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Farmacologia do Sistema Nervoso Autônomo Profa. Dra. Herbenya S. Peixoto Divisões do Sistema Nervoso Sistema Nervoso Sistema Nervoso Periférico Sistema Nervoso Central Eferencia Aferencia Sist. Nervoso Autonomo Sist. Nervoso Somático Sist. Nervoso Simpático Sist. Nervoso Parassimpático Sist. Nervoso Entérico Sistema Nervoso Autônomo Sistema Nervoso Simpático Sistema Nervoso Parassimpático Luta e Fuga. Gasto energético. Catabolismo. Ajustes rápidos ao ambiente. Repouso e Digestão Conservação energética Anabolismo, excreção e reprodução Sistema Nervoso Autônomo Padrão bineuronal Sistema Nervoso Autônomo Sistema Nervoso Simpático Toraco-lombar Sistema Nervoso Parassimpático Cranio-sacral Manutenção da homeostase A resposta final de um órgão a estimulação simpática é dependente não somente de seus efeitos primários mais também de adaptações homeostáticas reflexas. Sistema Nervoso Autônomo Sistema nervoso simpático x parassimpático Atuam sinergicamente em alguns tecidos Ereção e ejaculação (sist. reprodutor masculino) Nem todos os tecidos tem ambas as inervações Medula adrenal, glândulas sudoríparas, músculos eretores do pelo, diversos vasos sanguíneos possuem apenas inervação simpática Deve-se evitar classifica-los como antagônicos Controle Central do Sistema Nervoso Autônomo Córtex cerebral: Controlam a homeostasia ao regularem o SNS, o SNP e o hipotálamo Hipotálamo: Controla a digestão, a frequência cardíaca, a sudorese e outras funções. Tronco cerebral: Elo entre a medula e o SNC. Controla muitas funções autónomas incluindo a respiração, frequência cardíaca e pressão arterial. Sistema límbico: Composto pelo hipotálamo, amígdala, hipocampo, etc. Estas estruturas encontram-se em ambos os lados do tálamo. Comportamento emocional e sexual. Organização do Sistema Nervoso Simpático Características Anatômicas Padrão bineuronal Neurônios pré-ganglionares apresentam o corpo celular localizado no SNC e são mielinizadas. Neurônios pré-ganglionares curtos eferindo do corno lateral do H medular. Exceção para a inervação da supra renal. Neurônio pós-ganglionar tem o seu corpo celular num gânglio autonômico e são amielinizados. Neurônios pós-ganglionares longos partindo para o órgão efetor. Cadeia de gânglios simpáticos paravertebrais situadas bilateralmente ao lado da coluna vertebral torácica e lombar. Organização do Sistema Nervoso Simpático Características Anatômicas Fibras pré-ganglionares curtas Fibras pós-ganglionares longas Organização do Sistema Nervoso Simpático Características Fisiológicas Os neurônios pré-ganglionares são colinérgicos Os neurônios pós-ganglionares são noradrenérgicos Noradrenalina (norepinefrina) Adrenalina (epinefrina) → liberada pela supra renal Ações estimulantes Receptores β Receptores β1, β2, β3 →Agonistas de receptores adrenérgicos Receptores α Receptores α1, α2, Sistema Nervoso Simpático Ações Fisiológicas Transmissão Nervosa Simpática 1. Síntese do Neurotransmissor 2. Armazenamento 3. Liberação (via potencial de ação) 4. Ativação do receptor (α, β) 5. Regulação da atividade neuronal 1. Autoreceptor – α2 6. Inativação do neurotransmissor 1. Recaptação e degradação 7. Recuperação da célula ao estágio inicial tirosina NA Síntese de NA NA NA Captação1 metabólitos MAO 2 – Captação2 NA COMT metabólitos NA Transmissão Nervosa Simpática • Catecolaminas • Noradrenalina • Adrenalina • Dopamina Neurotransmissores • Adrenérgicos • α • β Receptores • Ativação • Inibição Efeito Biológico Síntese, Armazenamento e Liberação de Catecolaminas Síntese Precursor → L-Tirosina. Inicia-se no citoplasma e finaliza na vesícula sináptica. A tirosina hidroxilase é inibida pelo produto final da via de biossíntese, a noradrenalina. É a etapa limitante. Catecolaminas → noradrenalina, adrenalina e dopamina. Enzimas envolvidas na síntese de catecolaminas Enzima Ocorrência Localização celular Observação Tirosina Hidroxilase Nervos simpáticos Citoplasmática Etapa limitante. Sua inibição pode levar a depleção de Nor. Descarboxilase Nervos simpáticos Citoplasmática Sua inibição não produz alterações consideráveis. Beta-hidroxilase Nervos simpáticos Vesículas sinápticas Sua inibição pode ↓ [Nor e Adr] Feniletanolamina N- metil transferase Grande parte está na supra renal Citoplasmática Sua inibição pode ↓ [catecolaminas] Síntese, Armazenamento e Liberação de Catecolaminas OH CH2 CH NH2 COOH tirosina OH OH CH2 CH NH2 COOH OH OH CH CH2 NH2 OH noradrenalina dopamina DOPA DOPA descarboxilase Tirosina hidroxilase Dopamina -hydroxilase Etapa limitante da velocidade da síntese de NA OH OH CH CH2 NH OH CH3 adrenalina Feniletanolamina N-metil transferase OH OH CH2 CH NH2 COOHCOOH Armazenamento Ocorre majoritariamente em vesículas, porém um pequena quantidade pode encontra-se livre no citoplasma. Armazenamento vesicular → garante a liberação controlada do neurotransmissor e protege da degradação citoplasmática (MAO). Os transportadores vesiculares promovem o armazenamento em grande concentrações. TVMA-2 (transportador vesicular de monoaminas) – inibido pela reserpina Síntese, Armazenamento e Liberação de Catecolaminas Liberação A despolarização da membrana da terminação nervosa. Abertura de canais de cálcio na membrana e a consequente entrada de Ca++ promove a fusão e o esvaziamento das vesículas sinápticas na fenda sináptica. Regulação da liberação de noradrenalina Co-transmissores (ATP, NPY, catecolaminas) Feedback negativo sobre os receptores pré-juncionais (α2A e α2c ) Síntese, Armazenamento e Liberação de Catecolaminas Recaptação e Degradação Recaptação neuronal TNE (transportador de noradrenalina) TDA (transportador de dopamina) – inibido pela cocaína TNE (transportador de noradrenalina) – inibido pela cocaína e ADT. Recaptação extraneuronal TCO (Transportador de cátions orgânicos ) 1 → fígado e intestino TCO 2 → rim e cérebro TCO 3 → fígado, cérebro, coração, vasos sanguíneos, rim, placenta e retina. Degradação MAO (monoamina oxidase) COMT (catecol O-metilltransferase) Síntese, Armazenamento e Liberação de Catecolaminas Receptores adrenérgicos Diferente sensibilidade a agonistas α→ NORADRENALINA = adrenalina >>> isoproterenol Receptores α1 estão acoplados à fosfolipase C e produzem seus efeitos principalmente pela liberação de Ca++ intracelular. Receptores α2 estão negativamente acoplados à adenilato-ciclase e reduzem a formação de AMPc, assim como inibem canais de Ca++. β→ ISOPROTERENOL (80 nm) > adrenalina (800 nm) > noradrenalina (1000 nm) Todos os subtipos de receptores β agem por estimulação da adenilato-ciclase. Receptores adrenérgicos Receptores adrenérgicos Identificando os subtipos Subtipo beta identificados através dos seus agonistas Β1 = Afinidade igual para ADR e NOR β2 = Afinidade ADR > NOR Subtipo alfa Identificados através de seus antagonistas: DIIDROERGOCRIPTINA (antagonista α1 e α2) PRAZOSINA (antagonista α1) IOIMBINA (antagonista α2) Receptores adrenérgicos Langer (1973) 1 2 Pós-sinápticos Excitatório Pré-sinápticos Inibitório 2A 2 2B 2C Pré-sináptico / plaquetas, medula Rim, fígado Córtex cerebral 1A 1 1B 1D Coração, fígado, pulmão, cerebelo Rim, aorta, córtex cerebral Próstata, aorta, córtex cerebral ✓ Efeitos colaterais de farmacos ✓ Fisiopatologia de doenças ✓ Sensibilidade a fármacos Receptores adrenérgicos ✓ Efeitos colaterais de farmacos ✓ Fisiopatologia de doenças ✓ Sensibilidade a fármacos β1 Miocárdio β2 Musc. liso Musc. esquelético β3 Adiposo, Gastrointestinal, Musculatura lisa brônquica, Coração humano Contratilidade Relaxamento Drogas que afetam o sistema nervoso simpático ✓ Inibição da síntese do neurotransmissor✓ Inibição da recaptação do neurotransmissor ✓ Inibição das enzimas que degradam o neurotransmissor ✓ Agonistas de receptores adrenergicos pós sinápticos ✓ Antagonista de receptores adrenergicos pós sinápticos ✓ Interação com autoreceptores Drogas que afetam o sistema nervoso simpático ADRENOCEPTORES 1 2 1 2 Vasoconstricção RVP PA Contração de esfincters Midríase Taquicardia DC secr. Renina Vasodilatação Broncodilatação Relax. M. uterina liberação Insulina Lib. NE Lib. Insulina 3 Lipólise Agentes Simpatomiméticos Agonista adrenérgicos →Atuam diretamente sobre os receptores α 𝑒 β. Noradrenalina (α) – choque; Adrenalina (β) – parada cardíaca, para tratamento choque anafilático, e como vasoconstritor associado a anestésicos locais; Isoprenalina (β1 𝑒 β2) – bradicardia e broncoconstricção Salbutamol e Terbutalina (β2) – broncodilatador (asma); Dobutamina – (β1) – Insuficiência cardíaca; Fenilefrina e Nafazolina (β1) – no choque (com queda brusca da PA) e como descongestionantes nasais. Agentes Simpatomiméticos Agonista adrenérgicos de ação indireta Podem atuar sobre a liberação, recaptação ou metabolização da noradrenalina. Efeitos Estimulantes Gerais Cocaína Anfetaminas Antidepressivos tricíclicos Tiramina (experimental) Efedrina (anticongestionante). Agentes Simpatomiméticos Cocaína Alcalóide inibidor da recaptação de monoaminas (dopamina, serotonina e norepinefrina), com ação sobre as sinapses adrenérgicas centrais e periféricas. Tiramina Subproduto do metabolismo da tirosina também presente em diversos alimentos tais como queijos. Atua como um simpatomimético de ação indireta ao promover a liberação de catecolaminas das vesículas sinápticas. Alimentos ricos em tiramina devem ser consumidos com precaução por pacientes que se tratam com inibidores da MAO. Cocaína Anfetaminas ADT Moclobemida Anfetaminas MAO Drogas Simpatolíticas ADRENOCEPTORES 1 2 1 2 Vasodilatação Arterial ↓RVP - ↓ PA ↓ FC ↓ DC ↓ secr. Renina Vasoconstrição Bronconstricção ↓ liberação Insulina 3 Agentes Simpatolíticos Simpatolíticos de ação direta: bloqueadores ou antagonistas alfa Vasodilatação. Geralmente não são muito seletivos. Prazosina (alfa 1) – hipertensão e hiperplasia prostática Doxazosina (alfa 1) - hipertensão e hiperplasia prostática Ioimbina (alfa 2) – experimental Dihidroergotoxina: bloqueador alfa 1 e alfa 2 → vasodilatador cerebral (derivado da ergotomina). Agentes Simpatolíticos Simpatolíticos de ação direta: bloqueadores ou antagonistas beta: Muito mais utilizados que os alfa porque são mais seletivos. Beta 1 – diminuição de frequência cardíaca e PA Beta 2 – aumenta o tônus bronquial e vascular de certos vasos. Propanolol (beta 1 e beta 2) – hipertensão Carvedilol (beta 1 e beta 2) - hipertensão Atenolol – (beta 1) – hipertensão Agentes Simpatolíticos α-metil-tirosina Inibidor da enzima tirosina-hidroxilase, e consequentemente, da síntese de catecolaminas. É utilizado para controlar sintomas de estimulação simpática excessiva em pacientes com feocromocitoma. Metildopa α-metilnoradrenalina, Estimula α2-adrenoreceptores resultando em uma redução no tônus simpático e diminuição da pressão sanguínea. Agentes Simpatolíticos Reserpina Inibe o transportador de NA, inibindo a captação de NA pelas vesículas presentes nas terminações nervosas, o que provoca depleção de NA. Utilizada como anti-hipertensivo. Carbidopa e Benserazida Bloqueia a dopa-descarbaxilase plasmática e assim garantir maior biodisponibilidade da levodopa, fármaco com quem esta sempre associada. Utilizada como adjuvante no tratamento do mal de Parkinson. α-metildopa Carbidopa MAO Reserpina Organização do Sistema Nervoso Parassimpático Características Anatômicas Padrão bineuronal Os neurônios pré-ganglionares mielinizados estão localizados em vários núcleos de nervos cranianos no tronco encefálico, bem como na região intermediária dos segmentos S3 e S4 da medula espinhal sacral; Os neurônios pós-ganglionares encontram-se localizados próximo ou mesmo nas paredes das vísceras torácicas, abdominais e pélvicas. N N N Organização do Sistema Nervoso Parassimpático Características Fisiológicas Os neurônios pré-ganglionares são Colinérgicos. Os neurônios pós-ganglionares são Colinérgicos. Acetilcolina (Ach) Agonistas de receptores Colinérgicos Receptores Nicotínicos (N) Receptores nicotínicos ganglionares (N) Receptores nicotínicos neuromusculares (Nm) → placa motora Receptores Muscarínicos (M) Receptores M1, M2, M3, M4,, M5 Sistema Nervoso Parassimpático Ações Fisiológicas Transmissão Nervosa • Acetilcolina Neurotransmissor • Colinérgicos • N • M Receptores • Ativação • Inibição Efeito Biológico Síntese e Metabolismo da Acetilcolina Síntese da Acetilcolina Requer a presença da colina, que penetra no neurônio através de transporte mediado por transportador, ACh é acondicionada nas vesículas sinápticas em altas concentrações por transporte mediado por transportador. A liberação de ACh ocorre por exocitose mediada por Ca++. ACh é hidrolisada em cerca de 1 ms pela acetilcolinesterase. Receptores Colinérgicos Nicotínicos Superfamília de canais iônicos regulados por ligante; Nm → Presentes na junção neuromuscular esquelética Despolarização da placa mora terminal, Contração do músculo esquelético, Agonistas: ACh, Nicotina, Succinilcolina, Antagonistas: d-Tubocurarina, α-conotoxina, α-bungarotoxina, pancuronio, atracúrio, vecurônio. Receptores Colinérgicos Nicotínicos Superfamília de canais iônicos regulados por ligante; Nn → Presentes no SNC Despolarização do neurônio pós ganglionar, Liberação do neurotransmissor, Agonistas: ACh, Nicotina, Epibatidina, Dimetilfenilpiperazínio (Nn ganglionar) Epibatidina, Anatoxina A (Nn Central) Antagonistas: Trimetafan, Mecamilamina, α-conotoxina*, α-bungarotoxina** * Conotoxinas = neurotoxinas produzidas por caracóis do gênero Conus ** Bungarotoxinas = neurotoxinas produzidas por cobras do gênero Bungarus Receptores Colinérgicos Nicotínicos Receptores Nicotínicos Canais de sódio regulados por ligante Pentaméricos 2 Subunidades homoméricas α Onde se liga a Acetilcolina 2 Subunidades homomérica β 1 Subunidade δ Ativação Nicotínica Receptores Colinérgicos Muscarínicos Superfamília dos receptores acoplados a proteína G (GCPR); Ocorrem em quase todos independente da inervação parassimpática; Foram clonados 5 subtipos com distribuição diferente entre os tecidos: M1 → Gânglios, SNC e tecidos gástricos M2 → Músculo cardíaco M3 → Músculo liso e glândulas M4 e M5 → SNC (???) Receptores Colinérgicos Muscarínicos Características e distribuição os receptores muscarínicos M1 → SNC (córtex, hipocampo e estriado), glândulas gástricas e salivares Atua via ativação da PLC com ↑ IP3 e Cálcio → PEPS Relaciona-se com a função cognitiva, memória e convulsão M2 → Músculo cardíaco, SNC e músculo liso e terminações nervosas Atua via inibição da Adenilato ciclase com ↓ da cAMP Inibição de canais de calcio controlados por voltagem, hiperpolarização No coração: lentificação da despolarização, hiperpolarização (↓ FC) Receptores Colinérgicos Muscarínicos Características e distribuição os receptores muscarínicos M3 → Músculo liso e glândulas Atua via ativação de PLC com ↑ IP3 e Cálcio → PEPS Promove a contração de musculatura lisa e aumento da secreção salivar e NO M4 → SNC Atua via inibição da Adenilato ciclase com ↓ da cAMP Facilitação da liberação de dopamina, catalepsia, analgesia. M5 → SNC Atua via ativação de PLC com↑ IP3 e Cálcio → PEPS Intensifica o comportamento de busca e recompensa (opiáceos, cocaína) Facilita a liberação de dopamina Receptores Colinérgicos Muscarínicos Receptor Prot. G 2º mensageiro Efeito M1 Gq /G11 ativa PLC ↑↑↑ IP3, DAG, Ca++ e ↓↓↓ gK+ M2 Gi inibe AC ↓↓↓AMPc, ↑↑↑gK+(PPSI), ↓↓↓ influxo de Ca++ M3 Gq ativa PLC ↑↑↑ IP3, DAG, Ca++ e ↓↓↓gK+ M4 Gi inibe AC ↓↓↓AMPc, ↑↑↑gK+(PPSI), ↓↓↓ influxo de Ca++ M5 Gq / G11 ativa PLC ↑↑↑ IP3, DAG, Ca++ e ↓↓↓gK+ Receptores Colinérgicos Muscarínicos Drogas colinérgicas Parassimpatomiméticos Agonistas muscarínicos Agonista M1, M2 e M3 Inibidores da Colinesterase Parassimpatolíticos Antagonistas competitivos dos receptores muscarínicos Antagonistas não seletivos: atropina Antagonistas seletivos: M1, M2, M3 Drogas colinérgicas Parassimpatomiméticos Diminuição da frequência e da força cardíaca Estimulação da função gastrintestinal → ↑ secreção ácida e do peristaltismo. Miótico → ↓ pressão intraocular. Ex.: pilocarpina Inibição da secreções → sudorese, lacrimejamento, salivação, secreção brônquica. Drogas colinérgicas Parassimpatomiméticos Inibidores da colinesterase Reversíveis → Neostgmina e Fisostigmina Irreversíveis → diflos, paration, ecotiopato ↑ [Ach] nas sinapses pós ganglionares colinérgicas Reversão do bloqueio neuromuscular pós cirurgia Miastenia grave Intoxicações Drogas anticolinérgicas Parassimpatolíticos Antagonistas competitivos dos receptores muscarínicos Bloqueia as ações da acetilcolina nos tecidos em geral Atropina Tropicamida Hioscina Ipatrópio Pirenzepina Efeitos: Gastrintestinais → espasmolítico, antisecretor Glandular → inibição da produção de secreções Cardiovascular → taquicardia Oftálmico → midriático Neurológico → inquietação, delírio, sonolência, coma Drogas anticolinérgicas Bloqueadores Ganglionares Hexametonio, trimetafan, suxametonio e tubocurarina Bloqueia receptores nicotínicos neuromusculares Indicações: promover paralisia muscular Estimulantes Ganglionares Nicotina, lobelina e DMPP Respostas periféricas complexas relacionadas a ativação generalizada dos gânglios autônomos Taquicardia, ↑ da PA, motilidade e secreções em geral. Drogas anticolinérgicas Toxina botulínica Produzida pela bactéria anaeróbica Clostridium botulinum. Penetra nas vesículas que armazenam acetilcolina no terminal nervoso e clivam proteínas SNARE que auxiliam no processo de exocitose das vesículas de acetilcolina. Depleção de acetilcolina Ação parassimpatolítica Utilização médica, cosmética e bélica.