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Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus Metabolismo Uma vez que o medicamento é distribuído no organismo, e le possu i prev iamente uma caracterís(ca lipo.lica (capaz de atravessar as membranas celulares e conseguir ser distribuído no organismo), que por sua vez pode dificultar a sua eliminação mas facilitar a sua reabsorção (principalmente nos rins). Por esse moAvo, fármacos lipossolúveis são biotransformados no Dgado em substâncias polares (hidroDlicas - afinidade a água e não consegue ser reabsorvida - rapidamente eliminada), como forma de facilitar a sua eliminação. Esse processo ocorre principalmente no Dgado, mas também pode ocorre no TGI, rins e no pulmão. E ocorre sob a ação de enzimas (processo saturável). Nem todas as moléculas passam por esse processo! Por exemplo, a Digoxina é uma molécula que já apresenta uma caracterísAcas hidroDlica, e portanto não sofre essa extensa biotransformação. Muitas vezes é metabolizada pelo intesAno. No entanto, a grande maioria dos medicamentos precisam passar por esse metabolismo. OBS: Caso exista uma superdosagem de um medicamento, pode ocorrer uma saturação dessas enzimas. Dessa forma, esse medicamento não vai ser metabolizado, podendo ocorrer o seu acúmulo no metabolismo. Caso esse medicamento seja tóxico, pode levar a um efeito indesejado, efeito colateral ou algum dano ao paciente. O metabolismo é dividir em duas grandes fases. Quando fármaco sofre qualquer reação química que possa modificar a estrutura química desse fármaco (oxidação, hidroxilação, etc), denominamos de fase 1. O objeAvo dessa fase um, seria gerar derivados/ metabólitos que são mais polares (com carácter hidroDlico) por meio da adição de grupamentos (na maioria das vezes) na estrutura química do medicamento. A fase 1 também é denominada como “fase de funcionalização metabólica”, que tem como principal objeAvo, adicionar esse grupamentos os quais a parAr destes possa-se adicionar outro grupamento conjugado, que seria a fase 2. A fase 2 é a fase de conjugação, onde ocorre a inaAvação desses grupos formando um conjugado. 1 Farmacocinética 2 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus OBS: Isoniazida. Possui uma estrutura capaz de se ligar a um grupamento aceAla, induzindo uma aceAlação. Posteriormente induz outras reações de fase um, até que possa ser tota lmente metabolizada. Caso o fármaco já possua uma caracterísAca hidroDlica, pode pular a fase 1. Ou caso o fármaco inicial já possua o grupamento funcional, podendo seguir direto para a fase 2. Reações de Fase 1 As principais reações da fase 1 são realizadas por um conjunto de enzimas que compõem o sistema citocromo P450. As enzimas do citocromo P450: - São responsáveis por 60 a 65% da metabolização de todos os medicamentos; - Superfamília de enzimas CYP (74 famílias: CYP1, CYP2, CYP3, CYP4, etc); - Metabolismo oxidaAvo; - 90 a 95% do total de enzimas CYP estão no Dgado (reiculo endoplasmáAco - fração microssomal); - As enz imas P450 ex ibem cons ideráve l variabilidade genéAca entre indivíduos. Variações na aAvidade de P450 podem alterar a eficácia dos fármacos e o risco de efeitos adversos; Ex: Alguns pacientes não apresentam efeito analgésico do opiáceo Codeína, porque não possuem a enzima CYP2D6 que o aAva em Morfina. Nesse caso, é preciso aumentar a concentração da codeína de alguma forma, para que se consiga s o b r e p o r e s s a r e d u ç ã o d a e n z i m a e consequentemente manter a mesma concentração de morfina. Em casos com a ausência dessa enzima, a concentração de codeína vai ser indiferente, pois não vai ter como metabolizar. Reação cíclica de monooxigenase. Nada mais é que a inserção de um grupamento de hidroxila no fármaco. OBS: Um fármaco pode ser substrato para mais de uma isoenzima. Isso pode causar alguns problemas. Como exemplo, pacientes que fazem uso do Diclofenaco e Warfarina, ambos são metalizados pela CYP2C9. Caso esse indivíduo uAlize, por exemplo, a Warfarina de forma crônica por 2 anos e comece a uAlizar o Diclofenaco de forma aguda, esse úlAmo possui uma maior afinidade pela enzima. A parAr disso, pode acontecer uma saturação da enzima, por meio da compeAção dos síAos de ligação. A Warfarina vai parar de ser metabo l i zada , podendo aumentar a sua concentração no organismo, que pode gerar efeitos colaterais. 2 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus O B S : M e t a b o l i s m o d o P a r a c e t a m o l . A superdosagem pode gerar um metabólito tóxico. Reações de Fase 2 Vários metabólitos da fase 1 conAnuam muito lipoDlicos para serem excretados e precisam ser conjugados para produzir um composto polar em geral mais hidrossolúvel e terapeuAcamente inaAvo. Reações: - Conjugação com ácido glicurônico (mais comum e mais importante); - Conjugação com Sulfato; - Conjugação com Aminoácidos; - Conjugação com a GlutaAona; - AceAlação; - MeAlação; Ocorre principalmente no Dgado, mas também nos pulmões e rim. Exceção: Glucuroníeo-6-morfina, é mais potente do que a morfina. Conjugação com ácido glicorônico: uma enzima vai transferir o grupamento glicuronil para o fármaco, tornando-se mais polar, podendo ser eliminado com maior facilidade. Conjugação com a gluta(ona metabolismo do paracetamol: Em doses terapêuAcas, o paracetamol pode sofrer uma glicuronidação formando um glicuronato não tóxico ou uma etapa de sulfatação, gerando um sulfato não tóxico. Ambos podem ser eliminados facilmente pelo metabolismo. Além disso, tem a ocorrência pela hidroxila no direcionamento pelas reações de oxidação pela CYP2E1 e CYP3A4. Quando o paracetamol é direcionado para esse metabolismo oxidaAvo, ocorre a geração de intermediários tóxicos reaAvos (reação de fase 1). Mas se esse indivíduo está tomando o paracetamol em doses terapêuAcas, ocorre a conjugação desse intermediário com a glutaAona, gerando um conjugado inaAvo que pode eliminado pela urina facilmente. Q u a n d o o c o r r e u m a s u p e r d o s a g e m d e paracetamol, ocorre uma saturação das enzimas que realizam a glicuronidação e sulfatação, se 3 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus direcionando principalmente para a formação de mais intermediários tóxicos do que o normal. Nesse caso, ocorre também uma saturação da glutaAona, que não consegue gerar um conjugado inaAvo. Esse intermediário tóxico tem afinidade a células hepáAcas, que acaba gerando a morte celular das células hepáAcas, gerando uma hepatotoxicidade. Com base nisso, existe um manejo clínico que pode solucionar esse problema, com a administração do an-doto Ace3lcisteina (precursor metabólito da glutaAona), que atua como um subsAtuto da glutaAona, ligando-se ao metabólito tóxico a medida que é produzido, e consequentemente não tem mais o acúmulo desse intermediário tóxico, evitando a hepatoxicidade. Existem alguns medicamentos inaAvos que precisam passar por um metabolismo (fase 1) para gerar metabólitos aAvos. Farmacologicamente para inaAvar os fármacos, existe o processo de latenciação. Qual o intuito de administrar um fármaco ina(vo? Alguns medicamentos aAvos possuem baixa solubil idade, odor desagradável ou sabor desagradável, podem gerar uma dor muito grande ao serem administrados, podem diminuir a biodisponibilidade. Dessa forma, ao serem administrados de forma inaAva, pode-se aumentar a solubilidade, diminuir o metabolismo de primeira passagem, melhora o odor, etc. No entanto, em situações de emergência em que necessita de um efeito imediato do medicamento, é administrado os metabólitos aAvos. Fatores que interferem no metabolismo Relacionados ao paciente: - Deficiência ou não produção das enzimas (ex: recém nascidos); - Fator genéAco - modificações polimórficas (enzima P450) - leva a uma redução da enzima que pode levar a um metabolismoreduzido e levando a um acúmulo do fármaco; - Doenças hepáAcas como Cirrose, hepaAte e carcinoma; - Insuficiência cardíaca: diminui o débito cardíaco - limita o fluxo sanguíneo para o Dgado; Relacionados ao fármaco: As enzimas podem sofrer indução ou inibição. Por exemplo, um determinado fármaco D pode ser ligar a enzima do citocromo P450 e sofrer oxidação, formando a hidroxila. Mas se esse indivíduo começa a administrar o medicamento C, o qual possui mais afinidade a enzima, vai acabar ligando-se a ela, gerando uma saturação da enzima e o medicamento D vai se acumular. Ou seja, essas enzimas acabam sendo inibidas por conta da compeAção, inibindo o metabolismo do medicamento. Além disso, pode ocorrer a indução enzimáAca. Por exemplo, o medicamento A apresenta uma capacidade de ser absorvido pela bicamada lipídica, deslocar-se até o núcleo e se ligar a um promotor gênico de determinadas enzimas, esAmulando aAvamente a síntese de uma enzima (RNAm) do citocromo P450, gerando a indução dessa enzima. Com mais enzima, tem um aumento do metabolismo do medicamento. 4 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus INDUÇÃO ENZIMÁTICA - Aumenta a velocidade do metabolismo hepáAco da droga; - Aumenta a velocidade de produção dos metabólitos; - Aumenta a depuração plasmáAca da droga; - Diminui a meia vida sérica da droga; - Diminui as concentrações séricas da droga livre e total; - Diminui os efeitos farmacológicos se os metabólitos forem inaAvos; Deve-se observar que um indutor pode aumentar não apenas o metabolismo de outros fármacos, mas também seu próprio metabolismo. O principal é Fenobarbital. A sua administração aumenta a indução de algumas enzimas do citocromo P450, gerando um aumento do metabolismo de diversos outros fármacos que também são metabolizados por essas enzimas. Existem ainda, algumas situações como a fumaça do cigarro que podem levar ao aumento da expressão das enzimas CYP1A2 e CYP3A4. INIBIÇÃO ENZIMÁTICA A forma mais comum de inibição é pela compeAção pela mesma isoenzima. - Diminui a velocidade de produção dos metabólitos; - Diminui a depuração total; - Aumenta a meia vida da droga; - Aumenta as concentrações séricas da droga livre e total; - Aumenta os efeitos farmacológicos se os metabólitos forem inaAvo; Como exemplo, temos a CimeAdina, que liga-se, de forma compeAAva, a algumas enzimas, impedindo o metabolismo de alguns medicamentos, como a Warfarina. Essa pode acumular no organismo. Caso não exista nenhuma outra enzima que realize a sua metabolização, pode gerar efeitos colaterais. Exemplo: Paciente que administra a ciclosporina A de forma crônica. Ao mesmo tempo, começa a administrar a Rifampicina, um indutor enzimá(co, que vai induzir a expressão da enzima CYP3A4. Essa enzima também metaboliza a ciclosporina A, que vai ser eliminada mais rapidamente por conta de uma metabolização maior, gerando um efeito de imunossupressor insaAsfatório (sub-dose - gera rejeição do transplante). De forma contrária, o paciente faz ingestão de ciclosporina A e de Itraconazol, um inibidor enzimá(co, que liga-se a CYP3A4, impendindo que ela metabolize a ciclosporina A. Diminui a metabolização e não ocorre a sua eliminação (retardar), gerando um acúmulo e gerando um quadro de nefrotoxicidade, induzido pela 5 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus ciclosporina A por conta do seu acúmulo no organismo. Excreção de Fármacos É o processo no qual os fármacos são removidos ou eliminados do organismo de forma quimicamente inalterada ou na forma de metabólitos. A via renal vai ser a principal, mas a eliminação também pode ocorrer pelas vias: hepatobiliar, pulmonar, suor, saliva, lágrimas, leite materno e secreção nasal. Existe também a eliminação pode meio da diálise, uma eliminação extracorpórea. VIA RENAL As unidades anatômicas funcionais do rim são os néfrons, que realizam a filtração glomerular, secreção tubular aAva e reabsorção tubular passiva. Inicialmente o fármaco chega pela arteríola aferente, passando pelo processo de filtração glomerular (filtração de moléculas pequenas). Na secreção tubular aAva, tem-se a presença de transportadores que são responsáveis por transportar os fármacos para dentro do néfron e consequentemente serem eliminados. Nem todo fármaco filtrado vai ser eliminado. Os fármacos lipoDlicos são reabsorvidos pela corrente sanguínea. Parâmetros que influenciam a reabsorção: • Tamanho molecular; • Grau de ionização e lipossolubilidade; • pH urinário; Fármacos ionizados e não lipossolúveis não são reabsorvidos e são secretados. Fármacos não ionizados e lipossolúveis podem ser reabsorvidos e retornam à circulação sistêmica. Influência do fluxo urinário e pH da urina A acidificação da urina (administração de cloreto de amônio) aumenta a velocidade de eliminação renal da anfetamina, reduzindo sua concentração plasmáAcas e seus efeitos no estado mental do paciente. Ácidos fracos podem ser eliminados alcalinizando a urina (bicarbonato), ao passo que a eliminação de bases fracas pode ser aumentada por acidificação da urina. 6 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus Uma base fraca em um ph mais ácido torna-se mais ionizada, fazendo com que seja eliminada de forma mais rápida, tendo uma redução também da sua resposta psicológica. TRATO DIGESTIVO Excreção biliar: drogas e seus metabólitos podem ser excretados aAvamente na bile - seguido da excreção da droga nas fezes; Entretanto, conjugados podem ser quebrados por bactérias entéricas liberam a droga original, que pode ser novamente absorvida (circulação êntero- hepáAca), promove uma prolongação do efeito do fármaco. Quando o fármaco é absorvido a parAr do TGI, primeiro ele entra na circulação portal antes de entrar na circulação sistêmica. - Fármacos ingeridos por via oral são absorvidos o intesAno; - Chegam ao Dgado pela veia porta e podem ser conjugados; - Os produtos conjugados são hidroDlicos e com ajuda de mecanismos de transporte podem passar das células hepáAcas para bile; - Retornam ao intesAno; - Os conjugados hidroDlicos não atravessam o epitél io intesAnal, contudo, podem ser hidrolisados por beta- glicuronidases bacterianas no colo, liberando o fármaco; - O fármaco pode ser novamente absorvido (reabsorvido); - O fármaco parece preso como uma armadilha; Os fármacos que estão sujeitos à circulação entero- hepáAca são excretados lentamente - entre os quais estão a morfina e os contracepAvos orais estetoidais. 7 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus GLÂNDULAS MAMÁRIAS Relevância: a concentração do fármaco no leite pode ser pequena mas significaAva. Predomina a difusão de substâncias lipossolúveis. O pH do leite é ligeiramente mais ácido que o pH do plasma. Isso possibilita que os fármacos básicos sejam acumulados. PULMONAR Excreção através dos alvéolos. São excretados principalmente gases e substâncias voláteis (anestésicos gerais). Predomina a difusão simples. Farmacocinética Clínica Concentração efe3va mínima: é necessário aAngir uma certa concentração na corrente sanguínea, para que acima dessa concentração o fármaco de fato realizar o seu efeito. Ou seja, a parAr de uma determinada concentração, essa fármaco pode suprir seu efeito, tenho um período de defasagem em que o fármaco não tem efeito. O limite é a concentração efeAva mínima adversa. Caso ultrapasse essa concentração, são gerados efeitos indesejáveis (tóxicos). O objeAvo é aAngir um intervalo que deixe o fármaco no limite terapêuAco (cálculo do índice terapêuAco). 4 parâmetros mais importantes que determinam a disposição de um fármaco: 1. Biodisponibilidade: quanAdade de fármaco que aAnge a c i rcu lação s i stêmica após a administração; É a quanAdade de medicamente que chegou a circulaçãosanguínea de forma inalterada. Por exemplo, se 100 mg de um fármaco são administrados por via oral, e 70 mg desse fármaco c h e g a n a c i r c u l a ç ã o s a n g u í n e a , s u a biodisponibilidade é de 0,7 ou 70%. A via intravenosa é igual a 1 por diminuição. Conhecer a biodisponibilidade é importante para calcular a dosagem de fármaco para outras vias de administração que não seja intravenosa. OBS: a biodisponibilidade é alterada de acordo com a sua forma de administração. 8 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus 2. Volume de distribuição: volume hipotéAco de líquido no qual o fármaco está conAdo; É um fator matemáAco que descreve a relação entre a quanAdade de fármaco no corpo inteiro e a quanAdade existente no plasma. Por exemplo: foi administrado 100mg de um fármaco no corpo, mas ao observar o fármaco, existe apenas 50mg. Portanto, o volume de distribuição foi 2 litros. Isso significa que parte do medicamente administrado está nos tecidos e o resto tá no plasma. Quanto maior o volume de distribuição, maior a concentração dos fármacos nos tecidos. O volume de distribuição é um volume aparente, não necessariamente reflete um valor fisiológico. Usos do Vd: - Em conjunto com a concentração desejada (C) pode ser usada para determinar a dose a ser administrada (Da); Da= Vd x C; - Em situações de overdose e em certos casos médico-legais, para esAmar a quanAdade da droga no organismo; QuanAdade no organismo = Vd x CplasmáAca; - Avaliar a praAcidade de se uAlizar diálise para remoção de uma determinada droga no organismo; Quanto maios o Vd menor é a fração da dose no plasma, sendo portanto menos eficientes a remoção de drogas através de mecanismos extra-corpóreos; 3. Depuração (ou Clearance): é a medida de eliminação de um fármaco; É o fator que prediz a velocidade de eliminação do fármaco em relação à sua concentração. Volume do plasma “completamente limpo” de um determinado fármaco por uma unidade de tempo através de todas as suas vias de eliminação. 4. Tempo de meia vida: tempo gasto para que a concentração de um fármaco no plasma reduza à metade do seu valor inicial; É o tempo necessário para que a concetração plasmáAca de determinado fármaco seja reduzida à metade do valor inicial. 9 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus É um parâmetro secundário que depende de Vd e CL. Unidade: tempo (minuto, hora e dia). Usos: - Prever quanto tempo é necessário para que a droga seja eliminada pelo plasma; - Prever quanto tempo se gasta para que a concentração de uma droga decline de um específico valor para outro (úAl em overdoses); - A relação entre o t1/2 e o intervalo entre as doses pode ser uAlizado para prever o grau de acúmulo da droga o organismo; - Prever quanto tempo é necessário a parAr de uma dose inicial para alcançar o estágio de equilíbrio estável durante administração de múlAplas doses ou infusão coninua; - A relação entre t1/2 e o intervalo entre as doses ode ser uAlizado para prever o grau de flutuação da concentração de uma droga dentro dos intervalos de administração; O intervalo de administração entre a dose é maior que o tempo de meia vida, ou seja, o medicamente está sendo totalmente eliminado e antes disto, não existe mais a administração do medicamento. Antes do medicamento ser totalmente metalizado e eliminado, é realizada uma nova administração, observando uma adição com a dose restante anterior. Isso ocorre de forma sucessiva, até chegar um momento onde todo o medicamento que está sendo administrado no organismo está tendo um equilíbrio com o medicamento que está sendo eliminado (dentro da penal terapêuAca). Quando o paciente deixa de tomar o medicamento, existe uma diminuição da dose, que pode afetar o equilíbrio e pode causar uma subdose. Vão ser necessárias algumas administrações para aAngir novamente o nível terapêuAco desejado. 10 Universidade Estácio de Sá M4 - Farmacologia Danielle Mistieri Matheus Com poucos intervalos de administração, tem uma variação de absorção muito grande. Então a administração de uma dose muito grande vai proporcionar picos de absorção que podem culminar uma concentração tóxica ou sub- terapêuAca. 11