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FARMACODINÂMICA Prof.ª Jucimara Baldissarelli UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E FARMACOLOGIA Disciplina de Farmacologia FARMACOLOGIA Ciência que estuda o mecanismo de ação, o emprego e os efeitos dos fármacos no organismo FARMACOTERAPIA • Emprego de fármacos para o tratamento de doenças. Objetivos: • Alterar sintomas e sinais. Ex: dor e febre • Destruir parasitas. Ex: bactérias • Substituir substâncias ausentes ou presentes em quantidades insuficientes. Corpo Fármaco Liberação Absorção Distribuição Biotransformação Eliminação Fármaco Corpo Estudo dos efeitos bioquímicos e fisiológicos dos fármacos e seus mecanismos de ação. FARMACOLOGIA FARMACOCINÉTICA FARMACODINÂMICA FARMACODINÂMICA Por que estudar? • Compreender os efeitos dos fármacos • Compreender o mecanismo de ação • Entender algumas interações medicamentosas Ação dos fármacos: • Muitos fármacos atuam em receptores celulares: • Exercem ação química nas células e somente assim são eficazes. • Outros atuam por mecanismos não celulares. Como agem os fármacos • Osmóticos : - Diuréticos: Manitol - Laxantes: Sais de magnésio • Adsorventes: carvão ativado • Quelação: chumbo x EDTA-Ca • Neutralização: HCl x anti-ácido • Tratamento da intoxicação com ácidos com bicarbonato • Inativação: heparina x protamina Para produzir resposta farmacológica os fármacos que agem por mecanismos celulares devem: Exercer alguma influência química em um ou mais constituintes das células. • Pontos de ligação são frequentemente referidos como “alvos farmacológicos”. • Associação entre uma molécula de um fármaco e seu alvo Resposta fisiológica principal foco da pesquisa farmacológica. Como agem os fármacos Maioria! Geralmente se localizam nas superfícies das células. Como agem os fármacos Local onde o fármaco interage e produz um efeito farmacológico. Geralmente apresentam múltiplos efeitos: Mecanismos de ação único exercido em diferentes sítios ou de múltiplos mecanismos de ação. • Receptor descreve as moléculas proteicas cuja função é reconhecer os sinais químicos endógenos e responder a eles. EA associados às interações fora do seu local de ação. Ex.: Amiodarona (arritmias cardíacas): Semelhança estrutural com HT podendo interagir com receptores tireoidianos nucleares. Interações fármaco-receptor – Especificidade: Especificidade Interação com um tipo de receptor: Altamente específico. Interação com vários receptores em diferentes tecidos: Baixa especificidade Nenhum fármaco atua com total especificidade! Porque um fármaco em determinados sítios produz efeitos biológicos e em outras células, tecidos ou órgãos nada acontece ? Alvos para ação dos fármacos Em geral, os fármacos alteram a velocidade ou a magnitude de uma resposta celular intrínseca, em vez de produzir reações que antes não ocorriam. Características da ação dos fármacos Para produzir efeito farmacológico o fármaco precisa ter duas características: Fármacos com alta potência exibem alta afinidade pelos receptores e, portanto, ocupam uma proporção significativa desses, mesmo em baixas concentrações. Tendência do fármaco de se ligar ao receptor. A ocupação do receptor é regulada pela afinidade. Afinidade Eficácia Quanto maior a capacidade de ativar uma molécula do receptor mais eficaz é o fármaco. Interações fármaco-receptor Interações fármaco-receptor • Agonistas plenos Máxima resposta tecidual • Agonistas parciais: Resposta submáxima mesmo quando 100% dos receptores estão ocupados. • Antagonistas: Não causam resposta Exemplo: Administração de adrenalina em pacientes com parada cardio-respiratória, para aumentar a frequência cardíaca. O nosso organismo precisa estar em homeostasia. Por esse motivo, é comum que ao administrar o hormônio, o SNC ache que algo está errado e tente reequilibrar (ele não sabe que está ocorrendo uma parada cardíaca). • Kd: Constante de dissociação • Expressa a razão entre o fármaco livre e o fármaco ligado • Mede a força da interação reversível entre um fármaco e seu receptor. • Constante de afinidade ou associação é a recíproca de Kd. Um fármaco com alta afinidade tem uma baixa Kd e liga-se a uma quantidade maior de receptores, em baixa concentração, quando comparado a um fármaco de afinidade baixa. Curva dose-resposta Relação entre concentração e efeito de fármacos Descreve a seletividade com que o fármaco produz efeitos desejáveis X indesejáveis. IT = DL50 DE50 Concentração para que 50% da população apresente efeito letal. Concentração para que 50% da população apresente a resposta desejada; Relação entre concentração e efeito de fármacos • A resposta biológica à ação do fármaco é frequentemente representada na forma de uma curva concentração × efeito (in vitro) ou dose × resposta (in vivo). • Estimar a resposta máxima do fármaco (Emáx) e a dose necessária para produzir 50% da resposta máxima (CE50 ou DE50). Comparação de fármacos diferentes que produzem efeitos qualitativamente similares. Utilizado para curvas quânticas, dose em que 50% dos indivíduos respondem ao fármaco. Quando é possível descrever a eficácia relativa dos fármacos em determinado receptor, o composto com eficácia intrínseca baixa é um agonista parcial. Relação concentração e efeito de fármacos – Quantificação do agonismo Qual a diferença entre os agonistas X e Y? Tipos de Antagonismo Possui afinidade mas sem eficácia intrínseca. • Agonistas e antagonistas competitivos ligam-se e desligam-se continuamente. • Kd da molécula antagonista é elevada. • Reversível: Ao ocupar uma proporção dos receptores livres, o agonista reduz a taxa de associação das moléculas de antagonista. Antagonismo competitivo: Tipos de Antagonismo Quando a concentração do agonista não é capaz de superar o efeito bloqueador. • Antagonismo não competitivo: quando o antagonista se liga ao receptor na mesma posição do agonista, mas se dissocia muito lentamente, ou praticamente não se dissocia. Aspirina e omeprazol. Tipos de Antagonismo A afinidade do receptor por seu agonista é reduzida pelo antagonista alostérico. O fármaco que se liga a um sítio alostérico também pode potencializar os efeitos dos agonistas primários: agonista ou coagonista alostérico. ADITIVIDADE X SINERGISMO Combinação de fármacos: Dois ou mais fármacos são necessários para tratar vários distúrbios. ≠ Mecanismo de ação: Efeitos sinérgicos aditivos e positivos; Não se pode supor que os efeitos sejam iguais aos obtidos isoladamente! TIPOS DE TOXICIDADE DOS FÁRMACOS • EFEITOS ADVERSOS COLATERAIS: São incômodos mas não prejudiciais. • EFEITOS ADVERSOS TÓXICOS: Acima da dose terapêutica. EFEITOS DOS FÁRMACOS REAÇÕES DOSE-DEPENDENTES: Farmacológicas: A progressão dos efeitos ocorre de forma esperada com aumento da dose. Também pode ocorrer com a duração da exposição a doses terapêuticas; Toxicidade patológica: Doses acima do que o organismo consegue metabolizar. Ex.: Paracetamol. Efeitos genotóxicos: Radiações ionizantes e várias substâncias químicas são causadoras de dano ao DNA e podem levar a mutagênese e carcinogênese. Ex: quimioterápicos EFEITOS DOS FÁRMACOS REAÇÕES ALÉRGICAS • Mediadas pelo sistema imune, resultam das sensibilização prévia a determinada substancia ou outra estruturalmente similar; REAÇÕES IDIOSSINCRÁSICAS Idiossincrasia: Reatividade anormal a um fármaco peculiar a um indivíduo: Sensibilidade extrema a doses baixas ou insensibilidade extrema a doses altas. Em geral: por diferenças genéticasno metabolismo do fármaco ou mecanismos imunológicos; INTERAÇÕES FÁRMACO-FÁRMACO VANTAGENS DAS INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS SINERGISMO • AUMENTO DA EFICÁCIA TERAPÊUTICA (sulfametoxazol+trimetoprim) • REDUÇÃO DE EFEITOS TÓXICOS (sulfas) • MAIOR DURAÇÃO DE EFEITO (insulina NPH) • COMBINAÇÃO DE LATÊNCIA CURTA COM DURAÇÃO MAIOR DE EFEITO (penicilina G procaína e cristalina) • IMPEDIMENTO OU RETARDO DE APARECIMENTO DE RESISTÊNCIA BACTERIANA (esquema tríplice da tuberculose) • IMPEDIMENTO OU RETARDO DE EMERGÊNCIA DE CÉLULAS MALIGNAS (antineoplásicos) • AUMENTO DE ADESÃO AO TRATAMENTO (rifampicina na tuberculose) VANTAGENS DAS INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS ANTAGONISMO • ANULAR EFEITO INDESEJÁVEL (tiazídico+ espironolactona) • INATIVAR COMPOSTO CAUSADOR DE INTOXICAÇÃO (carvão ativado) DESVANTAGENS DAS INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS • SOMAÇÃO DE EFEITOS INDESEJADOS (aminoglicosídeos+ cloranfenicol) • ASSOCIAÇÕES COMERCIAIS FIXAS: dificuldade de identificar o causador do efeito. • USO PARA CONTRABALANÇAR FALTA DE DIAGNÓSTICO ACURADO Como agem os fármacos Tipos de receptores Os receptores originam muitos tipos diferentes de efeitos celulares: • Muito rápidos: como os envolvidos na transmissão sináptica, operando dentro de milissegundos; • Segundos: As catecolaminas, enquanto muitos peptídeos levam mais tempo para produzir seus efeitos. • Horas a dias: como os produzidos pelo hormônio da tireoide ou por vários hormônios esteroides; Classificação dos receptores Canais iônicos: Portões presentes nas membranas, que permitem a passagem de determinados íons, e que são induzidos a se abrir ou se fechar por uma variedade de mecanismos. Canais iônicos Os fármacos podem alterar a função dos canais iônicos de várias maneiras: 1. Através da ligação à própria proteína do canal, quer no local de ligação do ligante, quer em outros locais, bloqueando a permeabilidade aos íons. Ex.: anestésicos locais. 2. Através de ação indireta que envolve a proteína G e outros intermediários. 3. Através da alteração do nível de expressão dos canais iônicos na superfície celular. Canais iônicos controlados por ligantes: Tipicamente são os receptores nos quais os neurotransmissores rápidos agem. Ex.: impulsos executados pela acetilcolina nos receptores nicotínicos. • Responsável pela maioria da transmissão sináptica no SNC e periférico. Abre apenas quando uma ou mais moléculas agonistas são ligadas, e são classificados como receptores, já que é necessária a ligação de um agonista para que sejam ativados. Canais iônicos Canais iônicos • Canais controlados por voltagem: Regulados não por ligação de um agonista, mas sim por alterações no potencial transmembrana. • Ex: Nos neurônios da dor, os canais de Na+ são alvos dos anestésicos locais que bloqueiam o poro, inibem a despolarização e suprimem a sensibilidade à dor. Antagonistas dos canais de Ca+ são vasodilatadores eficazes para tratar hipertensão, angina e arritmias. Receptores transmembrana acoplados a sistemas efetores intracelulares principalmente por uma proteína G. Constituem a maior família e incluem receptores para vários hormônios e transmissores lentos. Receptores acoplados à proteína G O receptor pode se ligar a diversos tipos de ligantes. Pode se ligar, desligar e se ligar a outra vez. Ex.: Adrenérgicos, muscarínicos de acetilcolina. Segundo mensageiro!! Receptores de tirosina – cinases Apresentam um domínio extracelular conectado a um domínio intracelular por uma hélice única transmembrana. Em muitos casos, o domínio intracelular tem natureza enzimática. Diferentes em estrutura e função: Sofrem dimerização ou são encontrados como dímeros para que possam exercer sua função. Ex.: insulina, fatores de crescimento, citocinas Exemplo de quando um fator de crescimento se liga a proteína quinase. Receptores nucleares Regulam a transcrição gênica e também reconhecem muitas moléculas estranhas, induzindo a expressão de enzimas que os metabolizam. Diferente dos outros não estão inseridos na membrana: • Pequena parcela de receptores mas alvo importante de fármacos; • Fármacos que agem nesses receptores vão ter respostas que levam de horas a dias, porque os eventos que desencadeiam os efeitos são demorados e complexos. Enzimas • A molécula do fármaco pode ser um substrato análogo que age como um inibidor competitivo da enzima. Ex., AAS agindo na ciclo-oxigenase • Podem agir como falsos substratos: A molécula do fármaco sofre transformações químicas, dando origem a um produto anômalo. • Ex.: antineoplásico fluoruracila substitui a uracila como intermediário na biossíntese das purinas, mas não pode ser convertido em timidilato, bloqueando, assim, a síntese do DNA e impedindo a divisão celular. Enzimas • Os fármacos podem exigir degradação enzimática para convertê-los, da forma inativa, pró-fármaco, para a forma ativa. • Ex.: enalapril é convertido em enalaprilat. • A toxicidade do fármaco frequentemente resulta da conversão enzimática da molécula do fármaco para um metabólito reativo.