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FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO FARMACODINÂMICA CASO CLÍNICO O Almirante X, de 66 anos de idade, é um comandante de submarino até o pronto-socorro mais próximo. Uma vez concluída a avaliação, constata-se que o Almirante X está tendo um infarto do miocárdio anterior. Como o hospital não dispõe de laboratório para cateterismo cardíaco, e como o Almirante X não tem nenhuma contra-indicação específica para a terapia trombolítica (com hipertensão não-controlada, história de acidente vascular cerebral ou cirurgia recente), o médico inicia a terapia com o ativador do plasminogênio de tipo tecidual (tPA), um agente trombolítico, e com heparina, um anticoagulante. A administração de uma dose inadequada desses dois fármacos pode ter consequências terríveis (hemorragia e morte), em virtude de seus baixos índices terapêuticos; por esse motivo, o Almirante X é rigorosamente monitorado, e o efeito farmacológico da heparina é determinado periodicamente através do tempo de tromboplastina parcial (TTP). Os sintomas do Almirante X diminuem nas próximas horas, embora permaneça no hospital para monitorização. Recebe alta depois de 4 dias, e os medicamentos prescritos incluem pravastatina, aspirina, atenolol, lisinopril e clopidogrel para prevenção secundária de infarto do miocárdio. 1. Quais as propriedades de certos fármacos, como a aspirina, que permitem a sua administração sem monitoração dos níveis plasmáticos do fármaco, enquanto outros fármacos, como a heparina, exigem esse tipo de controle? O tamanho da janela terapêutica. 2. Por que o fato de um fármaco ter baixo índice terapêutico significa que o médico deve ter maior cuidado na sua administração? Porque a dose dada (terapêutica) é próxima da dose tóxica, por isso tem que tomar um certo cuidado. CONCEITOS Receptor ou alvo farmacológico: refere-se à macromolécula com o qual o fármaco interage. Em geral aceleram uma reação intrínseca. Receptor: superfície das células ou intracelular. Aceptor: componentes que não causam alteração na resposta bioquímica ou fisiológica (ex: albumina). Agonista: fármaco que se liga em um receptor e age de alguma forma no organismo. Antagonista: substância que se liga ao receptor e não gera ação no organismo. Seu objetivo é bloquear uma resposta. Fármaco + receptor = efeito (agonista) Fármaco + receptor = sem efeito (antagonista) Atenolol: é um antagonista do receptor B1 do coração, ele se liga a esse receptor e impede a adrenalina e noradrenalina de cumprir o seu papel (acelerar o batimento cardíaco) fazendo com que diminua a FC. Então, ele não diminuiu a FC, ele só impediu a adrenalina e noradrenalina de exercer seu papel. Agonista natural: substância que tem um receptor que é dela. Ex: adrenalina tem o seu receptor no coração e faz ele bater. Alvos proteicos para ação: receptores, canais iônicos, enzimas, moléculas transportadoras. Agonista modificado: fármaco que vai interagir com receptor e causar algum efeito, mas não é produzido pelo corpo, FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO não é natural, é algo de fora. Esse efeito pode ser igual ao natural ou menor, se for menos é chamado de agonista parcial (não tem a mesma eficácia). AFINIDADE X EFICÁCIA Afinidade: tendência da substância (droga) a se ligar no receptor. Eficácia: uma vez ligada, a tendência da substância a produzir um efeito. RECEPTORES FISIOLÓGICOS ................................................................................ AGONISTAS 1. PRIMÁRIO/INTEGRAL: mesmo sítio de reconhecimento que o agonista endógeno. Efeito máximo. 2. PARCIAL: eficácia parcial 3. INVERSO: estabiliza o receptor em uma conformação inativa (é reversível). Ex: Loratadina (anti-histaminico) é um agonista inverso do receptor da histamina, ele se liga a histamina e inativa ela. Agonista parcial e inverso: podem ser antagonista. O agonista inverso altera a conformação do receptor, o antagonista não. MODELOS DOS ESTADOS CONFORMACIONAIS Quando nada está ligado tem-se um equilíbrio entre estado ativo e inativo do receptor. Quando agonista se liga tem-se um deslocamento do receptor para seu estado ativo gerando eficácia grande. Quando tem agonista inverso o receptor fica no estado inativo. Ex: Acetilcolina se liga ao seu receptor e da 100% de contração, se conectar um agonista inverso e der 30% de contração, ele atrapalha a função pois faz com que a acetilcolina não se ligue ao seu receptor Agonista pleno: máximo de eficácia. Agonista parcial: gera resposta parcial. Agonista inverso: inativa. FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO ANTAGONISTA Interação sintópica: competição pelo mesmo sítio de ligação do receptor. Tipos: 1. ANTAGONISTA COMPETITIVO SIMPLES Reversível - melhor para prática clínica. Escopolamina (buscopan): antagonista da acetilcolina, competem na ligação do receptor. “Briga” pelo mesmo local do receptor, ganha quem estiver em maior quantidade. Primeira linha: à medida que aumenta a concentração do AGONISTA tem-se um efeito até que chega na eficácia máxima. 2° e 3° linha: AGONISTA na presença de um ANTAGONISTA. O antagonista está ocupando o lugar do receptor do agonista, estão competindo por esse local de ligação. Então quando é dado doses do agonista e o receptor estando ocupado pelo antagonista, não gera efeito e a medida que vai aumentando a quantidade de agonista, ele é capaz de tirar o antagonista do lugar e ocupar, voltando a ter efeito. Isto é, precisa de concentrações maiores de agonista para ter a mesma eficácia – lei da ação das massas. 2. ANTAGONISTA NÃO COMPETITIVO Irreversível ou pseudoirreversível. Não tem competição, não tem lei da ação das massas, ele tira a eficácia do agonista. Muda a eficácia do agonista. Primeira curva é só o agonista (chega na eficácia de 100%), a segunda tem agonista e antagonista (eficácia não chega 100%), na terceira curva tem muito antagonista, 3x mais que agonista e a curva diminuiu, isto é, diminui a eficácia (não chegou nem a 50%). Cada vez que aumenta a quantidade de antagonista vai dando menor eficácia. 3. ANTAGONISTA ALOSTÉRICO Interação com outros sítios de ligação. Fármaco que se liga em um local diferente que o agonista se liga, cada um tem seu sítio de ligação. Quando ele se liga muda a conformação do sítio do agonista, fazendo com que ele não se encaixe mais. O antagonista alostérico é um tipo de não competitivo. FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO Curva semelhante do antagonismo não- competitivo porque também não tem uma competição pelo receptor. Pode aumentar a quantidade de agonista, que mesmo assim não terá competição, não tem lei de ação das massas, diminui a eficácia. Quanto mais antagonista menor a eficácia. Modulador alostérico positivo: melhora a ação - Gráfico 2. Ex: diazepam, o GABA é um neurotransmissor inibitório do nosso organismo, ele se liga ao seu receptor e tem-se uma inibição. Quando tem o fármaco (diazepam) faz com que o GABA se ligue mais fácil ao seu receptor, nesse caso ocorre uma potencialização, dando sono, melhorando a ansiedade. 4. ANTAGONISTA QUÍMICO Interage com agonista. Substância que não se liga no receptor, interage com agonista. Ex: anticorpos monoclonais. 5. ANTAGONISTA FUNCIONAL Inibição indireta dos efeitos celulares ou fisiológicos do agonista. O que está sendo antagônico é a função. Ex: Muito efeito da acetilcolina no órgão pode administrar noradrenalina que terá efeito oposto, não tem a ver com receptor. INTERAÇÃO FÁRMACO-RECEPTOR MECANISMO DE AÇÃO DOS FÁRMACOS ............................................................................. Fármaco vai no canal iônico e impede a abertura dele. O moduladorse liga no canal e não o deixa abrir, mas não é porque eles estão brigando pelo mesmo local. Ex: sódio – importante para ter o potencial de ação. Lidocaína: é um anestésico local que bloqueia o canal de sódio, impedindo que sinta dor porque não assim não gera o potencial de ação. FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO Enzima liga no substrato e se transforma no produto. Se disponibilizar para ela uma estrutura química que é quase igual ao substrato ela acaba sendo “enganada”, se liga e tenta gerar um produto, mas ele não vai ter ação. Tem muitos fármacos que fazem o papel de substrato falso de enzimas. Lembrando que as enzimas podem transformar o pró-fármaco em um fármaco ativo. Ex: serotonina ou noradrenalina, ela é liberada na fenda sináptica, cumpre seu papel e precisa ser recaptada para ser degradada e quem faz isso é uma molécula transportadora. Existem fármacos que inibem isso, eles podem se ligar no mesmo lugar que a serotonina iria se ligar para ser transportada ou em outro local para ter uma alteração da ligação. Se o fármaco estiver ligado não é possivel o transporte. RECEPTORES QUE ALTERAM AS CONCENTRAÇÕES DOS LIGANTES ENDÓGENOS .................................................................................... Alteração: Ä Síntese (neurotransmissor) Ä Transporte (hormônios) Ä Metabolismo (mediadores intracelulares) O fármaco de uma forma geral pode alterar a quantidade do neurotransmissor. Os fármacos podem agir alterando a síntese de um neurotransmissor (aumentando, diminuindo) e como consequência pode alterar a quantidade de algum neurotransmissor, algum hormônio, de um mediador intracelular. Também podem mexer no transporte, como por exemplo no caso da noradrenalina que é liberada na fenda sináptica, depois volta para dentro do neurônio, e tem fármacos que impedem isso. Também podem mexer no metabolismo, alguns fármacos inibem via metabólica. ENZIMA Substrato falso da enzima, gera produto anormal sem efeito desejado. Enzima vai estar inibida porque ela não vai estar disponível para agir no substrato. Ex: Alopurinol – diminui a síntese do ácido úrico no organismo, é um substrato falso, “engana” a enzima que iria produzir o ácido úrico gerando a não produção do mesmo. FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO Aspirina briga com o ácido aracdônico pelo local de ação e se a AAS “ganhar” ele se liga a enzima inibindo a COX, e não gera a formação de prostaglandina, nem de TXA2, não tem dor, inflamação, coagulação sanguínea. AAS se liga e enzima e inibe ela, ocupando o lugar que o ácido aracdônico iria se ligar. CANAIS IÔNICOS Canal de sódio que é controlado por voltagem, que é responsável pelo potencial de ação. Nesse exemplo, o sódio (representado pelo +) tem que entrar e gerar potencial de ação. Algumas substâncias podem se ligar e estimular a abertura do canal ou impedir. MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS A molécula transportadora pega o agonista e coloca ele para dentro da célula e tem fármacos que impedem isso. Ex: pessoa com depressão tem pouca serotonina na fenda sináptica e tomando a sertralina por exemplo, inibe a molécula transportadora (age como antagonista) fazendo com que ela não leve de volta a serotonina para dentro do neurônio assim ela vai acumulando na fenda sináptica, melhorando assim o sintoma da depressão. RECEPTORES FISIOLÓGICOS – SINALIZAÇÕES CELULARES .................................................................................... Constituem os elementos sensores no sistema de comunicação química - agonista se liga no receptor e pode promover: » Abertura/fechamento dos canais iônicos; » Mecanismo de transdução; » Ativação/inibição de enzimas; » Modulação dos canais iônicos; » Transcrição do DNA. Agonista se liga ao receptor e propaga uma mensagem. Tipos de receptores que leva a essa sinalização diferenciada dentro da célula: CANAIS IÔNICOS FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO Receptores ionotrópicos - o receptor é o próprio canal iônico, ou seja, quando o agonista se liga, o receptor abre, quando o antagonista se liga, o receptor impede a abertura. Envolvidos principalmente na transmissão sináptica. Ex: receptor da acetilcolina se liga no receptor nicotínico que faz a contração. Quando a acetilcolina se liga ao receptor (ionotrópico) ele se abre e o sódio entra e gera todo um processo até culminar com a contração muscular, então ele não se abre por diferença de voltagem e sim pela ligação do agonista. Outros ex de receptor excitatório: glutamato. Se um antagonista se ligar, ocupa o lugar e o canal não se abre. Ex: glicina e GABA. RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNA G Atravessam as proteínas plasmáticas de um lado ao outro formando feixes de sete α-hélices. A proteína G possui 3 subunidades (alfa, beta e gama) e um GDP ligado a ela. Esses receptores estão envolvidos na atividade neural, na musculatura lisa, metabolismo, frequência e força de contrações cardíacas, e secreções de glândulas. Ex: Muscarínicos da acetilcolina, noradrenalina (alfa e beta), opióides, dopamina, prostaglandinas etc. Temos nesse caso o agonista se ligando no receptor, e essa ligação irá ativar a proteína G (era GDP e ganha um fosfato, vira GTP) que irá se clivar, separar os grupos, a subunidade alfa vai para um local/alvo e as outras 2 vão para outro e quando isso ocorrer cada algo vai exercer uma função dentro da célula (pode ativar uma enzima e ela produzir algo que levará a uma contração por exemplo, ou inibição dessa contração). FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO O receptor acoplado a proteína G com as várias voltas que dá na membrana, agonista se liga ao receptor, GDP torna-se GTP e tem-se a quebra das subunidades e isso terá uma consequência que depende da localização do receptor, do que estiver ligando etc. Quando as subunidades chegam no alvo ativam a produção do SEGUNDO MENSAGEIRO e é ele que terá um efeito dentro da célula. Quando a proteína G for inibir um alvo a chamamos de inibitória, quando ela for estimulatória chamamos ela apenas de proteína G (mais comum). Opióides como a morfina e seus derivados vão estimular o receptor acoplado a proteína G, vai virar GTP e nesse caso em específico ela é inibitória. ALVOS DA PROTEÍNA G O alvo pode ser a enzima adenilado- ciclase, a fosfolipase C, pode ser um canal iônico ou as enzimas que chamamos de proteínas quinases. Quando a subunidade se desligar do receptor ela pode ir para alguns desses alvos. Se ela for para adenilato-ciclase ela vai produzir o AMPc, que é um segundo mensageiro, é ele que gera ações na célula, ele termina de levar a mensagem. Se ela for para enzima fosfolipase C vai produzir o trifosfato de inositol (IP3) e do diaciglicerol (DAG). Se ela for para um canal iônico, vai fazer com que passe cálcio, potássio e eles que serão os segundos mensageiros. Se for a proteína quinase, ela vai ser ativa e vai produzir quinases, e elas possuem importância de colocar grupo fosfato nas substâncias, gerando também uma sinalização celular. Se for uma proteína G inibitória, o agonista se liga ao receptor, ativando a proteína G que ao interagir com a adenilato ciclase vai inibir a enzima ao invés de estimular, consequentemente irá diminuir a produção do AMPc. Exemplos de inibição da adenilato ciclase: FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO CICLO DO FOSFATIDILINOSITOL (PI) Proteína G virou GTP, clivou, e a subunidade foi para o alvo que é a fosfolipase C que irá fazer a quebra do difosfato de fosfatidilinositol (PIP2) produzindo IP3 e DAG que são segundos mensageiros. Depois de exercerem suas funções eles retomam e produzemnovamente o difosfato de fosfadilinositol. O IP3 normalmente vai aumentar a quantidade de cálcio dentro da célula, está muito envolvido com a contração. O DAG está ligado com coagulação, agregação plaquetária. O DAG ativa a enzima fosfolipase A2 que é responsável pela produção do ácido aracdônico, então tem envolvimento com a produção de prostaglandina, de leucotrienos, envolvido no sistema imunológico RECEPTORES LIGADOS A QUINASES Domínio catalítico: enzima ligada ao receptor, é onde ocorre ações enzimáticas. Receptor transmembrana (atravessa a membrana plasmática) relacionados com enzimas intracelulares. Poucos fármacos conseguem agir nesses receptores. Ex: Tirosinocinases receptores (RTKs) – receptor onde liga: » Insulina » Fatores de crescimentos epidérmicos (EGF) » Fatores de crescimento neural » Fatores de crescimento do endotélio vascular » Fatores de crescimento fibrobástico » Efedrinas Considerando que o fator de crescimento é o agonista. Ele vai se ligar no domínio de ligação (parte externa do receptor) modificando sua estrutura (dimerização) deixando a enzima Tirosinacinase ativa ganhando um grupo fosfato através da chegada da proteína Grb2, passando esse grupo fosfato pra proteína. FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO Após isso ocorre a ativação da cascata de quinases, fosforilando até chegar no núcleo e comandar a transcrição gênica para poder crescer pois é um fator de crescimento. Agonista liga no receptor transmenbrana ativando esse receptor que ativa a enzima que vai ativar uma proteína que vai levar a uma cascata de fosforilação que vai culminar na ativação de uma transcrição gênica. Quando dá um fármaco antagonista do fator de crescimento não tem transcrição genica ou um agonista, que ativa essa cascata. Tem fármacos que são inibidores enzimáticos como os antitumorais/antineoplásicos, que vão inibir enzimas nesse ciclo para inibir também a transcrição gênica (ex: para células neoplásicas que está fazendo transcrição desenfreada). RECEPTORES NUCLEARES Receptor não está na membrana plasmática, está dentro da célula. Tem-se nesse caso um domínio de ligação (onde o agonista ou antagonista se liga), no DNA é chamado de dedos de zinco. Também chamado de receptor ultracelular: ele pode estar dentro da célula (citoplasma) ou dentro do núcleo. Estão envolvidos com reprodução, desenvolvimento e metabolismo. É onde os hormônios fazem sua ação: estrogênios, progesterona, testosterona, glicocorticoides, hormônio tireóideo e vitamina D. Tem-se o hormônio, que vai entrar na célula para encontrar seu receptor (pois ele não está mais na membrana), gerando uma mudança na conformação do receptor, e ele junto com o agonista tem que ir até o DNA, pegar uma parte dele e estimular a síntese de uma proteína – estimula o RNA mensageiro para que ele vá no ribossomo e faça síntese proteica, por isso a importância dos dedos de zinco que passa a informação para o DNA da parte que ele irá fazer a transcrição. O cortisol, por exemplo, vai fazer todo esse processo, ir ao núcleo para estimular a síntese de proteínas que são inibidoras do sistema imunológico, que dificultam o processo inflamatório, inibem a síntese de proteínas que são inflamatórias. Ex: Prednisona – entra dentro da célula, acha o receptor do cortisol, vai no núcleo e inibe síntese proteica de vários tipos de mediadores do processo inflamatório. Então os corticoides não agem na membrana, e sim dentro da célula. E nisso conseguimos diferenciar o tempo de início de ação do fármaco que é mediante ao tipo de receptor que ele age. O fármaco liga-se ao receptor, se for um canal iônico, a resposta é imediata porque o próprio receptor já é o canal iônico, ação é em milessegundos. No caso dos acoplados a proteína G o tempo é um pouco maior (segundos) porque o agonista tem que ligar no receptor que tem que ativar a proteína G que irá ativar a produção de um 2° mensegeiro que gerará a ação. FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO No caso dos receptores ligados a quinase demora mais que os outros acima, porque o agonista tem que interagir com o receptor que irá mudar sua estrutura, vai ativar uma quinase que irá ativar uma enzima ou proteína, que irá ativar uma cascata de quinases que vai até o núcleo levar a transcrição genica e depois disso que terá um efeito, e isso pode demorar algumas horas. Os receptores nucleares demoram mais que todos os outros porque o agonista tem que entrar dentro da célula, achar e ativar o receptor, ir ao núcleo para que ele produza RNA mensageiro, depois vai no ribossomo para fazer síntese proteica e aí que vai começar a surgir o efeito que essa alteração na síntese proteica ativando ou inativando, podendo demorar horas ou dias. DESSENSIBILIZAÇÃO E REGULAÇÃO DOS RECEPTORES .................................................................................... » Síntese e degradação dos receptores; » Modificação covalente; » Combinação com outras proteínas; » Relocalização dentro da célula – receptor que é de membrana começa a ir para dentro da célula; Dessensibilização = perder a eficácia da terapia, podendo causar tolerância e dependência. Ex: Morfina – tem que agir com seu receptor que é acoplado a proteína G para ter efeito. Pode ocorrer ao longo da terapia a produção de células sem o receptor ou o receptor ser degradado, ou modificado ou o receptor começa a ficar sem a proteína G ou o receptor ao invés de ficar na membrana entra na célula fazendo com que não tenha efeito. Por que pode ocorrer de pacientes tomarem o mesmo fármaco por um tempo e ele “parar de fazer efeito”? Porque alguns receptores vão dessensibilizando por conta da estimulação frequente, que pode gerar uma degradação do receptor, diminuir sua síntese, ou uma modificação na estrutura química dele (o fármaco então não consegue mais “encaixar”), pode ocorrer o desacoplamento da proteína G por exemplo no caso da morfina, não tendo mais efeito etc. EXERCÍCIOS .................................................................................... 1- Faça um resumo de todos os fatores que modificam a ação dos fármacos (farmacocinética e farmacodinâmica). Resposta: 2 - Cite o tipo de antagonismo para as duas figuras abaixo, e comente as características de cada um. FARMACOLOGIA MÉDICA I PROFA. CRISTIANE TEIXEIRA NATÁLIA SILVÉRIO Resposta: Figura 1 – antagonista não-competitivo pois mesmo dando uma quantidade grande de agonista não está chegando na eficácia máxima, não tem lei de ação das massas. Figura 2 – antagonista competitivo pois está diminuindo potência, quando aumenta a quantidade de agonista chega na eficácia máxima (lei de ação das massas). 3 - O anti-histamínico é administrado a um paciente que se encontra com rinite alérgica, pois diminui a alergia provocada pela histamina apesar de não ser capaz de gerar efeito farmacológico. Explique se este medicamento é um agonista, antagonista ou agonista inverso. Resposta: é um antagonista porque não deixa a histamina se ligar, não está gerando efeito farmacológico. Poderia ser um agonista inverso também (mas no enunciado falaria que ele está se ligando e modificando a estrutura do receptor). 4 - Analisando um dado efeito de 2 fármacos diferentes verificou-se que, apesar de determinarem o mesmo Emáx, os valores de CE50 são estatisticamente diferentes. O fármaco A apresentou CE50 = 4 ±1 µM e o fármaco B apresentou CE50 = 40 ± 5 µM. Pergunta-se: Qual fármaco é mais potente? Justifique sua resposta. Resposta: o fármaco A é o mais potente pois precisou de uma dose menor para chegar no mesmo efeito/eficácia.
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