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Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 Farmacocinética A fim de entender e controlar a ação terapêutica dos fármacos no organismo humano, é necessário saber o quanto dele consegue chegar ao local de ação e quando isso ocorre. A farmacocinética compreende os processos de absorção, distribuição, metabolismo e excreção dos fármacos. O entendimento disso, visa aumentar a probabilidade de sucesso terapêutico e reduzir a ocorrência dos efeitos adversos no corpo. Àqueles processos dependem do transporte desse fármaco por meio das membranas celulares; os mecanismos e as propriedades físico-químicas do fármaco precisam ser compatíveis com o da membrana plasmática. As características de um fármaco que interferem no seu transporte e na sua atuação são: peso molecular e a conformação estrutural, grau de ionização, lipossolubilidade (relativa a seus compostos ionizados e não ionizados, que podem se ligar as proteínas séricas e teciduais). Em muitos casos, o fármaco precisa passar por diversas membranas plasmáticas até alcançar o local de ação. Eletrólitos fracos e a influência do pH: Muitos fármacos são ácidos ou bases fracas, presentes em solução sob formas ionizadas e não ionizadas, estas são mais lipossolúveis, assim tem maior facilidade de se difundir pela membrana plasmática. Àquelas possuem pouca capacidade de entrar na membrana plasmática, são pouco lipossolúveis, dependendo da permeabilidade da membrana, que estabelecida pela resistência elétrica. Assim, a distribuição transmembranar de um eletrólito fraco, leva em consideração o seu pKa (constante de dissociação de um ácido) e pelo gradiente de pH através da membrana. O pKa representa o pH de um fármaco, ácido ou de base fraca, em que a sua metade está ionizada. A relação entre as formas não ionizadas e ionizadas do fármaco em determinado pH é calculada pela equação de Henderson-Hasslbalch. Log [𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎] [𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎 𝑛ã𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎] = 𝑝𝐾𝑎 − 𝑝𝐻 Em um estado de equilíbrio, o fármaco ácido se acumula na região mais básica da membrana, e o básico, na região mais ácida. O fato de um fármaco estar ionizado no pH fisiológico, faz com que haja uma escassez relativa de efeitos sedativos com antagonista histamínicos H1 de segunda geração; os anti-histamínicos são moléculas ionizadas, assim não atravessam facilmente a barreira hematocefálica, quando comparados com os fármacos de primeira geração. Os efeitos podem ser observados em várias partes do corpo, inclusive nos túbulos renais. Tendo em Os grupos ionizáveis mais comuns nas moléculas do fármaco são os ácidos carboxílicos e o grupo de aminas primárias. Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 vista que, o pH da urina pode variar muito. Quando baixo, os ácidos fracos e as bases fracas aparecem, em sua maioria, na forma protonada; o inverso acontece quando o pH aumenta. Com isso, nos túbulos renais, onde o fármaco lipossolúvel pode ser reabsorvido por difusão passiva, a sua excreção pode ser facilitada pela alteração do pH da urina, que fica em favor do estão ionizados; assim, a urina alcalina favorece a excreção de ácidos fracos, e a ácida, de bases fracas; esse é o principio de retenção, que é importante para a distribuição dos fármacos. Absorção e biodisponibilidade A absorção é o processo de transferência do fármaco do lugar em que foi administrado para o compartimento central e o grau em que ocorre. A priori, é importante focar na biodisponibilidade, que descreve a porcentagem da dose do fármaco que chega ao local de ação. Exemplo de administração oral: o fármaco precisa ser absorvido pelo GI, porém sua absorção final é limitada pela pelas características de preparação dos fármacos, que dependem das características físico-químicas; após, o fármaco passa pelo fígado, lugar no qual será metabolizado antes de alcançar a circulação sistêmica. Assim, um fármaco administrado por via oral, terá uma dose inativada no intestino ou no fígado, antes que alcance a circulação sistêmica. Se a capacidade de metabolização ou excreção do fígado for alta em comparação ao fármaco, haverá uma redução da biodisponibilidade, que depende da estrutura anatômica, fisiologia e se há algum fator patológico, que devem ser ponderados na hora da escolha da via de administração dos fármacos. OBS.: alguns fármacos atuam como substratos para as mesmas enzimas metabólicas ou transportadores e, por esta razão, competem pelo metabolismo e pelo transporte. Distribuição dos fármacos Quando o fármaco chega à corrente sanguínea, ele se dispersa para os líquidos intersticiais e intracelulares; e isso depende de fatores fisiológicos e das propriedades físico- químicas de cada fármaco; o que determina a taxa de liberação do fármaco nos tecidos são fatores como: o débito cardíaco, o fluxo sanguíneo regional, a permeabilidade vascular e o volume tecidual. OBS.: A segunda fase é responsável pela chegada dos fármacos nos no espaço extracelular, levando em consideração uma maior atuação da massa corporal. OBS.: a difusão do fármaco para o líquido intersticial ocorre de modo rápido, tendo em vista a natureza altamente permeável da membrana endotelial dos capilares (excetuasse o cérebro e alguns órgãos). A distribuição nos tecidos é determinada pela divisão do fármaco entre o sangue e os tecidos específicos; assim, a lipossolubilidade e os gradientes de pH transmembrana são determinantes na captação do fármaco que são ácidos ou bases fracas. É crucia a ligação relativa dos fármacos às proteínas plasmáticas e macromoléculas teciduais, isso limita a concentração do fármaco livre. O fígado, rins e cérebro e os órgãos mais irrigados recebem maior parte do fármaco; Minutos ou horas depois, músculos, viceras, pele e o T. adiposo recebem o fármaco. Proteínas plasmáticas • Alguns fármacos só circulam na corrente sanguínea ligados a proteínas plasmáticas; sendo a albumina o principal carreador dos farcmos ácidos, e a glicoproteína ácida α1, a fármacos básicos. Ligação aos tecidos • Alguns fármacos se acumulam nos teciso em concentração mais alta do que nos líquidos extracelulares e no sangue. Esse acumulo pode ser atribuído ao transporte ativo ou a ligação tecidual (acontece por meio das proteínas, fosfolípideos ou proteínas nucleares). • Nesse sentido, o farmaco no corpo, pode estar ligado à esses "carreadores", causando uma ação prolongada, mas, também, pode causar efeitos tóxicos. Redistribuição • A finalização do efeito farmacológico, depois da interrupção da admnistração, ocorre por meio do metabolismo e excreção, mas também pode ser por conta da dispersão/redistribuição desse fármaco em outros tecidos. • Um fator de extrema importância no caso de uma adminstração intravenosa ou inalatória. SNC e LCE • As celulas endoteliais presentes no SNC tem junções oclusivas contínuas, fazendo com que o transporte de fármacos no cérebro seja feito por transporte transcelular. quanto mais lipofilico o fármaco mais fácil ele atravessa a barreira hematocefálica. O mesmo vale para o plexo coroide. • Os fámados também podem entrar no SNC por meio de transportadores de captação específica. Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 OBS.: A concentração do fármaco no cérebro mantém-se proporcional ao nível plasmático, porque há pouca ligação do tiopental aos componentes cerebrais; embora o fármaco atinja a sua concentração máxima, no cérebro, em 1’. Excreção dos fármacos Os fármacospodem ser eliminados sem alteração, ou podem ser transformados em metabólitos. Os órgãos excretores eliminam com mais facilidade compostos polares, com exceção do pulmão. A excreção pode ocorrer por meio dos rins, fezes, bile, leite materno e pulmões. A excreção renal ocorre nas seguintes etapas: filtração glomerular (passagem do fármaco do sangue para a urina), secreção tubular ativa (secreção de fármacos capilares peritubulares), reabsorção tubular passiva e ativa (reabsorção de fármacos lipossolúveis) e a excreção na urina. - Na excreção renal se tem um aumento no fluxo sanguíneo, um aumento na taxa de filtração glomerular e uma diminuição da ligação das proteínas plasmáticas, causando uma excreção mais rápida dos fármacos. 1. A arteríola aferente introduz no glomérulo tanto o fármaco livre (não-ligado) quanto o fármaco ligado às proteínas plasmáticas. 2. 2. Apenas a forma livre do fármaco é filtrada no túbulo renal. OBS: O fluxo sanguíneo renal, a taxa de filtração glomerular e a ligação do fármaco às proteínas plasmáticas afetam a quantidade de fármaco que penetra nos túbulos, no nível do glomérulo. O aumento do fluxo sanguíneo, o aumento da taxa de filtração glomerular e a diminuição da ligação às proteínas plasmáticas causam uma excreção mais rápida dos fármacos. 3. A concentração urinária do fármaco aumenta no túbulo proximal, devido à difusão passiva das moléculas de fármaco sem carga elétrica, à difusão facilitada de moléculas com carga ou sem carga e à secreção ativa de moléculas aniônicas e catiônicas do sangue para o espaço urinário. 4. A concentração urinária de um fármaco pode declinar com a sua reabsorção nos túbulos proximais e distais. A reabsorção é limitada primariamente através de seqüestro pelo pH. A reabsorção de fármacos no túbulo pode ser intensificada ou inibida por um ajuste químico do pH urinário. A mudança na velocidade do fluxo urinário através dos túbulos também pode modificar a taxa de reabsorção de fármacos. Metabolismo dos fármacos Os fármacos, que tem características lipofílicas são difíceis de serem excretados pelo organismo. A metabolização de um fármaco e de compostos xenobióticos em metabolitos mais hidrofílicos é essencial para a eliminação do organismo, bem como à finalização das atividades farmacológicas; na maioria das vezes tem-se a geração de compostos inativos mais polares, que são excretados com maior facilidade. Esse metabolismo é classificado em dois tipos: • Reações de funcionalização da fase I: tem- se a introdução ou a exposição de um gripo funcional do composto original, assim como nas reações de hidrolise; esse tipo de reação leva a parda da atividade farmacológica. Quando os fármacos são inativados, se não forem eliminados, rapidamente na urina, podem se associar a compostos endógenos e formar conjugados hidrossolúveis. • Reações de biossíntese da fase II (conjugação): levam a formação de uma ligação covalente entre um grupo funcional, ou composto original, ou metabolito da fase I, e o ácido glicurônico, sulfato, glutationa, aminoácidos ou acetato formados por processos endógenos, em sua maioria, esses conjugados altamente polares são eliminados nas fezes e urina. Os sistemas enzimáticos envolvidos nas reações da fase I estão localizados principalmente no retículo endoplasmático, enquanto os sistemas Transferência placentária dos fármacos • A lipossolubilidade, a extensão da ligação plasmática e o grau de ionização dos ácidos e das bases fracas determinam a trasnferência dos fármacos pela placenta; O rim é o órgão excretor mais importante na excreção de fármacos e metabólitos. Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 enzimáticos de conjugação da fase II são predominantemente citosólicos. Farmacocinética Clínica Existe uma relação direta entre os efeitos farmacológicos e a concentração disponível dos fármacos; essa relação serve para muitos fármacos. A concentração dos fármacos nos locais de ação está relacionada com a concentração deles na circulação sistêmica. O efeito que ele pode gerar pode ser o esperado, uma reação tóxica, em alguns casos não está relacionado com a eficácia terapêutica ou toxicidade conhecida. O objetivo da farmacocinética clinica é estabelecer uma relação entre a dose e o efeito dos fármacos no corpo, para isso leva-se em consideração alguns parâmetros: biodisponibilidade (citado anteriormente), volume distribuído, depuração e meia-vida de eliminação. • Volume de distribuição 𝑉𝑑 = 𝑑𝑜𝑠𝑒 [𝑓𝑎𝑟𝑚𝑎𝑐𝑜]𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 O volume de distribuição de um fármaco (Vd) representa o volume de líquido necessário para conter a quantidade total do fármaco absorvido no corpo, em uma concentração uniforme equivalente à do plasma no estado de equilíbrio dinâmico. A proporção de fármaco captada pelo corpo, como um todo, é maior quando o fármaco se distribui amplamente pelos tecidos corporais. Assim, o volume de distribuição é relativamente baixo para fármacos que são principalmente retidos no compartimento vascular e relativamente alto para aqueles que sofrem ampla distribuição no músculo, tecido adiposo e outros compartimentos não-vasculares. Para fármacos cuja distribuição é acentuadamente alta, o volume de distribuição é, com frequência, muito maior do que o volume de água corporal total, refletindo as baixas concentrações do fármaco no compartimento vascular, no estado de equilíbrio dinâmico. A capacidade do sangue e dos vários órgãos e tecidos do corpo em captar e reter um fármaco depende tanto do volume do tecido quanto da densidade de locais de ligação específicos e inespecíficos para o fármaco nesse tecido particular. Um fármaco captado em grandes quantidades por tecidos corporais, como o tecido adiposo e o músculo, será em grande parte removido da circulação no estado de equilíbrio dinâmico. Na maioria dos casos, esses tecidos precisam estar saturados para que os níveis plasmáticos desses fármacos possam aumentar o suficiente a ponto de afetar o órgão-alvo do fármaco. • Depuração A depuração de um fármaco é o parâmetro farmacocinético que limita mais significativamente o tempo de ação do fármaco em seus alvos moleculares, celulares e orgânicos. Em primeiro lugar, é definida como a taxa de eliminação de um fármaco do corpo em relação à concentração plasmática do fármaco. Alternativamente, a depuração é a taxa à qual o plasma teria que ser depurado do fármaco para justificar a cinética da mudança observada na quantidade total do fármaco no corpo, partindo do princípio de que todo o fármaco no corpo está presente na mesma concentração que a do plasma. O metabolismo e a excreção são frequentemente designados, em seu conjunto, como mecanismos de depuração. 𝐷𝑒𝑝𝑢𝑟𝑎çã𝑜 = 𝑀𝑒𝑡𝑎𝑏𝑜𝑙𝑖𝑠𝑚𝑜 + 𝐸𝑥𝑐𝑟𝑒çã𝑜 [𝑓𝑎𝑟𝑚𝑎𝑐𝑜]𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 • Meia vida A meia-vida de eliminação de um fármaco é definida como o tempo durante o qual a concentração do fármaco no plasma diminui para a metade de seu valor original. O conhecimento da meia-vida de eliminação de um fármaco permite ao médico calcular a frequência de doses necessária para manter a concentração plasmática do fármaco dentro da faixa terapêutica. Uma diminuição na depuração ou um aumento no volume de distribuição de um fármaco tendem a prolongar a meia-vida de eliminação e, portanto, a potencializar o efeito do fármaco sobre o órgão-alvo. Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 - Fatores que alteram a meia vida: 1. Os processos fisiológicos e patológicos também podem afetar a depuração dos fármacos. Porexemplo, as enzimas do citocromo P450 responsáveis pelo metabolismo dos fármacos no fígado podem ser induzidas, aumentando a taxa de inativação dos fármacos, ou inibidas, diminuindo a taxa de inativação. 2. As enzimas P450 específicas são induzidas por alguns fármacos (como a carbamazepina, a fenitoína, a prednisona e a rifampicina) e inibidas por outros (como a cimetidina, o ciprofloxacino, o diltiazem e a fluoxetina). 3. A insuficiência hepática pode alterar a função das enzimas hepáticas e também diminuir a excreção biliar. 4. A redução do débito cardíaco diminui a quantidade de sangue que alcança os órgãos de depuração. 5. A insuficiência renal diminui a excreção dos fármacos, devido à redução da filtração e secreção de fármacos nos túbulos renais. 6. A insuficiência hepática, a insuficiência cardíaca e a insuficiência renal podem, cada uma delas, levar a uma redução da capacidade de inativação ou eliminação de um fármaco, aumentando, assim, a sua meia-vida de eliminação - Dosagem terapêutica e frequência A absorção determina a via ou vias potenciais de administração e ajuda a definir a dose ideal do fármaco. Em geral, um fármaco que sofre acentuada absorção — evidenciada pela sua alta biodisponibilidade — necessita de uma dose mais baixa do que um fármaco pouco absorvido. Um fármaco de alta distribuição — evidenciada por um grande volume de distribuição — necessita de uma dose mais alta. A dosagem terapêutica de um fármaco procura manter a concentração plasmática máxima do fármaco abaixo da concentração tóxica e a concentração mínima (mais baixa) do fármaco acima de seu nível minimamente efetivo. Os esquemas posológicos ótimos mantêm a concentração plasmática do fármaco no estado de equilíbrio dinâmico dentro da janela terapêutica desse fármaco. Como o estado de equilíbrio dinâmico é alcançado quando a taxa de aporte do fármaco é igual à sua eliminação, a concentração do fármaco no estado de equilíbrio dinâmico é afetada pela sua biodisponibilidade, depuração, dose e intervalo entre as doses. 𝐶 = 𝐵𝑖𝑜𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑥𝐷𝑜𝑠𝑒 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑣𝑎𝑙𝑜𝑥𝐷𝑒𝑝𝑢𝑟𝑎çã𝑜 OBS.: Intervalo entre as doses // C= estado de equilíbrio dinâmico Referências: EDITORIA DE WANNMACHER, Lenita; FERREIRAS, Maria Beatriz Cardoso (editora). Farmacologia clínica para dentistas. 3.ed. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. 545. p GOODMAN & GILMAN. As Bases Farmacológicas da Terapêutica. 12ª Ed. Rio de Janeiro; Editora Guanabara Koogan. 2012. WHALEN, K.; FINKEL, R.; PANAVELIL, T. A. Farmacologia ilustrada. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016. YAGIELA J.A., NEIDLE E.O. DOWD F.J. Farmacologia e terapêutica para dentistas. 6ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. 2011.
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