 A ligação em um sítio diferente (alostérica) provoca uma modificação no sítio do agonista. Também não adianta aumentar a dose do agonista (não se trata de uma relação de competição); 3 Um receptor ao qual está ligado um antagonista não-competitivo não pode mais responder à ligação de um agonista. Consequência: a resposta máxima (eficácia) do agonista é reduzida. Vejamos esse comportamento na Curva Dose Resposta: Figura 24. Resposta máxima do agonista Redução de Eficácia! Agonista + Antagonista Não Competitivo: Não alcança 100% de resposta Não Competitivo Fonte: Autoria Própria, 2019. Perceba a diferença: y na presença de Antagonista Não Competitivo há diminuição de eficácia; y não presença de Antagonista Competitivo há diminuição de potência. Potência: Depende de afinidade e eficácia. Já vimos a definição de potência. entretanto, é importante perceber que ela depende tanto da afinidade quanto da eficácia do fármaco. dessa forma, as seguintes relações são verdadeiras: y Quanto MENOR a dose para produzir o efeito, MAIOR a potência; y Quanto MAIS potente, MENOS receptores precisam ser ocupados para produzir o efeito; y Quanto MENOR a KD (constante de dissociação do complexo fármaco-receptor), MAIOR é a potência. Como vimos, uma forma de comparar a potência dos fármacos é através da concen- tração requerida para atingir 50% do efeito máximo, denominada de concentração efetiva 50% ou EC50. Quando dois fármacos são comparados, o fármaco com menor EC50 será considerado mais potente. 37FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Mais Potente Menor a EC50 (concentração requerida para atingir 50% do efeito máximo) Outras modificações dos efeitos dos fármacos pelo uso repetido (além de tolerância e taquifilaxia) são: Refere-se a falhas terapêuticas. Os receptores que assumem um estado refratário após ativação necessitam de um certo período de tempo para que possam ser novamente estimulados. Expressão usada para referir a perda de eficácia de agentes antimicrobianos e antitumorais. Resposta exacerbada a um fármaco. Ocorre por mecanismos inversos aos ocorridos para redução de efeito. Refratariedade Resistência Farmacológica Supersensibilização 38FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Conceitos importantes: Eficácia Potência Refere-se à resposta máxima produzida pelo fármaco. Estado em que a sinalização mediada pelo receptor se torna máxima, de modo que qualquer quantidade adicional do fármaco não irá produzir nenhuma resposta adicional Concentração em que o fármaco produz 50% de sua resposta máxima. y Eficácia ou Atividade Intrínseca: 3 Capacidade de gerar efeitos bioquímicos intracelulares; 3 Indução de resposta celular molecular no receptor. Os fármacos podem ser classificados em função do potencial de ligação ao receptor e da atividade intrínseca da seguinte forma: y Atividade intrínseca = 1 => Fármaco Agonista Total; y Atividade intrínseca entre 0 e 1 => Agonista parcial; y Atividade intrínseca = 0=> Antagonista; y Atividade intrínseca = -1=> Agonista inverso. y Locais de ação das drogas 3 Receptores; 3 Enzimas; 3 Moléculas transportadoras; 3 Canais Iônicos; 3 Outros (DNA, parede de célula bacteriana etc.). y Receptores O estudo da farmacodinâmica baseia-se no conceito da ligação fármaco–receptor. Logo, vamos estudar os tipos de receptores e como ocorrem as ligações entre o fármaco com o receptor. 6.3 Principais Tipos de Receptores de Fármacos A maioria das interações fármaco–receptor pode ser classificada em 6 grandes gru- pos. esses grupos compreendem as interações entre fármacos com: 39FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 1. Canais iônicos transmembrana 4. Receptores intracelulares 2. Receptores acoplados a Proteínas G 5. Enzimas extracelulares 3. Receptores Transmembrana com domínios citosólicos enzimáticos (ligado à quinase) 6. Receptores de adesão de superfície OBS.: Para concursos, os mais importantes são os 4 primeiros. Vejamos características importantes de cada tipo de receptor: A. Canais iônicos (Ionotrópicos): Os Canais Iônicos regulam a passagem de íons e de outras moléculas hidrofílicas através da membrana plasmática. Para que essa passagem de íons ocorra, o canal pode ser regulado de três formas: ligação de um ligante; alteração de voltagem; regulagem por um segundo mensageiro: Quadro 4. Canais iônicos2 Tipo de Canal Mecanismo de Ativação Função Regulado por ligante Ligação do ligante ao canal. Alteração da condutância iôni-ca. Regulado por voltagem Alteração no gradiente de vol-tagem transmembrana. Alteração da condutância iôni- ca. Regulado por segundo mensageiro Ligação do ligante ao receptor transmembrana com domínio citosólico acoplado à proteína G, resultando em geração de segundo mensageiro. O segundo mensageiro regula a condutância iônica do canal. Fonte: Autoria Própria, 2019. Canais iônicos são como “comportas”, sem regulagem, essas comportas estão fe- chadas. Com algum estímulo (ligante, voltagem ou segundo mensageiro) elas se abrem e permitem a passagem de íons. 40FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA A figura seguinte traz uma representação esquemática de um canal iônico regulado por ligante: Figura 25. Canal iônico regulado por ligante4 Comporta fechada: íons não atravessam a membrana. Ligação do fármaco: abre o canal – íons atravessam a membrana. Fonte: Autoria Própria, 2019. esse tipo de receptor é de ação rápida (ordem de milissegundos): depende apenas da abertura do canal. B. Receptores transmembrana acoplada à Proteína G (Metabotrópicos): ○ Classe mais abundante de receptores; ○ Possuem 7 elementos transmembrana (atravessam a membrana) acoplados a proteínas G intracelular; ○ Produzem seu efeito iniciando uma cascata de eventos intracelular com a produção de um segundo mensageiro; ○ Principal função da proteína G: Ativar a produção de segundos mensageiros; Segundos Mensageiros Moléculas de sinalização que transmitem o sinal fornecido pelo 1º mensageiro (fármaco)— a efetores citoplasmáticos. Ex: AMP cíclico; GMP cíclico. ○ Possuem função lenta (segundos): Dependem de toda a cascata de sinalização. 41FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Figura 26. Cascata de sinalização Fonte: Autoria Própria, 2019. C. Receptores Transmembrana com Domínios Citosólicos Enzimáticos: ○ Receptores transmembrana que transduzem uma interação de ligação com ligantes extracelulares em uma ação intracelular através da ativação de um domínio enzimático ligado; ○ A maior parte é da família das tirosinoquinases: ○ Após ativação induzida pelo ligante, esses receptores sofrem dimerização e fosforilam resíduos de tirosina no receptor; ○ Ex.: Receptor de Insulina: Possuem ação em minutos. D. Receptores Nucleares: Ligam-se ao dnA. Vejamos como: ○ Fármaco (lipofílico) sofre difusão através da membrana plasmática e ligar-se a fatores de transcrição intracelulares; ○ A ligação do ligante desencadeia uma mudança na conformação do receptor que determina o transporte do complexo ligante–receptor para o núcleo; ○ O complexo ligante–receptor liga-se ao DNA e, a seguir, pode recrutar coativadores e correpressores; ○ esses complexos alteram a taxa de transcrição gênica, resultando em alteração (para cima ou para baixo) na expressão das proteínas celulares; ○ exemplo de fármaco que se liga a esse tipo de receptor: corticoides: Ação lenta: em horas (vários processos envolvidos). 42FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA E. Enzimas Extracelulares: ○ Trata-se de enzimas localizadas no meio extracelular e que são alvos da ação de fármacos; ○ Ex.: A enzima Conversora de Angiotensinogenio(ECA) é um tipo de enzima extracelular, sendo o alvo dos IeCA’s, como o captopril. F. Receptores de Adesão: ○ A região de contato entre duas células é denominada adesão, e as interações de adesão entre células são mediadas por pares de receptores de adesão sobre as superfícies de cada célula; ○ ex.: Receptores de adesão envolvidos na resposta inflamatória são alvos para inibidores seletivos. A figura seguinte representa os quatro tipos principais de receptores: canais iônicos, receptores acoplados à proteína G, receptores com domínios citosólicos enzimáticos, nu- cleares. Figura 27. tipos de receptores2 6.4 Variação na capacidade de resposta a fármacos é facilmente notável que os indivíduos têm respostas variáveis ao mesmo fármaco. Conseguimos notar até mesmo que um mesmo paciente responde de maneiras diferentes ao MESMO fármaco em tempos diferentes ao longo da terapia. As variações quantitativas na resposta dos fármacos são as mais comuns e mais im- portantes. Assim, um paciente pode ser hiporreativo ou hiperreativo a um fármaco quando a intensidade do efeito de uma dada dose do mesmo fármaco é diminuída ou aumentada (em comparação com o efeito visto na maioria dos indivíduos). Para concursos, é muito importante lembrar que a intensidade da resposta a uma dada dose pode mudar durante a terapia. Geralmente a capacidade de reposta diminui gra- 43FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA dualmente como consequência da administração continuada do fármaco produzindo um estado de tolerância. Quando essa capacidade diminui rapidamente após a administração do fármaco, temos o fenômeno da taquifilaxia (termo adorado por banca de concursos!). Um exemplo prático de taquifilaxia: a resposta celular à estimulação repetida dos receptores Beta-adrenérgicos pela epinefrina diminui uniformemente com o decorrer do tempo. Tolerância Taquifilaxia (ou Dessensibilização) • Redução gradual da reposta à droga após administração repetida, sendo necessário aumento de dose para obter os mesmos efeito. • Perda de efeito em um período muito curto (minutos). • Tolerância rapidamente adquirida. Outras modificações dos efeitos dos fármacos pelo uso repetido (além de tolerância e taquifilaxia) são: • Refere-se a falhas terapêuticas; • Os receptores que assumem um estado refratário após ativação necessitam de um certo período de tempo para que possam ser novamente estimulados. • Expressão usada para referir a perda de eficácia de agentes antimicrobianos e antitumorais. • Resposta exacerbada a um fármaco; • Ocorre por mecanismos inversos aos ocorridos para redução de efeito. Refratariedade Resistência Farmacológica Supersensibilização Ainda sobre as variações na capacidade de resposta a fármacos, são quatro os me- canismos gerais que contribuem para tais variações: 44FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 1. Alteração na concentração do fármaco que alcança o receptor. 2. Variação na concentração de um ligante endógeno do receptor. 4. Mudanças em componentes da resposta distais ao receptor. 3. Alterações de número ou funções de receptores. 1) Alterações na concentração do FÁRMACO: A concentração do fármaco que alcança o receptor pode ser modificada em função de diferenças em sua ABSORÇÃO (processo farmacocinético). Lembre-se que para estar disponível, antes de tudo, o fármaco deve ser absorvido. 2) Variação na concentração de um LINGANTE ENDÓGENO do receptor: Mecanismo que contribui para a variação de resposta a antagonistas. 3) Alterações de número ou função de RECEPTORES: O número e funções de receptores podem ser modificados, de maneira geral, de al- gumas formas: O próprio ligante agonista pode induzir a diminuição do número (regulação para baixo) ou diminuição de eficiência de acoplamento (ex: dessensibilização). Como consequência, temos dois efeitos clínicos significativos: Taquifilaxia Rebote ○ Já vimos o conceito de taquifilaxia. Vejamos agora o conceito de Efeito Rebote. O efeito rebote é a produção de sintomas opostos aumentados após a retirada do fármaco. ex: hipertensão grave com a interrupção de tratamento com clonidina (um anti-hipertensivo). Ocorre em função da modificação do número de receptores induzida pelo próprio fármaco. A ligação fármaco-receptor pode, ainda, ser alterada em função de: ○ Alteração estrutural dos receptores; ○ Modificação de pontos de ligação; ○ Internalização dos receptores; ○ Perda de receptores; ○ Adaptação fisiológica. 45FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 4) Mudanças em componentes da resposta: Mudanças nos processos pós-receptores (processos bioquímicos na célula) repre- sentam a maior e mais importante classe de mecanismos que causam variação na capa- cidade da resposta. O próprio ligante agonista pode induzir a diminuição do número (regulação para baixo) ou diminuição de eficiência de acoplamento (ex.: dessensibilização). Como consequência, temos 2 efeitos clínicos significativos: Taquifilaxia Rebote ○ Já vimos o conceito de taquifilaxia. Vejamos agora o conceito de Efeito Rebote. O efeito rebote é a produção de sintomas opostos aumentados após a retirada do fármaco. ex: hipertensão grave com a interrupção de tratamento com clonidina (um anti-hipertensivo). Ocorre em função da modificação do número de receptores induzida pelo próprio fármaco. A ligação fármaco-receptor pode, ainda, ser alterada em função de: ○ Alteração estrutural dos receptores; ○ Modificação de pontos de ligação; ○ Internalização dos receptores; ○ Perda de receptores; ○ Adaptação fisiológica. 5) Mudanças em componentes da resposta: Mudanças nos processos pós-receptores (processos bioquímicos na célula) repre- sentam a maior e mais importante classe de mecanismos que causam variação na capa- cidade da resposta. 46FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA 6.4 Farmacocinética e farmacodinâmica na farmacoterapia A correlação entre: dose administrada efeito farmacológico obtido concentrações do fármaco no plasma e no fluido que banha o sítio de ação x x Possibilita o gerenciamento do tratamento farmacológico. A manutenção da eficácia, pela utilização de determinado regime posológico, nas do- ses terapêuticas usuais, pode ser garantida pelo estabelecimento de correlação entre “efei- to e concentrações plasmáticas efetivas”. Pensando no processo da farmacoterapia e/ou de otimização da terapia farmacológica não é possível considerar o processo farmacodi- nâmico isolado. é necessário considerar a ocorrência das três fases, de maneira integrada. Figura 28. Fases do processo farmacodinâmico Biofarmacêutica Farmacodinâmica Farmacocinética Fonte: Autoria Própria, 2019. Vamos lembrar as características de cada uma dessas fases para depois entender como tais fases são integradas para garantir uma farmacoterapia eficaz. Fase Biofarmacêutica (ou Fase Farmacêutica): y envolve a liberação do fármaco da forma farmacêutica (ex: desintegração de comprimidos no TGI, liberando o fármaco); y é nesta fase que o fármaco se torna disponível para a absorção (primeira fase da farmacocinética); y Vários fatores interferem nessa fase e devem ser monitorados para que se alcance uma farmacoterapia eficaz, entre eles: ○ Fatores físico-químicos relacionados ao fármaco, à formulação farmacêutica; ○ Fatores fisiológicos e fisiopatológicos relacionados ao paciente. 47FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA Fase Farmacocinética: y Como vimos em nossa última aula, na fase farmacocinética ocorrem os processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção do fármaco, os quais são influenciados por inúmeros fatores relacionados ao indivíduo, ao fármaco e à via de administração; y está relacionada à curva de concentrações plasmáticas do fármaco versus tempo, variando com a dose administrada, a formulação farmacêutica, a frequência de dose e a via de administração; y é por meio da farmacocinética que o fármaco se tornadisponível para a ação farmacológica (farmacodinâmica). Fase Farmacodinâmica: O monitoramento do efeito farmacológico após a administração da medicação ocorre na fase farmacodinâmica, pela variação das concentrações do fármaco no local de ação, em função do tempo, relacionando-se: à instalação do efeito e magnitude do efeito máximo produzido duração do efeito máximo tempo necessário ao desaparecimento do efeito. A variabilidade na resposta do paciente é influenciada por inúmeros fatores, entre eles pelos fatores farmacocinéticos e farmacodinâmicos. é importante perceber a relação fundamental entre a cinética do fármaco e a resposta farmacológica. A farmacocinética determina as concentrações sanguíneas atingidas para um re- gime de dose prescrito. Assume-se que a concentração sanguínea será um reflexo da concentração no sítio receptor, e é principalmente esta concentração no sítio receptor que determina a intensidade do efeito do fármaco. Assim, a correlação entre as fases Farma- cocinética e Farmacodinâmica permite que o objetivo terapêutico seja alcançado, a partir do estabelecimento de um regime de dose adequado. exemplo: Imagine um indivíduo internado em regime hospitalar que esteja em Insu- ficiência Renal Aguda (IRA). Nessa condição, o funcionamento dos rins está diminuído e, portanto, há diminuição da capacidade de excreção (fase da farmacocinética) de fármacos por esse órgão, com consequente acúmulo do fármaco na corrente sanguínea, podendo levar a um aumento da intensidade de efeitos (inclusive os adversos – fase farmacodinâ- mica)! Imagine que esse indivíduo em IRA necessite iniciar antibioticoterapia com uso de Amicacina. Um dos principais efeitos adversos desse fármaco é a ototoxicidade. em fun- 48FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA ção desse indivíduo estar com a excreção renal prejudicada, a dose desse fármaco deverá ser ajustada (diminuída). Caso isso não ocorra, mais fármaco estará disponível na corren- te sanguínea e maior será o risco de o indivíduo desenvolver a perda de audição. 6.5 Interações farmacodinâmicas As interações farmacodinâmicas são as que ocorrem entre dois ou mais fármacos, através de seus próprios mecanismos de ação, de duas formas: y Competindo junto aos receptores específicos; ou y Independentemente de receptores. 6.5.1 Fármacos de efeitos opostos As interações entre fármacos de efeitos opostos são de fácil detecção e caracteri- zam um antagonismo mútuo. Por exemplo: a ação da pilocarpina (fármaco colinérgico) é antagonizada pelos anticolinérgicos (como escopolamina). Há casos em que se utiliza o fenômeno de antagonismo para reduzir o efeito colate- ral de um medicamento. A benzotropina, um antiparkinsoniano (agonista de receptores de dopamina D2), reduz o efeito extrapiramidal de clorpromazina (que ocorre por antagonizar os receptores D2). 6.5.2 Fármacos de efeitos semelhantes A associação de fármacos de efeitos semelhantes pode resultar em: • Efeito aditivo pelo mesmo mecanismo de ação. • Ex: Dipirona + Paracetamol (efeito analgésico). • Efeito aditivo por mecanismos de ação de ação diferentes; • Ex: Dipirona + Codeína (efeito analgésico). • O efeito da associação é MAIOR do que sua soma ou adição; • Ex: Benzodiazepínicos + Álcool (depressão do SNC). Adição Somação Potencialização 49FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA No caso da associação de Benzodiazepínicos com álcool ocorre potencialização da toxicidade: depressão do sistema nervoso central. 6.5.3 Alteração de níveis eletrolíticos Exemplo: Os diuréticos do grupo sulfonamídico (como a furosemida) causam, como efeitos colaterais, excessiva excreção de potássio (hipocalemia). Administração prolon- gada de corticosteroides igualmente leva à hipocalemia. A hipocalemia torna o miocárdio mais sensível às ações de digitálicos e susceptível à arritmia. 6.5.4 Modificação da flora intestinal Exemplo: Agentes antimicrobianos, tais como tetraciclinas e cloranfenicol, podem afetar a flora gastrintestinal, que é importante na síntese de vitamina K. Como consequên- cia, haverá potencialização do efeito de agentes anticoagulantes (como varfarina), com o aumento do risco de causar hemorragia. 50FARMACOLOGIA: FARMACOCInétICA e FARMACOdInâMICA REFERÊNCIAS 1. Katzung, B.G.; Masters SB; Trevor AJ. Farmacologia básica e clínica. 12. ed. Rio de Janeiro: McGraw-Hill, 2014. 1228 p. 2. Golan, D. E. e col. Princípios de farmacologia. A base fisiopatológica da farmacologia. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. Fonte das figuras 3. Disponível em: https://anestesiologia.paginas.ufsc.br/files/2015/02/Farmacodina- mica-texto.pdf. 4. disponível em: https://adm.online.unip.br/img_ead_dp/48584.PdF. MATERIAL COMPLEMENTAR BONS ESTUDOS!
Compartilhar