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Prof. Alexandre Bechara UNIDADE III Química Farmacêutica Essa classe compreende as substâncias bioativas que atuam no hipotálamo, no tronco cerebral e em outras partes subcorticais do cérebro compreendidas na coordenação do comportamento emocional. Classes químicas: barbitúricos, benzodiazepínicos e agentes diversos. 1. Barbitúricos Fármacos que atuam no sistema GABAérgico potencializando o influxo de íons cloro do meio extra para o meio intracelular. São obtidos pela síntese da ureia com ácidos dicarboxílicos substituídos. Depressores do sistema nervoso central Fonte: autoria própria Sítio Barbitúricos Sítio Anestésicos Gerais Sítio GABA Sítio Benzodiazepínico Barbitúricos Etomidato Propofol Halotano Etanol Benzodiazepínicos Não-benzodiazepínicos 1. Barbitúricos REA Depressores do sistema nervoso central Fonte: autoria própria Soma dos carbonos de R1 e R2 = 6 – 10 Ramificação aumenta atividade e encurta ação Estereoisômeros têm potência semelhante Alquilas em R3 ou R4 encurtam ação S - encurta ação Ação longa – grupos fenila/saturados em 5 Ação curta – cadeia longa em 5 Ação intermediária – cadeias menores e menos ramificadas em 5 Ação ultracurta – S em 2 e cadeia longa em 5 N N O O X R R1 R R2 3 4 O 1 2 3 5 4 6 1. Barbitúricos **curta duração (<3h) Depressores do sistema nervoso central metoexital tiamilal tiopental pentobarbital secobarbital 5 2 cadeias longas: lipossolubilidade efeito ultracurto Fonte: autoria própria 1. Barbitúricos **duração intermediária (3 – 6h) Depressores do sistema nervoso central amobarbital butabarbital talbutal aprobarbital cadeias com 4C: lipossolubilidade Fonte: autoria própria 1. Barbitúricos **longa duração (> 6h) Depressores do sistema nervoso central fenobarbital mefobarbital metabarbital fenila: anticonvulivante Me: lipossolubilidade Fármacos anticonvulsivantes Fonte: autoria própria 2. Benzodiazepínicos Ansiolítico, sedação, hipnose, anestesia, anticonvulsivante e relaxante muscular. Mecanismo de ação: potencializam/prolongam ação do GABA. Efeitos farmacológicos: redução da ansiedade e da agressão; sedação e indução do sono; redução do tônus muscular e da coordenação; efeito anticonvulsivante. Efeitos indesejáveis: efeitos tóxicos, resultante de superdosagem aguda (são mais seguros que outros hipnóticos e sedativos, mas perigosos na interação com outros depressores SNC); tolerância e dependência; sonolência, confusão, amnésia, comprometimento da coordenação. Depressores do sistema nervoso central Sítio Anestésicos Gerais Sítio GABA Sítio Benzodiazepínico Barbitúricos Etomidato Propofol Halotano Etanol Benzodiazepínicos Não benzodiazepínicos Sítio Barbitúricos Fonte: livro-texto 2. Benzodiazepínicos Estrutura geral: Anel A: deve ser aromático ou heteroaromático; interações π,π- stacking. Anel B: anel de 7 membros com 2 heteroátomos (N). Anel C: não é necessário para ligação in vitro ao BZR, mas contribui com interações estéricas no receptor. Depressores do sistema nervoso central Fonte: autoria própria 2. Benzodiazepínicos REA Depressores do sistema nervoso central Essenciais para atividade hipnótica e ansiolítica: 1-N, 4-N, 5-fenila. Anel A: aromático ou heteroaromático (interação hidrofóbica com resíduos de aminoácido no receptor); grupo heteroaromático: ↓ atividade ansiolítica; grupo em C-7 aceptor de elétrons: ↑ atividade; grupos em C-6, C-8 C-9: ↓ atividade. Anel B: substituição em N-1 somente por radicais menores; anéis azólicos (triazol, imidazol) entre N-1 e C2 → maior interação com receptor; carbonila em C-2 é importante, mas não essencial; substituição de –H por –OH em C-3: mesma potência e excreção mais rápida. Anel C: presença de grupo aceptor de elétrons em C-2’ e/ou em C-6’ aumenta a atividade. NH N O 4' 3' 56 6' 3 4 5' 7 8 21 2' 1' 9 A B C Fonte: autoria própria 2. Benzodiazepínicos Clordiazepóxido foi o primeiro benzodiazepínico. Introduzido na terapêutica em 1960. Depressores do sistema nervoso central Fonte: autoria própria Fonte: livro-texto 6-cloro-2-clorometil-4-fenilquinazolina- 3-óxido 6-cloro-2-(N.N-dimetilaminoetil)- 4-fenilquinazolina-3-óxido 7-cloro-2-(N-etilamino)-5-fenil- 3H-1,4-benzodiazepin-4-óxido (clordiazepóxido) Cl N N O CH2Cl NHR1R2 CH3NH2 NHCH3 Cl N N O Cl N N O N R1 R2 alprazolam clordiazepóxido clobazam clonazepam clorazepato demoxepam diazepam estazolam flurazepam halazepam lorazepam midazolam oxazepam nimetazepam pinazepam prazepam quazepam temazepam tetrazepam triazolam 2. Benzodiazepínicos Antagonistas dos BZD. Descobertos em 1981. Flumazenil → ação ansiogênica e proconvulsivante. Usados para reverter o efeito da superdosagem dos BZD ou para reverter o efeito dos BZD, como midazolam, usados para procedimentos cirúrgicos menores. Não apresentam grupo fenil na posição 5. Utilizados como antídoto para intoxicação por BZDs, bem como por agonistas parciais. Atividade intrínseca: 0. Depressores do sistema nervoso central Fonte: autoria própria Os benzodiazepínicos com maior potência são aqueles que possuem substituição no carbono 7 do anel A. Qual o tipo de substituinte é responsável por esse aumento? a) Elétron doador. b) Grupo volumoso. c) Elétron aceptor. d) Grupos alquílicos menores. e) Anel imidazólico. Interatividade Os benzodiazepínicos com maior potência são aqueles que possuem substituição no carbono 7 do anel A. Qual o tipo de substituinte é responsável por esse aumento? a) Elétron doador. b) Grupo volumoso. c) Elétron aceptor. d) Grupos alquílicos menores. e) Anel imidazólico. Resposta Os estimulantes do sistema nervoso central têm sua atividade pela excitação não seletiva do SNC. Dois mecanismos gerais são responsáveis pelo estímulo do SNC: bloqueio seletivo da inibição ao qual está relacionado (inibição pré-sináptica e inibição pós-sináptica) e ação com estímulo neuronal direto. Usos: Com relação ao uso, temos diversas finalidades como: Estados depressivos; Recuperação da consciência, respiração ou pressão arterial; Restauração de reflexos normais. Psicoestimulantes: têm como sinônimo os estimulantes cerebrais, pois atuam estimulando o córtex cerebral e os centros medulares bem como outras partes do SNC. Fazem parte desse grupo: aminofilina, cafeína, teofilina, metilfenidato e anfetaminas. Estimulantes do sistema nervoso central 1. Metilxantinas Denominados estimulantes psicomotores. Estimulam córtex cerebral, centros medulares e outras áreas do SNC. CAFEÍNA = mais potente Estímulo cardíaco/dilatação coronária (teofilina). Vasoconstrição de artérias cerebrais – tratamento de cefaleia. Relaxamento da musculatura lisa brônquica – tratamento de asma. ↑ filtração glomerular e bloqueio de reabsorção tubular – diuréticos. Estimulam secreção gástrica ácida – uso limitado em úlcera. Estimulantes do sistema nervoso central 1. Metilxantinas Estimulantes do sistema nervoso central Fonte: livro-texto Xantina Cafeína 1,3,7-trimetilxantina Teofilina 1,3-dimetilxantina Teobromina 3,7-dimetilxantina Aminofilina 1. Metilxantinas REA Estimulantes do sistema nervoso central N1 e N7: sem substituição, perde atividade. N1 e N3: substituintes grandes, não polares, aumentam a atividade. C8 aromático: aumenta a afinidade por receptores da adenosina. C8 cicloexil, ciclopentil: diminuição da inibição da nucleotídeo fosfodiesterase cíclica. Mecanismo de ação: 1- Antagonismo competitivo nos receptores da adenosina. 3’,5’- AMPc 5’-AMP ↑ disponibilidade de glicose para o cérebro. Efeitos adversos das metilxantinas: Altas doses nervosismo, ansiedade, tremores, hiperestesia (1 g) / estado de pânico em pessoas sensíveis (8 g/mL). Dose letal em adultos 5 a 10 g.Fonte: livro-texto Xantina H H N N N O O HN1 3 7 8 2. Anfetaminas Atravessam facilmente a BHE (efeito central). Estimulam o eixo cérebro-espinhal. Anorexígenos: estimulam núcleos laterais / centro da alimentação. Diminuem grau de depressão central causada por outros fármacos. Estimulam centros respiratórios medulares. USOS: narcolepsia, obesidade, déficit de atenção/hiperatividade (depressão suave). Estimulantes do sistema nervoso central Fonte: livro-textoanfepramona mazindol metanfetamina fentermina anfetamina (1-fenil-2-aminopropano) 2. Anfetaminas REA Estimulantes do sistema nervoso central Fonte: livro-texto catinona aminorex fenmetrazina anfepramona pemolina β-CH3 ↓ potência β-OH ↓ potência β=O retém atividade e potência Não substituído preferido N-metil > NH2 > NHR > NR2 S(+) > (±) > R(-) α – CH3 importante H ou homólogos ↓ potência 2. Anfetaminas Mecanismo de ação: Atuam por liberação de monoaminas de terminações nervosas no cérebro. São substratos para os transportadores de captura neuronal de NA, 5-HT e DA e causam liberação desses mediadores, produzindo efeitos agudos. Estimulantes do sistema nervoso central Fonte: livro-texto Metabólicos Transportador de Intercâmbio Vesícula de armazenamento Receptor pós-sináptico NA NA NA MAO Anfetamina Anfetamina Na produção de anfetamina ocorre a formação de isômeros espaciais que são importantes em sua ação estimulante. Qual isômero é responsável pela maior atividade? a) S. b) R. c) Cis. d) Trans. e) Levógiro. Interatividade Na produção de anfetamina ocorre a formação de isômeros espaciais que são importantes em sua ação estimulante. Qual isômero é responsável pela maior atividade? a) S. b) R. c) Cis. d) Trans. e) Levógiro. Resposta 1. Antipsicóticos Modificadores seletivos do sistema nervoso central esquizofrenia distúrbios afetivos (transtornos bipolares) psicoses orgânicas (traumatismos) Psicoses Distúrbios de comportamento Pensamentos incoerentes Incompreensão da realidade Loucura 1. Antipsicóticos Modificadores seletivos do sistema nervoso central 2% DA POPULAÇÃO AFETADA CRÔNICA E INCAPACITANTE Sintomas positivos Delírios Alucinações Distúrbios de pensamento Sintomas negativos Afastamento dos contatos sociais Anulação das respostas emocionais ESQUIZOFRENIA 1. Antipsicóticos São conhecidos como agentes neurolépticos, antiesquizofrênicos ou tranquilizantes maiores. Modificadores seletivos do sistema nervoso central Antipsicóticos típicos: Fenotiazínicos Tioxantênicos Butirofenonas Diarilbutilpiperidínicos Antipsicóticos atípicos: Dibenzazepínicos Benzisoxazóis Benzamidas Típicos ou clássicos (receptores D2) Atípicos (receptores D4, 5HT2, a1, a2, H1) Classificação 1. Antipsicóticos a) Fenotiazínicos e tioxantenos Modificadores seletivos do sistema nervoso central anel fenotiazínico cadeia alquílica amina terciária lipofilicidade x ionização N10 - BASE FRACA N-3ª - BASE FORTE Fonte: livro-texto 1. Antipsicóticos a) Fenotiazínicos e tioxantenos REA Modificadores seletivos do sistema nervoso central grupos elétron-aceptores SO2NR2 > CF3 > COCH3 > Cl aumentam eficácia cadeia alquílica: atividade antipsicótica máxima com 3 carbonos substituição por C=C tioxantênicos 2 carbonos: anti-histamínica Isósteros Menos ativos Menos tóxicos Fonte: livro-texto 1. Antipsicóticos a) Fenotiazínicos e tioxantênicos Modificadores seletivos do sistema nervoso central Modificações na cadeia lateral da função amina resultam em três subclasses de fenotiazínicos: Potência antipsicótica piperazínicos > piperidínicos ~ alifáticos Frequência SEP piperazínicos > piperidínicos > alifático Sedação e hipotensão alifáticos > piperidínicos > piperazínicos Fonte: livro-texto Derivados fenotiazínicos alifáticos Derivados fenotiazínicos piperidínicos Derivados fenotiazínicos piperidínicos N NN N N N N N N R R1 R2 1. Antipsicóticos a) Fenotiazínicos e tioxantênicos Modificadores seletivos do sistema nervoso central clorpromazina flufenazina zuclopentixol tioridazina Fonte: livro-texto trifluoperazina b) Butirofenonas REA Modificadores seletivos do sistema nervoso central droperidol halperidol pró-fármaco decanoato de haloperidol Fonte: livro-texto fenona 3C = propil X é-aceptor O N R1 R2 amina 3a c) Dibenzazepínicos REA Modificadores seletivos do sistema nervoso central clozapina olanzazapina quetiapina Fonte: livro-texto Fonte: autoria própria Anel dibenzazepínico Introdução de anel piperazínico facilita formulação Isóstero: tiofeno X = NH: dibenzdiazepina X = O: dibenzoxazepina X = S: dibenzotiazepina N X 10 28 5 11 d) Benzisoxazois Modificadores seletivos do sistema nervoso central Fonte: autoria própria Afinidade por receptores 5-HT2 e D2 Eficácia melhorada contra os sintomas positivos (desilusões e alucinações) e negativos (emoções diminuídas, baixa motivação) da esquizofrenia e reduzida SEP. risperidona Risperdal® - Janssen-Cilag AP mais potente Tendência SEP Quantitativamente atípico Os antipsicóticos fenotiazínicos são mais efetivos quando: a) Possuem um grupo elétron doador na posição C2. b) Possuem uma função amina primária. c) Possuem um grupo elétron aceptor na posição C2. d) Possuem uma função amina secundária. e) Possuem uma cadeia alquílica com, no máximo, 2 carbonos. Interatividade S N X 2 NR2 cadeia alquílica Fonte: acervo pessoal Os antipsicóticos fenotiazínicos são mais efetivos quando: a) Possuem um grupo elétron doador na posição C2. b) Possuem uma função amina primária. c) Possuem um grupo elétron aceptor na posição C2. d) Possuem uma função amina secundária. e) Possuem uma cadeia alquílica com, no máximo, 2 carbonos. Resposta S N X 2 NR2 cadeia alquílica Fonte: acervo pessoal 2. Antidepressivos A depressão é uma doença afetiva ou do humor, ela não é, simplesmente, estar com “baixo astral” passageiro. Também não é sinal de fraqueza, de falta de pensamentos positivos ou uma condição que possa ser superada apenas pela força de vontade ou com esforço. Estima-se que 17% das pessoas adultas sofram de uma doença depressiva em algum período da vida. É responsável por 30% dos casos de suicídio. Fatores desencadeantes e agravantes da depressão: vida urbana, desemprego, doença física, estresse emocional, adolescência, histórico familiar, medicamentos, drogas e álcool. Modificadores seletivos do sistema nervoso central 2. Antidepressivos Causas bioquímicas dos distúrbios afetivos. Modificadores seletivos do sistema nervoso central Fonte: livro-texto HO HO NH2 HO HO NH2 OH HO NH2 N H Noradrenalina Energia Interesse Ansiedade irritabilidade Serotonina Impulso Obsessões Emoção Humor Função cognitiva Dopamina Iniciativa Alerta 2. Antidepressivos Hipóteses monoaminérgicas da depressão. Modificadores seletivos do sistema nervoso central Fonte: livro-texto Pré-sináptico Pré-sináptico Pré-sináptico Pós-sináptico Pós-sináptico Pós-sináptico Normal Depressão Tratamento a b c 2. Antidepressivos Classificação dos antidepressivos Os antidepressivos são classificados em: Sais de lítio. Inibidores da MAO (IMAO). Antidepressivos tricíclicos e atípicos (ADT). Inibidores da recaptura de dopamina. Inibidores da recaptura de norepinefrina. Inibidores da recaptura de norepinefrina e serotonina. Inibidores seletivos da recaptura de serotonina (ISRS). Modificadores seletivos do sistema nervoso central 2. Antidepressivos a) Sais de lítio O uso de sais de lítio atua eficazmente nas oscilações de humor, independente da etiologia. Acetato, glutamato, citrato e carbonato de lítio. Uso para controle do ânimo em transtorno bipolar. Rigorosa observação médica, dosagem sanguínea de lítio (toxicidade):enjoo, tremores = efeitos colaterais mais comuns. Modificadores seletivos do sistema nervoso central 2. Antidepressivos b) Inibidores da monoaminoxidase (iMAOs) Causam aumento imediato da atividade motora, desenvolvem euforia e excitação durante alguns dias. Modificadores seletivos do sistema nervoso central 40 Há dois tipos de MAO: MAO-A e MAO-B Prefere serotonina como substrato Prefere fenetilamina como substrato Principal alvo dos iMAOs antidepressivos Principal alvo da selegilina usada como antiparkinsoniano Os inibidores da MAO impedem a desaminação oxidativa das aminas biogênicas, tais como dopamina, adrenalina, noradrenalina, serotonina Aumentam concentração citoplasmática das monoaminas nas terminações nervosas Fonte: autoria própria Neurônio pré-sináptico mitocôndria MAO aminas Aminas inativas 2. Antidepressivos b) Inibidores da monoaminoxidase (iMAOs) Modificadores seletivos do sistema nervoso central “Reação do queijo” fenelzina isocarboxazida iproniazida moclobemida Inib. reversível de MAO-A 3ª geração Fonte: livro-texto CH3 O N HN NH NH O NH2 NHO HN CH3 CH3 N O N NH O Cl 2. Antidepressivos c) Antidepressivos tricíclicos (ADTs) Modificadores seletivos do sistema nervoso central Protótipo: imipramina 2 anéis aromáticos não planares unidos por anel de 7C cadeia lateral: 3C N-1Me: +potentes e início de ação + rápido que N-2Me subst. no anel: não influencia ação Fonte: autoria própria 2. Antidepressivos c) Antidepressivos tricíclicos (ADTs) Não seletivos Modificadores seletivos do sistema nervoso central REA Anel tricíclico Dist. 3C Amina 3ária Fonte: autoria própria amitriptilina imipramina clomipramina doxepina 2. Antidepressivos c) Antidepressivos tricíclicos (ADTs) Seletivos para norepinefrina Modificadores seletivos do sistema nervoso central REA Anel tricíclico Dist. 3C Amina 2ária Fonte: autoria própria nortriptilina desimipramina protriptilina 2. Antidepressivos d) Inibidores seletivos de recaptura (recaptação). Inibidores seletivos de recaptura de serotonina. Protótipo: fluoxetina (Prozac®). Modificadores seletivos do sistema nervoso central Uso em depressão, TOC, ansiedade, distúrbios alimentares. Vantagem em relação aos compostos tricíclicos = dose tóxica alta (mais seguros), menos efeitos colaterais. Uso de serotonina – não atravessa a BHE. Utilizam-se suplementos alimentares de triptofano e 5HTP (precursores da serotonina). Não causam tolerância ou dependência, porém pode ocorrer síndrome de abstinência. Uso com inibidores da MAO → síndrome serotoninérgica. Fonte: https://commons.wikimedia.or g/wiki/File:Fluoxetine3Dan.gif 2. Antidepressivos d) Inibidores seletivos de recaptura (recaptação). Inibidores seletivos de recaptura de serotonina. Protótipo: fluoxetina (Prozac®). REA Modificadores seletivos do sistema nervoso central Elétron aceptor em p: essencial para potência e seletividade -o ou -m: potência Amina secundária é mais potente do que a terciáriaFonte: https://commons.wikimedia.or g/wiki/File:Fluoxetine3Dan.gif Fonte: autoria própria fluoxetina 2. Antidepressivos d) Inibidores seletivos de recaptura de serotonina. Modificadores seletivos do sistema nervoso central Fonte: autoria própria 2. Antidepressivos d) Inibidor seletivo de norepinefrina e dopamina. O principal fármaco dessa classe é a bupropiona, uma anfetamona. Modificadores seletivos do sistema nervoso central e) Inibidores seletivos da recaptura de serotonina e norepinefrina. f) Inibidores seletivos da recaptura de norepinefrina. Fonte: autoria própria Fonte: autoria própria venlafaxina duloxetina reboxetina atomoxetina O H S N CH3 H O grupo farmacofórico dos antidepressivos tricíclicos necessita de quais elementos estruturais para sua ação não seletiva quanto ao neurotransmissor? a) Anel tricíclico, cadeia alquílica com 3 carbonos e amina secundária. b) Anel tricíclico, cadeia alquílica com 3 carbonos e amina terciária. c) Anel tricíclico com heteroátomos S e N, cadeia alquílica com 4 carbonos e amina secundária. d) Anel tricíclico com heteroátomos S e N, cadeia alquílica com 3 carbonos e amina terciária. e) Anel tricíclico, cadeia alquílica com 2 carbonos e amina terciária. Interatividade O grupo farmacofórico dos antidepressivos tricíclicos necessita de quais elementos estruturais para sua ação não seletiva quanto ao neurotransmissor? a) Anel tricíclico, cadeia alquílica com 3 carbonos e amina secundária. b) Anel tricíclico, cadeia alquílica com 3 carbonos e amina terciária. c) Anel tricíclico com heteroátomos S e N, cadeia alquílica com 4 carbonos e amina secundária. d) Anel tricíclico com heteroátomos S e N, cadeia alquílica com 3 carbonos e amina terciária. e) Anel tricíclico, cadeia alquílica com 2 carbonos e amina terciária. Resposta BARREIRO, E. J.; FRAGA, C. A. M. Química medicinal. As bases moleculares da ação dos fármacos. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. FEIGHNER, J. P. Mechanism of Action of Antidepressant Medications. J. Clin. Psychiatry, v. 60, supl. 4, p. 4-1, 1999. KOROLKOVAS, A.; BURCKHALTER, J. H. Química farmacêutica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988. LEMKE, T. L.; WILLIAMS, D. A.; FOYE, W. 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