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Giovanna Rêgo 16/04/2020 [Glicosídeos_cardiotônicos] Resumo de farmacognosia Giovanna Rêgo Os glicosídeos cardiotônicos sempre serão conjugados. Sua principal função é aumentar a tonicidade cardíaca, ou seja, melhora a performance (tônus) do m. cardíaco. Porém, tem alto nível de toxicidade cardíaca. Isto ocorre, pois, seu índice terapêutico é majoritariamente baixo, já que a dose efetiva terapêutica é muito próxima da dose tóxica. O índice terapêutico é calculado dividindo a dose tóxica pela dose efetiva. IT = dose tóxica dose efetiva Por conta disso não pode ser feito o uso destes ativos em forma de chá, já que não se sabe a quantidade que tem no extrato. Trazendo um grande risco para quem o ingerir por não saber se está dentro da dose efetiva ou da dose tóxica, que são muito próximas. Ele também pode ser chamado de glicosídeo esteroidal (vem da sua estrutura pois se assemelha a estrutura de hormônios com características lipofílicas), glicosídeo digitálico (vem do gênero Digitalis, nome restrito a ativos vindos de plantas deste gênero) ou glicosídeo cardioativo (= a cardiotônico). Glicosídeos cardiotônicos são encontrados somente em angiospermas, vegetais altamente superiores. Possuem frutos e flores. Todos os órgãos vegetais possuem um percentual pequeno de cardioativo, logo, ele está em pequenas quantidades pela planta. Diferente dos alcalóides que tem abundantes quantidades em partes das plantas Este grupo possui três porções em sua estrutura: - Anel lactônico; - Núcleo esteroidal; e - Açúcar (pode ou não aparecer). Em relação aos açúcares, eles podem ter até 4 oses ligadas. Quando esta parte é formada somente por glicose chamamos de GLICOSÍDEOS, e quando Giovanna Rêgo 16/04/2020 ela é formada por outros açúcares chamamos de HETEROSÍDEOS. Nas moléculas que não possuem a porção de açúcar chamamos de AGLICONA, que significa sem (a-) açúcar (-glicona). VER NO FÓRUM A PERGUNTA SOBRE AS HIDROXILAS PARA ESCREVER AQUI. O nome esteroidal vem da palavra esteroide, já que o núcleo esteroidal se assemelha muito com a molécula de colesterol, trazendo uma característica lipídica para esta porção da molécula. Para ser uma genina de cardioativo precisa ter: - Esqueleto tetracíclico característico dos esteroides; - Ter no mínimo duas hidroxilas; - Ter uma metila; e - Ter um anel lactônico. Já para os anéis lactônicos, designamos que quando o anel possui 5 “lados”, pentagonal, chamamos de CARDENÓLIDOS, e quando ele possui 6 “lados”, hexagonal, chamamos de BUFODIENÓLIDOS. Os cardenólidos são os mais presentes na natureza. Os cardioativo tem a capacidade de agir no músculo cardíaco, ou seja, a capacidade de ativar os barorreceptores, ativando a contratilidade cardíaca. Esse grupo precisa, então, de uma estrutura química capaz de complexar o receptor cardíaco e aumentar a força de contração. Então o aumento de tonicidade é a capacidade de aumentar contração, fruto da sua capacidade de interação com os receptores cardíacos. Os heterosídeos cardioativos são mais potentes que a genina correspondente. Heterosídeo cardioativo = genina (anel lactônico e núcleo esteroidal) + açúcar. Quem exerce a ação no músculo cardíaco é a genina. Então pode-se concluir que: - Genina: tem ação cardíaca - Açúcar: não tem ação cardíaca - Genina e açúcar: aumento da ação cardíaca Por que o açúcar potencializa a ação dos cardioativos? As hidroxilas do açúcar favorecem a estereoquímica, ou seja, a afinidade com o receptor. Aumentando a força de ligação porque todas as hidroxilas fazem pontes de hidrogênio com o receptor e deixam uma ação mais potente. 1 – A presença do açúcar faz pontes de hidrogênio com o receptor, potencializando a ação da genina. Outro aspecto é que quanto mais açúcar se tem, maior a solubilidade, mais hidrossolúvel/polar. Se na molécula do cardioativo não houver açúcar, ou seja, for uma aglicona, a molécula terá baixa polaridade. 2- Quando a molécula possui a parte de açúcar, aumenta a sua hidrossolubilidade, tornando-a polar. Na falta do açúcar, a molécula é de baixa polaridade. Também deve-se observar como o ciclo lactônico está presente. A atividade cardiotônica da genina Giovanna Rêgo 16/04/2020 só ocorre por conta do heteroátomo (-O-) desta porção da molécula. Isto se dá pela polarização que este oxigênio traz à molécula. Próximo do receptor, quando começam a ocorrer as pontes de hidrogênio, este heteroátomo se abre, ativando o receptor pela troca iônica. Se não houver o heteroátomo, o anel carbônico não vai “se abrir” sozinho, já que os carbonos juntos formam moléculas estáveis. 3- A presença do anel lactônico com heteroátomo, permite a polarização do mesmo e a ativação do receptor pela capacidade de abertura do anel lactônico. A capacidade máxima de encadeamento/ligação ao receptor é quando o núcleo esteroidal está na isomeria espacial ABCD, ou seja, cis-trans-cis-cis. Este é o melhor encaixe espacial no receptor que confere a maior atividade. 4- A maior atividade confere a quando o núcleo esteroidal está na configuração ABCD, que no caso seria cis-trans-cis-cis. . 5- A insaturação do ciclo A leva a uma diminuição da atividade. A presença do açúcar é fundamental para a possibilidade de ação farmacológica. Caso não tenha o açúcar, a hidroxila fica vulnerável à esterificação por outra molécula, a ser agredida ou sofrer reação por outra molécula. Se outra molécula se ligar à hidroxila, na falta do açúcar, ocorre um prejuízo da ação farmacológica. 6- Ocorre prejuízo na ação farmacológica pela esterificação da hidroxila na falta do açúcar ligado a ela. Podemos concluir a partir disto que as oses protegem a hidroxila do C-3. Sua primeira característica física é ser um tensoativo. Tensoativo é uma substância que reduz a tensão superficial por ser uma molécula anfipática (na mesma estrutura possui caráter polar e caráter apolar), tendo a capacidade de formar micelas, de reduzir a tensão superficial e de ter ação detergente. 1- São tensoativos, moléculas anfipáticas. 2- São sólidos brancos ou incolores. Em questão da sua solubilidade, ela é muito característica para o clorofórmio (CHCl3), mas o etanol também consegue arrastar o cardioativo por ter média polaridade. E quanto mais oses a genina possuir, haverá mais possibilidade de extrair com a água. O número das hidroxilas da genina também define solubilidade. Quanto mais hidroxilas na genina tiver, mais hidrossolúvel ela será e vice-versa. A digitoxina tem uma molécula de hidroxila a menos na genina do que a digoxina. - Digitoxina: uma hidroxila >> mais apolar A B C D Giovanna Rêgo 16/04/2020 - Digoxina: duas hidroxilas >> mais polar Esta diferença de polaridade muda tanto que o tempo de permanência no corpo fica altamente variável: - Digitoxina: dura 1 ,6 dias no corpo com excreção renal do fármaco inalterado - Digoxina: dura 7 dias no corpo com excreção renal de metabólitos Isto leva a conclusão que somente uma hidroxila leva a mudança de solubilidade extrema. Isto leva a alterações em métodos de extração de acordo com a quantidade de hidroxilas. 3- Os heterosídeos são melhor extraídos com água e a genina é melhor extraída com clorofórmio e etanol. Isto tudo depende da quantidade de hidroxilas, do número de açúcares, etc. O anel lactônico é suscetível a pH alcalino, já que aumentandoa basicidade, tem maior risco de polarização. É possível realizar a hidrólise desses heterosídeos cardioativos, ou seja, a separação do grupo de açúcar da genina. Esta hidrólise pode ser enzimática ou ácida. A hidrólise ácida é similar a das antraquinonas. Adicionar água, ácido sulfúrico e coloca em aquecimento. Desta forma é possível realizar a quebra da molécula. A hidrólise enzimática consiste no emprego de enzimas que clivam a molécula no mesmo local em que a hidrólise ácida realiza., só que utilizando catalizadores enzimáticos. Insuficiência Cardíaca Congestiva É quando o coração está insuficiente para contrair, realizar a função cardíaca de débito cardíaco e começa a ter uma congestão. O que caracteriza a ICC é: - Falta de força cardíaca (normalmente é caracterizada pela diminuição de cálcio dentro dos retículos sarcoplasmáticos, acarretando a falta de força) - Redução da complacência (fechar o átrio e o ventrículo totalmente, permitir que sejam totalmente esvaziados) - Redução do débito cardíaco (bombeamento de sangue para o corpo) Respondendo a essa situação, o organismo estimula o sistema nervoso simpático para tentar compensar esse debito cardíaco retardado. O sistema nervoso simpático age em beta-1 promovendo taquicardia (aumenta a frequência cardíaca para gerar um melhor perfil de resposta), porém se você não tem uma complacência cardíaca completa não adianta aumentar a frequência pois Hidrólise Giovanna Rêgo 16/04/2020 só irá gerar uma taquicardia e arritmia sem melhorar a performance. O que precisa é aumentar a contração completa, não a frequência, que irá gerar outros problemas pois gera uma taqui- arritmia. O SNS também irá agir em alfa-1 promovendo vasoconstrição periférica levando ao risco de: - Vasoconstrição periférica renal (acúmulo de líquido no tecido subcutâneo que ocorre pelo extravasamento de líquido dos vasos linfáticos), gerando edema - Aumento de pressão arterial Como o coração não está promovendo um débito cardíaco adequado, começa a ocorrer um acúmulo de sangue que se chama de congestão. É uma consequência tão grave que pode ocorrer a bronco-aspiração do próprio sangue, fazendo com que o paciente comece a tossir. Deixando-o em uma fase de ICC totalmente descompensada podendo levar a congestão e edema pulmonar. Praticamente a única indicação para o uso medicinal desta planta é para tratar a ICC. Ocorrem três mecanismos de ação simultaneamente (são positivos porque aumenta): 1- Ação inotrópica positiva Tem a ver com a força cardíaca, o aumento Ele permite a ligação na subunidade alfa do barorreceptor no músculo cardíaco e a ligação da genina com o açúcar vai ativar, se ligar na subunidade alfa levando a inibição da bomba de sódio e potássio ATPase. No músculo cardíaco, a bomba de sódio e potássio ATPase manda sódio para fora e potássio para dentro, contra o gradiente de concentração. Ao tomar o cardioativo, este mecanismo é inibido por sua ação farmacológica. Quando inibe a bomba, vai sobrar sódio dentro, pois não ocorre mais o transporte de sódio para fora. Com excesso de sódio dentro da célula, este sódio excessivo também inibe um outro mecanismo que também é uma bomba chamado de trocador de sódio por cálcio, uma forma de gatilho que as células tem para regular as concentrações iônicas. Este trocador de sódio por cálcio manda sódio para dentro e cálcio para fora. Com a alta concentração de sódio na célula, ele inibe este outro mecanismo para que também pare de jogar mais sódio para dentro da célula. Com esta inibição, o cálcio não é mandado para fora da célula, aumentando sua concentração interior também. O excesso de cálcio na célula é o ponto necessário para que ocorra todo este mecanismo. Lembrando que o ICC é causado por uma falta de cálcio, com o aumento deste dentro das células cardíacas, ele aumenta o ligamento Escrever revisão aqui! Giovanna Rêgo 16/04/2020 de íons cálcio aos filamentos de troponina e permite o deslizamento dos filamentos de actina e miosina, ou seja, permite a contração muscular. Presença de cálcio >> melhora a força de contração. Resumindo: O efeito inotrópico positivo conquistado pelo glicosídeo cardioativo se dá pelo aumento da concentração de cálcio dentro da célula miocárdica inibindo a bomba de sódio-potássio ATPase. 2- Ação cronotrópica positiva Tem a ver com o tempo de contração. É capaz de gerar bradicardia. Os cardioativos também tem efeitos sobre o nervo vago. Eles estimulam o reflexo vagal, consequentemente originam a bradicardia pela estimulação do parassimpático. O parassimpático no m. cardíaco tem o muscarínico tipo 2 que promove bradicardia e o próprio nervo vago ocorre uma alteração que leva a bradicardia. Resumindo: O efeito cronotrópico positivo age no nervo vago gerando uma estimulação vagal que promove a bradicardia através do sistema nervoso parassimpático. 3- Ação domotrópica negativo Tem a ver com tempo de condução de impulso Ele também é um reflexo vagal. O músculo cardíaco é controlado pelo nodo sinusal e pelo nodo atrioventricular, e ambos recebem inervação vagal, principalmente o sinusal. E essa inervação acaba tendo um controle pelo impulso. Quando o cardioativo estimula o nervo vago, ele reduz a condução do impulso, havendo um grande risco de haver efeitos colaterais importantes como risco de arritmia cardíaca Resumindo: Com origem colinérgica, ocorre uma diminuição na velocidade de condução da junção atrioventricular. Ela é dependente de quantas hidroxilas tem na genina e da polaridade da molécula. Também tem um alto risco de intoxicação como dito anteriormente. Quanto menos hidroxilas, maior absorção pois a molécula é mais lipossolúvel. Quando uma molécula é lipossolúvel, sua absorção é mais eficiente Então podemos concluir que quando tem mais hidroxilas, a absorção é menor levando ao menor risco de intoxicação e vice-versa. A duração no corpo, discutida anteriormente, tem relação com a meia-vida da molécula e o número de hidroxilas. Escrever revisão aqui! Giovanna Rêgo 16/04/2020 Absorção e destino dos Digitálicos mais comuns: Digoxina Digitoxina Deslanósido Estrofantinas Início da ação (min.) 15-30 25-120 10-30 5-10 Efeito máximo (horas) 2-5 4-12 1-2 ½-2 Uso habitual Oral (endovenosa) Oral Endovenosa Endovenosa Absorção no TGI (%) 60-70 90-100 Variável Variável Vida média (dias) 1-2 4-6 1-2 ½-1 Eliminação Renal (intestinal) Hepática (renal) Renal Renal (intestinal) Dose de digitalização (mg) 1-1,5 1,0 0,8 0,8 Dose de manutenção (mg) 0,2-0,5 0,1 --- --- Sintomas de um paciente intoxicado: - Efeitos gastrointestinais: náuseas e vômitos, pois o nervo vago estimula a motilidade gastrointestinal. - Alterações visuais: visão pouco nítida pois o medicamento interfere no nervo vago e ele tem ligação com os olhos. - Efeitos neurológicos: cefaléia, fraqueza e fadiga também são causadas por ação vagal. - Contração rápida e irregular do coração - Parada cardíaca em sístole: (óbito) A grande maioria das drogas não são utilizadas para emprego terapêutico, mas sim no uso para extração da substância isolada. Dentre as mais conhecidas estão: - Digitalis purpuea Também é chamada de “dedaleira” Possui tanto a digitoxina (marcador) quanto a gitoxina. A folha é a parte utilizada para extração do PA. Sua ação farmacológica é aumentar a força de contração do coração sem aumentar a frequência cardíaca. Apresenta mais de 40 glicosídeos cardiotônicos isto atorna extremamente tóxica. imagem - Digitalis lanata Possui digitoxina e digoxina (marcador) Ela tem menor absorção e menor tempo de ação do que a purpúrea por conta da hidroxila a mais na genina. A folha é a parte utilizada para extração do PA. Sua ação farmacológica é aumentar a força de contração do coração sem aumentar a frequência cardíaca. imagem - Strophanthus kombe Esta planta tem origem africana, não existe no Brasil. Possui estrofantina K, cimarina, e cimarol. Sua maior concentração está nas sementes. - Urginea maritma Seu princípio ativo marcador é o cilaleno A. Ele é menos tóxico pois o perfil de absorção dele é As saponinas facilitam a absorção destes cardiotônicos, por isso não se usa o extrato, mas sim os glicosídeos isolados! Isto faz com que o paciente corra mais risco de se intoxicar. Exemplos de saponinas: Ginseng e alcaçuz Giovanna Rêgo 16/04/2020 menor (15-20%), podendo até ser usado como fitoterápico (mas não existe). Sua maior concentração está no bulbo. - Nerium oleander (espirradeira) Seus princípios ativos são neriantina e oleandrina. Sua ação farmacológica é a realização da digitalização. Também é tóxico e age no mesmo mecanismo estudado. - Thevetia nerifolia (Chapéu de Napoleão) Seu princípio ativo é o peruvósido. Sua parte utilizada é a semente Seu efeito colateral é o espasmo da musculatura lisa. Tem alta absorção (em torno de 50%), tornando-a perigosamente toxica também. Tem elimina~]ao rápida É utilizada em intolerância a digitálicos. - Strophanthus gratus Sua origem é africana e não tem no Brasil Tem como PA a oubagenina, oubaína e estrofantina G É utilizada para digitalização e é administrado por via endovenosa (medicamento isolado), pois é pouco absorvido por via oral. A primeira coisa que deve ser pensada é: “Eu conheço ou não a molécula?”. A primeira fase da extração é a lavagem inicial que consiste em adicionar éter de petróleo ou n-hexano para retirar substancias altamente lipofílicas que impedem a extração. Isto é necessário pois o glicosídeo cardioativo está em quantidades baixíssimas na planta, exigindo a purificação inicial. O processo extrativo pode variar por conta da composição do composto que será extraído já que sua solubilidade pode variar em função disto. Os solventes extratores utilizados são água, clorofórmio ou etanol. O etanol é utilizado principalmente quando não se sabe qual molécula está presente na planta por ser um composto de média polaridade. O etanol não garante que será extraído todos os cardioativos da planta, já que pode se ter migrações e comportamentos diferentes por conta da solubilidade. Quando não se conhece a molécula é utilizada uma solução hidroalcóolica na extração. A hidrólise ácida é utilizada após a extração por etanol, quando se quer extrair somente a genina, pois ela irá retirar as oses ligadas a ela. É mais utilizado quando se quer descobrir qual é a composição e o perfil da genina. A genina do cardiotônico é obtida através da extração por etanol, realizando a hidrólise ácida para ficar somente a genina. Não existe um reagente específico para identificar um glicosídeo cardiotônico. O que existe é pelo menos duas reações para cada grupamento molecular. E para que dê glicosídeo cardioativo A digitalização é aumentar a força cardíaca através do mecanismo dos digitálicos. Giovanna Rêgo 16/04/2020 positivo, é necessário que de uma reação positiva para pelo menos uma reação de cada grupamento. GRUPAMENTO REAÇÕES POSSÍVEIS ANEL LACTÔNICO Kedde e Baljet NÚCLEO ESTEROIDAL Liebermann-Burchard e anidrido acético-H2SO4 AÇÚCARES Keller-Kiliani e Xantidrol As reações de Kedde e Baljet identificam a presença do anel lactônico através da quebra do anel e polarização do heteroátomo, ocorrendo a uma troca de elétrons mudando a coloração. (O oxigênio fica carregado negativamente por conta da quebra, interage com o nitrato do reagente e muda a coloração). Coloração: - Kedde: vermelho-violácea - Baljet: laranja A reação de Liebermann-Burchard permite uma transferência de elétrons entre as moléculas do núcleo esteroidal. Esta reação não é específica para o núcleo esteroidal de cardiotônicos. Qualquer estrutura na planta que possuir um núcleo esteroidal, dará falso-positivo para esta reação. Elas são também, além do cardioativo: - Terpenos - Saponinas As reações de Xantidrol e Keller-Kiliani são específicas para açúcares. A coloração final destas reações é: - Xantidrol: vermelha - Keller-Kiliani: marrom, reação extremamente exotérmica Para ser um cardioativo, é necessário que dê positivo em pelo menos uma das reações para anel lactônico e pelo menos uma das reações de núcleo esteroidal. Já para ser um glicosídeo cardioativo, os requisitos são os mesmos, além de dar positivo em pelo menos uma reação para açúcares.