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QUIMICA FARMACEUTICA 1. História da Química Farmacêutica A Química Farmacêutica evoluiu junto com a humanidade. Inicialmente, doenças eram tratadas com base em magia, religião e uso de produtos naturais. Principais acontecimentos históricos • Fogo: uma das primeiras evidências do domínio da química pelo homem. • 6.000 a.C.: início da metalurgia — Idade do Cobre. • 3.000–2.000 a.C.: Idade do Bronze. • Egípcios: utilizavam cobre para esterilizar água, realizavam destilação e extraíam substâncias vegetais. • 3.500 a.C.: ouro começou a ser utilizado na fabricação de medicamentos na Arábia e China. • Papiro de Ebers: importante registro histórico de fórmulas medicinais, com mais de 20 m e referências a mais de 7.000 substâncias. Plantas medicinais Os povos antigos já utilizavam plantas mesmo sem conhecer seus princípios ativos. Exemplos importantes: • Chang shang → utilizada contra malária → possui alcaloides com ação antimalárica. • Ipeca → utilizada por indígenas brasileiros contra diarreia → contém emetina. • Quina → utilizada pelos Incas contra febre da malária → posteriormente foi extraída a quinina. Paracelso É considerado o “Pai da Iatroquímica”. Defendia que: • Cada doença possuía um agente etiológico específico. • Doenças poderiam ser tratadas com medicamentos específicos. • Os medicamentos eram substâncias químicas. • O efeito tóxico dependia da dose. Exemplos: • Ferro → anemia. • Enxofre → antifúngico. • Ópio → sedativo. 2. Surgimento da Química Farmacêutica A Química Farmacêutica/Química Medicinal teve como marco a descoberta da salicilina. Decore esta sequência: 1829 → Salicilina Rafaele Piria isolou a salicilina das cascas do salgueiro. 1839 → Ácido salicílico Primeira modificação estrutural da salicilina. 1853 → Ácido acetilsalicílico Charles Gerhardt realizou a síntese do ácido salicílico e, posteriormente, ocorreram modificações para reduzir efeitos colaterais. 1897 → Aspirina® Felix Hoffmann, da Bayer, desenvolveu e registrou a formulação da Aspirina®, considerada no material a primeira patente de medicamento conhecida. A partir da década de 1940, ocorreu uma introdução maciça de novos fármacos. 3. Por que precisamos descobrir novos fármacos? A necessidade de novos medicamentos aumentou devido a: • crescimento da população; • crescimento dos centros urbanos; • redução de áreas nativas; • ressurgimento de doenças; • envelhecimento da população; • aumento das doenças crônicas; • resistência aos medicamentos; • necessidade de medicamentos mais seguros e com menos efeitos indesejados. Números importantes Para 1 medicamento chegar ao comércio, aproximadamente: 10.000 compostos → testados inicialmente Além disso, o desenvolvimento pode levar: mais de 10 anos E o custo médio apresentado na aula é de aproximadamente: US$ 1,38 bilhões por medicamento. 4. De onde vêm novos fármacos? O processo começa com P&D — Pesquisa e Desenvolvimento. As indústrias procuram moléculas promissoras em: • universidades; • centros de pesquisa; • fontes naturais; • espécies vegetais; • espécies animais; • informações provenientes do uso popular. Um dado importante: 75% dos compostos naturais utilizados pela indústria farmacêutica foram isolados a partir de informações do uso popular. Por isso são importantes os levantamentos: • etnobotânicos • etnofarmacológicos Os compostos naturais podem ser utilizados como: • marcadores; • fitofármacos; • base para modificações estruturais. 5. Desenvolvimento de um novo medicamento Fluxo para decorar: Descoberta → Pré-clínica → Clínicas I → II → III → IV → Mercado Ensaios pré-clínicos Primeiro são realizados testes: in vitro → sem animais Depois: in vivo → com animais de laboratório. Se os resultados forem satisfatórios, passa para os ensaios clínicos. 6. Fases dos ensaios clínicos FASE I 20–100 pessoas, geralmente saudáveis. Objetivo principal: • avaliar segurança; • observar perfil farmacocinético; • quando possível, farmacodinâmico. Objetivos: • verificar eficácia; • verificar segurança; • estudar distribuição; • estudar eliminação. FASE II 100–200 pacientes com a doença. Avalia: • eficácia; • eventos adversos; • doses adequadas. Se não apresentar resultados satisfatórios, não passa para a Fase III. FASE III Aproximadamente 1.000 pacientes. Avalia: • relação risco-benefício; • reações adversas; • interações clínicas; • influência de idade, sexo, IMC etc. MACETE I = Inicial → segurança II = Investiga → eficácia e dose III = Grande grupo → risco-benefício IV = Vigilância → medicamento já no mercado 7. Química Farmacêutica / Química Medicinal É uma disciplina baseada principalmente na química, mas que também envolve: • ciências biológicas; • médicas; • farmacêuticas. Estuda: • descoberta; • planejamento; • identificação; • preparação de compostos biologicamente ativos; • metabolismo; • interação fármaco-alvo; • relação estrutura-atividade. 8. Fármaco × Medicamento FÁRMACO É o princípio ativo/IFA responsável pela atividade farmacológica. É uma substância química que interage com um sistema biológico e produz uma resposta. MEDICAMENTO É o produto farmacêutico elaborado que possui finalidade: P → C → P → D • Profilática → previne doenças → vacinas. • Curativa → trata/cura → antibióticos. FASE IV Depois que o medicamento já está no mercado. É a fase de farmacovigilância. Avalia: • resultados na população em geral; • risco-benefício a longo prazo; • comparação com medicamentos existentes; • novas indicações. Objetivo Desenvolver novos compostos que possam ser utilizados como fármacos e que apresentem: • potência; • rápido início de ação; • menor incidência possível de efeitos colaterais. Não existem, até o momento, fármacos sem efeitos colaterais. • Paliativa → alivia sintomas → analgésicos. • Diagnóstica → auxilia exames → contrastes. 9. As 3 fases da ação de um fármaco Essa parte é MUITO importante para a prova: Fase FARMACÊUTICA Liberação do fármaco Desintegração + dissolução. Fase FARMACOCINÉTICA O que o organismo faz com o fármaco ADME: A → Absorção D → Distribuição M → Metabolismo E → Excreção Fase FARMACODINÂMICA O que o fármaco faz no organismo Interação com o alvo → efeito farmacológico. 10. Fase Farmacêutica Relacionada à: Desintegração → Dissolução → Disponibilidade para absorção Depende: • da forma farmacêutica; • da via de administração. Formas farmacêuticas Sólidas: • comprimidos; • cápsulas; • drágeas; • pós; • grânulos; • supositórios. Líquidas: • soluções; • suspensões; emulsões. Semissólidas: • cremes; • pomadas; • pastas. Atenção! Comprimido oral: precisa desintegrar + dissolver. Forma líquida oral: não precisa desintegrar, pois o fármaco já está disponível para absorção. Via intravenosa: não precisa de desintegração nem dissolução → disponibilidade sistêmica de 100%. 11. Fase Farmacocinética — ADME A — Absorção É a passagem do fármaco para a circulação sistêmica a partir do local de administração. Exceção: Via intravenosa → já entra diretamente na circulação. Tipos de transporte: • transporte ativo; • transporte passivo; • difusão facilitada; • difusão simples; • absorção convectiva; • par iônico; • endocitose. As propriedades que mais influenciam a absorção são: Lipossolubilidade + grau de ionização. D — Distribuição É o deslocamento do fármaco até o local de ação. Parte do fármaco pode se ligar às proteínas plasmáticas, principalmente:ricos em cálcio. MACETE: Tetraciclina + Ca/Fe/Mg/Al = quelato insolúvel = ↓ absorção. C4 A orientação α-estérea do grupo dimetilamino em C4 é essencial para a atividade antibiótica. Pode ocorrer formação de: 4-epitetraciclina que é inativa. C6 Tetraciclinas naturais podem apresentar grupo hidroxila em C6. Mecanismo Interferem na biossíntese de proteínas no nível: ribossômico Usos Mais utilizados contra: • Rickettsia; • Chlamydia; • Mycoplasma; • antraz; • peste; • Helicobacter. Em meio ácido: pode ocorrer desidratação ↓ formação de 4-epianidrotetraciclina ↓ toxicidade renal Pode produzir síndrome semelhante à de Fanconi. Doxiciclina e minociclina Não possuem grupo hidroxila em C6. não sofrem essa desidratação ficam livres dessa toxicidade específica. C7 Tetraciclinas com Cl em C7: absorvem luz visível podem gerar radicais livres podem causar eritema grave com exposição solar intensa. TEMA 5 — ANTIVIRAIS Vírus São: parasitas intracelulares obrigatórios Possuem: DNA ou RNA; capsídeo; alguns possuem envelope. Os antivirais podem atuar em diferentes etapas da replicação viral. Inibidores dos estágios iniciais da replicação Amantadina inibe penetração da partícula viral e desencapsulamento. Rimantadina mais ativa contra influenza A; menos efeitos no SNC que a amantadina; interfere no desencapsulamento. Tromantadina atividade contra HSV-1 e HSV-2. Interferons Protegem células contra novas infecções. Tipos: Interferon Produzido por α leucócitos β fibroblastos γ linfócitos T Tilorona induz produção de interferon. Oseltamivir É: pró-fármaco Após metabolização: forma carboxilato de oseltamivir, que é ativo. Zanamivir inibe a neuraminidase do vírus influenza. Análogos de nucleosídeos Interferem na: replicação do ácido nucleico Aciclovir É análogo da: desoxiguanosina Atua inibindo: timidinoquinase viral; DNA polimerase. Ganciclovir pró-fármaco inibe DNA polimerase. Mais tóxico para células humanas. Ribavirina É um antiviral de: amplo espectro Atua contra: vírus de RNA e DNA. Inibe enzimas envolvidas na biossíntese do: ácido guanílico. Transcrição/tradução Metisazona inibe síntese de RNA viral. Atua bloqueando: tradução do mRNA no ribossomo. Foi utilizada contra: varíola Atualmente está em desuso devido à erradicação da doença. Idoxuridina Análogo da: timidina Produz proteínas virais defeituosas. Uso sistêmico: • mutagênico; • imunossupressor; • pode gerar resistência. Trifluorotimidina antimetabólito da timidina. Atua de maneira semelhante à idoxuridina. Citarabina / Ara-C Análogo da: desoxicitidina Incorpora-se ao DNA e: inibe DNA polimerase. Vidarabina / Ara-A Análogo da: desoxiadenosina inibe DNA polimerase. INIBIDORES DA TRANSCRIPTASE REVERSA — ANÁLOGOS DE NUCLEOSÍDEOS Possuem dois mecanismos principais: 1. inibem a transcriptase reversa; 2. impedem o alongamento da cadeia de DNA. Por não apresentarem a: OH em C3' impedem a continuação da cadeia. Precisam ser transformados em: Principais exemplos AZT — Zidovudina análogo da timidina. Possui: grupo azido em C3' Sensível ao calor e à luz. Didanosina — DDI pró-fármaco; forma trifosfato ativo. Zalcitabina — DDC pró-fármaco; forma trifosfato ativo; terminador da elongação do DNA. AIDS — principais classes de antivirais As três principais: 1. Inibidores da transcriptase reversa análogos de nucleosídeos 2. Inibidores da transcriptase reversa não nucleosídeos 3. Inibidores de protease Outros: • inibidores de fusão/entrada; • inibidores de integrase; • estimulantes de interferon. trifosfatos dentro da célula. Outros • Estavudina; • Lamivudina; • Abacavir. MAPA MENTAL PARA DECORAR ANTES DA PROVA DIURÉTICOS Osmóticos → manitol → puxa água Anidrase carbônica → acetazolamida → glaucoma → pode causar acidose Tiazidas → hidroclorotiazida → bloqueia Na⁺/Cl⁻ Alça → furosemida → Na⁺/K⁺/2Cl⁻ → mais potente Poupadores de K → espironolactona/amilorida/triamtereno → ↑ K⁺ → hipercalemia TETRACICLINAS 4 anéis ↓ inibe síntese proteica ↓ bacteriostático Ca²⁺/Fe²⁺/Mg²⁺/Al³⁺ → quelato → ↓ absorção C6-OH → desidratação → toxicidade renal ANTIVIRAIS Amantadina → desencapsulamento Zanamivir → neuraminidase Oseltamivir → pró-fármaco Aciclovir → DNA polimerase Ribavirina → RNA + DNA AZT → transcriptase reversa + termina cadeia Inibidores de protease → protease SULFONAMIDAS Parece PABA ↓ inibe di-hidropteroato sintase ↓ ↓ ácido fólico ↓ ↓ DNA/RNA bacteriano β-LACTÂMICOS Anel β-lactâmico ↓ inibe transpeptidase ↓ não forma parede celular ↓ morte bacteriana Penicilina → tiazolidínico Cefalosporina → di-hidrotiazínico Ácido clavulânico → inibe β-lactamase Aztreonam → Gram-negativas Imipenem → amplo espectro 15 PONTOS QUE EU DECORARIA PARA A PROVA 1. Diuréticos aumentam a excreção de Na⁺, Cl⁻ e água. 2. Diuréticos de alça são os mais potentes. 3. Furosemida → bloqueia Na⁺/K⁺/2Cl⁻. 4. Poupadores de K⁺ → podem causar hipercalemia. 5. Espironolactona → antagonista da aldosterona. 6. Acetazolamida → inibidor da anidrase carbônica. 7. Sulfonamidas → competem com PABA. 8. Sulfonamidas → inibem di-hidropteroato sintase. 9. β-lactâmicos → inibem transpeptidase e parede celular. 10. Penicilinas e cefalosporinas → β-lactâmicos clássicos. 11. Ácido clavulânico → inibidor de β-lactamase. 12. Tetraciclinas → bacteriostáticas e inibem síntese proteica. 13. Tetraciclinas + Ca/Fe/Mg/Al → quelatos → ↓ absorção. 14. Zanamivir → neuraminidase. 15. AZT e outros análogos nucleosídicos → transcriptase reversa + interrupção da cadeia de DNA.Albumina A parte livre é a fração farmacologicamente ativa. A ligação proteína + fármaco funciona como um reservatório. M — Metabolismo Também chamado de biotransformação. Pode ocorrer em: • fígado; • cérebro; • sangue; • rins; • pulmões. E — Excreção É a remoção do fármaco do organismo. Principal via: RENAL → urina Outras: • intestinal → fezes; • exalação; • suor; • aleitamento. Pode formar metabólitos mais hidrossolúveis, facilitando a excreção. 12. Fase Farmacodinâmica É a fase relacionada aos eventos que acontecem quando o fármaco chega ao local de ação. Pode produzir: • efeito terapêutico; • efeito adverso; • ausência de efeito. Está muito relacionada à estrutura química do fármaco e à sua complementaridade com o sítio- alvo. Modelo chave-fechadura Agonista: liga-se ao receptor e produz resposta. Antagonista: liga-se ao receptor, mas não produz resposta e bloqueia a ação do agonista. 13. Outros mecanismos de ação 1. Ação direta sobre receptor Ex.: agonistas e antagonistas. 2. Ação indireta sobre agonista endógeno Pode: • aumentar sua liberação; • diminuir sua liberação; • inibir sua recaptação; • inibir seu metabolismo; • produzir antagonismo fisiológico. • 14. Propriedades físico-químicas São muito importantes porque influenciam diretamente a atividade biológica do fármaco. As principais são: DECORAR: Solubilidade + Lipofilia + Ionização Essas propriedades influenciam principalmente: Fase farmacêutica → liberação/dissolução Fase farmacocinética → absorção/distribuição E também podem influenciar a interação com o receptor na fase farmacodinâmica. 3. Inibição de transporte Exemplo: Furosemida → inibe cotransportador Na/K/Cl. 4. Inibição enzimática Exemplo: Alopurinol → inibe xantino-oxidase. 5. Ativação/ação enzimática direta Exemplos: • L-asparaginase; pralidoxima. 15. Solubilidade Para ser absorvido, o fármaco precisa estar dissolvido no meio onde ocorrerá a absorção. Fatores que interferem: • pH; • pKa; • tamanho da partícula; • polimorfismo; • forma farmacêutica; • taxa de dissolução. Cuidado! Pouco hidrossolúvel: pode não dissolver adequadamente → baixa absorção. Muito hidrossolúvel: pode ter dificuldade para atravessar membranas por difusão passiva. O ideal é existir um equilíbrio entre hidrossolubilidade e lipossolubilidade. 16. Tamanho das partículas Partículas menores → maior superfície de contato → maior solubilização → maior absorção. Porém, partículas muito pequenas podem: • alterar a forma polimórfica; • aumentar a energia superficial; • sofrer aglomeração; • diminuir a área de contato; • dificultar a dissolução. 17. Lipossolubilidade É importante porque muitos fármacos atravessam membranas por difusão passiva. Maior lipossolubilidade → geralmente maior capacidade de atravessar membranas. Mas atenção: Lipossolubilidade excessiva também é ruim, porque pode: • dificultar a dissolução; • prejudicar a distribuição; • favorecer acúmulo no tecido adiposo e membranas. As formas não ionizadas são mais lipossolúveis. 18. Coeficiente de partição — Log P O log P mede a lipofilia/hidrofobicidade da molécula. Decore: log P = 0 → mesma afinidade pela fase aquosa e orgânica. log P 0 → maior afinidade pela fase orgânica. Quanto maior o log P, maior o caráter hidrofóbico. Para a maioria dos fármacos: log P ≈ 2–5. 19. Coeficiente de distribuição — Log D O log D é especialmente importante para fármacos ionizáveis, pois considera o efeito do pH. Faixas importantes: Log D Característica 5 Baixa solubilidade, absorção e biodisponibilidade reduzidas Para a prova: Log D entre 1 e 3 = equilíbrio entre solubilidade e permeabilidade → faixa ideal. 20. Constante de Hansch (π) A constante de Hansch mede a lipofilia/hidrofobicidade de um substituinte específico em relação ao hidrogênio. Exemplos: π > 0 → substituinte mais hidrofóbico que H. Ex.: Cl → π = 0,71 π 0 → orgânico Forma não ionizada → menos polar/apolar → mais lipossolúvel → maior permeabilidade por difusão passiva. Desenvolvimento de fármacos P&D → Pré-clínica → I → II → III → IV Pré-clínica: in vitro → in vivo Fase I: segurança Fase II: eficácia + dose Fase III: risco-benefício Fase IV: farmacovigilância Fármaco × medicamento Fármaco = princípio ativo Medicamento = produto farmacêutico que contém/veicula o fármaco e possui finalidade terapêutica. Log D 1–3 = faixa ideal Ionização pH = pKa → 50% ionizado + 50% não ionizado Ionizado → mais hidrossolúvel Não ionizado → mais lipossolúvel e permeável O QUE EU ACHO MAIS PROVÁVEL DE CAIR 1. Diferença entre fármaco e medicamento. 2. As 3 fases: farmacêutica, farmacocinética e farmacodinâmica. 3. ADME. 4. Diferença entre agonista e antagonista. 5. Fases I, II, III e IV dos ensaios clínicos. 6. Pré-clínico in vitro × in vivo. 7. Log P × Log D. 8. Faixa ideal de Log D = 1–3. 9. Relação entre pH, pKa e ionização. 10. Diferença entre molécula ionizada e não ionizada. 11. Lipossolubilidade × hidrossolubilidade. 12. História da salicilina → ácido salicílico → AAS → Aspirina. 1. PROPRIEDADES ESTRUTURAIS DOS FÁRMACOS Para um fármaco exercer sua ação, ele precisa interagir com uma biomacromolécula, que corresponde ao sítio de ligação biológico. Os fármacos podem ser classificados em: Estruturalmente inespecíficos Não dependem de um alvo molecular específico, como receptor, enzima ou canal iônico. Seu efeito depende principalmente das propriedades físico-químicas, como: • pKa; • solubilidade; • grau de ionização; • lipossolubilidade. Exemplos: anestésicos gerais e alguns antiácidos, como hidróxido de alumínio. Estruturalmente específicos Precisam se ligar a uma biomacromolécula específica para produzir seu efeito. Características: • são a minoria dos fármacos; • geralmente possuem baixa potência; • podem precisar de doses maiores; • o efeito depende da concentração/acúmulo no tecido. Os alvos podem ser: • enzimas; • receptores metabotrópicos; • receptores ionotrópicos; • receptores ligados a quinases; • receptores nucleares; • ácidos nucleicos. O reconhecimento depende da estrutura tridimensional e dos grupos funcionais do fármaco. MACETE: Inespecífico = propriedades físico-químicas Específico = estrutura + alvo molecular 2. MODELO CHAVE-FECHADURA Foi proposto em 1894 por Emil Fischer. A ideia é que o fármaco precisa ter uma estrutura complementar ao receptor, como uma chave que se encaixa em uma fechadura.Existem 3 tipos de “chaves”: 1. Chave original → agonista natural • encaixa no receptor; • produz a resposta. 2. Chave modificada → agonista modificado • semelhante à chave original; • também produz resposta. 3. Chave falsa → antagonista • consegue se ligar; • não abre a “porta”; • bloqueia o receptor. Dois conceitos importantes: Afinidade: capacidade de se ligar ao receptor. Atividade intrínseca: capacidade de produzir uma resposta após a ligação. 3. AGONISTAS Agonista = liga + ativa o receptor. Agonista pleno/total • produz resposta máxima; • semelhante ao ligante endógeno; • e = 1. Agonista parcial • produz resposta, mas menor que a máxima; • se o agonista endógeno estiver presente, pode competir com ele; • 0 ≤ e ≤ 1. Agonista-antagonista Pode: • agir como agonista em um receptor; • agir como antagonista em outro. Agonista inverso Liga-se ao receptor e estabiliza sua conformação inativa. DECORAR: Pleno = resposta máxima Parcial = resposta menor Inverso = estabiliza receptor inativo Agonista-antagonista = depende do receptor 4. ANTAGONISTAS Antagonista = bloqueia/inibe a ação do agonista. Geralmente: e = 0 Antagonista de receptor Competitivo • compete com o agonista pelo receptor; • se a concentração do agonista aumentar muito, o bloqueio pode ser revertido. Exemplo: ondansetrona → bloqueia receptores 5-HT3. Não competitivo • pode se ligar ao sítio ativo ou alostérico; • impede a ação do agonista; • o bloqueio é considerado irreversível no material. Exemplo: ácido acetilsalicílico → acetila irreversivelmente a ciclo-oxigenase. Antagonista sem receptor Não se liga ao receptor. Pode agir por: Químico: inativa diretamente o agonista. Fisiológico: ativa uma via que produz efeito contrário. Farmacocinético: altera a farmacocinética para diminuir a concentração do agonista no local de ação. MACETE: Competitivo = disputa o receptor Não competitivo = bloqueio não revertido pelo aumento do agonista Sem receptor = age por outro mecanismo 5. FORÇAS NA INTERAÇÃO FÁRMACO-RECEPTOR A interação depende de: • tamanho da molécula; • estereoquímica; • interações químicas. As principais forças são: 1. Forças eletrostáticas 2. Ligações de hidrogênio 3. Forças de van der Waals 4. Forças hidrofóbicas 5. Ligações covalentes 6. LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO São interações do tipo dipolo-dipolo. Energia aproximada: ≈ 5 kcal/mol Ocorrem principalmente envolvendo: • O; • N; • H. São: mais fortes que van der Waals e mais fracas que forças eletrostáticas. São muito importantes no meio biológico para manter estruturas de proteínas e ácidos nucleicos. Exemplo: saquinavir. 7. FORÇAS DE VAN DER WAALS Também chamadas de forças de dispersão de London. São: • fracas; • relacionadas a dipolos induzidos momentaneamente; • importantes para o reconhecimento fármaco-receptor. Podem ocorrer entre grupos apolares, como: C-H e C-C Exemplo: losartana. Forças eletrostáticas Podem ser: • íon-íon: 5–10 kcal/mol; • íon-dipolo: 1–7 kcal/mol; • dipolo-dipolo: 1–7 kcal/mol. A força depende principalmente: • da distância entre as cargas; • da constante dielétrica do meio. Exemplo importante: Flurbiprofeno (COO⁻) + arginina (NH⁺) → interação iônica. 8. FORÇAS HIDROFÓBICAS Acontecem entre partes apolares das moléculas. Apesar de serem fracas, são importantes para o reconhecimento entre fármaco e receptor. Exemplo: fator de ativação plaquetária (PAF). 9. LIGAÇÕES COVALENTES São as interações mais fortes. Energia: 50–150 kcal/mol Características: • dificilmente são desfeitas; • geralmente são irreversíveis; • apresentam grande estabilidade. Podem aumentar o risco de toxicidade, por isso não são sempre desejáveis no planejamento de fármacos. Porém, podem ser desejáveis em alguns quimioterápicos, porque uma ligação irreversível pode ajudar a impedir a proliferação de patógenos ou células tumorais. Exemplo clássico: Ácido acetilsalicílico (AAS) → inibe irreversivelmente a ciclo-oxigenase (COX) por formação de ligação covalente. 10. FATORES ESTEREOQUÍMICOS O modelo chave-fechadura é uma simplificação. Na realidade, tanto o fármaco quanto o receptor possuem estruturas tridimensionais e dinâmicas. Os principais fatores são: • tamanho; • conformação; • configuração absoluta; • configuração relativa. 11. TAMANHO DO FÁRMACO A maioria dos fármacos possui peso molecular entre: 100 e 1.000 Moléculas: PM 1.000 → apresentam dificuldade de permeação e movimentação pelo organismo. Por isso, moléculas muito grandes podem precisar ser administradas diretamente ou próximas ao local de ação. 12. CONFORMAÇÃO Conformação = arranjo espacial da molécula que pode mudar pela rotação de ligações simples. Conformação alternada • hidrogênios mais afastados; • maior estabilidade. Conformação eclipsada • hidrogênios mais próximos; • menor estabilidade. Cicloexano Ordem de estabilidade: Cadeira > barco torcido > barco A conformação cadeira é a mais estável. ↔ 14. CONFIGURAÇÃO RELATIVA Relacionada à isomeria: cis/trans ou E/Z A posição espacial dos grupos farmacofóricos pode alterar: • afinidade; • atividade intrínseca; • efeito biológico. Exemplo: E-dietilestilbestrol → possui maior atividade estrogênica. Z-dietilestilbestrol → atividade estrogênica aproximadamente 14 vezes menor. Isso ocorre porque a distância entre os grupos hidroxila é diferente. 15. SÍNTESE E MODIFICAÇÃO DE FÁRMACOS Entre 1950 e 1980, ocorreram grandes mudanças no desenvolvimento de fármacos. Um destaque foi o desenvolvimento do: Bioisosterismo 13. CONFIGURAÇÃO ABSOLUTA Relacionada à estereoquímica. Enantiômeros São moléculas que: • são imagens especulares; • não podem ser sobrepostas; • possuem mesmas propriedades físico-químicas, exceto a atividade biológica. Podem ser: Eutômero → maior/atividade terapêutica útil Distômero → menor afinidade Exemplo clássico: TALIDOMIDA R → atividade sedativa S → teratogênico Esse exemplo é muito importante para prova. Que contribuiu para o conhecimento da relação entre: estrutura química ↔ atividade biológica Até 1991: 79% dos fármacos utilizados na terapêutica eram sintéticos 21% eram naturais ou semissintéticos. 16. LATENCIAÇÃO E PRÓ-FÁRMACOS O que é latenciação? É a modificação química de um fármaco ativo, formando um novo composto que será convertido novamente no fármaco ativo por reação: química ou enzimática in vivo. O produto formado é chamado de: PRÓ-FÁRMACO Pense assim: Pró-fármaco = medicamento “disfarçado” que vira ativo dentro do organismo. A aula compara o pró-fármaco a um “cavalo de Troia”: ele atravessa barreiras biológicas e libera sua forma ativa no local de ação. 17. POR QUE USAR UM PRÓ-FÁRMACO? Pode ser utilizado para: 1. Aumentar a solubilidade Quando o fármaco não é suficientemente solúvel para administração. 2. Melhorar a aceitação pelo paciente Pode melhorar: • sabor; • odor; • irritação gástrica; • dor na administração. 3. Reduzir toxicidade O fármaco pode ser administrado inicialmente na forma inativa e ativado no local de ação. 4. Aumentar estabilidade Quando o fármaco é instável e sofre metabolismo antes de chegar ao local de ação. 5. Aumentar duração do efeito O pró-fármaco pode ser convertido lentamente na forma ativa. Principais aplicações • Aumentar lipofilicidade • Aumentar duração do efeito • Aumentar especificidade • Reduzir toxicidade • Melhorar a formulação farmacêutica • S → teratogênico Esse exemploé muito importante para prova. RESUMO ULTRA-RÁPIDO PARA DECORAR FÁRMACOS Inespecífico → não precisa de alvo específico → depende das propriedades físico-químicas → baixa potência Específico → precisa de biomacromolécula específica → depende da estrutura → modelo chave-fechadura INTERAÇÕES Eletrostática → cargas Hidrogênio → O/N/H Van der Waals → dipolos momentâneos Hidrofóbica → partes apolares Covalente → muito forte e geralmente irreversível PRÓ-FÁRMACO Pró-fármaco = forma modificada/inativa → transforma-se no fármaco ativo no organismo. Pode servir para: ↑ solubilidade ↑ lipofilicidade ↑ duração ↑ especificidade ↓ toxicidade ↑ aceitação/formulação SE TIVER POUCO TEMPO PARA ESTUDAR Priorize nesta ordem: 1. Agonista × antagonista 2. Agonista pleno, parcial e inverso 3. Antagonista competitivo × não competitivo 4. Forças de interação fármaco-receptor 5. Ligação covalente 6. Talidomida — R × S 7. Conformação 8. Modelo chave-fechadura 9. Fármacos específicos × inespecíficos 10. Pró-fármacos e latenciação AGONISTA × ANTAGONISTA Agonista = ativa Antagonista = bloqueia Agonista pleno = e = 1 Antagonista = e = 0 Agonista parcial = resposta menor Agonista inverso = receptor inativo ESTEREOQUÍMICA Tamanho → influencia interação Conformação → arranjo espacial variável Configuração absoluta → enantiômeros Configuração relativa → cis/trans ou E/Z Talidomida: R = sedativo / S = teratogênico 1. PRÓ-FÁRMACOS O que são? São moléculas inativas ou menos ativas que o fármaco matriz e que, depois da administração, sofrem biotransformação no organismo, originando a forma ativa. MACETE: PRÓ-FÁRMACO → inativo/menos ativo → biotransformação → fármaco ativo → efeito terapêutico Características que um pró-fármaco deve apresentar: • ser inativo ou menos ativo que o fármaco matriz; • síntese, se possível, menos complexa; • regenerar o fármaco matriz in vivo em quantidade adequada; • minimizar a inativação/metabolização direta; • não apresentar toxicidade; • possuir velocidade adequada de biotransformação. 2. PRÓ-FÁRMACO DE ACORDO COM O GRUPO FUNCIONAL Essa tabela pode ser importante para questões de associação: Grupo funcional do fármaco Possíveis pró-fármacos COOH Ésteres, ésteres α-aciloxialquílicos e amidas OH Ésteres, carbonatos, fosfatos, éteres e éteres α-aciloxialquílicos SH Tioéteres, tioésteres e dissulfetos C=O Cetais, iminas, ésteres enólicos, oxazolidinas e tiazolidinas NH₂ Amidas, carbamatos, iminas, enaminas e bases de Mannich N terciário Derivados N-aciloxialquílicos SO₂NH₂ / SO₂NH Imidatos N-sulfonílicos e derivados N-alcoximetílicos NH ácido Bases de Mannich, derivados N-hidroximetílicos, N-acílicos e N- aciloxialquílicos 3. CLASSIFICAÇÃO DOS PRÓ-FÁRMACOS Segundo o material, são classificados em: 1. Pró-fármacos clássicos 2. Bioprecursores 3. Mistos 4. Recíprocos 5. Fármacos dirigidos 3.1 Pró-fármacos clássicos São inativos ou menos ativos que o fármaco matriz. Possuem um transportador, geralmente lipofílico, ligado temporariamente ao fármaco. No organismo: pró-fármaco → hidrólise química/enzimática → fármaco ativo Objetivos: • aumentar atividade terapêutica; • melhorar propriedades físico-químicas; • aumentar biodisponibilidade; • aumentar seletividade; • prolongar a ação; • melhorar solubilidade. Exemplo: Valaciclovir → Aciclovir O valaciclovir apresenta maior absorção que o aciclovir. 3.2 Bioprecursores São fármacos latentes. Diferença principal: NÃO possuem ligação temporária com um transportador. São inativos e sofrem biotransformação, geralmente por reações de oxidação ou redução da Fase I do metabolismo, originando o metabólito ativo. Exemplo: Lovastatina → metabólito ativo Outros exemplos citados: • zidovudina (AZT); • metronidazol; • enalapril; • aceclofenaco. DIFERENÇA: Clássico → tem transportador Bioprecursor → não tem transportador; sofre biotransformação 3.3 Pró-fármacos mistos Possuem características de: bioprecursor + pró-fármaco clássico Ou seja: • são biologicamente inativos; • possuem transportador; • passam por várias reações; • finalmente originam o metabólito ativo. Exemplo: CDS — Chemical Delivery System Foi desenvolvido inicialmente para transportar fármacos para o SNC, atravessando a barreira hematoencefálica. No SNC: transportador + molécula inativa → atravessa BHE → oxidação → acumula no cérebro → nova biotransformação → libera fármaco ativo 3.4 Pró-fármacos recíprocos Aqui existe uma diferença importante: O transportador também possui atividade terapêutica. Portanto, temos: molécula ativa + transportador ativo Podem ser utilizados para obter sinergismo de ação. Exemplo: Sulfassalazina No organismo: Sulfassalazina → azo-redutases → sulfapiridina + ácido aminossalicílico Os dois metabólitos são farmacologicamente ativos. 3.5 Fármacos dirigidos São formas latentes nas quais o fármaco está ligado a um transportador específico para determinada: • enzima; • receptor; • estrutura do sítio de ação. Objetivo principal: AUMENTAR A SELETIVIDADE Isso pode: • aumentar a potência; • reduzir efeitos indesejados; • diminuir ação em tecidos não desejados. Normalmente são ativados pelas hidrolases ácidas dos lisossomos, após endocitose do complexo fármaco-receptor. TABELA PARA DECORAR Tipo O que lembrar Clássico Tem transportador + hidrólise Bioprecursor Não tem transportador + biotransformação Misto Transportador + várias biotransformações Recíproco Transportador também é ativo Dirigido Transportador direciona ao alvo específico MACETE: C-B-M-R-D Clássico Bioprecursor Misto Recíproco Dirigido 4. RELAÇÃO ESTRUTURA–ATIVIDADE — REA O que é REA? É o estudo da relação entre: MODIFICAÇÕES NA ESTRUTURA QUÍMICA ALTERAÇÕES NA ATIVIDADE BIOLÓGICA As modificações estruturais podem alterar propriedades físico-químicas e, consequentemente: • farmacocinética; • farmacodinâmica; • potência; • efeitos colaterais; • facilidade de administração. 5. OBJETIVOS DA REA A REA busca descobrir: 1. Qual parte da molécula é responsável pela atividade? → FARMACÓFORO 2. Quais partes estão relacionadas aos efeitos colaterais? 3. Como aumentar a atividade terapêutica? 4. Como diminuir efeitos indesejados? 5. Como melhorar propriedades farmacocinéticas? 6. COMO ESTUDAR A REA? Primeiro: Escolhe-se um composto-chave → PROTÓTIPO Depois: fazem-se pequenas alterações estruturais ↓ avalia-se a atividade biológica ↓ compara-se com o protótipo ↓ identificam-se as modificações desejáveis 7. PRINCIPAIS MODIFICAÇÕES ESTRUTURAIS DA REA São três grandes grupos: Tamanho, dimensão e conformação Natureza, tipo e grau de substituição Estereoquímica 8. ALTERAÇÕES NO TAMANHO E CONFORMAÇÃO Aumento de CH₂ Aumentar grupos CH₂: → aumenta tamanho → aumenta lipofilia → pode facilitar passagem pelas membranas → pode aumentar interações hidrofóbicas/van der Waals. Mas lipofilia excessiva: → diminui solubilidade em água → pode aumentar armazenamento em gordura/membranas → pode diminuir distribuição adequada. 9. ALTERAÇÃO DO GRAU DE INSATURAÇÃO Introdução de dupla ligação → aumenta rigidez → pode gerar isômeros E/Z → pode alterar bastante a atividade. Também pode aumentar a sensibilidade à oxidação metabólica. Remoção de dupla ligação → aumenta flexibilidade Pode: • melhorar o encaixe; • ou piorar o encaixe e reduzir a atividade. Exemplo: Prednisona A introdução de uma dupla ligação pode aumentar a atividade. 10. INTRODUÇÃO OU REMOÇÃO DE ANÉIS Adicionar anéis pode: • aumentaro tamanho; • alterar a conformação; • aumentar rigidez; • preencher regiões hidrofóbicas do alvo; • fortalecer a interação com o alvo. Anéis aromáticos: → aumentam rigidez → aumentam tamanho → podem alterar a interação com o alvo. 11. SUBSTITUINTES NA REA A introdução de novos grupos pode alterar: • propriedades farmacocinéticas; • propriedades farmacodinâmicas; • lipofilia; • hidrofilia; • pKa; • metabolismo; • interação com o alvo. Anéis pequenos podem: • reduzir conformações possíveis; • alterar estabilidade; • diminuir o risco de molécula ficar grande demais para o alvo. Os principais substituintes citados são: • CH₃; • halogênios; • OH; • grupos básicos; • COOH; • ácido sulfônico; grupos contendo enxofre. 12. GRUPOS METILA — CH₃ Podem: → aumentar lipofilia → provocar impedimento estérico → alterar metabolismo. O aumento da cadeia pode aumentar o coeficiente de partição P. Quanto maior P: maior lipossolubilidade. 13. HALOGÊNIOS Em geral: halogênios → ↑ lipofilia Exceção importante: Flúor Apresenta contribuição muito pequena para o aumento da lipofilia comparado aos outros halogênios. A posição do halogênio na molécula também pode alterar suas propriedades. 14. GRUPO HIDROXILA — OH OH geralmente: → ↑ hidrofilia → aumenta possibilidade de ligações de hidrogênio → pode criar nova interação com o sítio-alvo. Também influencia o metabolismo e pode reduzir: → biodisponibilidade → meia-vida. Em anéis aromáticos: OH → compostos fenólicos → pode aumentar atividade bactericida. 15. GRUPOS BÁSICOS Exemplos: • aminas; • amidinas; • guanidinas. Podem: → aumentar basicidade → alterar pKa → aumentar ionização em pH fisiológico → aumentar hidrossolubilidade → facilitar eliminação. Também podem melhorar a interação com o alvo. RESUMO: Grupo básico → ↑ pKa/basicidade → ↑ ionização → ↑ hidrossolubilidade 16. ÁCIDO CARBOXÍLICO E ÁCIDO SULFÔNICO Geralmente: → ↑ hidrofilia → interagem com água. Em pH fisiológico, ficam relativamente ionizados. Ácido carboxílico Pode sofrer conjugação com: ácido glicurônico → favorece eliminação → pode reduzir meia-vida. 17. GRUPOS CONTENDO ENXOFRE Exemplos: • tióis; • sulfetos. São pouco utilizados em REA porque podem sofrer oxidação, formando metabólitos tóxicos. Porém: Podem quelar metais. Isso é útil para inibidores de enzimas que possuem metais. Exemplo: Captopril → inibidor da ECA 18. BIOISOSTERISMO É uma estratégia de Química Medicinal para modificar um protótipo de maneira planejada. A ideia é: trocar um átomo/grupo por outro semelhante para tentar manter ou melhorar a atividade biológica. Objetivos: • manter atividade; • melhorar propriedades físico-químicas; • melhorar farmacocinética; • reduzir efeitos adversos; • aumentar seletividade. Como aumentar a meia-vida? Pode-se fazer latenciação, transformando: COOH → ÉSTER Depois, as esterases regeneram o grupo ácido. 19. BIOISÓSTEROS CLÁSSICOS Possuem características semelhantes de: • tamanho; • forma; • configuração eletrônica. Podem ser classificados em: Monovalentes Exemplos: • halogênios; • CH₃; • NH₂; • OH; • SH. 20. BIOISÓSTEROS NÃO CLÁSSICOS Não seguem rigorosamente as definições clássicas de Grimm e Erlenmeyer. Não precisam ter exatamente: • mesmo número de átomos; • mesma estrutura estérica; • mesmas características eletrônicas. Porém, devem apresentar atividade biológica semelhante. Exemplos citados: carbonila; ácido carboxílico; éster; amida; hidroxila; catecol; halogênio; tioureia. 21. QSAR / REAQ QSAR Quantitative Structure Activity Relationship Em português: Relação Estrutura-Atividade Quantitativa — REAQ É um modelo matemático que relaciona: ESTRUTURA QUÍMICA com ATIVIDADE FARMACOLÓGICA Divalentes Exemplos: • R-O-R'; • R-S-R'; • R-NH-R'; • R-CH₂-R'. Trivalentes Exemplos: • R-N=R'; • R-CH=R'. Tetravalentes Exemplos: • =C=; • =N⁺=; • =P⁺=. Equivalentes anelares Exemplos: • C=C; • S; • O; • NH. 22. OBJETIVO DO QSAR Utilizar cálculos matemáticos para encontrar relações entre: • propriedades físico-químicas; • estrutura molecular; • atividade biológica. • Isso permite: • → identificar protótipos → planejar novos fármacos → aumentar atividade → melhorar especificidade → melhorar perfil farmacológico → reduzir o fator sorte. 23. MODELAGEM MOLECULAR E CADD Quando os modelos utilizam estruturas tridimensionais, temos: MODELAGEM MOLECULAR Ela faz parte do: CADD Computer Aided Drug Design = Planejamento de fármacos auxiliado por computador. 24. EQUAÇÃO DO QSAR A aula apresenta: log 1/C = função dos parâmetros Onde: C = concentração mínima necessária para produzir determinada resposta biológica. Portanto: log 1/C = atividade 25. PARÂMETROS DO QSAR Os principais são: Lipofílico P / π Eletrônico σ — constante de Hammett Estérico Es — constante de Taft Também podem ser utilizados: • parâmetro de Charton; • parâmetro de Verloop; • refratividade molar (RM). 26. COEFICIENTE DE PARTIÇÃO — P Está relacionado à lipossolubilidade. Quanto maior P: ↑ lipossolubilidade O P é importante para avaliar a movimentação do fármaco através das membranas. 27. CONSTANTE DE HANSCH — π Está relacionada à contribuição de um substituinte para o coeficiente de partição óleo/água. É utilizada em QSAR quando são feitas alterações nos substituintes do farmacóforo. 28. CONSTANTE DE HAMMETT — σ Avalia os efeitos eletrônicos dos substituintes. Relaciona-se com: • distribuição de elétrons; • polaridade; • capacidade de retirar ou doar elétrons. Muito importante: σ positivo → grupo RETIRADOR de elétrons σ negativo → grupo DOADOR de elétrons Fórmula: σ = log(Kx/K₀) 30. REFRATIVIDADE MOLAR — RM A refratividade molar está relacionada a: volume molecular + polarizabilidade A aula apresenta a relação: RM = volume + facilidade de polarização da molécula O QUE EU DECORARIA PARA A PROVA Se você não conseguir estudar tudo, decore principalmente estas diferenças: PRÓ-FÁRMACOS Clássico → tem transportador → hidrólise → libera fármaco ativo. Bioprecursor → não tem transportador → biotransformação → metabólito ativo. REA = estrutura → atividade biológica Principais modificações: tamanho/conformação, Substituintes, Estereoquímica 29. CONSTANTE DE TAFT — Es É um parâmetro estérico. Relaciona-se com: • tamanho; • volume; • conformação; • dimensões do fármaco; • dimensões do sítio-alvo. Taft = efeito estérico. Ela utiliza: • índice de refração; • massa molecular; • densidade. Misto → transportador + várias biotransformações. Recíproco → transportador também é ativo. Dirigido → direcionado para receptor/enzima específico. SUBSTITUINTES CH₃ → ↑ lipofilia + impedimento estérico Halogênios → geralmente ↑ lipofilia OH → ↑ hidrofilia + ligações de H Grupos básicos → ↑ basicidade/pKa + ionização COOH/ácido sulfônico → ↑ hidrofilia Enxofre → pode quelar metais, mas pode oxidar e gerar metabólitos tóxicos BIOISOSTERISMO Troca planejada de grupos/átomos → busca manter ou melhorar atividade biológica. Clássico → semelhante em tamanho, forma e configuração eletrônica. Não clássico → não precisa ser estruturalmente tão semelhante, mas mantém atividade biológica semelhante. QSAR QSAR = relação quantitativa entre estrutura e atividade. P → lipofilia π → contribuição hidrofóbica do substituinte σ → efeito eletrônico Es → efeitoestérico RM → volume + polarizabilidade E a mais importante: σ > 0 → RETIRA elétrons σ• pancurônio; • vecurônio; • atracúrio. 14. Bloqueadores Ganglionares Bloqueiam receptores nicotínicos nos gânglios simpáticos e parassimpáticos. Principal utilização: anti-hipertensivos Efeitos adversos comuns: • boca seca; • constipação. Exemplos: • tetraetilamônio; • hexametônio; • mecamilamina; • nicotina; • trimetafano. 16. FÁRMACOS ADRENÉRGICOS Atuam no Sistema Nervoso Simpático, principalmente sobre a neurotransmissão da noradrenalina. Existem receptores: α • α1 • α2 β • β1 • β2 • β3. Receptores adrenérgicos — O QUE DECORAR Receptor Segundo mensageiro Principal efeito α1 ↑ IP3/DAG vasoconstrição α2 ↓ AMPc ↓ liberação de neurotransmissores β1 ↑ AMPc ↑ frequência e força cardíaca β2 ↑ AMPc broncodilatação β3 ↑ AMPc lipólise 17. Usos terapêuticos α1 agonistas choque, hipotensão e descongestionantes nasais. α1 antagonistas hipertensão e hiperplasia prostática benigna. α2 agonistas hipertensão, glaucoma, analgesia e sedação. β1 antagonistas hipertensão e arritmias. β2 agonistas asma e DPOC. β3 agonistas redução de peso, sob supervisão. Macete: α1 = aperta o vaso → vasoconstrição α2 = freia → diminui liberação de neurotransmissores β1 = 1 coração → aumenta frequência/força β2 = 2 pulmões → broncodilatação β3 = gordura → lipólise 18. Catecolaminas Possuem: grupo catecol + etilamina Exemplos: • noradrenalina; • adrenalina; • dopamina; • isoprenalina. São metabolizadas principalmente por: MAO Monoaminooxidase COMT Catecol-O-metiltransferase As catecolaminas são bastante suscetíveis à oxidação, por isso as formulações precisam de antioxidantes. 19. Agonistas Adrenérgicos Ação direta Ligam-se diretamente aos receptores e os ativam. Características estruturais importantes: • OH nas posições adequadas do anel catecólico; • OH em β; • configuração R. Ação indireta Aumentam a liberação de catecolaminas, especialmente noradrenalina. Exemplos: • tiramina; • efedrina. 20. Relação Estrutura–Atividade dos Adrenérgicos • Aminas primárias e secundárias → mais potentes que terciárias/quaternárias. • Maior substituinte no N → ↓ atividade α e ↑ atividade β. • Grupo terc-butila → maior seletividade para β2. • Maior substituinte no N → maior proteção contra degradação pela MAO. • Configuração R → geralmente mais potente que S, principalmente em β. • Retirada dos OH → diminui a afinidade pelos receptores e pode favorecer ação indireta. O QUE EU DECORARIA PARA A PROVA Se estiver com pouco tempo, foque nestes pontos: 1. Modelagem molecular Direta = conhece receptor 3D Indireta = não conhece receptor; usa parâmetros eletrônicos/estéricos. 2. Mecânica molecular EE = Es + Eb + Ew + Enb 3. Acetilcolina Colina + Acetil-CoA → ACh Enzima: ChAT ACh → colina + acetil Enzima: AChE 4. Receptores Muscarínicos = proteína G Nicotínicos = canais iônicos Ação mista Possuem ação direta + indireta. Exemplo: D-(–)-efedrina. 5. Muscarínicos M1/M3/M5 → ativadores M2/M4 → inibitórios 6. Colinérgicos Diretos = agonistas do receptor Indiretos = inibem AChE 7. Anticolinérgicos Antimuscarínicos + bloqueadores ganglionares + bloqueadores neuromusculares 8. Organofosforados Inibição irreversível da AChE Oximas = reativam AChE 9. Adrenérgicos α1 → vasoconstrição α2 → ↓ liberação de neurotransmissores β1 → coração β2 → pulmão β3 → lipólise 10. Metabolismo MAO + COMT → metabolizam catecolaminas. RESUMO PARA PROVA — FARMACOS ANTIADRENÉRGICOS, ANTI-HISTAMÍNICOS, OPIOIDES, AINEs E CORTICOIDES 1. FÁRMACOS ANTIADRENÉRGICOS São fármacos que impedem a ação das catecolaminas, bloqueando os receptores adrenérgicos ou reduzindo a concentração de noradrenalina próxima ao receptor. São utilizados principalmente em: • hipertensão; • doenças vasculares periféricas; • arritmias; • angina. Classificação 1. Bloqueadores α-adrenérgicos 2. Bloqueadores β-adrenérgicos 3. Bloqueadores α + β 4. Bloqueadores da liberação de noradrenalina 5. Inibidores da captação vesicular de noradrenalina 6. Inibidores da biossíntese de noradrenalina 7. Bloqueadores irreversíveis 8. Alcaloides do ergot Bloqueadores β-adrenérgicos Bloqueiam receptores β. Podem ser: β1 seletivos atenolol; metoprolol; acebutolol. β não seletivos propranolol; nadolol; imolol. Diferença importante β1 seletivo: bloqueia principalmente β1 e preserva β2 → maior segurança para pacientes asmáticos. Bloqueadores α-adrenérgicos Bloqueiam receptores α. Exemplos: • tolazolina; • clorpromazina; • ergotamina; • prazosina. Derivados quinazolínicos São altamente seletivos. promovem vasodilatação ↓ pressão arterial não interferem significativamente no débito cardíaco não causam taquicardia. Também relaxam a musculatura do assoalho prostático, facilitando o esvaziamento da bexiga em pacientes com hiperplasia prostática benigna (HPB). β não seletivo: bloqueia β1 + β2 → pode prejudicar a broncodilatação. A seletividade β1 diminui quando a dose aumenta. Bloqueadores α + β Bloqueiam: α1 → vasodilatação β → evita a taquicardia reflexa Exemplos: labetalol carvedilol. Inibidores da captação vesicular de NE Impedem que a noradrenalina seja armazenada nas vesículas. Consequência: ↓ armazenamento de NE → ↓ NE disponível A NE que permanece no citoplasma é degradada pela MAO. Exemplos: reserpina; deserpidina; guanetidina. Inibidores da biossíntese de NE Inibem a enzima: DOPA-descarboxilase Essa enzima transforma: L-Dopa → dopamina → noradrenalina Exemplos: carbidopa; metildopa. A carbidopa pode ser associada à levodopa no tratamento da doença de Parkinson. Bloqueadores irreversíveis Promovem alquilação dos receptores α-adrenérgicos. Principal exemplo: Fenoxibenzamina Uso importante: feocromocitoma O feocromocitoma aumenta a produção de adrenalina e noradrenalina, causando hipertensão e estimulação simpática generalizada. Bloqueadores da liberação de noradrenalina Impedem a liberação de NE pelo neurônio adrenérgico. Exemplos: bretílio guanetidina Possuem pKa > 12 e, por isso, não conseguem penetrar no SNC. Alcaloides do ergot Exemplo: Ergotamina • bloqueia receptores α; • é vasoconstritora; • também interage com receptores 5-HT; • pode ser utilizada no tratamento de enxaqueca. Contraindicada na gravidez, pois aumenta as contrações uterinas e o risco de aborto. 2. ANTI-HISTAMÍNICOS A histamina é formada a partir do aminoácido histidina. É armazenada principalmente em: • mastócitos; • basófilos. Participa de: • reações antígeno-anticorpo; • secreção gástrica; • estado de alerta; • fome e sede; • funções autonômicas. Receptores da histamina Receptor Principal característica H1 contração de músculo liso + aumento da permeabilidade vascular H2 ↑ secreção gástrica H3 autorreceptor/modulação da histamina no SNC H4 quimiotaxia e células do sistema imune H1 Proteína G → fosfolipase C → ↑ IP3/DAG. contração de músculo liso aumento da permeabilidade edema. Agonistas da histamina Possuem estrutura semelhante à histamina. Exemplo Betaistina Uso: aumentar a microcirculação no tratamento da doença de Ménière. H2 Proteína G → adenilato ciclase → ↑ AMPc. ↑ secreção gástrica. Inibidores da liberação de histamina Exemplos cromolin sódico; nedocromil sódico; lodoxamina. Usos: asma; conjuntivite alérgica. Antagonistas H1 Também chamados de agentes antialérgicos. Dividem-se em: 1ª geração conseguem atuar no SNC causammais sedação e sono. Exemplos: difenidramina; dimenidrinato; clemastina; prometazina. São utilizados para: alergias; anafilaxia; náuseas; insônia. 2ª geração Possuem características mais hidrofílicas e maior volume, dificultando a interação com receptores H1 no SNC. menos efeitos sedativos. Exemplos: fexofenadina; loratadina; cetirizina; astemizol. Macete: H1 1ª geração → entra no cérebro → sono H1 2ª geração → menos entrada no SNC → menos sono Antagonistas H2 — Antiúlcera Bloqueiam os receptores H2. ↓ secreção gástrica. Exemplos: • cimetidina • ranitidina • famotidina. Efeitos adversos dos opioides Decore: • depressão respiratória • constipação; • náuseas; • vômitos; 3. HIPNOANALGÉSICOS / OPIOIDES São analgésicos derivados do ópio. O principal protótipo é: Morfina Os receptores opioides são: • μ (mu) • κ (kappa) • δ (delta) São acoplados à: proteína Gi / adenilato ciclase. O receptor σ (sigma) não é considerado um verdadeiro receptor opioide. • tontura; • alterações de humor; • tolerância; • dependência física e psíquica; • abstinência. Morfina — relação estrutura-atividade A morfina é o protótipo dos opioides. Possui: • 5 anéis fundidos; • 5 centros quirais. Modificações importantes OH na posição 3 → H ↓ atividade analgésica em 10×. OH na posição 6 → H ↑ atividade analgésica. OH na posição 6 → =O ↓ atividade. OH na posição 3 → OCH₃ ↓ atividade analgésica + ↑ ação antitussígena. NCH₃ → NCH₂CH₂Ph ↑ atividade analgésica em 10×. NCH₃ → NCH₂CH=CH₂ transforma em antagonista μ. Quebra da ponte etérea ↓ atividade analgésica. Antagonistas opioides Competem pelos mesmos receptores dos opioides. impedem/revertem efeitos dos narcóticos, principalmente a depressão respiratória. A estrutura é semelhante à morfina, mas as diferenças estão principalmente nos grupos ligados à posição 17. 4. AINEs — ANTI-INFLAMATÓRIOS NÃO ESTEROIDAIS Possuem três principais efeitos: Anti-inflamatório + analgésico + antipirético Principais opioides Codeína Possui OCH₃ na posição 3. menos potente que morfina maior ação antitussígena. Heroína Possui grupos acetilados nas posições 3 e 6. ↑ atividade ↑ toxicidade ↑ dependência. Fentanila aproximadamente 80× mais potente que a morfina efeito menos duradouro. Metadona atividade semelhante à morfina utilizada como analgésico e no tratamento da dependência. Buprenorfina mais potente que morfina ação mais prolongada menor tendência à dependência e menor depressão respiratória. A maioria é formada por ácidos orgânicos fracos. Exceção: Nabumetona, que é uma cetona pró-fármaco e posteriormente é metabolizada em ácido orgânico fraco. Mecanismo de ação dos AINEs Inibem: COX — cicloxigenase Consequentemente: ↓ prostaglandinas e também há redução na formação de: • prostaglandinas; • leucotrienos; • tromboxanos. Decore: AINE → ↓ COX → ↓ prostaglandinas → ↓ inflamação + dor + febre Prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanos e leucotrienos Prostaglandinas Relacionadas a: • vasodilatação; • relaxamento de musculatura lisa; • dor; • proteção da mucosa gástrica. Leucotrienos quimiotaxia broncoconstrição. 5. Salicilatos Possuem ação: analgésica + antipirética + anti-inflamatória. Exemplo clássico: Ácido acetilsalicílico (AAS) Efeitos adversos: dispepsia; náuseas; vômitos; sangramento gastrointestinal; úlcera péptica; anemia ferropriva. Relação estrutura-atividade A atividade está relacionada principalmente ao ânion salicilato. Prostaciclinas ↓ agregação plaquetária vasodilatação proteção gástrica. Tromboxanos vasoconstrição trombose/agregação plaquetária. A função ácido carboxílico está associada principalmente aos efeitos gastrointestinais. A introdução de halogênios: ↑ potência mas também ↑ toxicidade. O diflunisal apresenta maior potência e meia-vida maior que o AAS. 6. Derivados do p-aminofenol Exemplo mais importante: Paracetamol Possui atividade analgésica e antipirética. A acetanilida apresenta maior toxicidade e pode causar metemoglobinemia. A fenacetina, em doses elevadas, pode causar: • metemoglobinemia; • anemia hemolítica; • danos renais com uso prolongado. 7. Derivados do pirazol 5-pirazolona Exemplos: dipirona; aminofenazona; fenazona. Podem causar: agranulocitose e outras discrasias sanguíneas graves. 3,5-pirazolidinodiona Exemplos: fenilbutazona; oxifembutazona; prenazona. Possuem: ação anti-inflamatória; analgésica; antipirética. Efeito adverso grave: depressão da medula óssea. 8. HORMÔNIOS ESTEROIDAIS — CORTICOIDES Os corticoides são esteroides derivados da estrutura: ciclopentanoperidrofenantreno. Dividem-se em: Mineralocorticoides Controlam principalmente o balanço de água e eletrólitos. retêm Na⁺, Cl⁻ e H₂O eliminam K⁺ Exemplos: aldosterona; desoxicorticosterona. Glicocorticoides Atuam principalmente no metabolismo de: carboidratos e proteínas. Exemplos: cortisona; corticosterona; hidrocortisona. Relação estrutura-atividade dos corticoides C11 A presença de oxigênio em C11 é essencial para atividade glicocorticoide, mas não para a mineralocorticoide. Aumentam atividade glicocorticoide: OH em C17α ↑ atividade glicocorticoide. OH em C11β ↑ ainda mais a atividade glicocorticoide. Dupla ligação C1–C2 ↑ atividade glicocorticoide. CH₃ em C16β ou C6α ↑ atividade glicocorticoide. F em C6α ↑ glicocorticoide e ↓ mineralocorticoide. RESUMÃO PARA DECORAR ANTES DA PROVA Tema O que lembrar Anti α bloqueia α → vasodilatação ↓ PA β1 seletivo menor efeito sobre β2 → mais seguro para asmáticos α + β α1 ↓ vasoconstrição + β evita taquicardia Fenoxibenzamina bloqueador irreversível → feocromocitoma Ergotamina enxaqueca contraindicada na gravidez H1 alergias; 1ª geração causa mais sedação H2 ↓ secreção gástrica → antiúlcera Morfina protótipo dos opioides μ, κ, δ principais receptores opioides Fentanila muito mais potente que morfina Opioides principal risco: depressão respiratória AINEs ↓ COX → ↓ prostaglandinas Flúor em C9α Aumenta: atividade glicocorticoide e ainda mais a atividade mineralocorticoide. Exemplo: Fludrocortisona. Dexametasona e betametasona Mesmo possuindo F em C9α: apresentam atividade glicocorticoide maior que mineralocorticoide. Tema O que lembrar Salicilatos analgésico + antipirético + anti-inflamatório Paracetamol derivado do p-aminofenol Dipirona derivado da 5-pirazolona Fenilbutazona 3,5-pirazolidinodiona → depressão medular Mineralocorticoide ↑ Na⁺/água; ↓ K⁺ Glicocorticoide metabolismo de carboidratos/proteínas C11-O importante para atividade glicocorticoide F em C9α ↑ atividade mineralocorticoide de forma importante TEMA 1 — DIURÉTICOS Hipertensão — classificação apresentada na aula Classificação Pressão Normal 180 e/ou > 120 mmHg Os anti-hipertensivos incluem: • diuréticos; • inibidores da ECA; • bloqueadores AT1; • bloqueadores dos canais de cálcio; • agentes antiadrenérgicos; • vasodilatadores. O que são diuréticos? São fármacos que aumentam a formação de urina, aumentando a eliminação de: Na⁺ + Cl⁻ + água Consequentemente: ↓ volume dos fluidos corporais → ↓ pressão/edema Principais indicações: hipertensão; edema; insuficiência cardíaca; doenças hepáticase renais; hipercalcemia; diabetes insipidus; hiperaldosteronismo; glaucoma. Diuréticos osmóticos Exemplos: Manitol Sorbitol Isossorbida Principal utilização: profilaxia da insuficiência renal aguda, especialmente associada a cirurgias ou hemorragias graves. Mecanismo Aumentam a osmolaridade → diminuem a reabsorção de Na⁺ e água. Atuam: túbulo proximal; alça de Henle; túbulo coletor. DECORAR: Osmótico = puxa água → aumenta urina Inibidores da anidrase carbônica Principal exemplo: Acetazolamida Principal utilização: Glaucoma Mecanismo Inibem a anidrase carbônica renal: ↓ formação/reabsorção de bicarbonato de sódio Substituintes importantes • R1 = NH₂ → ↑ atividade salurética, mas ↓ inibição da anidrase carbônica. • R2 = SO₂NH₂ → pode ser substituído por grupos eletrofílicos semelhantes. • R3 = SO₂NH₂. • R4 = Cl, Br, CF₃ ou NO₂ → máxima atividade diurética. DECORAR: Acetazolamida → anidrase carbônica → glaucoma → risco de acidose. Tiazidas e derivados Atuam principalmente: porção cortical do ramo ascendente da alça de Henle + túbulo distal Inibem a reabsorção de: Na⁺ + Cl⁻ Utilizados para: hipertensão; edema; descompensação cardíaca; doenças hepáticas e renais. Exemplos Clortiazida e Hidroclorotiazida Relação estrutura–atividade Posição 7: grupo sulfonamida é essencial. A acetazolamida pode causar acidose sistêmica. Relação estrutura–atividade Para atividade: grupo sulfonamida deve possuir pelo menos um H no nitrogênio. Se houver substituição do N: molécula fica inativa. Posição 6: grupos retiradores de elétrons (Cl, Br, CF₃, NO₂) aumentam a atividade. Grupos doadores de elétrons, como CH₃ e CH₃O, reduzem muito a atividade. Posições 4 e 5: substituições reduzem a atividade. Posição 3: grupos lipofílicos reduzem a potência. Muito importante Saturação da ligação dupla C3–C4 → aumenta aproximadamente 10× a potência. Diuréticos de alça São os diuréticos mais potentes. Atuam: ramo ascendente da alça de Henle Inibem: cotransportador Na⁺/K⁺/2Cl⁻ Exemplos Furosemida e Bumetanida Principal utilização:edema; hipertensão. Diuréticos poupadores de potássio Atuam: túbulo distal + ducto coletor Efeito: ↑retenção de K⁺ Exemplos: Espironolactona, Amilorida e Triamtereno Podem causar: HIPERCALEMIA Espironolactona É antagonista competitivo da aldosterona. ↓ reabsorção de Na⁺ e água ↓ eliminação de K⁺ Geralmente associada a um diurético de alça. Amilorida e triamtereno Atuam bloqueando a recaptação de Na⁺ pela membrana luminal. ↓ excreção de K⁺ MACETE Poupador de K = guarda potássio → risco de hipercalemia. TEMA 2 — SULFONAMIDAS São antibacterianos de amplo espectro. Usos citados: infecções urinárias; toxoplasmose; nocardiose; Chlamydia; profilaxia da febre reumática em pacientes alérgicos à penicilina. Relação estrutura–atividade Posição 5: grupo sulfonamida é essencial. Posição 1: deve possuir grupo ácido. Posição 4: deve possuir grupo retirador de elétrons. DECORAR: Diurético de alça = mais potente = bloqueia Na⁺/K⁺/2Cl⁻ Mecanismo de ação As sulfonamidas são estruturalmente semelhantes ao: PABA — ácido para-aminobenzóico Elas competem com o PABA pela: di-hidropteroato sintase Consequentemente: ↓ síntese de ácido fólico bacteriano ↓ síntese de DNA/RNA ↓ multiplicação bacteriana DECORAR: Sulfonamida = parece PABA → bloqueia di-hidropteroato sintase → impede ácido fólico. Classificação Sulfonamidas: sistêmicas; intestinais; oftálmicas; urinárias; tópicas. Sistêmicas Ação curta: administração a cada 4–6 h. Ação prolongada: a cada 12–24 h. As prolongadas apresentam: maior lipofilia; absorção rápida; excreção lenta. Podem causar cristalúria e atingir concentrações perigosas, principalmente em pacientes com insuficiência renal. Sulfametoxazol + trimetoprim É uma associação muito importante. Atua em sinergismo. Utilizada em: • infecções urinárias; • infecções oportunistas em pacientes com AIDS; • Pneumocystis carinii; • pacientes com queimaduras. Efeitos adversos das sulfonamidas Decore principalmente: cristalúria; nefrotoxicidade; leucopenia; granulocitopenia; agranulocitose; anemia hemolítica em pacientes com deficiência de G6PD; síndrome de Stevens-Johnson. Relação estrutura–atividade São essenciais: grupo sulfonamida ligado ao enxofre com pelo menos um H; grupo amino na posição 4. TEMA 3 — ANTIBIÓTICOS β-LACTÂMICOS Característica principal Possuem: anel β-lactâmico O grupo farmacofórico é: anel β-lactâmico + função ácida Exemplos de função ácida: • COOH; • SO₃H. Penicilinas Estrutura: anel β-lactâmico + anel tiazolidínico. Possuem: • grupo carboxílico na posição 3; • cadeia lateral amídica na posição 6. Penicilina G É o protótipo das penicilinas. Problemas: • inativada em meio ácido → não é administrada por via oral; • inativada por β-lactamases; • instável em meio aquoso; • baixo espectro; • meia-vida curta (~30 min). A probenecida pode reduzir a excreção renal e aumentar a meia-vida. Modificações das penicilinas Resistentes ao ácido Possuem: grupos/átomos retiradores de elétrons Isso impede o rearranjo em meio ácido. Resistentes à β-lactamase Mecanismo de ação Os β-lactâmicos: inibem irreversivelmente a transpeptidase ↓ impedem a biossíntese da parede celular bacteriana ↓ ruptura da parede/membrana ↓ morte da bactéria DECORAR: β-lactâmico → transpeptidase → parede celular → morte bacteriana. Possuem: grupos volumosos Eles provocam impedimento estérico contra a β- lactamase. Amplo espectro Possuem: grupos hidrofílicos Facilitam a passagem pelas porinas das bactérias Gram-negativas. Penicilinas latentes Podem formar: • sais de alto peso molecular; • pró-fármacos ésteres. Cefalosporinas Possuem: anel β-lactâmico + anel di-hidrotiazínico. O anel β-lactâmico é: menos tensionado menos reativo mais estável que nas penicilinas. β-lactâmicos não clássicos Incluem: • carbapenens • monobactans • oxapenens • sulbactam Carbapenens Exemplo: Imipenem amplo espectro; alta potência; resistência a muitas β-lactamases; imipenem é utilizado associado à cilastatina. Monobactans Principal: Aztreonam Características:possui apenas o anel β-lactâmico; resistente a muitas β-lactamases; ativo contra Gram-negativas; baixa atividade contra cocos Gram-positivos. Oxapenens Principal: Ácido clavulânico Atua como: inibidor de β-lactamase É um substrato suicida. Geralmente associado a: amoxicilina; ampicilina. Sulbactam • potente inibidor de β-lactamase; • fraca atividade antibacteriana; • administração parenteral; • geralmente associado à ampicilina. Porém: maior estabilidade → menor potência, necessitando doses maiores. Estrutura R' na posição 3 relacionado às propriedades farmacocinéticas. R'' relacionado ao espectro antibacteriano. OCH₃ em R'' aumenta resistência à β-lactamase. TEMA 4 — TETRACICLINAS São antibióticos de: amplo espectro Estrutura característica: quatro anéis condensados Atuam na: síntese proteica bacteriana Por isso são: BACTERIOSTÁTICOS Quelatação — MUITO IMPORTANTE As tetraciclinas conseguem formar complexos com íons metálicos: • Fe²⁺ • Ca²⁺ • Mg²⁺ • Al³⁺ Formam: quelatos insolúveis ↓ não são bem absorvidos por via oral. Portanto: não associar com antiácidos ricos em metais cuidado com produtos