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Farmacologia (do grego pharmakon – esse termo grego possui três sentidos principais: remédio, veneno e cosmético - e logos, "estudo") é o estudo de substâncias sob os aspectos de sua obtenção, preparação, ação e interação com os sistemas vivos através de processos químicos, especialmente pela ligação a moléculas reguladoras e ativação ou inibição dos processos corporais normais. A farmacologia comporta divisões e subdivisões. Seus principais ramos são: (a) farmacognosia, identificação dos princípios ativos naturais de origem vegetal e animal; (b) toxicologia, que estuda os agentes tóxicos e venenos, seus efeitos e mecanismos de ação sobre os organismos vivos; (c) A cronofarmacologia, a ciência que estuda a hora mais adequada de tomar os medicamentos, baseando-se no que se sabe do funcionamento do nosso organismo. (d) imunofarmacologia, estuda a ação dos fármacos sobre o sistema imune; (e) Farmacologia Geral: estuda os conceitos básicos e comuns a todos os grupos de drogas. (f) Farmacogenética/farmacogenômica, que estuda as influências genéticas sobre as respostas a medicamentos, estando a Farmacogenética focada em efeitos de genes isolados, enquanto que a Farmacogenômica estuda simultaneamente vários genes e suas interações. (g) Nanofarmacologia (Nanotecnologia aplicada à Farmacologia), objetiva carrear a substância diretamente no local da ação do medicamento e manter a parte saudável intacta; (h) farmacoterapia, o estudo da aplicação dos fármacos nas doenças (Farmacologia Clínica); (i) Farmacodinâmica diz respeito às ações farmacológicas e aos mecanismos pelos quais os fármacos atuam (ou seja, aquilo que os fármacos fazem ao organismo); (j) Farmacocinética diz respeito aos processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção dos fármacos (ou seja, o que o organismo faz aos fármacos). Conceitos: Droga: Qualquer substância química capaz de produzir efeito farmacológico, isto é, provocar alterações somáticas ou funcionais, benéficas (droga-medicamento) ou maléficas (droga-tóxico). O uso popular da palavra droga indica principalmente as substâncias de abuso, tipo maconha, cocaína etc. Fármaco (Pharmakon): Substância química que é o princípio ativo (P.a.) do medicamento (droga-medicamento). Medicamento: “Produto farmacêutico, tecnicamente obtido ou elaborado, com finalidade profilática, curativa, paliativa ou para fins de diagnóstico”. É uma forma farmacêutica terminada que contém o fármaco, geralmente em associação com adjuvantes farmacotécnicos. Remédio: (re = novamente; medior = curar) A ideia de remédio está associada a todo e qualquer tipo de cuidado utilizado para curar ou aliviar doenças, sintomas, desconforto e mal-estar. Alguns exemplos de remédio são: fé ou crença; acupuntura, banho quente ou massagem para diminuir as tensões; chazinho caseiro e repouso em caso de resfriado; hábitos alimentares saudáveis e prática De atividades físicas para evitar o desenvolvimento de doenças crônicas não transmissíveis; É um termo com conceito amplo, significando tudo aquilo que é aplicado com a intenção de combater a dor, a doença ou o que possa prejudicar o organismo receptor. Inclui, além do medicamento, outros processos e recursos. Placebo: Palavra latina que significa “eu vou agradar”. Em farmacologia, significa uma substância ou preparação inativa administrada para satisfazer a necessidade psicológica do paciente. Usado também em ensaios clínicos controlados para determinar a eficácia de novos medicamentos. A palavra também pode aplicar-se a algum processo sem valor terapêutico intrínseco, porém realizado pela sua influência psicológica sobre o paciente. Mesmo os medicamentos já consagrados ou em investigação possuem além da sua ação farmacológica intrínseca, o chamado “efeito placebo” quando o paciente acredita na atividade do medicamento. Fórmula farmacêutica: Conjunto dos componentes de uma receita prescrita pelo profissional ou então a composição de uma especialidade farmacêutica de apresentação. Fórmula magistral: Qualquer produto medicinal preparado numa farmácia de acordo com uma prescrição, para um paciente individual. Fórmula oficinal: Fármaco ou formulação guardada em estoque na farmácia. Em geral, o fármaco tem fórmula e técnica de elaboração inscritas e descristas nas Farmacopéias ou em Formulários. Forma farmacêutica: Medicamento disposto para o uso imediato. Representa a forma de apresentação do medicamento; por exemplo, comprimido, xarope, cápsula etc.; na forma farmacêutica, além do princípio ativo, entram outras substâncias na composição, como veículo ou excipiente, coadjuvante, edulcorante, ligante, conservante, etc. Em geral ela indica a maneira como os Fármacos se apresentam para o uso, e normalmente de acordo com a forma farmacêutica, tem-se a via de administração. FORMAS FARMACÊUTICAS: São também designadas por formas medicamentosas ou formas galênicas. O termo “galênica” representa uma homenagem ao médico-farmacêutico grego Claudius Galeno que obteve a cidadania romana e viveu em Roma no século II de nossa era. Fixou-se em Roma no Império de Marco Aurélio a fim de controlar a peste. Criou tantas preparações de remédios vegetais, misturando ou fundindo cada ingrediente, que a área das preparações farmacêuticas era comumente chamada de “farmácia galênica”. As formas galênicas podem ser divididas em sólidas, semi-sólidas, líquidas, especiais, gasosa e, recentemente, em novas formas farmacêuticas. Na página seguinte, pode-se visualizar as principais formas farmacêuticas que são elaboradas para veicular os fármacos nos organismos receptores. Destacando-se as mais comuns em negrito e itálico. Formas Farmacêuticas Farmacologia Clínica Prof. Dra. Fernanda Osso http://pt.wikipedia.org/wiki/Farmacogen%C3%A9tica A forma farmacêutica é composta em geral da seguinte maneira: Princípio ativo (fármaco propriamente dito) base ou adjuvante, veículo (excipientes) e/ou corretivo (edulcorantes, corantes). Princípio Ativo Representa o componente da formulação responsável pelas ações farmacológicas. Ele pode ser: Base: é a substância ativa com maior atividade farmacológica, quer pelo seu potencial de ação, quer pelo seu volume. Adjuvante: outro(s) princípio(s) ativo(s) que complementa(m) a ação da base. Veículo Parte da forma farmacêutica que lhe confere forma e volume, gerando maior estabilidade, NÃO tem ação farmacológica. De fato, um veículo é o que chamamos de Excipente e destina-se a dar forma, aumentar o volume etc. O fármaco e os excipientes utilizados devem ser compatíveis entre si para gerar um produto estável, eficaz, atraente, fácil de administrar e seguro. Abaixo estão classes de excipientes: . Em toda a bula de medicamento informa-se o excipiente utilizado. Segue exemplo de bula: Corretivo todo ingrediente encontrado numa formulação que visa corrigir o produto final em suas propriedades organolépticas e visuais. Em geral são: Edulcorantes: conferem sabor agradável à preparação; Corantes: conferem cor às formas farmacêuticas. Comprimidos São formas farmacêuticas cilíndricas ou lenticulares, que resultam da compressão ou moldagem de um pó cristalino ou de um granulado. Podem ser administrados por vias oral, sublingual ou vaginal. Drágeas São comprimidos revestidos por uma substância de modo a evitar a sua fácil desagregação (comprimidos revestidos com açucar, revestidos por película, com revestimento entérico) e tem por intuito: Proteger a substância ativa da umidade e luz; Ocultar características organolépticas indesejáveis; Facilitar a ingestão; Proteger o p.a. da destruição estomacal. Emulsões Emulsão é uma dispersão cuja fase dispersa é composta porgotículas de um líquido, distribuídas num veículo no qual é imiscível. Ou seja, emulsões são sistemas dispersos constituídos por duas fases líquidas, que podem ser feitas a partir de água em óleo (A/O) ou o contrário (O/A). Objetivam: Disfarçar o mau sabor ou proporcionar uma melhor solubilidade do fármaco; Devem ser agitadas antes da administração. Soluções São preparações líquidas que contêm uma ou mais substâncias químicas ativas dissolvidas num solvente adequado (normalmente água) ou numa mistura de solventes (aquosos) mutuamente miscíveis. Podem ser classificadas como soluções orais, soluções auriculares, soluções oftálmicas ou soluções tópicas. Outras soluções são classificadas como outras formas farmacêuticas: por exemplo, xaropes, elixires, espíritos (soluções de substâncias aromáticas – solvente alcóolico) ou águas aromáticas (solvente aquoso), tinturas ou extratos fluidos. 2. VIAS DE ADMINISTRAÇÃO: Sólidas Cápsulas Comprimidos (orais e vaginais) Drágeas Grânulos Hóstias Implantações Óvulos Papéis Pérolas Pílulas Pós Supositórios Semi-sólidas Cataplasma Ceratos Cremes Pastas Pomadas Unguentos Líquidas Alcoolatos Alcoolaturas Colutório Emulsões Enemas (enteróclises/Clísteres) Linimentos Óleos medicinais Poções Soluções Suspensões Tinturas Xaropes Especiais Aerossóis Ampolas Bandagens (Ligaduras) Colírios Sprays Gasosa Vaporização Solubilizantes Suspensores Espessantes Diluentes Emulsificantes Estabilizantes Conservantes Desintegrantes Revestimentos Os fármacos são desenvolvidos para serem usados no organismo receptor com a finalidade profilática, curativa, paliativa ou para fins de diagnóstico. Portanto, para adentrar o organismo e alcançar seu destino e objetivo, os fármacos necessitam ser administrados por “vias de administração”. O estudo das vias de administração, na maioria das vezes, trata das vantagens e desvantagens (e também dos cuidados) que se têm quanto à sua aplicação. Via Oral - Esôfago: absorção praticamente nula, serve apenas como “tubo de passagem” - Estômago: mucosa gástrica é capaz de absorver alguns medicamentos especialmente se houver retardo no esvaziamento gástrico - Jejuno: medicamentos sofrem a ação das secreções pancreáticas - Íleo: principal sítio de absorção da maioria dos medicamentos Vantagens Fácil administração (auto-administração) Indolor – conveniente (confortável) Menor custo – econômica Segura (Fácil reversão na intoxicação aguda) Algumas formas farmacêuticas usadas pela via oral: comprimidos, cápsulas, drágeas, soluções, suspensão, emulsão, elixir e xaropes. Pela via oral, os efeitos podem ser sistêmicos ou locais (ex. antiparasitários) Desvantagens Absorção lenta – lento início de ação; Absorção limitada pelas características físico- químicas do fármaco (lipo x hidrossolubilidade); Absorção limitada pela situação fisiológica e patológica do paciente: êmese, inativação por enzimas digestivas ou pH ácido gástrico e irregularidades na absorção (interação com alimentos) ou na propulsão (diarréia); Cooperação do paciente (Impraticável em pacientes em coma ou com êmese); Pode sofrer metabolismo hepático de 1a passagem reduzindo a sua biodisponibilidade. O metabolismo de primeira passagem representa a biotransformação (inativação) que ocorre com os fármacos no seu percurso, entre o seu local de administração até a sua localização no tecido alvo (ou até o tecido da quantificação do fármaco, isto é, o plasma, na circulação sistêmica). O metabolismo de primeira passagem primordialmente acontece no fígado, por isso, ele é frequentemente referido como sendo metabolismo hepático de primeira passagem (parte do fármaco administrado pela via oral e absorvida pelo TGI não chega à circulação sistêmica porque é inativada (metabolizada) ao passar primeiramente pelo fígado). A melhor denominação que se pode dar é eliminação pré-sistêmica (ser eliminada antes de alcançar a circulação sistêmica). Assim, na via oral a absorção do fármaco no TGI depende de: Formulação farmacêutica Características físico-químicas– Lipossolubilidade Estabilidade em pH ácido. Não ser degradado por enzimas digestivas ou enzimas da parede intestinal. Área de superfície disponível para a absorção Tempo de esvaziamento gástrico Tempo de contato com a superfície absortiva Metabolismo hepático de primeira passagem Sublingual O medicamento é drenado para veia cava superior e chega diretamente ao coração onde é distribuído aos tecidos. Diferente da administração oral, nessa via o medicamento não sofre metabolismo de primeira passagem hepática. Vantagens Fácil acesso e aplicação; Circulação sistêmica; Latência curta; Emergência. Algumas formas farmacêuticas usadas pela via sublingual: comprimidos, pastilhas, soluções, aerossois etc. Desvantagens Subst. Irritantes ou sabor desagradável têm pouca aceitação Necessita colaboração pcte Retal Vantagens Praticável em comatosos, paciente com vômitos e incapacidade de deglutir, crianças. Menor efeito de 1ª passagem, somente 50% sofrem 1 passagem e o restante é absorvido pelas veias hemorroidais, caindo diretamente na circulação sistêmica. Desvantagem Muitos fármacos irritam mucosa do reto Expulsão retal Irritação mucosa retal Absorção geralmente irregular e incompleta pela ação da flora bacteriana Endovenosa Vantagens: Efeito imediato; Biodisponibilidade de 100% - Exatidão da concentração sérica desejada (impossível por qualquer outra via) Possibilita a administração de grandes volumes; Possibilita a administração de substâncias irritantes por outras vias. Desvantagens: Material estéril; pessoa capacitada; Incômoda para o paciente; Menor segurança – riscos elevados de efeitos adversos Difícil recuperação após administração da droga Imprópria para substâncias insolúveis ou oleosas (suspensões); Riscos de flebite, infecção e trombose. Intramuscular Vantagens: Início mais rápido que a oral; Possibilita a administração em pacientes incapacitados de deglutir, com vômitos e diarreia; Mais segura que a endovenosa; Possível “controle” de velocidade de absorção (p. ex incorporar agente vasoconstritor p/ retardar absorção) Não sofre efeito de primeira passagem. Desvantagens: Efeitos adversos locais: dor, desconforto, hematoma e lesão muscular. Impossibilita a administração de substâncias muito irritantes com pH fora da neutralidade. A absorção pela via intramuscular depende do fluxo sanguíneo local e do tipo de preparações farmacêuticas (solução aquosa ou suspensão). Via subcutânea Por via subcutânea ou hipodérmica os medicamentos são administrados debaixo da pele, no tecido subcutâneo. Os locais para injeção subcutânea incluem as regiões superiores externas dos braços, o abdômen entre os rebordos costais e as cristas ilíacas, a região anterior das coxas e a região superior do dorso. É importante alternar os locais de injeção para evitar fibrose. Na via subcutânea, quase não se fala de vantagens de desvantagens. No entanto, descrevem-se as suas características: Os medicamentos que ali são usados devem conter substâncias não irritantes, e via regra, usa-se pequeno volume de injetáveis. Os efeitos adversos locais tais como dor, abscesso, fibrose e infecção são observados. A absorção pode ser imediata (por exemplo, solução injetável) ou lenta (quando se usa produto medicamentoso farmacêutico direcionado para tal efeito, por exemplo um implante), mas constante provocando efeito duradouro. Via pulmonar (inalatória) Os fármacos gasosos e voláteis podem ser inalados e absorvidos pelo epitélio pulmonar e pelas mucosas do trato respiratório, sendo o acessoà circulação sistêmica imediato e não havendo a perda causada pela eliminação pré- sistêmica hepática, porém há pequena capacidade de dosagem adequada e administração trabalhosa. Como desvantagens dessa via, temos o difícil ajuste de dose e o fato de algumas drogas causarem irritação do epitélio pulmonar. O uso da via de administração tem uma importância capital na farmacoterapia como mostrado na figura abaixo. A via endovenosa possui maior concentração plasmática por não submeter-se ao metabolismo hepático de primeira passagem, além de não depender de processo absortivo, permitindo, com isto, um grau máximo de controle dos níveis do fármaco circulante. A tabela abaixo relaciona as vias de administração com as respectivas formas farmacêuticas: Tabela 2.2: vias x formas farmacêuticas oral Comprimidos, Cápsulas, soluções, xaropes, elixires, suspensões, magmas, géis, pós Sublingual Comprimidos, Pastilhas ou trociscos Parenteral Soluções, Suspensões Epidérmica/transdérmica pomadas, cremes, bombas de infusão, pastas, emplastros, pós, aerossóis, loções Discos transdérmicos (patches), soluções Conjuntival Inseridos na lente de contato, Pomadas Intra-ocular/intra-auricular Soluções, suspensões Intranasal Soluções, sprays, inalantes, pomadas Inalatória (respiratória/pulmonar) Aerossóis Retal Soluções, pomadas, supositórios Vaginal Soluções, pomadas, espumas em emulsão, comprimidos, inserções, óvulos, esponjas uretral Soluções, velas 3. FARMACOCINÉTICA O conceito de equilíbrio farmacocinético e a descoberta de que a concentração plasmática de um fármaco tem relação com seu efeito farmacológico permitiu o amplo desenvolvimento da Farmacocinética. Entende-se por equilíbrio farmacocinético um equilíbrio dinâmico que significa que a concentração plasmática é um reflexo quantitativo do que ocorre em todo o organismo. Pode-se utilizar a concentração plasmática como uma medida indireta da concentração do fármaco no sítio de ação. A Farmacocinética pode ser compreendida como o estudo dos processos de absorção (A), distribuição (D), metabolismo (M) (biotransformação) e Excreção (E) de um fármaco e do modo pelo qual esses processos determinam seu destino no organismo. O termo biotransformação geralmente é utilizado no caso de xenobióticos (moléculas exógenas), enquanto metabolismo refere-se às mesmas reações que ocorrem com substâncias endógenas. Nesse contexto, é comum referir-se à Farmacoinética como a disciplina que estuda os processos ADME. A Farmacocinética ainda pode ser entendida como o estudo e a caracterização, em função do tempo, dos processos ADME e sua relação com os efeitos terapêuticos e tóxicos no organismo. Uma maneira simples de compreender o que é a farmacocinética é defini-la como sendo o que o organismo faz com o fármaco. Com efeito, o organismo absorve o fármaco, distribui o fármaco, biotransforma o fármaco e excreta o fármaco. Pode-se relacionar esse entendimento com o que o organismo faz com os nutrientes, que além de absorvê-los e distribuir, também os elimina. Na verdade, a eliminação diz respeito aos dois processos farmacocinéticos Biotransformação (metabolismo) e excreção, que serão discutidos a seguir. Portanto, o metabolismo e a excreção são geralmente englobados no conceito dos processos irreversíveis responsáveis pela eliminação do fármaco do organismo. Absorção A absorção é a transferência do fármaco do seu sítio de administração para a circulação sistêmica; portanto, é importante para todas as vias de administração (com exceção da via intravascular (endovenosa e arterial) ou de todas as vias por intermédio das quais os fármacos são depositados diretamente no seu local de ação, por exemplo, a via intratecal onde o fármaco é colocado diretamente no líquido cefalorraquidiano). Quando o objetivo terapêutico é sistêmico, o fármaco necessita penetrar no plasma para alcançar o seu local de ação. A eficiência e a taxa de absorção (velocidade) dependem da via de administração, da solubilidade e de outras propriedades físico-químicas do medicamento. Em geral, nas vias de administração extravasculares, pode ocorrer absorção apenas parcial, o que diminui sua biodisponibilidade (fração do fármaco que atinge a circulação sistêmica de forma intacta). Portanto, os fármacos entram na circulação geral de duas maneiras: diretamente, sem enfrentar barreiras, por injeção intravascular, ou indiretamente, quando introduzidas por vias extravasculares. Quando os fármacos são administrados por vias extravasculares, eles necessitam atravessar barreiras, que são representadas pela bicamada fosfolipídica das membranas biológicas, desde o seu sítio de aplicação até a circulação sistêmica. Essa travessia dos fármacos pode acontecer por diversas maneiras como apresentado na figura abaixo: Fatores que influenciam a absorção pelo TGI: Propriedades químicas do fármaco: 1. Preparações líquidas; 2. Preparações sólidas; 3. Velocidade de dissolução; 4. Tempo de desintegração. Variáveis fisiológicas: 1. Esvaziamento gástrico; 2. Tempo de trânsito; 3. pH do meio; 4. Interação com alimentos; 5. Área de superfície; 6. Fluxo sanguíneo mesentérico. Via regra, todo fármaco é um eletrólito fraco, ou seja, contêm grupos ácidos ou básicos fracos que, em meio aquoso, se dissociam parcialmente, isto é, ionizam-se mantendo uma fração neutra (lipossolúvel) e uma fração ionizada (hidrossolúvel) Como as barreiras biológicas são, em sua maioria, as bicamadas lipídicas membranares, a fração neutra, então, é a que mais apresenta maior capacidade de atravessar as barreiras, pois ela é lipofílica; enquanto que a fração ionizada é a que menos atravessa as barreiras por ser hidrossolúvel e lipofóbica. Portanto, quanto mais prevalentes as formas neutras de um fármaco, maior sua absorção. Como já contextualizado, as drogas podem ser ácidas ou alcalinas e só conseguem ser absorvidas pelas células, na sua forma não ionizada (NI). Uma droga ácida está amplamente no estado NI (absorvível) quando em contato com meio ácido, ao passo que uma droga alcalina está amplamente na sua forma NI (absorvível) quando em contato com meio alcalino. A importância disso no momento da absorção se dá especialmente quando há retardo do esvaziamento gástrico. Com um esvaziamento gástrico retardado, pode-se aumentar a absorção de drogas ácidas, pois ela estará predominantemente na sua forma NI, e reduz a absorção de drogas alcalinas que estarão predominantemente na sua forma ionizada não absorvível. Embora a mucosa gástrica não seja o sítio de absorção de medicamentos, em caso de retardo do esvaziamento, ela pode conseguir absorver uma quantidade significativa de droga, exercendo um efeito perigoso de especialmente com drogas ácidas, que podem exercer efeito tóxico. Absorção x Biodisponibilidade FIG.: travessia dos fármacos pelas membranas Por definição, a absorção de uma droga é a taxa na qual o fármaco deixa seu local de administração e a biodisponibilidade é a quantidade da droga que atinge seu local de ação. Sendo assim, uma adequada absorção é o passo inicial para atuação da droga, mas apenas ela não garante que esta droga estará biodisponível, já que esta pode sofrer influencias de fatores pré-absorção, como enzimas na mucosa intestinal que os inativa, e pós absorção como metabolismo de primeira passagem e circulação enterohepática. Suponhamos que 100 mg de um certo fármaco sejam administrados por via oral e 70 mg cheguem inalterados à circulação sistêmica, pode-se inferir que sua biodisponibilidade é de 70%. Na via endovenosa, 100% do fármaco administrado atingem o plasma. Tab.3.1: Fatores que influenciam a biodisponibilidade dos fármacos Bioequivalência Um estudo debioequivalência tem por objetivo comparar as biodisponibilidades de dois medicamentos considerados equivalentes farmacêuticos ou alternativas farmacêuticas e que tenham sido administrados na mesma dose molar. Entende-se por equivalentes farmacêuticos os medicamentos que contêm a mesma substância ativa, na mesma dose e na mesma forma farmacêutica. Se nestas condições as biodisponibilidades de dois medicamentos forem consideradas similares, os seus efeitos, no que diz respeito à eficácia e segurança dos mesmos serão essencialmente os mesmos. Em resumo, o teste de bioequivalência é um método indireto de avaliar a eficácia e a segurança de qualquer medicamento contendo a mesma substância ativa que o medicamento original, cuja ação seja dependente da entrada na circulação sistêmica. O teste de bioequivalência consiste na demonstração de que o medicamento genérico e seu respectivo medicamento de referência (aquele para o qual foi efetuada pesquisa clínica para comprovar sua eficácia e segurança antes do registro; muitas vezes é chamado de medicamento de marca) apresentam a mesma biodisponibilidade no organismo. Assim seja, a definição legal do “medicamento genérico” é: aquele que contém o mesmo fármaco (princípio ativo), na mesma dose e forma farmacêutica, é administrado pela mesma via e com a mesma indicação terapêutica do medicamento de referência no país, apresentando a mesma segurança que o medicamento de referência no país, podendo este ser intercambiável. O Ministério da Saúde através da ANVISA, avalia os testes de bioequivalência entre o genérico e seu medicamento de referência, apresentados pelos fabricantes, para comprovação da sua qualidade. Além dos genéricos, há os medicamentos similares. Estes possuem o mesmo princípio ativo e dose do original mas se diferia do genérico por não ter a obrigatoriedade do teste de bioequivalência. Contudo, a partir de 2013 os similares passaram também a ter os testes de bioequivalência exigidos pela ANVISA e desde então possuem a mesma eficácia comprovada comparada ao genérico. Distribuição A maioria dos fármacos são lipossolúveis e por essa razão precisam se ligar à proteínas plasmáticas para conseguirem ser carreados no sangue. Ocorre que a fração não-ligada (fração livre) é a forma farmacologicamente ativa e à medida que a concentração do fármaco livre decai por distribuição, eliminação (biotransformação ou excreção), o fármaco ligado se dissocia da proteína, mantendo a concentração do medicamento livre, como se fosse uma fração total constante do fármaco no plasma. Tab.3.2 : Ligação dos fármacos à proteínas plasmáticas Algumas situações fisiológicas e/ou fisopatológicas podem alterar este acoplamento fármaco-proteína. Por exemplo, a hipoalbuminemia provocada por desnutrição, doença hepática e último trimestre da gravidez, aumenta a concentração plasmática livre de fármacos ácidos por reduzirem a quantidade de albumina. Por outro lado, situações de inflamação importante (ex. câncer, artrite, infarto agudo do miocárdio) aumentam a concentração plasmática de α-1 glicoproteína por ser uma PTN de fase aguda positiva, o que reduz a concentração plasmática livre de fármacos básicos. Para fins de efeito clínico dessa relação, os fármacos mais ligados às proteínas plasmáticas são os que sofrem alteração no seu perfil farmacológico quando deslocados dos seus sítios de ligação com a proteína-alvo. Seguem exemplos de fármacos altamente ligados à PTN: Eliminação dos Fármacos Fármaco Liga-se a: Ácido fraco albumina Básico fraca α-1-glicoproteína Perda irreversível dos fármacos do corpo através de dois processos: metabolismo (biotransformação/metabolização) e excreção. A- Biotransformação A maior parte dos fármacos, para serem excretados, necessitam sofrer transformações químicas, já que estes, em sua forma ativa, tendem a ser lipofílicos, dificultando a excreção pela urina. Assim sendo, a biotransformação é um termo usado para indicar as alterações químicas que ocorrem com os fármacos no interior do organismo, quando são metabolizados e alterados por diversos mecanismos bioquímicos que os tornam: Compostos menos capazes de ser armazenados em tecido adiposo; Compostos menos capazes de atravessar a membrana celular; Compostos hidrossolúveis (polares). Em geral, os medicamentos hidrossolúveis são facilmente excretados pelos rins sem muitas vezes precisar passar pelo processo de biotransformação. Em suma, a biotransformação dos fármacos constitui processos complexos que o fármaco sofre no organismo receptor em algum ponto entre a absorção e a excreção renal, sendo o fígado, o principal órgão envolvido no metabolismo, mas ocorrendo também no plasma e em outros tecidos. A biotransformação envolve basicamente dois tipos principais de reações bioquímicas conhecidas como reações de fase I e de fase II. Na fase I temos a atuação principalmente do complexo enzimático que compreende o citocromo P-450 (CYPs) que consistem em reações de hidrólise, redução e oxidação, sendo esta última a mais comum e de maior relevância quando se trata de biotransformação dos xenobióticos. Essas reações normalmente resultam apenas em aumento discreto da hidrossolubilidade em relação à molécula original, mas fornecem os grupos funcionais que possibilitam as reações de fase II de conjugação a um composto endógeno (glucuronização, sulfatação, acetilação, metilação, conjugação com glutationa (considerada por alguns autores como fase III de biotransformação) e conjugação com aminoácidos (como glicina, taurina, e ácido glutâmico). Os metabólitos conjugados são solúveis em água e encontrados na urina e fezes. Sabe-se que essas reações de biotransformação ocorrem em todos os tecidos, mas o fígado, seguido do rim, trato gastrointestinal, pele e pulmões são os principais. Podemos de forma simplificada, dizer que os sistemas enzimáticos de fase I predominam no retículo endoplasmático e os da fase II, no citoplasma da célula. As CYPs constituem uma família de enzimas do Cit P450 que possuem uma molécula de heme ligada à cadeia polipeptídica, sendo o heme a unidade de ligação do oxigênio presente na hemoglobina. É bastante comum que enzimas que realizam oxidação, contenham grupos heme, e isto ocorre com muitas outras além das CYP. No metabolismo de um substrato pela CYP ocorre consumo de oxigênio, produzindo como resultado final da reação um substrato oxidado e água. A questão é que, na maioria das vezes, o consumo de oxigênio na reação é desproporcional, gerando como consequência espécies reativas de oxigênio, os radicais livres (O2-). Desta forma, pode-se afirmar que todas as reações de fase 1 são produtoras de radicais livres. Consequências do desequilíbrio entre reações de fase 1 e 2 Tanto a dieta quanto o ambiente podem alterar o metabolismo dos fármacos ao induzir ou ao inibir as enzimas do sistema P450. As variações genéticas são em primeira instância, o principal determinante das variações nas metabolizações de xenobióticos, uma vez que as diferenças na expressão e inibição de certos genes alteram a concentração das enzimas. Além disso, certos fatores como o sexo, a idade e os próprios xenobióticos ou outras substâncias (tabela abaixo) também são cruciais. No indivíduo saudável a atividade da fase I e II é equilibrada, de maneira que os metabólitos gerados na fase I, que podem ser tóxicos, são neutralizados pela conjugação da fase II e excretados. Entretanto, frente a um desequilíbrio entre as fases, podemos ter consequências danosas importantes. A situação clínica mais preocupante é quando há aceleração da fase I sem que haja o acompanhamento da fase II, pois haverá acúmulo de toxinas que serão geradas e não conseguirão ser excretadas. Além das toxinas, como todas as reações de fase I geram radicais livres, uma aceleração pode resultar em dano oxidativo à célula, além de maiordemanda por nutrientes antioxidantes. Modificadores de reações de fase I Enzima Indução inibição CYP1A1 - hidrocarboneto do tabaco -indol-3-carbinol (presente nas crucíferas) CYP2B - pesticidas halogenados (ex. DDT) - hidrocarbonetos voláteis (cetonas, xilenos e piridina) - bifenilas poli- halogenadas (PCB e PBB) CYP2E1 - etanol (é a principal forma induzível pelo etanol) aumento significativo da sua expressão hepática, sendo apontado pelos - terpenos presentes na laranja e limão autores como um possível mecanismo anticarcinogênico atribuído ao Omega-3 (Estudo em ratos tratados por 4 semanas com Omega- 3) CYP3A4 - erva-de-são João - derivados do psoraleno - flavonóides encontrados no suco de toranja (grape fruit) - tiamina, riboflavina e piridoxina CPY1A2 - carnes grelhadas no carvão - vegetais crucíferos - Suco de toranja Modificadores de reações de fase II Sulfatação (SULTs) dietas ricas em café, chocolate e vinho tinto, bem como metais tóxicos (mercúrio e chumbo) Metilação alcoolismo, tabagismo, dietas hiperlipídicas por longo período, mercúrio e chumbo Conjugação com glutationa tabagismo, DPOC, inflamação, Diabetes B) Excreção O organismo tende a eliminar xenobióticos que nele sejam introduzidos e o faz através de diversas vias, as principais vias são renal, pulmonar, o sistema hepatobiliar e o leite materno. A via excretória mais importante é a renal, por meio da urina, mas existem outras vias secundárias, tais como: fezes e glândulas (suor, saliva e lágrima). Os fármacos podem ser eliminados inalterados ou convertidos em metabólitos, a grande maioria, porém sofre biotransformação parcial ou total. Como discutido no item distribuição, a substância então quanto mais polar for, mais lipoFÓBICA ela é e mais facilmente será excretada, pois a lipofilicidade proporciona à substância maior facilidade de reabsorção pelas mucosas dos sistemas excretores. A eliminação de medicamentos e metabólitos pela urina envolve os seguintes processos: filtração glomerular, secreção tubular ativa e reabsorção tubular passiva. (a) Filtração glomerular: os fármacos livres penetram nos rins pelas artérias renais, as quais se dividem para formar o plexo glomerular, atravessam a rede capilar para o espaço de Bowman como parte do filtrado glomerular. A quantidade de fármaco que entra na luz tubular por filtração é dependente da ligação fracionada deste fármaco com as proteínas plasmáticas. Quando um fármaco se liga a albumina plasmática, por exemplo, sua concentração no filtrado é menor que a concentração plasmática, pois a albumina não atravessa livremente a barreira. A filtração glomerular corresponde a 20% do fluxo sanguíneo renal (240 ml/min) que chega ao glomérulo através da arteríola aferente. O líquido filtrado é isento de proteínas e elementos celulares. O restante dos 80 % do fluxo sanguíneo continuam pela arteríola eferente. O que teoricamente significa dizer que, num indivíduo com a função renal preservada, somente as moléculas dos fármacos contidos nesses 20% sofrerão filtração glomerular, o grande restante continuará no plasma com os 80% do sangue que não sofreram filtração glomerular. (b) Reabsorção tubular passiva: à medida que o filtrado glomerular chegue ao túbulo, a água é reabsorvida no túbulo proximal, sendo que o volume que emerge como urina é apenas 1% daquele filtrado (aproximadamente 2 l dos 180 l/dia de um paciente de 70 kg). O restante dos 99% do filtrado glomerular sofre a reabsorção tubular passiva. Fármacos lipossolúveis são mais reabsorvidos por atravessarem mais facilmente as membranas das células tubulares. Se, por outro lado, o fármaco for polar (hidrossolúvel) o mesmo permanecerá nos túbulos renais e sua concentração aumentará até ficar mais alta na urina do que no plasma. (c) Secreção tubular ativa: Nos túbulos proximais os fármacos são transferidos para a luz tubular mediante dois sistemas transportadores independentes e relativamente não-seletivos. Um deles transporta substâncias ácidas (transportadores de ânions orgânicos – OAT) e, o outro, substâncias básicas orgânicas (transportadores de cátions orgânicos – OCT). Esses sistemas podem reduzir a concentração plasmática do fármaco a quase zero, transportando-o contra um gradiente eletroquímico. Como, pelo menos, 80% do fármaco que chega ao rim é apresentado ao transportador, a secreção tubular representa o mecanismo mais eficaz para excreção de fármacos pelos rins. A influência do pH urinário na excreção de fármacos Os fármacos básicos numa urina ácida estão predominantemente ionizados, o que faz com que eles tenham dificuldade de atravessar as membranas tubulares, ou seja, têm restrição à reabsorção tubular passiva; devido a essa ionização na urina ácida, os fármacos básicos sofrem o que é denominado de sequestro iônico ou aprisionamento iônico. Assim quando a urina é ácida as substâncias básicas são melhor eliminadas (anfetaminas, cocaínas, heroínas etc.). Pode-se raciocinar da mesma sorte acerca dos fármacos ácidos. Quando a urina é básica as substâncias ácidas são melhor eliminadas. Por exemplo, diante de uma intoxicação com o ácido acetil salicílico (AAS), o clínico pode lançar mão da alcalinização da urina com o bicarbonato de sódio para aumentar a excreção do tóxico, pois assim ele promove o sequestro iônico. Alguns fatores podem interferir na excreção renal dos fármacos tais como insuficiência Renal; redução do fluxo sanguíneo renal: hemorragias; insuficiência cardíaca; competição de dois fármacos pelo mesmo mecanismo de secreção; pH da urina e a idade. Na aula de interação fármaco-nutrientes iremos compreender como a alimentação possui papel importante na modificação do pH urinário e consequentemente influencia na indução ou inibição da excreção de fármacos pela urina. B) 2. Exreção Biliar e Fecal As células hepáticas transferem diversas substâncias, inclusive fármacos, do plasma para a bile por meio de sistemas de transporte semelhantes aos do túbulo renal. Vários conjugados hidrofílicos de fármacos (especialmente glicuronídeos) são concentrados na bile e levados para o intestino, onde o glicuronídeo é hidrolisado, liberando o fármaco ativo novamente; o fármaco livre pode então ser reabsorvido e o ciclo se repetir (circulação êntero-hepática). Esse processo cria um “reservatório” de fármaco recirculante que pode representar até cerca de 20% do total de fármaco presente no organismo, prolongando sua ação. Exemplos em que isso é importante incluem a morfina e etinilestradiol. Diversos fármacos são eliminados pela bile em quantidades consideráveis. A rifampicina é absorvida no intestino e desacetilada lentamente, retendo sua atividade biológica. As duas formas são secretadas na bile, mas a forma desacetilada não é reabsorvida e, assim, com o passar do tempo, a maior parte do fármaco abandona o organismo nessa forma através das fezes. 4. FARMACODINÂMICA A farmacodinâmica é uma ciência experimental que estuda quantitativamente os efeitos bioquímicos e fisiológicos dos fármacos e de seus mecanismos de ação, por meio da combinação do fármaco com uma macromolécula celular que se liga ao fármaco e medeia as suas ações farmacológicas. Essa macromolécula é denominada receptor. Atualmente temos quatro principais tipos de receptores bem conhecidos e estudados: Receptores ligados a canais iônicos, também chamados de ionotrópicos (ex.: receptor nicotínico de Acetilcolina); Receptores ligados à quinase, também conhecidos como receptores transmembrana com domínios citosólicos enzimáticos (ex.: receptor de insulina); Receptores intracelularesligados à transcrição gênica (ex.: receptor de estrogênio); Receptores acoplados à proteína G, também chamados de metabotrópicos (ex.: receptor beta- adrenérgico). Em geral, os receptores existem por existirem algumas substâncias endógenas que se ligam a eles; essas substâncias que se acoplam aos receptores são chamadas de ligantes ou ligandos endógenos. Os receptores, na verdade, são os elementos sensores no sistema de comunicações químicas que coordenam a função de todas as diferentes células do organismo, sendo mensageiros químicos dos vários hormônios, transmissores e outros mediadores. Algumas substâncias podem ser quimicamente atraídas ao receptor, isto é, ter afinidade para com o receptor da mesma forma que o ligante endógeno. Por exemplo, uma substância química semelhante à acetilcolina (Ach) pode se ligar ao receptor nicotínico da mesma forma do que a Ach e promover, desta forma, a contração muscular; assim age a nicotina. Na farmacodinâmica, as substâncias que interagem com um receptor e desencadeiam uma resposta celular, são denominadas agonistas. A acetilcolina e a nicotina são agonistas dos receptores da placa terminal muscular esquelética (receptores nicotínicos). Por outro lado, há substâncias que, apesar de serem semelhantes à acetilcolina (ou não) interagem com o receptor, mas não são capazes de induzir uma alteração necessária para provocar a entrada de sódio na célula, com isso, a contração da fibra não é desencadeada, contudo, por ocupar o sítio ativo do receptor, a substância inibe a interação da acetilcolina com o mesmo – este tipo de fármaco é denominado de antagonista. “Todas as substâncias são venenos, não existe nada que não seja veneno. Somente a dose correta diferencia o veneno do remédio.” Paracelso (Médico e físico do século XVI)
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