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AULA 3: FARMACOCINÉTICA Profa Dra Halyka L. F. V. Seródio Farmacêutica-Bioquímica Especialista em assistência Farmacêutica Mestre em Biociências e Biotecnologia Doutora em Ciências Pós-Doutora em Imunologia Porque usamos fármacos? • Para aumentar a qualidade e tempo de vida. • Para curar, diagnosticar ou prevenir diversas patologias. 3 DROGA Desintegração da forma farmacêutica e dissolução do PA I Fase (Farmacêutica) Absorção Distribuição Metabolismo Excreção II Fase (Farmacocinética) Interação fármaco- receptor no tecido alvo EFEITO TERAP. III Fase (Farmacodinâmica) DESINTEGARAÇÃO DA FORMA FARMACÊUTICA ABSORÇÃO DISSOLUÇÃO DO [FÁRMACO]LIVRE FASE FARMACÊUTICA FASE FARMACOCINÉTICA FASE FARMACODINÂMICA FÁRMACO NA CIRCULAÇÃO SISTÊMICA BIODISPONIBILIDADE FÁRMACO NOS TECIDOS APÓS DISTRIBUIÇÃO FÁRMACO METABOLIZADO E/OU EXCRETADO ELIMINAÇÃO OU CLEARENCE EFEITOS FARMACOLÓGICOS FÁRMACO NO SÍTIO DE AÇÃO INTERAÇÃO FÁRMACO-RECEPTOR 4 PRINCÍPIOS DA FARMACOCINÉTICA FARMACOCINÉTICA Estuda quantitativamente a cronologia dos processos metabólicos da absorção, distribuição, biotransformação e eliminação. Absorção Distribuição Biotransformação Excreção 7 8 FARMACOCINÉTICA Eventos simultâneos 9 10 concentração plasmática obtenção de um efeito desejado a maneira de se administrar a droga (dose e intervalo entre doses) deve ser tal que faça com que a concentração plasmática esteja (pelo menos durante certo tempo) dentro da faixa terapêutica O principal ponto de partida para estudos farmacocinéticos O que se espera dessa curva? • a curva concentração plasmática da droga X tempo Margem de sergurança!!!! 11 12 • a curva concentração plasmática da droga X tempo Dose única Doses múltiplas O padrão da curva depende: absorção distribuição metabolismo excreção Farmacocinética Fatores relacionados ao paciente Estados fisiopatológicos Idade Sexo Tabagismo Consumo de Álcool Uso de outros Medicamentos Anemias Disfunção hepática Doenças renais Insuficiência Cardíaca Infecção Queimaduras Febre Fatores que podem influenciar os processos farmacocinéticos ABSORÇÃO ABSORÇÃO É o processo pelo qual o fármaco passa para a circulação sistêmica (sanguínea ou linfática) . ABSORÇÃO É determinada pelo local de administração e pela formulação do fármaco. Vias de administração FATORES QUE AFETAM A ABSORÇÃO DE FÁRMACOS 17 Fatores ligados ao Fármaco Concentração Via de administração Peso molecular Lipossolubilidade Forma Farmacêutica Grau de ionização pH do meio Fatores que influenciam na absorção: Fatores ligados ao Organismo Vascularização do tecido Superfície de contato Enfermidades Motilidade do TGI Fatores que influenciam na absorção: FATORES QUE INTERFEREM NA ABSORÇÃO E PASSAGEM DE FÁRMACOS Barreira hematoencefálica; Barreira placentária. Vias Absorção Vantagem Desvantagem Oral Mucosa gastrointestinal Maior comodidade, segurança e economia. Náuseas, vômitos e diarréias pela imitação da mucosa. Variação do grau de absorção. Sublingual Mucosa oral Absorção rápida de substâncias lipossolúveis. Não possui metabolismo de 1a passagem. Imprópria para fármacos irritantes ou com sabores desagradáveis. Retal Mucosa retal Administração em pacientes inconscientes. Absorção irregular e incompleta. Irritação da mucosa retal. Vias Absorção Vantagem Desvantagem Intravenosa Direto no sangue Obtenção rápida dos efeitos. Risco de embolias, infecções por bactérias e reações anafiláticas. Imprópria para substâncias oleosas e insolúveis. Intramuscular Endotélio dos capilares vasculares e linfáticos Absorção rápida. Administração em paciente inconscientes. Dor. Lesão muscular ou processo inflamatório por substância irritante. Subcutânea Endotélio dos capilares vasculares e linfáticos Absorção boa e constante para soluções. Dor e necrose por substâncias irritantes. COMO O MEDICAMENTO CHEGA A CIRCULAÇÃO SISTÊMICA? • estrutura lipoproteica • anfipática Membrana Plasmática PENETRAÇÃO DAS DROGAS ATRAVÉS DA MEMBRANA PLASMÁTICA Processos passivos • difusão simples • difusão por poros Processos especializados • difusão facilitada • por troca • transporte ativo • pinocitose • fagocitose • exocitose ABSORÇÃO ORAL Suco gástrico Esvaziamento gástrico DuodenoCirculação porta Circulação hepática Circulação sistêmica COMPRIMIDO Desintegração Dissolução Passagem SOLUÇÃO Esôfago Estômago Intestino Piloro CÁPSULA Dissolução da cápsula DRÁGEA Dissolução da capa Desintegração Dissolução e passagem 26 CIRCULAÇÃO ENTERO-HEPÁTICA 27 ESVAZIAMENTO GÁSTRICO ● Jejum ○ Pós-refeição Horas [C a p to ri l] ( n g / m L ) 28 ESVAZIAMENTO GÁSTRICO 29 APÓS ABSORÇÃO O FÁRMACO PODE FICAR: • Forma livre no sangue; •Ligar-se a proteínas plasmáticas, principalmente albumina; •Sequestrado em depósitos (tecido adiposo e ósseo) no organismo. BIODISPONIBILIDADE É a fração do fármaco administrado que tem acesso a circulação sistêmica na forma quimicamente inalterada. Quantidade de fármaco disponível no organismo para utilização. Absorção adequada não garante biodisponibilidade, devido alguns fármacos serem biotransformados, no fígado, antes de atingirem a circulação geral. (Metabolismo de primeira passagem). Influencia: Resposta clínica, escolha de doses e vias de administração. BIODISPONIBILIDADE % da dose Sítio de ação 33 Droga dispon. ligação depuração vol. de meia conc. conc. . oral plasm. (L/h/70 distrib. vida eficaz tóxica . (F) (%) (%) kg) (L/70kg) (h) acetaminofen 88 0 21 67 2 10-20 mg/L > 0,3 g/L ac. Salicílico 100 85 0,84 12 13 200 mg/mL > 200 mg/mL carbamazepina 70 74 5,34 98 15 6 mg/mL > 9 mg/mL ciclosporina 23 93 24,6 85 5,6 200 ng/mL > 400 ng/L cloroquina 89 61 45 13000 214 20 ng/m l > 250 ng/mL digoxina 70 25 7 500 50 1 ng/mL > 2 ng/mL imipramina 40 90 63 1600 18 0,2 g/mL > 1 mg/L indometacina 98 90 8,4 18 2,4 1 mg/L > 5 mg/L lidocaína 35 70 38,4 77 1,8 3 mg/L > 6 mg/L nortriptilina 51 92 30 1200 31 100 ng/mL > 500 ng/mL Parâmetros farmacocinéticos e farmacodinâmicos de algumas drogas FATORES QUE INTERFEREM NA BIODISPONIBILIDADE Metabolismo hepático de primeira passagem; Solubilidade do fármaco; Instabilidade química; Natureza da formulação do medicamento. DISTRIBUIÇÃO DISTRIBUIÇÃO Processo pelo qual o fármaco reversivelmente abandona a corrente circulatória e passa para o interstício e/ou células dos tecidos. 37 DISTRIBUIÇÃO DOS FÁRMACOS Fármaco livre (forma ativa) produz o efeito biológico. Fármacos lipossolúveis acumulam-se no tecido adiposo. Fármacos ligados à proteínas, principalmente albumina (esta ligação é reversível) e hidrossolúveis ficam principalmente no compartimento plasmático. ALBUMINA: proteína plasmática mais importante, se liga a drogas ácidas (ex. varfarina-anticoagulante,AINE, sulfonamidas-antibiótico) e menos a drogas básicas (ex. antidepressivos tricíclicos, clorpromazina-anti- psicótico). DISTRIBUIÇÃO DOS FÁRMACOS A quantidade de fármaco que se liga a proteínas plasmáticas depende de três fatores: A concentração de fármaco livre; Sua afinidade pelos sítios de ligação; A concentração da proteína. A quantidade de fármaco livre aumenta com: Hipoalbuminemia ( cirrose- diminui a concentração de albumina, com isso uma dose menor do fármaco faz efeito, síndrome nefrótica, desnutrição grave e uremia). Velhice (menor capacidade de ligação a fármacos). Gestação (hemodiluição). Competição entre fármacos. DISTRIBUIÇÃO DOS FÁRMACOS Quando a FORMA LIVRE for MENOR que 0,1, a intensidade de efeito será MENOR e a duração MAIOR. FORMA LIGADA FORMA LIVRE + = 1 DISTRIBUIÇÃO DOS FÁRMACOS O início da distribuição depende do fluxo sanguíneo regional e débito cardíaco. Então órgãos bem perfundidos recebem grandes quantidades de fármacos nos momentos iniciais. E a pele, gordura, músculos e algumas visceras recebem o fármaco de forma mais lenta. Suscetíveis: aqueles que sofrem ação farmacológica, onde fica o sítio ativo. Ativos: aqueles que metabolizam o fármaco (fígado, intestino, rim). Indiferentes: funcionam como reservatório temporário (tecido adiposo e ósseo). Emunctórios: aqueles que excretam/eliminam o fármaco (rim e pulmões) Tecidos de distribuição DISTRIBUIÇÃO EM TECIDOS ESPECIAIS. SISTEMA NERVOSO CENTRAL Passagem seletiva de fármacos. Barreira Hemato-encefálica Células do endotélio unidas por zonas de oclusão. Bainha dos astrócitos. DISTRIBUIÇÃO EM TECIDOS ESPECIAIS. GESTAÇÃO Passagem da maioria dos fármacos. Barreira Placentária Vasos sanguíneos do feto. Características Pequena velocidade de transferência. Difusão passiva. Equilíbrio mãe-feto: 10 a 15 min. DISTRIBUIÇÃO EM TECIDOS ESPECIAIS. GESTAÇÃO Fármacos que atravessam a barreira placentária: Drogas lipossolúveis; Drogas de baixo peso molecular; Álcool, Sedativos, Hipnóticos, Heroína, Nicotina. FATORES QUE INTERFEREM A DISTRIBUIÇÃO Dose e nível sanguíneo da droga Características do fármaco Débito cardíaco Permeabilidade capilar Conteúdo de lipídeo no tecido Ligação à proteínas plasmáticas Barreiras orgânicas. Velocidade e extensão da distribuição é influenciada por: Fluxo sanguíneo tecidual; Propriedades físico-químicas do fármaco; Características da membrana de transporte; Ligação a proteínas plasmáticas. 49 VOLUME DE DISTRIBUIÇÃO Quantifica a distribuição do fármaco após administração. Volume de água no organismo: Plasma sanguíneo: 4 L (fármacos com alto PM e muito ligado a proteínas) Líquido extracelular (água plasmática + líquido intersticial): 14 L (fármacos com baixo peso molecular e hidrofílico) Líquido intracelular: 28 L (fármacos com baixíssimo PM) Aproximadamente 42 litros de água no organismo (indivíduo com 70kg). VOLUME DE DISTRIBUIÇÃO APARENTE (VD) HIPOTÉTICO É o volume no qual a droga teria que se dissolver, a fim de atingir a mesma concentração que ela se encontra no plasma. Calcula-se para adultos com 70 kg; É expresso em litros em relação ao peso corporal. 52 VOLUME DE DISTRIBUIÇÃO APARENTE (VD) Vd elevado fármaco altamente localizado nos tecidos. Vd reduzido fármaco amplamente contido no espaço vascular. Obs1: se encontra elevado na gravidez, insuficiência renal e hepática. Obs 2: se encontra diminuído na desidratação. Obs3: drogas como o tiopental (anestésico) que é armazenado na tecido adiposo apresentam VD elevado. VOLUME DE DISTRIBUIÇÃO APARENTE (VD) INTERPRETAÇÃO DO VD Os fármacos com VD alto possuem concentrações muito maiores no tecido extravascular do que no compartimento vascular, isto é, não são distribuídos homogeneamente. os fármacos completamente retidos no compartimento vascular possuem VD mínimo, igual ao componente sanguíneo. São fármacos com alta ligação com proteínas plasmáticas. EXERCÍCIOS 1. Um fármaco é administrado na dose de 0,5 mg e possui Cp de 18,7 mcg. Calcule o volume de distribuição e interprete o resultado. 2. Um paciente precisa receber um antibiótico X para tratamento de uma infecção. Sabe-se que a concentração mínima para prevenir o crescimento bacteriano é de 200mg/L. o volume de distribuição da droga é de 40L. Qual deve ser a dose V.O. administrada a este paciente? 3. Qual o VD em L do antibiótico Y, que logo após a injeção intravenosa de 600mg provoca ema concentração plasmática de 12mg/dL? BIOTRANSFORMAÇÃO METABOLISMO METABOLISMO (BIOTRANSFORMAÇÃO) Refere-se ao processo metabólico das drogas, sua modificação bioquímica ou degradação, geralmente através de sistemas enzimáticos especializados. O metabolismo geralmente converte compostos químicos lipofílicos em produtos mais prontamente excretados (hidrofílicos). O metabolismo pode resultar em intoxicação ou desintoxicação: a ativação ou desativação do composto químico. Principal órgão: Fígado. Demais órgãos: rins, pulmões, intestino e pele. Etapas: Reação de Fase I: Oxidação, Redução ou Hidrólise. Reação de Fase II: Conjugação. METABOLISMO (BIOTRANSFORMAÇÃO) BIOTRANSFORMAÇÃO Alguns fármacos são compostos químicos lipolífilicos que, se não fossem biotransformados, não poderiam ser eliminados e seriam acumulados no organismo e produziriam efeitos tóxicos. Composto hidrofóbico Composto hidrofílico Eliminação Biotransformação A biotransformação determina a eficácia e segurança do fármaco. BIOTRANSFORMAÇÃO Objetivos: Tornar a molécula mais polar. Aumentar o tamanho e peso molecular. Facilitar a excreção. Consequências: Diminuição da meia vida do fármaco. Redução do tempo de exposição. Redução da possibilidade de acumulação. Provável alteração na atividade biológica. Bioativação. BIOTRANSFORMAÇÃO A maioria das interações medicamentosas que ocorrem na biotransformação está relacionadas com a estimulação (indução) ou inibição do sistema citocromo P-450 hepático. Exemplo1: fármaco fenobarbital (Gardenal- anticonvulsivante) é um potente indutor das enzimas do CYP hepático, o que provoca interações medicamentosas levando à redução das concentrações plasmáticas e aumento da eliminação de vários medicamentos, como do cloranfenicol (antibiótico), da fenitoína (anticonvulsivante), e, de outros como os anticoncepcionais orais, e, dos corticosteróides, assim, consequentemente, pode reduzir os efeitos terapêuticos destes fármacos. BIOTRANSFORMAÇÃO Exemplo 2: Enquanto a cimetidina (medicamento que reduz a secreção do ácido clorídrico no estômago) inibe enzimas (inibição do metabolismo) do CYP diminuindo a biotransformação, e, consequentemente, a eliminação de outros fármacos, o que pode provocar a toxicidade destes medicamentos sendo necessário o reajuste da dosagem (nestes casos, diminuir a dose), como por exemplo, do propranolol, diltiazem (anti- hipertensivos), e, de medicamentos anticoagulantes. METABOLISMO (BIOTRANSFORMAÇÃO) PRÓ-FÁRMACO: são fármacos que são administrados em forma inativa, sendo ativados somente após a biotransformação. Azatioprina Mercaptopurina Enalapril Enalaprilat Codeína Morfina METABOLISMO (BIOTRANSFORMAÇÃO) METABÓLITO ATIVO: compostos igualmente ativos ao fármaco original. Metabólito com prolongamento da ação do fármaco: Benzodiazepínicos. Metabólito tóxico: Paracetamol. METABOLISMO (BIOTRANSFORMAÇÃO) METABÓLITO DE PRIMEIRA PASSAGEM: fármacos por Via Oral. Metabolização precoce de fármacos, devido ao transporte inicial do fármaco pelo sistema porta até o fígado. Pode limitar a biodisponibilidade dos fármacos. Problemas: É necessário dose maior do fármaco. Existem variações do efeito, muitas vezes imprevisíveis. Afetam a metabolização Fatores Fisiológicos Idade Nutrição Sexo Fatores Farmacológicos InibiçãoEnzimática Indução Enzimática Estados Patológicos Hepatopatias METABOLISMO (BIOTRANSFORMAÇÃO) BIOTRANSFORMAÇÃO Fase I Oxidação Redução Hidrólise Fase II Conjugação Fármaco ativado Fármaco inalterado Fármaco inativado Fármaco inativado BIOTRANSFORMAÇÃO HEPÁTICA É ALTERADA: •Patológicos (cirrose, hepatite, alcoolismo e desnutrição) •Genéticos • Idade (recém- nascido e idoso possuem menor capacidade enzimatica) •Sexo •Ambientais •Gestação 73 ELIMINAÇÃO EXCREÇÃO ELIMINAÇÃO Consiste no processo pelo qual o fármaco ou seus subprodutos saem do organismo. O rim é o mais importante órgão de excreção. EXCREÇÃO Processo pelo qual os produtos residuais do metabolismo e outros materiais sem utilidade são eliminados do organismo. Tipos de excreção: Renal; Biliar; Pulmonar; Outros fluidos: saliva, suor, leite materno. EXCREÇÃO RENAL É a principal via de eliminação das drogas do organismo. Os metabólitos são excretados mais rapidamente do que o fármaco em sua forma original. Os processos responsáveis pela excreção renal são: Filtração glomerular; Secreção e reabsorção tubulares Difusão passiva. EXCREÇÃO RENAL Clearance (CL): É a Taxa de eliminação da droga do organismo. É um dos parâmetros mais importantes para o planejamento posológico racional. É expresso, normalmente, em L/h/70kg. EXCREÇÃO RENAL Tempo de meia-vida (T1/2): É o tempo necessário para que a concentração da droga diminua pela metade no organismo. Clearance X Tempo½ São grandezas inversamente proporcionais: T1/2 CL EXCREÇÃO BILIAR Algumas substâncias conjugadas são excretadas na bile, caindo no intestino. ELIMINAÇÃO Rins grande maioria dos fármacos Pulmões agentes voláteis ou gasosos Trato biliar e Fezes alguns fármacos que são metabolizados no fígado RESUMO 83 ESTUDO DIRIGIDO Quais as etapas da farmacocinética? Explique-as. Quais os fatores que influenciam nos processos farmacocinéticos? Quais os principais mecanismos de transporte de membrana? Quais no mínimo 5 fatores que influenciam na absorção. O que é biodisponibilidade? Quais os fatores que interferem na biodisponibilidade? Quais os tecidos da distribuição? Quais os objetivos e consequências da biotransformação? O que acontece quando 2 fármacos administrados simultaneamente são metabolizados pela mesma enzima? Quais as vias de administração? cite as características de cada uma. No metabolismo de primeira passagem ou Biotransformação de fase I, que ocorre no fígado, os fármacos são biotransformados, através de reações químicas, em substâncias ativas que vão agir no local de ação. Após a ação estes fármacos voltam ao fígado para passar por outra Biotransformação de fase II ou metabolismo de segunda passagem, ocorrendo agora a conjugação com o ácido glicunônico (glicuronização). Qual a importância da Fase II e desta conjugação? Qual o órgão responsável pela excreção da maioria dos fármacos? Boa parte dos fármacos lipossolúveis são armazenados em quais tecidos? Qual a importância das proteínas plasmáticas, principalmente a albumina, para a distribuição dos fármacos?
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