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1 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno FARMACOCINÉTICA - Definição: movimento do fármaco, o caminho que ele percorre dentro do corpo, desde a ingestão até a eliminação. * esses processos ocorrem simultaneamente, então um fármaco mesmo enquanto está sendo absorvido já pode ser detectado na urina. - Farmacocinética: • O que o organismo faz com o fármaco. • Fases farmacocinéticas: - Absorção. - Distribuição. - Biotransformação ou metabolização. - Excreção. - Farmacodinâmica: • O que o fármaco faz com o organismo. • Mecanismos de ação: - Canais iônicos. - Enzimas. - Moléculas transportadoras. - Receptores. Absorção - Definição: é a passagem do fármaco do local de administração para corrente sanguínea. Depende da capacidade do fármaco em atravessar membranas biológicas. - Deve-se considerar tais fatores: • As membranas biológicas. • As propriedades físico-químicas dos fármacos. • O pH do meio. • Modalidades de absorção. • Fluxo sanguíneo (maior facilidade de absorção). * em administração IV ou EV não ocorre absorção, já que é injetado diretamente na corrente sanguínea. * para medicamentos que são de uso tópico e ação local (sobre uma lesão, por exemplo), já vem de fabricação com pouco potencial de absorção, pois esse não é o seu objetivo. - Processos: • Translocação de moléculas a um volume em fluxo: o fato de as moléculas atravessarem os tecidos, entre as células, até encontrarem um vaso sanguíneo. • Transferência difusional: transporte de moléculas por difusão. - Absorção oral: • Para que o fármaco alcance o seu local de ação, ele tem que atravessar várias barreiras biológicas, como o epitélio gastrointestinal, o endotélio vascular e as membranas plasmáticas. - Movimento de fármacos através de barreiras celulares ou membranas: • Difusão através de lipídios. • Difusão através de poros aquosos. • Combinação com molécula transportadora. • Pinocitose. * bicamada lipídica; intercalada por proteínas; proteínas fazem contato com o meio extracelular e intracelular. 1) Difusão através de lipídios: • É o processo que mais ocorre, já que a membrana plasmática possui em sua maioria lipídios (bicamada de fosfolipídios). • Substâncias apolares ou lipossolúveis (impermeável a maioria das substâncias polares ou hidrossolúveis - em sua maioria, pois não existe polaridade absoluta). • Coeficiente de partição o/a (coeficiente do óleo em água): para saber se há predominância de 2 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno óleo ou água, quanto maior o número, mais lipossolúvel o fármaco e vice versa. • Difusibilidade: característica do fármaco em sofrer a difusão. (passagem do soluto do mais concentrado para o menos concentrado, com o objetivo de igualar a concentração). • PH (mais importante, dependendo do pH pode se favorecer ou prejudicar a absorção), pKa (é o pH onde o fármaco se encontra na forma 50% ionizada e 50% não ionizada, sendo possível concluir qual a predominância dele) e ionização (para a melhor absorção é preferível, que não esteja ionizado, sendo mais apolar e, portanto, atravessa mais facilmente a membrana plasmática). • Peso molecular. • Grau de vascularização. • Exemplos: - Ácido acetilsalicílico (pka = 3,5): ácido. - Fenilbutazona (pka = 4,4): ácido. - Cafeína (pka = 0,8): básico (é uma xantina e possui mais de um pKa). * para saber o meio em que o fármaco será melhor absorvido. Fármaco que possui natureza ácida, é melhor absorvido em meio ácido e vice-versa. • Absorção de fármacos através de membranas: - Exemplo: Kow = 100; Kow = 0,01. * o tamanho da molécula também influencia na absorção desse fármaco pela membrana plasmática, deve ser de preferência de baixo peso molar. 2) Difusão através de poros aquosos: • É uma proteína que funciona como um canal aquoso. • Baixo peso molecular (< 60 Da). • Fármacos polares (afinidade com a água). 3) Transporte mediado por transportadores: • Molécula transportadora (também é uma proteína). • O fármaco é polar, pois se fosse apolar ele atravessaria entre os lipídios direto. • Seletivo (em relação a estrutura química). 4) Endocitose: • Fagocitose: englobamento de partículas sólidas (fagossoma). A membrana plasmática emite pseudópodes que englobam a partícula. Mas é pouco feito, pois as partículas precisam se dissolver nos tecidos, e sendo sólido ele iria se cristalizar, prejudicando a absorção. • Pinocitose: englobamento de gotículas (líquido) (vesículas intracelulares). Sendo gotículas, o fármaco já vai estar dissolvido, que é importante para a absorção. * o fármaco é envolvido e quando chega no meio intracelular é liberado novamente do fagossoma ou vesícula. 3 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno - Propriedades físico-químicas: 1) Lipossolubilidade e hidrossolubilidade: • A maior parte dos fármacos é um ácido ou uma base orgânica, ocorrendo sob formas ionizadas ou não ionizadas em um ambiente aquoso. • A forma não ionizada é habitualmente solúvel em lipídio (lipofílica/lipossolúvel) e difunde-se imediatamente através de membranas celulares. • A forma ionizada tem baixa lipossolubilidade (mas alta solubilidade aquosa, hidrofílica/hidrossolúvel), portanto, não penetram facilmente na membrana celular. * Então os fármacos são ácidos e bases fracas, para não serem dissociados totalmente. 2) Peso molecular: • Fármacos com alto peso molecular são dificilmente absorvidos. 3) Velocidade de dissolução: • Que é o processo no qual uma partícula do fármaco se dissolve. • Diferentes formas farmacêuticas em ordem decrescente de dissolução. * a drágea possui menor velocidade de dissolução. 4) PH do meio e PKa: • Entender a influência do pH na absorção. • Um fármaco ácido em meio de pH ácido apresenta maior absorção. Já um fármaco ácido em meio de pH básico apresenta menor absorção. • Quando o fármaco vai de encontro com o pH do meio, ele não irá se dissociar, não ionizada, tendo uma absorção maior. Caso ele esteja ionizado, meio e fármaco iguais, ele será mais hidrossolúvel, sendo excretado mais facilmente. Então, a parte ionizada não será absorvida, só excretada. • PKa é a constante de dissociação ácida do fármaco. É o valor em que as concentrações das formas ionizadas e não ionizadas são iguais, ou seja, nesse valor o fármaco estará 50% ionizado e 50% não ionizado. * quando o pH é mais baixo que o valor do pKa, predomina a forma não ionizada, se a molécula for um ácido fraco. Mas se a molécula for uma base fraca, predomina a forma ionizada. 5) Área de superfície de absorção: • Quanto maior for a área de absorção, mais rapidamente os fármacos são absorvidos. 6) Fluxo sanguíneo: • O fluxo sanguíneo influencia a absorção. • Para o intestino é muito maior do que para o estômago, assim, a absorção no intestino é maior e mais rápida que no estômago. 7) Outros fatores que influenciam na absorção dos fármacos: • Características do TGI: paciente que removeram parte do intestino terão absorção prejudicada. • Presença e alimento no estômago: principalmente alimentos sólidos e gordurosos prejudicam a absorção dos fármacos. O mesmo ocorre pela presença de antiácidos e retardo na motilidade. • Metabolização do fármaco: ao passar pelo fígado parte desse fármaco poderá ser inativada. 4 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno - Absorção oral e esvaziamento gástrico: • Para a absorção, há uma quantidade de água ideal. • E se a motilidade for aumentada, a absorção ocorre mais rapidamente. - Portanto, na absorção: • Principal via: intestino delgado (mas há outras vias também). • PH adequado: 6,5(no intestino). • Superfície disponível: 6m (grande área de contato, favorecendo a absorção). • Intestino delgado: fármacos lipossolúveis. • Reto e cólon: fármacos solúveis em água. • A absorção não será igual para todos os indivíduos. Distribuição - Após ser absorvido ou administrado diretamente na corrente sanguínea, o fármaco se distribui por todos os sistemas. - Fármaco – administrado – absorvido – distribuído- tecidos. - Biodisponibilidade: quantidade de fármaco disponível na circulação geral (F). - Organismo: compartimentos bem delimitados por membranas biológicas. • Plasmático: intersticial. • Plasmático: cefalorraquidiano. • Plasmático: extracelular e intracelular cerebral (SNC). • Plasmático: placentário. • Plasmático: tubular renal. • Extracelular: intracelular. • Tecido ósseo, muscular. * onde há um fluxo sanguíneo mais intenso, maior será a quantidade de medicamento que chegará nessa região. - Modelos compartimentais em farmacocinética: • Sistema monocompartimental: assume-se que o organismo funcione como um único compartimento, ou seja, o fármaco se distribui de forma homogênea por todo sistema. - Após a administração do fármaco este e distribui rapidamente por todo o sistema e, em seguida é eliminado do organismo. • Sistema multicompartimental: adota-se que o organismo seja constituído por um compartimento central (tecidos de alta perfusão, como cérebro, pulmão, cação, rins, fígado) e um compartimento periférico (menos vascularizado, como tecido adiposo, muscular e pele) onde o fármaco poderá se distribuir de forma não homogênea. - Os tecidos mais vascularizados recebem mais rapidamente uma a maior concentração do fármaco. - Posteriormente chegaria em todo o corpo de maneira igual. - Distribuição: • Processo pelo qual o fármaco abandona o sangue e entra no líquido extracelular ou nas células dos tecidos. - Depende: 5 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno • Fluxo sanguíneo: o luxo sanguíneo para o cérebro, fígado e rins é maior do que para os músculos e tecido adiposo. Assim os fármacos tendem a chegar mais rápido nos órgãos de maior fluxo sanguíneo. • Permeabilidade dos vasos sanguíneos ao fármaco: - Na corrente sanguínea temos: • Moléculas do fármaco livre: ele está disponível para encontrar seu receptor e fazer o efeito esperado. Tem maior chance de efeito tóxico. • Moléculas do fármaco ligadas a proteínas plasmáticas: albumina, gamaglobulinas, alfa- glicoproteínas e lipoproteínas. Eles formam moléculas maiores, que regula o efeito do medicamento, é uma questão protetora. Abandonam a corrente sanguínea de forma muito lenta, enquanto outros escapam da corrente sanguínea rapidamente para outros tecidos, já que há uma porcentagem de ligação (envolve também a saturação dessas proteínas). * fármaco + albumina: molécula grande, que não atravessa a membrana do endotélio vascular. * para que o fármaco produza o efeito farmacológico, ele necessita estar na forma livre. • Exemplos: - Ácido salicílico 84%. - Cefalexina 15%. - Fenilbutazona 95%. - Propranolol 96%. - Permeabilidade dos capilares sanguíneos ao fármaco: • Alguns órgãos possuem capilares sanguíneos com aberturas (fenestras) entre suas células, permitindo fácil distribuição do fármaco. • Os capilares sanguíneos do cérebro não possuem grandes aberturas entre as células, assim somente fármacos que conseguem atravessar as células o endotélio capilar conseguem atingir o cérebro. Isso é chamado de barreira hematoencefálica (mecanismo de proteção, que impede que qualquer fármaco atinja o cérebro, faz uma seleção). • Capilares: permeabilidade seletiva. - Nutrientes. - Catabólitos. 6 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno - Fármacos. • Vias: - Intercelular. - Transcelular. - Barreira hematoencefálica: • Esse conceito foi introduzido por Paul Ehrlich para explicar sua observação de que um corante administrado por via endovenosa tingia a maioria dos tecidos, mas não no cérebro. • Então foi constatado que o cérebro é inacessível a maioria dos fármacos, incluindo antineoplásicos e alguns antibióticos, cuja lipossolubilidade é insuficiente para atravessar essa barreira. • Constituída de alguma estrutura especial do capilar cerebral, que apresenta resistência seletiva à penetração de certas substâncias. - Barreira glial. - Zônulas de oclusão. • Exemplos: tiopental (1 a 2 min), penicilina (dificuldade de acesso ao cérebro). - Barreira placentária: • Conjunto de tecidos que se localizam entre a circulação materna e fetal. • Mas essa barreira não é muito seletiva, então a maioria das substâncias chegam até o feto, podendo afetar ele também. • Placenta é um tecido metabolizador. • Exemplos: tiopental, álcool, morfina, heroína, talidomida. - Volumes real e aparente de distribuição: • Definido como o volume de líquido necessário para conter a quantidade total do fármaco absorvido no corpo. Para o fármaco estar distribuído homogeneamente entre o sangue e os tecidos. - Real: 40 litros (70 kg). ➢ Plasma sanguíneo: 3L. ➢ Líquido extracelular: 12L ➢ Líquido intracelular: 28L - Aparente: relação corpo/plasma. É o volume necessário para o fármaco estar distribuído homogeneamente entre o sangue e os tecidos • Varfarina (Vd = 0,1 L/kg); clorpromazina (Vd = 20 L/kg). • Fórmula: * é expresso em: L em relação ao peso corporal (kg). • Vd baixo: fármaco amplamente contido no espaço vascular. Tempo maior para ser distribuído, mais de 90% se liga a proteínas plasmáticas. • Vd alto: fármaco amplamente localizado nos tecidos. O fármaco é distribuído mais rapidamente, se liga menos a proteínas plasmáticas. • Vd tem importância no tempo de meia vida dos fármacos: - Tempo em que a concentração do fármaco é reduzida pela metade. Até chegar a zero, estando totalmente eliminado do organismo. - A oferta de fármaco aos órgãos de eliminação depende não só do fluxo sanguíneo, como também da fração de fármaco no plasma. - Se o fármaco tem um Vd elevado, a maior parte do fármaco está no espaço extraplasmático e indisponível pra os órgãos excretores. - Portanto, qualquer fator que aumente o Vd pode aumentar a meia-vida e prolongar duração de ação do fármaco. • Exemplo: - Cloranfenicol: 4h. - Chumbo: 70 dias. - Vitamina B1: 20 min. - Sulfamerazina: 24h. Metabolização ou Biotransformação - Definição: 7 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno • Metabolismo ou biotransformação e o conjunto de reações bioquímicas que os fármacos sofrem no organismo, por processos enzimáticos. • Os fármacos são metabolizados principalmente por enzimas no fígado, que é o órgão central do metabolismo dos fármacos no corpo. - Metabólito inativo: fármaco é metabolizado em metabólitos são inativados ou são transformados em produtos menos ativos. - Finalidade: torná-los mais hidrossolúveis (solúveis em água) para serem mais facilmente excretados pelos rins, para que não fiquem indefinidamente pelo organismo, causando tóxicos. Esse ciclo se repete, até o fármaco ser completamente eliminado da corrente sanguínea. • Exemplo: morfina, cloranfenicol, propanolol. - A biotransformação é um mecanismo de defesa do organismo, por acelerar a eliminação de substâncias estranhas do corpo. - Metabólito ativo: os efeitos observados são causados pelo F inicial e pelos seus metabólitos (ativos). • Exemplo: codeína (morfina), primidona (fenobarbital). - Ativação de fármaco inativo (pró-fármacos): necessitam ser metabolizados para se tornarem ativos: • Exemplos: levodopa (dopamina), prednisona (prednisolona). - Ausência de metabolismo: fármacossão excretados na forma inalterada, sem sofrer metabolismo. • Exemplo: penicilinas (com exceção das cefalosporinas 1º geração). - Cinética: • Ordem zero: - Velocidade do metabolismo é constante. - Não depende da concentração do fármaco presente. - Exemplo: álcool e fenitoína (aumento da concentração). • Primeira ordem: - Velocidade de metabolismo é proporcional à concentração do fármaco presente. - Fração constante do fármaco é metabolizada por unidade de tempo. - Exemplo: aqueles com meia vida. AAS. - A biotransformação envolve duas fases: - Tipos de reação: - Fase 1: • Oxidação: adição de O ou retiradade H. - Enzimas microssomais: ➢ Citocromo p450. ➢ Flavoproteína (NADPH-citocromo P$%) redutase). ➢ Citcromo P450;CYP ou CYP450 = + 100 isoenzimas. ➢ Isoformas mais importantes: - Exemplo: tiopental, diazepam, propranolol, cimetidina. • Redução: inverso da oxidação. 8 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno - Citocromo P450. - Exemplo: cloranfenicol, halotano. • Hidrólise: clivagem da molécula pela água. - Exemplo: procaína e lidocaína. • Ciclização: estrutura cíclica a partir de uma alifática. - Exemplo: proguanil. • Desciclização: abertura de anel. - Barbituratos e fenitoína. - Fase 2: • Conjugação com glicuronídio: - Glicuronídio: derivação do ácido glicurônico, facilita a excreção pela bile. Garantia de que os fármacos serão eliminados (antes havia uma dificuldade). - Exemplo: cloranfenicol, aas, metronidazol. • Conjugação com sulfatos: - Sulfotransferases. Compostos inativos e hidrossolúveis. - Exemplo: hormônios esteroidais (estradiol). • Conjugação com glicina e glutamina: - Produz conjugados que são excretados na urina. • Acetilação: os compostos com radicais amnínicos e hidrazínicos são conjugados com o auxílio da enzima acetil-coa (acetiltransferases). - Exemplo: sulfonamidas, isoniazida. • Metilação: consiste na adição de radical metil catalisadas por enzimas metiltransferase. - Exemplo: adrenalina. - Outros fatores que influenciam a biotransformação: Doenças hepáticas: o comprometimento do fígado, poderá ocasionar uma diminuição da biotransformação. Idade: pode influenciar na biotransformação. Crianças tem o fígado em desenvolvimento e idosos podem apresentar diminuição na capacidade funcional do órgão. Nesses casos, pode ser necessário ajuste na dose. Competição do metabolismo: quando dois ou mais fármacos que dependem do metabolismo são utilizados juntos, e dependem dos mesmos complexos enzimáticos para a metabolização. Uma das substâncias não será biotransformada e permanecerá ativa na corrente sanguínea. Indução enzimática ou inibição enzimática: - Os fármacos podem estimular ou inibir o trabalho das enzimas hepáticas alterando sua biotransformação. - Ao estimular a atividade das enzimas, o metabolismo se da de forma mais rápida, diminuindo o tempo e a quantidade de fármaco no organismo. Indução enzimática. - Ao inibir a atividade das enzimas, o metabolismo funciona de forma mais lenta, aumentando o tempo e a quantidade de fármaco no organismo. Inibição enzimática. * sempre acontecerá interação entre os fármacos. - Exemplo: metabolismo de xenobióticos. ➢ Indutores: são compostos que induzem a atividade de enzimas do cyp450, portanto aumentam a velocidade de excreção de xenobióticos. Dessa maneira, a biodisponibilidade é menor. ➢ Inibidores: são compostos que inibem a atividade de enzimas do cyp450, portanto diminui a excreção de xenobióticos. Dessa maneira, a biodisponibilidade é maior. 9 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno - Biotransformação (metabolização): • Principal local: fígado. - Processo enzimático que os fármacos sofrem no organismo. • Função: - Inativação do fármaco. - Facilitar excreção renal. - Ativação de pró-fármacos. • Metabolismo de primeira passagem: - Fármacos absorvidos pela via oral passam primeiro pelo fígado antes de atingir a circulação sistêmica. - Assim, fármacos com intensa metabolização hepática tem baixa biodisponibilidade. Excreção - Definição: • Mecanismo pelo qual o fármaco deixa o organismo. • Excreção renal, biliar, pulmonar, fezes, suor, lágrimas, leite materno. * a renal predomina. - Excreção renal: • Via mais importante: rins, pela urina. • O rim é o órgão mais importante para eliminação dos medicamentos e seus metabólitos (solúveis em água). • Os fármacos são eliminados do organismo tanto na forma inalterada quanto na forma de metabólitos através da urina. • Três processos fundamentais são responsáveis pela eliminação dos fármacos: filtração glomerular, secreção tubular ativa e reabsorção passiva. - Filtração glomerular: • Corresponde a 20% da eliminação dos fármacos. • Capilares glomerulares permitem que moléculas de fármaco com PM abaixo de 20kDa se difundam para o filtrado glomerular. • Pressão sanguínea arterial forçam filtração. • Albumina não é filtrada (varfarina 98% ligada a proteínas plasmáticas, assim a concentração no filtrado glomerular é de apenas 2%). - Secreção tubular: • É o mecanismo mais efetivo de eliminação renal dos fármacos (substâncias que não sofreram filtração glomerular). • 80% do fármaco que chega ao rim passa pelos capilares peritubulares do túbulo proximal. • Mecanismo de transporte ativo (transportadores levam os fármacos da corrente sanguínea para o lúmen tubular): - OAT (transporta fármacos ácidos). - OCT (transporta bases). • A transferência mediada por transportadores pode efetuar a depuração máxima de um fármaco, mesmo quando parte dele está ligado a proteínas plasmáticas. • 80% da penicilina está ligada a proteínas plasmáticas (portanto é depurada lentamente na filtração), o fármaco é removido quase que completamente pela secreção tubular proximal. 10 Farmacologia – Aula 2 – Prof Roberta – Ketlyn L A Bueno - Difusão através do túbulo renal: • Eliminação de fármacos lipossolúveis é mínima. • Fármacos polares permanecem na luz do túbulo (baixa permeabilidade tubular) tornando-se mais concentrado a medida que a água é reabsorvida. • Digoxina e antibióticos aminoglicosídeos não são inativados pelo metabolismo, a velocidade de eliminação renal é o principal fator determinante da duração de sua ação. • Esses fármacos devem ser empregados com essencial cautela a indivíduos com função renal diminuída (idosos e pacientes com doença renal). - Influência do pH na eliminação de fármacos: • Os valores de pH da urina afetam diretamente a excreção de fármacos: - Fármacos básicos são excretados mais rapidamente em urina ácida (favorece a forma ionizada do fármaco). - Fármacos ácidos são eliminados mais rapidamente em urina alcalina. - Depuração ou clearance renal: • Quantifica a eliminação dos fármacos pelos rins. • Volume de plasma que contém a quantidade de substância removida pelos rins na unidade de tempo. • Calculada a partir de: - Fatores que podem afetar a capacidade de excreção de medicamentos pelos rins: • Um medicamento ou metabólito deve ser hidrossolúvel (ionizado) e não deve estar ligado muito fortemente às proteínas plasmáticas. • A acidez da urina afeta a velocidade de eliminação de substâncias ácidas e alcalinas. • A capacidade renal de excreção de medicamentos também depende do fluxo urinário, do fluxo de sangue através dos rins e do estado dos rins.
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