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Prof. Romulo Franchini, D Sc. Os Sistemas Nervosos Autônomo (SNA) e Motor Somático (SMS) & Neurotransmissão Colinérgica Movimentos Voluntários Introdução: Anatomia & Fisiologia SNA Diferenças Anatômicas & Fisiológicas (SNA): Simpático e Parassimpático Corpo de Neurônios Pré e Pós-Ganglionares Fibras Pré e Pós Ganglionares Neurotransmissores envolvidos Locais de Inervação HO NH2 NorAdrenalina HO OH Trofotrópico Ergotrópico “Luta ou Fuga” vs. “Repousar e Digerir” Diferenças Anatômicas & Fisiológicas (SNA): Simpático e Parassimpático Sistema Nervoso Entérico (SNE) 3a DIVISÃO/SNA = “coleção de pequenos cérebros fora do SNC” Neurônios em Plexos Intramurais do TGI: Plexo Mientérico (Auerbach) & Submucoso (Meissner); Neurônios Mecano e Quimiorreceptores; Estímulo Misto: Simpático e Parassimpático; Controle das funções motoras e secretoras do intestino; Envolvimento de outros Neurotransmissores = NANC (5-HT, NO, ATP, Neuropeptídeos, Substância P, etc). Sistema Nervoso Entérico (SNE) Simpático vs. Parassimpático: “to fight or to fly” Simpático vs. Parassimpático: “to fight or to fly” Continuação ... PRINCÍPIOS GERAIS DA NEUROTRANSMISSÃO QUÍMICA Regulação Homotrópica Regulação Heterotrópica Regulação Homotrópica Bloqueio Transmissão: Super/Hipersenbilidade & Efeito Rebote “Um neurônio libera o mesmo transmissor ou transmissores em todas suas sinapses” “Os neurônios liberam mais de 1 transmissor (co-transmissão) e podem modificar seus repertórios durante alguma resposta ou adaptação” “A liberação de mediadores liberados em uma terminação nervosa pode variar em função do estímulo e em resposta a moduladores pré- sinápticos” Neurotransmissão Excitatória vs. Inibitória Etapas Básicas da Neurotransmissão: Possíveis Locais de Ação dos Fármacos NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA Histórico COLINA Acetilcona ↓↓↓↓ PA Amanita muscaria Muscarina Nicotiana tabacum Nicotina RECEPTORES e ATIVIDADE: MUSCARÍNICA x NICOTÍNICA Atropa belladona Atropina X NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA Histórico Nicotina: estimulação dos gânglios autônomos, musculatura voluntária e secreção de (Nor) Adrenalina pela supra-renal Pilocarpus jaborandi Pilocarpina Carbacol Betanecol Metacolina estimulação de autônoma pós-sináptica, receptores muscarínicos secreção de glândulas RECEPTORES: NICOTÍNICOS (nAChR) MUSCARÍNICOS (mAChR) JNM, SNC, Gânglios M1 “Neurais e Céls.Parietais Gástricas” Simpáticos M2 “Cardíacos” Parassimpáticos, M3 “Glandulares/MM Lisos” Medula Supra-Renal M4 e M5 “SNC” ???? NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA Receptores Síntese/Degradação da ACh NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA: Síntese & Receptores SÍNTESE DA ACETILCOLINA AcCoA Colina CAT CoA Acetilcolina COLINA + ACETATO AChE Neurotransmissão Colinérgica NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA: Receptores Nicotínicos NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA: Receptores & Transmissão NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA: Substâncias/Drogas/Fármacos Receptores nAChR/mAChR e/ou Afetar a liberação/Destruição ACh mAChR a) Agonistas e/ou Antagonistas MUSCARÍNICOS Gânglios b) Estimuladores e/ou Bloqueadores nAChR (Bloqueadores da transmissão na JNM) c) Não Despolarizantes/Despolarizantes/Inibidores da Síntese ou Liberação da Ach Intensificadores da Transmissão Colinérgica d) Inibidores da Ache/Estimuladores da Liberação da ACh A) Agonistas Muscarínicos = Parassimpaticomiméticos (Colinomiméticos) A) Agonistas Muscarínicos = Parassimpaticomiméticos (Colinomiméticos) Ação Farmacológica/Farmacodinâmica Efeitos Cardiovasculares: Redução do Débito e Frequência Cardíaca Vasodilatação generalizada Queda da PA Músculo Liso: Contração Aumento do Peristaltismo do TGI e Bexiga (↑ Micção) Contração da Musculatura Brônquica Glândulas Exócrinas Aumento da Sudorese, Lacrimejamento, Salivação e Secreção Brônquica. Olho: Constrição da Pupila (Miose) Tratamento do Glaucoma Efeitos Centrais (M1) Tremor, Hipotermia, Aumento da Cognição e Atividade Locomotora A) Agonistas Muscarínicos Terapêutica Pilocarpina A) Agonistas Muscarínicos Terapêutica B) Antagonistas Muscarínicos = Parassimpaticolíticos Parassimpaticolíticos Grupos Ésteres e Básicos (Nitrogênio) ****** Grupos AROMÁTICOS ou CÍCLICOS Perda da Atividade Colinérgica Ocorrências Naturais: Atropa belladona (Atropina); Datura stramonium (Hioscina = Escopolamina) FAMÍLIA: Solanaceas Figueira-do-Diabo Erva-Moura B) Antagonistas Muscarínicos = Parassimpaticolíticos Ação Farmacológica/Farmacodinâmica Glândulas Exócrinas Inibição da Secreção das Glândulas Salivares, Sudoríparas, Brônquicas e Lacrimais. Olho Dilatação da Pupila (Midríase) & Ciclopegia. **** perigoso em pacientes com Glaucoma Efeitos Cardiovasculares Taquicardia moderada TGI Inibição da Motilidade. Musculatura Lisa Relaxamento (Brônquios, Biliar e Urinárias) SNC Excitação, Inquietação, Taquicardia, Desorientação. B) Antagonistas Muscarínicos Terapêutica FÁRMACOS COMERCIAIS Atropina (+) Isômero Levógiro = Hioscinamina (-) Metade da Dose da Atropina, menos efeitos colaterais no SNC. O OH O H N H H N H O O OH O H N H O OHO ATROPINA (METILATROPINA) ESCOPOLAMINA, HIOSCINA HOMATROPINA (Atropina) (Buscopan) (Novatropina) B) Antagonistas Muscarínicos Medicamentos IPRATRÓPIO TROPICAMIDA Brometo de N-Butil ESCOPOLAMINA CICLOPENTOLATO C) ESTIMULANTES GANGLIONARES NICOTINA LOBELINA Jean Nicot Agonistas nAChR – Ação mista Ganglionar e/ou JNM Sem utilização clínica Resposta Central e Periférica Generalizada C) ESTIMULANTES GANGLIONARES - NICOTINA Receptores Nicotínicos Cerebrais (α4β2) Ação Excitatória/Inibitória Neuronal CÓRTEX/HIPOCAMPO ↑ Alerta/Aprendizado, ↓ Tensão/Ansiedade Administração Crônica Dessensibilização - ↑ nAChR Tolerância/Dependência Química Receptores Nicotínicos Periféricos (Gânglios) Taquicardia/ ↑ PA/ ↓ Motilidade TGI/ ↑ Liberação E/NE Supra-Renal Abstinência (2-3 semanas: Irritabilidade, Desempenho psicomotor prejudicado, agressividade e insônia) D) BLOQUEADORES GANGLIONARES Interferência na Liberação da ACh: Toxina Botulínica, Aminoglicosídeos (Estreptomicina/Neomicina) & Hemicolínio Despolarização Prolongada: ACh ou Nicotina* Por interferência na ação pós-sináptica da ACh Pesquisa Farmacologia & Fisiologia Bloqueio Fluxo Autônomo Aplicações Clínicas Recentes TOXINA BOTULÍNICA Botulus, do latim: Salsicha Bactéria GRAM (-) Anaérobica Clostridium botulinum Neurotoxinas: Paralisia Motora Parassimpática Progressiva Paralisia Respiratória MORTE D) BLOQUEADORES GANGLIONARES Toxina Botulínica – Aplicação Clínica Aplicações Clínicas: Dermatologia & Reabilitação de Pacientes com Distúrbios Neurológicos (coordenação, melhoria do desempenho motor e reabilitação para novos movimentos)ESPASTICIDADE: resistência do estiramento passivo de um músculo = contração muscular hiperativa Ca2+ + SNARE (proteínas associadas a vesículas, VAMP, e sinaptossomos, SNAP, de membrana: sinaptotagmina, sinaptobrevina e sintaxina) (-) 7 subtipos (A-G) PROTEASES E) BLOQUEADORES DA TRANSMISSÃO NA JUNÇÃO NEUROMUSCULAR (JNM) AGENTES CURARIFORMES ou CURARIMÉTICOS Pré-Sinápticos: Inibidores da Síntese ou Liberação de ACh – POUCA IMPORTÂNCIA CLÍNICA (Trimetafan) BLOQUEADORES MUSCULARES (Pós-Sinápticos) NÃO-DESPOLARIZANTES & DESPOLARIZANTES APLICAÇÃO CLÍNICA: Paralisia das Fibras Musculares Relaxamento da Musculatura Esquelética Voluntária (nAChR) Adjuvantes Anestésicos E.1) BLOQUEADORES MUSCULARES NÃO- DESPOLARIZANTES BLOQUEIAM OS RECEPTORES nACh e CANAIS IÔNICOS Inibem a Ação Despolarizante da ACh na JNM Paralisia MOTORA ANTAGONISMO COMPETITIVO Pode haver Bloqueio Pré-Sináptico Antagonizados pelos ANTICOLINESTERÁSICOS Exs.: Moléculas Grandes: Tubocurarina, Pancurônio, Vecurônio, Galamina, Atracúrio, Mivacúrio BLOQUEIO DA TRANSMISSÃO DA ACh E.1) BLOQUEADORES MUSCULARES NÃO- DESPOLARIZANTES Galamina Tubocurarina Pancurônio Vecurônio E.1) BLOQUEADORES MUSCULARES NÃO- DESPOLARIZANTES Atracúrio Farmacodinâmica E.1) BLOQUEADORES MUSCULARES NÃO- DESPOLARIZANTES Mivacúrio E.2) BLOQUEADORES MUSCULARES DESPOLARIZANTES AGONISTAS NOS RECEPTORES COLINÉRGICOS Compostos de AMONIO BI-Quaternário Simétricos ou “Despolarização inicial da Fibra Muscular até a perda da excitabilidade elétrica da PLACA MOTORA” “ACh fugaz, rapidamente metabolizada, despolarização sem bloqueio” ANTICOLINESTERÁSICOS eficazes contra Bloqueadores NÃO-DESPOLARIZANTES, mas NÃO contra os DESPOLARIZANTES Alguns podem atuar ao mesmo tempo como Bloqueadores NÃO & DESPOLARIZANTES BLOQUEIO DA DESPOLARIZAÇÃO DA ACh Me3N +(CH2)n +NMe3 N+(CH2)n +N E.2) BLOQUEADORES MUSCULARES DESPOLARIZANTES Reações Adversas: * Bradicardia * Hipercalemia (Disritmias Ventriculares Morte) * Aumento da Pressão Intraocular * Paralisia Prolongada * Hipertermia Maligna Como se dá a ligação dos compostos abaixo com o receptor colinérgico? nAChR GÂNGLIOS x JNM único com aplicação clínica F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS F.1) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO CENTRAL Tratamento da Doença (Mal) de ALZHEIMER (DA) ou Demência Senil Melhoria da Cognição Inibição Reversível da AChE Melhoria da transmissão colinérgica Drogas: Tacrinal, Rivastigmina, Galantamina (Galanthus nivalis), Donepezil e Memantina. Alois Alzheimer DISTÚRBIO NEURODEGENERATIVO SINTOMAS Confusão mental, irritabilidade, alterações de humor, falhas na linguagem, perda de memória a longo prazo HISTOPATOLOGIA Placas Amilóides Extracelulares (Proteína Amorfa β-Amilóide ou Aβ) & Emaranhados Neurofibrilares interneuronais (fosforilação das proteínas TAU microtubulares) FISIOPATOLOGIA Necrópsia e Atrofia Generalizada Núcleos da Rafe Prosencéfalo Basal e Córtex Hipocampo ↓ ↓ ↓ NEUROTRANSMISSÃO Acetilcolina Noradrenalina Serotonina PERDA NEURONAL COLINÉRGICA TRATAMENTO Inibidores da AChE Tacrinal TRATAMENTO Inibidores da AChE Rivastigmina Donepezil TRATAMENTO Inibidores da AChE Galanthus nivalis GALANTAMINA TRATAMENTO Inibidores da AChE Antagonistas receptores NMDA = GLUTAMATO ↓↓↓↓ Excitotoxicidade neuronal AINEs (Indometacina e Ibuprofeno) = ↓Aβ40/42 ↓γ-secretases iCOX rNMDA Glutamato Excitoxicidade Memantina F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS F.2) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO PERIFÉRICA AChE (2 sítios) Aniônico (Glutamato) Amônio Quaternário Estearásico (Histidina e Serina) Éster Acetilcolina (Hidrólise Espontânea e Alta Taxa de Renovação) F.2) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO PERIFÉRICA REVERSÍVEIS: AÇÃO CURTA & INTERMEDIÁRIA IRREVERSÍVEIS: AÇÃO PROLONGADA Amônio Quaternário que se liga apenas ao sítio aniônico da molécula Fins de Diagnóstico (Miastenia Gravis) EDROFÔNIO Grupos CARBAMIL ao invés de Acetil Ésteres + Grupo Amônio Quaternário Ligação Carbamil-OH Serina mais ESTÁVEL Hidrólise Espontânea LENTA F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS F.2) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO PERIFÉRICA REVERSÍVEIS: AÇÃO INTERMEDIÁRIA O O N N N H O ON N O O N N FISOSTIGMINA (enterotonus) (protigmina) (mestinon) NEOSTIGMINA PIRIDOSTIGMINAO O N N N H O ON N O O N N FISOSTIGMINA (enterotonus) (protigmina) (mestinon) NEOSTIGMINA PIRIDOSTIGMINA Acetil Éster Carbamil F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS F.2) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO PERIFÉRICA REVERSÍVEIS: AÇÃO CURTA & INTERMEDIÁRIA F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS MIASTENIA GRAVIS Doença AUTO-IMUNE – Subunidades α nAChR Fraqueza Muscular Falha na Transmissão Neuromuscular Perda dos Receptores Nicotínicos F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS CARBAMATOS (CHUMBINHOS) Inseticidas com Fórmula Semelhante aos inibidores da Colinesterase de Ação média GRUPO CARBAMIL Sem GRUPO ANIÔNICO, apenas ESTERÁSICO Fórmula GERAL Proponha o mecanismo de ação de um Carbamato ou iAChE de duração intermediária? F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS F.2) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO PERIFÉRICA F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS P O ou S R1 R2 X R1 e R2 = Alquila, Alcoxi, Ariloxi, Amido, Mercaptana X = Halogênio, Ciano, Carboxila, Tiociano, Fenóxi Sem grupo Aniônico, exceto o ECOTIOPATO F.2) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO PERIFÉRICA IRREVERSÍVEIS: AÇÃO PROLONGADA Acetil Éster Organofosforado F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS F.2) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO PERIFÉRICA IRREVERSÍVEIS: AÇÃO PROLONGADA Pesticidas & Gases Bélicos (Armas Químicas) Ligação SERINA-O-P de alta energia DIFÍCIL HIDRÓLISE F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS F.2) INIBIDORES DA AChE de AÇÃO PERIFÉRICA IRREVERSÍVEIS: AÇÃO PROLONGADA Organofosforados: INTOXICAÇÃO Potencialização da Transmissão Colinérgica nas Sinapses do SNA e JNM GLÂNDULAS EXÓCRINAS: ↑ ↑ ↑ ↑ Sudorese, Lacrimejamento, Salivação e Secreção Brônquica; BRONCOCONSTRIÇÃO; BRADICARDIA; HIPOTENSÃO; & MIOSE; ↑ ↑ ↑ PERISTALTISMO e ESPASMOS; FASCICULAÇÃO MUSCULAR BLOQUEIO DE DESPOLARIZAÇÃO; Desmielinização Neuronal; ALTAMENTE LIPOFÍLICOS: Excitação Inicial, Perda de Consciência, Parada Cardiorespiratória MORTE F) INTENSIFICADORES DA TRANSMISSÃO COLINÉRGICA = COLINOMIMÉTICOS INDIRETOS Classe Química: OXIMAS Grupo AltamenteNucleofílico (Nu:) Atração do P da OH-Serina Inconvenientes: tempo de intoxicação, alteração da AChE e pouca penetração no SNC G) REATIVADORES DA AChE NEUROTRANSMISSÃO COLINÉRGICA: Substâncias/Drogas/Fármacos
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