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Farmacodinâmica Relembrando Farmacocinética • Definição: processos que nosso organismo faz com o fármaco, possui quatro etapas: 1. Absorção: ato de o fármaco atravessar as barreiras e chegar na circulação sistêmica a partir do seu local de administração – depende de características dos fármacos, dose, local de aplicação entre outros 2. Distribuição: chega no seu local de ação, passando por todo os órgãos, chega primeiro nos mais vascularizados 3. Metabolismo: no fígado ocorre o processo de biotransformação 4. Excreção: excreção pela via renal • Metabolismo + excreção = depuração • Obs: a única via que não passa pelo processo de absorção é a intravenosa que o fármaco já é injetado na própria circulação Farmacodinâmica • Definição: estudos dos efeitos celulares, bioquímicos e fisiológicos dos fármacos e seus mecanismo de ação – o que o fármaco faz com nosso organismo • Envolvidos com o local de ação do fármaco, mecanismo de ação e o efeito farmacológico (resposta terapêutica) • Mecanismo de ação é onde o fármaco irá agir e qual papel vai desempenhar Exemplo: fármaco usado na asma o Salbutamol • Qual é o seu mecanismo? age como agonista dos receptores beta-2 adrenérgicos da musculatura lisa brônquica do pulmão • Qual é o efeito? Causa Broncodilatação Receptor na ausência do fármaco tem uma conformação e ao se ligar ao receptor, temos uma ativação que muda a forma do receptor para o complexo farmacorreceptor que irá gerar o efeito Receptor ou alvo farmacológico • Alvo: macromolécula com a qual o fármaco interage para induzir uma resposta celular • Esses alvos podem estar na superfície, inseridos na bicamada lipídica, citosol, núcleo, microtúbulos nos compartimentos intracelular no geral • Fármacos não cria uma resposta nova, ele apenas altera a velocidade ou a magnitude de uma resposta células intrínseca (que já existe) • Fármaco + receptor, são interações intermoleculares • Proteínas são os principais alvos farmacológicos Exemplo: os sedativo, agem em canais que modulam o processo de neurotransmissão diminuindo a excitabilidade celular • Interações intermoleculares entre o imatinibe e os resíduos de aminoácidos da proteína quinase BCR- Abl. Essa interação inibe a fosforilação de uma alça de ativação crítica (fita verde), impedindo, assim, a atividade catalítica. Alvos mais importante: • Receptores (reconhece sinais ou reguladores endógenos): acoplados a proteínas G (metabotrópicos) a maioria dos fármacos agem nesses receptores. Receptores tirosina quinase, que para serem ativados precisam fosforizar e os receptores nucleares o Noradrenalina é o ligante endógeno dos receptores alfa-adrenérgicos do tipo beta (1,2,3) e alfa (1,2) o Ligantes exógenos são os fármacos, então temos adrenalina nessa forma farmacológica • Canais iônicos: alvos farmacológicos para anestésicos, anticonvulsivantes • Enzimas metabólicas: caso do anti-inflamatórios não esteroidais que inibem a enzima ciclo oxigenasse • Transportadores: podem alterar o transporte e a liberação de noradrenalina pelas vesículas 𝑭á𝒎𝒂𝒄𝒐 + 𝑹𝒆𝒄𝒆𝒑𝒕𝒐𝒓 ↔ 𝑪𝒐𝒎𝒑𝒍𝒆𝒙𝒐 𝑭𝒂𝒓𝒎𝒂𝒄𝒐𝒓𝒓𝒆𝒄𝒆𝒑𝒕𝒐𝒓 ↔ 𝑬𝒇𝒆𝒊𝒕𝒐 • Alguns podem atuar em outras macromoléculas como os antivirais que tem como alvo a molécula DNA, assim como os antineoplásicos • Todos fazem parte da classe de proteínas: receptores, canais iônicos, enzimas ... É possível algum efeito farmacológico não ser mediado via interação com receptor? • Antiácidos (base hidróxido de alumínio): tem como princípio diminuir ou neutralizar a concentração de íons de hidrogênio do estomago • Manitol (diurético): altera a concentração de osmolaridade • Redutores do colesterol (colestiramina): redutor de colesterol, que no fígado se liga diretamente a molécula para impedir a absorção Curva Dose-Resposta • Curva de efeito sobre a concentração do fármaco, onde a concentração se encontra em logaritmo para ter uma faixa ampla de doses e consegui analisar o comportamento do fármaco entre a relação da dose utilizada e o efeito • Concentração e dose, são usados como sinônimo, porém farmacologicamente eles diferem, sendo o termo concentração utilizado em estudo in vitro (células) que tem um efeito tecidual ou celular. O termo dose é utilizado para aplicação em vivos tanto para o ser humano quanto para o animal • Essa curva é uma associação entre a quantidade e o efeito obtido, no primeiro momento vemos uma correlação entre os dois, ao aumentar a dose o efeito aumenta, porém em um certo ponto a curva começa a ter um platô, mesmo aumentando a dose não obtemos mais resposta. Então a curva nos mostra que tem um efeito máximo que ao ser atingindo nada importa o aumento da concentração • Essa curva foi determinada experimentalmente • Em 1920 Clark, com base nesses estudos estabeleceu a teoria de ocupação dos receptores o Definição: O efeito de um fármaco é diretamente proporcional à fração de receptores ocupados Porque alguns fármacos não produzem efeitos máximos, mesmo ocupando todos os receptores disponíveis? • Alguns estudos, mostrarem que alguns fármacos não eram capazes de induzir uma resposta máxima, mesmo aumentando em uma dose suficiente para ocupar todos os receptores daquele tecido • Comparando dois fármacos que produzem o mesmo efeito, como dois analgésicos. O fármaco 1 chega no seu efeito máximo e o fármaco 2 não, então o efeito não depende apenas da dose e da concentração de receptores ocupados Para produzir efeito, o fármaco precisa ter duas características: • Afinidade: Força de interação entre o fármaco e seu receptor – capacidade de se ligar • Eficácia intrínseca: Capacidade do fármaco de se ligar ao receptor, ativá-lo e de desencadear uma resposta – capacidade de ativar 1 2 Os receptores existem em diferenças conformações, o receptor em estado de repouso tem uma conformação (quadrado), qual será alterada com a ligação de um fármaco ficando no estado ativado (círculo) e quando está estabilizado nesse última forma temos a resposta farmacológica A formação do complexo fármaco (F) + receptor (R) é dada pela afinidade, ou seja, quanto maior afinidade mais fácil a formação do complexo (FR). Porém não basta apenas ligar, essas ligações do complexo FR precisam ocorrer de tal maneira que haja uma estabilização no estado ativado sendo essa a capacidade a eficácia intrínseca Seletividade • Quantidade de alvos e afinidade por estes alvos. Então quanto mais receptores forem alvos do fármaco em diferentes tecidos, menor a seletividade deste fármaco • Exemplo: diferença entre propranolol e atenolol que são antidepressivos, que atuam como beta bloqueadores. O propranolol é menos seletivo que o atenolol porque ele bloqueia Beta 1 e Beta 2 (pulmões) e para o efeito anti-hipertensivo preciso de mais bloqueio de Beta 1 (localizado no coração). O atenolol tem uma maior seletividade, pois ele tem maior afinidade de Beta 1, na pratica o atenolol diminui alguns efeitos adversos. Eficácia • Definição: Intensidade ou magnitude do efeito produzido pelo fármaco – sempre olhamos para o efeito máximo Pelo gráfico concluímos que o fármaco X é mais eficaz que o Y, pois ele é capaz de proporcionar uma maior resposta máxima. Correlacionado com o fármaco ser capaz de ligar a ativar o receptor em conformações ativas Potência • Definição: Concentração na qual um fármaco produz 50% de sua resposta máxima • Os dois fármacos possuem uma eficácia semelhante, porém com o fármaco A eu preciso de uma quantidade menor para produzir 50% do seu efeito em comparação com o B, portanto o fármaco A é mais potente que o fármaco B • CE50: concentração que vai produzir 50% de uma respostamáxima • Fármaco A e B, tem a mesma eficácia (mesma intensidade de efeito), mas as doses que eles fazem isso difere. O fármaco A produz essa intensidade em doses menores que o B, então ele é mais potente. • Fármaco B é mais eficaz que o fármaco C, pois sua magnitude de efeito é maior. Fármaco B é mais potente que o C porque o valor de CE50 é maior. • Atorvastatina é mais potente que a sinvastatina, porque em uma dose menor ela produz o mesmo efeito e por sua vez a Rosuvastatina é mais potente que a Atorvastatina, porém as duas tem a mesma eficácia • Importância clínica: quanto mais aumentamos a dose mais efeito farmacológico temos e os efeitos adversos. Então é melhor usar Rosuvastatina que em dose menor tem uma mesma eficácia que a Atorvastatina, por exemplo. Obs: importante ressaltar que as comparações têm que ser dentro de uma mesma classe farmacológica, entre fármacos com efeitos semelhantes Um fármaco menos potente pode ser mais eficaz? Sim, pois a potência e eficácia não estão intrinsecamente relacionadas – um fármaco pode ser extremamente potente, porém, ter pouca eficácia • Conforme a dose ministrada a morfina pode chegar a uma resposta máxima de analgesia que se pode induzir, então ele tem alta eficácia analgésica – sendo mais eficaz que a Buprenorfina • A Buprenorfina não consegue obter o mesmo grau de analgesia que a morfina, mesmo com suas maiores dose (efeito máximo) • A Buprenorfina é mais potente que a Morfina, pois ela atinge 50% do seu efeito em uma menor dose. Fármacos Agonista • Fármacos que se ligam aos receptores e simulam os efeitos dos sinalizadores endógenos • Agonista precisa ter afinidade para se encaixar no receptor, formando o complexo fármacoreceptor e estabilizar o receptor em forma ativa • Agonista nos dá uma resposta farmacológica igual ou semelhante ao ligante endógeno • Dobutamina (ligante exógeno – agonista) se liga aos mesmo receptores da noradrenalina (ligante endógeno) beta 1 no coração e faz a mesma ação que ela, ou seja, aumenta a resposta cardíaca • Morfina (ligante exógeno – agonista) é responsável pela analgesia do mesmo jeito que a endorfina (ligante endógeno) • Gráfico mostra o nível de resposta em função de concentração dos fármacos, cada curva representa um tipo de agonista. • A curva do agonista pleno consegue chegar no máximo de efeito possível e se estabilizar, comparando com a curva do agonista parcial ele terá uma resposta máxima menor que o agonista pleno • A curva do agonista inverso indica uma resposta inativa, ou seja, ele se liga aos receptores deixando o complexo na forma inativa então a resposta vai ser contrário dos outros agonistas Resposta Positiva Resposta Negativa 1. Agonista total ou pleno • Definição é um fármaco capaz de produzir o maior nível de resposta possível igual ao nosso sinalizar endógeno • Essa resposta máxima é possível devido a melhor estabilização dos receptores em sua conformação ativa • Maior eficácia intrínseca: pois consegue estabilizar uma maior quantidade de receptores na sua forma ativa • Exemplo: nafazolina interage com receptores do tipo alfa 1 na região olfatória, fazendo uma vasoconstrição 2. Agonista Parcial • Definição fármaco que não é capaz de gerar uma resposta máxima, pois estabiliza os receptores na forma ativa e na forma inativa • Menor eficácia intrínseca: não consegue estabilizar a maior quantidade de receptores em sua forma ativa • Exemplo: Buprenorfina é um agonista parcial de receptores opioides e fazem parte do programa de desintoxicação de pacientes viciados em opioides, pois ela tem uma resposta parcial então não estamos tirando de forma bruta o “uso” de opioides desses pacientes dependente. 3. Agonista Reverso • Se liga aos receptores, estabilizando-os em conformações inativa • Essa agonista reverso ele age de forma antagonista clinicamente, porém ele ocupa os receptores mudando a conformação do complexo para a forma inativa diferente do antagonista que apenas se liga para ocupar o lugar. • Inativa receptores que são constitutivamente ativos • Exemplo: anti-histamínico Fármacos Antagonista • Fármacos que reduzem ou bloqueiam a ação de um agonista • Possuem afinidade, mas não apresentam eficácia intrínseca • Mecanismo: se ligam aos receptores, então possuem afinidade, porém ele não gera uma conformação ativa e nem inativa, sua função é ocupar mecanicamente aquele receptor para ele não conseguir se ligar a outra molécula Ligação com o sítio ativo ou ligação alostéricas, são antagonistas mediado por interações via receptor e outros que não são (químico, funcional, farmacocinético) Ligação alostérica é sempre antagonismo não competitivo 1. Antagonista competitivo • Se liga ao mesmo sítio de ligação que o agonista • Altas concentrações do agonista podem superar esse tipo de antagonismo – ligação reversível • Antagonista por si só não tem eficácia intrínseca • Redução da potência do agonista • Ex: propanolol, bloqueadores neuromusculares 2. Antagonista não competitivo (irreversível) • Se liga ao mesmo sítio de ligação do agonista, porém esse antagonista se liga de modo irreversível - dissociação lenta (ligação covalente- forte) ou ligação irreversível ao receptor • Altas concentrações do agonista não podem superar esse tipo de antagonismo • Redução da eficácia do agonista • Exemplo: ácido acetilsalicílico: anti-agregante plaquetário, ele forma uma acetilação na ciclo oxigenasse das plaquetas fazendo uma ligação irreversível – como as plaquetas não tem núcleo nem se replicam, apenas são formas mais que demoram em torno de 10 dias a renovação 3. Modulação alostérica • Sua ligação vai ser em um sítio diferente do agonista, porém o fato de termos essa outra molécula (modulador alostérico) altera a conformação do receptor • Inibem ou potencializam o feito do agonista • Quando temos a inibição podemos falar que é um antagonismo irreversível Exemplo: Se ligam ao canal do GABA em um sítio diferente do GABA Benzodiazepínicos: potencialização do efeito – facilita a ligação do GABA Picrotoxina: inibição do efeito- atrapalha a ligação do GABA 4. Antagonismo químico: • Se liga fortemente com o agonista, inibindo seu efeito – essa ligação não é via receptor e sem química (fármaco com uma característica positiva se liga a um negativo, por exemplo) • Exemplo: protamina vai ser antagonista da heparina, caso o paciente tenha tomado muita heparina para não ter uma coagulação excessiva aplicamos a protamina que tem uma atração química formando um complexo deixando a heparina indisponível 5. Antagonismo funcional (ou fisiológico): • Atuação em receptores completamente diferentes devido a uma produção de efeitos fisiológicos opostos – a inibição do agonista ocorre de forma indireta • Exemplo 1: AINEs (alvo ciclo oxigenasse) e anti- hipertensivos (inibidores da enzima conversora de angiotensina), o antagonismo ocorre devido ao anti-hipertensivo agir no sistema renina angiotensina aldosterona para causar vasodilatação das arteríolas renais e o AINEs como diminui prostaglandinas acaba causando o efeito de vasoconstrição nas arteríolas renais. • Exemplo 2: insulina e corticoides, a insulina tem o objetivo de diminuir concentração plasmática de glicose e o corticoide libera cortisol que por sua vez aumenta a concentração plasmática da glicose 6. Antagonismo farmacocinético • Um fármaco que afeta a absorção, o metabolismo ou a eliminação de outro interfere na etapa farmacocinética • Exemplo: anticonvulsivantes (indutor CYP3A4) e cetoconazol Janela terapêutica • Janela terapêutica ou margem de segurança: faixa de doses localizadas entre a dose terapêuticamínima e a dose tóxica mínima • Janela terapêutica: Faixa de doses que produz eficácia terapêutica com o mínimo de efeitos tóxicos, quando essas doses estão próximas temos uma janela terapêutica estreita • Concentração plasmática esta intimamente ligada ao efeito • O efeito dura enquanto conseguimos manter as concentrações acima do nível mínimo necessário para gerar uma resposta – duração da ação • Intensidade: corresponde a distância da concentração mínima até o pico do efeito Exemplos de fármacos com janela terapêutica estreita: • Lítio • Valproato • Gentamicina • Teofilina • Digoxina Índice terapêutico • Quantificação da margem de segurança da janela terapêutica • Correlaciona a dose de um fármaco necessária á produção de um efeito desejado com aquela que produz um efeito indesejado Conceitos Dessensibilização ou taquifilaxia: diminuição rápida da responsividade ao fármaco Tolerância: diminuição gradual de responsividade ao fármaco Refratariedade (paciente): perda da eficácia – não responde mais ao tratamento inicial devido a alterações fisiológicas Resistencia (alvo):perda de eficácia dos antineoplásicos e antimicrobianos Mecanismo de Regulação dos Receptores • Fosforilação – principal mecanismo para explicar a perda rápida de efeito (dessensibilização) • Internalização – explica também a diminuição da dessensibilização • Aumento da degradação – explica a tolerância • Diminuição da expressão (a longo prazo) – tolerância Ações do fármaco dependem 1. Dose administrada 2. Seletividade para os receptores 3. Expressão tecidual deste receptores 4. Farmacocinética- acesso ao tecido-alvo e concentrações atingidas 5. Farmacocinética – características do paciente 6. Interações medicamentosas GOLAN, David E. et al. Princípios de farmacologia: a base fisiopatológica da farmacoterapia. 3. ed.– capítulo 3 e 4 KATZUNG, B.G; MASTERS, S.B.; TREVOR, A. J. Farmacologia Básica e Clínica. 13ª ed. Porto Alegre: AMGH Editora, 2017 – capítulo 2 BRUNTON, L.; PARKER, K. GOODMAN AND GILMAN: Manual de Farmacologia e Terapêutica. Porto Alegre: MCGRAW HILL – ARTMED – capítulo 3
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