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FARMACODINÂMICA I (Mecanismos de Ação dos Fármacos) 1. Objetivos da Aula 1. C o m p r e e n d e r o s p r i n c í p i o s fundamentais da farmacodinâmica. 2. Explicar como os fármacos interagem com estruturas celulares (receptores, enzimas, transportadores, canais). 3. Diferenciar os tipos de receptores e seus mecanismos de sinalização. 4. Analisar a relação entre fármaco e receptor e como isso gera efeitos clínicos mensuráveis. 5. R e c o n h e c e r o f e n ô m e n o d a dessensibilização, importante para a prática clínica. 2. Introdução à Farmacodinâmica A farmacodinâmica estuda o que o fármaco faz no organismo, em contraste com a farmacocinética (o que o organismo faz com o fármaco). 1. F a r m a c o c i n é t i c a → a b s o r ç ã o , d i s t r i b u i ç ã o , m e t a b o l i s m o (biotransformação) e excreção. 2. Farmacodinâmica → descreve como o fármaco interage com alvos biológicos para produzir efeitos terapêuticos e adversos. 🔎 Princípio essencial: Um fármaco não cria funções novas → apenas modifica funções existentes. 1. Pode estimular uma função fisiológica. 2. Pode bloquear/inibir uma atividade exagerada. 3. Pode modular a intensidade de um processo. 3. Alvos Moleculares dos Fármacos Os fármacos interagem com estruturas específicas já presentes no organismo: 3.1 Receptores 1. Proteínas especializadas que reconhecem neurotransmissores, hormônios ou fármacos. 2. Responsáveis pela maioria das respostas farmacológicas. 3. Exemplo clínico: receptores adrenérgicos β2 no músculo liso brônquico → agonistas (salbutamol) causam broncodilatação. 3.2 Enzimas 1. Alvo comum de fármacos inibidores. 2. Exemplo clínico: IECA (captopril, enalapril) bloqueiam a ECA, impedindo conversão de angiotensina I em II → ↓ pressão arterial. 3. Outros exemplos: estatinas (inibem HMG- CoA redutase) → ↓ colesterol. 3.3 Transportadores 1. Proteínas que controlam reabsorção/ recaptação de substâncias. 2. E x e m p l o c l í n i c o : ISRS ( f luoxet ina , sertralina) bloqueiam transportador de serotonina → ↑ neurotransmissor na fenda sináptica. 3.4 Canais iônicos 1. R e g e m a e n t r a d a / s a í d a d e í o n s , controlando excitabilidade celular. 2. Exemplo clínico: anestésicos locais bloqueiam canais de Na⁺ → impedem despolarização neuronal → efeito anestésico. 3.5 Propriedades físico-químicas 1. Alguns fármacos atuam sem receptores: ◦ Antiácidos → neutralizam HCl gástrico. ◦ Manitol → efeito osmótico em edema cerebral. ◦ EDTA → quelante em intoxicação por metais pesados. Máyra Dias T38 4. Efeitos Biológicos Induzidos pelos Fármacos Os fármacos podem gerar: 1. Excitação → alteração do potencial elétrico da membrana. 2. Contração muscular → ativação/inibição de receptores de Ca²⁺. 3. S e c r e ç ã o → l i b e r a ç ã o d e neurotransmissores ou hormônios. 4. Proliferação celular → estimulada ou inibida (ex.: quimioterápicos bloqueiam mitose). 5. Apoptose → morte celular programada, alvo de terapias oncológicas. 📌 Esses efeitos precisam ser clinicamente mensuráveis, pois somente assim podem orientar ajustes de dose e posologia. P : “ Q u a i s e f e i t o s p o d e m o s m e d i r clinicamente após a ação de um fármaco?” R: Alterações de excitação, contração, secreção, proliferação e apoptose, desde que sejam clinicamente mensuráveis. 5. Classificação Funcional dos Fármacos 1. Agonistas → ligam-se a receptores e a t i v a m respostas semelhantes às fisiológicas. 2. Antagonistas → ligam-se a receptores, mas impedem a ativação (bloqueio da resposta). 3. Ambos podem ser seletivos ou não, influenciando eficácia e efeitos adversos. 6. Tipos de Receptores e Mecanismos de Ação Há quatro famílias principais de receptores, cada uma com tempos de resposta distintos: 6.1 Receptores acoplados a canais iônicos (ionotrópicos) 1. Tempo de resposta: milissegundos. 2. Funcionam como canais que abrem/ fecham na presença do ligante. 3. Exemplos: ◦ Nicotínico (AChN) → entrada de Na⁺ → despolarização → contração muscular. ◦ G A B A - A → e n t r a d a d e C l ⁻ → hiperpolarização → inibição. ◦ Glutamato → excitação neuronal → abertura de Na⁺/Ca²⁺. Exemplos clínicos: 1. Benzodiazepínicos e barbitúricos → agonistas GABAérgicos. 2. Curare → bloqueia receptores nicotínicos, causando paralisia. 3. Botox → impede liberação de ACh, bloqueando contração. P: “O que acontece quando o receptor GABA-A é ativado?” R: Entrada de Cl⁻ → hiperpolarização → efeito inibitório. 6.2 Receptores Acoplados à Proteína G (GPCRs, Metabotrópicos) Conceito 1. São receptores de membrana que, ao s e r e m a t i v a d o s p o r u m l i g a n t e (neurotransmissor, hormônio ou fármaco), transmitem sinais ao interior da célula por meio de uma proteína G. 2. Representam a m a i o r f a m í l i a d e receptores do corpo humano → cerca de 30% dos fármacos atuais atuam em GPCRs. Estrutura 1. P r o t e í n a t r a n s m e m b r a n a c o m 7 domínios (hélices α). 2. Na face extracelular → possui o sítio de ligação para o ligante (ex.: adrenalina, acetilcolina, fármaco). 3. Na face intracelular → associa-se à proteína G (trímero com subunidades α, β, γ). Mecanismo de Ação 1. O ligante (ex.: adrenalina) se liga ao GPCR. Máyra Dias T38 2. Isso provoca mudança conformacional no receptor. 3. A subunidade α da proteína G troca GDP por GTP, tornando-se ativa. 4. A subunidade α ativa (e, às vezes, βγ) interage com proteínas efetoras (enzimas ou canais). 5. I sso gera s e g u n d o s m e n s a g e i r o s intracelulares, que amplificam o sinal. 6. Após ação, a α hidrolisa GTP em GDP, retornando ao estado inativo. Principais Famílias de Proteínas G 1. Gs (estimulatória) ◦ Ativa a adenilato ciclase → ↑ AMPc. ◦ AMPc ativa PKA → fosforila proteínas → múltiplos efeitos. ◦ Ex.: receptores β1 e β2 adrenérgicos. 2. Gi (inibitória) ◦ Inibe a adenilato ciclase → ↓ AMPc. ◦ Ex . : receptores α2 - a d r e n é r g i c o s (inibem liberação de noradrenalina). 3. Gq ◦ Ativa fosfolipase C (PLC) → cliva PIP2 em IP3 + DAG. ◦ I P 3 → l i b e r a C a ² ⁺ d o r e t í c u l o endoplasmático. ◦ DAG → ativa PKC. ◦ Ex.: receptores α1-adrenérgicos → vasoconstrição. Segundos Mensageiros Importantes 1. AMPc → regula metabolismo energético, contratilidade cardíaca, relaxamento do músculo liso. 2. IP3 → libera Ca²⁺ → ativa proteínas contráteis, enzimas, secreção. 3. DAG → ativa PKC → regula expressão gênica e crescimento celular. 4. Ca²⁺ intracelular → promove contração, secreção, apoptose. Exemplos Clínicos 1. β1-adrenérgico (Gs): ◦ Local: coração. ◦ Efeito: ↑ frequência e força de contração. ◦ Fármacos: β-bloqueadores (atenolol) → reduzem frequência cardíaca em hipertensão/angina. 2. β2-adrenérgico (Gs): ◦ Local: músculo liso brônquico. ◦ Efeito: broncodilatação. ◦ Fármacos: agonistas β2 (salbutamol) → usados em crises de asma. 3. α2-adrenérgico (Gi): ◦ Local: terminação nervosa. ◦ Efeito: inibe liberação de noradrenalina. ◦ F á r m a c o s : c l o n i d i n a → a n t i - hipertensivo. 4. α1-adrenérgico (Gq): ◦ Local: músculo liso vascular. ◦ Efeito: vasoconstrição. ◦ F á r m a c o s : f e n i l e f r i n a → descongestionante nasal. 5. Receptor muscarínico M3 (Gq): ◦ Local: músculo liso brônquico e GI. ◦ Efeito: broncoconstrição, ↑ secreções digestivas. ◦ F á r m a c o s : a n t a g o n i s t a s M 3 (iptratrópio) → broncodilatadores em DPOC/asma. Aplicações Clínicas da Farmacodinâmica dos GPCRs Cardiologia: • β-bloqueadores → tratam hipertensão, insuficiência cardíaca, arritmias. • β2-agonistas → dilatam brônquios em crise asmática. Neurologia/Psiquiatria: • M u i t o s a n t i d e p r e s s i v o s m o d u l a m receptores ligados a proteínas G (ex.: receptores serotoninérgicos 5-HT). Endocrinologia: • GPCRs regulam liberação de insulina,glucagon, hormônio tireoidiano e cortisol. Máyra Dias T38 Oncologia: • Cascatas de sinalização via GPCRs participam de proliferação e angiogênese. • Bloqueio de vias (ex.: PKC, PLC) é alvo de novas terapias. P: “Qual proteína G aumenta o AMPc e ativa a PKA?” R: Proteína Gs. 6.3 Receptores ligados a enzimas (tirosina- quinase) 1. Tempo de resposta: minutos a horas. 2. Ativam cascatas de fosforilação → regulam crescimento e diferenciação celular. 3. Exemplos: receptores de insulina, fatores de crescimento (EGF, PDGF). Clínica: 1. Resistência insul ínica → falha de sinalização no receptor tirosina-quinase. 2. Terapias alvo no câncer bloqueiam r e c e p t o r e s t i r o s i n a - q u i n a s e ( e x . : trastuzumabe). P: “Qual receptor está alterado na resistência insulínica do diabetes?” R: O receptor tirosina-quinase de insulina. 6.4 Receptores nucleares (intracelulares) 1. Tempo de resposta: horas a dias. 2. Atuam diretamente no DNA, modulando t r a n s c r i ç ã o g ê n i c a → s íntese de proteínas. 3. Exemplos: receptores de hormônios esteroides (progesterona, testosterona, estrógeno), hormônio tireoidiano, vitamina D, ácido retinoico. Clínica: 1. Corticoides → estimulam síntese de lipocortina → efeito anti-inflamatório. 2. Hormônios tireoidianos → regulam metabol ismo basal via receptores nucleares. P: “Por que corticoides demoram horas a agir?” R: Porque atuam em receptores nucleares, regulando transcrição gênica. 7. Dessensibilização de Receptores Definição: perda progressiva da resposta após estímulo repetido por agonista. T e r m o s r e l a c i o n a d o s : a d a p t a ç ã o , refratariedade, downregulation, taquifilaxia. Mecanismos 1. Fosforilação do receptor → perda de sensibilidade. 2. Internalização → receptores retirados da membrana. 3. Alterações conformacionais → menor afinidade pelo ligante. P : “O que acontece com pacientes asmáticos que usam β2-agonistas de forma crônica?” R: Podem desenvolver dessensibilização → perda de eficácia → necessidade de ajuste de tratamento. 8. Aplicações Clínicas da Aula I Psiquiatria: antidepressivos ISRS prolongam ação da serotonina. Cardiologia: IECA reduzem formação de angiotensina II → controlam hipertensão. A n e s t e s i o l o g i a : a n e s t é s i c o s l o c a i s bloqueiam Na ⁺ , impedindo condução nervosa. Neurologia: benzodiazepínicos ativam receptores GABA-A → usados em ansiedade e epilepsia. O n c o l o g i a : quimioterápicos induzem apoptose e bloqueiam proliferação. Endocrinologia: corticoides modulam transcrição gênica, com potente efeito anti- inflamatório. Conclusão - Aula 1: A farmacodinâmica mostra como os fármacos interagem com Máyra Dias T38 r e c e p t o r e s , e n z i m a s , c a n a i s e transportadores, modulando funções fisiológicas já existentes. O estudo das q u a t r o f a m í l i a s d e r e c e p t o r e s , dos s e g u n d o s m e n s a g e i r o s e d a d e s s e n s i b i l i z a ç ã o é essenc ia l para compreender efeitos terapêuticos, reações adversas e resistência a medicamentos. FARMACODINÂMICA II (Agonistas, Antagonistas, Dose–Resposta, Potência e Eficácia) 1. Objetivos da Aula • Definir e aplicar os conceitos de agonistas e antagonistas. • Compreender resposta gradativa, efeito máximo e resposta máxima. • Di ferenc iar p o t ê n c i a (quant idade n e c e s s á r i a d e d r o g a ) e e f i c á c i a (capacidade máxima de resposta). • Analisar as curvas dose–resposta. • Estudar janela terapêutica e índice terapêutico e sua importância clínica. • E n t e n d e r c o m o a c o n c e n t r a ç ã o plasmática pode ser usada como indicador da resposta farmacológica. 2. Conceito de Dose Dose = quantidade de droga administrada para produzir determinado efeito biológico. Classificações principais: • DL50 (dose letal 50%) → quantidade que mata 50% de uma população-teste. • ED50 (dose eficaz 50%) → quantidade que gera resposta em 50% da população. • IC50 (concentração inibitória 50%) → concentração necessária para inibir 50% de uma resposta. Tipos de dose: 1. Dose de ataque → inicial, mais alta, para alcançar rapidamente concentrações t e r a p ê u t i c a s ( e x . : d i g o x i n a e m insuficiência cardíaca). 2. Dose terapêutica → mantém o efeito desejado. 3. Dose tóxica → ultrapassa a faixa de segurança e gera efeitos indesejáveis graves. Fatores que influenciam: 1. Sexo, idade, peso. 2. Função hepática e renal. 3. Presença de comorbidades. P: “Todo fármaco tem efeito colateral?” R: Sim, todo fármaco tem efeitos colaterais, mas nem todo efeito colateral é tóxico. 3. Curvas Dose–Resposta 1. Representam a relação entre dose administrada e intensidade da resposta. 2. Em escala linear → difícil visualizar diferenças de resposta. 3. Em escala logarítmica → curva assume forma sigmoide (S), melhorando análise comparativa. O que avaliamos nelas: 1. Potência → posição da curva no eixo X (quanto mais à esquerda, mais potente). 2. Eficácia → altura máxima da curva (maior efeito que pode ser obtido). 3. Especificidade/seletividade → afinidade do fármaco por um alvo específico. 🔎 Exemplo clínico: Máyra Dias T38 1. Fármaco A (mais à esquerda) = mais potente → requer menor dose. 2. Fármaco B (curva mais alta) = mais eficaz → maior resposta máxima. P: Por que representamos em logaritmo e não em curva linear? R: Porque a escala logarítmica amplia a faixa de comparação, permitindo melhor análise entre fármacos. 4. Janela Terapêutica e Índice Terapêutico 1. Janela terapêutica = intervalo entre a dose eficaz e a dose tóxica. 2. Índice terapêutico (IT) = TD50 ÷ ED50. 3. Quanto maior o IT → mais seguro o fármaco. Exemplos clínicos: 1. Heparina → IT7.1 Antagonista competitivo (reversível) Compete pelo mesmo sítio do agonista → bloqueio superável com aumento da dose do agonista. Exemplo: propranolol (β-bloqueador). P: Se um antagonista é competitivo, como posso reverter seu efeito? R: Aumentando a concentração do agonista. 7 . 2 A n t a g o n i s t a n ã o c o m p e t i t i v o (irreversível ou alostérico) Liga-se ao sítio ativo (covalente) ou a um sítio alostérico → bloqueio não é superável. E x e m p l o c l í n i c o : A A S → a c e t i l a irreversivelmente a COX → inibição da agregação plaquetária por 7 a 10 dias. 7.3 Antagonista químico Neutraliza o agonista por interação química direta. Exemplo: ◦ EDTA → quelante em intoxicação por chumbo. ◦ Protamina → neutraliza heparina. 7.4 Antagonista fisiológico Atua em receptor diferente, mas gera resposta oposta. Exemplo clínico: ◦ G A B A ( i n i b i t ó r i o ) v s G l u t a m a t o (excitatório). ◦ β - b l o q u e a d o r e s → u s a d o s e m hipertireoidismo para reduzir taquicardia induzida por excesso de hormônio tireoidiano. 8. Integração Clínica Cardiologia: • Heparina → IT estreito, monitorização hospitalar. • β- b l o q u e a d o r e s → a n t a g o n i s t a s c o m p e t i t i v o s e m r e c e p t o r e s β - adrenérgicos. Psiquiatria: • Buprenorfina (agonista parcial) → reduz recaídas na dependência de opioides. Hematologia: • A A S ( a n t a g o n i s t a i r r e v e r s í v e l ) → antiagregante plaquetário. • Protamina → antídoto da heparina. Neurologia: • Agonistas inversos podem induz i r convulsões (uso experimental). Conclusão – Aula II A farmacodinâmica II mostra que a resposta farmacológica depende da interação droga–receptor, definida por: 1. Potência (dose necessária), 2. Eficácia (resposta máxima), 3. Curva dose–resposta (forma sigmoide), 4. Índice terapêutico (segurança). O estudo de agonistas e antagonistas explica por que um mesmo receptor pode gerar efeitos diferentes, e como os fármacos podem estimular, modular, bloquear ou inverter respostas fisiológicas . Esses conceitos são fundamentais para a terapêutica clínica racional e segura. Máyra Dias T38