Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 Farmacodinâmica Aborda os efeitos farmacológicos induzidos pelo fármaco, tanto alterações micro (bioquímica) e macrológicas (fisiologia). Sítio de ação de fármacos Para a ação farmacológica do fármaco no tecido alvo, ele deve chegar com [fármaco] suficiente no órgão. Todavia, para isso, diversos fatores são avaliados, como a seletividade de uma droga, a via de administração e as condições do paciente. OBS! Droga promíscua é que atua em diversos receptores diferente, abrindo o leque de possibilidades de respostas indevidas. Fármacos estruturalmente inespecíficos Fármaco inespecífico são aqueles que não apresentam um alvo farmacológico particular. Geralmente, esses têm a sua ação derivada de mecanismos físico e/ou químicos, que não têm um local específico de atuação, como: ● Alterações na bicamada lipídica, ex: gases anestésicos ● Alteração de osmolaridade; ex: fármaco que aumentam a [água] sérica ● Reações físico-químicas; sais básicos que atuam na alcalinização do estômago Fármacos estruturalmente específicos São fármacos seletivos (preferem alguns a outros) para alvos farmacológicos muito bem definidos, pois eles apresentaram particularidades que os especificaram para alguma região do organismo. A maioria dos fármacos específicos apresentam uma estrutura química que justifica a sua ação farmacológica, chamado de relação ‘estrutura x atividade’. Diversos fármacos apresentam famílias químicas similares em ação (cinética/dinâmica); como por exemplo a cocaína e a procaína (apresentam um grupo funcional parecido que traga uma semelhança farmacodinâmica). Fatores que fazem com que os fármacos estruturalmente específicos consigam atuar em alvos definidos: ● Forças de atração eletrostáticas ● Forças de Van Der Waals Alvos farmacológicos usuais Existem cerca de 6 alvos principais no organismo: 1. Receptores nucleares: 2. DNA 3. Receptor transmembrana 4. Receptores metabotrópicos acoplados a proteína G 5. Enzimas 6. Canais iônicos Do 1 ao 6, a velocidade de transdução aumenta, ou seja, maior velocidade de efeito. A ligação do fármaco a seus receptores criam modificações de funções biológicas pré-existentes. OBS! Alvo farmacológico = receptor do fármaco Receptores nucleares São receptores que necessitam passagem do ligante pela membrana celular (lipossolubilidade do fármaco), para que atue na regulação da expressão gênica (transcrição e tradução); assim, o efeito dos fármacos com esses receptores demandam mais tempo para ser iniciado. Ex desse fármacos são hormônios esteróides (sexuais e glicocorticóides) e T3/T4. 2 DNA e RNA Os fármacos que atuam diretamente nesses alvos relacionados ao material genético podem atuar de diversas maneiras, como: ● inibir a polimerização de nucleotídeos ● inibidores da síntese proteica ● metilação/acetilação de histonas (regular a ação dos genes pelo aumento ou diminuição da disponibilidade do gene enovelado) Receptores transmembrana acoplados a atividade enzimática O ligante desses receptores induz a dimerização do receptor transmembrana, que criam uma atividade enzimática, a qual pode ser própria (apresenta porção catalítica) ou pelo recrutamento de enzimas solúveis “livres” no citosol, podendo fosforilar substratos e/ou proteínas de ancoragem. ● Receptores com atividade enzimática própria: apresentam aminoácidos com a possibilidade de auto-fosforilação cruzada, como tirosina, treonina ou serina; normalmente, apresentam expressão gênica como produto final. ● Receptores que recrutam quinases citosólicas: com a ligação do fármaco no receptor, temos o aumento da afinidade e o recrutamento de outras enzimas que vão causar a fosforilação e a resposta farmacológica (expressão gênica). Receptores acoplados à proteínas G (GPCR) São os receptores mais utilizados nas ações farmacológicos. Todos eles apresentam 7 alfa-hélices transmembranares (multiconformacional). A porção extracelular apresenta o sítios para a ligação com o receptor; e a intracelular temos sítios de alta afinidade com a proteína G. As proteínas G são intermediários intracelular para levar informações extracelulares para a região intracelular; são proteínas heterotrimérica, que na sua forma inativa apresenta domínios (alfa, beta e gama). A ligação do fármaco com o receptor hepta-helicoidal causa uma mudança conformacional na proteína, que também leva à uma mudança na proteína G, a qual causa a troca do GDP para o GTP nesta proteína. Essa troca causa um desacoplamento da proteína G do seu receptor e das subunidades alfa com a beta-gama, então, a subunidade alfa nesse momento está ativa, que interage com outros componentes celulares e exercer algum efeito farmacológico. Depois, há a perda de um fosfato e a volta da estrutura trimérica. OBS! A porção beta-gama também pode ativar certas enzimas. Outrossim, a proteína G pode recrutar segundos mensageiros não efetores (não são os causadores do efeito final), mas eles atuam nos canais, DNA e outros componentes que resultarão no efeito farmacológico. Esses mensageiros são importantes para a amplificação do sinal, pois eles são mais abundantes no organismo. Os principais tipos de proteína G e segundo mensageiros são: 3 ● Prot. G tipo s (Gs), a porção alfa ativa a adenilato ciclase, que produz cAMP (2° mensageiro) ● G tipo i (Gi), a porção alfa inibe o adenilato ciclase e diminui a produção de cAMP ● G tipo q (Gq), a porção alfa ativa a fosfolipase C, que produz diacilglicerol (2° mensageiro) e IP3 (2° mensageiro) ● porção beta-gama, facilita a abertura de canais iônicos. Uma mesma proteína G pode impactar em diversas respostas farmacológicas; todavia, essas respostas são moduladas pelos tecidos (nem todos tecidos tem as mesmas respostas). Enzimas Enzimas no organismo vão mediar reações químicas; assim, o fármaco atua na enzima, ativando-a de forma direta (ativação direta) ou indireta (inibição de inibidores da enzima), ou inibição dela (reversíveis ou não); Ex de fármacos: inibidores da MAO, PDE5, COX 2, AChE. Canais iônicos São comportas proteicas transmembranas heteromultiméricas, delimitando um poro central. Esse poro é relativamente seletivo (carga iônica e tamanho). Agentes exógenos podem causar obstrução do poro/canal. São dividido em 2 grupos: ● Independente de ligante: dependentes de voltagem, distensão, luz e etc. Podem existir fármacos que modulam a ativação desses canais. Nesses canais há a presença de aminoácidos carregados que funcionam como sensores. Ex: canal de Na voltagem dependente, K voltagem dependente, Ca voltagem dependente, mecanorreceptores, fotorreceptores… ● Dependente de ligante: ativados por ligantes endógenos. Os fármacos que têm esses canais como alvos atuam na modulação (aumentando ou diminuindo) a probabilidade de abertura do canal. A atuação dos fármacos podem ser em diversos locais do canal. OBS! Todos esses receptores ocorrem a todo momento juntos, o que garante diversas maneiras de garantir que a resposta esperada pelo organismo ocorra, pois se algumas delas falhar, ainda tem outras. Múltiplos receptores similares O organismo apresenta diversos receptores, mas apresentapoucos ligantes. Provavelmente, as isoformas e subtipos de receptores pode ser devido ao splicing alternativo. Isso permite o ajuste fino de regulação fisiológica, pois permite que a distribuição do receptor seja heterogênea no organismo, mediadores endógenos com perfis de afinidades diferente e fármacos apresentam seletividade a alguns subtipos (podendo ser criados fármacos seletivos diminuindo a possibilidade de efeitos indesejáveis). OBS! Alvos independentes ligantes podem ter sítios receptores para fármacos. OBS! Especificidade = substância que apresenta um alvo em específico OBS! Seletividade = prefere alguns receptores à outros (pode ter uma visão ampla nos receptores ou nos subtipos dos receptores) Alterações em alvos farmacológicos Dessensibilização de receptores (down-regulation ou taquifilaxia) 4 Queda na taxa de sensibilidade do organismo ao ativador/substância, causado por ● Esgotamento de mediadores ● Alterações intracelulares (fosforilações), que impossibilitam a ação dos receptores ● Internalização de receptores (vesículas) a longo ou curto prazo, podendo ser reversível. A internalização e reversibilidade pode ser definida pelo estado de fosforilação do receptor (fosforilação =>internalização | desfosforilação => reversibilidade) Essa dessensibilização de receptores causa diminuição da resposta ao ativador após exposição continuada, sendo de dois tipos: ● Homóloga: causa a dessensibilização de alvos do mesmo ativador (ex: opióides) ● Heteróloga (cruzada): causa a dessensibilização de receptores de substâncias diferentes. OBS! A resistência ou tolerância (inata ou aprendida), caracterizada pela diminuição dos efeitos do fármaco no organismo, pode ser de 3 tipos distintos: ● Farmacocinética (ex. indução enzimática) ● Farmacodinâmica (ex: dessensibilização) ● Troca de plasmídeos e fatores de resistência (ex: antibióticos) Superssensibilização (up-regulation, hipersensibilização) Aumento na resposta de um agonista (substância que ativa um alvo) após bloqueio continuado de receptores ou depleção crônica de transmissores (ligantes). Logo, o organismo faz uma externalização de uma população intracelular de receptores, tentando levar ao aumento da eficácia da transdução intracelular de vias efetoras. OBS! Sensibilização ou potencialização (tolerância reversa), caracterizado pelo aumento dos efeito do fármaco, pode ser de 2 vias. ● Farmacocinética (inibição enzimática) ● Farmacodinâmica (superssensibilização) OBS! Na farmacodinâmica, existem variações na “verdade” apresentada neste resumo, ex de afirmações que não são absolutas: ● GPCRs sempre se acoplam ao mesmo tipo de prot. G ● Somente a subunidade alfa de proteína G é ativa ● Receptores inibitórios sempre tem resposta final inibitória, esse receptor podia inibir outro processo, assim, a sua inibição causa a ativação de algo. ● Seletividade é uma característica imutável do fármaco. ● Quanto mais seletivo, “melhor” (na verdade quanto mais seletivo mais seguro, pois há uma melhor previsão do seu efeito) Farmacodinâmica Estudo das relações fármaco-receptor e sua consequências; como os mecanismos farmacológicos desencadeados em alvos, relação dose x efeito, variação de resposta. Teorias de interação fármaco-receptor (ligante-alvo) 5 ● Modelo chave-fechadura: a forma como a interação acontece muda tudo, um alvo só tem um receptor possível e vice-versa. ● Teoria da ocupação de receptores ● Teoria dos agonistas e antagonistas Teoria da ocupação de receptores A ligação do fármaco a determinado receptor e ao seu sítio ativo causa alguma alteração no receptor, o qual desencadeia determinada resposta fisiológica. “O efeito farmacológico é proporcional à fração de receptores ocupados pelo fármaco, sendo máxima com ocupação total (100%)” Clark Essa ideia remonta a ideia de afinidade, que é a tendência de um ligante em se ligar a um receptor. OBS! Kd é um valor que remonta à probabilidade um fármaco se dissociar do seu alvo. Ka remonta à probabilidade um fármaco se associar ao seu alvo. O Ka e Kd são características do ligante. dK = [dos ligante−alvo associado] [dos componentes dissociados] aK = 1Kd O gráfico concentração (linear ou logarítmica) x ocupação: O Kd, no gráfico é a [fármaco] necessária para ocupar 50% do total dos receptores ocupados para se ligar à 50% do total de sítios ativos dos alvos. Assim, quanto menor o Kd, mais facilmente a [fármaco] chegará à 100%. Em algumas situações, os fármacos não podem se ligar 100%, pois, mesmo que aumente muito a [fármaco], existirá sempre ligantes se dissociando (Kd alto). TODAVIA, nem sempre a ocupação de sítios ativos de alvos podem não criar respostas fisiológicas, e também não explica como fármacos ligados que se ligam ao mesmo receptor, mas com intensidades e efeitos diferentes. Outrossim, a ligação ligante-receptor, em alguns casos, cria uma mudança conformacional e a ativação do receptor, em outros, não. Teoria dos agonistas e antagonistas “Deve haver algo além da simples ocupação do receptor pelo ligante para determinar respostas farmacológicas consequentes” Ariens Nesse caso, leva-se a discussão se um fármaco ativa ou não um receptor, pois a ligação fármaco-alvo pode criar mudanças conformacionais diferentes no alvo, criando respostas diferentes. 6 OBS! Atividade intrínseca(α): tendência do fármaco de ativar o receptor frente a ocupação do mesmo. Sendo que α=1 é quando o fármaco cria uma mudança conformacional no alvo, já α=0 é quando a substância ligada não traz mudança conformacional. Agonistas são fármacos que apresentam α=1, enquanto antagonistas são substâncias com α=0, pois eles impedem a ligação dos agonistas, mas sem causar nenhum efeito. Gráficos da relação dose (concentração) x efeito (resposta): Ou seja, nessa teoria, o mais importante é o efeito (total (1) ou nulo (0)) do fármaco no organismo e não a sua ocupação dos sítios ativos dos alvos. OBS! Podemos inferir, por meio dos gráficos, que os fármacos apresentam “potências” diferentes, fato que depende da afinidade e atividade intrínseca do fármaco; o que ajuda a determinar a dose a ser utilizada na clínica. O EC50 (ou CE50) = concentração efetiva do ligante para produzir 50% do efeito fisiológico. Quanto menor o EC50, maior a potência. MAS, fármacos podem ter efeito submáximo, pois eles podem ter efeito fraco (mudança conformacional fraca), sendo que a atividade intrínseca pode variar 0 a 1. Agonistas com atividade intrínseca = 1 são chamado de agonista forte/total/pleno Agonista parcial/fraco/dual: 0<α<1 Antagonista puro: α=0 OBS! Os diferentes tecidos do organismo apresentam diferente fisiologias e quantidades de receptores, o que impacta na relação de potência de um fármaco. Assim, nesses casos o fator 7 analisado é a eficácia do fármaco, que depende da atividade intrínseca do fármaco. A diferença entre a eficácia dos fármacos ajuda a comparar a eficácia terapêutica de fármacos. Nesse gráfico, vemos que quanto maior o α, maior o efeito máximo (Emax), maior a eficácia do fármaco diante de tal receptor. Potência vs Eficácia Potência: B > A > C > D (pois o B temsua EC50 menor, seguido do A, C e D) Eficácia: A=C=D > B (pois o A,B e C apresentam a melhor resposta, ou seja, eficácia) Potência: A > D > B > C Eficácia: D > C > B > A TODAVIA, os receptores apresentam atividade constitutiva, ou seja, os receptores não têm uma conformação única, pois eles alteram a sua conformação constante e espontaneamente devido a aspectos termodinâmicos. Essas conformações diferentes fazem o receptor ser ativo ou inativo. Assim, o antagonista, não tem seletividade para essas variações ativa ou inativa (se ligando a ambos), enquanto o agonista tem seletividade maior às ativas. Ou seja, um agonista não torna o receptor ativo, ele se liga à este receptor ativo e impede que ele altere a sua conformação e se torne inativo. (discutido melhor no próximo tópico) 8 Atividade constitutiva dos receptores Dessa forma, sem nenhum ligante, uma fração dos receptores estará na forma ativa (por meio de ativação constitutiva, que depende apenas do receptor, tecido e etc.) e a outra estará inativa, pois os receptores ficam flutuando em um equilíbrio de formas ativas e inativas. Os agonistas preferem formas ativas, e quando eles se ligam aos receptores, impedem que os alvos mudem sua conformação para a inatividade (impede a flutuação/equilíbrio). Assim, os receptores ativos não vão mudar, e, quando os inativos sofrerem a ativação constitutiva, vão se ligar aos agonistas, aumentando, logo, a fração de receptores ativos (o equilíbrio nativo dos receptores é deslocado para a forma ativa). Na figura, as bola vermelhas são os receptores ativos, os quadrados verdes = receptores inativos; e a bolinha azul é o agonista. Já o antagonista, somente se liga a qualquer receptor, sem nenhuma preferência conformacional, somente ocupam; por isso os antagonistas não tem efeito, já que não altera o equilíbrio conformacional. (isso só ocorre na ausência de liberação basal de ligantes, pois, nesse caso, o antagonista vai ocupar o espaço do agonista basal). Existe, ainda, ligantes (fármacos) que preferem a conformação inativa, “deslocando o equilíbrio” nesse sentido. Então, essas substância têm efeito contrário do agonistas, sendo chamados de agonistas inversos (α < 0) L=ligante Ri=receptor inativo Ra=receptor ativo Nesse gráfico, a linha verde é do agonista total, a azul é o agonista parcial, a linha preta é o antagonista e a vermelha é o agonista inverso total. OBS! Se tiver um agonista total e um agonista parcial junto, o agonista parcial pode servir como antagonista, pois ele pode impedir a ligação de todos os receptores do agonista total. Curvas dose x efeito de ligantes Os antagonistas podem ser classificados quanto: 9 ● Ao sítio do receptor: ○ Competitivos (se liga no mesmo sítio de ligação do agonista) ○ Não competitivos (interage em outro sítio ativo do receptor ou atua na cascata intracelular do receptor, impedindo o efeito do agonista) No primeiro gráfico, a adição do antagonista competitivo (I), vai diminuindo a potência (diminuição do EC50) do agonista presente (curva verde); todavia, o aumento da [agonista] pode retomar a sua eficácia total. Esse é o mesmo gráfico de um agonista competitivo reversível. No gráfico abaixo, a adição de um antagonista não-competitivo, diminui a eficácia e a potência do agonista (linha azul), pois o antagonista não compete pelo mesmo sítio do agonista, não fazendo efeito mesmo com o aumento da [] do agonista (antagonista já está impedindo a ação dos alvos); esse antagonista pode acabar com a ação do agonista. Esse é também o gráfico do antagonista competitivo irreversível. ● Ao tipo de ligação ○ Reversível (transitória) ○ Irreversível (ligação feita covalentemente) OBS! Antagonistas reduzem igualmente o efeito de qualquer agonista. O primeiro gráfico trata da variação da ativação de receptores, com a variação da [agonistas], na presença de um antagonista de [constante]. Já o segundo, trata-se da da variação da ativação de receptores, com a variação da [antagonista], na presença de agonista de [constante]. OBS! O agonista parcial atua como antagonista de um agonista pleno, pois os dois agonista competem pelo mesmo sítio, fazendo o agonista parcial virar um antagonista competitivo reversível. No próximo gráfico, tem a demonstração da variação da resposta farmacológica com o aumento da [agonista parcial] Logo, percebe-se que , com o aumento da [agonista parcial], temos uma redução da eficácia do agonista total, até um ponto que chegue a eficácia máxima do agonista parcial. Múltiplos sítios receptores com ligantes próprios Existem 2 tipos de sítios: 10 ● Sítio ortostérico: mesmo local que o do ligante/fármaco; onde se liga normalmente o fármaco. (Antagonista competitivo) ● Sítio alostérico: outro sítio que não o ortostérico. (Antagonista não-competitivo) Os sítios ortostérico, em geral, comandam os outros sítios, pois é o principal, enquanto os outros são “coadjuvantes” (alostéricos), pois causam pouco ou nenhum efeito por si só, apenas favorecem algumas conformações (são moduladores alostéricos). Os moduladores alostéricos podem se apresentar em dois perfis: ● Agonista alostérico: favorece conformações que aumentam a afinidade do receptor pelo agonista ortostérico. ● Inibidor alostérico: favorece conformações com menor afinidade ao agonista ortostérico. Sendo caracterizado por um antagonista não-competitivo. Curvas da interação entre moduladores alostéricos e outros ligantes: No primeiro gráfico, colocam um antagonista não-competitivo (inibidor alostérico) para interagir com o agonista ortostérico (linha azul); diminuindo a potência e eficácia. Já o 2°, há a introdução de um agonista alostérico, que potencializa a ação do agonista ortostérico e a sua eficácia. Receptores de reserva O organismo apresenta receptores de reserva, que são receptores mais que o necessário para atingir um nível máximo de resposta (Ex: precisamos da ativação de 5 receptores adrenais para o efeito máximo, o organismo tem 100); isso é feito para garantir uma facilidade maior de os fármacos se ligarem aos seu alvos (aumentar a sensibilidade do organismo). Dessa forma, devido a esses receptores de reserva, o organismo pode ainda manter a eficácia do agonista, mesmo que seja colocado uma certa quantidade de antagonista irreversível (ou antagonista não-competitivo). 11 No gráfico acima, há a introdução do antagonista irreversível, mas os receptores de reserva compensam a “perda” dos outros receptores para o antagonista, sendo que isso é acompanhado pelo aumento da [agonista]. OBS! Gráficos que demonstram a utilizam dos conceitos farmacodinâmicos e farmacocinéticos. DE50: dose que produz efeito terapêutico em 50% das pessoas DT50: dose que produz efeito tóxico em 50% das pessoas DL50: dose letal para 50% das pessoas. Interações de mecanismos de fármacos Sinergismo (efeitos combinados) ● Aditivo: soma de efeitos terapêuticos, devido à similaridade dos seus mecanismos de ação; essa interação pode ser utilizada para diminuir os efeitos indesejados, pois são utilizados poucasdoses dos fármacos. (1+1=2) ● Supra-aditivo: a interação causa um efeito terapêutico muito maior que a simples soma dos efeitos dos fármacos separados; ocorre quando os fármacos apresentam mecanismos diferentes (potencialização). (1+1=3 ou 0+0=1) Antagonismo (efeitos que se anulam) ● Físico-químico: interação entre fármacos e/ou nutrientes que impedem a sua absorção. ● Farmacocinético: interação que aumenta o metabolismo e excreção, por exemplo: por indução de enzima hepáticas ou por aumento da diurese. ● Fisiológico (ou funcional): substâncias que têm mecanismos que se contrapõem (mecanismos e receptores diferentes). ● Receptores: antagonismo propriamente dito (competição por alvo) ● Por adaptação: contrabalanço homeostático (adaptação) Conceitos novos (parece que não vai cair na prova) Agonistas tendenciosos: preferência no recrutamento de certas vias intracelulares. Antagonistas permissivos (enviesado): impedem seletivamente que algumas vias sejam recrutadas. OBS! É necessário frisar que o modelo chave-fechadura é um modelo simplista e pouco condizente com a realidade Conceitos “engessados” (errados) ● Um receptor sempre é ativado da mesma maneira ● A potência é proporcional à ocupação de receptores ● A eficácia só depende da interação com o receptor ● Afinidade e eficácia caminham juntas ● Os antagonistas (puros) são muito comuns.
Compartilhar