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GD1 - FARMACOCINÉTICA - ABSORÇÃO 1) Utilize as tabelas abaixo para discutir as questões propostas: Tabela 1: Características físico-químicas de algumas drogas. % absorção em 1 hora Substância Coef. Partição metileno/água pKa 0,1 M HCL pH = 1,0 NaHCO3 PH = 8,0 Barbital 1 7,8 (ac) 4 ± -3 * Pentobarbital 39 8,0 (ac) * * Secobarbital 52 7,9 (ac) 30 ± -2 * Tionembutal 580 7,6 (ac) 46 ± -3 34 ± -2 Fenolsulfoftaieína * ac.forte 2 ± -2 2 ± -2 Cafeína * 0,8 (bas) 24 ± -3 27 ± -3 Quinina * 8,4 (bas) 0 ± -0 18 ± -2 (ac.) ácido fraco (bas.) base fraca * Dados não encontrados na literatura Tabela II: Barbitúricos, nomes e fórmulas Fórmula Geral: R3 O N O R1 X=C C N C R2 H O BARBITÚRICO R1 R2 R3 X Barbital -C2H5 C2H5 H O Fenobarbital -C2H5 -fenil H O Pentobarbital -C2H5 -CH(CH3)CH2CH3 H O Secobarbital -CH2CH=CH2 -CH(CH3)CH2CH2CH3 H O Tionembutal -C2H5 -CH(CH3)CH2CH3 H S a) Explicar a relação estrutura química-solubilidade lipídica dos barbitúricos. b) Verifique os dados referentes às drogas Barbital, Secobarbital e Tionembutal e explique porque o Tionembutal apresenta melhor absorção gástrica. c) A cafeína e a quinina são bases, entretanto existe diferença nas suas absorções. A fenosulfoftaleína não tem sua absorção alterada pelo pH. Explique. Calcule a proporção de formas ionizadas para não ionizadas da cafeína e quinina no estômago. 3 2. Interpretar os dados do quadro abaixo: Influência do pK sobre a absorção Substância (bases fracas) pK Concentração no suco gástrico Concentração no plasma sangüíneo Acetanilida 0,3 1,0 Teofilina 0,2 1,5 Antipirina 1,4 4,7 Amidopirina 5,0 42,0 Quinina 8,4 38,0 4 GD2 (1ª parte) – DISTRIBUIÇÃO 1. A clorpromazina, uma droga antipsicótica tem volume de distribuição igual a 20 l/kg sendo, assim, superior ao volume líquido total do oganismo. Explique e defina os volumes real e aparente de distribuição. 2. O volume de distribuição (Vd) de um medicamento pode, grosseiramente, ser calculado dividindo-se a dose administrada pela concentração plasmática desse medicamento alguns minutos após a administração endovenosa (Vd=Dose/Co). Tendo em vista esta informação, verifique os dados referentes às drogas A, B, C e D; calcule os Vds e indique a provável sequência de lipossolubilidade destas drogas em ordem crescente. Droga Dose administrada (D = mg/kg) Concentração plasmática inicial (Co.mg/l) A 10 200 B 10 3000 C 0,2 300 D 10 20 3. Explique o comportamento dos barbitúricos Tiopental e Pentobarbital na figura abaixo: Tiopental tem po (m in) 0 5 10 15 C on ce nt ra çã o (µ m l) 5 10 15 20 25 30 Plasm a Cerebro Pentobarbital tem po (m in) 0 5 10 15 0 10 20 30 Fig. 1 – Concentrações plasmáticas e cerebrais do tiopental e pentobarbital depois de injeções endovenosas em ratos. 5 4. Interpretar os gráficos seguintes: Fig.2 – Efeito da acidose e da alcalose no nível plasmático de Fenobarbital Horas 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ní ve l P la sm át ic o (µ g/ m l) 0 50 100 150 [Fenobarbital] pH sanguíneo Horas 0 2 4 6 8 10 12 0 50 100 150 CO2 NaHCO3 5. A penicilina normalmente atinge muito pouco o sistema nervoso central, entretanto, pode ser utilizada no tratamento de meningites. Explique. 6. A meia vida (T ½) é menor para drogas que apresentam um pequeno volume de distribuição. Está correto? Discutir. Clearance V0,693T d21 ×= 6 GD2 (2ª parte) – ELIMINAÇÃO 1. Recorde a influência do pH na excreção urinária de drogas. Cite uma situação em que a modificação no pH seja de utilidade terapêutica 2. O que você pode concluir a respeito dos processos de excreção renal envolvidos na eliminação de penicilina cujo “clearance” é igual a 650ml/min ou de uma droga X com “clearance” = 90ml/min? 3. Coloque em ordem decrescente de velocidade de eliminação as drogas abaixo, considerando que são eliminadas somente por filtração glomerular: DROGA % DE LIGAÇÃO À PROTEÍNA PLASMÁTICA A 10 B 80 C 40 D 20 4. Se a droga C da tabela acima (questão 2) apresentar um valor de lipossolubilidade bem superior à droga B, quem teria maior valor de clearance renal? Explique 5. Considerando agora que as drogas da questão 2 apresentem lipossolubilidade bem superior à droga A é eliminada bem mais rapidamente que as outras, o que você deduz sobre o processo de excreção renal utilizada por esta droga? 6. O clearance total e corpóreo (Ct) é função do Vd e da T ½, como se pode observar pela fórmula: 2 1T Vd0,693Ct ×= A droga A tem seu Ct diminuído em 72%, a droga B em 42% e a droga C em apenas 8,5% na insuficiência renal. Qual dessas drogas teria sua eliminação mais afetada em caso de insuficiência hepática? Explique. 7 GD3 - ANÁLISE DE PARÂMETROS FARMACOCINÉTICOS 01. Foi administrada uma dose de 500 mg de amoxicilina em um voluntário adulto do sexo masculino de 63 kg de peso. Foram colhidas as amostras de sangue nos tempos indicados obtendo-se os seguintes valores de concentração plasmática do antibiótico. A administração foi feita por "bolus" intravenoso. Tempo (em hs) concentração (µg/ml) 0,5 18,6 1,0 11,1 1,5 7,7 2,0 5,0 3,0 2,8 4,0 1,1 5,0 0,6 a)Colocar os dados de concentração plasmática versus tempo em papel semilogarítmico e traçar a reta. b)Supondo que o comportamento do antibiótico no organismo obedece o modelo de um compartimento, calcule: - O t ½ (meia vida) - a constante de velocidade de eliminação - a concentração no tempo zero - o volume aparente de distribuição (ml/kg) - a área sob a curva - o clearence total do organismo. 02. Em regimes de doses múltiplas, a determinação da concentração plasmática máxima constante média (concentração do estado de equilíbrio dinâmico) é fundamental para se definir o regime posológico. Ela pode ser obtida pela seguinte fórmula: tVK DFC d ss ×× ×= Procure saber o significado de cada termo e como determiná-lo. 03. A Css é alcançado após 5 a 6 meia-vidas quando se administra a mesma dose em intervalos regulares iguais a T ½ da droga. Demonstre. 04. Se administra por via intravenosa 500 mg de um fármaco cuja meia vida é de 7 horas. Calcular a quantidade deste, 18 horas após a injeção. 8 9 GD4 – Interação droga-receptor. Análise de curvas dose-resposta. As tabelas abaixo contém dados obtidos em experimentos "in vitro". Com estes dados, curvas log dose-resposta serão construídas e analisadas. Dado: Log 5 = 0,7 Tabela I: Contrações produzidas pelo cloreto de bário em ausência ou presença de adrenalidade no meio. % DA CONTRAÇÃO com adrenalina BaCl2 sem adrenalina 3.10-7 3.10-6 10-5 2 30 55 10-4 15 70 70 10-3 80 85 90 10-2 100 100 100 Tabela II: Contrações produzidas pelo composto butil trimetilamônio (BuN-Me3) na ausência ou presença de decametônio (DecN+Me3). % da resposta Com DecN + Me3 BuN-Me3 Sem DecN + Me3 10-3 2.10-3 4.10-3 10-3 15 10 8 5 5.10-3 50 40 22 16 10-2 80 58 40 22 5.10-2 95 70 50 28 10-1 100 80 55 32 10 Tabela III - Contrações induzidas pelo compostoexperimental M115 em ausência ou presença do composto M129. % DA CONTRAÇÃO com M129 M115 Sem M129 2.10-2 4.10-2 8.10-2 10-3 5 20 25 30 5.10-3 30 30 30 30 10-2 65 50 45 35 5.10-2 90 80 70 50 10-1 100 90 85 80 5.10-1 95 90 85 Tabela IV: Inibição das contorções abdominais em camundongos produzida pela xilazina (Rompun) em ausência e na presença de Ioimbina. % DA CONTRAÇÃO com MAK09 Xilazina (mg/kg) Sem MAK09 2.10-7 4.10-7 8.10-7 0.125 9 5 2.5 1.0 0.250 15 9 5.0 3.0 0.500 33 19 10 6.0 0.750 50 29 20 10 1.250 80 55 30 21 2.000 100 80 56 32 3.000 100 100 79 55 4.000 100 97 80 8.000 100 99 11 Tabela V: Contrações induzidas pela Histamina em presença e ausência do composto experimental GD 121. % DA CONTRAÇÃO com GD121 HISTAMINA (mg/ml) Sem GD121 6.10-5 10-5 6.10-2 10-4 2 10-3 25 2 5.10-3 60 10 10-2 100 50 2 5.10-2 100 70 5 10-1 100 50 2 5. 10-1 100 5 10 10 5.10 15 10+2 15 Pontos para discussão: 1- Utilizem os dados de cada tabela para fazer as curvas log.dose/resposta. 2- Pela análise do gráfico construído definam que tipo de associação está ocorrendo. 3- Qual(is) aspecto(s) o gráfico apresenta que lhe permite concluir com certeza sobre o tipo de associação? 4- Com exceção do gráfico da tabela 1a., indique nos demais os Kas(Kafs) e concluam a afinidade sobre receptores envolvidos. 5- Observem o ponto de intersecção das curvas, no gráfico da tabela III. O que representa o deslocamento das curvas para a direita e para a esquerda, em relação a este ponto? 12 (papel milimetrado) 13 GD5- INTERAÇÃO DE DROGAS E FARMACOLOGIA MOLECULAR Considere uma célula muscular lisa, possuidora de receptores R1, R2,R3, R4, R5 etc. A- O agonista A1, atuando em R1, causa estimulação da fosfolipase C, com formação de IP5 e DAG e aumento de Ca2+ citosólico. B- Os agonistas A2 e A3 atuando sobre os receptores de membrana, R2 e R3, respectivamente, promovem a contração da célula muscular lisa pelo mesmo mecanismo de A1. C- O agonista A4, atuando em R4, ativa a enzima Adenililciclase e os níveis intracelulares de AMPc se elevam. Em resposta à elevação dos níveis de AMPc, os níveis intracelulares de Ca++ reduzem e a célula muscular lisa relaxa. O excesso de AMPc é hidrolizado pela enzima fosfodiesterase (PDE) e o tôrus da célula muscular lisa volta ao normal. D- A substância X inibe a fosfodiesterase, bloqueando a hidrólise do AMPc. (Fig.1) E- A substância I liga-se especificamente e reversivelmente a R1, porém não estimula a fosfolipase C. F- A substância F liga-se reversivelmente ao complexo Ca2+CaM (calmodulina) impedindo Fosforilação da cadeia leve da miosina. G- A substância V liga-se reversivelmente ao canal de Ca++, bloqueando o influxo do íon para a célula. Perguntas: 1. Que tipo de interação ocorre entre A1 e I E A2 e I Justifique, proponha experimentos para comprovar e represente graficamente. 2. Que tipo de interação ocorre entre A1 e A4? Justifique e proponha experimentos para comprovar. 3. Que tipo de interação ocorre entre A4 e X? Justifique e represente graficamente. 4. Que tipo de interação ocorre entre A1 e F? Justifique, proponha experimentos e represente graficamente. 5. Que tipo de interação ocorre entre A1 e V? Justifique, proponha experimentos e represente graficamente. 6. Que tipo de interação pode ocorrer entre A1 e A2, A3 7. Entre os agonistas e as substâncias citadas, quais precisam atravessar a membrana celular, para produzir o seu efeito? 14 Ca2+ ATP (β2 agonista) Ca2+ AMPc CaM Ca2+CaM MCLK* MCLK MLCK (PO4)2 ATIVA M-CL MCL-PO4 MCL + Actina Contração Relaxamento FIG. 1 - Controle da contração do músculo liso A contração é induzida por influxo de cálcio através de canais de cálcio. O Ca2+ combina com a calmodulina (CaM) para formar um complexo que converte a enzima quinase da miosina de cadeia leve (MCLK) para a sua forma ativa (MCLK*). A MCLK* fosforila a miosina de cadeia leve (MCL), induzindo assim a interação miosina com actina. Agonista β2 (outras substâncias que aumentam AMPc)pode causar relaxamento no músculo liso por acelerar a inativação de MCLK (flecha escura) e por facilitar a expulsão de cálcio da célula (Katzung- 4a. edição). 15 ATP AMPc 5AMP GTP GDP GTP GDP FDE R2 R2C2 C2 ATP ADP FIGURA 2 AE RI ACGs GI AI Proteïna Fosfatase de Proteína Proteína Resposta Tecidual RE Resolva o seu estudo dirigido e só depois consulte a tabela abaixo. Prováveis agonistas e substância citadas no ED5. Nome/classe droga/substância Acetilcolina A1 Histamina A2 Bradicinina A3 Adrenalina A3 Teofilina (Metilxantina) X Ipratropio (anti-colinérgico) I Fenotiazinas F Informações: Os receptores R1, R2 e R3 - são dependentes da ativação da fosfolipase C. R4- descrito na figura 1. 16 GD6 – Neurotransmissão Colinérgica e Adrenérgica NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA. I. A primeira comprovação de neurotransmissão no S.N.C. foi feita nas células de Renshaw, na medula. Estes neurônios exercem efeitos inibitórios sobre os motoneurônios com os quais faz a sinapse. O motoneurônio, por sua vez, estimula a célula de Renshaw. Substâncias anticolinesterásicas prolongam a atividade das células de Renshaw. Nicotina faz o mesmo. + + motoneurônio Célula de Renshaw Bloqueio por estricnina Trato piramidal Músculo estriado Aumento por fisostigmina e nicotina Corno anterior Baseando-se no texto e na figura acima responda: 1. Que substância é o mediador químico entre motoneurônio a célula de Renshaw? (A influência de anticolinesterásicos como a fisostigmina ou eserina (substância encontrada na planta Physostigma Venenosum e a primeira droga do grupo a ser estudada, entre 1855 e 1870) e da nicotina (alcalóide venenoso, extraído da planta Nicotiana tabacum) nos ajuda a responder a questão 1. 2. Explicite as relações que podem ser feitas. 17 3. A sinapse célula de Renshaw-motoneurônio é mediada por glicina. É bloqueada por estricnina (também um veneno de origem vegetal.) Você pode deduzir a consequência de um envenenamento por estricnina, a nível de musculatura estriada? II.A muscarina, inicialmente extraída do fungo Amanita muscaria e que ocorre em altas concentrações no gênero Inocybe torna tais cogumelos venenosos,podendo induzir à letalidade. O quadro se caracteriza por miose, dificuldade de visão à distância, lacrimejamento, coriza, salivação, cólicas intestinais, incontinência urinária, bradicardia, hipotensão arterial, alteração de comportamento. A administração de extrato de Atropa belladona pode reverter esses sintomas. 1. Justifique os sintomas de envenenamento. 2. Justifique o efeito benéfico do extrato da planta. III. Se o envenenamento ocorrer com inseticidas organofosforados que outros sintomas estarão presentes? 1. Justifique 2. O extrato de atropa belladona será eficaz neste caso? Explique. 18 NEUROTRANSMISSÃO ADRENÉRGICA 1) A neurotransmissão que chamamos de adrenérgica é, na verdade, exercida principalmente pela noradrenalina (NOR) e, em menor extensão, pela adrenalina (ADR) e dopamina. Toda estrutura capaz de sintetizar ADR é capaz também de sintetizar NOR. Mas, a recíproca não é verdadeira. Por que? 2) Outra substância neurotransmissora, a dopamina (DA), é também encontrada em qualquer neurônio noradrenérgico ou adrenérgico. Verifique por quê. Procure saber o(s) local(is) onde estes neurotransmissores são liberados. 19 3) Estes 3 mediadores químicos são monoaminas, com grande semelhança de estrutura química. Para diversificar seus efeitos, os receptores encontrados nas estruturas pós-sinápticas são muitos. A DA tem 2 tipos de receptores já determinados: DA1 e DA2. Cite os 4 tipos de receptores, pós-sinápticos, para NOR e ADR (adrenérgicos) e os pré- sinápticos descritos na literatura.. 4) Podemos fazer algumas generalizações a respeito desses receptores em relação à localização principal (pré ou pós-sináptica) e também relação ao efeito que surge de sua estimulação. (Excitação ou inibição). Tente relacionar cada um dos receptores que foram citados no ítem 3 com sua localização principal e seus principais efeitos (coração, vasos sanguíneos, pulmões, olho etc). 5) A diversidade de receptores nos permite ter substâncias bastante específicas para cada efeito induzido por estimulação de nervos adrenérgicos, através de pequenas alterações na estrutura química de NOR e ADR. Por exemplo, a ADR é muito mais afim com receptores beta do que a NOR. Observe suas estruturas químicas e ache uma justificativa para isso. 20 GD7 – SISTEMA NERVOSO CENTRAL 1- Correlacione as diferentes regiões cerebrais com diferentes funções cerebrais: a) Córtex cerebral b) Sistema límbico c) Mesencéfalo e tronco cerebral d) Cerebelo e) Medula espinhal 2- Enumere os diferentes locais fármaco-sensíveis na transmissão sináptica. 3- Cite os processos de adaptação ocorridos após utilização de medicamentos no tratamento de doenças crônicas. 4- Diferenciar neurotransmissores, neuromoduladores e fatores neurotróficos. Exemplifique 5- A glicina é classificada como neurotransmissor inibitório. Que tipo de interação pode ocorrer entre o glutamato e a glicina? 6- O que é plasticidade sináptica? 7- Qual é a importância fisiológica dos aminoácidos transmissores (excitatórios e inibitórios)? Cite e descreva os mecanismos de diferentes fármacos que atuam nos receptores ativados por estes neurtransmissores. 8- Cite exemplos de casos clínicos que são tratados com drogas moduladoras de receptores gabaérgicos. 9- Discuta as alterações das funções cerebrais ocorridas após estimulo dos receptores abaixo citados. Cite exemplos de casos clínicos que são tratados com drogas que atuam nesses receptores (agonistas ou antagonistas). a) Dopaminérgicos b) Noradrenérgicos c) Serotoninérgicos d) Colinérgicos 21 GD8 – EICOSANÓIDES, HISTAMINA E OPIÓIDES 1) Esquematize a biossíntese dos eicosanóides e relacione os principais (PG, TX, LT) com os sintomas de inflamação, agregação plaquetária, hiperalgesia, contração de músculos lisos, constrição ou dilatação de brônquios e secreção gástrica. 2) A gastrite ocorre com frequência nos casos de terapia com DAINES. Como explicar o fato de certos anti-inflamatórios (paracetamol e dipirona) serem desprovidos desse efeito gástrico indesejável? 3) Como explicar o aumento do tempo de sangramento e os efeitos antitérmicos induzidos pela aspirina? 4) Medicamentos de diversas classes, tem sido utilizados em casos de cólicas menstruais. Qual a eficácia dos compostos abaixo citados, nestes casos? Explique. a) Buscopan b) DAINES c) Opioidérgicos 5) Quais as principais diferenças no mecanismo de ação dos opióides em relação a DAINES? Cite também as vantagens e as desvantagens da utilização dessas drogas. 6) Explique a ineficiência dos antihistamínicos H1: a) Broncoconstrição alérgica b) Gastrite e Ulcera peptica 7) No tratamento da asma, em que os sintomas não são aliviados com β- adrenérgicos, utiliza-se: a) Cromolin sódico b) Corticosteróides c) Teofilina (inibidor de fosfodiesterase) Pergunta-se: Através de qual mecanismo deve atuar estes medicamentos? 8) Diferencie os opióides endógenos, quanto ao local de síntese, número de aminoácidos e mecanismo de ação (receptores). 22
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