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Farmacologia da Junção Neuromuscular - -Junção Neuromuscular- - •Definição: Interface entre a extremidade do nervo motor e a fibra muscular esquelética •Função: Transmitir o impulso nervoso para a fibra muscular, sendo essencial para o início do processo de contração da musculatura esquelética • Importância: atua como sítio de ação de fármacos, que facilitarão ou, mais frequentemente inibirão o processo de transmissão neuromuscular Destaque para os bloqueadores neuromusculares, que são muito utilizados em cirurgias/intubação a fim de promover o relaxamento muscular controlável e evitar movimentos involuntários Obs: Ou seja, a ação estará diretamente relacionada a contração do músculo •Por ser um local de fácil acesso, a junção neuromuscular constitui-se de um modelo para o estudo e a pesquisa da ação dos fármacos na transmissão sináptica Contração Muscular 1-) Liberação pelo nervo motor de um neurotransmissor denominado de acetilcolina 2-) Atuação da acetilcolina em receptores, permitindo a movimentação de íons sódio e potássio 3-) Com isso, a placa motora passará por um processo de despolarização, culminando na contração muscular - - Conceitos importantes- - •Neurotransmissão: mediação química do impulso nervoso •Neurotransmissores: substâncias químicas envolvidas no processo de neurotransmissão, ou seja, desencadearão o impulso nervoso -Presentes nas terminações nervosas, com a capacidade de alterar a polarização da membrana Contração muscular (no caso da JNM) - Liberados na fenda sináptica por um neurônio, alterando a função/efeito sobre outra célula de maneira específica Tipos de Neurotransmissores *Excitatórios: causam despolarização, ou seja, haverá o estímulo para propagação do impulso nervoso (sinal) *Inibitórios: causam hiperpolarização, ou seja, irão inibir a transmissão do impulso nervoso (sinal) Obs: um mesmo neurotransmissor pode agir como inibitório em um local e excitatório em outro, onde sua ação será influenciada pelo tipo de receptor em que atuará Acetilcolina: estimula o músculo liso e inibe o músculo cardíaco -Alguns neurotransmissores são considerados clássicos: acetilcolina, noradrenalina, dopamina, serotonina e GABA - -Processos envolvidos na síntese, armazenamento e liberação de neurotransmissores- - 1-) Captação de precursores, ou seja, moléculas base para a síntese do neurotransmissor na terminação nervosa 2-) O neurotransmissor formado poderá apresentar dois destinos: -Captação por proteínas transportadoras e subsequente armazenamento em vesículas IMPORTÂNCIA: como a transmissão nervosa deve ser rápida e imediata, o neurotransmissor já deve estar sintetizado e armazenado em vesículas para sua posterior liberação -Como a síntese deve ser contínua, haverá a fomação de produtos em excessodegradação 3-) Ocorre a despolarização da membrana devido a chegada de um potencial de ação prolongado 4-) Em resposta ao potencial de ação prolongado há a abertura de canais de cálcio, permitindo o seu influxo para a terminação nervosa 5-) Dessa forma, há a liberação de neurotransmissores das vesículas (exocitose) para a fenda sináptica 6-) Com isso, o neurotransmissor se difunde até a membrana pós-sináptica e interage com os seus receptores 7-) Já que a liberação dos neurotransmissores sobre a fenda sináptica deve ser limitada, existem enzimas responsáveis por sua degradação/inativação e mecanismos que permitem a sua retirada da região -Formação de precursores -Captação por células não-neuronais -Captação pela terminação nervosa -Ação sobre os receptores pré-sinápticos, inibindo a liberação de neurotransmissor feedback negativo Acetilcolina •Possui dois tipos de atividades: -Muscarínica mimetizavam os efeitos da injeção de muscarina (princípio ativo do cogumelo venenoso Amanita muscaria) *As ações muscarínicas assemelham-se muito aos efeitos de estimulação parassimpática *A acetilcolina pode ter efeitos estimulatórios ou inibitórios sobre os receptores muscarínicos -Nicotínica mimetizavam os efeitos da injeção de nicotina *As ações nicotínicas relacionadas aos gânglios autônomos dos sistemas simpático e parassimpático, à placa terminal do músculo voluntário e às células secretoras da medula suprarrenal Importante: Ou seja, a acetilcolina apresenta atividade semelhante a essas substâncias quando age sobre seus receptores - - Receptores Nicotínicos da Acetilcolina- - -São glicoproteínas que atuam como canais iônicos, sendo controlados por ligantes permitem o influxo de íons com sua n abertura, desencadeando eventos diversos -Estimulados pela nicotina e pelo neurotransmissor ACh -Constituídos por 4 tipos distintos de subunidades -Possuem uma atividade mais rápida •O receptor nicotínico medeia a neurotransmissão pós- sináptica na junção neuromuscular (contração muscular) e nos gânglios autônomos periféricos -Nessas regiões existem diferentes subtipos de receptores nicotínicos e vários fármacos atuantes Obs: No SNC esse receptor controla, em grande parte, a liberação dos neurotransmissores pelas estruturas pré-sinápticas •Podem ser divididos em 3 classes principais: -Musculares: confinados à JNM esquelética -Ganglionares: responsáveis pela transmissão nos gânglios simpáticos e parassimpáticos -SNC: espalhados por todo o cérebro, sendo heterogêneos em composição - - Receptores Muscarínicos da Acetilcolina- - -Estão acoplados à proteína G (ex. ativação enzimática), dessa forma acabam sendo conhecidos como metabotrópicos -Estimulados pela muscarina e pelo neurotransmissor acetilcolina -São conhecidos 5 subtipos desses receptores: •M1encontrados principalmente em neurônios do SNC, neurônios periféricos e nas células parietais do estômago •M2 presentes no coração e nas terminações pré- sinápticas de neurônios centrais e periféricos •M3estimulam as secreções glandulares (salivares, brônquicas, sudoríparas . . .) e a contração do músculo liso das vísceras •M4restritos ao SNC, porém o seu papel ainda não está bem esclarecido •M5restritos ao SNC, porém o seu papel ainda não está bem esclarecido **Em uma visão geral** •M1, M3 e M5: acoplados à proteína G para ativar a via fosfatidil inositol •M2 e M4: acoplados à proteína G para inibir a adenilil- ciclase, reduzindo a AMPc intracelular Receptores acoplados à proteína G •Consistem de 7 domínios ou segmentos transmembrana, onde uma de suas alças intracelulares é maior e permite a interação com a proteína G •A proteína G é uma proteína de membrana que possui 3 subunidades (αβγ) -A subunidade α tem a atividade da GTPase •Possuem uma atividade mais lenta **Processo** 1-) Quando uma molécula interage com o sítio de ligação de um receptor, ocorre o contato desse receptor com a proteína G 2-) Com isso, a subunidade α se dissocia e fica livre para ativar/inibir um efetor (uma enzima de membrana, um canal iônico e etc) 3-) Essa ativação termina quando a molécula de GTP é hidrolisada, permitindo com que a subunidade α se recombine com βγ IMPORTANTE: Não está presente na junção neuromuscular, pois haveria uma grande demora para que o efeito da contração muscular fosse desencadeado através da transmissão sináptica →C..M. - -Tipos de alvos para a ação de fármacos- - A-) Receptores 1-Substância que se liga a um receptor, ativando-o para estimular a resposta fisiológica e um determinado efeito celular no corpo 2-Substância capaz de bloquear o efeito e a resposta fisiológica promovida pelo agonista Obs: ESTÃO RELACIONADOS A AÇÃO E FUNÇÃO DAS MOLÉCULAS FISIOLÓGICAS, ALÉM DO EFEITO DO PRÓPRIO RECEPTOR (que pode inibir ou estimular) B-) Canais Iônicos 1-Moléculas irão bloquear os canais, não permitindo a passagem de íonsnada mais é do que umantagonista 2-Moléculas irão modular os canais, permitindo um controle sobre o tempo e a frequência de abertura para o influxo de íons C-) Enzimas 1-Não permite o funcionamento enzimático 2- Formação de um metabólito anômalo (fora do padrão, podendo estar inativo) 3- O pró-fármaco acaba tendo sua ação ativada D-) Transportadores 1- Ocorre de forma normal, não havendo qualquer tipo de interferência ou prejuízo 2- Bloqueio ao o transporte das substâncias desejadas 3- Transporte de uma substância anômala (incomum) - - Transmissão Colinérgica Nicotínica- - 1-) A síntese de acetilcolina ocorre no neurônio motor a partir do precursor colina e a sua posterior acetilação 2-) Após a formação da acetilcolina, esta é transportada e consequentemente armazenada dentro de vesículas vazias com auxílio de transportadores de ACh 3) Com a chegada do potencial de ação, ocorre o estímulo para liberação do conteúdo das vesículas 4-) Assim, ocorre a fusão entre a membrana das vesículas com a membrana do nerônio motor (exocitose) e a posterior liberação da acetilcolina através do influxo de cálcio (rápida despolarização) 5-) A acetilcolina formada pode agir em receptores nicotínicos pós-sinápticos, promovendo a abertura de canais para o influxo de K+ e Na+ a fim de gerar a contração muscular Obs: Haverá uma quantidade excedente de ACh, já que não haverá receptores suficientes para a sua ação - -Características gerais da transmissão colinérgica- - *Na junção neuromuscular, um único impulso nervoso libera cerca de 300 vesículas sinápticas - contêm cerca de 3 milhões de moléculas de ACh- para as fendas sinápticas •Aproximadamente 2 milhões de moléculas de ACh combinam-se com os receptores por cerca de 2 ms para gerar a contração muscular. IMPORTANTE: Ocorre uma produção excedente visto que o processo de contração deve ser desencadeado, já que o risco da degradação da ACh pode ser grande •Com isso, após a contração muscular, as moléculas utilizadas e excedentes sofrem degradação para serem captadas novamente pelo neurônio motor *As sinapses que ocorrem na JNM são altamente especializadas e diferem das sinapses neuronais, isso porque: •As células musculares são muito maiores que os neurônios, sendo assim precisam de mais corrente sináptica (“potencial de ação tudo ou nada”) para liberar as vesículas que contém ACh IMPORTANTE: os eventos neuromusculares ocorrem em uma escala maior do que os eventos neuronais •Consequência: os eventos neuronais são mais rápidos •A ação do neurotransmissor(acetilcolina) é rápida e breve devido a sua rápida hidrólise no plasma - -Modulação pré-sináptica- - → A modulação da ação da ACh ocorre antes de sua liberação •A liberação de ACh é regulada por mediadores, inclusive pela própria ACh, que agem sobre os receptores nicotínicos pré-sinápticos -Consequência: A ação da ACh sobre receptores nicotínicos pré-sinápticos inibe a liberação de + ACh pelas vesículas para a fenda sináptica e a fusão entre membranas (feedback -) 1-) Nas terminações nervosas parassimpáticas pós- ganglionares, os receptores M2 inibitórios participam da auto inibição da liberação de ACh -Outros mediadores, como a noreppinefrina, inibem a liberação de ACh 2-) Na JNM, os receptores nicotínicos pré-sinápticos facilitam a liberação de ACh e podem permitir com que a sinapse funcione de modo apropriado durante uma atividade prolongada de alta frequência IMPORTANTE: Dependendo do local onde a acetilcolina atuará, ela apresentará diferentes ações por conta dos diversos receptores em que atua Obs: No cérebro, a maioria dos receptores nicotínicos estão localizados na região pré-sináptica -atua facilitando ou inibindo a liberação de outros mediadores (como glutamato e dopamina) - -Eventos Elétricos da Transmissão nas Sinapses Colinérgicas Rápidas- - •Sinapse nicotínica (neuromuscular ou ganglionar) sobre a membrana pós sináptica: →ACh aumenta a permeabilidade a cátions para promover a despolarização da membrana (Na+, K+ e Ca+ em menor grau) •O influxo de Na+ despolariza a membrana pós- sináptica: - Fibra muscular esquelética: potencial de placa terminal (ppt) -Sinapse ganglionar: potencial excitatório pós-sináptico rápido (peps rápido) 1-) Na célula nervosa a despolarização do cone axonal pelo peps rápido produz fluxo de corrente local, onde se inicia um potencial de ação .2-) Na fibra muscular o ppt espalha-se para as partes adjacentes eletricamente excitáveis, a fim de que o potencial de ação desencadeie a contração. Obs: Na JNM, como a dimensão muscular é muito grande, cada fibra muscular deve ser inervada por uma fibra nervosa para que haja a efetiva excitação (despolarização) 3-) A maioria das células ganglionares é inervada por vários axônios pré-sinápticos, sendo preciso com que ocorra a atividade simultânea em mais de um para que a célula pós-ganglionar dispare - -Principais mecanismos do bloqueio farmacológico- - Inibição da captação da colina Inibição da liberação de ACh Bloqueio dos receptores pós-sinápticos ou dos canais iônicos Despolarização pós-sináptica persistente - -Bloqueio da Contração por Despolarização - - •Incidência: ocorre nas sinapses colinérgicas quando os receptores nicotínicos excitatórios são ativados e estimulados persistentemente Obs: se o receptor nicotínico for estimulado, vai haver a indução da contração muscular •Explicação: diminuição da excitabilidade elétrica da célula pós-sináptica •Consequência: há a despolarização, não conseguindo mais desencadear a contração muscular •Na junção neuromuscular parece haver a dessensibilização dos receptores nicotínicos, ou seja: 1-) A acetilcolina se liga aos receptores nicotínicos de forma persistente ou permanece na fenda sináptica por muito tempo 2-) No primeiro momento, ela permite a abertura dos canais e o influxo dos íons( geralmente sendo removida de forma rápida - 2ms) 3-) Em certo momento, como o estímulo recebido continua grande e constante(persistente), o receptor não consegue mais responder e desencadear sinal (ação) →Dessensibilização: assim não há a abertura dos canais para permitir a contração muscular, já que a acetilcolina não exerce mais efeito IMPORTE: pode ser feito uma relação direta entre a dessensibilização dos receptores e o uso contínuo de determinados medicamentos o nosso corpo adquire certa tolerância sobre a substância, onde esta acaba não exercendo mais efeito sobre o corpo- havendo a necessidade de troca EX: DROGAS A amplitude do ppt é mais do que suficiente para liberar vesículas a fim de iniciar o potencial de ação •Nos gânglios simpáticos e parassimpáticos, onde estão localizados os receptores nicotínicos ganglionares, pode haver também a dessensibilização, ou seja: 1-) A nicotina se liga a um receptor nicotínico ganglionar permitindo a despolarização celular através do aumento da permeabilidade a cátions, levando à descarga de potenciais de ação .2-)Após alguns segundos, essa descarga para e a transmissão é bloqueada. 3-) Depois da nicotina ter agido por vários minutos, a célula se despolariza parcialmente e sua excitabilidade elétrica retorna, mas a transmissão permanece bloqueada - -Degradação da Acetilcolina- - •Butirilcolinesterase: enzima presente no plasma sanguíneo e que atua na degradação da ACh a fim de evitar sua liberação e grande quantidade no plasma Podem haver graves consequências se não houver sua degradação, como: -Bloqueio dos batimentos cardíacos -Secreção brônquica •Acetilcolinesterase: enzima presente na fenda sináptica (entre neurônio motor e músculo esquelético) e que atua na degradação da ACh a fim de permitir uma contração muscular adequada - Efeitos de fármacossobre a transmissão colinérgica- - -São fármacos que diretamente ou indiretamente produzem efeitos similares aos causados pela ACh -Os efeitos colinérgicos são obtidos por: •Estímulo dos receptores nicotínicos e muscarínicos •Inibição da acetilcolinesterase - -Influência sobre a transmissão colinérgica- - ♣Agindo como agonistas ou antagonistas (exógenas) sobre os receptores pós-sinápticos da Ach; ♣Afetando s liberação ou a destruição da ACh endógena (produzida pelo organismo) - -Classificação dos fármacos de acordo com seu sítio fisiológico de ação - - - - Alguns fármacos que interferem na síntese, armazenamento, liberação e degradação da Ach-- - -Fármacos bloqueadores neuromusculares- - São fármacos que atua, rápido, sendo capazes de bloquear a transmissão neuromuscular e agindo:: •Na região pré-sináptica, inibindo a síntese ou a liberação de Ach •Na região pós-sináptica, que é o sítio de ação de todos os fármacos clinicamente importantes →Destinos da ACh →Exemplos de fármacos que atuam em cada etapa √Fármacos que agem em nível pré-sináptico Fármacos que inibem a síntese de Ach -A etapa limitante da velocidade de síntese parece ser o transporte de colina para dentro da terminação nervosa -Seu efeito bloqueador sobre a transmissão ocorre lentamente, à medida que as reservas de Ach acabam •Hemicolinio: bloqueia a captação e o transporte de colina para o interior do neurônio motor, ou seja, inibe a síntese de Ach •Vesamicol: bloqueia o transporte da ACh pelos “transportadores de ACh” para as vesículas, impedindo a sua liberação por exocitose para a fenda sináptica Obs: Se a ACh ficar “dispersa” pelo citoplasma do neurônio motor, esta será degradada e não liberará seu conteúdo para permitir a contração muscular Fármacos que inibem a liberação de Ach •Toxina Botulínica e B-bungarotoxina Neurotoxinas potentes que bloqueiam a fusão da membrana das vesículas com a membrana nervosa, impedindo com que a ACh seja liberada para a fenda sináptica (vigência do impulso nervoso) - - Usos Clínicos da toxina botulínica- - •Blefaroespasmo→espasmo persistente e incapacitante da pálpebra •Espasticidade→ aumento excessivo do tônus muscular •Incontinência urinária→ associada ao excesso de atividade da bexiga •Estrabismo→ injeção nos músculos extraoculares •Sialorreia→ secreção salivar excessiva •”Botox” →estética: removedor de rugas e linhas de expressãp •Cefaleia→ em alguns casos de dores de cabeça e enxaqueca Obs: A toxina botulínica é uma proteína produzida pelo microorganismo Clostridium botulinum, o qual tem a capacidade de se multiplicar em alimentos em conserva e causar (intoxicação alimentar grave) - -Problemas no uso- - -Pode perder a eficácia e o efeito devido a sua imunogenicidade -Há o risco de paralisia muscular (toxina se espalha) -Fatores individuais e aplicação errada podem influenciar √Fármacos bloqueadores neuromusculares -São utilizados principalmente em anestesia para produzir relaxamento muscular -São administrados por via intravenosa e apresentam diferenças em relação a velocidade de ação e de recuperação -A duração varia de 15 minutos a 1-2 horas 1-) Recaptação por receptores nicotínicos pré-sinápticos de ACh •Consequência: Inibição da liberação de ACh pelas vesículas (feedback -) 2-) Degradação rápida - 1ms- da ACh através da ação da enzima acetilcolinesterase •Consequência: formação de colina + acetato, com o transporte da colina para o neurônio motor através de “transportadores de colina” mknnjnjnjnjnjnjnjnjnjn •Agentes bloqueadores não-despolarizantes: atuam como antagonistas dos receptores nicotínicos pós-sinápticos, ou seja, competem e impedem a ligação de ACh no receptor (sem estimulá-lo) Ex: tubocurarina, pancurônio; vecurônio, aruacúrio (duração diferente) → Consequência: •Bloqueiam o influxo de Ca++(transmissão neuromuscular), não permitindo a despolarização da membrana muscular e a posterior contração do músculo •Podem bloquear o canal iônico na placa motora, levando ao enfraquecimento adicional na transmissão neuromuscular e reduzindo a habilidade dos inibidores de AChE → Importância: →Efeitos •São principalmente resultantes da paralisia motora -Os músculos são paralisados gradativamente: 1-) Músculos pequenos de contração rápida da face e dos olhos 2-) Músculos dos dedos 3-) Músculos dos membros, do pescoço e do tronco são paralisados. 4-) Músculos intercostais 5-) Músculo diafragma e da faringe. IMPORTANTE: Os músculos se recuperam na ordem inversa, primeiro o diafragma e por último os músculos da face e dos olhos. →Efeitos Adversos •O principal efeito colateral da tubocurarina é a queda da pressão arterial, isso porque há um bloqueio ganglionar e a liberação de histamina nos mastócitos •Agentes bloqueadores despolarizantes: -Se ligam ao receptor nicotínico, como a ACh, e despolarizam a membrana da fibra muscular -Atuam como molécula agonista, permitindo a abertura dos canais para desencadear a contração muscular Ex: suxametônio/ succinilcolina →Consequências: •Causa a despolarização mantida na região da placa terminal do músculo, levando à perda da excitabilidade elétrica •Maior resistência à degradação pela AChE, onde fica em grande quantidade na fenda sináptica ou ligado por muito tempo no receptor (estimulação). → Explica a despolarização mais persistente que proporciona fasciculações no músculo IMPORTANTE: Fasciculação é a contração muscular pequena, local, momentânea e involuntária. Mecanismo: a despolarização da placa terminal causa de início uma descarga de potenciais de ação no músculo. Essa descarga declina após alguns segundos, conforme a excitabilidade elétrica é perdida →Incapaz de transmitir impulsos adicionais, onde a despolarização contínua dá origem a uma repolarização gradual quando o canal de sódio se fecha ou é bloqueado. •São pouco absorvidas e em geral rapidamente eliminadas.; •Não atravessam a placenta, sendo importante para o uso em anestesia obstétrica; →Importância -Facilita a intubação traqueal -Proporciona o relaxamento do músculo esquelético durante cirurgia ou ventilação mecânica →Efeitos Adversoa do Suxametônio •Bradicardia •Liberação de potássio •Aumento da pressão intraocular •Paralisia prolongada •Hipertermia Maligna √Fármacos que intensificam a transmissão colinérgica Atuam inibindo a colinesterase ou aumentando a liberação de ACh *DISTRIBUIÇÃO E FUNÇÃO DA COLINESTERASE -Há dois tipos distintos de colinesterase: •acetilcolinesterase (AChE) •butirilcolinesterase (BuChE) -Importância: manutenção da concentração de ACh sobre controle -Muito semelhantes, mas diferem em relação: distribuição, especificidade por substrato e funções -São formadas por subunidades globulares catalíticas, que constituem as formas solúveis encontradas no plasma (AChE) e no líquido cefalorraquidiano (BuChE) Acetilcolinesterase •Nas sinapses colinérgicas, a AChE hidrolisa o neurotransmissor liberado e encerra sua ação rapidamente. •A AChE solúvel está presente nas terminações nervosas colinérgicas, onde parece ter um papel na regulação da concentração de ACH livre, e de onde pode ser secretada. •A AChE é bastante específica para a ACh e para ésteres muito semelhantes a ela, como a metacolina . • É muito provável que a AChE desempenhe outras funções sinápticas, além de neutralizar a ACh embora os detalhes permaneçam obscuros. Butirilcolinesterase ou pseudocolinesterase •Localização: Apresenta ampla distribuição, sendo encontrada em tecidos como fígado, pele, cérebro, musculatura lisa gastrintestinal e plasma sanguíneo .•Não está particularmente associada às sinapsescolinérgicas e sua função fisiológica é incerta Importante: Normalmente, a AChE e a BuChE mantêm a ACh do plasma sanguíneo em níveis abaixo do limite de detecção, e por essa razão a ACh é estritamente um neurotransmisor •Anticolinesterásicos: bloqueiam a degradação de ACh, pela enzima acetilcolinesterase, em colina e acetato. Impedindo a receptação pelo neurônio motor e permitindo maior quantidade e ação Ach na fenda -Podem ser divididos em três grupos principais, de acordo com a natureza de sua interação com o sítio ativo, que determina a duração de sua ação: •Ação curta •Ação intermediária •Ação irreversíveis -Os anticolinesterásicos de ação central foram desenvolvidos para o tratamento da demência 1-) Anticolinesterásicos de ação curta -A miastenia gravis é uma doença caracterizada pela destruição de receptores de acetilcolina, havendo uma dificuldade para a manifestação da contração muscular -Ou seja, o anticolinesterásico auxiliará com o aumento da concentração de ACh para propiciar a contração 2-) Anticolinesterásicos de duração intermediária 3-) Anticolinesterásicos irreversíveis -Pode provocar contaminação, sendo extremamente perigosos!!!!!!! -Foram proibidos no Brasil - Usos Clínicos dos Anticolinesterásicos– -Glaucoma →colírio à base de ecotiopato -Doença de Alzheimer→donepezila -Tratamento da miastenia gravis→neostigmina ou piridostigmina -Reversão da ação de fármacos bloqueadores neuromusculares não despolarizantes ao término de uma cirurgia →neostigmina -Diferenciar a fraqueza por superdosagem de um anticolinesterásico da fraqueza da miastenia propriamente dita→ edrofônio
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