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Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 Sistema Nervoso Autônomo Junto com o sistema endócrino, coordena a regulação e a integração das funções corporais. O sistema endócrino envia sinais aos tecidos-alvo, variando os níveis de hormônios na corrente sanguínea. O sistema nervoso exerce sua influência pela rápida transmissão de impulsos elétricos nas fibras nervosas que terminam nas células efetoras, que responde especificamente à liberação de substâncias neurotransmissoras. Os fármacos, que produzem efeitos terapêuticos primários imitando ou alterando as funções do SNA, são denominados de fármacos autonômicos, eles atuam estimulando porções do SNA ou bloqueando ações dos nervos autônomos. Sinalização química entre as células A neurotransmissão no SNA é um exemplo de um processo mais geral de sinalização química entre as células; além disso, tem-se a secreção de hormônios e a liberação de mediadores locais. • Hormônios: As células endócrinas especializadas secretam hormônios na corrente sanguínea, daí distribuem pelo organismo exercendo efeitos em células-alvo amplamente distribuídas. • Mediadores Locais: A maioria das células do organismo secreta substâncias químicas que atuam localmente. Como esses sinalizadores químicos são destruídos ou removidos rapidamente, eles não entram na circulação e não são distribuídos pelo organismo. • Neurotransmissores: A comunicação entre os neurônios ocorre por meio da emissão de sinais químicos específicos pelos terminais nervosos. A liberação é desencadeada pela chegada de um potencial de ação no terminal nervoso, que leva a despolarização. Um aumento no Ca2+ intracelular inicia a fusão de vesículas sinápticas com a membrana pré- sináptica e a liberação do seu conteúdo. Os neurotransmissores se difundem rapidamente pela fenda ou pelo espaço sináptico entre os neurônios e se combinam com receptores específicos na célula pós-sináptica. 1. Receptores de membrana: todos os neurotransmissores e a maioria dos hormônios e mediadores locais são muito hidrofílicos para penetrar a camada bimolecular lipídica das membranas plasmáticas das células-alvo. O sinal é mediado pela ligação a receptores específicos na superfície celular dos órgãos- alvo. 2. Tipos de neurotransmissores: as substâncias sinalizadoras se ligam a uma família especifica de receptores; os sinalizadores mais comuns são: norepinefrina (e epinefrina), acetilcolina, dopamina, serotonina, histamina e ácido γ- aminobutírico (GABA), sendo a primeira e a segunda, os principais sinalizadores Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 químicos do SNA. A fibra nervosa autônoma pode ser dividida em dois grupos com base no neurotransmissor liberado. a. Acetilcolina: quando a transmissão é mediada por acetilcolina, o neurônio recebe o nome de colinérgico, ela faz a ponte para a transmissão do impulso nervoso por meio dos gânglios autônomos nos sistemas nervosos simpáticos e parassimpáticos. A transmissão dos nervos pós- ganglionares autônomos para órgãos efetores no sistema parassimpático e para alguns órgãos do sistema simpático também envolve a liberação de acetilcolina. OBS.: Ela é a neurotransmissora na medula da suprarrenal. b. Norepinefrina e epinefrina: a fibra receptora, nesse caso, é chamada de adrenérgica. A norepinefrina é a ponte para a transmissão de impulsos dos nervos pós-ganglionares autônomos para os órgãos efetores. Transdução do sinal na célula efetora Quando os sinalizadores químicos se ligam aos receptores, tem-se a ativação de processos enzimáticos no interior da membrana celular. Esses processos levam a uma resposta celular como fosforilação de proteínas intracelulares ou alterações na condutividade de canais iônicos. Moléculas segundas mensageiras, produzidas em resposta à ligação do neurotransmissor, traduzem o sinal extracelular em uma resposta que pode ser propagada mais adiante ou amplificada no interior da célula. Cada componente serve como um elo na comunicação entre eventos extracelulares e comunicações entre eventos extracelulares e alterações químicas no interior da célula. • Receptores de membrana que afetam a permeabilidade iônica (receptores ionotrópicos): Os receptores de neurotransmissores são proteínas de membrana que disponibilizam o local de ligação que reconhece e responde à molécula neurotransmissora. • Receptores de membrana acoplados a segundos mensageiros (receptores metabotrópicos): Muitos receptores não são acoplados diretamente em canais iônicos; nesses casos o receptor sinaliza o reconhecimento da ligação de num neurônio transmissor iniciando uma série de reações, que no final resultam em uma resposta intracelular especifica. Os dois segundos mensageiros mais amplamente reconhecidos são os sistemas adenililciclase e cálcio-fosfatidilinositol. OBS.: Moléculas segundas mensageiras – intervêm entre a mensagem inicial (neurotransmissor ou hormônio) e o efeito final na célula – são parte de uma cascata de eventos que traduz a ligação do neurotransmissor em uma resposta celular, em geral, com a intervenção de uma proteína G. Os receptores acoplados ao sistema de segundo mensageiro são denominados receptores metabotrópicos. Os receptores muscarínicos e adrenérgicos são exemplos de receptores metabotrópicos. Agonistas colinérgicos e anticolinérgicos Os fármacos que afetam o SNA são divididos em dois grupos, de acordo com o tipo de neurônio envolvido no mecanismo de ação; os fármacos colinérgicos atuam em receptores que são ativados por acetilcolina (ACh), e os fármaco adrenérgicos atuam em receptores de norepinefrina ou epinefrina. Os colinérgicos e adrenérgicos atuam estimulando ou bloqueando receptores de SNA. Neurônios colinérgicos Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 Os neurônios colinérgicos inervam músculos do sistema somático e desempenham função importante no SNC. Tem-se a utilização do ACh nas fibras: pré-ganglionar, no gânglio autônomo, fibras pós-ganglionares e as pós-ganglionares das glândulas sudoríparas. • Neurotransmissão nos neurônios colinérgicos Para que ocorra, são necessárias seis etapas sequenciais: 1. Síntese de ACh: a colina é transportada do liquido extracelular para o citoplasma do neurônio colinérgico por um sistema de carregador dependente de energia que junto com ele, transporta sódio e pode ser inibido por hemicolínio. Essa captação é de extrema importância para a limitação da síntese de ACh. A colina- acetiltransferase acelera a reação da colina com o acetilCoA para formar ACh no citosol. 2. Armazenamento da ACh em vesículas: o ACh é empacotado em vesículas pré- sinaptica por um processo de transporte ativo acoplado ao efluxo de prótons. A vesícula madura também contem ATP e proteoglicano. A maioria delas contém o neurônio transmissor primário e o cotransmissor que pode aumentar ou diminuir o efeito do neurotransmissor primário. OBS.: A cotransmissão nos neurônios autônomos é uma regra. 3. Liberação da ACh: assim que o potencial de ação, que é propagado por canais de sódio de voltagem-dependente (VD), chega ao terminal nervoso, os canais de cálcio VD se abrem na membrana pré- sináptica, levando a um aumento na concentração de cálcio intracelular. Os altos índices de Ca2+ promovem a fusão das vesículas sinápticas com a membrana celular e a liberação do seu conteúdo no espaço sináptico. Ela pode ser bloqueada pela toxina botulínica. OBS.:Em contraste, a toxina da aranha viúva-negra provoca a liberação de toda a ACh armazenada nas vesículas, esvaziando-a na fenda sináptica. 4. Ligação com o receptor: a ACh que é liberada pelas vesículas sinápticas se espalha por meio do espaço sináptico e se ligam a receptores pós-sinápticos na célula-alvo, ao receptor pré-sináptico na membrana do neurônio que liberou ACh ou a outros receptores-alvo pré- sinápticos. Essa ligação, desencadeia uma resposta fisiológica no interior da célula. Os receptores pós-sinápticos colinérgicos na superfície dos órgãos efetores podem ser muscarínicos e nicotínicos. 5. Degradação da ACh: devido a hidrolise da ACh pela acetilcolinesterase, o sinal no local efetor pós-juncional termina rapidamente, assim se tem a formação de colina e acetato na fenda sináptica. 6. Reciclagem da colina: a colina pode ser reciclada por um sistema de captação de alta afinidade ligado ao sódio que transporta a molécula de volta para o seu neurônio. Lá, ela é acetilada em ACh, e é armazenada até a liberação de um potencial de ação subsequente. Receptores colinérgicos (colinoceptores) Os receptores muscarínicos e nicotínicos são diferenciados entre si de acordo com sua afinidade com os fármacos que imitam a ação do ACh. • Receptores muscarínicos: Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 São acoplados a proteína G e, além de se ligarem a ACh, reconhecem a muscarina. Os receptores apresentam pouca afinidade pela nicotina, e podem ser divididos em cinco subclasses; funcionalmente são apenas três M1, M2 e M3. 1. Localização dos receptores muscarínicos: podem ser observados nos gânglios do sistema nervoso periférico e em órgãos efetores autônomos. Os M1 também são encontrados nas células parietais gástricas; M2, nas células cardíacas e nos músculos lisos; e M3, na bexiga, nas glândulas exócrinas e no músculo liso. OBS.: fármacos com ações muscarínicas preferencialmente estimulam receptores muscarínicos nesses tecidos, mas, em concentrações elevadas, podem mostrar alguma atividade em receptores nicotínicos. 2. Mecanismos de transdução do sinal pela ACh: mecanismos diferentes podem transmitir sinais gerados pela ocupação do receptor de ACh. 3. Agonistas muscarínicos: existe esforços para desenvolver agonistas e antagonistas muscarínicos que atuem em subtipos específicos de receptores. OBS.: agonistas dos receptores M1 são investigados para o tratamento da doença de Alzheimer, e antagonistas dos receptores M3, para o tratamento da doença pulmonar obstrutiva crônica. • Receptores nicotínicos Além de se ligarem a ACh, reconhecem a nicotina, porém não tem afinidade pela muscarina. O receptor é composto por cinco subunidades e funciona como canal iônico disparado pelo ligante. A ligação de duas moléculas de ACh provoca uma alteração na estrutura que permite a entrada de íons sódio, resultando na despolarização da célula efetora. A nicotina em concentração baixa estimula o receptor; em concentração alta, o bloqueia. Eles podem ser encontrados no SNC, na suprarrenal, nos gânglios autônomos e na junção neuromuscular (JNM) nos músculos esqueléticos. Os localizados na JNM podem ser chamados de NM ou NN. Os receptores nicotínicos dos gânglios autônomos diferem daqueles situados na JNM. Agonistas colinérgicos de ação direta Os agonistas colinérgicos mimetizam os efeitos da ACh ligando-se diretamente aos colinoceptores. Estes fármacos podem ser classificados em dois grupos: (1) ésteres da colina endógenos, que incluem a ACh e ésteres sintéticos de colina, como o carbacol e o betanecol; e (2) alcaloides de ocorrência natural, como a nicotina e a pilocarpina. Todos os fármacos colinérgicos de ação direta têm efeitos mais prolongados do que a ACh. Alguns dos fármacos terapeuticamente mais úteis se ligam preferencialmente aos receptores muscarínicos, e algumas vezes são referidos como fármacos muscarínicos. Contudo, como um grupo, os agonistas de ação direta mostram pouca especificidade nas suas ações, o que limita sua utilidade clínica. • Acetilcolina Composto amônio quaternário que não consegue penetrar as membranas; ele é um neurotransmissor de nervos parassimpáticos e somáticos, mas não tem importância terapêutica. Tem atividade muscarínica e nicotínica. 1. Diminui a frequência e débito cardíaco; 2. Diminui a pressão arterial; 3. Aumenta a secreção salivar e estimula secreções a motilidade intestinal; 4. Aumenta o tônus no musculo detrusor (bexiga); 5. Estimula a contração do musculo ciliar; • Betanecol É um éster carbamila que não é substituído, e se relaciona estruturalmente com ACh. Não tem ações nicotínicas, mas tem uma alta atividade muscarínica. 1. Estimula a motilidade e o tônus intestinal; 2. Estimula e relaxa o detrusor da bexiga; Aplicações terapêuticas: No tratamento urológico, o betanecol é usado para estimular a bexiga atônica, particularmente na retenção urinária não obstrutiva no pós-parto ou pós-operatório. O betanecol Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 também pode ser usado no tratamento da atonia neurogênica, bem como no megacolo intestinal. • Carbacol (carbamilcolina) Tem ações muscarínicas e nicotínicas; ele é biotransformado por esterases, mas em uma velocidade baixa. Possui alta potência e tem inespecificidade por receptor, sua ação demora um longo tempo. 1. Atuam no sistema cardiovascular e gastrointestinal, estimulando ou deprimindo; 2. Causam a liberação de epinefrina na suprarrenal; 3. Imita os efeitos do ACh, causando miose e espasmo de acomodação no musculo ciliar. Aplicações terapêuticas: raramente vezes é usado em terapêutica, exceto no olho, como fármaco miótico no tratamento do glaucoma, por causar contração pupilar e diminuição da pressão intraocular. • Pilocarpina É uma amina terciária, que resiste a hidrólise pela AChE; é pouco potente, e, por não possuir carga elétrica, penetra no SNC. Usos restritos a região ocular. Anticolinesterásicos reversíveis – Agonistas colinérgicos de ação indireta O AChE é uma enzima que hidrolisa especificamente o ACh, transformando em acetato e colina e conclui a sua ação. Os inibidores da AChE (fármacos anticolinesterásicos, ou inibidores da colinesterase) promovem ações colinérgicas indiretamente, prevenindo a degradação da ACh. Isso resulta em acúmulo de ACh na fenda sináptica. Esses fármacos podem provocar uma resposta em todos os colinoceptores do organismo, incluindo os receptores muscarínicos e nicotínicos do SNA, bem como nas JNMs e no cérebro. Os inibidores reversíveis da AChE podem ser classificados como fármacos de ação curta ou intermediária. • Edrofônio É uma amina quaternária, e é usado no diagnóstico de doenças autoinumes. Ele é um protótipo inibidor da AChE que tem ação curta. Ele se liga de modo reversível ao centro ativo da AChE, impedindo a hidrolise da ACh. É seguida é absorvido rapidamente e tem duração de ação curta. • Fisostigmina É um éster nitrogenado encontrados em plantas; é o substrato da AChE que forma um intermediário de carbamilado relativamente estável, que se torna reversivelmente inativado. Potencializa a atividade colinérgica no organismo. 1. Estimula receptores muscarínicos e nicotínicos no SNA e nicotínicos no JNM; Aplicações terapêuticas: aumenta a motilidade do intestino e da bexiga, servindo no tratamento de atonia nos dois órgãos; usada também no tratamento de doses excessivas de fármacos com ações anticolinérgicas, como a atropina. • Neostigmina É um fármaco sintético que é uméster, e inibe reversivelmente a AChE similarmente a fisostigmina. Tem uma ação intermediária. 1. Pode estimular a contrabilidade dos músculos esqueléticos Aplicações terapêuticas: é usada para estimular a bexiga e o TGI, e também como antagonista de fármacos bloqueadores musculares competitivos. Também é usada ainda no tratamento sintomático da miastenia grave. • Piridostigmina e ambenônio São inibidores da colinesterase usados no tratamento crônico da miastenia grave. Sua ação é intermediária, mas mais longas do que a da neostigmina. • Tacrina, donepezila, rivastigmina e galantamina São anticolinérgicos usados em pessoas que possuem deficiência nos hormônios colinérgicos. Moisés Santos|@eumoisesantos_ Odontologia UFPE – Farmacologia IV – 2020.2 Anticolinesterásicos irreversíveis – Agonistas colinérgicos de ação indireta Inúmeros compostos organofosforados sintéticos apresentam a propriedade de ligar-se covalentemente à AChE; gerando um aumento de longa duração nos níveis de ACh em todos os locais onde ela é liberada. Vários desses fármacos são extremamente tóxicos. • Ecotiofato É um organofosforado que se liga covalentemente no local ativo da AChE por meio do seu grupo fosfato. 1. Estimula a ação colinérgica generalizada; 2. Causa paralisia da função motora; 3. Provoca convulsões; 4. Provoca miose (aplicação terapêutica) Toxicologia dos fármacos anticolinesterásicos Os inibidores irreversíveis da AchE (na maioria compostos organofosforados) são usados comumente como inseticidas na agricultura, mas causam envenenamentos. Gases organofosforados que atuam em nervos, como o sarin; a toxicidade dessas substâncias se manifesta com sinais e sintomas nicotínicos e muscarínicos (crise colinérgica). Dependendo da substância, o efeito pode ser periférico ou afetar todo o organismo. • Reativação da acetilcolinesterase A pralidoxima (2-PAM) pode reativar a acetilcolinesterase (AchE) inibida. Contudo, ela é incapaz de entrar no SNC e, por isso, não é útil no tratamento dos efeitos dos organosfosforados no SNC. A presença de um grupo químico carregado permite que a pralidoxima se aproxime do sítio aniônico na enzima. Se for administrada antes de acontecer a estabilização da enzima alquilada, ela consegue reverter os efeitos periféricos muscarínicos e nicotínicos, mas não os efeitos no SNC. A pralidoxima é um inibidor fraco da AChE e, em dosagens maiores do que as usuais, pode causar efeitos similares aos de outros inibidores da AChE. Além disso, ela não consegue reverter a toxicidade dos inibidores reversíveis de AChE. • Outros tratamentos 1. A atropina é administrada para prevenir os efeitos adversos muscarínicos dessas substâncias. Tais efeitos incluem aumento das secreções bronquiais e da saliva, broncoconstrição e bradicardia. 2. O diazepam também é administrado para diminuir a convulsão persistente causada por essas substâncias. 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.
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