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Programa de Educação Continuada a Distância Curso de Farmacogenética Aluno: EAD - Educação a Distância Parceria entre Portal Educação e Sites Associados 41 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores MÓDULO II FUNDAMENTOS DE FARMACOLOGIA • Droga: qualquer substância química, exceto alimentos, capaz de produzir efeitos farmacológicos, ou seja, provocar alterações em um sistema biológico. • Fármaco: sinônimo de droga • Forma Farmacêutica: forma de apresentação do medicamento: comprimido, drágea, pílula, xarope, colírio, etc. • Remédio: palavra usada pelo leigo como sinônimo de medicamento e especialidade farmacêutica – remédio refere-se a qualquer procedimento que possa ser usado para tratamento de patologias. • Medicamento: droga preparada pela indústria farmacêutica com finalidade terapêutica. • Nome Químico: diz respeito à constituição da droga. • Farmacopéia: livro que oficializa as drogas/medicamentos de uso corrente e consagrada como eficazes. • Dose: é a quantidade a ser administrada de uma vez a fim de produzir efeitos terapêuticos. • Dose letal: dose que leva o organismo a falência generalizada, ou seja, morte. • Dose Máxima: É a maior quantidade de uma droga capaz de produzir efeitos terapêuticos, sem apresentar toxicidade. Dose Mínima: É a menor quantidade de uma droga capaz de produzir efeitos terapêuticos. • Dose tóxica: É a quantidade de droga que provoca intoxicação no organismo administrado. • Posologia: Quantidade necessária de medicamento para administração diária. 42 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores • Pró-droga: substância química que precisa transforma-se no organismo a fim de tornar-se uma droga ativa. • Iatrogenia: problemas ou complicações resultantes de tratamentos clínicos ou cirúrgicos. • Placebo: palavra derivado do latim: “vou agradar”. Em farmacologia significa uma substância inativa administradas para satisfazer a necessidade psicológica do paciente. • A NATUREZA DAS DROGAS Uma droga pode ser definida como qualquer substância capaz de produzir uma alteração em determinada função biológica através de suas ações químicas. Na maioria dos casos, a molécula da droga interage com uma molécula específica no sistema biológico, que desempenha um papel regulador, isto é, faz o papel de uma molécula receptora. CONCEITOS DE FARMACOLOGIA A fim de tornar cada vez mais previsíveis os efeitos das drogas, os farmacologistas tentam quantificar todas as fases da interação droga-organismo. Apesar da dificuldade inerente ao problema, pois talvez a variação biológica jamais possa ser totalmente enquadrada nos métodos matemáticos atuais, alguns resultados interessantes têm sido obtidos, determinando os efeitos benéficos e efeitos adversos das drogas. 43 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Receptores e relações entre concentração e resposta Metabolismo de Fármacos O metabolismo de fármacos refere-se aos processos através dos quais os fármacos administrados são modificados pelo organismo. Os metabólitos resultantes são quimicamente distintos do fármaco que os originou, e geralmente mais polares. O aumento de polaridade significa que esses metabólitos serão difundidos através das membranas celulares menos rapidamente que o fármaco original. Tais substâncias tendem a ficar menos tempo no organismo, já que sua reabsorção no túbulo renal é reduzida, isto é, há um aumento na sua excreção. A distribuição restrita e uma excreção mais rápida limitará sua atividade farmacológica, de maneira que o metabolismo em geral converterá o fármaco num metabólito menos ativo. Entretanto, isto não ocorre em todos os casos, e metabólitos farmacologicamente ativos ou mesmo tóxicos são conhecidos. Assim sendo, o metabolismo do fármaco e as enzimas responsáveis por esses processos são considerados importantes na avaliação da ação de um fármaco. Uma vez que os fármacos ou substâncias seletivamente ativas agem sobre algumas células e não sobre outras, elas devem exercer seus efeitos em algum sítio ou sistema específico, ao qual está relacionado exclusivamente com a resposta. Esse componente celular é denominado receptor e pode ser definido como o sítio onde o fármaco se liga para exercer sua ação seletiva. As forças que comandam a interação entre átomos e moléculas também comandam as interações entre fármacos e seus receptores. Foram descritos quatro tipos de ligações, as quais são discutidas abaixo, na ordem crescente de sua força, incidências decrescentes na interação e, provavelmente, importância decrescente na determinação da atividade biológica seletiva. Presume-se que o receptor seja comparativamente estável na forma e que somente a alteração na estrutura do fármaco afetará sua seletividade e potência. • Forças de Van Der Waals. São forças de ligação fracas e muito freqüentes. Estabelecem-se entre quaisquer átomos que se encontrem muito 44 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores próximos uns dos outros. A força de atração dessas ligações é inversamente proporcional à sétima potência da distância que separa os átomos ou moléculas. Quando o fármaco e seu receptor podem entrar em contato muito próximo, estas forças tornam-se altamente significativas. Quanto maior e mais específica for à molécula, maior será a contribuição dessas forças. Elas são os principais fatores que justificam o fato dos fármacos reagirem ou ligarem-se a um sítio e não a outro. • Pontes de Hidrogênio. Na superfície das moléculas, muitos átomos de hidrogênio possuem carga positiva parcial e podem formar pontes com cargas negativas de átomos de oxigênio ou nitrogênio. Uma vez que essas pontes agem a grandes distâncias, a aproximação não é tão importante para que elas ocorram. Junto com as forças de Van Der Waals, representa a base da maioria das interações fármaco-receptor. • Ligações Iônicas: Forma-se entre íons de cargas opostas, como por exemplo, a acetilcolina e o cloreto. Sua importância pode ser vista claramente com agentes bloqueadores neuromusculares, tais como a d-tubocurarina. Essas ligações agem numa velocidade muito grande e dissociam-se reversivelmente à temperatura corporal. • Ligações Covalentes: são formadas quando um mesmo par de elétrons é compartilhado por átomos adjacentes, e são responsáveis pela coesão de moléculas orgânicas. As ligações covalentes são comuns em farmacologia. Devido à sua força e dificuldade de reversão ou clivagem, os fármacos com essas ligações apresentam um efeito prolongado. A cloroquina, a dibenzilina e os anticolinesterásicos e organofosforados formam essas ligações. Tais compostos tendem a uma grande toxicidade. Receptores e Aceptores. Algumas moléculas biológicas são ligadas a fármacos específicos, provavelmente devido às suas características físico-químicas peculiares. Devido à sua localização e ao papel celular, o resultado dessa ligação induz alterações na atividade celular. Essas moléculas são os receptores. A força de ligação relativa à 45 Estematerial deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores presença ou ausência dos receptores nas células, a importância e o papel dessas moléculas na função especial das células formam, em grande parte, a base da ação biológica seletiva. O estudo desses fatores, de extrema dificuldade e complexidade, é de fundamental importância na farmacologia. Os receptores opõem-se aos chamados aceptores, que são sítios quiescentes do organismo aos quais os fármacos se ligam. As ligações devem ser semelhantes às dos receptores, mas não desencadeiam nenhuma atividade biológica seletiva. Daí os nomes alternativos dos aceptores - “receptores quiescentes” ou “sítios de perda”. Alguns fármacos reagem com receptores que não estão distribuídos uniformemente sobre a superfície da célula, mas se agregam em pequenas áreas da membrana celular. Talvez o melhor exemplo desse caso seja a d-tubocurarina, que exerce o seu efeito na junção sináptica entre o nervo motor e o músculo voluntário, e reage com receptores limitados à região da placa terminal da célula muscular. Essa região representa 0,01-1,0% da superfície celular. Se a quantidade efetiva do fármaco na placa terminal fosse distribuída uniformemente numa única camada de moléculas sobre a área especializada, ela cobriria apenas 1% de sua superfície. Portanto, a d-tubocurarina paralisa o músculo voluntário por sua reação com receptores restritos a 0,0001-0,01% da superfície celular. Apenas uma fração muito pequena da d-tubocurarina injetada no animal é realmente responsável por sua ação biológica seletiva. A maior parte permanece nos fluidos do organismo, e uma fração considerável reage com proteínas plasmáticas e aceptores do tecido conectivo ou de outros tecidos. Em conseqüência, os sítios onde os fármacos se ligam não são necessariamente sítios de ação farmacológica. Fármacos que exercem atividades biológicas específicas idênticas ou semelhantes apresentam estruturas físico-químicas semelhantes. Um estudo das aminas simpatomiméticas, relaxantes musculares e agentes muscarínicos ilustra claramente este princípio. Entretanto, uma pequena mudança na estrutura química pode, muitas vezes, resultar numa perda ou redução marcante da atividade específica. Por exemplo, a l -norepinefrina e a d-norepinefrina são idênticas, uma é 46 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores imagem especular da outra. Contudo, a forma levógira é 50 vezes mais ativa do que seu isômero. Essas considerações levam à conclusão de que os denominadores comuns para a atividade seletiva entre um determinado grupo de fármacos são ditados pelas características químicas e físicas do receptor. O termo afinidade é usado para descrever a propensão do fármaco em se ligar a determinado sítio receptor, e a atividade intrínseca define sua habilidade de iniciar a atividade biológica como resultado dessa ligação. Devido à complexidade do processo de ligação, a fármaco pode possuir afinidade, isto é, ligar-se ao sítio receptor e, contudo não desencadear a atividade específica, não possuir atividade intrínseca. Entretanto, isto é o mesmo que se ligar a um receptor, visto que outros fármacos podem ter afinidade pelo mesmo receptor, ser intrinsecamente ativas e, ainda, ser inativas com um aceptor. Nosso conhecimento acerca de receptores está inteiramente baseado em inferências e, em muitos casos, sua localização e natureza são totalmente desconhecidas. Muitas pesquisas estão sendo feitas atualmente para se isolar receptores. Os receptores para os anticolinesterásicos e inibidores da monoamino- oxidase ou estão localizados em enzimas, ou então são enzimas. Muitos fármacos agem sobre os mesmos receptores através dos quais substâncias fisiologicamente importantes, como os neurotransmissores, exercem seus efeitos. Entretanto, possuem pouca semelhança com constituintes celulares conhecidos, e a existência de receptores para esses fármacos deve ser aleatória. Pesquisas bioquímicas têm elaborado muitas das séries de reações químicas cíclicas e seqüenciais que precedem um determinado evento celular final, seja ela uma alteração metabólica, uma redução de proteínas contráteis ou mitose. Em um grande número de exemplos, o local preciso da influência do fármaco nessas cadeias de reações é conhecido, como no caso da penicilina. A atividade seletiva dos fármacos pode ser especificamente bloqueada ou antagonizada por outros agentes. Por exemplo, a d-tubocurarina, que antagoniza o efeito da acetilcolina na placa terminal do músculo esquelético, não antagoniza na mesma dose os outros efeitos da acetilcolina, assim como os da histamina, serotonina ou epinefrina. Freqüentemente, o antagonismo entre um fármaco 47 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores (agonista) e seu bloqueador específico (antagonista) ocorre no mesmo receptor. Esta interação é conhecida como antagonismo farmacológico. Pode-se considerar que esses bloqueadores específicos possuem grande afinidade pelo receptor, mas pequena ou nenhuma atividade intrínseca. Eles freqüentemente apresentam semelhança estrutural com seus agonistas. Muitas moléculas dos bloqueadores são maiores do que as moléculas dos fármacos que eles antagonizam. Podemos dizer que eles reagem com os receptores em virtude das características que tem em comum com seus agonistas, mas, devido ao seu tamanho maior, eles impedem o acesso das moléculas do agonista ao receptor. Dose e Potência Mesmo quando é feita uma tentativa de seleção de um grupo, a fim de homogeneizá-lo, ocorrem variações individuais. Quando um grupo não-selecionado de indivíduos é estudado, como é o caso da prática farmacológica, a variação nos efeitos do fármaco é consideravelmente maior. Assim, a dose adequada para um não é apropriada para outro. É certo concluir que os fatores que governam a afinidade e a atividade intrínseca de um agonista com relação ao mesmo tipo de receptor, em cada indivíduo, apresentam uma variação de propriedades. Alguns receptores interagem mais rapidamente com a molécula relativamente ativa do que outros e, assim sendo, reagem com o agonista numa concentração baixa. Se isto ocorre, quanto maior a dose dada, maior será a concentração do fármaco na região dos receptores, maior o número de interações fármaco-receptor, e mais intenso o efeito farmacológico. Uma relação dose ou concentração e efeito constitui um atributo da ação do fármaco invariavelmente observado na prática, exceto em situações incomuns quando é administrada uma dose que produz o efeito máximo. Dois fármacos quimicamente semelhantes, e que apresentam a mesma atividade seletiva, provavelmente agem sobre uma mesma população de receptores. Se um deles for efetivo numa concentração molar mais baixa do que o outro, ele é considerado mais potente. Se todos os fatores que influenciam a concentração do fármaco na região do receptor (por exemplo: absorção, distribuição, penetração, ligações e metabolismo) não forem os responsáveis por essa diferença na potência, esta deve ser descrita como a afinidade relativa dos fármacos pelo mesmo grupo de receptores. Fonte: Kirchheiner et al., 2006. Fig.2.1: Representa os efeitos da variabilidade genética na farmacologia. (a) na farmacocinética a variabilidade genética interfere influenciando a curva de concentração do fármaco noorganismo por um período de tempo. (b) os genótipos influenciam na resposta ao tratamento, determinando o efeito do medicamento. (c) será que a variabilidade genética tem influência na tradução do DNA? (d) e na neuroregeneração? O termo potência é freqüentemente usado para expressar outras idéias. Por exemplo, se um fármaco produz um efeito máximo maior que o de outro, sem levar em consideração a dose usada, diz-se que ela é muito mais potente. Seria mais correto dizer que um fármaco pode causar um maior efeito específico. Por outro lado, alguns são considerados de potências semelhantes se, quando usados nas doses recomendadas, causam efeitos semelhantes. Nessas circunstâncias, seria melhor considerar as doses terapeuticamente equivalentes. Fármacos de forte potência não são necessariamente os de maior valor terapêutico. O melhor critério para determinar o valor relativo dos fármacos que causam o mesmo efeito é a seletividade. Obviamente, um fármaco de baixa potência 48 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores 49 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores e alta seletividade é mais desejável do que um de alta potência e baixa seletividade. Esse conceito de seletividade é facilmente medido com objetividade em animais de experimentação, mas dificilmente medido no homem. Ele depende da relação entre a dose que produz o efeito desejado e a dose que causa um efeito adverso. Os meios usados para medir a seletividade no homem variam de acordo com cada classe de fármacos, e constituem um dos problemas mais importantes da Farmacologia Clínica. A relação dose-efeito é de fundamental importância em farmacologia. No indivíduo inteiro, embora a relação dose-efeito pareça simples, ela pode ser casual, já que a alteração induzida pelo medicamento é influenciada por uma série de fatores. Por exemplo, quando a epinefrina é injetada na forma intravenosa, as alterações na tensão arterial são uma resultante do efeito do medicamento em uma série de tecidos, incluindo o coração e os vasos sangüíneos, alguns dos quais levam a um aumento e outros a uma queda da tensão arterial. O efeito mensurável é influenciado pela distribuição do fármaco nos vários compartimentos do organismo, sua estocagem temporária em alguns sítios, seu metabolismo e excreção e, ainda, pela atividade dos reflexos homeostáticos. Assim, é improvável que qualquer relação determinada experimentalmente no animal inteiro, tenha um valor fundamental. A molécula do fármaco reage com um receptor e a intensidade da resposta está relacionada com o número de interações fármaco-receptor. Se a distribuição da sensibilidade de receptores ao fármaco for normal, isto é, gaussiana, então a curva dose-resposta pode ser considerada como uma curva gaussiana normal integrada. Isto é, uma curva simétrica em forma de S. Sem dúvida, muitas relações derivadas experimentalmente podem ser representadas de forma adequada através desta curva. Farmacocinética A Farmacocinética é o estudo da velocidade com que os fármacos atingem o sítio de ação e são eliminados do organismo, bem como dos diferentes fatores que influenciam na quantidade de fármaco a atingir o seu sítio. Basicamente, estudam os 50 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores processos metabólicos de absorção, distribuição, biotransformação (ou metabolização) e eliminação dos medicamentos. O fármaco é absorvido para a corrente sangüínea, distribuído através do organismo e, a seguir, é eliminado por meio de sua transformação em outro composto ou de sua excreção. Esses eventos são importantes no que diz respeito à ação farmacológica do fármaco, uma vez que determinam à quantidade da mesma que chega ao local de ação e duração do efeito. A via de administração utilizada também influencia na velocidade e distribuição do fármaco no organismo. As vias podem ser: oral, sublingual, retal, intravenosa, subcutânea, inalação. Já a inalação leva o fármaco direto para o pulmão e por isso é utilizada em pacientes com dificuldades respiratórias. O nível do fármaco em qualquer tecido está num estado de fluxo constante. O fármaco se movimenta de um compartimento a outro, via plasma, sendo simultaneamente eliminada do organismo por metabolismo. A eliminação é medida por depuração (clerance), ou seja, o volume de sangue que fica livre do fármaco por unidade de tempo. A relação quantitativa entre esses processos e a farmacocinética do fármaco, determina sua dosagem e controla o seu tempo de ação. No caso de fármacos que agem reversivelmente, a concentração de um fármaco no seu sítio de ação é proporcional à sua concentração sob a forma livre no plasma. Quando o nível plasmático da forma livre diminui, a resposta ao fármaco também deve diminuir. O valor de distribuição (Vd) do fármaco é expresso em litros/Kg e calculado com base na dose tomada e a concentração de fármaco no tempo inicial (tempo zero). Vd = Dose Co (concentração no tempo zero) Embora existam alguns fármacos de ação não-reversível, a maioria atua reversivelmente, e existe uma proporcionalidade entre o nível plasmático e sua concentração no sítio de ação. O declínio inicial do nível plasmático reflete a rápida distribuição, a entrada nos tecidos e a taxa relativamente constante de eliminação. Logo que o plasma e os tecidos entram em equilíbrio, o declínio diminui. A inclinação 51 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores reflete mais a eliminação por excreção e/ou metabolização em que há transformação em outro composto. Quando o medicamento é administrado oralmente, a taxa de absorção torna-se um fator significante de limitação do processo, e um aumento lento do nível plasmático é visto juntamente com um declínio mais vagaroso. O ponto mais alto do nível plasmático também é o menor. Essas curvas podem ser usadas para a obtenção do volume de distribuição e outras constantes farmacocinéticas relevantes por técnicas de computação. Mesmo sem análises sofisticadas, dados de níveis plasmáticos versus tempo são úteis para a compreensão da farmacocinética dos fármacos, podendo-se obter alguns parâmetros. Outro parâmetro farmacocinético importante é a meia-vida plasmática, o tempo necessário para a concentração plasmática cair pela metade. A meia-vida é uma constante para todos os processos de 1ª ordem, e pode ser usada em farmacocinética para predizer o tempo de ação de um fármaco e determinar a seqüência ideal de dosagem necessária para manter níveis terapêuticos do fármaco. Quando um dos parâmetros é alterado, os níveis plasmáticos podem ser marcantemente afetados. Se, por exemplo, a taxa de eliminação for diminuída em 50%, por insuficiência renal, ou inibição do metabolismo, os níveis plasmáticos atingem uma faixa tóxica. Além disto, uma vez que estes também são funções do volume de distribuição, uma alteração nesse parâmetro, também alterará os níveis plasmáticos. O movimento do fármaco através do organismo é determinado por sua polaridade e características iônicas. A ionização é o resultado de reações ácido- básicas dos compostos orgânicos. Um ácido orgânico é um eletrólito fraco que pode se ionizar dando um íon hidrogênio e a base conjugada:CH3COOH « CH3COO- + H+ Analogamente, uma base orgânica é um eletrólito fraco que se ioniza ao aceitar um próton: CH3NH2 + O H- « CH3NH2+ + H2O 52 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores Quando compostos orgânicos são ionizados, tornam-se mais hidrossolúveis e, por esta razão, alguns fármacos são administrados nas suas formas de sal ionizadas. Por exemplo, o ácido acetilsalicílico é geralmente administrado na sua forma de sal sódico, e a difenidramina, uma base orgânica, é administrada na forma de cloridrato. Nas formas neutras ou não-ionizadas, essas bases ou ácidos orgânicos são mais solúveis em lipídeos ou material gorduroso, isto é, elas são lipofílicas. A polaridade de uma molécula orgânica é a medida de sua capacidade de dissolver-se em água, e sendo determinada pelo número de grupos polares (por exemplo, OH, NH2, COOH) que contém. Um composto como o inositol seria muito mais polar que o ciclohexanol. A polaridade de uma molécula também determina a sua partição entre dois solventes imiscíveis. Assim, a relação da concentração em equilíbrio do composto inositol em um sistema de duas fases, constituído por um solvente orgânico e água, será menor do que a relação correspondente do composto ciclohexanol. A polaridade de um eletrólito fraco é maior no estado ionizado, e esta é à base de sua solubilidade maior em um sistema aquoso e reduzido na maioria dos solventes orgânicos e lipídicos. A passagem de um eletrólito fraco de um sistema aquoso para um oleoso é máxima quando o eletrólito estiver em sua forma neutra. Movimento de uma molécula através do organismo depende de sua capacidade de passar através das membranas que separam os diferentes compartimentos de tecidos. Existem vários mecanismos através dos quais ocorre esta passagem e o mais comum é a difusão passiva. Na difusão passiva, o fármaco passa através da membrana dissolvendo-se nela e atravessando-a numa velocidade proporcional ao gradiente de concentração ao longo da direção de difusão. Para dissolver-se na membrana que é de caráter lipídico, o fármaco precisa ser lipossolúvel. Assim sendo, compostos neutros ou não-polares como, por exemplo, os anestésicos voláteis, se difundem através das membranas muito mais facilmente que os compostos polares. Compostos polares, como o açúcar e os aminoácidos, que são substratos fisiológicos penetram nas membranas por um processo mediado por carregador, no qual o composto combina-se com um sítio específico da 53 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores superfície externa da membrana celular e forma um complexo que atravessa a mesma. O complexo é instável na parte interna da membrana e, assim, o material transportado é liberado e o carregador fica livre para voltar e ligar-se a outra molécula que será transportada. Há diferentes tipos de transportes mediados por carreadores, transportes estes baseados no tipo de energia envolvida. Em alguns casos, o transporte é feito por difusão facilitada, em que a força de propulsão é o gradiente de concentração através da membrana. Em outros processos, o movimento opõe-se a um gradiente termodinâmico, sendo necessária energia para manter o transporte. Este segundo processo é chamado de transporte ativo. Fármacos que entram nas células por mecanismos de carregadores são geralmente semelhantes aos substratos normais dos mesmos quanto à estrutura química e, assim, liga-se a estes carreadores. Outras substâncias polares de baixo peso molecular, isto é, a água, o álcool etílico e a uréia, penetram nas membranas através dos poros ou fendas da camada bimolecular de lipídeos. A absorção de compostos de alto peso molecular, tais como as proteínas e os agregados moleculares, é feita por pinocitose, na qual a célula toda envolve o material. Os fármacos são geralmente introduzidos no organismo em locais distantes do seu sítio de ação e, a não ser que sejam administrados de forma intravenosa, eles precisam entrar na circulação. Esse processo é chamado absorção. Dois fatores importantes que afetam a velocidade de absorção são o pH do local de absorção e a via escolhida para sua administração. Depois de absorvida para a circulação, o fármaco é distribuído para todos os órgãos, inclusive aqueles que não são importantes para sua ação farmacológica ou terapêutica. O fármaco pode estar ligado reversivelmente a seu sítio de ação, a proteínas plasmáticas e a tecidos que não estão envolvidos em sua ação primária. São três os fatores mais importantes que controlam a entrada do fármaco em um órgão e sua retenção: o fluxo sangüíneo ou taxa de perfusão, a facilidade de penetração do órgão e um mecanismo especial de retenção pelo tecido. A via mais importante de excreção de fármacos é através dos rins, na urina. A urina é formada do plasma por processos de filtração glomerular, absorção e 54 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores excreção que ocorrem no néfron. A filtração é um processo físico no qual o sangue é fracionado de acordo com o tamanho molecular de seus componentes. Muitos fármacos têm peso molecular menor que 500 e, assim, são prontamente filtrados, a menos que estejam ligados a proteínas plasmáticas. O filtrado glomerular sofre influência de mecanismos processados nos túbulos proximal e distal, mecanismos estes que envolvem remoção do filtrado de substâncias fisiologicamente úteis, como íons inorgânicos, açúcares, aminoácidos e água. No túbulo proximal, a glicose, os aminoácidos e os íons sódio são eliminados por um sistema de transporte mediado por carregador. Íons cloreto são absorvidos passivamente, a fim de manter a neutralidade elétrica, e a água é absorvida para a manutenção da isotonicidade da urina. A parede do túbulo proximal também segrega substâncias para a ultrafiltração dos capilares peritubulares. Entre essas substâncias incluem-se os ânions orgânicos, como por exemplo, os salicilatos e as penicilinas, e os cátions como o amônio quaternário dos anticolinérgicos. O sangue nos capilares peritubulares tem ampla oportunidade para equilibrar-se com o filtrado glomerular e, assim, os compostos não-polares podem mover-se livremente. Como o ultrafiltrado ou a urina procede da alça de Henle, onde a água e os íons sódio são reabsorvidos, o conteúdo torna-se mais concentrado naqueles componentes que não são reabsorvidos por sistemas de transporte. A reabsorção da água corresponde a 99% daquela que foi filtrada e, assim sendo, a concentração do fármaco na urina aumenta substancialmente à medida que sai do néfron. Isto provoca um gradiente de concentração entre o plasma e a urina que é favorável à última. Se o fármaco atravessar facilmente a barreira que separa os dois fluidos, irá difundir de volta para o plasma ao longo do seu gradiente de concentração. Os compostos lipofílicos são exclusivamente reabsorvidos por esse mecanismo. O fígado segrega cerca de 0,5 a 1 litro de bile diariamente. Níveis significativos de compostos orgânicos estão presentes neste fluido. Muitas substâncias presentes na bile são reabsorvidas no intestino delgado, mas certos compostos altamente polares não o são, e sua excreção é feita pelas fezes. Há três classes de substâncias presentes na bile: íons orgânicos e sucrose presentes em concentrações iguais às do plasma, proteínas e fosfolipídios presentesem níveis 55 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores mais baixos do que aqueles do plasma e compostos orgânicos, com peso molecular de cerca de 400, compostos estes que estão presentes na bile numa concentração de 10-100 vezes maior que aquela do plasma. A maioria dos fármacos excretada através da bile está incluída nesta última categoria. Esses fármacos geralmente contêm grandes radicais hidrocarbonetos com um grupo funcional polar, e freqüentemente são fármacos ou seus metabólitos conjugados. Os compostos do terceiro grupo são concentrados na bile por processos de transporte: parecem existir no fígado carregadores distintos para os ânions, cátions e glicosídios. Esses sistemas são responsáveis pela excreção biliar de certos fármacos como os barbitúricos, antimuscarínicos, guaternários e os glicosídios cardioativos. Conjugados de outros fármacos como os fenotiazínicos, a morfina e os esteróides, também são excretados em quantidades significativas pela bile, uma vez que esses compostos polares não são reabsorvidos imediatamente através dos intestinos. Outras vias de excreção de menor importância incluem a respiração, a saliva, o suor e o leite. A excreção de fármacos para os fluidos depende muito da difusão passiva e, no caso de eletrólitos fracos, da diferença de pH entre o plasma e a secreção. A excreção de fármacos pelo leite torna-se um aspecto importante a ser considerado no caso de mães que amamentem, uma vez que a criança pode receber os medicamentos tomados pela mãe. Anestésicos voláteis e outros compostos de baixo peso molecular que aparecem pela degradação de fármacos podem ser eliminados através dos pulmões. Biodisponibilidade É a fração biodisponível, ou seja, é a fração pronta para ser utilizada pelo organismo. Quando um fármaco entra no organismo, ele pode ficar em duas formas, livre (100% biodisponível) ou ligado às proteínas plasmáticas. A grande maioria dos medicamentos possui as duas formas de biodisponibilidade, apresentando, 56 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores geralmente, uma fração livre, que é aproveitada imediatamente pelo organismo, e uma fração ligada às proteínas plasmáticas que serve de reserva, sendo liberada à medida que a fração livre é consumida e sua concentração começa a cair. A utilidade de se conhecer a biodisponibilidade de um fármaco está principalmente no fato de quando são administrados dois medicamentos diferentes, é preciso saber se existe a possibilidade de um deslocar a ligação das proteínas plasmáticas do outro. O que produz uma overdose, como por exemplo, no caso da administração conjunta de um anticoagulante oral como a cumarina, e um antiinflamatório do tipo da oxifenilbutazona. A oxifenilbutazona vai se ligar às proteínas plasmáticas liberando a cumarina e provocando uma hemorragia intensa e severa por acúmulo (overdose). A mesma dose de um fármaco em indivíduos diferentes apresentam equivalências diferentes ou efeitos diferentes, este fato é chamado de bioequivalência comparativa. Farmacodinâmica Interação dos Fármacos Uma interação de fármacos ocorre sempre que a ação profilática, terapêutica ou diagnóstica de um fármaco é alterada no organismo pela ação de um segundo agente químico. A segunda substância (interagente) pode ser outro fármaco ou um elemento da dieta ou ambiental. À medida que o número de fármacos usados em conjunto aumenta o potencial para interações aumenta geometricamente. Como resultado da interação, a ação de cada um ou de ambos os interagentes pode ser aumentada, diminuída, alterada ou não sofrer alteração nenhuma. Assim, um paciente pode não experimentar uma melhora terapêutica, apresentar uma reação adversa ao medicamento ou um efeito terapêutico 57 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores potencializado, mas raramente uma interação não provoca uma alteração óbvia no efeito terapêutico esperado de agentes individuais. Os mecanismos de interação de fármacos podem ser bastante variados e complexos e, em alguns casos, mais de um mecanismo pode estar envolvido. Desse modo, qualquer classificação tende a simplificar o problema. Em geral, os fármacos podem interagir antes da administração quando misturadas em frascos; durante a absorção, distribuição e ligação ao sítio receptor ou aceptor; nos processos de resposta do efetor; nos sítios de processos metabólicos ou durante o metabolismo ou excreção. O conhecimento do mecanismo de interação de fármacos permite minimizar a toxicidade e tratá-la mais adequadamente com um mínimo de interferências na terapia para obter interações benéficas. As interações de fármacos por si podem ser ou não perigosas. Contudo, o não reconhecimento das interações pode ser perigoso. Desenvolvimento e uso regulamentado de Medicamentos Para que um novo medicamento seja comercializado é necessário percorrer um longo caminho. O primeiro passo é conceituar esse remédio como inovador (produto totalmente novo a ser lançado no mercado). Análogo (é o chamado de “me too”, ou “eu também” desenvolve a mesma função que um já existente no mercado por ter o mesmo princípio ativo) ou ainda como Genérico (o mesmo medicamento que o original, porém fabricado por outro laboratório, é o “remédio sem marca”). Os medicamentos inovadores possuem direitos de patente, os genéricos só entram no mercado quando acaba as patentes dos inovadores ou análogos (ou similares). O FDA (“Food and Drug Administration”) é o órgão responsável por aprovar ou não o uso do medicamento em humanos, concedendo autorização para experimentos. Após essa etapa é concedido o NDA (“New Drug Application”) e o direito a comercialização. 58 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores A etapa de pesquisa é bem longa e custosa. Primeiro é necessário à seleção da doença e do (s) alvo (s). Segue a validação desse alvo e a descoberta do composto modelo. O composto modelo, ou “lead” é a molécula líder que desencadeia o medicamento. Não necessariamente esta primeira molécula será a que vai ganhar o mercado. Chega-se então a etapa pré-clínica, onde serão testados. A primeira parte desta etapa é realizada em modelos animais e posteriormente o FDA concede o IND, ou seja, a autorização para testes em humanos. A partir daí seguem-se quatro fases: • Fase I: estudos farmacológicos, • Fase II: testes de eficácia clínica (preliminar) • Fase III: ensaios clínicos (extensos e decisivos). Depois dessa fase o FDA pode conceder o NDA e o medicamento começa a ser comercializado. • Fase IV: comercialização e aumento do público/estudo. Todos esses passos resultam em um período mínimo de 9 anos para que um novo medicamento chegue ao mercado, além de um custo inicial altíssimo para os laboratórios farmacêuticos. Existem, por conta disso, discussões acerca dos medicamentos em que a indústria farmacêutica pretende investir e a farmacogenética pode ser uma ferramenta importante nesses casos. Discutiremos isso mais adiante, no módulo 4 (Aspectos éticos e sociais da farmacogenética). Registro de Medicamentos no Brasil Os medicamentos, no Brasil, são registradosna Anvisa, por sua Gerência- Geral de Medicamentos (GGMED). Esta inclui a Gerência de Medicamentos Novos, Pesquisa e Ensaios Clínicos (GEPEC), a Gerência de Medicamentos Similares (GEMES), a Gerência de Medicamentos Genéricos (GEMEG), a Gerência de Medicamentos Isentos, Fitoterápicos e Homeopáticos (GMEFH), a Unidade de Produtos Biológicos e Hemoderivados (UPBIH), a Unidade de Produtos Controlados (UPROC) e a Unidade de Farmacovigilância (UFARM). À exceção das duas últimas, as demais têm, entre suas atribuições, o registro de medicamentos, a avaliação de 59 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores alterações e inclusões pós-registro e a renovação. Novos medicamentos, portanto, podem ser registrados em diferentes partes da GGMED. O termo “medicamento novo”, sem outra adjetivação, é, na prática, utilizado para se referir os medicamentos novos com princípios ativos sintéticos e semi- sintéticos, associados ou não, que são os avaliados pela GEPEC. Quando se utiliza o termo “medicamento novo” sem outro complemento não se está referindo, portanto, a produtos biológicos, fitoterápicos, homeopáticos, medicamentos ditos “específicos”, medicamentos isentos de registro, e nem tampouco a cópias (genéricos e similares). A avaliação de um dossiê de registro costuma ser dividida em três partes: análise farmacotécnica, análise de eficácia, e análise de segurança. A análise farmacotécnica inclui a verificação de todas as etapas da fabricação do medicamento desde aquisição dos materiais, produção, controle de qualidade, liberação, estocagem, expedição de produtos terminados e os controles relacionados. Essa análise é feita por técnicos da própria Anvisa, em geral farmacêuticos, sendo rara a solicitação de pareceres a consultores externos. O mesmo não ocorre quanto às avaliações de eficácia e segurança, feitas por meio da análise de estudos pré-clínicos (ou não-clínicos) e clínicos, estes subdivididos em fases I, II, III e, eventualmente, IV, nos casos de medicamentos já registrados em outros países para os quais dados de farmacovigilância pós-mercado já são disponíveis. Análise farmacotécnica Pode ser dividida em duas etapas, a primeira delas consistindo em se conferir se toda a documentação exigida para o registro consta no processo. A segunda etapa é a análise propriamente dita do dossiê de registro, que é composto: a) Por uma parte documental, composta por: formulários de petição de registro, comprovante de recolhimento da taxa de fiscalização, Licença de Funcionamento da empresa, Certificado de Responsabilidade Técnica, notificação 60 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados a seus respectivos autores da produção de lotes-piloto (para produtos nacionais), Certificado de Boas Práticas de Fabricação e Controle (BPFC) emitido pela Anvisa. b) Pelo Relatório Técnico, que deve conter todas as informações referentes aos estudos clínicos e a parte farmacotécnica. É na análise farmacotécnica que são avaliadas a bula (quanto à sua estrutura), a estabilidade do produto, as informações técnicas do(s) princípio(s) ativo(s), a farmacodinâmica, a farmacocinética, toda a produção do medicamento e todo o controle de qualidade do produto. Nesse cenário de acompanhamento dos ensaios clínicos de sua aprovação até o registro, talvez seja cabível que determinados medicamentos possam ter uma aprovação acelerada, ou seja, antes da conclusão de estudos fase III, o que atualmente não tem sido aceito pela Anvisa. ------------------FIM DO MÓDULO II----------------- Receptores e relações entre concentração e resposta Farmacocinética Farmacodinâmica Desenvolvimento e uso regulamentado de Medicamentos Registro de Medicamentos no Brasil
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