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FARMACODINÂMICA Como agem os Fármacos • Uma substância não funciona se não es1ver ligada (Paul Ehrlich) (“Corpora non agunt nisi fixata”) As moléculas de um fármaco devem exercer alguma influência química em um ou mais cons1tuintes dessa célula para produzir uma resposta farmacológica. Proteínas-‐alvo para ligação de fármacos 4 1pos de proteínas reguladoras são alvos primários de fármacos; Localização: superMcie da célula; emitem sinais químico entre célula e outra. Exceções: quimioterápicos (DNA), muitos an1microbianos. Especificidade dos Fármacos • Alcance do efeito terapêu1co – deve atuar de modo sele1vo sobre células e tecidos; • Proteínas alvos – alto grau de especificidade de ligante; Ex: angiotensina (músc. liso vascular e túbulo renal) – baixo efeito sobre outros músc. lisos Especificidade Efeitos Adversos ESPECIFICIDADE EFEITOS ADVERSOS Não são 100% específicos em suas ligações; Em muitos casos, o aumento da sua dose afeta outros alvos diferentes do alvo principal do alvo principal efeitos não desejáveis. • Podem se ligar a mais de um receptor, e um receptor pode se ligar a mais de uma droga.. • Quanto menor a potência, maior a dose, menor a especificidade, maior a chance de efeitos não desejáveis Receptores • Definição: macromoléculas proteicas que combinam-‐se quimicamente com substâncias endógenas ou exógenas desencadeando reações intracelulares (ga1lho). • Fármacos terapêu1camente úteis podem atuar como agonistas ou antagonistas sobre os receptores; Interações Fármaco -‐ Receptor • Receptor – Fármaco: a1vação ou não; • A1vação: capacidade da molécula ligada de afetar o receptor e desencadear uma resposta tecidual; • Ligação e a1vação – AGONISTA; • Ligação sem a1vação – impede consequentemente a ligação do agonista – ANTAGONISTA; • ANTAGONISTA COMPETITIVO – liga-‐se sele1vamente a determinado 1po de receptor sem a1vá-‐lo, porém com a peculiaridade de impedir a ligação do AGONISTA -‐ [agonista] – restaura a ocupação do receptor por ele e a resposta tecidual Interações Fármaco -‐ Receptor • A tendência de um fármaco se ligar ao receptor é determinada pela sua afinidade; • A tendência, uma vez ligada, de a1var o receptor é indicada pela sua eficácia. • Fármacos de alta potência alta afinidade pelos receptores e ocupam uma porção significa1va deles até mesmo em baixas concentrações • Fármacos AGONISTAS – alta eficácia – Ex: E1nilestradiol, Morfina • Fármacos ANTAGONISTAS – eficácia zero – Ex: Tamoxifeno, Naloxona (maior afinidade pelo receptor, não tem a1vidade agonista) FUNÇÕES DOS RECEPTORES FARMACOLÓGICOS Reconhecem os ligantes. Acoplam-‐se a eles com elevada afinidade. Transforma o esAmulo extracelular em sinal intracelular. Alteração de função celular. Mecanismos de Ação • Ação Inespecífica: minoria dos fármacos • Não necessitam de alvos moleculares (receptores, enzimas, canais iônicos) para desencadear sua ação farmacológica; • Ocorre através das propriedades Msico-‐químicas do próprio fármaco: grau de ionização, solubilidade; ◦ Ex: An1ácidos: (NaHCO3/ HCl) ◦ Alcalinizantes/acidificantes da urina (lactato de sódio/cloreto de amônio): Aumentam/diminuem a concentração dos íons H+ na urina. Mecanismos de Ação • Ação Específica: ◦ Drogas se ligam especificamente a alvos moleculares específicos para desencadearem sua ação farmacológica (Receptores); ◦ Drogas não criam efeitos fisiológicos, apenas modulam os já existentes, alterando a fisiologia celular. RECEPTORES FARMACOLÓGICOS *Possui um receptor incorporado – só abre o canal se es1ver ocupado por um agonista RECEPTORES NUCLEARES Receptores ionotrópicos – canais iônicos dependentes de ligantes • Proteínas da membrana com estrutura semelhante à de outros canais iônicos, mas que incorporam um sí1o de ligação (receptor) de ligante, geralmente no domínio extracelular; • Tipicamente, são os receptores sobre os quais atuam os neurotransmissores rápidos (milissegundos); • Mecanismo de comporta: Neurotransmissores excitatórios (Ach na junção neuromuscular ou glutamato no SNC), a permeabilidade de Na+ e K+. A entrada de Na+ despolariza a célula – gera potencial de ação – A ação do transmissor a1nge um pico em milissegundos Exemplos: nicoonico de Ach, GABAA, receptores de glutamato (NMDA e AMPA). Receptores acoplados à proteína G (GPCR) (metabotrópico) • Receptores de membrana que estão acoplados a sistemas efetores intracelulares através de uma proteína G; • Proteína G: Proteína com a1vidade enzimá1ca (GTP ligado); ancorada à membrana e difunde livremente; interage com vários receptores e efetores diferentes; • Receptores para muitos hormônios e transmissores lentos, como: muscarínicos de Ach, adrenérgicos, receptores de dopamina, receptores de 5-‐HT, de opióides,etc. • Maioria dos neurotransmissores pode interagir com os GPCR e com canais regulados por ligantes – a mesma molécula produz uma variedade de efeitos; Transdução de Sinais pelos GPCR • O vínculo entre o receptor de membrana e a primeira etapa da cascata de transdução de sinais é estabelecido através da proteína G. • Proteínas G: proteínas intermediárias que interagem com os nucleoodeos de guanina, GTP e GDP; • Consiste em 3 subunidades: α, β e γ; • Transdução de Sinais: 3 subunidades (α,β,γ) ancoradas à membrana; ligação agonista-‐receptor: muda a conformação do receptor e αβγ se une a ele. O acoplamento promove a troca do GDP pelo GTP(intrac)-‐ (subun α catalisa a reação de troca) ; α-‐GTP dissocia do receptor e do complexo βγ e interage com uma proteína-‐alvo (alvo 1: adenilato ciclase ou fosfolipase C). O complexo βγ a1va uma proteína alvo (alvo 2: canal iônico ou uma quinase). A a1vidade GTPase da subunidade α aumenta quando a proteína alvo é ligada – leva à hidrólise do GTP ligado para GDP e faz com que a subunidade α volte a se ligar com βγ. Rang&Dale 8a ed. Alvos das proteínas G • adenilato ciclase: a enzima responsável pela formação de AMPc (AMP cíclico); • fosfolipase C: a enzima responsável pela formação de fosfato de inositol e diacilglicerol; • canais iônicos: par1cularmente os canais de cálcio e de potássio. Sistema da adenilato ciclase/AMPc • AMPc (3’5’-‐adenosina-‐monofosfato cíclico) – mediador intracelular • 2° mensageiro na transdução de sinais; • Nucleoodeo sinte1zado no interior da célula a par1r do ATP, sob ação da adenilato ciclase (enzima ligada à membrana); • Con1nuamente produzido e ina1vado por hidrólise a 5’-‐AMP pelas fosfodiesterases; • Aumento ou diminuição da a1vidade catalí1ca da adenilato ciclase por hormônios e neurotransmissores – elevação ou redução da [AMPc] no interior da célula – a1va ou não proteínas quinases. AMPc • Regula muitos aspectos da função celular: • Enzimas envolvidas no metabolismo energé1co; • Divisão e diferenciação celulares; • Transporte de íons; • Proteínas contráteis no músculo liso • Efeitos variados através de um mecanismo comum: a1vação de proteínas-‐quinases pelo AMPc. • Proteínas-‐quinases: regulam a função de muitas proteínas celulares diferentes catalisando a fosforilação através de ATP (a1va ou inibe enzimas-‐alvo ou canais iônicos). • Ligação agonista – receptor (β adrenérgico) • Ad.ciclase é alvo da proteína G – a1vação • ATP é conver1do em AMPc – a1va quinases • Fígado,músculo, adipócitos Rang&Dale 8a ed. O Sistema de fosfolipase C/ fosfato de inositol • Sistema fosfoinosiodeo (PI) – descoberto na década de 50 (classe menor de fosfolipídios de membrana): sistema intracelular de 2° mensageiro; • PIP2: (fosfa1dilinositol difosfato) membro da família do PI possui papel chave: O Sistema de fosfolipase C/ fosfato de inositol • PIP2 é substrato da fosfolipase C, que quando a1vada efetua a sua clivagem em diacilglicerol (DAG) e inositol-‐1,4,5-‐trifosfato (IP3 -‐um fosfolípido que está localizado na membrana plasmá1ca) – ambos atuam como segundos mensageiros. PLCβ PIP2: fosfa1dilinositol difosfato • PIP2 DAG + IP3 PLCβ: fosfolipase C (membrana) DAG: diacilglicerol (liposs) IP3: inositol-‐1,4,5-‐trifosfato (hidro) • A1vação de PLCβ por agonistas é mediada por uma prot.G = aden.ciclase Segundos mensageiros Funções do IP3 e DAG • IP3: liga-‐se aos seus receptores localizados no reoculo sarcoplasmá1co – liberando Ca2+ no citosol da organela • DAG: a1va PKC – fosforila proteínas ligadas ao canal para cálcio 1po L, influxo de Ca2+ extracelular para o meio intracelular; • IP3 e DAG: Ca2+, interação ac1na-‐miosina, contração da musculatura lisa vascular. • Exemplos de receptores acoplados à proteína G e que a1vam a fosfolipase C: • Receptores colinérgicos M1, M3, M5; • Alfa-‐1 adrenérgico • Receptor de 5-‐HT2 • Exemplos de drogas que agem em alguns desses receptores • escopolamina (antagonista M3) – Buscopan (cólicas menstruais) • prazozina (bloqueia α-‐1 pós-‐sináp1co) IP3 atua sobre receptor de canal de cálcio na membrana do REndoplas – controla a liberação de Ca das reservasintracelulares. Catalisa a fosforilação de proteínas intracelulares Ação enzimá1ca Muitos fármacos têm como alvos enzimas; Molécula da substância é análoga do substrato – inibidor compe11vo 1. Inibição: ◦ 1.1 -‐ CompeOOva: fármaco compete com o substrato pelo mesmo local na enzima, de maneira reversível ou irreversível. Ex: captopril e aspirina, respec1vamente. ◦ 1.2 -‐ Não-‐compeOOva: fármaco combina-‐ se com a enzima em local diferente do qual o substrato é atraído. Transportadores • A movimentação de íons e pequenas moléculas orgânicas através das membranas celulares ocorre através dos canais ou da ação de uma proteína transportadora (baixa lipossolubilidade); • Transportadores: responsáveis pelo transporte de aminoácidos, e glicose nas células; íons e muitas moléculas orgânicas pelo túbulo renal, epitélio intes1nal e BHE; transporte de Na+ e Ca2+ para fora das células e a captação dos precursores de neurotransmissores (ex: colina) ou dos próprios neurotransmissores pelos terminais nervosos. Ação sobre moléculas transportadoras • Bloqueio ou limitação do transporte de substâncias endógenas. • Exemplo: • An1depressivos. • Bloqueio sele1vo da recaptação neuronal de serotonina e noradrenalina. • Serotonina fica + tempo na fenda sináp1ca. • Revertendo sinais e sintomas da depressão. Receptores ligados à quinase e receptores relacionados • Diferem dos outros receptores quanto à estrutura e função; • Apresentam domínios extracelulares (ligação de ligantes) e intracelulares (efetores); • Porção intracelular – a1vidade de 1rosina quinase e incorpora sí1os de ligação de ATP e de substrato. • Ligação do ligante leva à dimerização de pares de receptores -‐ autofosforilação de resíduos de 1rosina; estes atuam como sí1os de ligação de alta afinidade para outras proteínas intracelulares – a1va a cascata de transdução de sinais. Ex: fator de crescimento epidérmico – via Ras/Raf/Map-‐quinase: divisão celular, crescimento e diferenciação celulares. ERLOTINIBE: TKIs Fator de crescimento epidérmico Receptores Nucleares • Receptores são proteínas intracelulares (núcleo) – ligantes penetram nas células (lipoMlicos); Não estão na membrana; • Ligantes: hormônios esteróides, hormônios de 1reóide, vitamina D e ácido re1nóico, certas substâncias que reduzem os lipídios e agentes an1diabé1cos; • Ligação do receptor a uma molécula de esteróide – altera conformação do receptor – facilita a formação de dímeros do receptor – estes se ligam-‐se à sequências específicas do DNA nuclear – aumento na a1vidade da RNA-‐pol e produção de RNAm dentro de poucos minutos após a adição do esteróide – Resposta fisiológica: horas ou dias. Receptores Nucleares • Hormônios esteróides podem induzir ou reprimir genes específicos – diferentes sínteses protéicas – diferentes efeitos fisiológicos; • Glicocor1cóides inibem a transcrição do gene da COX-‐2 – resposável pelas suas propriedades an1inflamatórias; • Mineralocor1cóides (aldosterona) es1mulam a produção de várias proteínas de transporte envolvidas na função tubular renal. Canais Iônicos • São portões presentes nas membranas celulares, que, de modo sele1vo, permitem a passagem de determinados íons, e que são induzidos a se abrir ou fechar por uma variedade de mecanismos; • Canais controlados por ligantes: abre apenas quando uma ou mais moléculas agonistas são ligadas, e são propriamente classificados como receptores – necessitam da ligação de um agonista para serem a1vados; Receptores nicoonicos (Ach); • Canais controlados por voltagem: são regulados não por ligação de um agonista, mas sim por alterações no potencial transmembrana. Ação específica sobre canais iônicos São poros proteicos localizados na bicamada lipídica. Permite a passagem de íons específicos (K+, Na+, Ca+, Cl-‐). Está relacionado com excitabilidade de células musculares e nervosas, Alvo de fármacos anOarríOmicos, anestésicos locais, outros. Podem se apresentar em estado fechado ou aberto Ação das drogas: ◦ Bloqueio -‐ reduz a excitabilidade -‐ bloqueio canais de Ca++ – anestésicos locais. ◦ Interação droga-‐canal -‐ abertura do canal inibida ou facilitada pela droga – drogas vasodilatadoras ou cardiotônicas. Referências • RANG, H.P.; DALE, M.M.; RITTER, J.M.; FLOWER, R.J. Farmacologia. 8. ed. Rio de Janeiro: Elsevier Editora Ltda. 2004. • BRUNTON, L. L.; LAZO, J. S.; PARKER, K. L. Goodman & Gilman. As bases farmacológicas da terapêuBca. 10. ed. Rio de Janeiro: McGraw-‐ Hill Interamericana do Brasil, 2007. 1821 p. Janela TerapêuVca “ Janela Terapêu1ca” SU B T E R A P I A T O X I C I D A D E menores concentrações geradoras de efeito concentrações potencialmente tóxicas Janela TerapêuVca Concentração no síOo alvo Efeitos Excessiva Tóxicos Máxima dose permi1da Potencialmente tóxicos Ó1ma Terapêu1cos Limiar Parcialmente eficazes InsuficienteAusentes Concentração no síOo alvo Efeitos Excessiva Tóxicos Máxima dose permi1da Potencialmente tóxicos Ó1ma Terapêu1cos Limiar Parcialmente eficazes Insuficiente Ausentes Janela Terapêu1ca RAM Eficaz, mas não na sua totalidade Janela Terapêu1ca Definição de Janela TerapêuVca Para crianças com peso inferior a 20 Kg, a dose diária do fármaco amoxicilina pode variar de 20 a 40 mg por quilo de peso, portanto, se a criança 1ver 10 Kg de peso corporal, a dose diária pode ser no mínimo de ___ e no máximo de____: a) 200 a 250 b) 100 a 300 c) 200 a 400 d) 200 a 500 e) nda Aplicando os conhecimentos Por exemplo, para crianças com peso inferior a 20 Kg a dose diária do fármaco amoxicilina pode variar de 20 a 40 mg por quilo de peso, portanto, se a criança 1ver 12 Kg de peso corporal, a dose diária pode ser no mínimo de, e, no máximo de: Assim, a janela terapêu1ca (dose recomendada) diária do medicamento amoxicilina para crianças com o peso corporal de 10 Kg varia de: a) 200 a 250 b) 100 a 300 c) 200 a 400 d) 240 a 480 e) nda Assim, a janela terapêu1ca (dose recomendada) diária do medicamento amoxicilina para crianças com o peso corporal de 10 Kg varia de: 200 a 400 mg.
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