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FARMACOLOGIA Profa. Dra. Sara Maria Thomazzi FARMACOLOGIA Ciência que estuda como as substâncias químicas interagem com os sistemas biológicos. Definição 1: o estudo do mecanismo de ação de drogas no organismo (Farmacodinâmica) Definição 2: o estudo daquilo que o organismo faz com as drogas (Farmacocinética) Definição 3: o estudo do uso e aplicação de drogas em humanos (Farmacologia clínica) (Farmacologia terapêutica) (Farmacoepidemiologia) O que é a FARMACOLOGIA ? O que é FARMACOLOGIA ? Farmacologia geral FARMACOLOGIA Farmacologia clínica Farmacologia terapêutica Farmacoepidemiologia Farmacologia de sistemas Sistema nervoso autônomo Sistema nervoso central Sistema músculo-esquelético Sistema cardiovascular Sistema trato gastrointestinal FarmacodinâmicaFarmacocinética Administração Metabolização Absorção Excreção Distribuição Cinética Aplicada Básica Interação droga-receptor MELHORAR A QUALIDADE DE VIDA ALIVIAR OU SE POSSÍVEL ABOLIR O SINTOMA PROLONGAR A VIDA 1. Nem sempre alcançam o resultado desejado 2. Muitas vezes só conseguem o alívio ou consolo do paciente 3. Do ponto de vista histórico existem relatos muito antigos sobre o uso de drogas no tratamento de enfermidades Fármaco Droga Medicamento Remédio Fármacos Substâncias Extraídas de Plantas 1902 - Determinação da estrutura química da morfina (Papaver somniferum) 1829 - Salicina isolada da casca do salgueiro (Salix alba) Sec. XV - 1ª. menção (Chondrodendron e Strychnos) Substâncias Extraídas de Plantas Plantas Medicinais x Toxicidade “kava-kava” (Piper methysticum Forst, Piperaceae), responsável por dezenas de casos de hepatotoxicidade na Europa (STICKEL et al., 2003; WHITTON et al., 2003; CLOUATRE, 2004). No Brasil, na década de 80, o “confrei” (Symphytum officinale L., Boraginaceae) teve seu uso disseminado como planta que curava diversas doenças, inclusive o câncer. Risco do uso interno: planta altamente hepatotóxica devido aos alcalóides pirrolizídicos. Tipos de Medicamentos no Brasil Referência Similar Genérico Medicamento - Prozac Princípio ativo - fluoxetina Forma farmacêutica - comprimido Apresentação - caixa com 14 comprimidos Classe terapêutica - antidepressivo Medicamento Referência É aquele produzido pelo laboratório inovador (geralmente multinacional), goza de monopólio comercial por período de tempo determinado (patente). Vendido com marca comercial (Prozac). Medicamento Similar É aquele que contém o mesmo princípio ativo - na mesma dose mas não necessariamente na mesma forma farmacêutica - do medicamento de referência. Supostamente deveria apresentar a mesma eficácia, mas não é exigido até o presente momento estudos de equivalência farmacêutica e/ou bioequivalência. Vendido com marca comercial (Psiquial). Medicamento Genérico É aquele que contém o mesmo princípio ativo - na mesma dose e forma farmacêutica - de um medicamento de referência. Apresenta a mesma eficácia que o medicamento de referência, visto ter sido avaliado através de equivalência farmacêutica e/ou bioequivalência. Vendido sem marca comercial, apenas pelo nome do princípio ativo (fluoxetina). Equivalência Farmacêutica São testes in vitro que avaliam: • Teor de princípio ativo • Características físicas da formulação • Perfil de dissolução em meios aquosos Bioequivalência São testes realizados em humanos para avaliar a biodisponibilidade de 2 ou mais formulações Dose ≠ Biodisponibilidade Premissa Básica da Bioequivalência Se dois medicamentos são bioequivalentes, eles apresentam a mesma eficácia terapêutica e, portanto, são intercambiáveis. Parâmetros para estabelecimento de bioequivalência • ASC - extensão da absorção • Cmax - pico da absorção Concentração Plasmática de Sertralina em função do Tempo (média de 24 vols) 0 2 4 6 8 1012141618 0 10 20 30 Zoloft (medicamento referência) Tolrest (medicamento similar) 24 48 72 96 C o n c e n tr a ç ã o ( n g /m L ) Tempo (h) Tipos de Medicamentos no Brasil Referência - Prozac Similar - Psiquial Genérico - Fluoxetina Toxicidade - superdosagem Efeitos colaterais/indesejáveis/adversos – doses normais Efeitos secundários ou indiretos – colite pseudomembranosa (Clostridium difficile) – alguns antibióticos Tolerância – diminui a intensidade dos efeitos farmacológicos – doses repetidas, contínua ou crônica Reações idiossincrásicas - genética – não alérgica (não imunológica) Reações alérgicas – hipersensibilidade - imunológica Farmacocinética: Vias de Administração, Absorção, Distribuição, Biotransformação e Excreção dos Fármacos. Profa. Dra. Sara Maria Thomazzi Farmacocinética Refere-se ao processamento dos fármacos no organismo, incluindo sua: •Absorção, •Distribuição, •Biotransformação, •Excreção. OBS.: Estuda o que o organismo faz com a droga. Uma vez estabelecida a farmacocinética de um fármaco, pode-se elaborar esquemas racionais de posologia. Percurso da Droga no Organismo ADMINISTRAÇÃO SEM ABSORÇÃO Membrana CIRCULAÇÃO SISTÊMICA Fármaco Livre Fármaco Livre Fármaco LigadoABSORÇÃO Tecidos: gordura, ossos, etc. RESERVATÓRIOS Local de ação para efeito terapêutico Local de ação para efeito colateral EFEITO TERAPÊUTICO EFEITO COLATERAL Fígado: Ativação Inativação Rins, Pulmões, Sistema Biliar, etc. BIOTRANSFORMAÇÃO EXCREÇÃO DISTRIBUIÇÃO ELIMINAÇÃO Urina, Fezes, Ar Expirado, etc. ADMINISTRAÇÃO COM ABSORÇÃO LOCAL DE AÇÃO Vias de Administração e Locais de Absorção Vias Enterais Via Oral - Mucosas gástrica e intestinal Via Sublingual - Mucosa oral Via Retal - Mucosa retal Vias Tópicas Via Respiratória Nasal - Mucosa Nasal, Traqueal e Brônquica Inalação - Alvéolos Pulmonares Via Cutânea Pele - Epiderme Via Genitourinária Vagina - Mucosa vaginal Uretra - Mucosa uretral Via Ocular Olho - Conjuntiva ocular Vias Parenterais Via Intramuscular Via Subcutânea Via Intraperitoneal Via Intradérmica Via Intravenosa Via Intra-arterial Via Peridural Ocorre o processo de absorção Não ocorre o processo de absorção Cáries, lesões cutâneas,... “A absorção envolve a passagem das moléculas do fármaco através de barreira(s) existente(s) entre o sítio de administração e o compartimento vascular” (circulação local). Absorção Etapas Farmacocinéticas Administração Absorção Distribuição Metabolização Eliminação Farmacodinâmica Pró-drogas Via i.v. Membrana Celular Camada dupla de lipídeos que deve ser transposta para que o fármaco atinja a circulação ou alcance o seu local de ação. Fosfolipídeos Carboidratos Proteínas Colesterol Glicolipídeos Proteínas MEIO EXTRA-CELULAR MEIO INTRA-CELULAR Receptor Droga Canal Glicoproteína Transporte de Fármacos Os fármacos podem atravessar as membranas celulares por: Difusão passiva Difusão simples - maioria Filtração (poros e canais) Difusão mediada por transportadores Transporte ativo (bomba Na+-K+-ATPase) Difusão facilitada Difusão por troca Endocitose e Exocitose Pinocitose Fagocitose Difusão Passiva Dissolução na Membrana Lipídica Lipossolubilidade é importante (simples) Difusão a favor de um Gradiente de Concentração Influência do pH Drogas lipossolúveisÁgua Moléculas polares e apolares Íons DIFUSÃO SIMPLES FILTRAÇÃO MEIO EXTRA-CELULAR MEIO INTRA-CELULAR Apolares Uréia Difusão Passiva: Difusão Simples Permeabilidade Peso molecular - difusibilidade Lipofilicidade – coeficiente de partição óleo/água Carga - Grau de ionização e Influência do pH Espessura da membrana Solubilidade da droga no local de absorção Concentração do fármaco Diferenças entre os gradientes de concentração Efeito do peso molecular e da lipossolubilidade na permeabilidade através da pele 0 2 4 6 Coeficiente de Partição Octanol/H2O (Escala Logarítmica) P e rm e a b il id a d e , c m /s e c (E s c a la L o g a rí tm ic a ) -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 100 200 400 600 800 Peso molecular (g/mol) 1g 1mL=0,01mg óleo H2O 990mg 10mg 100:1 CP = Droga no óleo (mg) = 990 / 10 Droga na água (mg) Quanto maior o CP, maior e mais rápida será a difusão. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pka Ácidos Bases Acido cromoglícico Penicilinas Ácido Salicílico AAS Varfarina Tolbutamida Sulfadimetoxina Tiopental Fenitoína Teofilina Glutetimida Nitrazepan Oxazepan Cafeína Cafeína Dapsona Oxazepam Nitrazepam Diazepam Quinidina Clordiazepóxido Propoxifeno Reserpina Cimetidina Lidocaína Quinina Meperidina Procainamida Efedrina Anfetamina Tolazolina Mecamilamina Guanetidina Acetazolamida Fenobarbital } Forte ForteFraco Fraco Henderson-Hasselbalch para ácidos pH = pKa + log10 [Ionizada] [Não-ionizada]( ) Henderson-Hasselbalch para bases pH = pKa + log10 [Não-ionizada] [Ionizada]( ) Aspirina Ácido fraco pKa 3,5 Petidina Base fraca pka 8,6 C o n c e n tr a ç ã o re la ti v a C o n c e n tr a ç ã o e fe ti v a Aspirina – ácido fraco – pKa = 3,5 pH = pKa + log10 [I] [NI] Estômago pH 1,5 (1,2 a 3,0) 1,5 – 3,5 = log [I] / [NI] -2 = log [I] / [NI] [I] / [NI] = 10-2 = 1 / 100 Intestino pH 6,5 (6,5 a 7,6) 6,5 – 3,5 = log [I] / [NI] 3 = log [I] / [NI] [I] / [NI] = 103 = 1.000 / 1 Estricnina – base fraca – pKa = 8,0 pH = pKa + log10 [NI] [I] Estômago pH 2,0 2,0 – 8,0 = log [NI] / [I] -6 = log [NI] / [I] [NI] / [I] = 10-6 = 1 / 1.000.000 Intestino pH 7,0 7,0 – 8,0 = log [NI] / [I] -1 = log [NI] / [I] [NI] / [I] = 10-1 = 1 / 10 0 20 40 60 80 % d a d ro g a q u e r e s ta p a ra s e r a b s o rv id a 100 80 60 40 20 0 Tempo (min) Estômago pH 1,5 Intestino pH 6,5 Absorção do ácido salicílico (pKa =3,5) ~ 200 vezes maior em área pH – importante na intoxicação Área de absorção Espessura da membrana Absorção da Ranitidina depende do local de administração 500 400 300 200 100 0 Tempo (h) C o n c e n tr a ç ã o P la s m á ti c a R a n it id in a ( m g /L ) 0 4 8 12 Estômago Jejuno/Íleo Ceco/Cólon Influência da formulação sobre a absorção Difusão Passiva: Filtração Água Moléculas polares ou apolares Íons Poro MEIO EXTRA-CELULAR MEIO INTRA-CELULAR Filtração através de poros ou canais Depende de uma combinação entre: Pressão hidrostática Força Eletrostática Osmose Gradiente de Concentração Uréia Transporte Ativo (mediada por transportador) Requer energia metabólica Transporta moléculas contra um gradiente de concentração É um processo saturável É seletiva para a estrutura química de um fármaco Pode ser inibida – antagonismo competitivo ATP ATP Energia + + ADP Pi Certas vitaminas Alguns aminoácidos L-Dopa Difusão Facilitada (mediada por transportador) É um processo saturável É seletiva para a estrutura química de um fármaco Não requer energia Ocorre a favor de um gradiente de concentração MEIO EXTRA-CELULAR MEIO INTRA-CELULAR Glicose Pinocitose Célula Vesícula Moléculas da droga Macromoléculas Ex.: Insulina Administração Oral Metabolismo Metabolismo Local de Medida Fígado Veia Porta Parede Intestinal Luz Intestinal Fezes Efeito de Primeira Passagem pH do estômago Bactérias da flora intestinal PORTAL VEIN Efeito de Primeira Passagem Biodisponibilidade Sítio de ação “A biodisponibilidade mede a velocidade e extensão com as quais um fármaco atinge a circulação sistêmica” Infarto do Miocárdio Via Sublingual Via Retal Vias de Administração Sistêmica Oral – mais utilizada Sublingual – evita efeito 1a. passagem Retal – evita efeito 1a. passagem 0 1 2 3 4 5 C o n c e n tr a ç ã o P la s m á ti c a d e A c e ta m in o fe n o (m g /L ) 15 10 5 0 Tempo (h) Metoclopramida (10 mg i.v.) Sozinho Propantelina (30 mg i.v.) Efeito do tempo de esvaziamento gástrico na absorção do acetaminofeno 100 75 50 25 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 C o n c e n tr a ç ã o p la s m á ti c a ( μ g /L ) Tempo (h) CORAL® após refeição CORAL® jejum ADALAT® OROS após refeição ADALAT® OROS (Bayer) jejum Efeito da alimentação na absorção de nifedipina administrada por duas formulações de liberação prolongada Mesmo indivíduo – 4 administrações em tempos diferentes Administração de itraconazol (100 mg) em voluntários sadios 0 4 8 12 16 20 24 Tempo (h) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 Tratamento I (controle) água Tratamento II Coca-Cola 1 0,1 0,01 0,001 0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 C o n c e n tr a ç ã o ( μ g /m L ) Tempo (h) Efeito da alimentação na absorção da gliclazida (comprimido de 30 mg - liberação modificada) Jejum com alimentos 0 12 24 36 48 60 72 Tempo (h) C o n c e n tr a ç ã o p la s m á ti c a ( m g /m L ) 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Efeito do tipo de alimentação na absorção do posaconazol (suspensão 200 mg) Susp jejum Susp alim gorduroso Susp alim pouco gorduroso Cp alim gorduroso Influência da alimentação no Cmax, Tmax, t1/2 e ASC0-inf do Paracetamol J = Jejum C = Café Continental I = Café Inglês 0 10 20 30 40 * ** C m a x (m g /L ) *P<0,05 e **P<0,01 comparado com jejum J C I T m a x (m g /L ) J C I ** * # 0 0,5 1,0 1,5 2,0 *P<0,05 e **P<0,01 comparado com jejum #P<0,05 comparado com café da manhã inglês J C I 0 25 50 75 A S C 0 -i n f [( m g /L ). h ] J C I 1 2 3 4 0 t 1 /2 (h ) 10 8 6 4 2 1 0.5 0.3 0 4 8 12 Tempo (h) dissolvidos em 500 mL em H2O com alimentação dissolvidos em 20 mL em H2OComprimidos de teofilina em voluntários sadios C o n c e n tr a ç ã o p la s m á ti c a d e T e o fi li n a (m g /L ) Cmax de diferentes formulações (VO) mesmo fármaco e mesma dose C o n c e n tr a ç ã o S é ri c a (m g /m L ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Tempo (h) CMT NPE formulação A formulação B formulação C 2 4 6 CMT = concentração máxima tolerada NPE = nível plasmático efetivo 0 5 10 15 20 25 30 35 40 700 600 500 400 300 200 100 0 C o n c e n tr a ç ã o p la s m á ti c a ( m g /m L ) Tempo (h) Liberação imediata x liberação controlada de tramadol em voluntários sadios Cp 50 mg x 4 Cp 200 mg Obs.: algumas vezes não se deseja uma boa absorção por v.o. – mesalazina (IBD) • Circulação local • Interação com alimentos – tetraciclina + Ca2+ Via Oral Vantagens Conveniente Aceita socialmente Mais segura Custo baixo Desvantagens Passagem pelo estômago Passagem pelo trato intestinal Passagem pelo fígado Efeito de alimentação Drogas não absorvidas pelo intestino Drogas metabolizadas por enzimas digestivas e bactérias intestinais Vômitos Via Sublingual Vantagens Evita efeito primeira passagem Absorção rápida – resposta rápida – substância lipossolúveis Desvantagens Inconveniente se o uso for crônico Irritação da mucosa Salivação excessiva pode fazer o paciente engolir Imprópria para substâncias irritantes e de sabores desagradáveis Via Retal Vantagens Evita efeito primeira passagem Pacientes com náuseas, vômitos Pacientes com dificuldade de engolir Pacientes sedados Pós-operatório Pacientes pediátricos Desvantagens Sociais Inflamação da mucosa devido a uso prolongado Absorção irregular Absorção Plexo hemorroidário Veia Cava Coração Circulação Via Subcutânea Pequenos volumes Suspensões insolúveis Não pode ser irritante Pellets sólidos Vantagens Pode ser auto-administrado Absorção mais lenta (anestésico local + adrenalina) Desvantagens Absorção prejudicada em falência circulatória periférica Uso crônico pode causar lipodistrofia – absorção irregular Via Intramuscular Volumes moderados Suspensões oleosas Substâncias irritantes Vantagens Confiável Apropriada para drogas irritantes Apropriada para formulações de depósito Absorção mais rápida que a subcutânea Desvantagens Não apropriada para auto-administração Dolorosa Atenção para com o veículo Droga Líquido intestinal Endotélio vascular Circulação Via Endovenosa Grandes volumes Suspensões insolúveis Soluções irritantes Vantagens Ação imediata – total da droga (F = 100%) Cálculo preciso da concentração atingida Permite modificação rápida da dose Interrupção imediata no caso de evento adverso Desvantagens Ação imediata – níveis altos rapidamente Algumas drogas agem no espaço braço-língua - 15 s Trombose local com drogas irritantes Infecções Via Respiratória Nasal - Sprays Inalatória: Aerosol Nebolizador Vantagens Ação local – ex.: descongestionante Desvantagens Pode ocorrer efeitos sistêmicos Irritação Dificuldade em ajustar a dose ação sistêmica: cocaína/heroína, hormônios, insulina Via Cutânea Vantagens Efeito local Desvantagens Custo elevado Pode ocorrer efeito sistêmico Substâncias lipossolúveis Patch (transdérmica) / Pellet sólido (subcutânea) efeito sistêmico (nicotina, nitroglicerina, estradiol) DEPENDE DA UMIDADE DA PELE Via Ocular Vantagens Ação local – ex.: colírios - antibióticos Desvantagens Pode ocorrer efeitos sistêmicos Ligação à Proteínas Plasmáticas Albuminas - mais às substâncias ácidas - ex.: AINEs Glicoproteínas a1-ácidas - substâncias básicas - ex.: ADT ( na inflamação) b-globulina – esteróides androgênicos e estrogênicos Transcortina (globulina) – específica cortisol Somente o fármaco livre exerce efeito biológico. Ex.: Furosemida – 97% Propranolol – 96% Ácido salicílico – 84% Heparina – 0% PODE HAVER COMPETIÇÃO ENTRE OS FÁRMACOS. Drogas que se ligam consideravelmente a proteínas plasmáticas e/ou outros constituintes do plasma Albumina Glicoproteína a Lipoproteínas Barbituratos Benzodiazepinas Bilirrubina Digitoxina Ácidos graxos Penicilinas Fenitoína Fenillbutazona Probenecide Estreptomicina Sulfonamidas Tetraciclina Tolbutamina Ácido valpróico Warfarina Alprenolol aina Desmetilperazina Dipiridamol Disopiramida Etidocaína Imipramina Lidocaína Metadona Prazosina Propanolol Quinidina Verapamil Amitriptilina NortriptilinaBupivac Distribuição Disseminação da droga na circulação, líquidos intersticial e celular Capilar Líquido intersticial Proteínas Células Volume de Distribuição Real Homem 70 Kg Distribuição Fatores que afetam a distribuição • Coeficiente de partição lipídio/água • Débito cardíaco – fluxo sanguíneo • Permeabilidade Capilar em vários tecidos • Conteúdo de lipídio no tecido • Ligação às proteínas plasmáticas e tecidos – Tecido adiposo – anestésicos gerais benzodiazepínicos (uso crônico) contaminantes ambientais (inseticidas) - ingestão contínua – acúmulo lento, mas progressivo – Músculo esquelético – digitálicos – Tecido ósseo / Dente – tetraciclina (cálcio) – Retina – cloroquina (malária – melanina - toxicidade ocular) – Fígado e pulmões – amiodarona (arritmias - hepatite e fibrose intersticial) – Proteínas plasmáticas (menos importante nas doses terapêuticas) - exceção: sulfonamidas (50% pontos ligação) Depósitos de Armazenamento Barreiras Anatômicas – Barreira hematoencefálica – Barreira placentária Célula endotelial Membrana basal Mitocôndrias Vesículas pinocitóticas Fenda Célula endotelial Junção oclusiva Capilar CerebralCapilar Geral Pés dos Astrócitos TOZER, T.N., ROWLAND, M. Introdução à Farmacocinética e à Farmacodinâmica: As bases Quantitativas da Terapia Farmacológica. Artmed, Porto Alegre, 2009. Barreira Hematoencefálica Barreira Hematoencefálica Administração v.o. cápsula de 150 mg de Venlafaxina (antidepressivo) voluntário sadio 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 25 50 75 100 125 24 30 36 42 48 Tempo (h) C o n c e n tr a ç ã o P la s m á ti c a (µ g /L ) Abs > Elim Abs = Elim Abs < Elim Administração e.v. 200 mg de um medicamento voluntário sadio 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 Tempo C o n c e n tr a ç ã o Concentração plasmática de salicilamida (analgésico) após várias administração por via oral em distintas doses 30 20 10 0 0 100 200 300 2.5 2.0 1.0 0.5 C o n c e n tr a ç ã o P la s m á ti c a S a li c il a m id a (m g /L ) Minutos