FARMACODINÂMICA A farmacodinâmica estuda os mecanismos pelos quais um medicamento atua sobre as funções bioquímicas ou fisiológicas de um organismo vivo (o que a droga faz no organismo). MECANISMO DE AÇÃO DE DROGAS Classificação das drogas quanto ao modo de ação: 1- Drogas ou Fármacos de ação inespecífica: - Não necessitam de receptor; - A ação biológica depende primordialmente das propriedades físico-químicas e não diretamente da estrutura química; - Altas concentrações - Podem apresentar estruturas químicas variadas, mas com reações biológicas semelhantes; - Pequenas alterações na sua estrutura química não resultam em alterações acentuadas na ação biológica; - Sua ação biológica está diretamente relacionada à atividade termodinâmica que em geral é alta. 2- Drogas ou Fármacos de ação específica: - Atuam em Receptores Farmacológicos; - Há íntima relação entre estrutura química e atividade biológica; - Baixas concentrações - Drogas com a mesma ação comumente apresentam características estruturais similares; - Pequenas alterações em suas moléculas podem acarretar grandes alterações na intensidade ou mesmo na qualidade dos efeitos. ALVOS PARA A AÇÃO DOS MEDICAMENTOS Basicamente, o alvo de ligação de um medicamento no organismo são macromoléculas protéicas com a função de enzimas, moléculas transportadoras, canais iônicos, receptores neurotransmissores e ácidos nucléicos. 1 Interação droga-receptor Ligações fracas e reversíveis, fortes e irreversíveis: 1- Fracas e reversíveis - Ligações iônicas: a) Atração eletrostática entre íons de cargas opostas b) Grupamentos ionizáveis pH fisiológico (carboxil, hidroxil, fosforil) - Ligações de Van der Waals: a) Atração eletrostática entre dois átomos neutros - Ligações de hidrogênio: a) Átomo fortemente eletronegativo ao hidrogênio b) Estável, porém reversível 2) Fortes e irreversíveis - Ligações covalentes: a) Dois átomos compartilham o mesmo par de elétrons RECEPTORES Final do século XIX e início do século XX Langley (1878): - Efeitos da atropina e da pilocarpina na secreção salivar; - “Substância receptora”. Ehrlich (1913): - Especificidade química; - Termo receptor. Clark e Gaddum (década de 20): - Teoria da ocupação (efeito farmacológico – número de receptores); - Relação DOSE-RESPOSTA. Três características encontradas em alguns grupos de medicamentos reforçam a hipótese da existência dos receptores: - Alta potência - Especificidade química - Especificidade biológica 2 CLASSIFICAÇÃO DOS RECEPTORES: PRINCIPAIS TIPOS • Receptores ligados a canais iônicos (ionotrópicos) • Receptores acoplados à proteína G (metabotrópicos) • Receptores com atividade tirosina quinase • Receptores que regulam a transcrição de DNA 3 4 RELAÇÃO DOSE-RESPOSTA Para grande maioria das substâncias com efeito farmacológico, a intensidade do efeito produzido pelo medicamento em geral depende da quantidade administrada = Curva doseresposta. Agonista: determinada substância que ao ligar-se ao receptor, produz ativação deste, levando ao efeito farmacológico. Antagonista: determinada substância que ao combinar-se com o receptor, não produz ativação deste. TEORIA DAS AÇÕES DAS DROGAS Teoria de ocupação de Clark e Gaddun (1933): A resposta farmacológica é diretamente proporcional ao número de receptores com os quais o agente efetivamente interage e, que o efeito máximo é alcançado quando todos os receptores estão ocupados. Lei da ação das massas (adaptada à receptores) K1 (M) + (R) (MR) Onde: K2 (M) = Medicamento (R) = Receptor (MR) = Complexo medicamento-receptor 5 (K1) = Velocidade de ligação medicamento-receptor (K2) = Velocidade de dissipação Quando K1= K2, tem-se K1 (M) (R) = K2 (MR), logo: K1 = K2 (MR) ou (M).(R) K2 = K1 (M).(R) (MR) Neste caso: K1 / K2 = KA (constante de associação) K2 / K1 = KD (constante de dissociação) Equação de Michaelis-Menten: E= EMAX C C + EC50 Onde: (E) = % de efeito observado (C) = concentração do medicamento (EMAX) = resposta máxima que pode ser produzida pelo medicamento (EC50) = concentração de medicamento que produz 50% do efeito máximo 6 Teoria da atividade intrínseca ou eficácia (Äriens e Stephenson) • Não basta afinidade • Geração de estímulo • Äriens → Atividade intrínseca ( α ) • Stephenson → Eficácia Somente o agonista gera estímulo após ocupação • Agonistas totais (α = 1) • Agonistas parciais (0 < α < 1) • Antagonistas (α = 0) Teoria dos receptores de reserva (Stephenson) • Parte dos receptores bloqueados (antagonistas) • Agonistas totais → resposta máxima • Não depende da quantidade de receptores ocupados, mas sim da qualidade do estímulo produzido pela droga Teoria da ocupação dos dois estados • Äriens e Rodrigues de Miranda 1979 • Receptor ativado R* • Receptor não ativado R Potência: quanto < a dose para desencadear um efeito > potência. • in vivo: sofre ação da farmacocinética e farmacodinâmica • in vitro: capacidade do medicamento combinar-se com os receptores Eficácia Máxima: é determinada por propriedades inerentes à ligação medicamento-receptor. 7 Inclinação: a inclinação na curva dose-resposta reflete o mecanismo de ação de um agente terapêutico, bem como sua ligação com o receptor. Variação Biológica: variação da resposta de determinado medicamento em uma população de indivíduos. CURVAS DOSE-RESPOSTA QUANTAIS “O efeito da droga é proporcional à quantidade de droga administrada” Para efeitos quantais como, por exemplo, convulsão ou morte, onde prepondera a dupla “tudo ou nada”, as melhores formas de representação são as curvas de freqüência acumulada versus o log da dose. • Quando os efeitos não podem ser medidos em escala contínua • “Tudo ou nada” (morte, epilepsia, sono) • Freqüência com que o evento aparece numa população • Quanto maior a dose maior o nº de indivíduos que respondem 8 Esta curva é utilizada para determinar a dose efetiva mediana ou dose efetiva 50% (DE50) = 50% dos indivíduos apresentarem efeito quantal. Se o efeito for tóxico em 50% dos animais, a dose passa a ser tóxica mediana ou dose tóxica 50% (DT50). Se o efeito tóxico for a morte de 50% dos animais = dose letal mediana ou dose letal 50% (DL50). EFEITOS ANORMAIS AOS MEDICAMENTOS Hiperreativo: indivíduos que apresentam respostas a doses baixas de determinado medicamento, que não causam efeito na maioria da população. Hiporreativo: indivíduos que necessitam de doses maiores em relação a uma população. Tolerância: a hiporreatividade também pode ser denominada de tolerância (baixa sensibilidade). Exposição prolongada de determinado medicamento. Aumento da atividade enzimática (aumento da biotransformação). Taquifilaxia ou dessensibilização: hiporreatividade que se desenvolve por alguns minutos. Idiossincrasia ou defeito incomum: efeito não esperado após o uso de um medicamento (pequena percentagem de indivíduos). 9 Supersensibilidade: aumento do efeito de um medicamento (aumento da sensibilidade de receptores sinápticos que ocorre normalmente após seu bloqueio prolongado). Hipersensibilidade: fenômenos causados pelas reações alérgicas que têm como explicação a ligação antígeno-anticorpo, com conseqüente liberação de histamina (diferente de supersensibilidade). INTERAÇÃO MEDICAMENTOSA Sinergismo: efeito de dois ou mais medicamentos ocorrendo na mesma direção. • Sinergismo por adição ou apenas sinergismo: soma dos efeitos isolados de dois medicamentos. Ex.: sulfas (cristalúria). • Sinergismo por potenciação ou apenas potenciação: o efeito combinado de dois medicamentos é maior que a soma individual (substâncias que não agem pelo mesmo mecanismo de ação). Ex. butóxido de piperonila (sem efeito farmacológico) associado a praguicidas piretróides (aumenta a potência antiparasitária). Antagonismo: a interação de dois medicamentos pode leva a diminuição ou anulação completa dos efeitos de um deles. TIPOS DE ANTAGONISMOS ANTAGONISMO FARMACOLÓGICO Antagonismo farmacológico competitivo: o antagonista compete pelos mesmos sítios de receptores. Lei de ação das massas. Ex.: contração muscular pelo efeito do agonista (acetilcolina) e deslocamento da curva pelo antagonista (atropina). 10 Antagonismo farmacológico parcial reversível: Utilização de dois agonistas, porém com capacidades diferentes de desencadear efeitos farmacológicos (diferentes atividades intrínsecas) • Ocupação do mesmo receptor • Revertido pelo aumento da dose do agonista mais eficaz • O agonista menos eficaz atua como antagonista parcial • “Deslocamento da curva à direita sem depressão da resposta” Antagonismo farmacológico irreversível: • Ligação covalente ao receptor • Não revertido pelo aumento da dose do agonista • Depressão da resposta máxima • Exemplo: organofosforados inibindo de forma irreversível a acetilcolinesterase Antagonismo farmacológico não competitivo: o antagonista bloqueia em algum ponto a cadeia de eventos que levaria a resposta desencadeada pelo agonista (diminuição da resposta máxima). Ex.: acetilcolina (agonista) na presença de nifedipina (impede influxo de Ca+2). 11 ANTAGONISMO FISIOLÓGICO OU FUNCIONAL • Sistemas de receptores diferentes • Efeitos contrabalançados Exemplo: Acetilcolina → coração → diminuição freqüência cardíaca Adrenalina → coração → aumento da freqüência cardíaca ANTAGONISMO QUÍMICO OU ANTIDOTISMO Neste tipo de antagonismo duas substâncias não reagem com os receptores do organismo, mas reagem quimicamente entre si em solução, antagonizando-se. Ex.: quelantes de metais utilizados no tratamento de intoxicações por metais pesados, como o arsênico ou o chumbo. 12