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Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 Farmacodinâmica Na farmacodinâmica podemos analisar as ações do fármaco no organismo e a influência das suas concentrações nas respostas, podendo gerar efeitos desejados ou indesejados, à medida que interagem com os receptores presentes na célula (internamente ou na superfície). As influências estão relacionadas ao complexo fármaco- receptor, que inicia a alteração das atividades bioquímicas por meio da transdução de sinal. Transdução de Sinais Os fármacos atuam como sinais, e os receptores como detectores, estes transduzem o reconhecimento de um agonista ligado, iniciando várias reações que levam a uma resposta intracelular especifica, gerando um evento em cascata. • Complexo fármaco-receptor Existe uma variedade de receptores nas células, cada um é especifico para um agonista, e produz uma resposta única. A intensidade da ação de um fármaco está diretamente relacionada com a interação fármaco-receptor, que leva a formação de complexos entre enzimas e substratos ou antígenos e anticorpos. Os fármacos exercem seus efeitos interagindo com os receptores. • Estados Receptores Estão presentes em pelo menos dois estados: o inativo(R) e o ativo (R*), que estão em equilíbrio reversível entre si, na maioria das vezes, favorecendo o inativado. A ligação dos agonistas desloca o equilibro de R para R*, podendo estabilizar o receptor no estado inativo. A intensidade do efeito biológico é diretamente relacionada com a fração de R*. OBS.: Os antagonistas ocupam o receptor, mas não aumentam a fração R* e podem estabilizar o receptor no estado inativo. Alguns fármacos (agonistas parciais) causam desvios similares no equilíbrio de R para R*, mas a fração de R* é menor do que a causada por um agonista (mas ainda é maior do que a causada por um antagonista). • Principais famílias de receptores O receptor é qualquer molécula biológica que o fármaco se fixa e produz uma resposta mensurável. Enzimas, ácidos nucleicos e proteínas estruturais funcionam como receptores de fármacos e agonistas endógenos. a melhor fonte de receptores farmacológicos são as proteínas, elas transduzem sinais extracelulares em respostas intracelulares. O tipo de receptor que interage com o ligante, depende da natureza química do ligante. Podem ser divididos em: 1. Canais iônicos disparados por ligantes: os canais iônicos possuem lugar de ligação, que regulam o formado do poro que os íons fluem através da membrana celular. Geralmente, o receptor fica fechado a espera de um agonista, que abre esse canal rapidamente. Os canais iônicos disparados por voltagem também podem ter local de fixação de ligantes que podem regular a função do canal; 2. Receptores acoplados a proteínas: a região extracelular deste receptor contém a área de fixação do ligante e o domínio intracelular interage com a proteína G ou com moléculas efetoras. As proteínas efetoras são compostas de 3 subunidades a α se liga ao trifosfato de guanosina, a β e γ ancoram a proteína G à membrana celular. Quando o agonista se liga a um receptor, aumenta a ligação de GTP a subunidade α, que leva a dissociação do α-GTP e do complexo βγ; assim eles podem interagir com outros efetores celulares, acarretando respostas que podem durar minutos; 3. Receptores ligados a enzimas: Consiste em uma proteína que pode formar dímeros ou complexos de subunidades múltiplos, que quando ativados eles sofrem uma alteração Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 na sua conformação, alterando a atividade enzimática no citosol. Os receptores mais comuns possuem atividade tirosinocinase como parte da estrutura. O receptor ativado fosforila resíduos de tirosina, isso pode mudar a estrutura da proteína-alvo, funcionando como interruptor molecular; 4. Receptores intracelulares: por ser totalmente intracelular o ligante precisa entrar na célula para se conectar a ele; o ligante precisa ser lipossolúvel. Quando eles se ligam, ativa o receptor através de uma dissociação de variedade de proteínas. A ativação ou inativação desses fatores levam a transcrição do DNA em RNA, e a translação de RNA em proteínas. A duração da resposta pode durar dias. • Algumas características da transdução de sinais: 1. Amplificação da resposta: os receptores que se ligam a proteínas G e as enzimas tem a capacidade de amplificar a intensidade e a duração do sinal. Uma proteína G ativada persiste por mis tempo do que um complexo ligante-receptor original. Os sistemas que prologam respostas possuem receptores de reserva. 2. Dessensibilização dos receptores: dependendo da continuidade da administração dos agonistas, altera a resposta dos receptores. Com o proposito de evitar lesões às células, tem-se o desenvolvimento de mecanismos de proteção. Quando o receptor é exposto a um agonista varias vezes, ele é dessensibilizado e o efeito dele diminui, isso se chama taquifilaxia, evento que ocorre devido a fosforilação ou a um evento químico similar. A dessensibilização pode ocorrer por internalização ou sequestro no interior das células. Mas os receptores podem ser reciclados e terem sua sensibilidade reestabelecida. Alguns receptores, como os de canais iônicos, tem um tempo finito após a estimulação para serem ativados novamente, essa fase de recuperação é chamada da refratária; a exposição de um recepto a antagonistas podem resultar em sensibilização. Relações dose-resposta Os fármacos agonistas imitam a ação de um ligante endógeno original no se receptor. A intensidade do efeito do fármaco, está ligado a concentração no lugar do receptor, o que depende da dose administrada e do perfil farmacocinético do fármaco. • Relações dose-resposta graduais De acordo com o aumento da concentração do fármaco, o efeito do fármaco também aumenta gradualmente até que todos os receptores estejam ocupados. A intensidade da resposta contra as doses crescentes de um fármaco, temos a produção de uma curva de dose-resposta gradual; que pode ser descrita por uma hipérbole retangular que analisa eventos biológicos. As propriedades dos fármacos que podem ser definidas por essa curva são: 1. Potência: é a medida da quantidade de um fármaco necessário para produzir um efeito de determinada intensidade. A concentração de um fármaco, produz 50% do efeito máximo (CE50) e é usada para determinar a potência. As preparações terapêuticas do fármaco mostram a sua potência. Como a faixa de concentração dos fármacos, em geral, é muito ampla, são usados lançamentos gráficos semilogarítmicos para poder representar a faixa de doses completa. Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 A CE50 dos fármacos A e B indica que o fármaco A é mais potente do que o B porque menor quantidade de fármaco A é necessária para obter 50% do efeito, quando comparado com o fármaco B. 2. Eficácia: é o tamanho da resposta que o fármaco causa quando interage com o receptor, ela depende do numero de complexos farmacorreceptores formados e da atividade intrínseca do fármaco. A eficácia máxima (Emax) leva em conta que todos os receptores estão ocupados pelo fármaco, e a resposta não aumentará com o aumento da concentração do fármaco. Assim, a resposta máxima difere entre agonistas totais e parciais. O que ocorre com os antagonistas é muito parecido, mesmo que ocupe 100% dos receptores, não há ativação, sendo o Emax=0. OBS.: A eficácia é uma característica mais útildo que a potência; pois um fármaco com maior eficácia é mais benéfico do que um com maior potência. • Efeito da concentração do fármaco nas ligações com o receptor Existe uma relação quantitativa entre a concentração do fármaco e a ocupação dos receptores se aplica a lei de ação das massas à cinética de ligação do fármaco com moléculas receptoras: 𝐹á𝑟𝑚𝑎𝑐𝑜 + 𝑅𝑒𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜𝑟 ⇌ 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑥𝑜 𝑓𝑎𝑟𝑚𝑎𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑐𝑒𝑝𝑡𝑜𝑟 → 𝐸𝑓𝑒𝑖𝑡𝑜 𝑏𝑖𝑜𝑙ó𝑔𝑖𝑐𝑜 A ligação de uma molécula não altera a ligação das moléculas subsequentes e aplicando a lei de ação das massas tem-se a entre a porcentagem de receptores ocupados: [𝐷𝑅] [𝑅𝑡] = [𝐷]/𝐾𝑑 + [𝐷] [D] é a concentração do fármaco livre; [DR] é a concentração do fármaco ligado; [t] é a concentração total de receptores, que é igual à soma dos receptores ocupados e dos receptores não ocupados (livres); e Kd é a constante de dissociação de equilíbrio para o fármaco do receptor. O valor Kd pode ser usado para determinar a afinidade do fármaco pelo seu receptor. A afinidade descreve a força de interação entre o seu ligante e seu receptor, sabendo que quanto maior o valor de Kd, mais fraca é a interação e menor a atividade e vice-versa. • Relações da ligação do fármaco com o efeito farmacológico: O mesmo modelo matemático que define a concentração do fármaco e a ligação ao receptor pode ser aplicado a dose e a resposta, desde que leve em consideração (1) o tamanho da resposta sendo proporcional a quantidade de receptores ligados ou ocupados; (2) o Emax ocorrendo com todos os receptores ocupados; e (3) não existe cooperatividade entre a ligação do fármaco ao receptor. [𝐸] [𝐸𝑚𝑎𝑥] = [𝐷]/𝐾𝑑 + [𝐷] [E] é o efeito do fármaco na concentração [D], e [Emáx] é o efeito máximo do fármaco. Se uma quantidade de receptores específicos é necessária, para o efeito fisiológico, a afinidade de um agonista para se ligar neles devem estar relacionadas com a potência desse fármaco em causar um efeito biológico. Lembrando que, vários fármacos e a maioria dos neurotransmissores podem se ligar aos receptores, causando efeitos desejados ou não. Atividade intrínseca Um agonista se liga a um receptor e produz uma resposta biológica com base na concentração do agonista e na fração de receptores ativados. A atividade de um fármaco determina a sua capacidade de ativar total ou parcialmente os receptores. Eles podem ser classificados de acordo com as suas atividades e os valores de Emax resultantes. • Agonistas Totais Se um fármaco se liga a um receptor, produzindo uma resposta biológica máxima, que imita a resposta do ligante endógeno, ele é um agonista total. Estes, se ligam ao receptor e Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 estabilizam seu estado ativo. Todos os agonistas totais devem produzir o mesmo Emax. Para agonistas totais, a curva dose-resposta para a ligação com o receptor e cada um dos efeitos biológicos deve ser comparável. • Agonistas Parciais Possuem a atividade intrínseca maior que zero e menor que um. Esses não conseguem produzir o mesmo Emax que um agonista total, ainda que ocupe todos os receptores. Porém o agonista parcial pode ter uma afinidade que pode ser maior, menor ou igual ao total. OBS.: Quando o receptor é exposto ao agonista parcial e ao total simultaneamente, o agonista parcial pode atuar como antagonista do agonista total. Considerando que o Emáx de receptor saturado com um agonista na presença de concentrações crescentes de agonista parcial: À medida que o número de receptores ocupados pelo agonista parcial aumenta, o Emáx diminui até alcançar o Emáx do agonista parcial. Esse potencial pode ser usado terapeuticamente. • Agonistas Inversos Os receptores livres são inativos, mas quando interagem com um agonista, eles podem assumir a conformação ativa. Alguns receptores tem uma conversão espontânea de R para R* na ausência de agonistas. Os agonistas inversos estabilizam a forma R e convertem R* em R, diminuindo o número de receptores ativados; dessa forma os agonistas inversos tem uma atividade intrínseca menor que zero, que revertem a atividade dos receptores e exercem um efeito farmacológico oposto ao dos agonistas. • Antagonistas Se ligam ao receptor com alta afinidade, mas tem uma atividade intrínseca nula. Um antagonista não tem efeito na ausência de agonistas, mas pode diminuir o efeito do agonista quando estiver presente. Pode ocorrer antagonismo pelo bloqueio da ligação do fármaco ao receptor ou da capacidade de ativar o receptor. 1. Antagonistas competitivos: quando o agonista e o antagonista se ligam ao mesmo local no receptor, de modo reversível, eles são competitivos. O antagonista competitivo impede que o agonista se ligue ao seu receptor e mantém ele em estado inativo. A inibição pode ser superada quando se aumenta a concentração do agonista em relação ao antagonista. 2. Antagonistas irreversíveis (não competitivos): fixam de modo covalente ao local ativo do receptor, reduzindo o número de receptores disponíveis para o agonista. O antagonista irreversível causa redução do Emáx sem alterar o valor de CE50. Nesse caso, não pode ser superado com o aumento dos agonistas. 3. Antagonistas alostéricos (não competitivo): se fixa em um local diferente do de ligação do agonista, e evita que o receptor seja ativado pelo agonista. Reduz do Emáx sem alterar o valor de CE50. 4. Antagonismo funcional: pode atuar como um receptor totalmente separado, iniciado eventos que podem ser opostos aos do agonista. Pode ser chamado de antagonismo fisiológico. OBS.: Uma diferença fundamental entre antagonistas competitivos e não competitivos é que os competitivos diminuem a potência do agonista (aumentam a CE50), e os não competitivos diminuem a eficácia do agonista (diminuem o Emáx). Relação dose-resposta quantais Também é importante considerar a dose de um fármaco e a proporção da população que responde a ela. Essas respostas são conhecidas como respostas quantais, pois ela é única para cada indivíduo. Curvas dose-resposta quantais são úteis na determinação das doses às quais a maioria da população responde. Elas têm formato similar às curvas dose-resposta, e a DE50 é a dose de fármaco que causa a resposta terapêutica em metade da população. • Índice terapêutico (IT) Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 É a relação entre a dose que produz toxicidade em metade da população (DE50) e a dose desse que produz efeito eficaz na metade da população (DE50). 𝐼𝑇 = 𝐷𝑇50 𝐷𝐸50 O IT é uma medida da segurança do fármaco, pois um valor elevado indica uma ampla margem entre a dose que é efetiva e a que é tóxica. • Utilidade clínica do índice terapêutico O IT revela uma faixa de doses eficazes e uma faixa destinta de doses toxicas. Escolhe-se fármacos com valores de IT altos, porém alguns de IT baixos são usados com frequência, no tratamento de doenças graves. 1. Varfarina (exemplo de fármaco com índice terapêutico baixo): À medida que a dose de varfarina aumenta, uma maior fração dos pacientes responde. Contudo, nas doses elevadas de varfarina, ocorre hemorragia devido à anticoagulação em uma pequena porcentagem de pacientes. Fármacos com IT baixos – ou seja, fármacos para os quais a dose é crucialmente importante – são aqueles cuja biodisponibilidade altera de modo crítico o efeito terapêutico. 2. Penicilina (exemplo de fármaco com índice terapêutico alto): Para fármacos como a penicilina, é seguro e comum administrar dose excessiva em relação àquela que é necessáriaminimamente para obter a resposta desejada, sem o risco de efeitos adversos. Nesse caso, a biodisponibilidade não altera criticamente os efeitos terapêuticos ou clínicos. 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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