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Insulinas e Antidiabéticos Pâncreas Tecido exócrino → 98% da massa pancreática → Secreta enzimas digestivas e bicarbonato no TGI Tecido endócrino → Pequenas ilhas – ilhotas de Langerhans → Células α: liberam glucagon → Células β: insulina e amilina → Células δ: somatostatina e gastrina → Células ε: liberam grelina Metabolismo → O objetivo da secreção dos hormônios pancreáticos é manter a normoglicemia (70 a 100 mg/dl de glicose no sangue) → Durante o jejum: glucagon, catecolamina e cortisol → Após alimentação: insulina e amilina → Incretinas: substâncias produzidas para ajudar na ação da insulina → dependentes de glicose (com pouca glicose elas não serão liberadas) → GLP-1 (peptídeo semelhante ao glucagon). → Hipoglicemia: sem energia suficiente para satisfazer todos os processos metabólicos – ativa o simpático → tremor, palidez, desmaios, coma, convulsão e até mesmo a morte em casos mais graves → Hiperglicemia: glicose em excesso pode se ligar nas células e causar várias lesões Após a refeição → Pico de glicose 1. Carboidratos degradados a monossacarídeos → pequenas unidades (glicose, galactose e frutose) Os açucares não conseguem passar livremente pelas membranas celulares pois são muito polares e precisam de transportadores proteicos 2. Absorção: lúmen intestinal → enterócitos → corrente sanguínea A glicose e a galactose saem do lúmen intestinal e entram no enterócito por meio do cotransportador de sódio de glicose (SGLT) SGLT 1: intestino SGLT 2: rins Frutose: sai do intestino e entra dentro da célula por meio do GLUT 5 Para saírem do enterócito e irem para a corrente sanguínea, precisam de outro transportador (GLUT 2 → intestino, pâncreas e fígado) 3. Cβ: libera insulina na veia porta 4. Alvos de ação da insulina: fígado, músculos esqueléticos e TA → Gliconeogênese: síntese de glicose → Glicólise: degradação da glicose → Glicogênese: síntese de glicogênio → Gligogenólise: degradação do glicogênio Jejum → Queda da glicemia (falta de nutrição) → hormônios contrarreguladores 1. Células αlfa aumentam a secreção de glucagon (aumento de glicemia: estimula gliconeogênese e glicogenólise) → se ligar em receptores do tipo metabotrópicos, acoplados a proteína G → estimula a degradação do glicogênio para liberar glicose no sangue e garantir que no jejum tenha nutriente o suficiente 2. Aumento de cortisol: Aumenta liberação de ácidos graxos dos adipócitos e aumenta a degradação de proteínas no músculo – aminoácidos (degrada proteína → libera aminoácido → degrada lipídio → libera glicerol → no fígado aumenta a neoglicogenese) 3. Aumento de catecolaminas: aumenta a liberação de ácidos graxos dos adipócitos e aumenta a glicogenólise 4. Queda de ATP, atividade física intensa: ativa proteinoquinase ativada por 5’ monofosfato (PQAM) → aumenta a captação de glicose nos músculos (aumenta a expressão do GLUT4), diminui a produção de glicose, glicogênio e lipídeos no fígado Insulina → Insula – ilha → Proteína com 51 aminoácidos divididos em duas cadeias: A e B → Pâncreas contêm quantidade armazena de insulina, que é secretada e reposta diariamente → Pré- pró-insulina (reticulo endoplasmático rugoso) → pró-insulina (complexo de golgi) → insulina (células beta-pancreáticas) + peptídeo C (guardados dentro de vesículas e quando estimulada elas são liberadas) Secreção de Insulina → Estado pós-prandial: 1. Maior difusão da glicose → GLI-6-fosfato → via glicolítica → ATP- ↑ ATP/ADP Cβ 2. Canal-iônico dependente de potássio ATP (canal K+/ATP) → ADP: ABERTO → hiperpolariza a célula com o efluxo de K+ → inibe liberação de insulina → ATP: FECHADO → potássio para de sair → célula β despolariza → abre canais de sódio → ativa canais de cálcio → influxo de cálcio → fusão das vesículas com insulina- membrana plasmática → liberação por exocitose de insulina e peptídeo c → O canal de potássio ATP é formado por 8 subunidades → 4 subunidades Kir6.2 → liga-se ao ATP → inativa canal ATP/K+ → cessa o efluxo de K → aumenta secreção insulina → 4 subunidades SUR1 → se liga ao ADP → → ativa o canal ATP/K+ → efluxo K+ → inibem secreção insulina → Açucares, aminoácidos, ácidos graxos também aumentam ATP/ADP estimulando liberação de insulina → Exposição das células β à nutrientes: transcrição, tradução, processamento, acondicionamento e liberação da insulina Receptores da Insulina → Receptor do tipo tirosinaquinase 2 unidades alfa voltadas para o meio extracelular 2 unidades beta voltadas para o meio intracelular → Ativa tirosinoquinase intracelular → Ausência de insulina → subunidade alfa inibe a beta → repouso → Insulina → se liga na subunidade alfa → deixa de inibir a subunidade beta → fosforiladas → capazes de ativar vários segundos mensageiros → Fosforilação de proteínas de substrato do receptor da insulina (IRS) e Shc Ações da Insulina → Fígado Aumento da captação de glicose no fígado → potencializa a ação do GLUT-2 Síntese de glicogênio e ácidos graxos → Músculo esquelético e tecido adiposo Transloca GLUT4 das vesículas internas para mp superficial Facilita entrada da glicose Músculos: armazenamento de glicogênio; aumenta a captação aminoácidos, síntese de proteínas Tecido adiposo: aumenta lipoproteína lipase, hidrolise TGC circulantes, internaliza nos adipócitos, que convertem glicose e ácidos graxos em triglicerídeos - armazenados → Degradação da insulina (t 1⁄2 6 min): insulinases (fígado e rim) Amilina → Proteína 37 aminoácidos → Armazena juntamente com a insulina (célula beta-pancreática) → Secretada após refeições → Na célula alfa-pancreática, quando a amilina se liga em seu receptor, diminui a secreção do glucagon pois ele aumenta a quebra do glicogênio em jejum → Se liga em receptores do SNC: Suprime secreção de glucagon Retarda o esvaziamento gástrico Diminui ingestão de alimentos GLP-1 →Pré- pró-glucagon → pró-glucagon: processado em: Glucagon no pâncreas (célula alfa- pancreática) Incretinas: GLP-1 no intestino (polipeptídeo 29-30 aminonácidos) Nas célula beta-pancreática estimula secreção de insulina após refeição Nas célula alfa-pancreática inibe a secreção de glucagon No SNC diminui o apetite Retarda o esvaziamento gástrico diminuindo o pico glicêmico Degradado pela enzima dipeptidil peptidase (DPP-4) - t 1⁄2 2 min PPARγ → Receptor γ ativado por proliferador peroxissômico (PPARγ) → Expresso em células adiposas e em pequenas quantidades nas células beta- pancreáticas, leucócitos, fígado, mm esqueléticos, endotélio vascular 1. Ligantes celulares (AG): diminui ácidos graxos livres e aumenta lipogênese 2. Músculo: aumenta a sensibilidade à insulina 3. Fígado: diminui gordura, diminui gliconeogênese e aumenta a sensibilidade à insulina Diabetes Mellitus → Diabetes (que passa por) melito (melado, doce) → 8,8% da população mundial (425 milhões) 20 – 79 anos → 630 milhões em 2045 → 50% de casos não diagnosticados → Vários fatores estão envolvidos com o aumento da prevalência → O principal tipo de diabetes é o 2 que está envolvido com sobrepeso e sedentarismo → 3º fator de causa de mortes prematuras (4 milhões 2015) → A faixa etária que tem a maior taxa de mortalidade por diabetes são os idosos, porque é a população mais acometida pelo diabetes mellitus do tipo 2 → Diabetes mellitus tipo 1 ou insulinodependente ou de início juvenil → Diabetes mellitus tipo 2 ou não insulinodependente → Outras formas de diabetes mellitus (MODY) – diabetes familiar com diagnóstico precoce → Diabetes mellitus gestacional: essa condição pode perdurar apenas durante a gestação, ou a mãe pode acabar ficando diabéticado tipo 2 (ainda mais se tiver fatores de risco: sobrepeso, idade, etc) → Diabetes mellitus medicamentosa → 5 – 10% dos casos de diabetes (88 mil pacientes Br) → insulinodependente → 1A – Destruição autoimune das células β → 1B – Destruição idiopática das células β → Destruição gradual das células – 80% destruídas: sintomas → Perda total da capacidade de sintetizar insulina → Aparecimento na infância ou adolescência → Insulina sanguínea praticamente zero → Tecidos não são capazes de captar e armazenar glicose, lipídeos e aminoácidos → Hormônios contrarreguladores (glucagon, cortisol NA, A) agem normalmente → Glicogenólise (degradação glicogênio) e gliconeogênese (produção glicose) continuam normalmente no fígado: aumenta a glicemia → Músculos: degradação de proteínas e liberação de aminoácidos → Tecido adiposo: triglicerídeos também são degradados e liberados → Aumento de glicose no sangue – rim não consegue reabsorver toda a glicose → Poliúria e polidipsia → Apetite é estimulado, no entanto, há perda de peso (nutrientes inacessíveis) – não consegue captar a glicose Cetoacidose diabética → Aumento de ácidos graxos → Fígado: oxida ácidos graxos em corpos cetônicos – fonte energética → Aumenta ácidos – depleção do bicarbonato e cetoacidose diabética → Englobam mais de 90% dos casos → Acometem pacientes com mais de 40 anos → Mais de 80% dos pacientes são obesos → Evolução gradual e assintomática → Diagnóstico: glicemia elevada ou surgimento de sinais e sintomas (fase avançada) → Mecanismos envolvidos: 1. Resistência dos tecidos alvo à insulina Redução no número de receptores → resposta menor da insulina Sensibilidade menor Insulina até ativa o receptor, mas a cascata intracelular tem alguma falha → não consegue levar as ações da insulina 2. Disfunção das células β Células β compensam a resistência com aumento da produção de insulina → perda da capacidade de produzir insulina a longo prazo Fatores de risco: → Obesidade → altos níveis de lipídio e colesterol → estado inflamatório → Sedentarismo → Inflamação → mediadores pró- inflamatórios → aumentam a resistência à insulina → Idade → pessoas mais idosas tem maior risco por serem mais sedentárias, alimentação pior, maior acúmulo de gordura e menos massa magra → Genética → 1 pais com diabetes tipo 2 → 4x mais risco de ter diabetes; 2 pais com diabetes tipo 2 → risco de desenvolver é 6x maior do que um paciente que não tem nenhum dos pais diabéticos. → Microvasculares: glicose começa a glicar as células, se ligar nas células que não deveria, e passa a causar lesões, morte celular, e alterações em todo o sistema → nefropatia, retinopatia, cegueira, perda de sensibilidade → Macrovasculares: paciente já tem sobrepeso (estado inflamatório) e começa com a glicação nas células → depositando nos vasos → aumenta o risco de aterosclerose → infarto, acidente vascular encefálico, neuropatia (perda da sensibilidade → dificuldade na cicatrização → amputação) → Teste da glicose em jejum: 8 a 12 horas sem se alimentar → mede a glicose no sangue (o ideal é de 70 até 100 mg, de 100 a 125 é considerado pré-diabético, acima de 125 é diabético) → Teste oral da tolerância a glicose: 8 horas sem se alimentar → 75 gramas de glicose em uma solução (se o paciente apresentar uma glicose depois de cerca de 120 minutos maior que 200 é porque ele não está conseguindo captar a glicose) → Hemoglobina glicada Tratamento Mudanças no estilo de vida → Prevenir ou retardar o DM2 → Controlar o DM1 e DM2 → Prevenir as complicações → Terapia nutricional → Prática de exercícios físicos → Suprir as necessidades nutricionais → Obter/manter o peso adequado do paciente → Controle da glicemia, PA e níveis séricos de lipídeos → Reduzir consumo de: Carboidratos; Gorduras saturadas e trans (se depositam nos vasos, aumentando ainda mais o risco de doenças cardiovasculares) Alimentos ultraprocessados → Incentivar substituir por: Fibras (solúveis e insolúveis) Proteínas (produção de ATP → secreção da insulina → não leva ao aumento glicêmico) Ácidos graxos insaturados (grãos) Alimentos minimamente processados Insulinoterapia → Tratamento básico do diabetes tipo 1 e para alguns tipo 2 → Insulinas: atuais são humanas com diferentes modificações → Insulina sofre degradação no TGI: administração IV, IM ou subcutânea → Início de ação distinto da insulina endógena → O convencional é agulha e seringa, mas o paciente deve ter um maior cuidado para quantificar as unidades, mas é o método mais barato → As canetas são mais práticas pois o paciente consegue ajustar as unidades mais fácil, é menos dolorida, mas é quase o dobro do preço da convencional → Insulina inalatória, é uma insulina de ação curta, rápida, mas ela tem um valor alto. → Bombas de infusão de insulina, que vai medindo a glicemia e administrando a insulina, é um controle muito mais refinado e o risco de hipoglicemia é muito menor Insulinas rápidas (ação curta) • São rapidamente absorvidas e possuem curto tempo de ação • O paciente que acabou de se alimentar já tem que ter um pico de insulina para as células conseguirem captar a glicose ingerida na refeição • Mimetizam secreção de insulina após refeições • Administração 2-45 min antes das refeições INSULINA REGULAR Humana + zinco Insulina humana sem modificação estabilizada com zinco para ter um prazo de validade maior Administrada pela via subcutânea – forma hexâmetros (demora cerca de 30 a 40 minutos para ser absorvida) Insulinas basais (ação longa) • Ação longa – mimetiza ação da insulina durante jejum • O paciente não está comendo, mas os hormônios contrarreguladores estão funcionando, e eles querem garantir que o nível de glicose fique dentro do normal, então esses hormônios vão discretamente aumentar a glicose durante o jejum • Administradas 1 ou 2 x ao dia INSULINA NPH Humana + zinco + protamina (para diminuir a velocidade de absorção) Ressuspensa Aspecto turvo INSULINA GLARGINA Regular com: - Adição 2 argininas após B30 - Substituição asparagina por glicina A21 ↓ solubilidade e velocidade de absorção – age de 20 a 24h Fica pouco solúvel no pH fisiológico fazendo com que ela seja mais lentamente absorvida INSULINA DETEMIR Regular com: - Adição do ácido mirístico na lisina B29 Se liga na albumina, retardando absorção INSULINA DEGLUDECA Regular com: - Deleção de B30 - Adição de ácido graxo em B29 Forma muito mais agregados por conta dessas alterações químicas feitas na sua estrutura – até cerca de 40 horas Ultrarrápidas → Tem modificações na estrutura da insulina que fazem com que ao o paciente administra-las no tecido subcutâneo, elas formam menos agregados, o que faz com que elas sejam absorvidas mais rapidamente INSULINA LISPRO Humana Lisina e prolina invertidos na posição B 28 e 29 INSULINA ASPARTE Humana Prolina B28 substituída pelo ácido aspártico INSULINA FIASP Asparte Adição de Vitamina B3 INSULINA GLULISINA Humana Lisina substitui asparagina B3 e ácido glutâmico substitui lisina B29 Insulina Bifásica → Misturas contendo insulina rápida + insulina basal → 70% NPH + 30% regular → Vantagem: praticidade - menor número de administrações → Desvantagem: impossibilidade de ajuste, hipoglicemia Esquema terapêutico • Preparação, dose e frequência: individualizado • Depende: paciente, da dieta • Dose: 0,4 – 1 unidade/Kg/dia • Esquema típico: insulina basal 1 ou 2 x dia + insulina rápida antes das refeições • Insulinas mistas: 2 x dia (antes do desjejum e do jantar) • Hipoglicemia: ajuste do esquema terapêutico– normoglicemia Efeitos Adversos • Hipoglicemia → ativação do simpático → taquicardia, tontura, fraqueza, palidez • Ganho de peso • Alergia • Lipo-hipertrofia (depósito de gordura subcutânea) Hipoglicemiantes e Anti-hiperglicemiantes Redução da produção de glicose METFORMINA (BIGUANIDA) → 1ª linha no tratamento DM2 → Vantagens: Perda de peso Taxas menores de mortalidade → Dose: 0,5 – 1,0 g, 2 x dia → Aumenta a atividade da proteina quinase ativada por 5’ monofosfato (PQAM): Aumenta a captação de glicose nos músculos Diminui a gliconeogênese Diminui a lipogênese Diminui a absorção de glicose Aumenta a sensibilidade a insulina Atenuação dos efeitos do glucagon Diminui a glicemia → Farmacocinética Absorção: intestino delgado Boa distribuição Eliminação: renal (inalterada) → Efeitos adversos Gastrointestinais – mal-estar, náusea, vomito Deficiência vitamina B12 Interação com medicamentos excretados por transportadores catiônicos (cimetidina, furosemida) Secretagogos da insulina Aumentam a secreção da insulina. SULFONILUREIAS → Glibenclamida, gliclazida, glimepirida, glipizida. → Estimulam secreção de insulina pelas Cβ, superando a resistência à insulina → Inibem o canal K+/ATP da Cβ se ligando na subunidade SUR1 → Farmacocinética Absorção: TGI, sem a presença de alimentos T1/2 3-5 h (ação até 24 h) Eliminação: metabolizadas no fígado e eliminadas na urina → Efeitos adversos Hipoglicemia (principal) Aumento de peso Náuseas, vômitos, hipersensibilidade Perda da função a longo prazo (insuficiência das Cβ) Problemas renais, hepáticos: diminuição da dose MEGLITINIDAS → Repaglinida e Nateglinida → Mecanismo de ação Inibem o canal K+/ATP da Cβ e estimulam secreção de insulina → Farmacocinética Bem absorvidas no TGI (pico em 10 min - 1 h) T1/2 curto (1h) Metabolização hepática e eliminação urina/fezes → Efeitos adversos Hipoglicemia, aumento de peso, longo prazo insuficiência das Cβ GLP-1 → Nas Cβ estimula secreção de insulina após refeição (receptor proteína Gs) → Nas Cα inibe secreção de glucagon → Diminui o apetite → Retarda o esvaziamento gástrico → Degradada pela enzima dipeptidil peptidase (DPP-4) - t 1⁄2 2 min → Dependentes de glicose – o risco de causarem hipoglicemia é baixo EXENATIDA, LIRAGLUTIDA E SEMAGLUTIDA → Exenatida: substância retirada de repteis Liraglutida (saxenda®) e a semaglutida (ozempic® e wegovy®) são sintéticas → Agonistas do receptores de GLP-1 humano Aumenta a secreção de insulina na presença de glicose Suprime secreção de glucagon pelas Retarda o esvaziamento gástrico Promove saciedade – no SNC diminuem o apetite → Mais resistentes à degradação pela DPP-4 – tempo de ½ vida muito maior → Perda de peso e não causam hipoglicemia – usados especialmente em pacientes com sobrepeso → Usada em associação (metformina, sulfonilureia) → Farmacocinética Administração subcutânea (1 ou 2 x dia/1 x semana) Administração oral (1 x dia) – semaglutida (rybelsus®) comprimido Absorção rápida Excretadas pela urina → Efeitos adversos Náuseas, vômitos, constipação, perda de peso, altera o gosto dos alimentos Alteram a absorção de outros fármacos Pancreatite SITAGLIPTINA E SAXAGLIPTINA → Sitagliptina é competitivo e Saxagliptina não-competitivo → Mecanismo de ação: Inibem a DPP-4 (enzima que degrada GLP-1) Aumenta a secreção de insulina na presença de glicose Suprime secreção de glucagon (não tão significativa quanto dos agonistas) Retarda o esvaziamento gástrico e inibe o apetite → Administração: oral → Usada em associação com outros antidiabéticos → Efeitos adversos: hipersensibilidade, pancreatite, hipoglicemia (junto com outros fármacos) Sensibilizadores da insulina TIAZOLIDINEDIONAS → Rosiglitazona e Pioglitazona → É um anti-hiperglicemiante, não vai aumentar a insulina mas sim a sensibilidade das células a insulina → Mecanismo de ação: agonistas dos receptores PPARγ: Aumenta a captação de ácidos graxos no tecido adiposo Aumenta a sensibilidade a insulina (fígado, músculos esqueléticos e tecido adiposo) Diminui a gliconeogênese hepática → Diabetes mellitus tipo 2 → Monoterapia ou combinados com outros fármacos → Farmacocinética Absorção: TGI (1 x dia) Metabolização hepática (CYPs) Eliminação: bile e urina → Efeitos adversos Ganho de peso (2-4 Kg – acúmulo de tecido adiposo) e edema Aumenta risco de ICC Aumenta riscos de fraturas Hepatotoxicidade: monitorar função hepática Indutores da glicosúria → Dapagliflozina e Canagliflozina → Mecanismo de ação: inibem SGLT-2 do néfron (cotransportador de sódio e de glicose) → Aumentam a eliminação da glicose pela urina → Farmacocinética Absorção: TGI (1 x dia) Metabolização hepática Eliminação: urina Baixo risco de hipoglicemia, pois não aumenta a insulina → Efeitos adversos Aumento da diurese Hipotensão Aumento do risco de fraturas Aumento do risco de infecções no TU Resumo → Tratamento DM1: insulinoterapia → ação curta (ex: regular) e ação longa (ex: NPH). → 4 medicamentos disponibilizados pelo SUS para o tratamento da DM2: metformina, glibenclamida, gliclazida e dapagliflozina.