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Fase Farmacocinética: Outras Vias de Administração de Fármacos / Distribuição DISCIPLINA BMF310: Farmacocinética e Farmacodinâmica Fundamental (NT) / 2015-2 Carlos Alberto Manssour Fraga Professor Titular Programa de Graduação em Farmacologia Instituto de Ciências Biomédicas Universidade Federal do Rio de Janeiro Classificação das Vias de Administração de Fármacos A escolha da via de administração de um fármaco pode influenciar diretamente sua velocidade e eficiência de ação; As possíveis rotas de administração de um fármaco podem ser divididas em três classes: ◦ Enteral – Diretamente no Trato GI Oral, Sublingual e Retal ◦ Parenteral – Não Enteral: IV, IM, SC, IT, IP ◦ Outras – Tópica, Inalatória Sublingual/Bucal: Vantagens: Rápida Absorção / Estabilidade do Fármaco (pH) / Evita o Efeito de 1ª Passagem Desvantagens: Inconveniente Local / Quantidade do Fármaco / Paladar Desagradável Pharmacokinetic profiles of Simvastatin from RCSI’s simvastatin ODT formulation administered sublingually vs Zocor® tablet administered orally. Total plasma biopterin levels after oral and sublingual administration of BH4 (2 mg/kg) in subject NB. Comparison of biopterin concentrations 1, 2, and 3 h after oral or sublingual administration of BH4. Hiper-fenilalaninemia / Fenilcetonúria Fiege et al. (2004) Molecular Genetics and Metabolism 81, 45-51. 56% 78% Tetraidrobiopterina (BH4) Via Retal/Anal: Vantagens: Náuseas eVômitos Inconsciência Doenças do TGI superior afetando absorção Evita Paladar Desagradável Estabilidade do Fármaco (pH / enzimas) Evita “parcialmente” o Efeito de 1ª Passagem Evita o efeito da ingestão de alimentos na absorção Fácil controlar em casos de overdose Via ideal para fármacos laxantes Desvantagens: Reduzida adesão do Paciente Absorção Errática e Parcial (reduzida superfície de absorção) (menor volume de fluidos com- promete a dissolução) Interrupção da absorção pela pela defecação Degradação de alguns fármacos por microorganismos da flora intestinal Boer et al. (1984) Br. J. Anaesth. 56, 69. The time course (0–2 h) of plasma concentrations of methadone (mean (s.d.)) in seven healthy subjects after IV-rectal, and oral-rectal administration of methadone-HCl (5 mg IV, 10 mg rectally (deuterated methadone) and orally). IV (); rectal (IV) (); oral (); rectal (oral) () Dale et al. (2004) Br. J. Clin. Pharmacol. 58(2): 156–162. Cancer Pain Vias Parenterais Via Intravascular: Intravenosa (IV), Intra-arterial (IA): Fármaco é dispensado diretamente na corrente sanguínea; Disponibilidade total da dose administrada (absorção deixa de ser um problema); Acurácia e Precisão Efeito Imediato Desvantagens: Risco de embolismo; Altas concentrações atingidas rapidamente podem aumentar o risco de efeitos adversos. Perfis de Absorção de Fármacos (Oral vs IV) Via Intramuscular (IM): Fármaco é dispensado na musculatura esquelética Vantagens: Adequada para a injeção de fármacos em solução aquosa (ação rápida) and fármacos em supensão ou emulsão (liberação prolongada). Desvantagens: Dor no local da injeção no caso de alguns fármacos. Via Subcutânea (SC): Fármaco é dispensado no tecido subcutâneo (abaixo da derme) Absorção lenta e constante; Absorção é limitada pelo fluxo sanguíneo e pode ser retardada pela co-administração de um agente vasoconstrictor. Volume limitado (0,5-1 mL) Gonzalez-Michaca et al. (2002) Arch. Med. Res. 33, 48–52 Cumulative skin blood flow responses over 60 minutes (area under response curve) to 3 doses of bupivacaine, alone and with the addition of 3 concentrations of epinephrine, in the forearm of 10 healthy volunteers. Data presented as mean ± standard deviation AUC, with respect to baseline. *P = .001, 1.25 versus 2.5 and 5 μg/mL. Newton et al. (2004) Reg. Anesth. Pain Med. 29: 307–311. Bupivacaine Via Intratecal (IT): Fármaco é dispensado no canal espinhal (Fluido Cerebro-Espinhal). Evita Barreira Hematoencefálica. Analgésicos (Morfina), Anestésicos Via Intra-Articular : Fármaco é dispensado diretamente na articulação. Via Intraperitoneal (IP): Fármaco é dispensado na cavidade peritoneal; Pouco explorada para administração de fármacos; Diálise peritoneal no caso de pacientes com insuficiência renal; Quimioterapia do Câncer e Artrite Reumatóide (Top) Plasma concentration profile of CPT-11 and SN-38 after a single intraperitoneal injection of CPT-11 in non-tumor-bearing nude mice (n=2). Nude mice were given 59 mg of CPT-11 per kg mouse weight (MW). (Bottom) Plasma concentration profile of CPT-11 and SN-38 after a single oral administration of CPT-11 to non-tumor-bearing nude mice (n=2). Nude mice were given 404 mg of CPT-11 per kg MW. Irinotecan (CPT-11) Choi et al. (1998) Cancer Lett. 194: 15-21. i.p. oral Administração de Fármacos pela Via Tópica • MEMBRANAS MUCOSAS (Colírios, antisépticos, protetores solares, uso nasal, etc.) • PELE a. Dérmica – ação local (pomada, creme, linimento) b. Transdérmica – absorção de fármacos através da pele (ação sistêmica) i. Níveis plasmáticos estáveis ii. Sem efeito de 1a passagem iii. Fármaco deve ser potente. Estrato córneo é a barreira limitante: Células Mortas Queratinizadas 10 - 40 μm 1. Liberação do Fármaco da Forma Farmacêutica 2. Concentração do Fármaco na Formulação 3. Coeficiente de Partição óleo-água (P) 4. Afinidade do Fármaco pela Pele 5. Área Superficial 6. Local de Aplicação 7. Hidratação da Pele 8. Natureza do Veículo Usado 9. Fricção 10. Período de Contato 11. Promotores de PermeaçãoATLA 24, 81-106 (1996) Fatores que afetam a Absorção Transdérmica Percentage increase of paw volume after subplantar injection of carrageenan in untreated controls (●) and in rats following topical administration to the inflamed paw (A) or on the dorsal surface (B) of 125 or 500 μl of M4 (○) and semisolid preparation (▾), respectively. Results are the mean ± S.E. for six to 12 rats. *P<0.05, **P<0.01 and ***P<0.001 compared with controls. +P<0.05, ++P<0.01 between treated groups. Escribano et al. (2003) Eur,. J. Pharm. Sci. 19, 203-210. Diclofenaco Características ideais para otimizar a disposição de fármacos pela via ocular Boa penetração corneal Prolongado tempo de contato com a córnea (aumenta a residência e biodisponibilidade local do fármaco) dose adequada menor número de doses menor extensão de efeitos adversos Simplicidade de instilação pelo paciente Forma de aplicação não irritante e confortável (solução viscosa não deve provocar a secreção lacrimal e movimento reflexo de piscar) Deve ter propriedades reológicas apropriadas. Henderer & Rapuano in “Goodman & Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics, 12th Edition, Chapter 64, McGrawHill, NewYork, 2011. Via Inalatória Agentes voláteis ou gasosos e aerossóis; a. Ação local (2-agonistas – broncodilatador) b. Ação sistêmica (anestésicos gerais) Ação Rápida (rápido acesso a circulação / Efeito sistêmico): a. grande área superficial b. membranas finas separam os alvéolos da circulação c. alto fluxo sanguíneo Evita o trato gastrointestinal e o efeito de primeira passagem Partículas > 20 µm são excluídas da absorção e partículas menores que 0,5 µm não são retidas . Fácil administração (Auto) / não invasiva Baixas Doses / Reduzida Extensão de Efeitos Adversos EXUBERA = INSULINA AEROSSOL intravenoso 30-60 segundos inalação 2-3 minutes sublingual3-5 minutos intramuscular 10-20 minutos subcutâneo 15-30 minutos retal 5-30 minutos oral 30-90 minutos transdérmica (tópica) variável (minutos a horas) Diferentes Rotas de Administração (Tempo Médio até o Efeito Farmacológico) Esquema Ilustrativo do Trânsito do Fármaco na Biofase Distribuição de Fármacos É a passagem de um xenobiótico da circulação para os tecidos e o seu local de ação farmacológica. A extenção da distribuição de um fármaco depende da sua lipossolubilidade, ionização no pH fisiológico (dependente do pKa), extensão de ligação as proteínas plasmáticas e proteínas tissulares, e difererenças no fluxo sanguíneo local, doenças como insuficiência cardíaca, uremia, cirrose. Movimento do fármaco existirá até que a equilibração seja atingida entre a concentração plasmática e a concentração tissular do fármaco não-ligado. Compartimentos Fluidos do Corpo Humano 1. Plasma (5% da massa corporal) 2. Fluido intestinal (16%) 3. Fluido intracellular (35%) 4. Fluido transcelular (2%) 5. Gorduras (20%) A quantidade total de água (fluidos) do corpo, como percentagem da massa corpórea, varia entre 50% a 70%, sendo, um pouco menor em mulheres do que em homens. Os fluidos corporais são distribuídas nos seguintes compartimentos principais: Modelo Farmacocinético Bi-compartimentado É aceito que o corpo se comporta como um único compartimento homogêneo com volume (Vd) em que o fármaco é imediatamente distribuído: Dose administrada Concentração plasmática Vd = ---------------------------- Volume de Distribuição Aparente (Vd) Fármacos extensivamente ligados a proteínas plasmáticas ficam restritos ao compartimento vascular e tem baixos valores de Vd (e.g. warfarin – 99% ligado e temVd = 0,1 L/kg). Fármacos sequestrados em outros tecidos podem ter Vd muito maior que o volume total de água corporal, e.g. digoxina (6 L/kg) e propranolol (3 to 4 L/kg) porque a maior parte do fármaco está presente em outros tecidos, e a concentração plasmática é baixa. Portanto, em caso de intoxicação, medicamentos com grande Vd não são facilmente removidos por hemodiálise. Redistribuição no músculo e gorduras (sono pós- narcótico) Tiopental Redução do efeito central Barreira hematoencefálica (BHE) BHE é de natureza lipídica e limita a entrada de fármacos não-lipossolúveis (e.g., amicacina, gentamicina, neostigmina etc.) Proteínas de efluxo como a glicoproteína P-gp também estão presentes nas células endoteliais capilares da BHE e podem extrudir fármacos que entram no SNC. Inflamação das meninges do cérebro aumenta permeabilidade da BHE. Barreira placentária: Membranas placentárias são lipoidais e permitem a absorção de xenobióticos lipossolúveis. As gp-P placentárias também servem para limitar a exposição fetal a xenobióticos administrados na mãe. Fármacos como penicilinas, azitromicina e eritromicina não afetam o feto e pode ser utilizado durante a gravidez. Ligação a Proteínas Plasmáticas (PPB): A maioria dos fármacos possui afinidade fisicoquímica por proteínas plasmáticas. Fármacos ácidos se ligam a albumina plasmática, enquanto fármacos básicos se ligam a glicoproteína ácida α1. A extensão da ligação depende de características individuais do composto. O aumento gradativo da concentração do fármaco pode progressivamente saturar os sítios de ligação. As implicações clínicas significativas da PPB são: a) Fármacos altamente ligados a proteínas plasmáticas ficam restritos ao compartimento vascular e tendem a ter menor Vd. b) A fração ligada a proteínas plasmáticas não está disponível para a ação. c) Há um equilíbrio entre a fração do fármaco livre e aquela ligada a proteínas plasmáticas. d) Os fármacos com afinidade físicoquímica elevada para proteínas plasmáticas (por exemplo, aspirina, sulfonamidas, cloranfenicol) podem substituir a ligação à outras substâncias com menor afinidade (por exemplo, acenocumarol, warfarina) ou compostos endógenos (bilirrubina). e) Alto grau de ligação às proteínas plasmáticas aumenta o tempo de meia-vida de um fármaco, porque a fração ligada não está disponível para ser metabolizada. f) A concentrações plasmática do fármaco geralmente expressa sua fração ligada + sua fração livre. g) Na hipoalbuminemia, a ligação pode ser reduzida e elevada concentração de fármaco livre pode ser evidenciada (e.g. fenitoína) Sítios de Ligação à Albumina Aspirina (NSAID) Diazepam Triptofano Warfarin Bilirubin Ligação de Propranolol e Prazosina a proteínas plasmáticas prazosina Sager et al. (1989) Br. J. Clin. Pharmacol. 27: 229-234.
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