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Profa. Dra. Sara Maria Thomazzi Universidade Federal de Sergipe Sistema Nervoso Autônomo Parassimpático Neurotransmissão colinérgica é aquela cujo mediador químico é a ACETILCOLINA. M2 M3 M3 Nn Nm Nn Parassimpático Simpático Somático SNC JNM Nn Algumas fibras pós-ganglionares do simpático: glândulas sudoríparas Receptores Muscarínicos (todos) e Nicotínicos (neuronal) M1 M1 M1 Transmissão Colinérgica Terminal Colinérgico Ca2+ Canais de Ca2+ Tipo N (P/Q) Ca2+ ACh* N M colinaAc-CoA AChCoA CAT colinaACh Colina + AcetatoAChE ACh difusão Neurônio ou Célula Efetora N M2/3 Cada terminação nervosa tem mais de 300.000 vesículas 1.000 a 50.000 moléculas de ACh em cada vesícula (quantum) Fator limitante: Uptake de colina no terminal nervoso Metabolismo: Acetilcolinesterase (AChE) - Fenda sináptica ou junção neuroefetora CAT=colina acetiltransferase Proteínas sinápticas: Sinaptobrevina (vesicular) e Sintaxina (membrana plasmática) *Cotransmissores: ATP (parass. pós-gangl.), VIP (salivação) Acetilcolina Colina Ácido Acético + Hidrólise da ACh AChE AChE + ACh AChE-acetilada + colina AChE-acetilada + H2O AChE + ácido acético Reação se completa em microsegundos - 10.000 moléculas ACh/seg/sítio ativo Acetilcolinesterase (AChE) Neurônios colinérgicos e proximidades das sinapses, e outros tecidos Alta concentração na JNM Principalmente ligada à membrana pós-sináptica Específica para ACh Responsável pela rápida hidrólise da ACh Butirilcolinesterase (BuChE) Colinesterase (ChE) ou Pseudo-ChE Não seletiva Células glias ou satélites; muito pouco no SNP e SNC Principalmente plasma e fígado Colinesterases Substâncias que atuam em nível pré-sináptico Inibidores da Síntese e Armazenamento de ACh Hemicolínio Vesamicol Inibidores da Liberação de ACh Toxina Botulínica A Antibióticos Aminoglicosídeos Promotores da Liberação de ACh a-Latrotoxina Ca2+ Ca2+ ACh colinaAc-CoA AChCoA colina ACh Inibidores da Síntese e Armazenamento de ACh Vesamicol N M Trietilcolina Hemicolínio Trietilcolina Acetiltrietil- colina CAT Acetil- trietilcolina ATC Ca2+ Ca2+ ACh colinaAc-CoA AChCoA CAT colinaACh Colina + Acetato AChEACh N M Inibidores da Liberação de ACh Toxina botulínica A Mg+2 Antibióticos aminoglicosídeos Promotores da Liberação de ACh a-Latrotoxina Efeitos muscarínicos da acetilcolina N MX Dale 1914: Distinção das atividades muscarínicas e nicotínicas: A injeção de muscarina (Amanita muscaria) produz efeitos que são abolidos pela atropina (Atropa belladonna). • Queda transitória da pressão arterial N MX • estimulação de todos os gânglios autônomos • estimulação de músculos voluntários • secreção de catecolaminas da medula adrenal Efeitos nicotínicos da acetilcolina Dale 1914: Distinção das atividades muscarínicas e nicotínicas: Após o bloqueio dos efeitos muscarínicos pela atropina, doses maiores de ACh produzem efeitos nicotínicos. Experimento de Dale Efeitos da acetilcolina sobre a PA Principalmente devido a vasodilatação generalizada Estimulação da liberação de catecolaminas pela medula da supra-renal a ativação simpática • Muscarínicos (M) – Metabotrópicos M1 M2 M3 M4 M5 • Nicotínicos - Ionotrópicos Musculares (Nm) - JNM Neuronais (Nn) Amanita muscaria Nicotiana tabacum Receptores Colinérgicos Receptor Tecido Resposta M1 (excitatório Gânglios autônomos Despolarização lento) SNC Aumento função cognitiva M2 (inibitório) Coração Inibição cardíaca Terminações pré-sinápticas Inibição neural SNC Inibição neural/Analgesia Músculo liso Contração M3 (excitatório) Músculo liso / Olhos Contração / Miose Glândulas exócrinas secreção Vasos Vasodilatação (NO) SNC Inibição liberação DA M4 (inibitório) SNC Inibição liberação ACh/ Analgesia/Facilita liberação DA M5 (excitatório) Substância negra Facilita liberação DA Receptores Muscarínicos neural cardíaco glandular músculo liso Sistema da Fosfolipase C - M1, M3 e M5 Gq/11 GTP PLC DAG IP3 PKC Ca2+ Fosforilação de Proteínas Resposta Celular + Ca++ (tipo L) Ca-CaM MLKC R Agonista Ca2+ Retículo endoplasmático Ca2+ IP3R Adenilato Ciclase - M2 e M4 Agonista -Gi GTP AC AMPcATP K+ Ca2+ G0 + - bg Ca++ (tipo L e N) K+ R Receptor Tecido Resposta Muscular JNM Despolarização da placa terminal Contração do músculo esquelético Neuronal Gânglios autônomos Despolarização e estimulação do neurônio pós-ganglionar Medula suprarrenal Secreção de catecolaminas SNC Controle na liberação de ACh Receptores Nicotínicos Subunidades a1, b1, g, d e e Subunidades a2-a6, b2-b4 (a1)2 b1 g d (a1)2 b1 e d (a4)2 (b2)3 (a4)2 (b2)2 a5 (a3)2 (b4)3 (a3)2 b2 b4 a5 (a3)2 (b4)2 a5 Subunidades a7-a9 (a7)5 Receptor Nicotínico Estrutura do receptor nicotínico: gânglio autonômico M2 M3 M3 Nn Nm Nn Parassimpático Simpático Somático JNM Receptores Colinérgicos Nn Ação Direta ACETILCOLINA Betanecol Carbacol Pilocarpina Drogas que agem em Receptores Muscarínicos Agonistas Ésteres da Colina Alcalóides Também denominados: • Parassimpatomiméticos • Colinomiméticos •Agonistas colinérgicos •Agonistas muscarínicos Antagonistas • Antimuscarínicos • Parassimpatolíticos • Bloqueadores parassimpáticos • Atropínicos • Espasmolíticos • Antiespasmódicos Estimulantes Ganglionares Ação Direta - Não usados na clínica Drogas que agem em Receptores Nicotínicos Bloqueadores Ganglionares Receptores Nicotínicos Neuronais ou Ganglionares Bloqueadores Neuromusculares - JNM Receptores Nicotínicos Musculares - Bloqueadores não despolarizantes - Bloqueadores despolarizantes (dessensibilização) Ação Indireta Edrofrônio Neostigmina Fisostigmina Organofosforados Estimulantes Colinérgicos Agonistas de Ação Indireta Reversíveis Irreversíveis Anticolinesterásicos Ação Direta ACETILCOLINA Betanecol Carbacol Pilocarpina Agonistas dos Receptores Muscarínicos Ésteres da Colina Alcalóides Parassimpatomiméticos, Colinomiméticos, Agonistas Colinérgicos, Agonistas Muscarínicos Agonistas dos Receptores Muscarínicos Ação Direta H3C CH3 CH3 CH3 N O O C Acetilcolina Grupo amônio quaternário Grupo éster grupos substituintes seletividade Rec. Musc. Hidrólise pela colinesterase Agonistas dos Receptores Muscarínicos Ação Direta Parassimpatomiméticos Ésteres da Colina Acetilcolina (também de receptores Nicotínicos) Metacolina Frixopel – associação Carbacol Betanecol (M3) Liberan Cevimelina (Evoxac) (M3): xerostomia Odontologia Amina 4ria hidrólisenão seletividade Propriedades Farmacológicas dos Ésteres da Colina Droga Sensibilidade às colinesterases CV GI Vesicais Oculares Ação Nicotínica Acetilcolina +++ ++ ++ ++ + ++ Metacolina + +++ ++ ++ + + Carbacol - + +++ +++ ++ +++ Betanecol - ± +++ +++ ++ - Ações Muscarínicas Alcalóides Naturais e congêneres sintéticos Muscarina Pilocarpina agonista parcial Allergan pilocarpina Isopto carpine Pilocan Arecolina – também recep. N Oxotremorina (M1) McN-A-343 (M1) Agonistas dos Receptores Muscarínicos Ação Direta Parassimpatomiméticos Amina4ria Amina 3ria Efeitos Cardiovasculares frequência cardíaca (cronotropismo negativo) (M2) força de contração (inotropismo negativo) (M2) veloc. de condução SA e AV (dromotropismo negativo) (M2) do débito cardíaco (M2) vasodilatação generalizada – NÃO É PS - mediada pelo NO (M3) queda da pressão arterial Principais Efeitos dos Agonistas Muscarínicos M2 Nervo Vago Taquicardia reflexa Vasodilatação • Agonista muscarínico atua via receptores M3 em células endoteliais • As células endoteliais liberam óxido nítrico (NO) • NO ativa GCs, aumentando os níveis de GMPc - vasodilatação Efeitos sobre a musculatura lisa (M3) contração do músculo liso do TGI contração da bexiga e dos brônquios Efeitos sobre as glândulas exócrinas sudorese (M3) – NÃO É PS lacrimejamento (M3) salivação (M3) secreção brônquica (M3) muco (M3) suco gástrico (M3/M1) Principais Efeitos dos Agonistas Muscarínicos M3 3 Efeitos oculares (M3) contração do músculo ciliar - ajusta a curvatura do cristalino – acomodação para perto ativação do músculo constritor da pupila (esfincter) em resposta a luminosidade – miose pressão intra-ocular (em indivíduos com glaucoma) Principais Efeitos dos Agonistas Muscarínicos M3 SNC (todos os tipos M - M1) tremor ~ parkinson hipotermia aumento da atividade locomotora melhora a cognição / memória tratamento na doença de Alzheimer Principais Efeitos dos Agonistas Muscarínicos Glaucoma (PILOCARPINA) Cloridrato de Pilocarpina - colírio Allergan Pilocarpina (Allergan) Miótico (PILOCARPINA) Cloridrato de Pilocarpina - colírio Isopto Carpine (Alcon) Pilocan (Latinofarma) Esvaziamento da bexiga (pós-operatório e pós-parto) e estimulador da motilidade gastrointestinal (distenção pós-operatória) (BETANECOL) Cloreto de Betanecol – SC e VO Liberan (Apsen) Xerostomia (CEVIMELINA, BETANECOL, METACOLINA e PILOCARPINA) Usos Clínicos dos Agonistas de Receptores Muscarínicos Aumento da pressão intraocular: risco cegueira Normal: 10-15 mmHg (olho distendido) Antagonistas dos Receptores Muscarínicos Antimuscarínicos Parassimpatolíticos Bloqueadores parassimpáticos Atropínicos Espasmolíticos Antiespasmódicos Atropina - Sulfato de Atropina Hioscina (Escopolamina) – Buscopan Alcalóides relacionados da Beladona Homatropina Pirenzepina (M1) Antagonistas dos Receptores Muscarínicos Substitutos sintéticos e semi- sintéticos dos alcalóides da Beladona Tropicamida - Mydriacyl Homatropina Ciclopentolato - Cicloplégico Ipratrópio – Atrovent Metescopolamina Tiotrópio Telenzepina (M1) Metoctramina (M2) Darifenacina (M3) Solifenacina (M3) Hexa-Hidrosiladifenidol (M3) Himbacina (M4) Parassimpatolíticos Atropa belladonna Scopolia carniolica Compostos 4rios 10-2 10-1 1 10 102 103 104 105 1.0 0.5 0 Antagonismo competitivo (reversível) Concentração de agonista % R es p o st a m á x im a 0 1 10 100 1000 Concentração de antagonista Amônio Quaternário Ipratrópio Metescopolamina Tiotrópio Metilbrometo de Homatropina Metaltelina Propantelina Com estrutura de Amina Terciária Bromidrato de Homotropina Cloridrato de Ciclopentolato Tropicamida Alcalóides Relacionados da Beladona Alcalóides Relacionados da Beladona Antagonistas Seletivos Pirenzepina (M1) Telenzeoina (M1) Metoctramina (M2) Darifenacina (M3) Solifenacina (M3) Efeitos da atropina em relação à dose Efeito 0,5 mg Discreta redução da frequência cardíaca; boca um pouco seca; inibição da sudorese 1 mg Boca bem seca; sede; aceleração do coração, às vezes precedida de redução da frequência; leve dilatação das pupilas 2 mg Frequência cardíaca elevada; palpitação; boca muito seca; pupilas dilatadas; visão levemente borrada 5 mg Todos os sintomas anteriores acentuados; dificuldade para falar e para engolir; inquietação e fadiga; cefaléia; pele quente e seca; dificuldade à micção; peristaltismo intestinal reduzido 10 mg Todos os sintomas anteriores mais acentuados; pulso fraco e rápido; íris praticamente obliterada; visão muito borrada; pele ruborizada, quente, seca; ataxia; inquietação e excitação; alucinação e delírio; coma Dose Efeitos sobre a frequência cardíaca taquicardia (bloqueio dos receptores muscarínicos cardíacos) doses baixas bradicardia paradoxal (efeito central)-transitória não há alteração na pressão arterial Principais Efeitos da Atropina Extraído e adaptado do Basic and Clinical Pharmacology Inibição das secreções lacrimais, salivares, brônquicas e sudoríparas, com da temperatura corpórea Efeitos oculares midríase - músc. esfincter da íris paralisia da acomodação do olho (cicloplegia) – músc. ciliar pode ocorrer da pressão intra-ocular Principais Efeitos da Atropina Adaptado do Pharmacology, Nursing and Therapeutics Efeitos sobre o TGI inibição da motilidade Pirenzepina (M1) inibe a secreção de ácido gástrico Efeito sobre a musculatura lisa relaxamento da musculatura das vias brônquicas, urinárias e biliares Efeito sobre o SNC efeitos excitatórios doses causa inquietação doses causa agitação e desorientação Principais Efeitos da Atropina Cardiovascular tratamento da bradicardia sinusal (após o infarto do miocárdio) - atropina i.v. SNC prevenção da cinetose (hioscina) preparação transdérmica Parkinsonismo; efeitos extrapiramidais de agentes antipsicóticos Usos Clínicos dos Antagonistas de Receptores Muscarínicos Oftálmico para dilatar a pupila: gotas oftálmicas de tropicamida (ação curta); gotas oftálmicas de ciclopentolato (ação prolongada) Usos Clínicos dos Antagonistas de Receptores Muscarínicos Extraído e adaptado do Basic and Clinical Pharmacology Respiratório asma - ipratrópio e tiotrópio por inalação pré-anestésico para ressecar secreções - atropina e hioscina injetáveis Gastrointestinais antiespasmódico suprimir a secreção de ácido gástrico úlcera péptica - pirenzepina (M1) Usos Clínicos dos Antagonistas de Receptores Muscarínicos Ação Indireta Edrofrônio Neostigmina Fisostigmina Organofosforados Agonistas Colinérgicos de Ação Indireta Reversíveis Irreversíveis Anticolinesterásicos Inibidores da AChE Reversíveis – não covalente Edrofônio Tacrina Donepezila Propídio Carbamoilantes - reversíveis Fisostigmina Neostigmina Rivastigmina Ambenônio Organofosforados - irreversíveis ação curta AMÔNIO QUATERNÁRIO AMINA TERCIÁRIA Agonistas de Ação Indireta - Inibidores da AChE Reversíveis - Inibidores da AChE Irreversíveis R1 R1 P O X Fórmula Geral COMPOSTOS PENTAVALENTES DE FÓSFORO Hi AChE 1º 2º Edrofônio Tríade catalítica (Ser203, His447 e Glu334) PRALIDOXIMA Reativa a AChE bloqueada Tem alta afinidade pelo P - desloca o organofosforado, desde que administrada antes do “envelhecimento” da ligação Reativação da Colinesterase 0 30 60 90 Tempo (min) A ti v id a d e d a C h E p la s m á ti c a ( % d o c o n tr o le ) 100 0 Duração da ação Reversíveis ação curta - edrofônio ação intermediária - neostigmina, fisostigmina Irreversíveis - organofosforados Potencializam a transmissão colinérgicas nassinapses autônomas colinérgicas e na junção neuromuscular Anticolinesterásicos Efeitos autônomos bradicardia hipotensão secreções excessivas broncoconstrição hipermotilidade gastrointestinal redução da pressão intraocular Ação neuromuscular fasciculação muscular aumento na tensão da contração espasmódica bloqueio de despolarização Anticolinesterásicos Íleo paralítico e atonia da bexiga - neostigmina s.c./v.o. Glaucoma - fisostigmina tópico Profilaxia no envenenamento por inibidores de colinesterases – piridostigmina v.o. Envenenamento por atropina ou agentes antimuscarínicos relacionados - fisostigmina i.v. Em anestesia - reverte a ação das drogas bloqueadoras neuromusculares - neostigmina i.v. (atropina como precaução) Tratamento da Doença de Alzheimer – galantamina, donepezila, rivastigmina v.o. – atravessam a BHE Aplicações Clínicas dos Anticolinesterásicos Tratamento da miastenia grave: Neostigmina, piridostigmina e ambenônio v.o. crise colinérgica com uso excessivo (efeitos muscarínicos) edrofônio para auxiliar no diagnóstico da miastenia grave i.v. Aplicações Clínicas dos Anticolinesterásicos Ação da neostigmina na Miastenia gravis Estimulantes Ganglionares Receptores Nicotínicos Ganglionares Não usados na clínica Antagonistas Ganglionares Bloqueadores Ganglionares Receptores Nicotínicos Neuronais Nn Nm Nn Parassimpático Simpático Somático JNM Drogas que Afetam os Gânglios Autônomos Nn Estimulantes: ACh Nicotina – também pode inibir Lobelina Dimetilfenil-piperazínio (DMPP) Epibatidina Drogas que Afetam os Gânglios Autônomos Neurônio Pós-Sináptico Neurônio Pré-Sináptico Ca2+ canais de Ca2+ Ca2+ ACh colinaAc-CoA AChCoA CAT colinaACh Colina + Acetato colinesteraseACh Agonistas Ganglionares Nicotina Lobelina Dimetilfenil-piperazíneo (DMPP) N Estimulação dos gânglios simpáticos e parassimpáticos (efeitos complexos): taquicardia da pressão arterial secreções brônquicas, salivares e sudoríparas sem utilidade terapêutica Efeitos dos Estimuladores Ganglionares Interferência na síntese ou liberação de ACh (também ocorre na junção neuromuscular) – hemicolínio, toxina botulínica A e íon magnésio Desporalização prolongada nicotina Interferência na ação pós-sináptica da ACh – receptor Hexametônio Trimetafano Mecamilamina Bloqueadores dos Gânglios Autonômos Neurônio Pós-Sináptico Neurônio Pré-Sináptico Ca2+ canais de Ca2+ Ca2+ ACh colinaAc-CoA AChCoA CAT colinaACh Colina + Acetato colinesteraseACh Agentes Bloqueadores Ganglionares Hexametônio Trimetafano Mecamilamina N Nn Nn Parassimpático Simpático Agentes Bloqueadores Ganglionares Nn Local Tono Predominante Efeito do Bloqueio Ganglionar Arteríolas Simpático Vasodilatação Hipotensão Veias Simpático Dilatação DC Coração Parassimpático Taquicardia Íris Parassimpático Midríase Musculatura ciliar Parassimpático Cicloplegia – foco para visão distante TGI Parassimpático Tônus e motilidade Constipação Secreções gástricas e pancreáticas Bexiga urinária Parassimpático Retenção urinária Glândulas salivares Parassimpático Xerostomia Glândulas sudoríparas Simpático (colinérgico) Anidrose Órgãos genitais Simpático e Parassimpático Redução da estimulação Agentes Bloqueadores Ganglionares Bloqueio dos gânglios autônomos e entéricos • hipotensão (simpático) • taquicardia branda (parassimpático) • Inibição das secreções (parassimpático/simpático) • paralisia gastrointestinal (parassimpático) • comprometimento da micção (parassimpático) • pouca utilidade clínica - exceção ao trimetafano - produz hipotensão controlada na anestesia Efeitos dos Bloqueadores Ganglionares
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