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- estuda as alterações ao longo do tempo dos fármacos em relação à dose inicial administrada → absorção, biodisponibilidade, distribuição, biotransformação, excreção - biotransformação + excreção = eliminação - compartimento central → circulação sistêmica - reservatórios teciduais → tecido adiposo, ptnas plasmáticas - local de ação inesperado → opióides que tem ação em SNC mas se encaminham ao TGI ou tecido pulmonar causando outros efeitos - metabolismos: tornam fármacos mais hidrossolúveis para serem excretados pela urina, por exemplo Farmacocinética I, II e III (anotações de aula) INTRODUÇÃO APLICAÇÕES DA FARMACOCINÉTICA: monitorização terapêutica do fármaco - determinação de doses terapêuticas (efetivas): estudos para novos fármacos - ajuste de dose em relação com concentração plasmática - diminuição de efeitos desejados: a partir de estudos farmacocinéticos, temos a noção da Cmax (concentração máx) e Tmax (tempo máximo necessário para alcançar a Cmax) TRANSPORTE DE FÁRMACOS: determinante para várias etapas da cinética - etapas que requerem transporte de fármacos: 1) do meio externo para corrente sanguínea → absorção 2) de um compartimento corpóreo para outro → distribuição 3) de dentro do organismo para forma do organismo → excreção (urinária, fezes, leite, respiratório) DEFINIÇÃO DE ABSORÇÃO: processo de entrada do fármaco na corrente sanguínea (independente da via de administração) - para VO: acontece após ingestão, desintegração (comp ou caps) e dissolução do med - do local de administração até o acesso sistêmico (via corrente sanguínea) → nem todos os fármacos são absorvidos (ações locais/uso tópico. logo a absorção não é obrigatória para que o fármaco tenha sua ação terapêutica) - deve haver o transporte do fármaco por barreiras biológicas → depende de transportadores específicos e/ou características da molécula - é um pré-requisito (obrigatório) para fármacos de ação sistêmica BARREIRAS BIOLÓGICAS NA ABSORÇÃO: - PELE: epitélio pavimentoso estratificado queratinizado; passagem passiva de compostos muito lipossolúveis - MUCOSA: presença de zônulas de oclusão entre as células que atuam como barreira; passagem passiva de compostos lipossolúveis; caso o fármaco não seja lipofílico, há mediação de moléculas carreadoras (ativas ou passivas) - dependente da polaridade da molécula - para uma absorção ideal, o fármaco deve ter um balanço ideal entre as características hidro e lipossolúveis: - deve ser hidrossolúvel o bastante para dissolver no meio → forma de administração como sais (cargas iônicas); e deve ser lipossolúvel o bastante para atravessar membranas → quanto mais carbono e mais enxofre, mais lipossolúvel - coeficiente de partição óleo/água (Cp): a preferência/facilidade da substância em se concentrar no óleo ou na água (basicamente, a relação entre as características hidro e lipossolúveis do fármaco) → para uma boa absorção, o fármaco deveria ter um Cp moderadamente elevado (uma lipossolubilidade alta mas, ao mesmo tempo, com uma dissolução boa em meio aquoso) - bases e ácidos fracos se dissociam de acordo com pH do meio → a quantidade de moléculas que se dissociam ou não depende do pH do meio (isso interfere na capacidade do fármaco ser absorvido, pois, dependendo do pH, o fármaco vai se encontrar em forma iônica ou não-iônica) Absorção e Vias de Administração ABSORÇÃO FATORES QUE MODIFICAM A ABSORÇÃO DE FÁRMACOS Solubilidade do fármaco Característica químicas do fármaco (pKa) - constante de dissociação (pKa): escala similar ao pH - os fármacos em geral são ácidos ou bases fracas e, quando em contato com uma solução, existem nas formas ionizada e não-ionizada. Dependendo do pH dessa solução e do pKa do fármaco ele terá maior ou menor ionização e isso vai influenciar na travessia pelas membranas biológicas. Ácidos fracos com pH menor que seu pKa tendem a se encontram na forma não ionizada Bases fracas com pH menor que seu pKa tendem a se encontrar na forma ionizada Ácidos fracos com pH maior que seu pKa tendem a se encontram na forma ionizada Bases fracas com pH maior que seu pKa tendem a se encontrar na forma não ionizada - compartimentos do organismo podem ter pH constante ou variável → atuam na ionização dos fármacos segundo seus pKa (proporção entre forma iônica e molecular variável dependendo do compartimento orgânico em que o fármaco se encontra) - a forma ionizada dos fármacos é mais hidrossolúvel → se o fármaco é muito hidrossolúvel, ele pode ficar aprisionado em meio aquoso (aprisionamento iônico) - exemplo: importante para excreção → dependendo do pH urinário, a substância se apresentará na forma ionizada ou não - a forma ionizada é melhor excretada pois é mais hidrofílica - mesmo que exista essa regra, existem transportadores de formas iônicas que facilitam a absorção, por exemplo, das substâncias mesmo em sua forma ionizada (menos lipofílica). Portanto, apesar de ser regra geral, ela não é absoluta. - influência no sítio preferencial de absorção A absorção da fenilpropanolamina acontece preferencialmente em áreas mais distais do TGI (pós duodeno) → pKa da molécula = 9,4, logo, haverá predomínio de sua forma não-ionizada em pH básicos (acima de 9-10), como o encontrado em áreas mais distais do TGI, assim, sendo melhor absorvida. - regra geral: quanto mais forte o caráter do eletrólito, menor sua absorção (menos substância em fórmula molecular) pH no local de administração/absorção - a alteração de pH podem modular efeito de fármacos - exemplo: anestésicos locais que são bases fracas (devem estar na fórmula não-ionizada para serem absorvidos pela membrana neuronal e, dentro da célula, devem sofrer ionização para que o íon bloqueie o canal de influxo de Na+ e, assim, interrompa a propagação do potencial de ação) → em tecido inflamados, o pH está abaixo de 7,4, fazendo com uma maior parte do anestésico se apresente na forma ionizada no tecido, dificultando sua absorção e, assim, necessitando de concentrações maiores/doses adicionais do fármaco para atingir o mesmo efeito. - - quanto maior o gradiente de concentração entre os compartimentos, maior tende a ser a absorção → maior a dose, maior a tendência de absorção - interações com alimentos → íons Ca2+, Fe2+/3+, Md2+ → leite: alta concentração de Ca2+ e pH alcalino que podem modular a absorção/efeito de fármacos - interações com outros fármacos - formação de complexos insolúveis que diminuem a solubilidade dos fármacos - alteração do pH local e motilidade devido a alimentação: gastrite, ingestão de fibras alimentares, ingestão de leite, anti-ácidos - propriedade explorada na prática clínica: administração de carvão ativado por via oral em casos de intoxicação exógena - principal determinante na velocidadede absorção - 90% da absorção no TGI acontece no intestino (mucosa intestinal - microvilosidades; superfície especializada para absorção) → absorção rápida otimiza os efeitos - superfície pulmonar e peritônio também possuem grande área de superfície permitindo absorção de fármacos - quanto mais irrigado o tecido, maior a chance do fármaco administrado ali ser absorvido → acesso mais fácil à corrente sanguínea - depende de fatores intrínsecos de cada tecido → exemplo: administração intramuscular (mais irrigado) tem melhor absorção/mais rápida que administração subcutânea (tecido pouco vascularizado) - o tamanho e a frequência de uso do músculo também expressam diferentes irrigações vasculares (aplicações em glúteo x aplicação em deltóide) - pode ser alterada por fatores extrínsecos: por patologias → hiperemia (aumento do fluxo sanguíneo) oriunda de inflação / por fatores externos → farmacológicos (vasodilatadores/vasoconstritores, cafeína) ou não (bolsa de água quente e bolsa de água fria) - as formas farmacêuticas facilitam ou limitam a dissolução do fármaco em meio aquoso Concentração do fármaco no local de absorção Inativação/degradação do fármaco (interações) Área da superfície de absorção Circulação local Forma farmacêutica FATORES FARMACOTÉCNICOS QUE INFLUENCIAM NA ABSORÇÃO - área de contato: quanto menor a partícula, maior sua velocidade de dissolução - polimorfismo: fármacos dispostos em cristais ou mais amorfos (menos regulares) - fármacos administrados na forma de sais tendem a ter uma maior solubilidade → dissociação em meio aquoso - sistemas de liberação controlada/retardada - volume de água na ingestão do medicamento → quanto menos água ingerida com o comprimido, menor as chances dele se desintegrar adequadamente no TGI (volume de água ideal: 250mL) - vias de administração alteram a velocidade e magnitude de absorção VIAS TÓPICAS: próximas ao alvo → não é necessário absorção (administração no local de ação) - cutânea (dermatológica), intranasal, auricular, oftálmico, vaginal (óvulo, comprimido, creme), peniana (intracavernosa), uretral - pomadas anti inflamatórias: administradas na pele mas precisam chegar ao músculo/tecido subcutâneo → não não precisar atingir a corrente sanguínea para atingir seu alvo de ação e ter seu efeito clínico esperado, diz-se que não há necessidade de absorção VIAS SISTÊMICAS: há participação da circulação sistêmica, portanto, há absorção 1) Vias enterais: envolvem participação do TGI → SL, oral, retal 2) Transcutânea (ou transdérmica): administração na pele, porém, o fármaco atravessa tecidos para atingir a corrente sanguínea (via sistêmica com aplicação tópica) 3) Parenteral: não há participação do TGI → SC, IM, IV, intradérmica, respiratória, intra-articular, epidural/intratecal, intracardíaca... VIAS ENTERAIS VO: principal via de administração de medicamentos usada - inclui a possibilidade de absorção do medicamento em TODO o TGI → cavidade oral, estômago, ID (maior parte da absorção), IG e reto - todo o trânsito pode levar de 1 a 3h em condições normais - esquema ao lado: 1) seta vermelha: liberação restritiva/seletiva -- revestimento entérico (1); ou liberação mais distais do TGI (2) 2) seta verde: liberação controlada (matriz polimérica) - liberando o fármaco aos poucos ao longo de todo o trajeto do TGI (liberação menor, porém constante) → possibilidade de ingerir o cp menos vezes pois tem o efeito mantido ao longo das horas 3) cápsula/maioria dos cp: desintegração no estômato e absorção no início do ID 4) solução: absorção mais rápida pois o medicamento já está em solução (dissolvido) → efeito clínico esperado mais rápido - desvantagens da VO: 1) efeito de primeira passagem hepática: metabolização do fármaco, pelo fígado, antes mesmo de chegar na circulação sistêmica ampla, o que pode diminuir a concentração disponível → por isso, em VO, as doses são relativamente altas pois já é calculado a perda do medicamento pelo MPPH Vias de Administração 2) metabolismo intestinal: do próprio intestino e também da microbiota 3) aumento da eliminação pré-sistêmica (antes de atingir a circulação ampla) 4) necessidade de dissolução do medicamento: no caso de formas sólidas 5) absorção varia com pH, presença de alimentos e motilidade do TGI 6) alguns fármacos podem causar irritação gástrica, êmese, diarreia (ex: AINES - AAS, diclofenaco; ACO - estradiol) 7) possibilidade de inativação de compostos (ex: insulina, heparina → uso da VO impedido) 8) pouca absorção de substâncias complexas (ex: neomicina, estreptomicina) → estruturas complexas e grandes, grupamentos que tornam a substância mais hidrossolúvel - vantagens da VO: 1) via de ação local no TGI (ex: antiácidos, ATM) 2) múltiplas opções de FF: possibilitando a administração de muitos fármacos diferentes e aumentando a possibilidade de perfis cinéticos diferentes (revestimento) 3) cômoda, bem aceita e acessível (baixo custo): a comunidade é a principal vantagem 4) possibilidade assistência em sobredose: administração de carvão ativado, indução do vômito, lavagem gástrica, sondagem Via SL: todo fármaco é absorvido na cavidade oral (não há deglutição) - assoalho oral é muito vascularizado permitindo a absorção - transporte transmucoso rápido → atravessam poucas camadas celulares para acontecer a absorção - fármacos muito hidrofílicos não podem ser administrados via SL → precisam de certa lipofilicidade para poder atravessar as camadas celulares; além disso, o medicamento precisa de uma certa facilidade de dissolução (dissolver apenas com a saliva) - vantagens: via bastante usada para casos emergenciais (ex: angina - vasodilatadores, pânico - bzdp); evita o MPPH - vvss do assoalho oral desembocam diretamente no coração Via RETAL: canal anal e do reto tem uma rede vascularizada muito grande - por conta da alta vascularização, há rápida absorção de fármacos administrados por essa via - vantagens: evita irritação gástrica e vômitos; rápida absorção; contorna o MPPH; administração em pacientes inconscientes ou não-colaborativo; uso comum em pediatria, geriatria e psquiatria - desvantagem: depende da dissolução e motilidade do TGI - formas farmacêuticas: supositórios e enemas → podem ter efeito local (ex: supositório de glicerina para facilitar a evacuação) ou sistêmico (ex: supositório de analgésicos e anti-inflamatório) VIAS PARENTERAIS: administração em compartimentos ou cavidades que não a enteral IV: administração feita direta em vasos (artérias ou veias) → intravenosa ou intra-arterial - IV dispensa absorção → direto na corrente sanguínea sistêmica; unica via que permite fármaco 100% disponível (dose administrada = dose disponível → sem perdas pré-sistêmicas) - permite melhor controle na manutenção de níveis plasmáticos (administração em bolo ou contínua) - via pode ser utilizada para hemoterapia: administração de soro, plasma, CH ou plaquetas VANTAGENS DESVANTAGENS Administraçãoem pacientes não cooperativos Administração de fármacos que são pouco absorvidos VO (ou que são inativados) Ação rápida (IV) ou retardada (SC, IM) Efeito local ou sistêmico Não sofre MPPH Sana problemas de adesão ao tratamento Permite a correção de desequilíbrio de fluidos Exige pessoal devidamente treinado Exige assepsia e pode gerar complicações correlatas a ela (flebites, infecções locais, sepse) Inconveniente cronicamente Reversibilidade complicada Desconforto e fobia - desvantagens: (1) necessita de veículo aquoso e a solução deve ser homogênea → obrigatórios (administração errônea pode causar embolia, obstrução de vasos, lesões endoteliais, etc) (2) pode causar alterações bruscas no pH e pressão osmótica, hemólise, liberação de substâncias endógenas, etc Administração intravenosa: diluição do fármaco na corrente sistêmica → conforme administrado, o fármaco vai sendo distribuído pelo organismo Administração intra-arterial: concentração pré-sistêmica do fármaco → concentração na periferia, para aí ser drenado pelas veias e ser levado para o coração IM: administração feita direta em vasos (artérias ou veias) → intravenosa ou intra-arterial - velocidade de ação da IM é menor que IV (absorção mais lenta) - FF: absorção rápida (aquosa/solúvel) ou lenta/mantida em depósito (oleosa cristalizada) - local da administração: absorção rápida (deltoide) ou lenta (glúteo) → diferenças na circulação local/tamanho do músculo - podem ser usados adjuvantes vasoconstritores: diminuição do fluxo sanguíneo local, reduzindo a velocidade de absorção (pode aumentar o efeito de longa duração) SC: ou hipodérmica - menor velocidade de ação se comparada com IM e IV - vantagem: depósito melhor tolerado (devido a menor vascularização) → liberação lenta e sustentada - fármacos podem ser administrados com adjuvantes proteolíticos (degradam componentes da matriz subcutânea) que aumentam a velocidade de absorção (absorção facilitada) - desvantagem: exclusivo para pequenos volumes VIA TRANSCUTÂNEA: há transposição da pele íntegra pelo fármaco para atingir a circulação - os fármacos precisam ter alta lipossolubilidade - absorção lenta e sustentada - vantagem: evita MPPH; comodidade; alta adesão e controle do tratamento - desvantagem: considerar a atividade metabólica da pele e alterações estruturais locais - adjuvantes podem facilitar a penetração cutânea - deve ser multifatorial e individualizada. Levar em conta: - natureza do fármaco e forma farmacêutica - ação desejada e alvo (sistêmica ou local) - rapidez e duração do efeito - idade e condições do paciente - duração do tratamento - adesão ao esquema terapêutico Escolha da via de administração - principais diferenças das vias de administração clássicas: (1) pico máximo de concentração plasmática; e (2) velocidade de absorção e duração do efeito IV: não tem absorção, portanto, a curva já começa na concentração máxima; como não tem perda do fármaco, a disponibilidade é sempre maior em relação às outras vias; a partir do momento da administração, a concentração plasmática do fármaco só diminui (primeira queda é brusca) IM: chegada relativamente rápida ao sangue com um pico máx alcançado em curto tempo sempre menor do que o alcançado pelo IV; redução da concentração mais sustentada ao longo do tempo SC: Pico máx menor do que o do IM e alcançado com mais tempo; duração do efeito maior pois o fármaco é liberado aos poucos (concentrações plasmáticas do fármaco mais altas durante mais tempo) VO: curva mais achatada - pico mais demorado para acontecer (1-2h) e menor do que todas as vias (várias perdas); concentração mantida com pouca variação por um tempo maior - após a absorção, concentrações do fármaco precisam chegar ao tecido alvo - quantidade do fármaco que chega ao sangue → proporção do fármaco que foi administrado que está realmente disponível - quantidade do fármaco que não foi inativado que chega à corrente sanguínea → perdas: 1) perdas na dissolução: nem todo o fármaco administrado sofre dissolução 2) perdas devidas ao esvaziamento gástrico 3) perdas devidas à metabolização no intestino e regras de absorção 4) perdas devidas ao MPPH e excreção hepática biodisponibilidade sistêmica: proporção do fármaco ativo que chegou na circulação sistêmica → conceito mais relevante e mais usado biofásica: quantidade do fármaco que chega ao local de ação → conceito menos usado (mais aplicado a órgãos/sistemas/tecidos de difícil acesso FATORES QUE ALTERAM A BIODISPONIBILIDADE: 1) Relacionados à forma farmacêutica: - estado físico: em teoria, uma forma líquida é absorvida mais rapidamente e melhor quando comparado à uma forma sólida; a chance de uma parcela de um cp não se dissolver e ser absorvido é grande, o que pode diminuir sua BD - excipientes e veículos: podem alterar a absorção do fármaco, assim, podem modular a BD 2) Relacionados ao fármaco: - inativação no TGI: altera absorção, altera BD - absorção incompleta: inativações, características químicas, tamanho - MPPH 3) Relacionados às interações no TGI: - interações com alimentos ou com outras drogas: altera absorção, altera BD 4) Relacionados ao paciente - pH local - fluxo sanguíneo - estrutura local - variação genética - patologias Distribuição e Biodisponibilidade BIODISPONIBILIDADE (BD) IMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS DE BIODISPONIBILIDADE: prevêem o funcionamento do fármaco e um regime para o paciente que precisa usá-lo continuamente 1) saber a duração dos efeitos dos fármacos 2) a relação entre a concentração sérica e os efeitos clínicos dos fármacos - AUC: quantidade do fármaco disponível - na administração IV, a fase pré Cmáx não existe - o Tmáx é o tempo necessário para ser atingido o Cmáx - janela terapêutica: intervalo entre [mín] no sangue para o fármaco ter efeito (CEM para resposta desejada) e [máx] para não haver intoxicação (CEM para resposta adversa) → quanto mais ampla a janela terapêutica, menor a chance de haver intoxicação. - índice terapêutico: segurança no uso do fármaco → quando maior o IT, maior a segurança; fármacos com alto IT têm janela terapêutica ampla - fármacos de baixo IT requerem monitorização terapêutica (dosagem sérica) - baixo IT e JT: cardiotônicos, anticonvulsivantes, anticoagulantes - estudos de BD podem comparar formas de administração dos fármacos → regra geral: quanto maior a administração de um fármaco, maior tende a ser sua BD (desconsidera efeitos como o MPPH) - estudos de BD podem comparar a bioquequivalência entre medicamentos diferentes administrados pela mesma via → bioequivalência requer o perfil cinético idêntico (não só a BD - fármacos podem ter a mesma BD mas o resto do perfil cinético totalmente diferente) - alguns fármacos podem ter baixo IT e/ou alta variação na absorção (ex: digoxina) → esses fármacos têm manipulação restritaTEMPO DE MEIA-VIDA E REDUÇÃO DA CONCENTRAÇÃO SÉRICA: - t1/2: tempo para a [sérica] cair pela metade → característico de cada droga (determinado em estudos) - t1/2 depende da distribuição e eliminação do fármaco → em geral, fármacos que são eliminados rapidamente tem o t1/2 curto; fatores que alteram a distribuição também alteram t1/2 - 2º gráfico: em geral, os fármacos precisam de 5 t1/2 para sua eliminação completa do organismo - exemplo → pacientes em uso de AAS tem que ficar cerca de 10d sem a medicação antes de exames de coagulação (esperar a eliminação completa do fármaco para que não haja interferência do mesmo no exame); há também necessidade de suspensão antes de procedimentos cirúrgicos, por exemplo - estudos de t1/2 predizem duração de efeito e regime posológico (gráfico abaixo) → em geral, o regime posológico é parecido com o t1/2 - menor t1/2, maior flutuação plasmática linha azul: administração em 24h foge da JT linha vermelha: tanto pico quanto vale ocorrem dentro da JT → administração do fármaco no mesmo regime de t1/2 → em 5 t1/2, é atingido um equilíbrio (flutuação mais estável e dentro da JT) linha preta: infusão IV contínua → menor oscilação possível, meio da JT (menor risco de cair para concentrações sub efetivas ou tóxicas) “ESQUECI DE TOMAR O MEDICAMENTO NA HORA CERTA, O QUE FAZER?”: - em geral: tomar assim que possível → para manter a [sérica] - para fármacos mais tóxicos (ou se eu não sei qual é o fármaco): esperar o próximo horário - conceito: transporte do fármaco entre compartimentos corpóreos diferente → para alcançar o efeito terapêutico, o fármaco deve deixar o meio intravascular para o tecido alvo - reservatório: fármaco que é transportado do sangue para outro tecidos (diferentes do alvo) - apenas formas livres dos medicamentos migram entre compartimentos - composição corporal de água é maior em neonatos; em geral, também é maior em homem do que em mulheres - composição de gordura corporal é maior em idosos e, em geral, maior em mulheres do que em homens - volume “padrão”: 42L (adulto de 60kg) 1) Transportadores carreadores de soluto (SLC) - a favor do gradiente de concentração → transporte passivo ou ativo secundário; transportadores saturáveis (além de certo nível, o transporte se estagna) - localização: intestino, rim, fígado, SNC - transportam tanto substâncias endógenas quanto exógenas (fármacos) - possuem duas grandes famílias: A) OCTs (cátion orgânicos): dopamina, colina, metformina, cisplatina, cimetidina B) OATs (ânions orgânicos): uratos, prostaglandinas, probenecida, penicilina - pode ser interferido por polimorfismos dos transportadores, fazendo-os menos eficientes no transporte de fármacos → ex: OCT1 no hepatócito para modular entrada de metformina - pode ser interferido por competição ao mesmo transportador → ex: nefrotoxicidade causada pela cisplatina (transportador OCT2) e sua competição com a cimetidina DISTRIBUIÇÃO DE FÁRMACOS Translocação seletiva de fármacos 2) Transportadores de ligação com ATP (ABC) - contra o gradiente de concentração → transportadores ativos e saturáveis - localização: rim, TGI e SNC - tipo: glicoproteína P → seletividade de barreiras (SNC - BHE), resistência (câncer), presença em microorganismos que exibem resistência à ATBs - os transportadores seletivos são importantes em todas as etapas de transporte: absorção, metabolismo, excreção e distribuição - fármacos apresentam preferências por compartimentos → características intrínsecas de fármacos e tecidos - quanto maior a lipossolubilidade, menor a [sérica] → fármaco mais concentrado nos tecidos - a afinidade de fármacos por compartimentos específicos é regida pela polaridade do fármaco e a capacidade de interação com componentes do organismo (proteínas plasmáticas, tecidos específicos - ósseo, adiposo, etc) FATORES DETERMINANTES PARA DISTRIBUIÇÃO:(1) afinidade por proteínas e componentes plasmáticos (2) permeabilidade em barreiras biológicas naturais PROTEÍNAS PLASMÁTICAS (PP): viabilizam o transporte em meio líquido - carreadora de drogas lipossolúveis - a parte do fármaco ligado a PP é inativa, apenas a fração livre conta como a concentração efetiva no plasma - ligação às PPs: - aumentam a solubilidade aparente do plasma - diminui a saída do fármaco da circulação → diminui a difusão para os tecidos - diminui o metabolismo e excreção (aumenta a meia vida) - aumenta a permanência do fármaco na corrente sanguínea → atua como reservatório, liberando o fármaco aos poucos das PP - diminui o efeito terapêutico → menos quantidade de fármaco livre para ação - principais componentes de transporte: podem ter funções gerais (como a albumina) ou serem transportadores específicos (como a transferrina); ligação saturável 1) Albumina (4,6g/100ml): transporta com droga ácidas; possui dois sítios de ligação 2) Alfa 1-glicoproteína ácida: transporta drogas alcalinas 3) Lipoproteínas: transportam drogas lipofílicas e não-ionizadas - alterações nas proteínas plasmáticas que geral efeitos na distribuição: 1) Hipoproteinemias facilitam efeitos tóxicos: aumentam a fração livre do fármaco (farmacologicamente ativa). Podem acontecer devido: - diminuição na síntese dessas proteínas: desnutrição, hepatopatias, idade (jovens e idosos) - aumento da saturação das PP: aumento de lipídeos, aumento de bilirrubina (oriundo de hemólise), presença anormal de albumina fetal (com menos sítios de ligação), gestação (altos níveis de hormônios que ocupam sítios de ligações das PP) - aumento da eliminação de proteínas: nefropatias (proteinúria) - fatores gerais: queimaduras, inflamação, distúrbios tireoidianos, IAM (aumento de alfa 1-glicoproteína ácida → diminui a [propranolol] livre) Distribuição seletiva de fármacos 2) Disputa por sítios de ligações das PP: deslocamento de fármacos → interações que podem aumentar a [sérica] livre (aumenta efeito; aumenta eliminação) - ex: deslocamento de varfarina que pode levar à hemorragias não esperadas BARREIRAS ENTRE COMPARTIMENTOS: restringem o acesso de substâncias (endotélio é muito permeável - as barreiras contornam esse fato) → individualizam sistemas; têm funções protetora e seletiva 1) Barreira hemato-encefálica (BHE): - presença de junções oclusivas e astrócitos periendoteliais - diminui a passagem de substâncias exógenas e endógenas - mantém o microambiente nervoso - para garantir acesso à BHE: quanto mais lipossolúvel, mais fácil o acesso; algumas regiões do SNC tem a BHE não tão rigorosa/seletiva (zona gatilho do vômito - maior permeabilidade) - extrusão por glicoproteínas P: ex: loperamida → fármaco atravessa a BHE mas é “jogada para fora” pela glicoproteína P; assim, o fármaco não apresenta o efeito analgésico característico do opióide mais ainda manifesta seu “efeito colateral” de constipação/diminuição da motilidadedo TGI - aumento na permeabilidade da BHE: diminuição da integridade da BHE, aumentando a vulnerabilidade → ex: TCE, estresse, infecções, inflamações (meningites) 2) Barreira placentária: proteção de tecidos fetais - isola a circulação materna da fetal → limita a chegada de componentes exógenos até o feto - permeável a anticorpos (IgG), microorganismos (varíola, herpes, toxoplasmose), hormônios - barreira física e metabolicamente ativa (ao contrário da BHE) → enzimas que degradam substâncias que eventualmente a atravessem - importância toxicológica: fármacos que podem causar toxicidade ao feto ou teratogênese → farmacologia da gestação - tecido adiposo pode concentrar fármacos e “distribuir” - pode provocar o sequestro de fármacos lipossolúveis (apolar) - diminui [sérica], diminui efeito, diminui eliminação (aumenta meia vida) - a quantidade varia de acordo com idade, gênero e obesidade - ex: LSD (flashbacks), anestesia (obesidade), DDT (toxicidade) - acúmulo em outros tecidos: cloroquina no fígado; tetraciclina nos dentes - relaciona a presença extravascular do fármaco → volume hipotético (aparente) necessário para dissolver todo o fármaco do organismo em contração igual [sérica] - Vd alto: baixa [sérica]; alta [tecidual] // Vd baixo: alta [sérica]; baixa [tecidual] - quanto maior a [tecidual] ou menor [sérica], maior o Vd Reservatórios corporais Volume de distribuição (Vd) - biotransformação (ou metabolismo) + excreção (ou depuração) = fase de eliminação do fármaco - eliminação de fármacos: processo de modificação molecular e saída do organismo - todas as células podem ter participação em metabolismo de fármacos → tecidos mais especializados em metabolismo: envolve fígado (principalmente - central metabólica do corpo), pulmões, TGI, pele, placenta - função do metabolismo: em geral → reduzir a atividade biológica (apesar de nem todo fármaco diminuir a atividade biológica após a metabolização - alguns podem ter a capacidade até mesmo aumentada, ou não alterada) e aumentar a polaridade (viabilizando a excreção) - apenas o fármaco em administração endovenosa não sofre ação do metabolismo de um órgão antes que chegue ao plasma → todos os compartimentos destacados em vermelho possui alguma atividade metabólica e transformam o fármaco que foi administrado antes de que ele alcance sua concentração plasmática - vias principais de eliminação: urina, fezes (principais formas de excreção), leite/suor/lágrima, ar expirado → fármacos altamente polares são bem eliminados (fármaco não consegue mais atravessar as membranas, por sua alta polaridade, e a mesma polaridade confere sua concentração na urina - altamente aquosa) - principal órgão com atividade metabólica e enzimática - transportadores de membrana: aumentam a capacidade dos fármacos de entrarem nos hepatócitos → SLC (passivos) e ABC (ativos) - aumentam a captação de xenobióticos - captação de formas dissolvidas no meio aquoso e ligadas a proteínas plasmáticas (principalmente, os ABC) - podem existir substâncias que competem pelo transporte → alteração de metabolismo - atividade metabólica hepática → enzimas microssomais (enzimas relacionadas principalmente ao retículo endoplasmático) - reações de FASE I e FASE II - metabólitos podem ser liberados na bile (liberados na vesícula biliar - já induz os metabólitos para a excreção pelas fezes) ou no sangue (características das substâncias são alteradas porém elas são devolvidas ao sangue) REAÇÃO DE FASE I DO METABOLISMO: - degradação molecular e causar grandes alterações químicas (gera grupos altamente reativos que viabilizam as reações de fase II) → pode gerar metabólitos inativos ou ativos - exemplo de reações: hidrólise, hidroxilação, dessulfuração, metilação, desalquilação, oxirredução (epoxidação, sulfoxidação, hidroxilaminação) - enzimas específicas: família de enzimas CITOCROMO P450 OXIDASE (CYP) - a maioria tem capacidade de causar reações de oxirredução (reações mais complexas) → reações mais simples exigem enzimas mais simples (envolvimento de esterase, amidase, etc) que, normalmente, não fazem parte do CYP Biotransformação e Excreção BIOTRANSFORMAÇÃO (metabolismo) Metabolismo hepático - praticamente todos os fármacos que se tem conhecimento têm alguma reação de sua metabolização mediada pelo CYP - principal característica do CYP: capacidade de metabolizar substâncias altamente lipossolúveis → localização: membrana do retículo endoplasmático (característica apolar) - composição: ferroprotoporfirina: átomo de ferro confere às enzimas da CYP atuar com mecanismos de oxirredução → a presença de Fe favorece o transporte de elétrons que é necessário para reações de oxirredução que podem acontecer durante a Fase I do metabolismo de fármacos - CYP tem mais de 100 isoformas e é a principal via enzimática de Fase I → as isoformas são nomeadas de acordo com particularidades de sua composição química → uma isoforma pode metabolizar várias substâncias e uma substância pode ser metabolizada por várias isoformas REAÇÃO DE FASE II DO METABOLISMO: - reações de conjugação (acoplamento ou fase sintética) → não tem alterações muito radicais na estrutura da substância; essa fase só adiciona grupos à substância - especialmente no fígado - agregam estruturas polares endógenas para promover o aumento da hidrossolubilidade → no intuito de facilitar a excreção - grupos reativos servem como pontos de acoplamento para os aglomerados polares que serão adicionados ao fármaco (grupos adicionados na fase I) - conjugação também elimina compostos altamente reativos → radicais livres - ex: glicuronídeo, glutationa, sulfato, acetil - a conjugação com ácido glicurônico (glicuronidação) é a forma mais comum ácido glicurônico de conjugação principal agente na fase II - facilita a eliminação urinária (gera compostos muito hidrossolúveis) - ex de subst que são acopladas ao ác glicurônico: tiroxina, morgina, bilirrubina - acoplamento com glutationa: exerce função antioxidante em compostos altamente reativos (presença de enxofre em sua molécula); serve como uma via rápida de ligação a compostos altamente reativos → a alta concentração de glutationa no tecido hepático (arsenal antioxidante) reduzir a magnitude de danos por sobrecarga hepática → EPOCLER e XANTINON: alta quantidade de metionina, rica em enxofre, que é importante para uma super produção de glutationa no fígado para tentar contrabalançar possíveis sobrecargas hepáticas - exemplo de importância da conjugação com glutationa: metabolização de paracetamol - NAPQI: metabólito tóxico gerado por fase I → normalmente ele é rapidamente acoplado com glutationa (neutralizando a atividade e prontamente eliminado pela urina) - uso exacerbado (concentrações muito altas) de paracetamol: depleção total do estoque de glutationa hepática → NAPQI permanece altamente reativo (macromolécula nucleofílicacelulares), aumentando a chance de dano e morte celular - esse exemplo justifica a toxicidade do paracetamol - álcool também é neutralizado por glutationa - metabolismo de primeira passagem: principalmente após administração VO → ação de fígado, pulmões intestino - acontece ainda na fase de administração (antes de chegar na corrente sanguínea sistêmica)→ diminui a biodisponibilidade oral - para burlar esse processo, a dose de administração via oral deve ser muito maior do que a necessária para que o fármaco exerça seu efeito terapêutico → ex: estradiol (ACO) - 95% da concentração do fármaco se perde no MPP, portanto, a dose calculada para a administração deve considerar essa perda - exemplos de fármacos que sofrem eliminação de primeira passagem significativa: aspirina, isossorbida, levodopa, lidocaína, metoprolol, morfina, propranolol, salbutamol, verapamil - fármacos que são administrados em suas formas inativas e precisam passar pelo metabolismo → só após o metabolismo são “liberadas” suas formas ativas - a ativação do fármaco aumenta a biodisponibilidade (maior fração de fármaco ativo vai atingir a circulação sistêmica) e aumenta a meia-vida (enquanto o fármaco está sendo metabolizado, ele estará gerando formas ativas) - o pró-fármaco se aproveita da eliminação de primeira passagem: o fármaco não se perde no MPP, ele é induzido à sua ativação → contorna e depende da eliminação pré-sistêmica - para a VO, a ativação do fármaco é mais rápida (passa mais rápido pela MPP) e, consequentemente, o fármaco estará biodisponível mais rapidamente → quanto maior a ativação feita pelo metabolismo hepático, mais biodisponível será esse fármaco INDUÇÃO ENZIMÁTICA: - acontece principalmente envolvendo fármacos lipofílicos → (um dos mecanismos) atravessam a membrana das células e organelas, se ligando a fatores de transcrição e facilitando a transcrição de um determinado RNAm (isso pode acontecer inespecífica ou especificamente) - fármacos podem atuar na indução da transcrição de RNAm relacionados com a produção de enzimas da CYP - o fármaco que induziu a produção enzimática pode ser metabolizado por esse enzima em que ele teve interferência → logo, a longo prazo, a indução enzimática pode alterar o metabolismo do fármaco que está provocando tal indução (mais enzimas sendo produzidas, mais fármaco sendo metabolizado, menor biodisponibilidade) ou de outros fármacos metabolizados por essa mesma isoforma de enzima - possíveis consequências da indução enzimática: perda de efeito - metabolização mais rápida de fármacos diferentes daquele que foi o indutor e são metabolizados pela mesma isoforma → tolerância cinética (tolerância de efeito que não é fisiológica, é resultado de interações cinéticas) Eliminação pré-sistêmica O caso dos pró-fármacos Alterações enzimáticas e metabolismo - exemplos de fármacos indutores enzimáticos: carbamazepina (altera carbamazepina, clonazepam, itraconazol); erva-de-são-joão (altera alprazolam, ciclosporina, digoxina, indinavir, ACO, ritonavir, sinvastatina, tacrolimo, varfarina); fenilbutazona (altera aminopirina, cortisol, digitoxina); fenitoína (altera cortisol, dexametasona, digitoxina, itraconazol, teofilina); fenobarbital e outros barbitúricos (barbitúricos, cloranfenicol, anticoagulantes cumarínicos, estradiol, itraconazol, fenitoína, testosterona); rifampicina (anticoagulantes cumarínicos, digitoxina, glicocorticóides, metadona, metoprolol, ACO) - outros indutores enzimáticos: couve de bruxelas, substâncias presentes no cigarro, álcool, benzopireno presente em alimentos muito queimados (carne muito passada, por exemplo) INIBIÇÃO ENZIMÁTICA: - competem por uma mesma enzima - como substratos ou inibidores - queda esperada no metabolismo (da mesma substância ou de uma outra substância que seja metabolizada pela mesma isoforma da enzima) → acúmulo da substância no organismo: aumento da concentração plasmática, aumento de tempo de meia-vida, possível aumento da toxicidade (importante para fármacos com índice terapêutico/margem de segurança estreita) - principais inibidores enzimáticos: cetoconazol, cimetidina, dissulfiram, itraconazol (outras substâncias: suco de pomelo, canabinóides) USO TERAPÊUTICO E IMPLICAÇÕES DE INIBIÇÃO/INDUÇÃO ENZIMÁTICAS Sintomas da bebedeira (ressaca) potencializados pela inibição da aldeído desidrogenase (aumenta [acetaldeído] → reforço negativo para uso de álcool POLIMORFISMO GENÉTICO E VARIAÇÃO INDIVIDUAL - FARMACOGENÉTICA: - farmacogenética: avaliação individual das características genéticas do indivíduo para determinar/´rever que tipos de ajustes precisam acontecer nos regimes posológicos dos fármacos para que os mesmos alcancem o efeito biológico esperado (“padrão”) - taxas metabólicas diferentes para o mesmo fármaco considerando-se uma mesma população - ex: 10% da população é resistente aos efeitos da codeína → CYP2D6: pessoas podem ter o perfil enzimático ‘normal’, ultrarrápido ou pobres: pobres - pouco metabolismo na codeína, ativação menor de codeína em morfina, portanto, menor efeito analgésico // ultra rápidos: rápida metabolização de codeína em morfina (o que pode gerar uma intoxicação, mas isso não é comum), aumento da velocidade de eliminação da morfina o que pode fazer com o que o efeito do fármaco acabe mais rapidamente, mesmo que ele seja mais intenso - há também variações interespécies (paracetamol pode ser administrado em humanos mas não pode administrado em felinos - deficiência enzimática no sistema do acoplamento de glutationa) e intra-espécies/variações étnicas (etnia, gênero, idade, outros) - asian flush - metabolização do álcool: em geral, asiáticos têm uma expressão menor de aldeído desidrogenase - em geral, homens tendem a ter uma taxa mais alta de metabolismo quando comparada à das mulheres - adultos têm uma atividade metabólica considerada ótima quando comparada às idades extremas (idosos e crianças muito jovens) - outras situações que levam a alterações no metabolismo: desnutrição, tabagismo, contaminação por chumbo, alterações climáticas - principal via: URINÁRIA (eliminação de compostos polares devido a composição aquosa da urina) - outras: fecal (polares e apolares), pulmonar (gases), mamária, lágrima e suor EXCREÇÃO DE FÁRMACOS INALTERADOS: - existem fármacos que podem ser excretados em sua forma inalterada - exige balanço entre as características polares e apolares: garantir, ao mesmo tempo, a possibilidade do fármaco atravessar membranas (apolar) e poder ser eliminado sem que haja qualquer transformação em sua característica química (polar) - em geral, podem ser reabsorvidos antes da excreção (tendência) - exemplo: ATB de ação nasvias de excreção (chegam ativos no local de ação e a reabsorção garante com que eles fiquem mais tempo agindo no local que devem agir) - exemplos de fármacos que são eliminados praticamente inalterados na urina: (100-75%): furosemida, gentamicina, metotrexato, atenolol, digoxina; (75-50%): benzilpenicilina, cimetidina, neostigmina → eliminação depende diretamente da função renal: maior diurese (produção de urina), mais substância liberada EXCREÇÃO POR MEIO DE TRANSPORTADORES ESPECÍFICOS OU DIFUSÃO: - transporte livre de compostos lipofílicos para a via urinária (forma inalterada ou com pouca alteração) → difusão - secreção tubular de compostos altamente hidrofílicos (formas conjugadas) → transportadores (como estão associados com estruturas grandes e polares, não conseguiriam passar por difusão pela membrana, então, necessitam de um transportado) - o bloqueio destes transportadores altera a eliminação das substâncias Esquema geral (resumo) VIAS DE ELIMINAÇÃO (excreção) - o rim recebe cerca de 20% do débito cardíaco → quantidade grande: o que confere ao rim uma capacidade de depuração muito grande (alto clearance) - varia com as cardio e nefropatias FILTRAÇÃO GLOMERULAR: - representa em torno de 20% da depuração de fármacos → não é o principal mecanismo de excreção de fármacos na urina - atua em drogas lipossolúveis (droga precisa ainda atravessar membranas do glomérulo) e de baixo peso molecular - atravessam fármacos livre no plasma → proteínas plasmáticas (moléculas grandes) não atravessam os capilares glomerulares em situações fisiológicas - taxa de filtração glomerular varia com a pressão sanguínea → pressão sanguínea aumentada gera uma força adicional que ‘empurra’ o soluto para a filtração glomerular (pode favorecer a drogas que não seriam filtradas normalmente a serem filtradas, como de PM maior ou menos lipossolúveis) SECREÇÃO TUBULAR: - representa 80% da depuração renal dos fármacos → principal mecanismo - processo dependente de transportadores específicos de membrana ativos e passivos → a presença de transportadores ativos nessa porção tubular do rim permite que formas ligadas à proteínas plasmáticas também sejam secretadas para a urina em formação - a presença de transportadores viabiliza a passagem do sangue para urina de moléculas grandes e polares (fármacos conjugados → glicuronídeos e glutationa) - processo deficiente em neonatos → ainda não possuem maturação adequada da via urinária - interações entre substâncias pode alterar o transporte de fármacos para a urina: competição por transportadores → antibióticos esterificados com probenecida (1) Probenecida bloqueia o transportador OAT1/3: impede que os ATB beta-lactâmicos sejam secretados para urina → aumenta a concentração plasmática desses ATBs reduzindo a sua eliminação (aumenta a duração de efeito atrasando sua eliminação urinária por um mecanismo de competição); (2) Probenecida bloqueia o URAT: impede a reabsorção de ácido úrico → aumenta a eliminação do ácido úrico pois ele não consegue ser reabsorvido (uricosúria) e reduzindo sua concentração plasmática Excreção urinária REABSORÇÃO TUBULAR: túbulo contorcido distal - formas polares são pouco reabsorvidas → há um aprisionamento iônico das formas polares na urina (que tem composição extremamente aquosa) - o pH da urina pode ser alterado com alimentação ou medicamentos - urina ácida → dieta proteica; urina alcalina → vegetarianos - alcalinização da urina com administração de bicarbonato de sódio → aprisionamento iônico de fenobarbital (ácido fraco) na urina para facilitar sua eliminação em casos de intoxicação - acidificação da urina viabiliza a eliminação de anfetamina (base fraca) e, consequentemente, diminui sua concentração plasmática e resposta psicológica (efeito) → ácido ascórbico (vitamina C) pode ser usada para acidificação da urina - bases fracas: em pH baixo, maior quantidade de formas iônicas (polares), diminui a reabsorção e aumenta a excreção DEPURAÇÃO RENAL: clearance - indica a remoção completa de um soluto em um volume durante um determinado tempo → traduz a capacidade funcional do rim - aumento da depuração gera aumento da eliminação do fármaco e, consequentemente, a diminuição de sua meia vida → quanto mais eliminado, menos ele fica no sangue - o aumento da idade gera uma diminuição na capacidade de depuração renal → o mesmo fármaco, na mesma dose, administrado em um adulto jovem e em um idoso terão efeitos diferentes pois a taxa de depuração do mesmo será diferente (a tendência é que as concentrações plasmáticas sejam maiores por mais tempo em idosos pois o clearance renal é menor) - insuficiência renal: queda significativa e patológica do clearance renal → HEMODIÁLISE - clearance de creatinina → creatinina é utilizada como padrão para determinar a capacidade funcional do rim) VIA BILIAR-FECAL: ciclo de retenção entero-hepático - compostos polares podem ser excretados na bile na forma de conjugados com ácidos biliares - ciclo de retenção: substância eliminada na bile → sofre metabolismo da microbiota presente no intestino → volta a forma ativa do fármaco → reabsorção sistêmica pela veia porta hepática → retenção entero-hepática (não acontece com todos os fármacos) - hepatites, cirrose e presença de cálculos biliares podem ter a eliminação biliar de fármacos prejudicada - eliminação biliar → culmina na eliminação fecal - via não muito importante para humanos mas muito importante em ruminantes ELIMINAÇÃO NO LEITE: pH = 6,8 (levemente ácido) - pH do leite pode variar com algumas situações → exemplo: mastite acidifica o leite - via de grande importância toxicológica para lactentes (exemplo: esteróides) - pH > 7: elimina ácidos → varforina, barbitúricos - pH < 7: elimina bases → morfina, BZDs Outras vias de excreção ELIMINAÇÃO PULMONAR: principalmente para gases anestésicos (óxido nitroso), medicamentos inalatórios, etanol (“bafo de bêbado”) - pacientes com diminuição na FR irão apresentar uma menor taxa de eliminação desses fármacos ELIMINAÇÃO SUDORÍPARA/SEBÁCEA: de pouca importância em humanos - estudos para desenvolvimento de protetores solares de administração oral → substância que seria altamente eliminada por essa via e substituiria a aplicação tópica - situações em que certos fármacos passam a se acumular no organismo, devido ao uso prolongado, e devido à alteração na sua cinética de eliminação → competição exacerbada por transportadores, capacidade insuficiente de metabolismo (muito específico de cada fármaco e de cada pessoa que o utiliza) - aumento da saturação de proteínas plasmáticas e depósitos teciduais fazendo com que as concentrações plasmáticas não atinjam um equilíbrio Fármacos com cinéticalinear são mais previsíveis → comportamento de fármacos com cinética de saturação mostram um acúmulo cada vez maior com o uso da substância (equilíbrio não é alcançado) - danos hepáticos e renais: aumentam a concentração plasmática - o controle rigoroso de dose e regime posológico é essencial em pacientes com essas alterações patológicas Fármacos com cinética de saturação Alterações na cinética de eliminação
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