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DOCÊNCIA EM SAÚDE FARMACOLOGIA GERAL 1 Copyright © Portal Educação 2012 – Portal Educação Todos os direitos reservados R: Sete de setembro, 1686 – Centro – CEP: 79002-130 Telematrículas e Teleatendimento: 0800 707 4520 Internacional: +55 (67) 3303-4520 atendimento@portaleducacao.com.br – Campo Grande-MS Endereço Internet: http://www.portaleducacao.com.br Dados Internacionais de Catalogação na Publicação - Brasil Triagem Organização LTDA ME Bibliotecário responsável: Rodrigo Pereira CRB 1/2167 Portal Educação P842f Farmacologia geral / Portal Educação. - Campo Grande: Portal Educação, 2012. 246p. : il. Inclui bibliografia ISBN 978-85-66104-38-7 1. Farmacologia. 2. Medicamentos. I. Portal Educação. II. Título. CDD 615.3 2 SUMÁRIO 1 HISTÓRICO DA FARMACOLOGIA ........................................................................................... 7 2 CONCEITOS BÁSICOS EM FARMACOLOGIA ....................................................................... 10 2.1 A NATUREZA DAS DROGAS ................................................................................................... 11 2.2 RELAÇÕES ENTRE FARMACOCINÉTICA E FARMACODINÂMICA ....................................... 12 2.3 FARMACOLOGIA CLÍNICA ....................................................................................................... 18 2.4 BIODISPONIBILIDADE DE DROGAS ....................................................................................... 20 2.5 AVALIAÇÃO DE BIODISPONIBILIDADE E BIOEQUIVALÊNCIA ............................................. 26 2.5.1 Relativa à mesma dose e via de administração......................................................................... 30 3 NOÇÕES GERAIS DE TOXICOLOGIA .................................................................................... 32 3.1 ÁREAS DA TOXICOLOGIA ....................................................................................................... 33 3.2 AGENTE TÓXICO (AT) ............................................................................................................. 34 3.2.1 Classificação dos agentes tóxicos (AT) ..................................................................................... 34 3.3 TOXICIDADE ............................................................................................................................. 36 3.3.1 Fatores que influem na toxicidade ............................................................................................. 37 3.4 RISCO E SEGURANÇA ............................................................................................................ 38 4 INTOXICAÇÃO ......................................................................................................................... 40 4.1 DISTINÇÃO ENTRE EFEITOS ADVERSOS E NÃO ADVERSOS ............................................ 41 4.2 EFEITOS TÓXICOS .................................................................................................................. 42 4.2.1 Classificação dos efeitos tóxicos ............................................................................................... 42 5 VIAS E SISTEMAS DE ADMINISTRAÇÃO DE DROGAS ........................................................ 47 5.1 FORMAS FARMACÊUTICAS .................................................................................................... 48 3 5.2 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DE DROGAS ............... 49 5.3 ADMINISTRAÇÃO ENTERAL (ORAL) ...................................................................................... 50 5.3.1 Via Sublingual ............................................................................................................................ 54 5.4 ADMINISTRAÇÃO RETAL ........................................................................................................ 54 5.5 ADMINISTRAÇÃO PARENTERAL ............................................................................................ 55 5.5.1 Intravenosa ................................................................................................................................ 56 5.5.2 Subcutânea ............................................................................................................................... 57 5.5.3 Injeção Intramuscular ................................................................................................................ 58 5.5.4 Via Intra-arterial ......................................................................................................................... 58 5.5.5 Intratecal .................................................................................................................................... 59 5.5.6 Anestesia Peridural ou Epidural ................................................................................................ 60 5.5.7 Anestesia Intra-aracnóidiana ..................................................................................................... 60 5.5.8 Intraperitoneal ............................................................................................................................ 61 5.6 ABSORÇÃO PULMONAR ......................................................................................................... 61 5.7 APLICAÇÃO TÓPICA ................................................................................................................ 62 5.7.1 Fatores que influem na absorção cutânea ................................................................................. 63 5.8 CARACTERÍSTICAS DAS VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DE DROGAS .................................... 66 6 FARMACOCINÉTICA ............................................................................................................... 68 6.1 ABSORÇÃO DE DROGAS ........................................................................................................ 68 6.1.1 Membranas Biológicas .............................................................................................................. 70 6.1.2 Propriedades físico-químicas das drogas que interferem na absorção ..................................... 73 6.1.3 Características dos mecanismos de Transporte através de membranas .................................. 74 6.1.4 Difusão por meio dos Lipídios ................................................................................................... 77 4 6.1.5 pH e Ionização ........................................................................................................................... 78 6.2 DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS ................................................................................................... 81 6.2.1 Competição entre drogas pela ligação a proteínas plasmáticas ................................................ 85 6.2.2 Volume de Distribuição Aparente (Vd) ....................................................................................... 87 6.3 METABOLIZAÇÃO OU BIOTRANSFORMAÇÃO DE DROGAS ................................................ 91 6.3.1 Reações de Fase I do Metabolismo .......................................................................................... 93 6.3.2 Reações de Fase II do Metabolismo ......................................................................................... 95 6.3.3 Inibição Enzimática .................................................................................................................... 97 6.3.4 InduçãoEnzimática ................................................................................................................... 98 6.3.5 Cinética do Metabolismo .......................................................................................................... 100 6.4 EXCREÇÃO DE DROGAS ....................................................................................................... 101 6.4.1 Excreção Renal ........................................................................................................................ 103 6.4.2 Depuração (“Clearance”) .......................................................................................................... 106 6.4.3 Meia-vida de drogas (T1/2) ....................................................................................................... 107 6.5 ÍNDICE TERAPÊUTICO ........................................................................................................... 109 7 FARMACOLOGIA .................................................................................................................... 111 7.1 EFEITOS DAS DROGAS NOS SISTEMAS BIOLÓGICOS ...................................................... 112 7.2 ESPECIFICIDADE DAS DROGAS ........................................................................................... 114 7.3 PROTEÍNAS-ALVOS PARA A LIGAÇÃO DE DROGAS .......................................................... 115 7.4 ENZIMAS COMO ALVOS PRIMÁRIOS PARA A AÇÃO DE DROGAS .................................... 116 7.5 CANAIS IÔNICOS COMO ALVOS PRIMÁRIOS PARA A AÇÃO DE DROGAS ....................... 117 7.6 MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS COMO ALVOS PRIMÁRIOS PARA A AÇÃO DE DROGAS ............................................................................................................................................ 119 5 7.7 RECEPTORES COMO ALVOS PRIMÁRIOS PARA A AÇÃO DE DROGAS ........................... 120 7.7.1 Propriedades dos Receptores .................................................................................................. 122 7.8 RELAÇÃO LINEAR ENTRE OCUPAÇÃO DO RECEPTOR E RESPOSTA MÁXIMA .............. 125 7.9 CURVA DOSE-REPOSTA ........................................................................................................ 126 7.10 AGONISTAS PARCIAIS ........................................................................................................... 127 7.11 RELAÇÃO NÃO LINEAR ENTRE A OCUPAÇÃO DO RECEPTOR E A RESPOSTA .............. 129 7.12 AGONISTAS INVERSOS ......................................................................................................... 132 7.13 ANTAGONISMO ENTRE DROGAS ......................................................................................... 132 7.14 DESSENSIBILIZAÇÃO E TAQUIFILAXIA ................................................................................ 137 7.15 EFEITOS RESULTANTES DA INTERAÇÃO DE AGENTES QUÍMICOS................................. 138 7.16 ASPECTOS MOLECULARES DA AÇÃO DAS DROGAS ........................................................ 139 7.17 TIPOS DE RECEPTORES ....................................................................................................... 141 7.18 MECANISMOS DE TRANSDUÇÃO DE SINAIS EM RECEPTORES ACOPLADOS À PROTEÍNA G ...................................................................................................................................... 145 7.19 O SISTEMA ADENILATO CICLASE / AMPC ........................................................................... 149 7.20 O SISTEMA DE FOSFOLIPASE C/FOSFATO DE INOSITOL ................................................. 152 7.21 DESSENSIBILIZAÇÃO DOS RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS G ....................... 155 7.22 MECANISMO DE FOSFORILAÇÃO DE PROTEÍNAS E CASCATA DAS QUINASES ............ 158 8 INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS ....................................................................................... 164 8.1 CLASSIFICAÇÃO E MECANISMOS DAS INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS ..................... 170 8.2 INTERAÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS ........................................................................................... 171 8.3 INTERAÇÕES FARMACOCINÉTICAS .................................................................................... 172 8.4 INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS ENVOLVENDO A ABSORÇÃO DA DROGA ................. 177 6 8.5 ADMINISTRAÇÃO ORAL ......................................................................................................... 177 8.6 O ESTUDO DAS INTERAÇÕES FARMACOCINÉTICAS ENVOLVENDO A ABSORÇÃO ...... 179 8.7 MECANISMOS DE INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS NA ABSORÇÃO ............................. 180 8.8 INTERAÇÕES FARMACODINÂMICAS .................................................................................... 195 9 ALIMENTOS, MEDICAMENTOS E SUAS INTERAÇÕES....................................................... 197 9.1 TIPOS DE INTERAÇÕES E FATORES DE RISCO ................................................................. 198 10 INTERAÇÕES DO ÁLCOOL COM OUTRAS DROGAS .......................................................... 204 10.1 METABOLISMO DO ÁLCOOL.................................................................................................. 205 10.2 INTERAÇÕES FARMACOCINÉTICAS .................................................................................... 206 10.3 INTERAÇÕES FARMACOCINÉTICAS NO SISTEMA HEPÁTICO MICROSSOMAL .............. 207 10.4 INTERAÇÕES FARMACODINÂMICAS .................................................................................... 208 10.5 EXEMPLOS DE INTERAÇÕES ÁLCOOL-DROGA .................................................................. 208 ANEXOS ............................................................................................................................................. 216 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 244 7 1 HISTÓRICO DA FARMACOLOGIA A palavra Farmacologia vem do grego pharmakon e pode ser definida como o estudo do mecanismo pelo qual a função dos sistemas vivos é afetada por agentes químicos. É uma ciência muito jovem, tendo pela primeira vez obtido o reconhecimento independente no final do século XIX, na Alemanha. Porém, existem registros mostrando que o homem pré-histórico já conhecia os efeitos benéficos ou tóxicos de materiais de origem vegetal e animal, descritos na China e no Egito. Porém, pouco se sabia e boa parte dos remédios tornava-se inútil na cura de algumas doenças, outros até eram prejudiciais. Muitos medicamentos baseados em ervas eram amplamente usados ou mesmo estratégias terapêuticas bizarras eram indicadas, como mistura de elementos como vermes, esterco, urina, entre outros. Somente no final do século XVII, o recurso da observação e do experimento começou a substituir a teoria da medicina, colocando em prática esta experiência, iniciou-se, então, o desenvolvimento da Farmacologia. Foi Virchow o primeiro a motivar estas condutas, com a posição de que a terapêutica deveria ser abordada por meio de uma associação entre prática clínica e a fisiologia e ser elevada a uma ciência. Naquela época, o conhecimento do funcionamento normal e anormal do corpo humano era precário demais para fornecer mesmo uma base grosseira para a compreensão dos efeitos das drogas.Havia também uma forte crença de que doença e morte eram temas semissagrados, apropriadamente tratados por doutrinas autoritárias e não científicas. Os avanços da Química e da Fisiologia, por volta do fim do século XVIII e início do século XX, proporcionaram a base necessária para compreender os mecanismos de atuação das drogas nos tecidos e órgãos. A concepção científica da ação farmacológica é o tipo de compreensão que nos possibilita preverquais os efeitos farmacológicos que uma nova substância química tende a produzir. Para compreender o mecanismo pelo qual a administração de uma substância química específica afeta o funcionamento de qualquer célula ou órgão é necessário um conhecimento detalhado do mecanismo bioquímico e fisiológico normal. Deve ser lembrado que a fisiologia só começou a ser estudada intensivamente há pouco mais de cem anos, e a bioquímica há aproximadamente cinquenta anos. 8 Há cerca de cinquenta anos, iniciaram-se os esforços no campo de pesquisa por parte da indústria Farmacêutica, foi quando os remédios mais confiáveis começaram a surgir, com novos conceitos e novas técnicas. FIGURA 1 FONTE: Disponível em: < http://hilltopresort.com.au/oakville-family-rudolf-virchows/>. Acesso em: 13 dez. 2011. Rudolf Ludwing Karl Virchow (1821 - 1902) é considerado o pai da Patologia Moderna. Foi o primeiro a publicar um trabalho científico sobre leucemia. Em 1858, estabeleceu o conceito de Teoria Celular, pelo qual todas as formas de lesão orgânica começam, com alterações moleculares ou estruturais das células. Em 1874, padronizou a técnica de necropsia, cuja base é utilizada até os dias atuais. Fundou as disciplinas de Patologia Celular e Patologia Comparativa. O sucesso terapêutico do tratamento de doenças em humanos depende de bases farmacológicas que permitam a escolha do medicamento correto, de forma científica e racional. Mais do que escolher o fármaco adequado (“certo”) pretendendo reverter, atenuar ou prevenir um determinado processo patológico; o clínico, ao prescrever, também, precisa selecionar o 9 mais adequado às características fisiopatológicas (idade, sexo, peso corporal e raça do paciente). Como a intensidade dos efeitos, terapêuticos ou tóxicos, dos medicamentos depende da concentração alcançada em seu sítio de ação, é necessário garantir que o medicamento escolhido atinja, em concentrações adequadas, o órgão ou sistema suscetível ao efeito benéfico requerido. Para tal é necessário escolher doses que garantam a chegada e a manutenção das concentrações terapêuticas junto aos sítios moleculares de reconhecimento no organismo, também denominados sítios receptores. Se quantidades insuficientes estão presentes no sítio receptor, o medicamento pode parecer ser ineficaz mesmo sendo o “certo”, falseando, assim, a eficácia do fármaco escolhido; em uma situação como esta, o fármaco pode ser descartado erroneamente, sendo que o sucesso terapêutico poderia ser alcançado se a dose e/ou o intervalo de administração (posologia) correta fossem prescritos. Do mesmo modo, esquemas posológicos inapropriados podem produzir concentrações excessivas no sítio receptor, o que acarretaria a produção de toxicidade e, mais uma vez, o medicamento “certo” pode erroneamente ser descartado, por apresentar excessivas concentrações no organismo. 10 2 CONCEITOS BÁSICOS EM FARMACOLOGIA • Droga: qualquer substância química, exceto alimentos, capaz de produzir efeitos farmacológicos, ou seja, provocar alterações em um sistema biológico. • Fármaco: sinônimo de droga. • Forma Farmacêutica: forma de apresentação do medicamento: comprimido, drágea, pílula, xarope, colírio, entre outros. • Remédio: palavra usada pelo leigo como sinônimo de medicamento e especialidade farmacêutica. Remédio refere-se a qualquer procedimento que possa ser usado para tratamento de patologias. • Medicamento: droga ou preparação com drogas usadas terapeuticamente. • Nome químico: diz respeito à constituição da droga. • Farmacopéia: livro que oficializa as drogas/medicamentos de uso corrente e consagradas como eficazes. • Dose: é a quantidade a ser administrada de uma vez a fim de produzir efeitos terapêuticos. • Dose letal: leva o organismo a falência (morte) generalizada. • Dose máxima: é a maior quantidade de uma droga capaz de produzir efeitos terapêuticos.Dose mínima: é a menor quantidade de uma droga capaz de produzir efeitos terapêuticos. • Dose tóxica: é a maior quantidade de uma droga que causa efeitos adversos. • Posologia: é o estudo das doses. • Pró-droga: substância química que precisa transformar-se no organismo a fim de tornar-se uma droga ativa. • Latrogenia: problemas ou complicações resultantes de tratamentos clínicos ou cirúrgicos. • Placebo: palavra derivada do latim que significa “vou agradar”. Em farmacologia significa uma substância inativa administrada para satisfazer a necessidade psicológica do paciente. 11 2.1 A NATUREZA DAS DROGAS Uma droga pode ser definida como qualquer substância capaz de produzir uma alteração em determinada função biológica por suas ações químicas. Na maioria dos casos, a molécula da droga interage com uma molécula específica no sistema biológico, que desempenha um papel regulador, isto é, faz o papel de uma molécula receptora. FIGURA 2 FONTE: Disponível em: < http://dc112.4shared.com/doc/kvP9tH6t/preview.html>. Acesso em: 13 dez. 2011. A fim de tornar cada vez mais previsíveis os efeitos das drogas, os farmacologistas tentam quantificar todas as fases da interação droga-organismo. Apesar da dificuldade inerente ao problema, pois talvez a variação biológica jamais possa ser totalmente enquadrada nos Efeito benéfico Efeito adverso FARMACOLOGIA TOXICOLOGIA Fármaco Agente tóxico DROGA 12 métodos matemáticos atuais, alguns resultados interessantes têm sido obtidos, determinando os efeitos benéficos e efeitos adversos das drogas. 2.2 RELAÇÕES ENTRE FARMACOCINÉTICA E FARMACODINÂMICA Em 1953, Dost propôs o termo farmacocinética para descrever o movimento da droga pelo organismo. Até essa época, mesmo depois, empregava-se a palavra farmacodinâmica para indicar não só o movimento da droga no organismo, mas também seu mecanismo de ação e seus efeitos terapêuticos e tóxicos. Atualmente, os campos da farmacocinética e farmacodinâmica estão mais bem definidos didaticamente. Farmacocinética é o caminho que a droga faz no organismo. Note que não é o estudo do seu mecanismo de ação, mas sim as etapas que a droga percorre desde a administração até a excreção, são elas: absorção, distribuição, biotransformação e excreção. Uma vez que a droga encontra-se no organismo, essas etapas ocorrem de forma simultânea sendo essa divisão apenas de caráter didático. Farmacodinâmica é a área da farmacolgia que estuda o efeito de uma determinada droga (ou fármaco, ou medicamento) em seu tecido-alvo, ou simplesmente estuda como uma droga age no tecido-alvo. Entende-se tecido-alvo como o orgão ou sítio onde uma determinada droga tem efeito. 13 FIGURA 3 Na interação droga-organismo, a farmacocinética estuda a ação do organismo sobre a droga, e, na farmacodinâmica, observa-se a ação da droga sobre o organismo (PENILDON, 2006). O estabelecimento de esquemas posológicos padrão e de seus ajustes na presença de situações fisiológicas (idade, sexo, peso, gestação), hábitos do paciente (tabagismo, ingestão de álcool) e algumas doenças (insuficiência renal e hepática) é orientado por informações provenientes de uma importante subdivisão da farmacologia, a FARMACOCINÉTICA. O termo CINÉTICA refere-se a um objeto em movimentação. Farmacocinética é a disciplina que usa modelos matemáticos para descrever e prever a quantidade dos medicamentos e suas concentrações em vários fluidos do organismo e as mudanças nestas quantidades com o tempo. Para fins didáticos e conceituais, o comportamento das substâncias ativas, após administração, dentro do corpo humano é usualmente dividido, de uma maneira arbitrária, em processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção. Devemos ter clara a ocorrência simultânea destes processos no organismo vivo, apesar de que, muitas vezes, assumimos a independênciade cada um destes processos em relação aos outros; as variações nas concentrações dos fármacos em alguns fluidos corporais são sempre o resultado da 14 simultaneidade da ocorrência destes processos, o que ocasiona taxas que estão continuamente sendo alteradas. A farmacocinética é definida como o estudo quantitativo do desenvolvimento temporal dos processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção dos fármacos. Nestes estudos, os teores dos fármacos e seus metabólitos (produtos da biotransformação) no organismo são determinados, permitindo a obtenção de importantes dados sobre estas substâncias, tais como: Condições para seu uso adequado, pela determinação da via de administração, posologia (doses e intervalo entre as doses) e variações correlatas em função de patologias como insuficiência renal, alterações hepáticas e outras. Previsão de outros efeitos em potencial, como os colaterais, por exemplo, no caso de acúmulo do fármaco em determinado compartimento (organotropismo); ou ainda os oriundos de interações medicamentosas dos processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção. Determinação dos principais sítios de biotransformação. Determinação das vias de excreção. Assim, podemos afirmar que a compreensão e a aplicação cuidadosa dos princípios farmacocinéticos podem frequentemente auxiliar no estabelecimento e manutenção de quantidades terapêuticas e não tóxicas dos medicamentos no organismo; isto por permitir uma escolha racional da dose, frequência e via de administração. Além disso, como referido, em muitos casos as características dos pacientes são reconhecidamente responsáveis por alterações do movimento do fármaco naquele organismo, ou seja, das propriedades farmacocinéticas desta substância em particular. Ajustes apropriados na dose ou frequência de administração podem ser realizados, para compensar estas mudanças, evitando, assim, os problemas potenciais da ineficácia terapêutica ou toxicidade. Em uma ampla visão, a compreensão da farmacocinética pode favorecer as chances de segurança e eficácia da terapêutica medicamentosa. A farmacocinética estabelece estreita relação com duas outras importantes áreas do estudo farmacológico: a biofarmácia e a farmacodinâmica. O efeito ou resposta terapêutica é o 15 resultado dos fenômenos que ocorrem após a administração de um medicamento e estes dependem, por sua vez, das características do fármaco, das características do indivíduo e, o mais importante, da interação entre estes dois fatores: fármaco e indivíduo. Didaticamente, podemos dividir o estudo da resposta terapêutica em três fases: 1. Fase Farmacêutica. 2. Fase farmacocinética. 3. Fase farmacodinâmica. FIGURA 4 - POSSÍVEIS INTERFERENTES DA FARMACOCINÉTICA FONTE: Disponível em: <http://mmspf.msdonline.com.br/pacientes/manual_merck/secao_02/cap_008.html>. Acesso em: 13 dez. 2011. 16 A. Características do Paciente Idade; Sexo; Peso corporal total; Tabagismo; Consumo de álcool; Obesidade; Outros medicamentos em uso. B. Estados Patológicos Disfunção hepática (cirrose, hepatite); Insuficiência cardíaca; Infecção; Queimaduras severas; Febre anemias. As três fases da reposta terapêutica: 1. Fase farmacêutica: estuda a liberação do fármaco a partir do produto farmacêutico. É constituída pelo conjunto de fenômenos compreendidos entre a administração do medicamento e a absorção propriamente dita, os quais determinam a intensidade e velocidade com que ocorre a entrada da substância ativa no organismo. Estes fenômenos compreendem basicamente a liberação e a dissolução do fármaco contido no produto farmacêutico. Liberação: ao ser administrado, o fármaco encontra-se em uma forma farmacêutica (F.F.) a partir da qual deve ser liberado. Dependendo da F.F. empregada (comprimido, cápsula, suspensão, xarope, supositório, etc.) e da via de administração utilizada, esta etapa pode ser mais ou menos complexa, rápida ou completa. A liberação ocorrerá sob influência do meio biológico de aplicação (por exemplo: pH e peristaltismo do trato gastrintestinal – TGI nas vias enterais – oral e retal), principalmente para formas farmacêuticas sólidas, que necessitam 17 desintegrar-se para, então, liberar a substância ativa. A finalidade desta etapa é obter uma dispersão no estado sólido do fármaco, no meio aquoso de administração, o que permitirá o cumprimento da etapa posterior de dissolução. Dissolução: esta etapa, por sua vez, compreende a formação de uma dispersão molecular na fase aquosa, ou seja, a dissolução progressiva do fármaco, essencial para sua posterior absorção, desde que seja requerida uma ação sistêmica e não local. A dissolução, muitas vezes, é a etapa determinante da velocidade do processo de absorção. A fase farmacêutica, importante etapa do estudo da resposta terapêutica, é um dos objetos de estudo da Biofarmácia, disciplina que vem despontando como um ramo importantíssimo da investigação de fármacos. Além de estudar esta fase de liberação e dissolução da substância ativa, a biofarmácia compreende também a avaliação das interações, entre o fármaco e o organismo (local de administração), que determinam sua biodisponibilidade. Este último termo define uma característica biofarmacêutica de um medicamento administrado a um organismo vivo intacto e que expressa, simultaneamente, a quantidade e velocidade na qual o princípio ativo (fármaco) alcança a circulação sanguínea geral, a partir de seu local de administração. Em virtude de sua extrema importância e, principalmente, tendo em vista a regulamentação de medicamentos genéricos em nosso país (Lei n0 9787 de 10/02/99 e Resolução n0 16 de 02/02/07), a biodisponibilidade de fármacos será estudada em um tópico em separado, logo à frente nesta apostila. 2. Fase Farmacocinética: como já foi dito, esta etapa corresponde ao estudo da evolução temporal do movimento do fármaco in vivo, que esquematicamente pode resumir-se nos processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção de fármacos. Esta fase consiste, portanto, na identificação e quantificação da passagem do fármaco pelo organismo. 3. Fase Farmacodinâmica: estuda a interação de um fármaco específico com seu receptor, ou seja, a ação do fármaco em seu sítio receptor com as alterações moleculares e celulares correspondentes (efeito farmacológico), o que culmina no aparecimento do efeito terapêutico requerido. 18 O controle das concentrações plasmáticas constitui, na atualidade, uma prática habitual na terapia com diferentes classes de fármacos, visando ao estabelecimento de regimes de dosagem apropriados para determinados pacientes. Isto porque as concentrações de um fármaco no plasma correlacionam-se melhor com a resposta farmacológica que a dose administrada, uma vez que esta relação não é afetada pelas variações individuais dos processos farmacocinéticos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção que, como sabemos, influi na resposta do paciente. 2.3 FARMACOLOGIA CLÍNICA A aplicação generalizada desta importante ferramenta na terapia clínica tem sido possível graças ao desenvolvimento de métodos analíticos que permitem o doseamento de substâncias ativas com precisão em diferentes líquidos biológicos e à possibilidade de expressar em termos quantitativos os processos que experimentam os fármacos após sua administração; isto permite a determinação de regimes de dosagem que se ajustam às necessidades dos pacientes. A utilidade clínica da farmacocinética reside fundamentalmente nestes aspectos, ou seja, a aplicação dos princípios farmacocinéticos no manejo, ajuste da terapêutica em diferentes pacientes, e isto é o que constitui a disciplina de Farmacocinética Clínica. O princípio básico da farmacocinéticaclínica é que a magnitude tanto da resposta desejada quanto da toxicidade são funções da concentração do fármaco em seu sítio de ação. No entanto, sabemos que raramente podemos dosar diretamente a concentração do fármaco neste local; por isso, as concentrações são normalmente medidas em um sítio alternativo e mais acessível, o plasma. Desta forma, podemos dizer que a hipótese fundamental em farmacocinética clínica é a relação existente entre os efeitos farmacológicos ou tóxicos de um medicamento e a concentração dele neste sítio facilmente acessível do organismo. Esta hipótese tem sido documentada para inúmeros fármacos, embora para alguns não exista esta clara relação entre os efeitos farmacológicos e as concentrações sanguíneas. Na maioria dos casos a concentração 19 na circulação geral estará relacionada com a concentração no sítio de ação. Os efeitos farmacológicos podem incluir efeitos tóxicos em adição aos efeitos clínicos desejados. O clínico precisa avaliar o potencial tóxico de uma determinada dose e a sua eficácia clínica para determinar a utilidade do agente em uma situação clínica específica. A farmacocinética exerce um papel importantíssimo na promoção da eficácia dos fármacos ao fornecer relações quantitativas entre a eficácia e a dose utilizada. Pelas avaliações das concentrações nos fluidos biológicos, conseguimos reduzir a toxicidade relacionada com os níveis sanguíneos aumentando a segurança da utilização dos medicamentos. O conhecimento da relação entre a eficácia e as concentrações dos medicamentos nos fluidos biológicos permite ao clínico levar em consideração as características fisiológicas ou patológicas de um paciente, o que o torna diferente dos indivíduos normais na resposta a uma determinada dose de um fármaco. A consciência dos benefícios da compreensão da farmacocinética e das relações entre concentração-resposta do fármaco tem levado, principalmente nesta última década, à aplicação destas informações pela indústria farmacêutica no planejamento, seleção e desenvolvimento de novos fármacos. A farmacocinética é ferramenta básica nas diferentes fases da investigação farmacológica de um novo fármaco: Fase pré-clínica, na qual os estudos são realizados em animais. Esta fase permite a seleção não somente do composto terapeuticamente mais promissor, mas também a previsão de uma faixa de doses seguras para uma primeira aplicação em humanos. Fase clínica, com estudos em humanos, compreende o estudo de Fase I, usualmente realizada em voluntários sadios, na qual a farmacocinética, aliada à avaliação de alguns efeitos colaterais produzidos, ajuda a definir formas e regimes de dosagem para avaliação na Fase II. Nesta fase, os estudos são conduzidos em um pequeno número de pacientes e os trabalhos são dirigidos para a definição do regime de dosagem mais seguro e eficaz, o qual será usado na Fase III, de triagem clínica, que frequentemente envolve centenas de pacientes. Finalmente, o fármaco que demonstrar eficácia terapêutica e segurança será aprovado para uma determinada indicação clínica, por autoridades que regulamentam o uso de fármacos naquele país. Vigilância pós-comercialização – Farmacovigilância, após a liberação para comercialização, o medicamento deve ser continuamente avaliado, visando, além de um 20 aprimoramento em seu perfil farmacoterapêutico, à garantia de eficácia e segurança para o paciente, no que se referem os efeitos tardios ou raros que estes possam induzir. 2.4 BIODISPONIBILIDADE DE DROGAS A Biodisponibilidade refere-se à fração de uma dose ingerida de uma substância que tem acesso à circulação sistêmica na forma quimicamente inalterada. A Biodisponibilidade é calculada comparando os níveis plasmáticos da droga, após ser usada uma determinada via de administração (VO, IM, SC), com os níveis dessa droga atingidos no plasma após injeção IV, na qual a totalidade do agente entra na circulação. Fatores que interferem na biodisponibilidade da droga: Efeito de primeira passagem; Solubilidade da droga; Instabilidade química; Fórmula farmacêutica; Características individuais do paciente. O tema biodisponibilidade de fármacos merece destaque, tendo em vista que, segundo a Lei n0 9.787 de 10/02/99 e a Resolução n0 16 de 02/03/07, a implantação do uso de medicamentos genéricos em nosso país é “prioridade política de medicamentos do Ministério da Saúde” e, tendo também em conta, a necessidade de assegurar a qualidade, eficácia e segurança destes medicamentos, garantindo sua intercambialidade com o medicamento referência. A biofarmácia, como já exposto, é uma disciplina voltada à determinação da variabilidade da ação farmacológica como consequência dos aspectos ligados à formulação e processo tecnológico dos medicamentos; ela não se ocupa da atividade do fármaco em si, mas do modo com que ele é introduzido no organismo. Seu objetivo final é escolher as condições de administração em função da disponibilidade fisiológica da substância ativa, uma vez que sua 21 atividade farmacológica depende principalmente da quantidade do fármaco disponível para absorção e para atingir seu sítio receptor. Em suma, a principal função da biofarmácia é a determinação, interpretação e modulação da disponibilidade biológica (biodisponibilidade) dos medicamentos, objetivando a melhor forma farmacêutica para efeito terapêutico máximo. A biodisponibilidade é uma característica do medicamento administrado a um sistema biológico intacto e indica, simultaneamente, segundo que cinética e que proporção um fármaco alcança a circulação geral a partir da dose contida no medicamento administrado. A partir deste conceito, podemos observar que a biodisponibilidade compreende dois aspectos distintos e importantíssimos: velocidade e intensidade. O estudo da biodisponibilidade, portanto, consiste em uma avaliação das características quantitativas e cinéticas de um medicamento administrado a um organismo concreto, excluindo a utilização de estudos in vitro. A noção de disponibilidade da substância ativa a partir de um medicamento nasceu da observação de não equivalência terapêutica entre formulações contendo o mesmo fármaco, em um mesmo teor e forma farmacêutica, até então consideradas substituíveis. Vários incidentes (ineficácia) ou acidentes (toxicidade) foram a origem desta observação. Em 1968-69, apareceram vários comunicados a respeito de uma epidemia de intoxicação por anticonvulsivantes em epilépticos australianos. O surto foi investigado em Brisbane, onde todos os pacientes afetados estavam tomando medicamentos à base de fenitoína, a redução da dose aboliu os sintomas. Observou-se que o excipiente nas cápsulas de fenitoína implicadas havia sido mudado de sulfato de cálcio para lactose alguns meses antes do surto, e que tal mudança podia resultar em uma biodisponibilidade alterada do fármaco e, consequentemente, em toxicidade. Em 1971, pesquisadores finlandeses mostraram que os níveis sanguíneos de digoxina, resultantes da administração contínua de dois preparados comerciais eram pronunciadamente diferentes, com as disparidades sendo suficiente para intoxicar alguns pacientes, supostamente recebendo uma quantidade da preparação com maior biodisponibilidade, equivalente a uma dose anteriormente demonstrada como suficiente para a manutenção. Aproximadamente na mesma época, uma mudança aparentemente pequena no processo de fabricação do Lanoxin® (preparação de digoxina feita na Inglaterra pela Wellcome) resultou em perda de potência consequente à baixa biodisponibilidade. Essas alterações 22 chamaram a atenção para a não equivalência dos comprimidos de digoxina disponíveis no Reino Unido e alertaram os médicos para a toxicidade potencial do tratamento com diferentes formulações de digoxina. Sabe-se hoje que as marcas de digoxina variampronunciadamente entre si e, até mesmo, de um lote para outro, quando da mesma fabricação. 23 FIGURA 5 Com os exemplos supracitados, percebemos que a origem dos estudos de biodisponibilidade deu-se a partir de relatos de problemas de ineficácia ou toxicidade com o uso de determinados medicamentos que, até então, eram tidos como substituíveis. Desde então, estudos no sentido de garantir ao paciente eficácia terapêutica vêm sendo amplamente realizados mundialmente. Em nosso país, nos últimos dois anos, trabalhos têm sido efetivamente realizados pelo Governo Federal neste sentido, por meio de seus órgãos competentes, como a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), bem como no sentido de garantir ao paciente um menor custo do medicamento. Alguns conceitos básicos, importantes para compreensão dos estudos de biodisponibilidade, são frequentemente confundidos ou trocados e, por isso, devem aqui ser esclarecidos; segundo a Resolução n0 16 de 02/03/07: Equivalentes farmacêuticos - são medicamentos que contêm o mesmo fármaco, isto é, mesmo sal ou éster da mesma molécula terapeuticamente ativa, na mesma quantidade e forma farmacêutica, podendo ou não conter excipientes idênticos. Devem cumprir com as mesmas especificações atualizadas da Farmacopéia Brasileira e, na ausência destas, com as de outros códigos autorizados pela legislação vigente ou, ainda, com outros padrões aplicáveis de 24 qualidade, relacionados à identidade, dosagem, pureza, potência, uniformidade de conteúdo, tempo de desintegração e velocidade de dissolução, quando for o caso. Medicamentos bioequivalentes - Medicamentos equivalentes farmacêuticos ou alternativos farmacêuticos, que ao serem administrados na mesma dose molar e condições experimentais, não demonstram diferenças estatisticamente significativas em relação à biodisponibilidade. Medicamento similar - aquele que contém o mesmo ou os mesmos princípios ativos, apresenta a mesma concentração, forma farmacêutica, via de administração, posologia e indicação terapêutica, e que é equivalente ao medicamento registrado no órgão federal responsável pela vigilância sanitária, podendo diferir somente em características relativas ao tamanho e forma do produto, prazo de validade, embalagem, rotulagem, excipientes e veículos, devendo sempre ser identificado por nome comercial ou marca. Medicamento inovador - Medicamento apresentando em sua composição ao menos um fármaco ativo que tenha sido objeto de patente, mesmo já extinta, por parte da empresa responsável pelo seu desenvolvimento e introdução no mercado no país de origem e disponível no mercado nacional. Medicamento de referência - Medicamento inovador registrado no órgão federal responsável pela vigilância sanitária e comercializado no País, cuja eficácia, segurança e qualidade foram comprovados cientificamente junto ao órgão federal competente, por ocasião do registro. Medicamento genérico - Medicamento similar a um produto de referência ou inovador, que pretende ser com este intercambiável, geralmente produzido após a expiração ou renúncia da proteção de patentes ou de outros direitos de exclusividade, comprovada a sua eficácia, segurança e qualidade e designado pela Denominação Comum Brasileira (DCB) – denominação do fármaco aprovada pelo órgão federal responsável pela vigilância sanitária – ou, na sua 25 ausência, pela Denominação Comum Internacional (DCI) – denominação do fármaco recomendada pela Organização Mundial de Saúde. Existe hoje, prova indubitável de que a biodisponibilidade de diferentes produtos farmacêuticos varia de maneira significativa e a lista de medicamentos para as quais isso vem sendo demonstrado aumenta a cada ano. É importante distinguir entre bioinequivalência, uma diferença estatisticamente significativa na biodisponibilidade, e inequivalência terapêutica, uma diferença clinicamente significativa na biodisponibilidade. A frequência com que ocorre a bioinequivalência, apesar de não conhecida, provavelmente é muito comum. A inequivalência terapêutica, por sua vez, é nitidamente menos comum e o grau de diferença na biodisponibilidade, que precisa existir para que se manifestem consequências terapêuticas, irá variar com o fármaco. Grandes diferenças de biodisponibilidade serão sempre significativas. Diferenças pequenas provavelmente terão consequências para o fármaco com uma curva de dose e resposta íngreme ou um índice terapêutico pequeno. Problemas de bioinequivalências têm sido observados entre vários produtos, o que justifica a importância dos estudos comparativos de diferentes preparações quanto à biodisponibilidade, denominados estudos de bioequivalência, no intuito de garantir ao paciente equivalência terapêutica entre os diferentes medicamentos comercializados principalmente, em terapias de risco, em que as substituições entre formulações podem resultar em falhas graves. Em geral, os estudos de biodisponibilidade atendem a diferentes objetivos: 1. Realizar estudos de bioequivalência; 2. Avaliar medicamentos que contêm novas substâncias ativas em terapêutica; 3. Avaliar novas formulações contendo substâncias ativas já conhecidas; 4. Determinar as alterações no perfil de absorção causadas por formas farmacêuticas de liberação controlada, em relação às formulações normais; 5. Avaliar medicamentos com vários fármacos; 6. Avaliar mudanças na formulação; 7. Orientar mudanças de posologia /esquema terapêutico. 26 2.5 AVALIAÇÃO DE BIODISPONIBILIDADE E BIOEQUIVALÊNCIA Os estudos de biodisponibilidade e bioequivalência devem ser realizados em humanos, voluntários, adultos, sadios e em condições padronizadas. O emprego de pacientes poderia acarretar variações na biodisponibilidade e eliminação em função das doenças, bem como risco de interações medicamentosas, nos casos de administrações concomitantes. Em geral, doses únicas dos produtos são analisadas, com o objetivo de avaliar o desempenho das mesmas nas condições padronizadas; raramente a biodisponibilidade é avaliada em esquemas de doses múltiplas. Os sujeitos devem ser selecionados com base em exame médico satisfatório, tendo funções hepáticas e renais normais. A idade deve ser mantida na faixa de dezoito a cinquenta anos, reduzindo, assim, respostas anômalas idade-dependente. Mesmo assim, variações intra e intersujeitos comumente ocorrem. O número de voluntários para os estudos de biodisponibilidade, segundo a Resolução n0 1.170 de 19/04/06 é de, no mínimo, doze do sexo masculino (exceto para os casos em que o medicamento seja indicado apenas para mulheres); já para os estudos de bioequivalência o número mínimo de voluntários sadios previsto é de 24, não sendo feita exigência de sexo, porém, quando ambos são usados, o número de homens e mulheres deve ser igual. Em qualquer dos casos, os voluntários devem dar seu consentimento à realização do trabalho, após terem sido conscientizados ou informados das reais condições do mesmo. O peso dos voluntários deverá estar em um limite de aproximadamente 10% do peso considerado normal para homens e mulheres, levando-se em consideração a altura e a estrutura física. Não fumantes são preferidos e a ingestão de álcool deve ser proibida. A padronização das atividades dos voluntários durante o período de realização dos experimentos também é de crucial importância. Jejum de dez a doze horas deve ser feito antes da administração do produto e as refeições, após a administração e durante o período de coleta das amostras, devem ser padronizadas. Outros fármacos não devem ser administrados paralelamente e, preferencialmente, o voluntário não deve ter tomado outra medicação no 27 período de uma semana antes da realização do experimento, evitando, assim, alguma interação do tipo indução enzimática, competição por proteínas plasmáticas,entre outras. O plano experimental inclui, necessariamente, o desenho do experimento, que deve identificar e isolar as fontes de variação dos dados em estudo que podem ser: variações entre sujeitos e intrassujeitos, em diferentes períodos do trabalho; efeito dos períodos de administração, causado pela ação residual dos tratamentos; variabilidade do tratamento ou do próprio produto por diferentes doses ou formulações; erro residual ou experimental, que inclui qualquer fonte de variação que não tenha sido identificada, tal como erro no método de análise. O estudo de bioequivalência é do tipo aberto, aleatório, cruzado, no qual os voluntários recebem os medicamentos teste e referência em ocasiões separadas (períodos); o número de períodos e de sequências do estudo será determinado em função do número de medicamentos em análise, de forma a assegurar a validade estatística. O intervalo entre os períodos deve ser de, no mínimo, cinco meias-vidas de eliminação do fármaco ou seu metabólito, quando o mesmo for ativo. O desenho experimental mais comumente utilizado e citado como apropriado para avaliação de bioequivalência entre formulações é o tipo cross-over. Delineamentos, nos quais todos os sujeitos recebem cada produto, denomina-se cross-over completo, sendo seu objetivo o de que cada indivíduo funcione como seu próprio controle, com base no fato de que a variação intrassujeitos é bem menor que a intersujeitos. Em estudos de biodisponibilidade, após o planejamento e delineamento do experimento, os indivíduos recebem as formulações em horário e condições predeterminadas e é submetido a coletas de sangue, fluido biológico normalmente utilizado para quantificação das concentrações das substâncias ativas em questão. O cronograma de coleta das amostras deverá contemplar um tempo igual ou superior a 3-5 vezes a meia-vida de eliminação do fármaco ou do metabólito quando este for ativo. Em estudos de doses simples, um número suficiente de amostras deve ser coletado para descrever, adequadamente, as fases críticas da curva de concentração versus tempo: absorção, permitindo, assim, comparação qualitativa da velocidade da disponibilidade; tempo em que ocorre o pico de concentração máxima; declínio da concentração na fase de eliminação. Para evitar problemas de interação entre as próprias formulações testadas, em geral, intervalos de uma semana são respeitados entre uma administração e outra. 28 O projeto de pesquisa, o protocolo experimental e o termo de consentimento dos voluntários devem ser submetidos a um Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) credenciada no Comitê Nacional de Ética em Pesquisa (CONEP) do Conselho Nacional de Saúde do Ministério da Saúde (MS). O sangue, plasma ou soro, como já mencionado, é o fluido biológico de escolha para quantificação do fármaco ou metabólito ativo nos estudos de biodisponibilidade e bioequivalência. Dados urinários também podem ser utilizados, no entanto, os métodos de avaliação, por dados de excreção urinária, estão sujeitos à maior variação e erro em relação aos que empregam técnicas de análise no sangue; devem ser utilizados para estudos de fármacos extensamente eliminados pela urina na forma não metabolizada e o período aconselhado de coleta de amostras é de, pelo menos, sete meias-vidas biológicas do fármaco. Assim, o melhor caminho para avaliar a biodisponibilidade de um fármaco é a medida de seus níveis sanguíneos. Nestes estudos, sempre que possível faz-se referência aos níveis plasmáticos resultantes da administração intravenosa do fármaco, já que esta via apresenta biodisponibilidade de 100%. Caso a administração não seja possível, a preparação referencial pode ser uma solução administrada por via oral ou outra preparação do fármaco de comprovada eficiência. Uma vez obtidos os dados dos teores do fármaco na circulação, curvas de concentração sanguínea versus tempo são traçadas e parâmetros farmacocinéticos extraídos para determinação da biodisponibilidade e/ou bioequivalência. Três parâmetros que descrevem a curva de nível sanguíneo são considerados importantes nestes estudos. Concentração plasmática máxima (Cmáx) Este parâmetro representa a maior concentração sanguínea alcançada pelo fármaco após administração oral, sendo, por isso, diretamente proporcional à absorção. Desta forma, depende diretamente da extensão e velocidade de absorção, porém, também da velocidade de eliminação, uma vez que esta se inicia assim que o fármaco é introduzido no organismo. Esta medida não deve ser avaliada por si só, pois pode conduzir a conclusões errôneas. Para efeito terapêutico ótimo e seguro, este parâmetro deve estar posicionado, na curva de concentração 29 sanguínea versus tempo, entre a concentração mínima efetiva (CME) e a concentração máxima tolerada (CMT). Tempo para alcançar a concentração máxima no plasma (Tmáx) Este parâmetro tem íntima relação com a velocidade de absorção do fármaco e pode ser usado como simples medida desta. É alcançado quando a velocidade de entrada do fármaco na circulação excede as velocidades de eliminação e distribuição; a absorção não pode, portanto, ser considerada completa neste estágio. Área sob a curva de concentração plasmática versus tempo (ASC) Representa a quantidade total de fármaco absorvido. Para fármacos administrados cronicamente, é um parâmetro mais crítico que a velocidade de absorção. É considerado o mais importante parâmetro na avaliação da biodisponibilidade, sendo expresso em quantidade/volume versus tempo (mg/mLversus h) e pode ser considerado representativo da quantidade total de fármaco absorvido após administração de uma só dose desta substância ativa. ASC é proporcional à quantidade de fármaco que entra na circulação sistêmica e independe da velocidade. Matematicamente, é obtida por cálculo pelo método da regra trapezoidal. Duas formulações são consideradas bioequivalentes quando liberam a substância ativa e esta alcança a circulação geral com a mesma extensão e velocidade relativa, ou seja, os perfis de níveis sanguíneos do fármaco, obtidos destas formulações, são “superponíveis” dentro de limites razoáveis; normalmente 20% é o valor de diferença aceito na comparação dos três parâmetros farmacocinéticos. A Resolução n0 1.170 de 19/04/06 determina que além dos três parâmetros acima descritos também devem ser determinados: a depuração, o volume aparente de distribuição e a meia-vida de eliminação. Na avaliação de biodisponibilidade de um fármaco, também o parâmetro biodisponibilidade absoluta deverá ser determinado, o qual corresponde à fração da dose 30 administrada do fármaco efetivamente absorvido. É calculada pela relação entre a Área Sob a Curva (ASC) obtida após a administração do medicamento teste, por via extravascular e a ASC obtida após administração do medicamento de referência, por via intravenosa. Caso a administração intravenosa não seja possível, pode-se empregar uma solução contendo o fármaco administrado por via oral. 2.5.1 Relativa à mesma dose e via de administração Como já referido, a biodisponibilidade é consequência precípua da formulação farmacêutica utilizada e, consequentemente, da fase farmacêutica do estudo da resposta terapêutica. No entanto, além dela, diferentes circunstâncias como patologias, a presença de alimentos para fármacos administrados por via oral ou outros medicamentos administrados concomitantemente, são fatores que podem interferir diretamente na absorção de fármacos (como anteriormente descrito) e, consequentemente, em sua biodisponibilidade. Didaticamente podem-se classificar os fatores que influem na biodisponibilidade de medicamentos em: farmacêuticos, fisiopatológicos e genéticos. Os fatores farmacêuticos, objeto de estudo da biofarmácia, estão particularmente relacionados com as formas farmacêuticas de administração,dentre os quais merecem destaque as características das matérias-primas (ativas ou não), as formulações e os processos tecnológicos. Os fatores fisiológicos estão relacionados com o peso corpóreo, idade, velocidade de esvaziamento gástrico, velocidade de fluxo sanguíneo, estado de nutrição, gravidez e outros; muitos deles discutidos no tópico sobre absorção de fármacos. Alterações biológicas derivadas de estados patológicos podem também interferir de forma significativa na biodisponibilidade de medicamentos, muito particularmente daqueles relacionados com doenças cardíacas e hepáticas. 31 Já os fatores genéticos estão relacionados com diferenças bioquímicas características de grupos étnicos, que se distinguem de estados patológicos, as quais, no entanto, podem promover significativas alterações na biodisponibilidade de medicamentos. 32 3 NOÇÕES GERAIS DE TOXICOLOGIA FIGURA 6 FONTE: Disponível em: <http://dizqueeumaespeciedecsi.blogspot.com/2009/01/toxicologia.html>. Acesso em: 13 dez. 2011. A toxicologia se ocupa da natureza e dos mecanismos das lesões tóxicas e da avaliação quantitativa do espectro das alterações biológicas produzidas pela exposição aos agentes químicos. É a ciência que tem como objeto de estudo o efeito adverso de substâncias químicas sobre os organismos vivos, com a finalidade principal de prevenir o aparecimento deste efeito, ou seja, estabelecer o uso seguro destas substâncias químicas. A toxicologia se apoia, então, em três elementos básicos: 1. O Agente Químico (AQ) capaz de produzir um efeito; 2. O Sistema Biológico (SB) com o qual o AQ irá interagir para produzir o efeito; 3. O efeito resultante que deverá ser adverso (ou tóxico) para o SB. 33 3.1 ÁREAS DA TOXICOLOGIA A toxicologia é uma ciência multidisciplinar, que abrange uma vasta área de conhecimento, relacionando-se estritamente com diversas outras ciências, pois, sem os conhecimentos inter-relacionados, dificilmente poderá atingir seus objetivos: prevenir, diagnosticar e tratar. A toxicologia é desenvolvida por especialistas com diferentes formações profissionais, oferecendo cada um, contribuições específicas em uma ou mais áreas de atividade, permitindo assim, o aperfeiçoamento dos conhecimentos e o desenvolvimento das áreas de atuação. No âmbito da toxicologia, distinguem-se várias áreas, de acordo com a natureza do agente ou a maneira como este alcança o organismo. Destacam-se entre outras: Toxicologia ambiental: estuda os efeitos nocivos produzidos pela interação dos contaminantes químicos ambientais com os organismos humanos. Toxicologia ocupacional: estuda os efeitos nocivos produzidos pela interação dos contaminantes do ambiente de trabalho, com o indivíduo exposto e o impacto sobre sua saúde. Toxicologia de alimentos: estuda os efeitos adversos produzidos por agentes químicos presentes nos alimentos sejam estes contaminantes ou de origem natural. É a área da toxicologia que estabelece as condições nas quais os alimentos podem ser ingeridos sem causar danos à saúde. Toxicologia de medicamentos: estuda os efeitos nocivos produzidos pela interação dos medicamentos com o organismo, decorrentes do uso inadequado ou da suscetibilidade individual. Toxicologia social: estuda os efeitos nocivos dos agentes químicos usados pelo homem em sua vida de sociedade, seja sob o aspecto individual, social (de relação) ou legal. 34 FIGURA 7 FONTE: Disponível em: < http://www.ccs.saude.gov.br/visa/humordown.html>. Acesso em: 13 dez. 2011. 3.2 AGENTE TÓXICO (AT) É qualquer substância química que, interagindo com o organismo, é capaz de produzir um efeito tóxico, seja este uma alteração funcional ou morte. A maioria das substâncias químicas, consideradas como agentes tóxicos são substâncias exógenas conhecidas como xenobióticos. 3.2.1 Classificação dos agentes tóxicos (AT) Os AT podem ser classificados de diversas maneiras dependendo dos critérios utilizados. A seguir, são apresentadas classificações quanto às características físicas e químicas, e quanto ao tipo de ação tóxica. 35 Quanto às características físicas Gases: são fluidos sem forma, que permanecem no estado gasoso em condições normais de pressão e temperatura. Ex.: CO, NO e NO2, O3, etc. Vapores: são as formas gasosas de substâncias normalmente sólidas ou líquidas nas condições ambientais. Ex.: vapores resultantes da volatilização de solventes orgânicos como benzeno, tolueno, xileno, etc. Partículas ou aerodispersoides: partículas de tamanho microscópico, em estado sólido ou líquido. Ex.: poeiras e fumos; neblinas e névoas. Quanto às características químicas Esta classificação se baseia na estrutura química das substâncias que mais se destacam quanto ao interesse toxicológico. Ex.: Halogêneos; produtos alcalinos; hidrocarbonetos alifáticos; hidrocarbonetos aromáticos; metais; outros. Quanto ao tipo de ação tóxica (onde atuam ou órgão): Nefrotóxico,Neurotóxico,Hepatotóxico, e outros. 36 3.3 TOXICIDADE É a capacidade, inerente a um agente químico, de produzir danos aos organismos vivos, em condições padronizadas de uso. Uma substância muito tóxica causará dano a um organismo se for administrada em quantidades muito pequenas, enquanto que uma substância de baixa toxicidade somente produzirá efeito quando a quantidade administrada for muito grande. O conhecimento da toxicidade das substâncias químicas se obtém por meio de experimentos em laboratório utilizando animais. Os métodos são empregados com todo rigor científico com a finalidade de fornecer informações relativas aos efeitos tóxicos e principalmente para avaliar riscos que podem ser extrapolados ao homem. Os agentes químicos podem ser classificados em seis classes de toxicidade, de acordo com os valores de DL50 (Tabela 1). Esta classificação é utilizada para consultas rápidas, qualitativas, com finalidade de obter informações relativas à toxicidade intrínseca das substâncias. A falha desta classificação está no fato de ela se basear apenas na toxicidade intrínseca da substância que é um parâmetro extremamente variável, sendo influenciado por uma série de fatores, relacionados principalmente com o agente químico, o organismo e a exposição. Em situações práticas não se deve conhecer somente a toxicidade das substâncias, representadas geralmente pela DL50, pois tão importante como conhecer a toxicidade dos agentes químicos, é conhecer e saber avaliar o risco tóxico de uma substância química. 37 TABELA 1 - CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO GRAU DE TOXICIDADE Categoria de Toxicidade DL50 – Rata (via Oral) Extremamente tóxico Altamente tóxico Moderadamente tóxico Ligeiramente tóxico Praticamente não tóxico Relativamente atóxico < 1mg/kg 1-50 mg/kg 50-500 mg/kg 0,5-5 g/kg 5-15 g/kg > 15 g/kg 3.3.1 Fatores que influem na toxicidade Fatores ligados ao agente químico Propriedade físico-química (solubilidade, grau de ionização, coeficiente de partição óleo/água, pka, tamanho molecular, estado físico, etc.); Impurezas e contaminantes; Fatores envolvidos na formulação (veículo, adjuvantes). Fatores relacionados com o organismo Espécie, linhagem, fatores genéticos; 38 Fatores imunológicos, estado nutricional, dieta; Sexo, estado hormonal, idade, peso corpóreo; Estado emocional, estado patológico. Fatores relacionados com a exposição Via de introdução; Dose ou concentração; Frequência. Fatores relacionados com o ambiente Temperatura, pressão; Radiações; Outros (luz, umidade, etc.). 3.4RISCO E SEGURANÇA O risco associado a uma substância química se define como a probabilidade de uma substância produzir um efeito adverso, um dano, sob condições específicas de uso. Nem sempre a substância de maior toxicidade é a de maior risco, ou seja, de maior “perigo” para o homem. Dependendo das condições de uso, uma substância classificada como muito tóxica (elevada toxicidade intrínseca) pode ser menos “perigosa” do que uma pouco tóxica. Existindo um risco associado ao uso de uma substância química, há a necessidade de estabelecer condições de segurança. Portanto, define-se como segurança, a certeza prática de que não resultarão efeitos adversos para um indivíduo exposto a uma determinada substância 39 em quantidade e forma recomendada de uso. Ou seja, quando se fala em risco e segurança, significa a possibilidade ou não da ocorrência de uma situação adversa. Um problema sério, no entanto, é estabelecer o que é um risco aceitável no uso de substância química. Esta decisão é bastante complexa e envolve o binômio risco-benefício, ou seja, altos riscos podem ser aceitáveis no uso das chamadas life saving drugs, ou seja, os fármacos essenciais à vida e não serem aceitáveis no uso de aditivos de alimentos, por exemplo. Na utilização das substâncias químicas para diversos fins, alguns fatores devem ser considerados na determinação de um risco aceitável: Necessidade do uso da substância; Disponibilidade e adequação de outras substâncias alternativas para o uso correspondente; Efeitos sobre a qualidade do ambiente e conservação dos recursos naturais; Considerações sobre o trabalho (no caso de ser usada no nível ocupacional); Avaliação antecipada de seu uso público (ou seja, o que ela poderá causar sobre a população em geral, onde existe, por exemplo, crianças, velhos, doentes, etc.); Considerações econômicas. 40 4 INTOXICAÇÃO É um conjunto de efeitos nocivos representado pelos sinais e sintomas que revelam o desequilíbrio orgânico produzido pela interação do agente químico com o sistema biológico. Corresponde ao estado patológico provocado pelo agente tóxico, em decorrência de sua interação com o organismo. Logicamente, o efeito tóxico só será produzido se a interação com o receptor biológico apropriado ocorrer em dose e tempo suficientes para quebrar a homeostasia do organismo. Existe, então, na maioria das vezes, uma série de processos envolvidos, desde o contato do agente tóxico com o organismo, até o sintoma clínico que revela esta interação. Isto permite dividir a intoxicação em quatro fases distintas, a saber: Fase de Exposição: corresponde ao contato do agente tóxico com o organismo. Representa a disponibilidade química das substâncias químicas e passíveis de serem introduzidas no organismo. Fase Toxicocinética: consiste no movimento do AT dentro do organismo. É formada pelos processos de absorção, distribuição, armazenamento e eliminação (biotransformação e excreção). Todos esses processos envolvem reações mútuas entre o agente tóxico e o organismo, conduzindo à disponibilidade biológica. Fase Toxicodinâmica: corresponde à ação do AT no organismo. Atingindo o alvo, o agente químico ou seu produto de biotransformação interage biologicamente causando alterações morfológicas e funcionais, produzindo danos. 41 Fase Clínica: corresponde à manifestação clínica dos efeitos resultantes da ação tóxica. É o aparecimento de sinais e sintomas que caracterizam o efeito tóxico e evidenciam a presença do fenômeno da intoxicação. 4.1 DISTINÇÃO ENTRE EFEITOS ADVERSOS E NÃO ADVERSOS O efeito adverso ou “anormal” com frequência é definido em relação à medição que está fora da amplitude “normal”. A amplitude “normal”, por sua vez, se define com base nos valores médios que se têm observado em um grupo de indivíduos presumivelmente sãos. No entanto, é praticamente impossível, em uma população geral, definir valores “normais”, onde se inclui grupos que podem ser especialmente sensíveis aos fatores ambientais, em especial as pessoas muito jovens e muito idosas, as afetadas por alguma enfermidade e as expostas a outros agentes tóxicos e tensões. Por isso, têm-se procurado formular critérios para determinar efeitos adversos baseados em considerações biológicas e não somente em diferenças estatisticamente significativas em relação a uma população controle. Sendo assim, o efeito não adverso é aquele que não reduz a capacidade funcional nem a capacidade para compensar tensões adicionais. São reversíveis logo após cessar a exposição, sem diminuição detectável da capacidade do organismo para manter a homeostase, e não realçam a suscetibilidade aos efeitos de outras influências ambientais. Por outro lado, se pode deduzir que os efeitos adversos são alterações biológicas que: Ocorrem com uma exposição intermitente ou continuada e que dão lugar à diminuição da capacidade funcional (determinada por parâmetros anatômicos, fisiológicos e bioquímicos ou de comportamento) ou a uma diminuição da capacidade para compensar tensões adicionais. 42 É reversível durante a exposição ou logo que cessada esta, quando tais alterações causam diminuições detectáveis da capacidade do organismo para manter a homeostase. Realçam a suscetibilidade do organismo aos fatores nocivos de outras influências ambientais. 4.2 EFEITOS TÓXICOS São os efeitos adversos causados por substâncias químicas. Assim, todo o efeito tóxico é indesejável e nocivo, mas nem todos os efeitos indesejáveis são tóxicos. 4.2.1 Classificação dos efeitos tóxicos Efeito idiossincrático As reações idiossincráticas correspondem às respostas quantitativamente anormais a certos agentes tóxicos, provocados por alterações genéticas. O indivíduo pode ter uma resposta adversa com doses baixas (não tóxicas) ou então ter uma resposta extremamente intensa com doses mais elevadas. Exemplo: sensibilidade anormal aos nitritos e outros agentes formadores de meta-hemoglobina, em virtude da deficiência, de origem genética, na NADH-meta- hemoglobinaredutase. 43 Efeito alérgico Reações alérgicas ou alergia química são reações adversas que ocorrem somente após uma prévia sensibilização do organismo ao AT, ou a um produto quimicamente semelhante. Na primeira exposição, a substância age como um hapteno, promovendo a formação dos anticorpos, que em duas ou três semanas estão em concentrações suficientes para produzir reações alérgicas em exposições subsequentes. Alguns autores não concordam que as alergias químicas sejam efeitos tóxicos, já que elas não obedecem ou apresentam uma relação dose-resposta (elas não são doses dependentes). Entretanto, como a alergia química é um efeito indesejável e adverso ao organismo, pode ser reconhecido como efeito tóxico. Efeito imediato, crônico e retardado Efeitos Imediatos ou agudos São aqueles que aparecem imediatamente após uma exposição aguda, ou seja, exposição única ou que ocorre, no máximo, em 24 horas. Em geral, são efeitos intensamente graves. Efeitos crônicos São aqueles resultantes de uma exposição crônica, ou seja, exposição a pequenas doses, durante vários meses ou anos. O efeito crônico pode advir de dois mecanismos: a) Somatória ou Acúmulo do Agente Tóxico no Organismo: a velocidade de eliminação é menor que a de absorção, assim ao longo da exposição o AT vai sendo somado no organismo, até alcançar um nível tóxico. 44 b) Somatória de Efeitos: ocorre quando o dano causado é irreversível e, portanto, vai sendo aumentado a cada exposição, até atingir um nível detectável; ou, então, quando o dano é reversível, mas o tempo entre cada exposição é insuficiente para que o organismo se recupere totalmente. Efeitos retardadosSão aqueles que só ocorrem após um período de latência, mesmo quando já não mais existe a exposição. Por exemplo: efeitos carcinogênicos que têm uma latência a 20-30 anos. Efeitos reversíveis e irreversíveis A manifestação de um ou outro efeito vai depender, principalmente, da capacidade do tecido lesado em se recuperar. Assim, lesões hepáticas são geralmente reversíveis, já que este tecido tem grande capacidade de regeneração, enquanto as lesões no Sistema Nervoso Central (SNC) são geralmente irreversíveis, uma vez que as células nervosas são pouco renovadas. Efeitos locais e sistêmicos O efeito local refere-se àquele que ocorre no local do primeiro contato entre a AT e o organismo. Já o sistêmico exige uma absorção e distribuição da substância, de modo a atingir o sítio de ação, onde se encontra o receptor biológico. Existem substâncias que apresentam os dois tipos de efeitos (por exemplo: Benzeno, chumbo tetraetila, etc.). Efeitos resultantes da interação de agentes químicos O termo interação entre substâncias químicas é utilizado todas as vezes que uma substância altera o efeito de outra. A interação pode ocorrer durante a fase de exposição, 45 toxicocinética ou toxicodinâmica. Como consequências destas interações podem resultar diferentes tipos de efeitos: Adição: é aquele produzido quando o efeito final de dois ou mais agentes é quantitativamente igual à soma dos efeitos produzidos individualmente. Ex.: Chumbo e arsênio atuando na biossíntese do heme (aumento da excreção urinária da coproporfirina). Sinergismo: ocorre quando o efeito de dois ou mais agentes químicos combinados é maior do que a soma dos efeitos individuais. Ex.: A hepatotoxicidade, resultante da interação entre tetracloreto de carbono e álcool é muito maior do que aquela produzida pela soma das duas ações em separado, uma vez que o etanol inibe a biotransformação do solvente clorado. Potenciação: ocorre quando um agente tóxico tem seu efeito aumentado por atuar simultaneamente, com um agente “não tóxico”. Ex.: O isopropanol, que não é hepatotóxico, aumenta excessivamente a hepatotoxicidade do tetracloreto de carbono. Antagonismo: ocorre quando dois agentes químicos interferem um com a ação do outro, diminuindo o efeito final. É, geralmente, um efeito desejável em toxicologia, já que o dano resultante (se houver) é menor que aquele causado pelas substâncias separadamente. Existem vários tipos de antagonismo: a) Antagonismo químico (também chamado neutralização): ocorre quando o antagonista reage quimicamente com o agonista, inativando-o. Este tipo de antagonismo tem um papel muito importante no tratamento das intoxicações. Ex.: Agentes quelantes como o EDTA, BAL e penicilamina, que sequestram metais (As, Hg, Pb, etc.), diminuindo suas ações tóxicas. 46 b) Antagonismo funcional: ocorre quando dois agentes produzem efeitos contrários em um mesmo sistema biológico atuando em receptores diferentes. Ex.: Barbitúricos que diminuem a pressão sanguínea, interagindo com a norepinefrina, que produz hipertensão. c) Antagonismo não competitivo, metabólico ou farmacocinético: é quando um fármaco altera a cinética do outro no organismo, de modo que menos AT alcance o sítio de ação ou permaneça menos tempo agindo. Ex.: Bicarbonato de sódio que aumenta a secreção urinária dos barbitúricos; fenobarbital que aumenta a biotransformação do tolueno, diminuindo sua ação tóxica. d) Antagonismo competitivo, não metabólico ou farmacodinâmico: ocorre quando os dois fármacos atuam sobre o mesmo receptor biológico, um antagonizando o efeito do outro. São os chamados bloqueadores e este conceito é usado, com vantagens, no tratamento clínico das intoxicações. Ex.: Naloxona, no tratamento da intoxicação com opioides. Atropina no tratamento da intoxicação por organofosforado ou carbamato. FIGURA 8 FONTE: Disponível em: < http://www.ccs.saude.gov.br/visa/humordown.html>. Acesso em: 13 dez. 2011. 47 5 VIAS E SISTEMAS DE ADMINISTRAÇÃO DE DROGAS Nos últimos anos, as pesquisas e aplicações de novos sistemas de administração de drogas vêm se desenvolvendo em escala exponencial. Foi desenvolvida inclusive uma verdadeira especialidade desse tema, que faz parte da recém-criada Engenharia Biomédica. Prevê-se que no futuro será possível administrar as drogas no momento certo, na posologia certa em qualquer parte do corpo com alvo específico e eficiência. A escolha de determinada via ou sistema de administração das drogas, depende de vários fatores: a) efeito local ou sistêmico; b) propriedades da droga e da forma farmacêutica administrada; c) idade do paciente; d) conveniência; e) tempo necessário para o início do efeito; f) duração do tratamento; g) obediência do paciente ao regime terapêutico. FIGURA 9 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DAS VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DE DROGAS FONTE: Moreno (2007). 48 5.1 FORMAS FARMACÊUTICAS Uso Interno: expressão que indica a administração de medicamentos por via oral. Uso Externo: expressão usada para indicar aplicação local ou tópica de medicamentos. Uso Parenteral: indica o uso de medicamentos por via que não seja interna ou enteral: intravenosa, intramuscular, subcutânea. Via Oral: Sólidos: pós, granulados, comprimidos, pílulas, cápsulas, drágeas, pastilhas, bolos. Líquidos: soluções simples e compostas, xaropes, elixires, dispersões, emulsões e suspensões. Via Parenteral: Injeções e implantes (pellets). Intramuscular, intravenoso, subcutâneo, intradérmico, intrarraquidiano, intratecal, intraperitoneal, intracardíaco. Uso Tópico ou Externo: Cutâneo: pomadas, unguento, creme, loção, pós, gel, aerossóis. Retal: supositórios. Vaginal: óvulos, comprimidos, geleias, cremes, bolos. Oftálmicos: soluções, pomadas, gel. 49 5.2 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DE DROGAS A administração de medicamentos deve ser realizada com eficiência, segurança e responsabilidade, a fim de que sejam alcançados os objetivos da terapêutica implementada e, dessa forma, haja uma melhora no quadro clínico do paciente. Para tanto, deve-se ter conhecimento de alguns dados quanto ao processo de administração: informações farmacológicas do medicamento (farmacocinética, farmacodinâmica, dose máxima e efetiva, além do intervalo entre as doses), bem como métodos, vias e técnicas de administração. O método de administração dos medicamentos depende da rapidez com que se deseja a ação da droga, da natureza e quantidade da droga a ser administrada e das condições do paciente. As condições do paciente determinam, muitas vezes, a via de administração de certas drogas. Todavia, inúmeros problemas limitam a administração de drogas, por isso as vias utilizadas para administração de fármacos apresentam contraindicações em alguns casos específicos. A seguir, serão abordadas algumas vias de administração com seus prós e contras. FIGURA 10 FONTE: Moreno (2007). 50 5.3 ADMINISTRAÇÃO ENTERAL (ORAL) A ingestão é o método mais comum de prescrição de um fármaco. Além disso, é o mais seguro, mais conveniente e o mais econômico. Muitas vezes, a via oral é contraindicada por: O medicamento irritar a mucosa gástrica; O medicamento interferir na digestão; O paciente não poder deglutir. Além disso, o paciente pode apresentar algum quadro cujas características o impedem de ingerir drogas, como, por exemplo, patologias do sistema digestivo. Algumas desvantagens da via oral incluem, portanto, a impossibilidade de absorção de alguns agentes por causa de suas características físicas, os vômitos em resposta à irritação da mucosa gastrintestinal, destruição de alguns agentes farmacológicos por enzimas digestivas ou pelo pH gástrico, irregularidadesde absorção ou propulsão na presença de alimentos e outros fármacos e necessidade de cooperação por parte do paciente. Na via oral um evento que deve ser ressaltado é a ocorrência do efeito de primeira passagem, em que pode ocorrer perda parcial de droga, por metabolização hepática após a absorção, uma vez que a droga absorvida no trato gastrintestinal passa primeiramente pelo fígado pela circulação porta-hepática. 51 FIGURA 11 FONTE: Moreno (2007). 52 FIGURA12 FONTE: Disponível em: < http://www.hepcentro.com.br/anatomia.htm>. Acesso em: 16 dez. 2011. Além das propriedades físico-químicas das drogas, outros fatores poderão influir na absorção: a) Administração de EDTA: parece que este quelante altera a permeabilidade da membrana, por sequestrar o cálcio presente na sua estrutura, facilitando assim, de maneira inespecífica, a absorção de ácidos, bases e substâncias neutras. Existe sempre, entretanto, no caso da ingestão de minerais, a possibilidade do EDTA quelar o AT, o que resultaria em uma menor absorção do mesmo. b) Conteúdo estomacal: a absorção será favorecida se o estômago estiver vazio, em função do maior contato do AT com a mucosa. c) Secreções gastrintestinais, sua concentração enzimática, e sua acidez: estes sucos digestivos, seja por sua acidez iônica, seja por ação enzimática, podem provocar mudanças na atividade ou na estrutura química do agente, alterando, assim, a velocidade de absorção. Por exemplo: sabe-se que o pH estomacal das crianças não é tão ácido como o dos adultos. Isto implica em um desenvolvimento maior de microrganismos, principalmente Encherichia coli, microrganismo que reduz, no estômago o nitrato a nitrito. Como as crianças possuem dietas 53 ricas em nitratos, estes serão reduzidos a nitritos que são rapidamente absorvidos pela mucosa estomacal, causando, então, meta-hemoglobinemia. d) Motilidade intestinal: o aumento da mobilidade intestinal diminuirá o tempo de contato do agente tóxico com a mucosa e, consequentemente, a absorção neste local. e) Efeito de primeira passagem pelo fígado: como mencionado anteriormente, as substâncias absorvidas no TGI entram na circulação porta e passam pelo fígado, podendo ser biotransformadas de maneira mais ou menos intensa. Pela secreção biliar serão excretadas no intestino, onde serão reabsorvidas ou excretadas pelas fezes. É o também chamado ciclo êntero-hepático. Este efeito pode ser responsável pela menor biodisponibilidade de algumas substâncias, quando estes são administrados por via oral. TABELA 2 - DIFERENÇAS FISIOLÓGICAS ENTRE HOMENS E MULHERES QUE PODEM AFETAR A ABSORÇÃO DE AGENTES TÓXICOS PELO TGI Parâmetro Diferença fisiológica Diferença na absorção pH Suco Gástrico Gestante>mulher>homem Altera absorção oral Motilidade intestinal < Nas gestantes > Absorção Esvaziamento gástrico Prolongado nas gestantes > Absorção Alguns dos fatores que influem na absorção pelo TGI podem variar de acordo com o sexo e, no sexo feminino, entre as gestantes e não gestantes. Este fato é importante na avaliação da intensidade de absorção de drogas por essa via. A tabela acima mostra as principais diferenças fisiológicas existentes entre homens e mulheres, gestantes e não gestantes que podem influenciar na absorção pelo TGI. 54 5.3.1 Via Sublingual Alguns medicamentos são colocados debaixo da língua para serem absorvidos diretamente pelos pequenos vasos sanguíneos ali situados. A via sublingual é especialmente boa para a nitroglicerina, que é utilizada no alívio da angina (dor no peito), porque a absorção é rápida e o medicamento ingressa diretamente na circulação geral, sem passar por meio da parede intestinal pelo fígado. Mas a maioria dos medicamentos não pode ser administrada por essa via, porque a absorção é, em geral, incompleta e errática. 5.4 ADMINISTRAÇÃO RETAL Com frequência, a via retal é utilizada quando a ingestão não é possível por causa de vômitos ou porque o paciente se encontra inconsciente. A administração de drogas via retal, por supositórios, tem como objetivo deixar o fármaco livre do metabolismo de primeira passagem, no fígado, pois a droga entra em vasos que a levam direto à veia cava inferior. Entretanto, muitas vezes, o supositório penetra um pouco mais, situando-se em uma região drenada por veias que drenam ao fígado e, dessa forma, não evitam o efeito de primeira passagem. Deve-se ressaltar o desconforto que a via retal pode proporcionar ao paciente. Além disso, a absorção retal costuma ser irregular e incompleta e muitos fármacos provocam irritação da mucosa retal. 55 5.5 ADMINISTRAÇÃO PARENTERAL Todavia, a injeção do fármaco também tem suas desvantagens. Pode ocorrer uma injeção intravascular acidental, a injeção pode vir acompanhada de forte dor e, às vezes, é difícil para um paciente injetar o fármaco em si mesmo se for necessária a automedicação. Os custos desse tipo de intervenção é outra consideração importante. Muitas vezes, a droga é impedida de ser administrada pela via parenteral, por suas próprias características, ou pelas condições apresentadas pelo paciente. FIGURA 13 FONTE:Disponível em: < http://enfermagem-sae.blogspot.com/2010/03/vias-de-administracao.html>. Acesso em: 16 dez. 2011. http://enfermagem-sae.blogspot.com/2010/03/vias-de-administracao.html 56 5.5.1 Intravenosa FIGURA 14 FONTE: Disponível em: < http://www.compendiodenfermeria.com/>. Acesso em: 16 dez. 2011. A concentração desejada de um fármaco no sangue é obtida com uma precisão e rapidez que não são possíveis com outros procedimentos. Algumas características são essenciais para que uma substância possa ser injetada pela via intravenosa: Não ser hemolítica; Não ser cáustica; Não coagular as albuminas; Não produzir embolia ou trombose; Não conter pirogênio. Em relação às condições do paciente, podemos citar: A dificuldade de se encontrar veias adequadas à picada; 57 A presença de tecidos com muitos hematomas ou mesmo feridos; A intensa dor do paciente à aplicação, em virtude de sua doença ou por outro motivo. Também é provável a ocorrência de reações desfavoráveis, na aplicação via venosa. Uma vez injetado um fármaco, não há maneira de retirá-lo. Injeções intravenosas repetidas dependem da capacidade em manter uma veia permeável. Em geral, a injeção intravenosa deve ser administrada lentamente e com monitorização constante das reações do paciente. É importante ressaltar que a aplicação de drogas depende, além das condições já propostas, do equipamento e do “aplicador”, seja médico, enfermeiro ou outro profissional da área de saúde. O equipamento deve ser adequado a cada método, devendo ser, entre outras qualidades, descartável. O “aplicador” do método deve ser capaz de praticá-lo, já que tem em suas mãos uma grande responsabilidade. 5.5.2 Subcutânea Só pode ser usada para administrar substâncias que não são irritantes para os tecidos. A absorção costuma ser constante e suficientemente lenta para produzir um efeito persistente. A absorção de substâncias implantadas sob a pele (sob forma sólida de pellet) ocorre lentamente ao longo de semanas ou meses. Alguns hormônios são administrados de forma eficaz dessa maneira. 58 5.5.3 Injeção Intramuscular Injeções intramusculares depositam a medicação profundamente no tecido muscular, o qual por ser bastante vascularizado pode absorvê-la rapidamente. Esta via de administração fornece uma ação sistêmica rápida e absorção de doses relativamente grandes (até 5 ml em locais adequados). Pelo fato de possuir uma ação rápida, esta via é utilizada em quadros de Reação Anafilática, por administraçãointramuscular de Betametasona ou Dexametasona, como conduta emergencial. As injeções intramusculares são recomendadas para os pacientes não cooperativos, pacientes que não podem tomar a medicação via oral, e para as medicações que são degradadas pelo suco digestivo. Os tecidos musculares possuem poucos nervos sensoriais, permitindo na injeção uma administração menos dolorosa de medicações irritantes. O local de uma injeção intramuscular deve ser escolhido cuidadosamente, levando em consideração o estado físico geral do paciente e a proposta da injeção. As injeções intramusculares são contraindicadas em pacientes com mecanismo de coagulação prejudicado e em pacientes com doença vascular periférica oclusiva, edema e choque, porque estas moléstias prejudicam a absorção periférica. Além de não serem administrados em locais inflamados, edemaciados ou irritados ou ainda em locais com manchas de nascença, tecido cicatrizado ou outras lesões. 5.5.4Via Intra-arterial É raramente empregada, quer seja pelas dificuldades técnicas em aplicá-la, quer seja pelos riscos que oferece. A justificativa de uso tem sido obter altas concentrações locais de fármacos, antes de ocorrer sua diluição por toda circulação. Uma variante dessa é a via 59 intracardíaca, hoje em desuso, desde que foi substituída pela punção de grandes vasos venosos para administrar fármacos em reanimação cardiorrespiratória. 5.5.5 Intratecal Empregada quando se deseja efeitos locais e rápidos nas meninges ou no eixo cérebro-espinhal, como na anestesia espinhal ou nas infecções agudas do SNC. Os fármacos, algumas vezes, são injetados diretamente no espaço subaracnóideo espinhal. As administrações intrarraquidianas são usadas no processo anestésico e podem ser: Peridurais ou Epidurais; Intra-aracnóidiana. FIGURA 15 FONTE: Disponível em: <http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=Inje%C3%A7%C3%B5es+Espinhais&lang=3>. Acesso em: 16 dez. 2011. 60 5.5.6 Anestesia Peridural ou Epidural A solução anestésica é colocada no conduto vertebral (FORA do espaço dural) sem perfuração do folheto dura-máter/aracnoide. O espaço peridural é virtual, seu conteúdo é representado por vasos sanguíneos, linfáticos e tecido adiposo. FIGURA 16 FONTE: Disponível em: < http://caminhandocomciencia.blogspot.com/2010/05/curiosidades-sobre-anestesias.html>. Acesso em: 16 dez. 2011. 5.5.7 Anestesia Intra-aracnóidiana: A agulha que irá injetar o anestésico passará pelo espaço peridural perfura o folheto bilaminar dura-máter/aracnoide e atinge o interior do espaço dural – onde se encontra o liquor. http://caminhandocomciencia.blogspot.com/2010/05/curiosidades-sobre-anestesias.html 61 5.5.8 Intraperitoneal Por essa via, os fármacos penetram rapidamente na circulação pela veia porta. A injeção intraperitoneal é um procedimento laboratorial comum, embora raramente seja empregado na prática clínica. 5.6 ABSORÇÃO PULMONAR Os fármacos gasosos e voláteis podem ser inalados e absorvidos por meio do epitélio pulmonar e das mucosas do trato respiratório. As vantagens são a quase instantânea absorção para o sangue, ausência de perda hepática de primeira passagem e, no caso das doenças pulmonares, a aplicação local do fármaco no ponto de ação desejado. A superfície pulmonar total é de aproximadamente 90 m2, a superfície alveolar de 50 a100 m2 e o total de área capilar é cerca de 140 m2. O fluxo sanguíneo contínuo exerce uma ação de dissolução muito boa e muitos agentes químicos podem ser absorvidos rapidamente a partir dos pulmões. Os agentes passíveis de sofrerem absorção pulmonar são os gases, vapores e os aerossóis. Estas substâncias poderão sofrer absorção, tanto nas vias aéreas superiores, quanto nos alvéolos. Entretanto, a administração via pulmonar apresenta algumas desvantagens: Controle insatisfatório da dose; Método de administração pouco prático em alguns casos; Muitos fármacos voláteis e gasosos provocam irritação do epitélio pulmonar. 62 TABELA 3 - DIFERENÇAS FISIOLÓGICAS ENTRE MULHERES GESTANTES E NÃO GESTANTES QUE PODEM AFETAR A ABSORÇÃO PULMONAR DE AGENTES TÓXICOS Parâmetro Diferença fisiológica Diferença na absorção Função pulmonar > Nas gestantes > Exposiçãopulmonar Rendimento cardíaco > Nas gestantes > Absorção 5.7 APLICAÇÃO TÓPICA Nas Mucosas: a absorção através das mucosas ocorre rapidamente. Na verdade, os anestésicos locais aplicados para efeito local, algumas vezes, são absorvidos tão rapidamente que provocam efeitos tóxicos sistêmicos. No Olho: os fármacos oftálmicos de aplicação tópica são prescritos basicamente por causa de seus efeitos locais. Em geral, não é desejável a absorção sistêmica que resulta da drenagem pelo canal nasolacrimal. Aplicação Cutânea: poucas substâncias penetram facilmente através da pele íntegra. A absorção daquelas que o fazem é proporcional à superfície sobre a qual são aplicadas e à sua lipossolubilidade. A absorção ocorre com maior facilidade através de pele com abrasão, queimaduras ou soluções de continuidade. As reações inflamatórias e outros tipos de problemas que aumentam o fluxo sanguíneo cutâneo também aumentam a absorção. Para a administração por essa via, não se deve receitar grandes quantidades de drogas. Estas devem ser de fácil absorção e não irritantes do tecido. 63 5.7.1 Fatores que influem na absorção cutânea São vários os fatores que podem influir na absorção através da pele. Geralmente, eles são agrupados em quatro classes diferentes: Fatores ligados ao organismo Superfície corpórea: a superfície corpórea total no homem é maior do que na mulher (média de 1,70 a1,77 m2 no homem e de 1,64 a1,73 m2 na mulher). Este fato pode aumentar a absorção transepidérmica no homem (maior superfície de contato com a droga). Volume total de água corpórea: quanto maior o volume aquoso corpóreo, maior a hidratação da pele e, consequentemente, a absorção pela pele. Quando comparado à mulher, o homem possui maior volume aquoso total, extra e intracelular o que favoreceria a absorção cutânea. Este fato deve ser considerado, também, quando se compara mulheres grávidas e não grávidas. As gestantes apresentam maior volume aquoso corpóreo e, em consequência, maior hidratação do extrato córneo. Isto possibilita maior absorção cutânea de drogas. Abrasão da pele: com a descontinuidade da pele, a penetração torna-se fácil. Fluxo sanguíneo através da peIe: estudos demonstram que, em média, 5% do sangue bombeado pelo coração passa pela pele, em um fluxo em torno de 120 mL/kg/min. Inflamação ou fatores que levam à hiperemia aumentarão a absorção cutânea. Um fato a ser considerado é a gravidez. Durante a gestação ocorrem alterações significativas no fluxo sanguíneo das mãos (aumentam seis vezes) e pés (aumentam duas vezes). Esse aumento no fluxo sanguíneo poderá influir na absorção cutânea de drogas nas gestantes expostas. Não foi detectada diferença entre o fluxo sanguíneo cutâneo de homens e mulheres não gestantes. Um fator a ser considerado é a vascularização das áreas expostas, uma vez que, quanto mais vascularizada a região, maior o fluxo sanguíneo no local. Queimaduras químicas e/ou térmicas: apenas as leves ou moderadas, já que as severas destroem totalmente o tecido, formando uma crosta de difícil penetração. 64 Pilosidade: nas áreas em que existem pelos, a absorção cutânea pode ser de 3,5 a 13 vezes maior do que nas regiões glabras. Fatores ligados à droga Volatilidade e viscosidade; Grau de ionização; Tamanho molecular. Fatores ligados à presença de outras substâncias na pele Vasoconstritores: estes vão reduzir a absorção cutânea, em virtude da diminuição da circulação sanguínea. Veículos:podem auxiliar na absorção, mas não promovem a penetração de substâncias que, normalmente, não seriam absorvidas pela pele íntegra. Alguns veículos podem, também, absorver o ar de dentro dos folículos e da mesma maneira aumentar a absorção transfolicular. Água: a pele tem normalmente 90 g de água por grama de tecido seco. Isto faz com que a sua permeabilidade seja dez vezes maior do que aquela do extrato totalmente seco. O contato prolongado com água pode aumentar a hidratação da pele de três a cinco vezes, o que resultará em um aumento na permeabilidade cutânea de até três vezes. Agentes tensoativos: os sabões e detergentes são substâncias bastante nocivas para a pele. Eles provocam alteração na permeabilidade cutânea, mesmo quando presentes em pequenas concentrações. Alteram, principalmente, a absorção de substâncias hidrossolúveis, em decorrência das modificações que provocam na estrutura do filamento de queratina. Estes agentes tensoativos se ligam à queratina e, com isso, provocam a sua reversão de para hélice. Solventes orgânicos: estes aumentam a absorção cutânea para qualquer tipo de droga, pois removem lipídios e lipoproteínas presentes no extrato córneo, tornando-o poroso e menos seletivo. Os solventes mais nocivos são aqueles com características hidro e lipossolúveis. Destaca-se, como um dos mais nocivos, a mistura clorofórmio: metanol (2:1). 65 Fatores ligados às condições de trabalho (quando se tratar de exposição ocupacional) Tempo de exposição. Temperatura do local de trabalho: pode haver um aumento de 1,4 a três vezes na velocidade de penetração cutânea de agentes químicos, para cada 10o C de aumento na temperatura. Como citado anteriormente, o sexo e o estado gestacional podem alterar parâmetros fisiológicos importantes e, consequentemente, a intensidade da absorção cutânea. Na tabela seguinte se encontram as diferenças fisiológicas entre homens e mulheres que podem afetar a absorção de agentes tóxicos pela pele. TABELA 4 Parâmetro Diferença fisiológica Diferença na absorção Hidratação cutânea > Nas gestantes > Absorção Área dérmica > Na superfície corpórea homem > Absorção Espessura dérmica > No homem < Absorção Fluxo de sangue/pele > Nas gestantes > Absorção 66 5.8 CARACTERÍSTICAS DAS VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DE DROGAS TABELA 5 Vantagens Desvantagens Via Oral Maior segurança, comodidade e economia. Efeitos adversos (náuseas, vômitos e diarreia por irritação da mucosa intestinal). Estabelecimento de esquemas terapêuticos fáceis de serem cumpridos. Variação do grau de absorção. Boa absorção intestinal (maior área de absorção). Ação de enzimas digestivas. Tipo de formulação farmacêutica. pH Necessidade de cooperação do paciente. Efeito de primeira passagem. 67 Vantagens Desvantagens Sublingual Absorção rápida de substâncias lipossolúveis. Imprópria para substâncias irritantes, sabor desagradável. Ausência do metabolismo de primeira passagem. Drogas atingem primeiramente o coração (uso em pacientes cardíacos). Via Retal Administração de medicamentos em pacientes inconscientes, ou com náuseas e vômitos. Absorção irregular ou incompleta irritação da mucosa retal. Menor efeito de primeira passagem. Via Intramuscular Absorção rápida. Dor. Administração em pacientes inconscientes ou com náuseas e vômitos. Lesões musculares (substâncias irritantes ou de pH distante da neutralidade). Adequada para volumes moderados. Reação inflamatória. Adequada para veículos aquosos, não aquosos e suspensões. 68 Vantagens Desvantagens Intravenosa Obtenção rápida de efeitos. Superdosagem relativa, com injeções rápidas. Administração de grandes volumes. Aplicação de substâncias irritantes. Risco de embolia, irritação do endotélio vascular, infecções, bacterianas ou viróticas, reações anafiláticas. Possibilita controle rigoroso de doses. Imprópria para solventes oleosos e substâncias insolúveis. Via Subcutânea Absorção adequada e constante para drogas em soluções. Facilidade de sensibilização do paciente. Absorção lenta para suspensões. Dor e necrose por substâncias irritantes. 69 6 FARMACOCINÉTICA 6.1 ABSORÇÃO DE DROGAS Para alcançar seu local de ação, a droga, na maioria dos casos, é obrigada a atravessar diversas barreiras biológicas: Epitélio gastrintestinal; Endotélio vascular; Membranas plasmáticas. Quando essa travessia leva a droga até o sangue, temos a absorção. A absorção tem por finalidade transferir a droga do lugar onde é administrada para fluidos circulantes, representado especialmente pelo sangue. Não se deve confundir o conceito de vias de administração de drogas com a noção de absorção de drogas. Uma droga pode ser ingerida ou mesmo injetada e não ser absorvida, isto é, não chegar até a corrente sanguínea. Só há uma possibilidade na qual os dois conceitos se equivalem: quando se administram drogas por via intravenosa ou intra-arterial. 70 FIGURA 18 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA ABSORÇÃO DAS DROGAS FONTE: Moreno Se (2007). Alguns parâmetros podem influenciar a absorção de drogas, dentre eles destacamos: Membranas biológicas; Propriedades físico-químicas das moléculas das drogas; Forças responsáveis pela passagem das drogas através das membranas; Modalidade de absorção das drogas; Locais de absorção das drogas; Vias e sistemas de administração das drogas. Os princípios estudados nesses itens aplicam-se não só a absorção, mas também a distribuição e a excreção das drogas. 71 6.1.1 Membranas Biológicas A membrana celular é um envoltório que delimita todas as células, tanto as procariontes como as eucariontes. Ela estabelece a fronteira entre o meio intracelular e o meio extracelular (que pode ser a matriz dos diversos tecidos). Tem cerca de 7 a 10 nm de espessura e figura nas eletromicrografias como duas linhas escuras separadas por uma linha central clara. Esta estrutura trilaminar é comum às outras membranas encontradas nas células, sendo, por isso, chamada de unidade de membrana ou membrana unitária. Nessa estrutura encontram- se moléculas de lipídeos e proteínas unidas por intermédio de forças fracas (pontes de hidrogênio e forças hidrofóbicas). Os lipídeos das membranas são moléculas que em soluções aquosas, formam camadas bimoleculares extensas, pois possuem uma porção hidrofílica polar (solúvel em água), e uma parte hidrofóbica apolar (insolúvel em água). A membrana celular não é estanque, mas uma “porta” seletiva que a célula usa para captar os elementos do meio exterior e para eliminar as substâncias que a célula produz e que devem ser enviadas para o exterior, sejam elas produtos de excreção ou secreções que a célula utiliza para várias funções relacionadas com o meio. FIGURA 19 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA MEMBRANA PLASMÁTICA FONTE: Disponível em: < http://www.colegioweb.com.br/biologia/parte-2.html>. Acesso em: 16 dez. 2011. As bicamas lipídicas das membranas são impermeáveis à maioria das moléculas polares e aos íons, sendo, entretanto, permeávies às moléculas das drogas não polares. Estas http://www.colegioweb.com.br/biologia/parte-2.html 72 últimas substâncias, por terem a capacidade de atravessar a membrana lipídica, o fazem porque se dissolvem na gordura, são lipossolúveis. Consequentemente, as drogas lipossolúveis serão facilmente absorvidas. Aquelas que não forem lipossolúveis precisarão de processos especiais para atravessar as membranas biológicas, como por exemplo, canais hidrofílicos funcionais, formados por proteínas das membranas ou por sistemas específicos de transporte. FIGURA20 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO PAPEL DAS PROTEÍNAS DE MEMBRANA FONTE: Disponível em: < http://bioglossa.wikispaces.com/Transporte+passivo>. Acesso em: 16 dez. 2011. As membranas celulares formam as barreiras entre os compartimentos do corpo. O compartimento intracelular é separado do compartimento extracelular por uma única camada de membrana. A barreira epitelial, como a mucosa gastrintestinal ou túbulo renal, consiste em uma camada de células estreitamente unidas umas às outras, de modo que as moléculas devem atravessar pelo menos duas membranas celulares (a interna e a externa) para passar de um lado para outro. O endotélio vascular é mais complexo e sua disposição anatômica e permeabilidade variam de um tecido para outro. As lacunas entre as células endoteliais são preenchidas por uma matriz frouxa de proteínas que atuam como filtros, retendo as grandes moléculas e deixando http://bioglossa.wikispaces.com/Transporte+passivo 73 passar os menores. O limite de tamanho molecular, contudo, não é exato: a água é rapidamente transferida, enquanto moléculas de 80.000 a 100.000 têm a sua transferência muito lenta. Em alguns órgãos, especialmente no SNC e placenta existem junções firmes (tightjunctions) entre as células, e o endotélio é envolvido em uma camada impermeável de células periendoteliais. Essas características impedem a passagem de moléculas potencialmente deletérias para esses órgãos e possuem importante impacto farmacocinético na distribuição de drogas para estes locais. Em outros órgãos, o endotélio é descontínuo, permitindo a livre passagem de moléculas entre as células (endotélio fenestrado). FIGURA 21 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA PASSAGEM DE DROGAS EM CAPILARES FENESTRADOS E EM CAPILARES NÃO FENESTRADOS FONTE: Moreno Se (2007). 74 6.1.2 Propriedades físico-químicas das drogas que interferem na absorção Lipossolubilidade: solubilidade da droga na bicamada lipídica das membranas biológicas, permitindo fácil travessia por mecanismo de difusão passiva. Hidrossolubilidade: que só permite a absorção quando existem, nas membranas, sistemas transportadores específicos ou canais ou poros hidrofílicos. Estabilidade química da molécula da droga. Peso molecular: tamanho e volume da molécula da droga. Carga elétrica da molécula da droga (polaridade, ionização, pH do meio). Forma farmacêutica em que a droga é administrada. Velocidade de dissolução da droga, quando administrada por via oral, compatibilidade com as secreções gastrintestinais. Concentração da droga no local de absorção, que dependerá de: • Constante de dissociação iônica da droga (pK); • pH do meio; • Coeficiente de partição gordura-água da parte não ionizada da droga. O coeficiente de partição gordura-água indica a distribuição e equilíbrio da droga, na fase lipídica e aquosa dos sistemas biológicos. Existem quatro maneiras principais pelas quais as moléculas atravessam as membranas celulares: a) Por difusão através de lipídios; b) Por difusão através de poros aquosos formados por proteínas especiais que atravessam a camada lipídica; O coeficiente de partição gordura-água exprime a lipossolubilidade da droga. Quanto maior for esse coeficiente, maior será a lipossolubilidade da droga e maior será sua absorção. 75 c) Por combinação com proteína transportadora de membrana, que se liga a uma molécula em um dos lados da membrana, sofre modificação conformacional e a libera do outro lado; d) Por pinocitose. 6.1.3 Características dos mecanismos de Transporte através de membranas Os processos passivos, que independem de energia celular, compreendem a difusão simples e a difusão por poros e a filtração. O caso mais comum é a penetração do fármaco por difusão simples seguindo um gradiente de concentração em virtude de sua solubilidade na camada lipídica. Esta transferência é diretamente proporcional ao gradiente de concentração através da membrana. A explicação física para o fenômeno da difusão é que cada partícula de soluto possui movimento aleatório próprio, dado pelo seu grau de agitação térmica molecular e que, além disso, sofre choques constantes de outras partículas adjacentes; assim, nas regiões onde a concentração de soluto é inicialmente maior, esses eventos de choque ocorrem em maior proporção que naquelas regiões onde a concentração de soluto é baixa ou nula. Desta forma, embora cada partícula se mova ao acaso, o movimento global médio do soluto se direciona para “invadir” áreas de menor concentração e o transporte do soluto é realizado na região de maior para a de menor concentração através da membrana, sem interferência e gasto de energia pela mesma. Também intervém no processo de difusão simples o coeficiente de difusão da molécula: esta se difundirá mais rapidamente através de uma membrana quanto menor for seu tamanho; porém o elemento mais importante para a permeabilidade de uma molécula através de uma determinada membrana é seu coeficiente de partição lipídeo/água: quanto maior a lipossolubilidade da molécula, maior é seu coeficiente de partição e mais rápida será sua difusão. 76 Apesar disto, não podemos esquecer que o organismo é uma sucessão de fases lipídicas e aquosas e que, portanto um coeficiente de partição muito elevado ou muito baixo pode constituir um obstáculo à difusão generalizada do fármaco. A difusão por poros, também conhecida como difusão aquosa, ocorre para substâncias hidrossolúveis de pequeno tamanho (íons inorgânicos, ureia, metanol, água) e estas podem transpor a membrana através de poros virtuais, verdadeiros canais aquosos formados entre as proteínas; essa passagem envolve fluxo de água, resultante de diferenças de pressão hidrostática ou osmótica através da membrana, o qual arrasta pequenos solutos. O diâmetro dos canais é variável, para a maioria das membranas, os poros possuem diâmetro ainda menor, de 4 a 7 Å, permitindo somente a passagem de substâncias com peso molecular muito pequeno. Já as células endoteliais dos capilares têm poros de diâmetro maior, cerca de 30 a 40 Å, permitindo a passagem de moléculas maiores, mas, impedindo a passagem de moléculas tão grandes quanto à albumina. Por isso, fármacos ligados às proteínas plasmáticas não passam, em condições fisiológicas, ao líquido intersticial. O processo de difusão por poros é muito importante nos tecidos renais e hepáticos. A filtração também é um processo passivo que implica na passagem através dos poros da membrana, no entanto, aqui, soluto e solvente movem-se juntos pela membrana, a favor do gradiente de concentração, não havendo, portanto gasto energético pela célula. O solvente, normalmente água, leva consigo moléculas hidrossolúveis de pequeno tamanho, polares por meio dos poros da membrana; o tamanho e a carga elétrica do soluto e dos poros influem diretamente neste processo. Capilares e o glomérulo renal são os principais locais de ocorrência deste processo de transporte por membranas; as forças responsáveis pela filtração são: pressão osmótica e hidrostática. Transportes especializados são utilizados por fármacos hidrossolúveis de maior tamanho molecular, o que os impede de transpor a membrana pelos processos passivos. Deslocam-se mediante a conjugação com carreadores, componentes da membrana celular (proteínas) que atravessam segundo seu próprio gradiente de difusão, liberando o substrato no outro lado e retornando à posição original. Os carreadores têm especificidade pelo substrato e são saturáveis. Os transportes especializados requerem, ou não, gasto energético. Na difusão facilitada o carreador transporta o fármaco a favor do gradiente de concentração, com 77 velocidade superior a da difusão simples. Na difusão por troca, o carreador, após transportar o fármaco, retorna ao lado original,ligado à outra molécula. Já no transporte ativo, o movimento do fármaco se faz contra o gradiente de concentração, gradiente elétrico ou uma combinação de ambos, com gasto energético pela célula; esta energia é fornecida por hidrólise do ATP ou de outras ligações altamente energéticas. Estes sistemas de transporte especializados são passíveis de competição, ou seja, substâncias similares ao fármaco, endógenas ou exógenas, podem competir pelo mesmo carreador da membrana. Outros processos ativos que devem ser evidenciados são a endocitose e a exocitose. A endocitose ocorre quando partículas sólidas (fagocitose) ou líquidas (pinocitose) são englobadas pela membrana, mediante sua invaginação, seguidas de estrangulamento, formando-se vacúolos que se situam na própria membrana ou no interior da célula. Na exocitose, após a fusão com a membrana há liberação do conteúdo vacuolar para o exterior. FIGURA 22 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOS MECANISMOS DE TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA FONTE: Disponível em: < http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/transportes.htm>. Acesso em: 16 dez. 2011. http://www.dbio.uevora.pt/jaraujo/biocel/transportes.htm 78 6.1.4 Difusão por meio dos Lipídios Dentre essas vias, a difusão através do lipídio e o transporte por proteínas carreadoras são particularmente importantes em relação aos mecanismos farmacocinéticos. As substâncias não polares (isto é, substâncias com moléculas cujos elétrons estão uniformemente distribuídos), dissolvem-se livremente em solventes não polares, como os lipídios e, por conseguinte, atravessam livremente as membranas celulares por difusão. A difusão de moléculas através da membrana plasmática depende de dois fatores: Diferença de concentração através da membrana; Coeficiente de Permeabilidade (P): determinado, principalmente, pela Lipossolubilidade da substância. Por essa razão, a lipossolubilidade constitui um dos fatores determinantes mais importantes das características farmacocinéticas de um fármaco, e muitas propriedades como velocidade de absorção pelo intestino, a penetração no cérebro e em outros tecidos e extensão da eliminação renal podem ser previstas com base no conhecimento de sua lipossolubilidade. FIGURA 23 FONTE: Moreno Se (2007). 79 6.1.5 pH e Ionização Um importante fator que interfere na permeabilidade da droga através da membrana é o fato de que muitas substâncias são ácidas ou bases fracas e, portanto, ocorrem tanto na forma não ionizada quanto na forma ionizada, variando a relação entre as duas formas de acordo com o pH do meio. No caso de uma base fraca, a reação de ionização é: E a constante de dissociação pKa é dada pela equação de Henderson-Hasselbalch: Para um ácido: E a constante de dissociação pKa é dada pela equação de Henderson-Hasselbalch: 80 Em ambos os casos, a espécie ionizada, BH+ ou A-, apresenta lipossolubilidade muito baixa e praticamente é incapaz de atravessar as membranas, exceto quando existe um mecanismo específico de transporte. A lipossolubilidade da espécie não ionizada B ou AH irá depender da natureza química da substância. Para muitos fármacos, a espécie não ionizada é lipossolúvel o suficiente para permitir a sua rápida passagem pela membrana, embora haja exceções. A relação entre as duas formas, por sua vez, é determinada pelo pH local e pela força do ácido ou da base representado pelo pKa. A ionização afeta não apenas a velocidade com que as substâncias atravessam as membranas, como também a distribuição de equilíbrio das moléculas de substâncias entre os compartimentos aquosos, se houver algumas diferenças de pH entre eles. 81 FIGURA 24 FONTE: Moreno Se (2007). A figura 24 mostra como um ácido fraco (aspirina, pKa 3,5) e uma base fraca (pepdina, pKa 8,6) iriam distribuir-se em equilíbrio entre três compartimentos orgânicos: o plasma (pH 7,4), a urina alcalina (pH 8) e o suco gástrico (pH 3,0). No interior de cada compartimento, a relação entre substância ionizada e não ionizada é controlada pelo pKa da substância e pelo pH do meio. Supõe-se que a forma não ionizada possa atravessar a membrana, atingindo, portanto, a mesma concentração nos dois compartimentos. Supõe-se, também, que a forma ionizada não atravesse a membrana. O resultado é que, em equilíbrio, a concentração total da substância (ionizada - não ionizada) será diferente nos dois compartimentos, com concentração da substância ácida no compartimento com pH elevado (retenção de íons) e vice-versa. Os gradientes de concentração produzidos pela retenção de íons podem, teoricamente, ser muito grandes se houver uma acentuada diferença de pH entre os compartimentos. Assim, a aspirina iria concentrar-se mais de quatro vezes em relação ao plasma em um túbulo alcalino e cerca de 6000 vezes no plasma em relação ao suco gástrico. Entretanto, Em equilíbrio a concentração total da substância (ionizada + não ionizada) será diferente nos dois compartimentos. Concentração da substância ácida no compartimento de pH elevado e vice - versa. 82 é pouco provável que estes gradientes sejam alcançados na realidade, por dois motivos: A impermeabilidade total da forma ionizada não é real; Os compartimentos orgânicos raramente se aproximam do equilíbrio e não permanecem imóveis. A partição do pH tem várias consequências importantes como mostra o esquema abaixo: TABELA6 FONTE: Moreno Se (2007). 6.2 DISTRIBUIÇÃO DE DROGAS Distribuição de drogas é o processo no qual a substância reversivelmente abandona a corrente sanguínea e passa para o interstício e/ou células ou tecidos. Os medicamentos atingem os diferentes tecidos com velocidades diferentes, dependendo de sua capacidade de atravessar membranas. O anestésico tiopental, por exemplo, entra com rapidez no cérebro, porém o mesmo não ocorre com drogas como a penicilina. Em geral, os medicamentos solúveis em gordura (lipossolúveis) atravessam as membranas celulares com mais rapidez que os medicamentos solúveis em água (hidrossolúveis). Assim que absorvidos, os medicamentos não se disseminam igualmente por todo o corpo. Algumas substâncias tendem a ficar em meio aquoso como o sangue, enquanto outras se concentram em tecidos específicos, como os da glândula tireoide, do fígado, SNC e rins. Alguns medicamentos ligam-se firmemente às proteínas do sangue, abandonando a corrente sanguínea 83 de forma muito lenta, enquanto outros escapam da corrente sanguínea rapidamente para outros tecidos. Alguns tecidos acumulam níveis tão elevados de determinado medicamento que passam a funcionar como reservatórios do mesmo, prolongando a distribuição da substância. De fato, alguns medicamentos, como os que se acumulam nos tecidos gordurosos, deixam esses tecidos lentamente e, em consequência, circulam pela corrente sanguínea durante vários dias após a administração. Pessoas obesas podem armazenar grandes quantidades do medicamento no tecido gorduroso, enquanto pessoas muito magras armazenam uma quantidade relativamente pequena. Fatores que interferem na distribuição das drogas: Fluxo sanguíneo tecidual; Permeabilidade capilar; Ligação a proteínas plasmáticas. Ligação de drogas a proteínas plasmáticas Fármacos, ao alcançarem a circulação sanguínea, podem se ligar, em diferentes proporções às proteínas plasmáticas. Essa ligação é uma medida da afinidade do fármaco pelas proteínas do plasma, especialmente, como já foi citado, pela albumina e alfa-1-glicoproteína ácida. Também pode haver ligação com proteínas das membranas dos eritrócitos, lipoproteínas circulantes, leucócitos, plaquetas e as transportadoras específicas, como a globulina transportadora de tiroxinae a transferrina. Os sítios receptores de fármacos em todas estas proteínas são chamados “receptores silenciosos”, pois sua interação com aqueles não gera efeitos biológicos. Uma vez que as proteínas não passam através das paredes capilares, a ligação do fármaco às proteínas pode retê-lo no espaço vascular por um determinado tempo. A fração do 84 fármaco não ligado é que atravessará as membranas tornando-se disponível para interações com receptores, ou seja, é ela que exercerá o efeito farmacológico sendo, assim, chamada de fração farmacologicamente ativa. Já a fração ligada é considerada farmacologicamente inerte. Porém, a interação do fármaco com a proteína plasmática é um processo rapidamente reversível e, à medida que o fármaco não ligado difunde-se dos capilares para os tecidos, mais o fármaco ligado dissocia-se da proteína até que seja alcançado um equilíbrio, onde há concentrações relativamente constantes de forma ligada e não ligada. É uma interação dinâmica, em que complexos continuamente se formam e se desfazem. Valores de ambas as formas podem variar de 0,0 a 1,0 (0 a 100%), dependendo da extensão da ligação. O complexo fármaco-proteína age como um reservatório temporário na corrente sanguínea, retardando a chegada de fármacos aos órgãos-alvo e sítios de eliminação. Quando a ligação à proteína ocorre fortemente (fração livre < 0,1), ela pode diminuir a intensidade máxima de ação de uma dose única de um fármaco, por diminuir a concentração máxima atingida no receptor, alterando, assim, sua resposta clínica; reciprocamente, a diminuição da ligação pode aumentar a intensidade de ação do fármaco. Quanto aos fármacos com fração livre maior que 0,25%, as consequências da ligação proteica são pouco importantes. Os sítios proteicos de ligação de fármacos no plasma são passíveis de saturação. À medida que a concentração do fármaco aumenta, também pode aumentar sua forma livre, porque a capacidade de ligação pode estar saturada. No entanto, em uma ampla margem de concentrações, a fração livre não se altera porque há abundância de sítios de ligação; a saturação, na verdade, só ocorre em concentrações muito altas, clinicamente irrelevantes. A relação entre fração livre e fração ligada pode ser influenciada por situações nas quais ocorrem variações nas concentrações das proteínas plasmáticas, podemos citar as situações de hipoalbuminemia por cirrose; síndrome nefrótica; desnutrição grave e uremia; na gestação, na qual há hemodiluição; e em idosos, em que, muitas vezes, por menor capacidade de produção de proteínas, o teor de ligação a fármacos torna-se menor. Fármacos podem competir entre si pelos sítios de ligação proteica, sendo deslocado o que tem menor afinidade pelos mesmos, ficando, consequentemente, com a fração livre aumentada no plasma. Também pode ocorrer que ao ligar-se à proteína altere a estrutura terciária desta, alterando, assim, a afinidade da proteína por outras substâncias. 85 O ácido acetilsalicílico (AAS), por exemplo, altera a ligação de fármacos à albumina por acetilação do resíduo de lisina da molécula de albumina. Isto modifica a ligação de algumas substâncias ativas ácidas, como a fenilbutazona e o ácido flufenâmico. Estes mecanismos resultam em um aumento da fração livre do fármaco deslocado. Assim, o deslocamento de 1% da ligação proteica de um fármaco que se liga 99% à proteína, terá duplicada a percentagem da fração livre, farmacologicamente ativa, podendo, por isso, ocorrer um aumento de sua atividade farmacológica. Em geral, podemos dizer que a importância quantitativa e clínica do deslocamento das proteínas plasmáticas dependem da quantidade total de fármaco ligado à proteína, bem como de seu índice terapêutico. A competição por locais de ligação não ocorre apenas entre fármacos, mas também entre fármacos e ligantes endógenos. Hormônios, por exemplo, podem ser deslocados de suas proteínas carreadoras por fármacos, porém, normalmente, sem importância clínica. Já o deslocamento de bilirrubina da ligação proteica no neonato, consequente à administração de sulfonamidas, é de importância clínica porque altos níveis de bilirrubina daí resultantes são capazes de atravessar a barreira hematoencefálica imatura, provocando icterícia (Kernicterus) e lesão cerebral. Diferenças individuais na ligação a proteínas podem ocorrer, o que pode contribuir significativamente para a variabilidade na resposta clínica a fármacos. Por exemplo, a fração livre de imipramina no plasma de pacientes deprimidos varia de 5,4 a 21% o que pode explicar uma das dificuldades de correlacionar os níveis plasmáticos de antidepressivos com a resposta clínica. As diferenças interindividuais estão parcialmente sob o controle genético, podendo, porém ser afetadas por patologias e idade. Os fármacos também podem interagir com moléculas intra e extracelulares, como as proteínas de membrana celulares, ácidos nucleicos, polipeptídios e polissacarídeos. Estas ligações podem igualmente influenciar a distribuição. A ligação de drogas a albumina podem ser: De baixa capacidade: uma molécula da droga por molécula de albumina. De alta capacidade: muitas moléculas da droga por molécula de albumina. 86 As drogas também podem apresentar diferentes afinidades: a albumina apresenta maior afinidade por drogas aniônicas (ácidos fracos) e drogas hidrofóbicas. FIGURA 25 FONTE: Zanini-Oga (2002). 6.2.1 Competição entre drogas pela ligação a proteínas plasmáticas Quando dois fármacos são administrados, cada um com alta afinidade com a albumina, ocorre competição pelos sítios de ligação disponíveis. As drogas com alta afinidade com a albumina podem ser divididas em duas classes: 87 Classe I: se a dose da droga for menor do que a capacidade ligante da albumina, então a relação dose/capacidade é baixa. O número de sítios de ligação excede a quantidade de droga disponível, e a fração da droga ligada é alta. Esta classe engloba a maior parte das drogas clinicamente úteis. Classe II: Estas drogas são administradas em doses que excedem em muito o número de sítios de ligação na albumina. A relação dose/capacidade é alta, e uma proporção relativamente alta da droga permanece na forma livre. FIGURA 26 FONTE: Moreno Se (2007). 88 6.2.2 Volume de Distribuição Aparente (Vd) É o volume hipotético de líquido necessário para conter a quantidade total da droga (Q) no organismo, na mesma concentração presente no plasma (Cp). Apesar do volume de distribuição não ter sentido fisiológico ou físico, é útil para descrever a relação entre a quantidade da droga no corpo inteiro e a quantidade existente no plasma. Após a entrada no organismo, qualquer que tenha sido a via de administração, a droga tem o potencial de distribuir-se em quaisquer dos três compartimentos funcionalmente distintos de água do organismo, ou ficar sequestrado em um sítio celular. Compartimento plasmático: em casos nos quais a droga tem alto peso molecular ou alta ligação a proteínas plasmáticas, esta fica restrita ao compartimento plasmático (vascular). 89 Em consequência, a droga distribui-se em volume (o plasma) que representa cerca de 6% do peso corporal, ou seja, em média quatro litros para um indivíduo de 70 kg. Líquido extracelular: no caso de ter baixo peso molecular, porém caráter hidrofílico, a droga pode movimentar-se por meio das fendas do endotélio para o líquido intersticial, entretanto, não conseguem atravessar as membranas celulares e penetrarem na fase aquosa intracelular. Assim, este tipo de droga distribui-se em um volume que é a soma da água plasmática e o líquido intersticial, cuja soma constitui o líquido extracelular. Seu volume é cerca de 20% do peso corporal ou, aproximadamente, catorze litros em um indivíduo de 70kg. Água total do organismo: quando a droga tem baixo peso molecular e é lipossolúvel, esta pode não somente ir para o interstício através da fenestras do endotélio, mas também para o líquido intracelular por meio das membranas plasmáticas. Assim, a droga se distribui em um volume de cerca de 60% do peso corporal, ou seja, em média 42 litros em um indivíduo de 70 kg. Outros locais: na gravidez, o feto pode captar parte da droga e deste modo aumentar o valor do volume de distribuição. Drogas como o tiopental, que são armazenadas na gordura do organismo, podem também apresentar volumes de distribuição muito grades. 90 FIGURA 27 - VALORES DE VOLUMES DE DISTRIBUIÇÃO APARENTE FONTE: Rang&Dale (2005). 91 TABELA 7 - PROVÁVEL RELAÇÃO EXISTENTE ENTRE VD E LOCAL DE DISTRIBUIÇÃO NO ORGANISMO Vd calculado (Litros) Provável local de distribuição 3-5 Plasma – Sistema circulatório 10-20 Fluido extracelular 25-30 Fluido intracelular 40-70 Fluido total do organismo > 70 Acúmulo em território extravascular TABELA 8 - VOLUMES DE DISTRIBUIÇÃO DE TRÊS BENZODIAZEPÍNICOS APÓS DOSE ÚNICA (DU) IV Fármaco Ansiolítico Dose intravenosa (mg) Concentração sanguínea após a administração estar completa (m g/ml) Volume aparente de distribuição (Vd) (Litros) Volume aparente de distribuição (Vd) Corrigido pelo peso (L/Kg) Clordiazepóxido 0,05 1,80 28 0,4 Lorazepam 2,0 28,6 70 1,0 Diazepam 10,0 71,4 140 2,0 92 A tabela 8 mostra exemplos dos volumes de distribuição aparente para três agentes ansiolíticos da classe dos benzodiazepínicos para um mesmo indivíduo pesando 70 kg, baseado nos dados representativos de estudos clínicos em que se utilizou uma única dose. Para tornar estes volumes mais aplicáveis, eles são usualmente corrigidos para o peso corporal e expressos em unidades de litro/Kg. 6.3 METABOLIZAÇÃO OU BIOTRANSFORMAÇÃO DE DROGAS A modificação bioquímica das drogas altera sua atividade farmacológica e sua velocidade de excreção. Embora a atividade seja frequentemente reduzida ou abolida (como no caso da oxidação de barbitúricos, fenitoína e álcool), pode, às vezes, ser aumentada pela geração de metabólitos ativos, como no caso da conversão de hidrato de cloral em tricloroetanol, que mantém a ação anestésica. FIGURA 28 FONTE: Moreno Se (2007). 93 FIGURA 29 FONTE: Moreno Se (2007). A formação de metabólitos polares que tem menor solubilidade lipídica resulta em uma reabsorção tubular renal reduzida e, consequentemente, em velocidade maior de excreção da droga. Portanto, o metabolismo das drogas ocorre sempre no sentido de tornar os agentes exógenos mais polares, favorecendo sua eliminação. Enzimas responsáveis pela biotransformação de muitos fármacos estão localizadas no retículo endoplasmático liso do fígado (fração microssômica). Tais enzimas também são encontradas em outros órgãos, como rins, pulmões e epitélio gastrointestinal, embora em menor concentração. Os fármacos absorvidos pelo intestino estão, portanto, sujeitos ao efeito de primeira passagem. As reações químicas da biotransformação enzimática são classificadas como reações de: Fase I Fase II 94 FIGURA 30 FONTE: Moreno Se (2007). 6.3.1 Reações de Fase I do Metabolismo Convertem o fármaco original em um metabólito mais polar por meio de reações de oxidação, redução ou hidrólise. O metabólito resultante pode ser farmacologicamente inativo, menos ativo ou, às vezes, mais ativo que a molécula original. Quando o próprio metabólito é a forma ativa, o composto original é denominado pró-droga (por exemplo: enalapril). Reações de oxidação: São catalisados por um grupo importante de enzimas oxidativas que fazem N- e O- desalquilação, hidroxilação de cadeia lateral e de anel aromático, formação de sulfóxido, N- oxidação, N- hidroxilação, desaminação de aminas primárias e secundárias e substituição de um átomo de enxofre por um de oxigênio (dessulfuração). A maioria das reações oxidativas é realizada por um grupo de hemoproteínas estreitamente relacionadas denominadas de Citocromo P-450 que são encontradas principalmente no retículo endoplasmático hepático, porém podem ocorrer também no córtex adrenal, nos rins, na mucosa intestinal, os quais são locais de metabolização de droga. Outras enzimas oxidativas incluem a Monoaminooxidase (MAO) e a Diaminooxidase (DAO) que são mitocondriais e desaminam oxidativamente aminas primárias e aldeídos. A MAO está envolvida no metabolismo das catecolaminas e alguns antidepressivos são seus inibidores e podendo interferir no metabolismo de outras drogas. 95 FIGURA 31 FONTE: Moreno (2007), adaptado de Rang e Dale (2004). O P-450 é uma família de isoenzimas que ocorrem na maioria das células, mas que são particularmente abundantes no fígado. O nome P-450 deriva do pico espectrofotométrico observado quando a enzima é tratada com monóxido de carbono (que inibe a atividade da oxidase de função mista), que está em 448 nm. A sigla CYP, deriva de Cytochrome e Pink, que é a cor observada na reação com o monóxido de carbono. Reações de Hidrólise: Ocorrem no fígado, no plasma, e em muitos tecidos. Ésteres como a procaína e amidas como a lidocaína são hidrolisadas por várias esterases inespecíficas. As proteases hidrolisam os polipeptídeos e proteínas e têm grande importância na aplicação terapêutica. Reações de redução: São mais raras, mas algumas delas são importantes; como por exemplo, o fármaco warfarina é inativa por conversão de um grupo cetônico em um grupo hidroxila. Os glicorticoides 96 ainda são ocasionalmente administrados como cetonas, que têm que ser reduzidas em compostos hidroxilados para poderem agir. 6.3.2 Reações de Fase II do Metabolismo Compreende reações de conjugação I. Conjugação com ácido glicurônico É a principal envolvida no metabolismo de drogas e forma os glicuronídeos que é a maior fração de metabólitos de muitos fármacos que contêm um grupamento fenol, álcool ou carboxil. De modo geral, são inativos e rapidamente secretados pela urina e pela bile por um sistema de transporte aniônico. Pacientes portadores de deficiência hereditária para a formação de glicuronídeos (clinicamente apresentada como uma icterícia não hemolítica em virtude de um excesso de bilirrubina não conjugada) podem ter seu quadro agravado após administração de drogas que são normalmente conjugadas por essa via. Alguns tipos de glicuronídeos podem ser hidrolisados enzimaticamente no intestino após excreção biliar, com posterior reabsorção do fármaco liberado, criando um ciclo êntero-hepático que prolonga a ação do fármaco. II. Conjugação com glicina e glutamina Ocorre com ácidos carboxílicos aromáticos, como o ácido salicílico. III. Conjugação com o acetato Um doador ativo de acetato é a Acetilcoenzima-A que reage com um grupo amino na droga para formar uma acetilamida. Exemplos: isoniazida, hidralazina, procainamida, sulfonamidas, histamina. Reações deste tipo ocorrem em todo o organismo. IV. Conjugação com o grupo metil Envolve S-adenosil metionina como doador de metil às drogas que contém grupos 97 amino, hidroxil ou tiol livres. Por exemplo, a Catecol O-Metil Transferase que metaboliza as catecolaminas. Outras conjugações como o sulfato ou a formação de ácido mercaptúrico pela reação com a glutationa são vias relativamente incomuns. Algumas drogas são conjugadas na sua forma original sem passar por reações da Fase I. FIGURA 32 FONTE: Moreno Se (2007). Exemplo de Metabolização: Ácido acetilsalicílico que por hidrólise é metabolizado a ácido salicílico (que ainda possui atividade farmacológica) e depois é conjugado ao ácido glicurônico ou a glicinagerando, portanto, dois metabólitos diferentes, que já não apresenta atividade e são mais hidrossolúveis sendo facilmente excretados pelos rins. Fatores modificadores da biotransformação: Polimorfismos genéticos; Sexo; Idade; Patologias; Indução Enzimática; Inibição Enzimática. 98 A atividade das enzimas de biotransformação hepática é baixa no recém-nascido. A menor atividade de conjugação contribui para a hiperbilirrubinemia e risco de encefalopatia em prematuros, portanto fármacos como clorafenicol, sulfas e determinados opioides podem agravar o caso em função da competição pelas enzimas conjugadoras. O principal fator de alteração no metabolismo é a interação entre drogas, que podem atuar como indutores ou inibidores enzimáticos; na qual uma droga aumenta ou diminui metabolismo de outra. 6.3.3 Inibição Enzimática A inibição das enzimas microssomais hepáticas: Diminui a velocidade de produção de metabólitos; Diminui a depuração total; Aumenta a meia-vida plasmática da droga; Aumenta as concentrações séricas da droga livre e total; Aumenta os efeitos farmacológicos se os metabólitos forem inativos. FIGURA 33 FONTE: Moreno Se (2007). 99 Dentre as numerosas enzimas que sofrem interferência de inibidores, assumem especial importância: Colinesterases; Monoaminooxidase (MAO); Aldeído Desidrogenase; Álcool Desidrogenase; Citocromo P450. Exemplo: O dissulfiram inibe a enzima mitocondrial Acetaldeído Desidrogenase e provoca o acúmulo de acetaldeído após o consumo de álcool. 6.3.4 Indução Enzimática A estimulação da atividade das enzimas microssomais hepáticas por medicamentos e outras substâncias representa importante problema clínico. Centenas de drogas, inclusive analgésicos, anticonvulsivantes, hipoglicemiantes orais, sedativos e tranquilizantes, estimulam a sua própria biotransformação e a de outras drogas. A indução enzimática: Aumenta a velocidade de biotransformação hepática da droga; Aumenta a velocidade de produção dos metabólitos; Aumenta a depuração hepática 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 inativos. 100 FIGURA 34 FONTE: Moreno Se (2007). As drogas que produzem aumentos significativos das enzimas envolvidas na biotransformação de drogas no ser humano incluem os barbitúricos (por exemplo, fenobarbital), hidrocarbonetos da fumaça de cigarro, carbamazepina, ingestão crônica e excessiva de etanol e rifampicina. No caso dos barbitúricos são necessários cerca de quatro a sete dias para que surja algum efeito clinicamente significativo, podem ser necessários de duas a quatro semanas para que desapareça a indução enzimática. FIGURA 35 FONTE: Moreno (2007). 101 6.3.5 Cinética do Metabolismo I. Cinética de Primeira Ordem: A transformação metabólica da droga é catalisada por enzimas e a maioria das reações obedece à cinética de Michaellis-Menten, na qual: V velocidade do metabolismo da droga Vmax[C] / Km + [C] Na maioria das situações clínicas, a concentração da droga [C], é muito menor que a constante de Michaellis-Menten, Km, e, portanto, a equação é reduzida a: V velocidade do metabolismo da droga Vmax[C] / Km Ou seja, a velocidade do metabolismo da droga é diretamente proporcional à concentração da droga livre. Isso significa que uma fração constante da droga é metabolizada por unidade de tempo. II. Cinética de Ordem Zero: Com alguns poucos fármacos, tais como a aspirina, o etanol, e a fenitoína, as doses são muito altas, de maneira que [C] é muito maior que Km, e a equação da velocidade tem a seguinte forma: V velocidade do metabolismo da droga Vmax[C] / [C] Vmax A enzima é saturada pela alta concentração de fármaco livre, e a velocidade de metabolismo permanece constante com o tempo. Esta cinética é denominada de ordem zero ou cinética não linear. Uma quantidade constante da droga é metabolizada por unidade de tempo. 102 6.4 EXCREÇÃO DE DROGAS A eliminação dos fármacos pode ser realizada por biotransformação ou excreção, sendo que a maioria deles passa por ambos os processos. Por excreção se entende a passagem dos fármacos da circulação sanguínea para o meio externo; é por este processo que os compostos são efetivamente removidos do organismo. As leis gerais de passagem através de membranas, também aqui se aplicam, só que em sentido contrário ao dos processos de absorção e distribuição. Os órgãos de excreção de fármacos são denominados vias de excreção ou emunctórios e incluem os rins, pulmões, suor, glândulas lacrimais e salivares, mama (leite materno) e tubo digestivo (fezes e secreção biliar); destes, o rim se destaca nesta função e, os demais, exceto os pulmões para as substâncias voláteis, são quantitativamente menos importantes. 103 FIGURA 36 FONTE: Moreno (2007). As substâncias ativas excretadas nas fezes são ingeridas por via oral e em grande parte não absorvidas pelo trato gastrintestinal ou são metabólitos excretados ativamente pelo fígado pela bile e não reabsorvidos pela circulação êntero-hepático; a reintrodução da substância ativa na circulação sistêmica por este circuito pode prolongar seus efeitos. Pela via biliar normalmente são excretados fármacos de alto peso molecular, os muito polares e aqueles que são ativamente englobados em micelas de sais biliares, colesterol e fosfolipídios. A excreção de fármacos no leite materno é importante porque pode produzir efeitos farmacológicos indesejados no bebê em sua fase de amamentação. Já a excreção pulmonar, por sua vez, é importante na eliminação dos gases e vapores anestésicos. 104 6.4.1 Excreção Renal FIGURA 37 FONTE: Moreno (2007). Os mecanismos que asseguram a excreção renal de fármacos são os mesmos que intervêm na formação da urina; papel este que, como sabemos, é função do néfron, unidade anatomofisiológica dos rins. Estes mecanismos compreendem a filtração glomerular, a secreção tubular ativa e a reabsorção tubular passiva. Em um primeiro momento o fármaco é filtrado ou secretado para a luz tubular; em um próximo passo, podem ser eliminados com a urina ou reabsorvidos ativa ou passivamente, pelo epitélio tubular. A quantidade de fármaco que entra na luz tubular por filtração, bem como a velocidade com que ocorre este processo, depende de sua fração ligada à proteína plasmática, da taxa de filtração glomerular e fluxo plasmático renal. Já a secreção tubular ativa não é afetada pelo teor de ligação a proteínas plasmáticas, é um transporte mediado por carreadores que apresenta alta velocidade, podendo 105 ser saturável. Muitas substâncias de caráter ácido são transportadas por um sistema destinado à secreção de substâncias de ocorrência natural, como o ácido úrico. As bases orgânicas são transportadas por outro sistema que secreta base endógena, como a histamina; assim pode ocorrer competição entre ácidos ou entre bases orgânicas pelo sítio de ligação de seu carreador; por exemplo, a probenicida retarda a excreção urinária da benzilpenicilina, o que aumenta sua vida média no organismo e consequentemente a duração de seu efeito farmacológico. Ambos os sistemas de transporte podem ser bidirecionais, entretanto, o transporte de substâncias exógenas é predominantemente secretor. A reabsorção tubular renal de ácidos e bases fracas em suas formas não ionizadas (lipossolúveis) se processa por difusão passiva no nível dos túbulos proximal e distal, sendo potencialmente bidirecional; porém como a água é progressivamente abstraída do lúmentubular ao longo do néfron, o aumento da concentração intraluminal do fármaco cria um gradiente de concentração para retrodifusão. Este mecanismo é influenciado pelas propriedades físico-químicas do fármaco e pH urinário. Ácidos orgânicos fracos, por não se dissociarem em pH ácido, são reabsorvidos; podemos acelerar sua excreção alcalinizando a urina, o que os converte em formas ionizadas não livremente difusíveis. A alcalinização da urina teria efeito oposto na excreção de bases fracas. Estes artifícios podem ser utilizados, como já comentado, em casos de intoxicação. 106 FIGURA 38 FONTE: Moreno (2007) adaptado de Silva (2002). Fatores fisiológicos ou patológicos que aterem a função renal influenciam decisivamente a excreção de fármacos por esta via. Em presença de insuficiência renal, fármacos e metabólitos ativos excretados fundamentalmente pelo rim podem acumular-se, ocasionando efeitos tóxicos. Para evitar tal ocorrência são necessários ajustes nos esquemas terapêuticos. O fator idade figura entre os fatores fisiológicos, como um dos principais interferentes na excreção renal de fármacos. Em recém-nascidos e prematuros, a filtração glomerular e o fluxo plasmático renal são aproximadamente 30 a 40% inferiores aos dos adultos, somente aproximando-se a estes aos três meses de idade, logo a cinética dos fármacos nestas crianças será totalmente diferenciada, devendo ser levada em conta nos regimes terapêuticos de substâncias administradas no período pós-natal. 107 6.4.2 Depuração (“Clearance”) É um termo inglês usado universalmente para indicar a remoção completa de determinada substância de um volume específico de sangue na unidade de tempo. Depuração é o termo em português que mais se aproxima do sentido do termo inglês. No nível mais simples, a depuração de um fármaco do organismo pode ser compreendida como a taxa de eliminação por todas as vias, normalizada para a concentração do fármaco (C) em um líquido biológico: Depuração = Taxa de eliminação/C Os princípios de depuração dos fármacos são semelhantes àqueles da fisiologia renal, em que, por exemplo, a depuração da creatinina é definida como a taxa de eliminação da creatinina na urina em relação à sua concentração no plasma. É importante notar que a depuração não indica a quantidade do fármaco que está sendo removida, mas, em vez disso, o volume do líquido biológico, como o sangue ou o plasma, do qual o fármaco teria sido totalmente removido. O clearance é expresso em volume por unidade de tempo (ml/min ou L/h). A depuração por vários órgãos de eliminação é aditiva. A eliminação de um fármaco pode ser o resultado de processos que ocorrem no rim, fígado e outros órgãos. A divisão da taxa de eliminação por cada órgão pela concentração plasmática do fármaco, por exemplo, fornece as respectivas depurações em cada um destes órgãos; estas quando somadas representam a depuração sistêmica total. 108 Quando o fármaco é parcial ou totalmente excretado pelos rins sem sofrer alterações, o clearance renal pode ser calculado dividindo-se a velocidade de excreção urinária (mg/min) pela sua concentração sanguínea (mg/ml). O clearance de creatinina é um índice da função renal porque esta substância endógena sofre filtração glomerular completa e sua secreção e reabsorções tubulares são mínimas, desta forma pode também ser utilizado na avaliação do clearance renal de fármacos. 6.4.3 Meia-vida de drogas (T1/2) A meia-vida é um conceito cronológico e indica o tempo em que uma grandeza considerada reduz à metade de seu valor. Em farmacocinética, ela representa o tempo gasto para que a concentração plasmática ou a quantidade original de um fármaco no organismo se reduza à metade. A cada intervalo de tempo correspondente a uma meia-vida, a concentração decresce em 50% do valor que tinha no início do período. Esse conceito é operacionalizado pela observação da concentração no plasma. Para a maioria dos fármacos, a meia-vida é constante em uma larga faixa de concentrações. Já o termo vida-média exprime a duração média da concentração e não sua meia-vida. O tempo de meia-vida ou t1/2 é um importante parâmetro farmacocinético. A caracterização de um evento farmacocinético pelo valor da meia-vida possibilita uma estimativa da rapidez com que o processo ocorre, originando dados importantes para a interpretação dos efeitos terapêuticos ou tóxicos dos fármacos, da duração do efeito farmacológico e do regime posológico adequado. 109 O conhecimento do t1/2 também é de grande utilidade para se conseguir alcançar a concentração plasmática média no equilíbrio (Css), após doses repetidas em intervalos que representam a meia-vida; a Css é a concentração do estado de equilíbrio, orientadora do regime posológico e é obtida quando se administra um medicamento em doses repetidas, a intervalos regulares. Tal repetição permite a manutenção desse platô de concentração constante, por reposição da parte do fármaco que está sendo eliminado. Diz-se que a concentração do estado de equilíbrio (Css) é alcançada após 4-6 intervalos de meia-vida; o paciente alcançará 50% de equilíbrio dinâmico após uma meia-vida do fármaco, 75% de equilíbrio dinâmico após duas meias-vidas, 87,5% após três meias-vidas e 94% após quatro meias-vidas, conforme figura abaixo. FIGURA 39 FONTE: Moreno (2007). A mais importante meia-vida em farmacocinética é aquela que descreve o processo de eliminação ou remoção do fármaco do corpo. Esta “meia-vida de eliminação”, frequentemente abreviada na literatura como t1/2b, indica como será a velocidade de desaparecimento do fármaco 110 após administração de uma dose única ou após o término de um longo período de terapia; normalmente, esta também ocorre em um período que varia de quatro a seis meias-vidas do fármaco. Também aqui é necessário lembrar que os valores tabelados de t1/2 (como os de Vd) são usualmente valores médios representativos, que como outros eventos fisiológicos e farmacocinéticos irão variar de pessoa para pessoa e podem ser influenciados por muitos fatores como: sexo, idade, patologia, interação com outras drogas. O t1/2 para um dado fármaco pode variar temporalmente mesmo em um mesmo indivíduo. 6.5 ÍNDICE TERAPÊUTICO A concentração terapêutica situa-se entre as concentrações geradoras de efeito mínimo eficaz (limite mínimo) e efeito tóxico (concentração máxima tolerada, limite máximo). A relação entre as concentrações terapêuticas e tóxicas é chamada índice terapêutico (I.T.) do fármaco; medicamentos com amplo I.T. apresentam uma ampla faixa de concentração que leva ao efeito requerido, pois, as concentrações potencialmente tóxicas excedem nitidamente as terapêuticas, esta faixa de concentração é denominada “janela terapêutica”. Infelizmente, muitos fármacos apresentam uma estreita janela terapêutica (I.T.<10), por apresentarem uma pequena diferença entre as concentrações terapêuticas e tóxicas. Nestes casos, há a necessidade de cuidadosa monitorização da dose, dos efeitos clínicos e mesmo das concentrações sanguíneas destes fármacos, pretendendo assegurar a eficácia sem toxicidade. 111 TABELA 9 - ÍNDICES TERAPÊUTICOS DE ALGUNS FÁRMACOS Na prática, o índice terapêutico é calculado a partir da razão entre a dose letal da droga para 50% da população (DL50), pela dose mínima efetiva em 50% da população (DE50). 112 7 FARMACODINÂMICA Segundo os princípios básicos da farmacologia, as moléculas de uma droga devem exercer alguma influência química em um ou mais constituintes das células para produzir uma resposta farmacológica. Em outras palavras, é necessário que as moléculas das drogas fiquem tão próximas a essas moléculas celulares a ponto de alterarsua função. Naturalmente, as moléculas no organismo excedem notavelmente o número de moléculas de um fármaco e, se as moléculas do fármaco fossem distribuídas aleatoriamente, a probabilidade de interação com qualquer classe particular de molécula celular seria desprezível. FIGURA 40 - PAUL EHRLICH, PRÊMIO NOBEL DE MEDICINA EM 1908 FONTE:Disponível em: <http://www.denstoredanske.dk/Krop,_psyke_og_sundhed/Sundhedsvidenskab/L%C3%A6ger/Paul_Ehrlich>. Acesso em: 19 dez. 2011. Por conseguinte, os efeitos farmacológicos exigem, em geral, uma distribuição não uniforme no organismo ou tecido, e isso quer dizer, em outras palavras, que as moléculas da droga devem estar “ligadas” a constituintes específicos das células e dos tecidos para produzirem algum efeito. Paul Ehrlich resumiu isso da seguinte forma: “Corpora non aguntnisifixata” (neste contexto, “uma substância não irá funcionar, a não ser que esteja ligada”). 113 FIGURA 41 FONTE: Disponível em: <http://habacookie.blogspot.com/2010/12/flecha-oalvo.html#!/2010/12/flechae-o-alvo.html>. Acesso em: 25 abr. 2011. As substâncias produzem, em sua maioria, efeitos por meio de sua ligação, em primeiro lugar a moléculas de proteínas (frequentemente denominadas “alvos”, uma alusão à famosa expressão de Paul Ehrlich “balas mágicas” para descrever o potencial dos agentes antimicrobianos). Entretanto, todas as regras têm exceções, e muitos agentes antimicrobianos e antitumorais, interagem diretamente com o DNA, e não com proteínas. Drogas como os bifosfonatos utilizados no tratamento da osteoporose, se ligam a sais de cálcio na matriz óssea, tornando-a tóxica para os osteoclastos. 7.1 EFEITOS DAS DROGAS NOS SISTEMAS BIOLÓGICOS Para entender as ações de uma droga, é necessário considerar os efeitos produzidos no sistema biológico em vários níveis de complexidade de organização. Os níveis principais são: 114 moléculas biológicas, estruturas subcelulares, células organizadas (tecidos e órgãos), organismos intactos e interação entre organismos. Nível molecular: Farmacologia Molecular é o estudo da interação de moléculas de droga e moléculas do sistema biológico. Os alvos moleculares de ação de drogas são os receptores, as enzimas, os sistemas de transporte e componentes moleculares do aparato genético. Estruturas subcelulares: atuando em mitocôndrias, microtúbulos e lisossomos, por exemplo. Em vesículas neurais de acetilcolina, de adrenalina, vesículas dos grânulos dos mastócitos. Células: ação de drogas em músculo, em nervo, e outros. Tecidos ou órgãos: apesar das drogas atuarem em um determinado tipo de célula, o nível de complexidade do sistema pode ser de tal forma que um mecanismo de controle (autorregelação, ou feedback) pode ser desencadeado. Assim, a compreensão dos mecanismos no nível tecidual ou do órgão deve ser considerada. Organismo intacto: drogas atuando em mecanismos homeostáticos (sistema de controle integrado). Por exemplo, quando uma droga que relaxa a musculatura lisa atua na parede dos vasos sanguíneos, causa dilatação, e, consequentemente, vai desencadear uma aceleração reflexa da frequência cardíaca. Interação entre organismos: podem ser divididas em dois tipos: a) Aquelas que afetam a relação entre diferentes tipos de organismos; b) Aquelas que afetam relações sociais. Exemplo do primeiro tipo: drogas que são utilizadas para controle de pragas. Do segundo tipo: as drogas “sociais”, como o álcool, por exemplo, e as drogas que afetam as atitudes dos organismos, como sedativos, antidepressivos, entre outras. O efeito de uma droga depende do grau preexistente de atividade no sistema no qual ela atua. 115 Drogas podem atuar em mecanismos físico-químicos não específicos, como por exemplo: Atuando em virtude de propriedades osmóticas; Atuando em virtude de sua atividade ácida ou básica; Agentes redutores ou oxidantes; Precipitantes de proteínas; Substâncias que funcionam como barreira física; Adsorventes; Surfactantes; Drogas radioativas; Anestésicos inespecíficos (nitrogênio, xenônio). A maior parte das drogas produz seu efeito por meio de interações químicas mais ou menos específicas com constituintes dos tecidos. Essas interações envolvem ligações químicas entre as moléculas da droga e do sistema biológico. Ligações covalentes são ligações fortes, nas quais elétrons são mutuamente compartilhados nas órbitas mais superficiais. Ligações eletrostáticas são formadas pela força atrativa entre cargas elétricas opostas. Ligações hidrofóbicas ocorrem quando camadas de água estrutural associadas com grupos hidrofóbicos de duas moléculas separadas entram em contato. 7.2 ESPECIFICIDADE DAS DROGAS Para que uma droga seja de algum modo útil como instrumento terapêutico ou científico, ela deve atuar de modo seletivo sobre determinadas células e tecidos. Ou seja, deve exibir elevado grau de especificidade relativa ao sítio de ligação. A especificidade é recíproca, em classes individuais as substâncias se ligam a apenas determinados alvos, alvos individuais só reconhecem determinadas classes de drogas. 116 Entretanto, devemos ressaltar que nenhuma droga é totalmente específica nas suas ações. Em muitos casos, o aumento na sua dose faz com que haja perda da especificidade, e a droga afete outros alvos diferentes do principal, podendo resultar em efeitos colaterais. Por exemplo: os antidepressivos tricíclicos atuam como bloqueadores da recaptação neuronal de monoaminas, porém são notáveis na produção de efeitos colaterais (boca seca, constipação) como consequência da sua capacidade de bloquear diversos receptores. Em geral, quanto menor a potência de uma substância e maior a dose necessária, maior a probabilidade de que outros sítios de ação, distintos do sítio primário, assumam importância. 7.3 PROTEÍNAS-ALVOS PARA A LIGAÇÃO DE DROGAS Os alvos proteicos para a ação dos fármacos sobre as células dos mamíferos podem ser amplamente divididos em: Receptores; Canais iônicos; Enzimas; Moléculas transportadoras. Sabe-se que alguns outros tipos de proteínas, como a tubulina, atuam como alvo de drogas, e convém lembrar que existem muitas substâncias cujos sítios de ação ainda não foram identificados. Além disso, sabe-se que muitos fármacos se ligam, além de seus alvos primários, às proteínas plasmáticas, bem como aos constituintes celulares, sem produzir qualquer efeito farmacológico óbvio. 117 FIGURA 42 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. 7.4 ENZIMAS COMO ALVOS PRIMÁRIOS PARA A AÇÃO DE DROGAS Drogas atuando primariamente na inibição de enzimas por meio de diferentes mecanismos, como, inibição competitiva, substratos alternativos, inibidores enzimáticos irreversíveis, atuação em cofatores, entre outros. Com frequência, a molécula da substância é um análogo do substrato que atua como um inibidor competitivo da enzima,de modo reversível (por exemplo, neostigmina que bloqueia a enzima acetilcolinesterase) ou irreversível (por exemplo, aspirina que bloqueia a ciclooxigenase). FIGURA 43 FONTE: Rang&Dale (2004). 118 As drogas podem atuar também como falsos substratos, assim a molécula do agente sofre transformação química para formar um produto anormal, que subverte a via metabólica normal. Por exemplo: Fluorouracil, que substitui a uracila como intermediário na biossíntese de purinas, mas não pode ser convertido em timidilato, bloqueando, assim, a síntese de DNA e impedindo a divisão celular. Alguns tipos de drogas exigem degradação enzimática para sua conversão de uma forma inativa, a pró-droga, em uma forma ativa, conforme exemplos representados na tabela seguinte. TABELA 10 FONTE: Rang&Dale (2004). 7.5 CANAIS IÔNICOSCOMO ALVOS PRIMÁRIOS PARA A AÇÃO DE DROGAS Alguns canais iônicos (conhecidos como canais iônicos regulados por ligantes ou por receptores ionotrópicos) incorporam um receptor e só se abrem quando este estiver ocupado por um agonista. 119 FIGURA 44 FONTE: Rang&Dale (2004). Outros são regulados por diferentes mecanismos, sendo os canais iônicos regulados de forma voltagem-dependente particularmente importantes. Em geral, as drogas podem afetar a função dos canais iônicos ao interagirem com o sítio receptor dos canais regulados por ligantes ou com outras partes das moléculas do canal. Um importante exemplo deste tipo de interação é a molécula do anestésico local, que atua bloqueando canais de sódio voltagem-dependente na fibra nervosa nociceptiva. FIGURA 45 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DE UM ANESTÉSICO LOCAL BLOQUEANDO CANAL DE SÓDIO FONTE: Disponível em: <http://www.ff.up.pt/toxicologia/monografias/ano0506/tetrodotoxina/tetrotx_ficheiros/page0007.htm>. Acesso em: 19 dez. 2011. 120 7.6 MOLÉCULAS TRANSPORTADORAS COMO ALVOS PRIMÁRIOS PARA A AÇÃO DE DROGAS O transporte de íons e de pequenas moléculas orgânicas através das membranas celulares geralmente exige uma proteína transportadora, visto que as moléculas permeantes são, com frequência, muito polares para penetrarem por si próprias nas membranas lipídicas. As proteínas transportadoras incorporam um sítio de reconhecimento que as torna específicas para determinada molécula, e esses sítios de reconhecimento também podem constituir alvos para drogas que bloqueiam o sistema de transporte. FIGURA 46 FONTE: Rang&Dale (2004). Podemos citar como exemplo de drogas que bloqueiam mecanismos transportadores através da membrana os antidepressivos tricíclicos que impedem a recaptação neuronal da noradrenalina e serotonina. A figura seguinte apresenta um esquema representando o bloqueio da receptação neuronal de noradrenalina e serotonina pelos Antidepressivos Tricíclicos no SNC, aumentando a disponibilidade destes neurotransmissores na fenda sináptica que se encontram deficientes na depressão. 121 FIGURA 47 FONTE: Disponível em: < http://gballone.sites.uol.com.br/atlas/adt.htm>. Acesso em: 19 dez. 2011. 7.7 RECEPTORES COMO ALVOS PRIMÁRIOS PARA A AÇÃO DE DROGAS O conceito original de receptor foi introduzido independentemente por Langley (1852- 1926) e Ehrlich (1854-1915). Para Langley, que estava interessado no sistema nervoso autônomo, havia uma combinação química entre a droga e um constituinte da célula, a substância receptora. Ehrlich estava interessado em corantes celulares e na resposta imune contra bactérias e contra venenos de serpentes. Ele postulava que atividades específicas da célula poderiam ser intermediadas por “cadeias laterais” ou “receptores” os quais o grupo haptofórico da droga ou toxina iria atacar e que a droga ou toxina também possuía um grupo toxofílico. Uma analogia à ação de uma droga em um receptor é aquela da chave e fechadura. Esta analogia foi primeiramente proposta por Fischer, em 1894, para ação de enzimas. 122 FIGURA 48 FONTE: Disponível em: < http://thumbs.dreamstime.com/thumblarge_252/1206572259gScGkG.jpg>. Acesso em: 19 dez. 2011. A interação de drogas com receptores se assemelha grandemente à interação de substratos com enzimas. Entretanto, há algumas diferenças importantes, a principal delas é que as enzimas alteram substratos e as drogas alteram receptores. Geralmente, não há grande dificuldade em quantificar a taxa de reação enzimática. A consequência da formação do complexo droga-receptor é uma resposta que pode ser medida, mas a relação entre o evento primário (formação do complexo) e os eventos sucessivos que culminam com a resposta quantificável só foi bem estabelecida nas últimas décadas, para algumas ações mediadas por receptores. 123 FIGURA 49 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO RECEPTOR E SEU LIGANTE FONTE: Moreno Se (2007). 7.7.1 Propriedades dos Receptores Sensibilidade Muitas drogas produzem efeitos marcantes em concentrações bastante baixas, ou em pequenas doses. A energia para a resposta não é suprida pela droga ou sua combinação com o receptor. A combinação da droga com o receptor requer amplificação para induzir a resposta: isso pode ser uma ação de disparo, liberando energia potencial armazenada na célula-alvo, ou pode ser originada de uma cascata de amplificação (uma série de mudanças, cada uma com um fator de amplificação pequeno). 124 Seletividade Respostas envolvendo um dado tipo de receptor são somente elicitadas por uma pequena gama de substâncias químicas com grupos estruturais e propriedades elétricas semelhantes. Seletividade é maior com agonistas (drogas que produzem uma resposta) do que com antagonistas (drogas que bloqueiam respostas aos agonistas). Especificidade A resposta das células a qualquer tipo de agonista agindo no mesmo conjunto de receptores é sempre a mesma, sendo determinada pelas propriedades das células. Receptores são complexos de macromoléculas que interagem com drogas e essa interação fornece um estímulo que provavelmente envolve uma mudança conformacional no receptor ou em seus ambientes imediatos. Se o receptor de dois ou mais agonistas for o mesmo, a ordem de potência deve ser a mesma; se for diferente, os receptores devem ser diferentes. Variantes de receptores que têm um número de agonistas em comum são denominados de isoreceptores (por exemplo, receptores adrenérgicos). No estudo da cinética da interação droga-receptor, alguns conceitos devem ser conhecidos: Biofase Ou fase biologicamente ativa, designa o meio ambiente em que a droga está na posição de interagir com o receptor sem barreiras difusionais interferindo. Na maior parte das preparações de tecido isolado, a concentração da droga na biofase é dada por sua concentração na solução salina que banha o tecido. Quando uma droga é estudada em sistemas que são mais complicados que os tecidos, outros fatores devem ser considerados, como a absorção, a distribuição, o metabolismo e a excreção (fatores farmacodinâmicos). 125 Interações Droga-Receptores A ocupação de um receptor por uma molécula de uma droga pode ou não resultar em ativação do receptor. A ativação refere-se à capacidade da molécula ligar e afetar o receptor de modo a desencadear uma resposta tecidual. Deste modo, as drogas podem interagir com os receptores comportando-se como: Agonistas; Antagonistas. FIGURA 50 FONTE: Rang&Dale (2004). A ligação e a ativação dos receptores constituem duas etapas distintas na geração da reposta desencadeada por um agonista e mediada pelo receptor. Quando uma substância se liga ao receptor sem causar ativação, impedindo consequentemente a ligação do agonista, é denominada antagonista. 126 A tendência de uma droga se ligar ao receptor é determinada por sua afinidade, enquanto a tendência de, uma vez ligada, ativar o receptor é indicada por sua eficácia. Logo: O agonista promove uma resposta que pode ser um aumento ou uma diminuição em uma manifestação particular da atividade celular ou de células às quais os receptores estão associados. A relação droga-receptor pode ocorrer segundo duas teorias principais: Teoria da ocupação: a resposta é uma função da ocupação dos receptores pelo agonista. Teoria da taxa: a resposta é uma função da taxa de ocupação dos receptores pelo agonista. 7.8 RELAÇÃO LINEAR ENTRE OCUPAÇÃO DO RECEPTOR E RESPOSTA MÁXIMA Ocorre quando todos os receptores estão ocupados. O efeito observado é linearmente proporcional à ocupação do receptor e a respostamáxima é alcançada quando o número total de receptores é ocupado. Nesse caso, deve-se assumir que: 127 Um estímulo “tudo ou nada” é elicitado pela combinação de cada receptor com um agonista; Ocorre somação desses estímulos individuais; O efeito é linearmente proporcional ao número de estímulos; A resposta máxima ocorre quando cada receptor é ocupado por um agonista; O complexo agonista-receptor é formado por ligações químicas reversíveis prontamente e rapidamente; A ocupação de um receptor não afeta a tendência de outros receptores serem ocupados. 7.9 CURVA DOSE-REPOSTA A curva dose-resposta é a representação gráfica da expressão matemática da relação entre a dose de um princípio farmacologicamente ativo e o seu efeito. Da análise dessa curva surgem indicadores farmacodinâmicos, tais como Dose Efetiva 50 (DE 50), Potência Relativa e Efeito Máximo. A intensidade da resposta dada por um fármaco é proporcional à dose administrada. A curva sigmoide ou em forma de S é uma expressão comumente observada na maior parte das curvas dose-resposta. É importante mencionar que para cada efeito haverá uma curva dose-resposta distinta. Além disso, a configuração da curva dose-resposta da mesma substância química e a mesma espécie animal pode variar com as mudanças das condições experimentais, por exemplo, as mudanças na forma de distribuição da dose no tempo (frequência). 128 FIGURA 51 FONTE: Disponível em: <http://www.alessandrofazolo.com/didatico/ilustracoes/psicofarmacologia/pages/curva%20dose%20resposta_gif.htm Acesso em: 19 dez. 2011. 7.10 AGONISTAS PARCIAIS Até agora, consideramos as substâncias como agonistas, as quais ativam de algum modo o receptor ao ocupá-lo ou, como antagonistas aquelas que não provocam ativação. Entretanto, a capacidade de uma molécula da droga ativar o receptor constitui mais uma propriedade graduada do que um processo “tudo ou nada”. Algumas substâncias conhecidas como agonistas plenas ou totais podem produzir uma reposta máxima (a maior resposta capaz de ser dada pelo tecido), enquanto outras, os agonistas parciais, só podem produzir uma resposta submáxima. A relação entre os agonistas totais reside na relação entre a ocupação do receptor e a resposta. 129 Quando um agonista parcial está produzindo sua resposta máxima, todos os receptores estão ocupados, mas a eficácia é tal que o estímulo produzido não é suficiente para gerar a resposta máxima potencialmente obtida pelo sistema. Para um agonista altamente ativo com uma grande eficácia, a resposta máxima será produzida por uma concentração que não ocupa todos os receptores. FIGURA 52 FONTE: Rang&Dale (2004). Ocupação teórica e curva de reposta para agonistas plenos e parciais. (A) Curva de ocupação para ambas as substâncias. (B) Relação entre resposta e ocupação para o agonista pleno e parcial. Observe que a curva (A) produz resposta máxima com cerca de 20% de ocupação, enquanto a curva (B) só produz resposta submáxima, mesmo com 100% de ocupação. 130 Atividade intrínseca () é a força do estímulo farmacológico produzido pela ocupação do receptor. Para agonistas totais =1, para parciais 10, para antagonistas =0. 7.11 RELAÇÃO NÃO LINEAR ENTRE A OCUPAÇÃO DO RECEPTOR E A RESPOSTA Uma teoria alternativa proposta por Stephenson (1956) propõe que: Um efeito máximo pode ser produzido por um agonista quando somente uma pequena proporção de receptores está ocupada. A resposta não é linearmente proporcional ao número de receptores ocupados. Drogas diferentes podem ter capacidades variáveis para iniciar uma resposta e consequentemente ocupar proporções diferentes de receptores quando produzindo respostas iguais. Eficácia A capacidade de uma droga iniciar uma resposta assim que ocupa o sítio do receptor é denominada eficácia. 131 FIGURA 53 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. Eficácia de duas substâncias químicas na indução de um efeito farmacológico. Observe que o composto A é capaz de produzir o efeito máximo em uma concentração menor que o composto B, sendo, portanto mais eficaz. Potência A potência refere-se à quantidade da droga (comumente expressa em miligramas) necessária para produzir um efeito, como o alívio da dor ou a redução da pressão sanguínea. Exemplificando: se cinco miligramas da droga B alivia a dor com a mesma eficiência que dez miligramas da droga A, então a droga B é duas vezes mais potente que a droga A. Maior potência não significa necessariamente que uma droga é melhor que a outra. 132 FIGURA 54 FONTE: Disponível em: < http://dc203.4shared.com/doc/gEFt7moh/preview.html>. Acesso em: 19 dez. 2011. São levados em consideração muitos fatores ao julgar os méritos relativos das drogas, como seu perfil de efeitos colaterais, toxicidade potencial, duração da eficácia (e, consequentemente, número de doses necessárias a cada dia) e custo. FIGURA 55 - RELAÇÃO ENTRE OCUPAÇÃO DOS RECEPTORES, EFICÁCIA, POTÊNCIA E RESPOSTA BIOLÓGICA FONTE: Disponível em: < http://dc173.4shared.com/doc/I6Op6sTS/preview.html>. Acesso em: 19 dez. 2011. 133 7.12 AGONISTAS INVERSOS FIGURA 56 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor No esquema acima, o receptor é mostrado em dois estados de configuração, o estado de repouso (R) e o estado ativado (R*), que existem em equilíbrio. Normalmente, na ausência de ligante, o equilíbrio se encontra bem à esquerda, e poucos receptores estão no estado R*. Entretanto, para os receptores de ativação constitutiva, uma proporção significativa dos receptores adota a configuração R* na ausência do ligante. Os agonistas exibem maior afinidade por R* em relação a R. Quanto maior a afinidade relativa por R* maior a eficácia do agonista. Nesta perspectiva, o agonista inverso possui maior afinidade por R que por R*, com consequente desvio do equilíbrio para a esquerda, com eficácia negativa. Por exemplo, o Benzodiazepínicos. 7.13 ANTAGONISMO ENTRE DROGAS Antagonista competitivo É a droga que interage reversivelmente com o receptor para formar o complexo, mas o complexo antagonista-receptor não produz uma resposta. A interação antagonista-receptora é 134 caracterizada por uma constante de dissociação, mas a atividade intrínseca do antagonista é zero. Quando se constroem curvas “concentração de agonista x ocupação de receptores por agonista” (ou resposta produzida), na presença de concentrações diferentes de antagonista competitivo, obtém-se curvas com mesma forma, com mesma resposta máxima, com porções lineares paralelas, mas com deslocamento à direita ou à esquerda, conforme mostrado nas figuras abaixo. Ou seja, curvas “log da concentração x resposta” são deslocadas para a direita na presença do antagonista competitivo, mas a resposta máxima permanece a mesma e a porção linear permanece paralela àquela do agonista sozinho. O efeito do antagonista pode ser sobreposto pelo aumento na concentração do agonista. FIGURA 57 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor FIGURA 58 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor 135 Quando um antagonista forma uma ligação forte com o receptor, a taxa de dissociação do complexo antagonista-receptor é tão lenta que é virtualmente zero. Nesse caso, o antagonista é denominado irreversível e o antagonismo não é sobreposto pelo aumento na concentração do agonista. O grau de antagonismo aumenta com a maior concentração de antagonista. A população de receptores disponível para a interação com agonista é reduzida, portanto, a resposta máxima também é reduzida. A ocupação dos receptores pelo antagonista irreversível pode ser reduzida pela presença simultânea de elevadas concentrações do agonistaou de um antagonista competitivo. Antagonistas irreversíveis podem ser utilizados para avaliar a afinidade e a eficácia do agonista. FIGURA 59 FONTE: Disponível em: < http://rosanabem.blogspot.com/2010/04/ciclo-ii-modulo-i-farmacologia-parte-ii.html>. Acesso em: 19 dez. 2011. 136 Com frequência, o efeito de uma droga é diminuído ou totalmente abolido na presença de outra. Além do antagonismo competitivo reversível e irreversível, discutidos anteriormente, outros mecanismos podem ser ressaltados: Antagonismo químico; Antagonismo farmacocinético; Antagonismo não competitivo; Antagonismo fisiológico. Antagonismo químico Também chamado de neutralização, refere-se à situação incomum em que duas substâncias combinam-se em solução, reagindo quimicamente levando à inativação da droga. Este tipo de antagonismo tem um papel muito importante no tratamento das intoxicações. Por exemplo: Agentes quelantes como o EDTA e penicilamina, que sequestram metais (As, Hg, Pb), diminuindo suas ações tóxicas. Antagonismo farmacocinético Descreve a situação em que o antagonista reduz efetivamente a concentração do fármaco ativo em seu local de ação. Isto pode ocorrer de várias formas: Aumento da velocidade de degradação metabólica do fármaco: redução do efeito do anticoagulante warfarin por aumento do seu metabolismo induzido pelo fenobarbital. Redução da velocidade de absorção da droga no trato gastrintestinal. Aumento na velocidade de excreção renal: Bicarbonato de sódio que aumenta a secreção urinária dos barbitúricos. 137 Antagonismo não competitivo Descreve a situação em que o antagonista bloqueia, em algum ponto, a cadeia de eventos que leva à produção de uma resposta pelo agonista. Por exemplo, certos fármacos, como o verapamil e a nifedipina, impedem o influxo de íons de cálcio através da membrana celular, com consequente bloqueio não específico da contração do músculo liso produzido por outros agentes. Como regra, o efeito consiste em reduzir a inclinação e o máximo da curva da concentração em escala log-resposta do agonista. FIGURA 60 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. Antagonismo Fisiológico Representa dois agentes que produzem efeitos contrários em um mesmo sistema biológico, atuando em receptores diferentes. Por exemplo: Histamina que atua sobre receptores H1 nas células musculares lisas, causando vasodilatação e adrenalina, que atua em receptores alfa no mesmo tecido, causando vasoconstrição. 138 7.14 DESSENSIBILIZAÇÃO E TAQUIFILAXIA Com frequência, o efeito de uma droga diminui gradativamente quando administrada de modo contínuo ou repetidamente. O termo taquifilaxia (do grego: proteção rápida) implica em uma diminuição consideravelmente rápida na resposta, enquanto que tolerância é geralmente empregada para descrever uma diminuição mais gradual na eficiência da droga adicionada repetitivamente durante um período de tempo mais longo. Taquifilaxia específica a um tipo de receptor pode ser obtida em músculo liso com o uso de serotonina, sem afetar a resposta a outros agonistas. É mais difícil se obter taquifilaxia com histamina e quase impossível com acetilcolina. Quando doses extremamente elevadas de acetilcolina são usadas, o tecido torna-se menos sensível, mas não a todos os agonistas; isso é uma dessensibilização não específica. Isso pode ser consequência da perda de potássio intracelular. O termo tolerância é geralmente utilizado para aquelas drogas aplicadas clinicamente em doses cada vez maiores para produzir o efeito desejado. Por exemplo: morfina e drogas relacionadas, drogas bloqueadoras de adrenalina que são usadas no tratamento da hipertensão. Muitos mecanismos diferentes podem dar origem a esse tipo de fenômeno, incluindo: Alteração conformacional dos receptores; Perda de receptores; Depleção de mediadores; Aumento da degradação metabólica da droga; Adaptação fisiológica; Extrusão ativa da droga das células. 139 7.15 EFEITOS RESULTANTES DA INTERAÇÃO DE AGENTES QUÍMICOS O termo interação entre substâncias químicas é utilizado todas as vezes que uma substância altera o efeito de outra. Estas interações podem resultar diferentes tipos de efeitos: Adição: ocorre quando o efeito final de dois ou mais agentes é quantitativamente igual à soma dos efeitos produzidos individualmente. Exemplo: chumbo e arsênio, atuando no nível da biossíntese do heme (aumento da excreção urinária da coproporfirina). Sinergismo: ocorre quando o efeito de dois ou mais agentes químicos combinados, é maior do que a soma dos efeitos individuais. Exemplo: a hepatotoxicidade, resultante da interação entre tetracloreto de carbono e álcool é muito maior do que aquela produzida pela soma das duas ações em separado, uma vez que o etanol é capaz de inibir a biotransformação do solvente clorado. Potenciação: ocorre quando um agente tóxico tem seu efeito aumentado por atuar simultaneamente com um agente “não tóxico”. Exemplo: o isopropanol, que não é hepatotóxico, aumenta excessivamente a hepatotoxicidade do tetracloreto de carbono. Antagonismo: ocorre quando dois agentes químicos interferem um na ação do outro, diminuindo o efeito final. 140 7.16 ASPECTOS MOLECULARES DA AÇÃO DAS DROGAS Na década de 70, a farmacologia entrou em uma nova fase, quando os receptores, que até então consistiam em entidades teóricas, começaram a surgir como realidade bioquímica, seguindo o desenvolvimento de técnicas de marcação de receptores, que tornou possível a extração e purificação do material receptor marcado radioativamente. Essa abordagem foi usada com êxito pela primeira vez com o receptor nicotínico da acetilcolina de arraias (Torpedo sp) e enguias (Electrophorussp). Mais tarde, pode ser purificado pela técnica de cromatografia por afinidade, em que um ligante do receptor, ligado de forma covalente à matriz de uma coluna cromatográfica, é utilizada para adsorver o receptor e separá-lo de outras substâncias no extrato. Uma vez isoladas e purificadas as proteínas receptoras, foi possível analisar a sequência de aminoácidos, permitindo a clonagem destes receptores. FIGURA 61 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. 141 Um receptor é uma forma de transdutor que é ativado pela interação com um agonista e modula alguma parte de mecanismos celulares para desencadear uma resposta característica, e a ativação envolve uma mudança conformacional. A mudança conformacional no receptor pode resultar de uma alteração nas propriedades da membrana celular, afetando sua permeabilidade passiva ou suas propriedades de transporte ativo, ou pode estar relacionada com a ativação de uma enzima. Muitos hormônios, neurotransmissores ou autacoides, atuam em receptores específicos: a presença ou ausência do receptor específico ao agonista endógeno é o determinante primário da resposta. A consequência imediata do complexo receptor-agonista é a ativação de vários sistemas de segundos mensageiros, deste modo o resultado é a amplificação dos sinais mediados pelo receptor. FIGURA 62 FONTE: Disponível em: < http://dc337.4shared.com/doc/VCbkxvkp/preview.html>. Acesso em: 19 dez. 2011. 142 7.17 TIPOS DE RECEPTORES Os receptores induzem muitos tipos diferentes de efeitos celulares. Alguns deles são muito rápidos, como aqueles envolvidos na transmissão sináptica, que operam dentro de milissegundos, enquanto outros efeitos mediados por receptores, como aqueles produzidos pelo hormônio da tireoide ou por vários hormônios esteroides, ocorrem dentro de várias horas ou dias. Existem também muitos exemplos de escala de tempo intermediária. Deste modo, não é surpresa a existência de muitos tipos diferentes de conexão entre a ocupaçãodos receptores e resposta resultante. Com base na estrutura molecular e na natureza dessa conexão (mecanismo de transdução), podemos distinguir quatro tipos de receptores: Canais iônicos regulados por ligantes; Receptores acoplados a proteína G; Receptores ligados a quinase; Receptores nucleares. FIGURA 63 FONTE: Rang&Dale (2004). 143 TABELA 11 FONTE: Rang&Dale (2004). Tipo I: Canais Iônicos regulados por ligantes Os canais iônicos regulados por ligantes podem ser chamados também de receptores ionotrópicos. Os receptores com esse tipo de mecanismo controlam os eventos sinápticos mais rápidos do sistema nervoso, onde um neurotransmissor atua sobre a membrana pós-sináptica de uma célula nervosa ou muscular, aumentado transitoriamente sua permeabilidade a determinados íons. FIGURA 64 FONTE: Moreno Se (2007). 144 Os neurotransmissores excitatórios como a acetilcolina na junção neuromuscular ou o glutamato no SNC, causam, em sua maioria, aumento da permeabilidade ao Na+ e K+. Esse efeito resulta em uma corrente de entrada em função principalmente do Na+, que despolariza a célula e aumenta a probabilidade de gerar um potencial de ação. A ação do neurotransmissor atinge o pico em milissegundos e, em geral, declina também em milissegundos. A velocidade absoluta dessa resposta indica que o acoplamento entre o receptor e o canal iônico é direto, como mostrado na figura abaixo. FIGURA 65 FONTE: Moreno Se (2007). Tipo II: Receptores acoplados a Proteína G (GPCR) Estes receptores são chamados também metabotrópicos. A grande família GPCR compreende muitos receptores conhecidos pelos farmacologistas, como os receptores muscarínicos da acetilcolina, os receptores adrenérgicos, receptores da dopamina, receptores das 5-HT, receptores opioides, entre outros. Os GPCR consistem em uma única cadeia polipeptídica de até 1.100 resíduos. A estrutura característica desses receptores consiste em sete α-hélices transmembrana, com um domínio N-terminal extracelular de comprimento variável e um domínio C-terminal intracelular, conforme representado na figura abaixo. 145 FIGURA 66 - REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA ESTRUTURA MOLECULAR DE UM RECEPTOR ACOPLADO À PROTEÍNA G FONTE: Rang&Dale (2004). Os GPCR são divididos em três famílias distintas, com considerável grau de homologia entre os membros de uma família, enquanto não há nenhuma homologia entre as diferentes famílias. Família da rodopsina; Família dos receptores de secretina/ glucagon; Receptor metabotrópico de glutamato/ família de sensores de cálcio. TABELA 12 - CARACTERÍSTICAS DAS FAMÍLIAS DE RECEPTORES ACOPLADOS À PROTEÍNA G FONTE:Rang&Dale (2004). 146 7.18 MECANISMOS DE TRANSDUÇÃO DE SINAIS EM RECEPTORES ACOPLADOS À PROTEÍNA G As proteínas G representam o nível de coordenação intermediária na hierarquia organizacional, intervindo entre os receptores seus ligantes. São as proteínas intermediárias que, na verdade, foram denominadas proteínas G, em virtude de sua interação com os nucleotídeos de guanina, GDP e GTP. As proteínas G consistem em três subunidades: Alfa – α Beta – β Gama – Os nucleotídeos de guanina ligam-se à subunidade α, que apresenta atividade enzimática, catalisando a conversão de GTP em GDP. As subunidades β e permanecem unidas na forma de um complexo β. Todas as três subunidades estão ancoradas na membrana plasmática por meio de uma cadeia de ácidos graxos acoplados à proteína G por uma reação conhecida como prenilação. As proteínas G parecem ser livremente difusíveis na membrana plasmática; logo, um único reservatório de proteína G em uma célula pode interagir com vários receptores e efetores diferentes. 147 FIGURA 67 FONTE:Rang&Dale (2004). Conforme demonstrado na figura acima, no estado de repouso, a proteína G encontra- se na forma de trímero - αβ não fixado, com GDP ocupando o sítio na subunidade . Quando o receptor é ocupado por uma molécula do agonista, ocorre uma alteração em sua conformação, resultando em uma alta afinidade pelo complexo β. A associação do trímeroβ com o receptor provoca a dissociação do GDP ligado à subunidade e sua substituição por GTP (troca GDP/ GTP), que, por sua vez, causa dissociação do trímero da proteína G, com consequente liberação das subunidades -GTP e β. Trata-se das formas ativas da proteína G, que sofrem difusão na membrana e podem se associar a diversas enzimas ou canais iônicos, produzindo ativação ou inativação, conforme a situação, como mostrado na figura seguinte. 148 FIGURA 68 FONTE: Rang&Dale (2004). O processo é concluído quando ocorre a hidrólise do GTP a GDP, por meio da atividade GTPase da subunidade . O -GDP resultante dissocia-se do efetor e une-se ao complexo β, completando o ciclo. A ligação da subunidade a uma molécula efetora aumenta sua atividade de GTPase, sendo a magnitude deste aumento distinta para diferentes tipos de efetores, deste modo a ativação do efetor é autolimitada. O processo resulta em amplificação, visto que um único receptor pode ativar várias moléculas de proteína G, podendo cada uma delas ativar diversas vias de segundos mensageiros. A especificidade que permite que cada tipo de receptor produza um padrão de efeito está relacionada com a existência de variações moleculares dentro da família de proteínas G, dando origem a três classes principais, que apresentam seletividade tanto para os receptores, quanto para os efetores com os quais se acoplam: Gs: produz estimulação da enzima edenilatociclase; Gi: produz inibição da enzima edenilatociclase; Gq: modulação. 149 Resumindo: FIGURA 69 FONTE: Moreno Se (2007). Os principais alvos das proteínas G, pelos quais os receptores acoplados a proteínas G controlam diferentes aspectos da função celular são: 150 FIGURA 70 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. 7.19 O SISTEMA ADENILATO CICLASE / AMPC A descoberta do papel do AMPc (3´5´-adenosina-monofosfato-cíclico) como mediador intracelular introduziu o conceito de segundos mensageiros na transdução de sinais. O AMPc é um nucleotídeo sintetizado no interior das células a partir do ATP, sob ação de uma enzima ligada à membrana, a adenilatociclase. O AMPc é continuamente produzido e inativado por hidrólise da 5´-AMP, por meio de uma família de enzimas conhecidas como fosfodiesterases. O AMPc regula muitos aspectos da função celular, incluindo enzimas envolvidas no metabolismo energético, divisão e diferenciação celulares, transporte de íons, canais iônicos e proteínas contráteis. Entretanto, estes efeitos são produzidos por um mecanismo comum, isto é, a ativação de proteínas-quinases pelo AMPc. As proteínas-quinases regulam a função de muitas proteínas celulares diferentes ao catalisarem a fosforilação de resíduos de serina e treonina, utilizando o ATP como fonte de fosfato. A fosforilação pode ativar ou inibir enzimas-alvo ou canais iônicos. 151 Resumindo: FIGURA 71 FONTE: Moreno Se (2007). 152 FIGURA 72 FONTE: Rang&Dale (2004). A figura acima representa alguns exemplos de modos pelos quais a produção aumentada de AMPc, em resposta à ativação dos receptores β-adrenérgicos, afeta várias enzimas envolvidas no metabolismo do glicogênio e da gordura no fígado, adipócitos e células musculares. O resultado consiste em uma resposta coordenada, em que a energia armazenada na forma de glicogênio e gordura torna-se disponível como glicose para suprir a contração muscular. O AMPc é hidrolisado no interior das células por fosfodiesterases, uma família de enzimas inibidas por drogas como a teofilina, cafeína e o sildenafil (Viagra®),aumentam as concentrações de AMPc nas células, como representado na figura. 153 FIGURA 73 FONTE: Moreno Se (2007). 7.20 O SISTEMA DE FOSFOLIPASE C/FOSFATO DE INOSITOL Muitos receptores respondem à ação de hormônios e neurotransmissores pela ativação de uma fosfodiesterase de membrana chamada Fosfolipase C, que também é ativada a partir da transdução do sinal por proteínas G. A ativação da fosfolipase C libera dois fragmentos: o 1, 4, 5 fosfatidilinositol trifosfato (IP3) a partir da forma difosfato (PIP2), um fosfolípido que está localizado na membrana plasmática e o diacilglicerol (DAG). Estas duas moléculas têm ações sinérgicas com as moléculas de segundos mensageiros. O IP3 liga-se aos receptores do retículo endoplasmático, causando uma rápida liberação de cálcio das reservas intracelulares, permitindo a formação do complexo cálcio- calmodulina que é um mediador de variadas ações enzimáticas. O IP3 é um sinal químico de curta vida, sendo rapidamente desfosforilado em PIP2 e PIP que são inativos como mensageiros secundários. 154 Já o DAG parece atuar aumentando a afinidade da PKC (proteína quinase C) pelo cálcio. Os dois segundos mensageiros (IP3 e DAG) atuam sinergicamente para causar a fosforilação de proteínas necessária para os efeitos intracelulares. Em células da musculatura lisa, o IP3 liga-se e ativa o receptor de IP3 existente na membrana do retículo sarcoplasmático, fazendo abrir canais de cálcio, resultando na libertação de Ca2+ para o sarcoplasma. Este aumento de Ca2+ ativa o canal operado pelo receptor da rianodina, no retículo sarcoplasmático, levando ao progressivo aumento da concentração de Ca2+ na célula muscular e promovendo a contração da célula muscular lisa. Nestas vias de sinalização, as quinases que são ativadas fosforilam as proteínas efetoras finais, que irão dar a resposta ao estímulo inicial. A proteína fosforilada pode ter vários tipos de funções: Pode ser um transportador de membrana; Pode ser um canal iônico; Pode ser uma enzima; Pode ser um fator que regula a expressão de um gene. Resumindo: FIGURA 74 FONTE: Moreno Se (2007). 155 Os receptores acoplados a proteínas G podem controlar diretamente a função dos canais iônicos por mecanismos que não envolvem segundos mensageiros, como o AMPc e IPs. Isso foi demonstrado pela primeira vez no músculo cardíaco, mas atualmente sabe-se que este tipo de interação pode ocorrer em muitos outros sistemas. No músculo cardíaco, os receptores muscarínicos da acetilcolina aumentam a permeabilidade do potássio, com consequente hiperpolarização das células e inibição da atividade elétrica. Acredita-se que mecanismos semelhantes possam operar em neurônios, onde os analgésicos opioides reduzem a excitabilidade ao abrirem os canais de potássio. Essas interações são produzidas por interação direta entre as subunidades da proteína G e o canal, sem a participação de segundos mensageiros. FIGURA 75 - REPRESENTAÇÃO DO MECANISMO DE FUNCIONAMENTO DE CANAIS IÔNICOS ACOPLADOS A PROTEÍNA G FONTE: Rang&Dale (2004). 156 7.21 DESSENSIBILIZAÇÃO DOS RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS G A dessensibilização constitui uma característica da maioria dos receptores acoplados a proteínas G, e dois mecanismos principais estão envolvidos: Fosforilação do receptor; Internalização do receptor (endocitose). A sequência dos receptores acoplados à proteína G (GPCR) inclui certos resíduos (serina e treonina), principalmente na cauda citoplasmática C-terminal que pode ser fosforilados por quinases, como a proteína quinase A (PKA), a PKC e GPCR-quinases (GRK) específicas, ligadas à membrana. A fosforilação pela PKA e PKC, que é ativada por muitos receptores acoplados à proteína G, geralmente resulta em redução do acoplamento entre o receptor ativado e a proteína G, com consequente redução do efeito do agonista. O receptor fosforilado pelas GRK atua como sítio de ligação de arrestinas, que são proteínas intracelulares que bloqueiam a interação com a proteína G, e também constitui um alvo para a endocitose, produzindo uma dessensibilização mais profunda e de maior duração. Fosforilação heteróloga: mediada por PKA e PKC, onde estas quinases podem atuar em muitos tipos distintos de receptores além daquele ativado pelo agonista. Fosforilação homóloga: mediada por GRK, atua somente o receptor ativado pelo agonista. 157 FIGURA76 - MECANISMO DE DESSENSIBILIZAÇÃO DOS RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNA G FONTE: Rang&Dale (2004). Tipo III. Receptores ligados à quinase Os receptores ligados à quinase diferem notavelmente dos canais regulados por ligantes e dos GPCR quanto à estrutura e função. Os receptores acoplados a quinases medeiam às ações de uma ampla variedade de mediadores proteicos, incluindo fatores de crescimento e citocinas, bem como hormônios, como a insulina. 158 FIGURA 77 FONTE: Moreno Se (2007). A estrutura básica desses receptores é representada por domínios extracelulares (ligação de ligantes) e intracelulares (efetores) muito grandes, constituídos, cada um por cerca de 400-700 resíduos, ligados por uma -hélice. Os receptores desencadeiam uma cascata de quinases, que normalmente envolve a dimerização dos receptores seguida de autofosforilação dos resíduos de tirosina. Os resíduos de fosfotirosina atuam como sítios de ligação de alta afinidade para outras proteínas intracelulares (proteínas adaptadoras), que contêm um domínio SH2, formando a etapa seguinte na cascata da transdução de sinais, permitindo assim o controle de uma série de funções celulares. 159 7.22 MECANISMO DE FOSFORILAÇÃO DE PROTEÍNAS E CASCATA DAS QUINASES Os eventos que ocorrem quando a proteína contendo o domínio SH2 liga-se ao receptor fosforilado variam muito de acordo com o receptor envolvido. Muitas proteínas SH2 são enzimas, como as proteínas quinases ou fosfolipases. Na figura abaixo estão representados os mecanismos de transdução de receptores ligados à quinase. A primeira etapa que ocorre após a ligação do agonista consiste em dimerização, que resulta em autofosforilação do domínio intracelular de cada receptor. A seguir as proteínas com domínio SH2 ligam-se ao receptor fosforilado, sendo elas próprias fosforiladas. Assim, a cascata de quinasesRas/Raf/Map-quinases é ativada, desencadeando eventos celulares como divisão, crescimento e diferenciação celular. FIGURA 78 FONTE: Rang&Dale (2004). Na figura abaixo, está representada uma segunda via de transdução, a via Jak/Stat, envolvida nas respostas de muitas citocinas. Ocorre dimerização desses receptores com a 160 ligação da citocina, atraindo uma unidade de tirosina-quinase (Jak) citosólica, que se associa ao dímero desses receptores fosforilando-os. Entre os alvos de fosforilação da Jak, destaca-se a família de fatores de transcrição (Stat). Trata-se de proteínas de domínio SH2 que se ligam aos grupos de fosfotirosina sobre o complexo receptor-Jak, sendo elas próprias fosforiladas. A Stat ativada migra para o núcleo e ativa a expressão gênica. FIGURA 79 FONTE: Rang&Dale (2004). Resumindo: 161 FIGURA 80 FONTE: Moreno Se (2007). Tipo IV: Receptores Nucleares Os receptores nucleares são conjuntos de proteínas e fatores de transcrição que foram agrupados em uma superfamília de receptores, os quais interagem com o DNA. Esta família encontra-se envolvida em diversos aspectos da vida, de maneira essencial para múltiplas funções fisiológicas como homeostase, reprodução, crescimento, diferenciação, morfogênese, apoptose e metabolismo. A família dos receptores nucleares é constituída por receptores de: Hormôniosesteroides; Hormônio da tireoide; Vitamina D; Ácidos graxos; Prostaglandinas. Os receptores nucleares têm suas funções ativadas pela ligação de uma molécula 162 sinalizadora lipofílica. Por meio da ligação desta molécula sinalizadora é exercido o controle dos processos transcricionais. A transcrição se inicia quando um ligante se liga ao sítio ativo do receptor que está ligado ao complexo repressor, gerando uma alteração conformacional, provocando a liberação do receptor do complexo repressor, em seguida se associa ao complexo ativador seguindo-se da ligação em regiões do DNA conhecidas como elementos responsivos, iniciando a transdução de sinal. O esquema abaixo representa o mecanismo de ação dos hormônios glicorticoides. Os corticoides, ao penetrarem na célula, formam um complexo hormônio-receptor, que migra para o núcleo e liga-se em regiões promotoras específicas no DNA, iniciando o processo de transcrição gênica, que resulta em aumento ou redução da síntese proteica. FIGURA 81 FONTE: Moreno Se (2007). 163 A saúde, que é definida, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), como sendo “um estado de completo bem-estar físico, mental e social” e não apenas a ausência de desconforto ou de enfermidade, é uma das necessidades básicas do homem e tem sido sua constante preocupação. Para conservá-la ou restaurá-la vem o homem, desde as primeiras eras, lançando mão dos mais variados recursos, mormente aqueles destinados a evitar e combater as doenças, sobretudo por meio de drogas e medicamentos. FIGURA 82 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. O restabelecimento da saúde de um paciente está baseado tanto no diagnóstico correto como em uma terapêutica adequada. O conhecimento das propriedades básicas das substâncias utilizadas para este fim, bem como de sua ação farmacológica, é fundamental para a prática da medicina. Porém, isto não é suficiente, pois é preciso pensar que o corpo humano é um sistema complexo formado por uma infinidade de substâncias que fatalmente entrarão em 164 reação com os fármacos administrados. Também é natural pensar que no caso da administração com fins terapêuticos, ou não, de mais de uma substância, estas possam interagir entre si no organismo. Os efeitos de um medicamento, quando administrado concomitantemente com outros, podem ser diferentes dos efeitos esperados se este medicamento fosse empregado isoladamente. 165 8 INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS FIGURA 83 FONTE: Disponível em: < http://interacmedicamentosa.blogspot.com/>. Acesso em: 20 dez. 2011. Interações são eventos que ocorrem quando os efeitos de um fármaco são afetados pela presença de outro fármaco, alimento, álcool ou algum agente químico ambiental. As interações medicamentosas, isto é, aquelas que ocorrem entre dois ou mais fármacos, são as mais estudadas, e este termo não pode ser confundido com os casos em que há reações físico- químicas entre componentes de misturas intravenosas. A estes fenômenos dá-se o nome de incompatibilidade farmacêutica. É importante lembrar que existem interações medicamentosas benéficas ou desejáveis, que têm por objetivo tratar doenças concomitantes, reduzirem efeitos adversos, prolongar a duração do efeito, impedir, ou retardar o surgimento de resistência bacteriana, aumentar a adesão ao tratamento, incrementar a eficácia ou permitir a redução de dose. As interações indesejáveis são as que determinam a redução do efeito ou o resultado contrário ao esperado, aumento na incidência e na gama de efeitos adversos e no custo da terapia, sem incremento no benefício terapêutico. As interações que resultam em redução da atividade do medicamento e consequentemente na perda da eficácia são difíceis de detectar e podem ser responsáveis pelo fracasso da terapia ou progressão da doença. 166 As interações medicamentosas geralmente se traduzem em reações adversas ou toxicidade a um tecido ou sistema específico, ou ainda em falta de atividade terapêutica. Quanto mais fármacos o paciente estiver utilizando, maiores serão as chances de ocorrer interações entre eles. As possibilidades são muitas; entretanto, a grande maioria é clinicamente trivial ou totalmente teórica. Para que essas interações sejam importantes clinicamente, é necessário que a faixa terapêutica do fármaco envolvido seja relativamente estreita, em que um aumento na sua concentração conduza à toxicidade ou a uma diminuição que afete a sua eficácia. Apesar de alguns estudos demonstrarem incidências baixas de interações medicamentosas, algumas destas podem trazer consequências graves. Alguns fatores relacionados com a utilização de medicamentos, como efeito farmacológico múltiplo, prescrições múltiplas, não compreensão do paciente em relação ao tratamento farmacológico, uso abusivo de medicamentos, desinformação dos prescritores e dispensadores e uso de medicamentos por automedicação, contribuem para a ocorrência de interações medicamentosas. Há muitos fatores que influenciam na resposta de um medicamento. Existem relatos de que alguns pacientes têm predisposição a desenvolver efeitos adversos. Fatores genéticos, idade, condições gerais de saúde, funções renal e hepática, consumo de álcool, tabagismo, dieta, assim como fatores ambientais, influenciam a suscetibilidade para interações medicamentosas. Algumas interações medicamentosas apresentam potencial para causar danos permanentes, muitas são responsáveis por deterioração clínica do paciente - hospitalizações, aumento no tempo de internação, enquanto outras são leves e não exigem medidas especiais. Uma crescente atenção tem sido direcionada para as interações medicamentosas, nos últimos anos, principalmente, no meio hospitalar. Muitos programas informatizados têm sido desenvolvidos e são apontados na literatura como uma importante ferramenta na revisão de prescrições médicas. Estes, quando utilizados em hospitais, têm demonstrado resultados satisfatórios, visto que se mostram capazes de reduzir as interações medicamentosas. Alguns autores relatam como vantagens: agilidade na análise das prescrições; redução de erro de medicação; tempo de internação e gastos. Estudos que comparam a eficiência de farmacêuticos e de programas informatizados em detectar interações medicamentosas concluem que os programas identificam um maior número de interações, sendo, desta forma, mais eficientes do que o profissional farmacêutico. 167 Por outro lado, estudos alertam para o fato de que a probabilidade de detectar interações irrelevantes aumenta com a utilização daquela ferramenta. Outros autores, também, observam a necessidade de um maior desenvolvimento dos programas informatizados, entretanto desenvolver programas eficientes ainda consiste em grande desafio. Tem sido recomendada a utilização de programas informatizados para a avaliação da prescrição médica, com destaque na importância do farmacêutico no controle e avaliação dos medicamentos prescritos, no hospital, mas, principalmente, aqueles que os pacientes trazem consigo, já que os programas não podem identificar interações com estes medicamentos. A prescrição de vários medicamentos para o tratamento de uma patologia é uma prática muito comum. Nos hospitais, a maioria dos pacientes pode receber várias drogas simultaneamente. Nos serviços clínicos, o número médio de drogas administradas a pacientes durante uma hospitalização pode variar de dez a treze, sendo que muitos podem receber muito mais. No caso dos pacientes ambulatoriais, além dos medicamentos prescritos, muitos costumam consumir analgésicos, medicamentos para resfriados, antiácidos, anticoncepcionais e outras drogas sem prescrição. Considerando ainda que a maioria das 50.000 especialidadesfarmacêuticas registradas na Divisão de Medicamentos, da Secretaria da Saúde, é constituída de medicamentos com vários princípios ativos, a probabilidade de interação entre os vários fármacos e modificação dos efeitos terapêuticos é muito alta. Na prática clínica, muitas das interações medicamentosas têm importância relativa, com pequeno potencial lesivo para os pacientes, porém há interações com efeitos colaterais graves, podendo inclusive levar o paciente a óbito, o que ressalta a importância do conhecimento das interações e da identificação precoce dos pacientes em risco. Foi relatado em um estudo que 36% de 815 pacientes admitidos em um hospital universitário apresentaram algum tipo de doença iatrogênica. Em 9% deles, a incidência foi considerada grave; e em 2%, a doença iatrogênica provavelmente tenha contribuído para a morte do paciente. A exposição a medicamentos foi um fator particularmente importante para determinar complicações nos pacientes em estudo. Ainda de acordo com estes autores, as estimativas sobre a incidência de interações droga-droga oscilaram de 3 a 5%, para pacientes que recebiam poucos medicamentos; naqueles que recebiam entre dez a vinte drogas, a incidência alcançada foi de até 20%. Sehn (2003) demonstrou, em trabalho de avaliação de interações medicamentosas, que 25% das prescrições com até cinco medicamentos apresentavam interações 168 medicamentosas potenciais, assim como 63,6% das que apresentavam de seis a dez medicamentos prescritos e 100% das que continham mais de dez medicamentos prescritos, conforme mostrado na tabela abaixo. TABELA 13 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. A tabela abaixo apresenta a relação dos fármacos que frequentemente estariam envolvidos em interações. De acordo com a literatura, das 124 interações potenciais encontradas, estes fármacos estão envolvidos em 103 delas. TABELA 14 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. 169 As associações com maior potencial para desenvolver interações são demonstradas na tabela abaixo: TABELA 15 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. No mesmo estudo realizado por Sehn e colaboradores (2003), foram encontradas quatro (3,2%) interações classificadas como graves, ou seja, que colocam em risco a vida dos pacientes ou podem promover o surgimento de danos permanentes. Em duas delas, observou- se o envolvimento da digoxina, responsável também por 15,3% das interações encontradas, embora esteja presente em apenas quatro prescrições. A digoxina é um exemplo de fármaco que deveria receber atenção especial dos profissionais, para reduzir as interações medicamentosas em hospitais. Ressalta-se também que 48,4% das interações apresentam risco moderado, ou seja, poderiam causar deterioração clínica do paciente, exigiriam tratamento adicional ou aumento no período de internação. Todas estas implicações, negativas para o paciente, teriam como consequência o aumento de custos para a instituição. As interações classificadas como leves representam 37,9% e, como podem trazer algum desconforto para o paciente, são também indesejáveis. 170 TABELA 16 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. A presença de uma equipe treinada para avaliar as interações poderia alterar o perfil das interações medicamentosas. Os procedimentos para evitar e lidar com as interações sugeridas na literatura são as seguintes: monitorização do paciente, ajuste de dose, troca ou suspensão de um dos medicamentos, mudança dos horários de administração, entre outros. Em muitos casos, a monitorização atua de forma preventiva. Assim, a detecção de alterações na concentração plasmática dos medicamentos, por exemplo, direciona para um ajuste de dose, substituição ou suspensão de fármacos ou outro procedimento para evitar prejuízos à saúde do paciente. Adequar os horários de administração é, também, uma forma de lidar com as interações medicamentosas potenciais. Para a digoxina, quando da utilização com metoclopramida, a literatura sugere a prescrição de formas líquidas com a finalidade de aumentar a velocidade de absorção e, desta forma, reduzir a influência da metoclopramida sobre sua absorção. A falta de estudos a respeito das interações também chama atenção, visto que 84,7% das interações encontradas na literatura necessitam ser mais estudadas a fim de se estabelecer com segurança o risco que oferecem aos pacientes. As interações medicamentosas que se desenvolvem tardiamente deveriam receber grande atenção, pois muitas vezes, oferecem grande risco, uma vez que o paciente pode já ter deixado o hospital quando do seu desenvolvimento. O conhecimento dos mecanismos prováveis das interações medicamentosas é a única maneira do profissional de saúde estar bem preparado para analisar novos achados de modo sistemático. Para planejar um regime terapêutico adequado ao paciente, é necessário estar familiarizado com os princípios básicos das interações entre as drogas. 171 8.1 CLASSIFICAÇÃO E MECANISMOS DAS INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS As interações medicamentosas podem ser classificadas por seu mecanismo de instalação. Embora, sob o ponto de vista pragmático, interessa ao clínico simplesmente saber se a interação ocorre ou não e qual a sua magnitude; o conhecimento dos mecanismos no processo interativo é de suma importância. Estes mecanismos nem sempre são totalmente conhecidos e geralmente são complexos, o que torna difícil classificá-los com precisão. Além disso, a interação, muitas vezes, é resultante de mais de um mecanismo, porém, conforme o mecanismo predominante, as interações podem ser classificadas em: Físico-químicas; Farmacodinâmicas; Farmacocinéticas. FIGURA 84 - INCIDÊNCIA DE DIFERENTES TIPOS DE INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. 172 8.2 Interações Físico-Químicas Pode haver interação entre duas ou mais substâncias por mecanismos puramente físico-químicos. Estas interações podem ser chamadas de farmacêuticas, porque se referem àquelas interações antes das drogas serem administradas, fora ainda do organismo, especialmente com misturas destinadas a uso intravenoso. Estas reações físico-químicas podem resultar na inativação dos efeitos biológicos de uma ou ambas as drogas ou na formação de um novo composto, cuja atividade difere da esperada. Tais reações podem exteriorizar-se por precipitação, turvação, floculação e alterações na cor da mistura, contudo, a ausência dessas alterações não garante a inexistência de interação; neste caso somente o conhecimento dessa possibilidade impede o uso indevido. Os mecanismos físico-químicos frequentemente observados nas interações medicamentosas compreendem as reações de oxirredução, inativação de um medicamento pela incidência de luz, fenômenos de adsorção, como por exemplo, o caso do carvão ativo que adsorve os alcaloides na sua superfície porosa, reações de precipitação e formação de complexos, neutralização acidobásica. No quadro seguinte estão demonstrados alguns exemplos de interações físico- químicas que podem ocorrer. Exemplos de interações físico-químicas ou incompatibilidades farmacêuticas - Os betalactâmicos podem ser inativados pelo pH ácido de soros glicosados. - Alguns antineoplásicos, como a doxorrubicina devem ser protegidos da luz por serem fotossensíveis e devem ser administrados em equipos escuros. - Um agente conservador pode inativar outro medicamento. Ex. bissulfito para as penicilinas. - O gluconato de cálcio e fosfato de potássio, se misturado em nutrição parenteral, podem precipitar. - As penicilinas e as cefalosporinas reagem com o grupo amino dos aminoglicosídeos e os inativam, portanto não devem ser misturados em soluções intravenosas. - As tetraciclinas são agentes quelantes eficientes contra vários cátions com os quais formam 173 complexos pouco solúveis. -Inativação do nitroprussiato pela luz. - Adsorção da insulina pelo vidro. 8.3 Interações Farmacocinéticas São aquelas em que ocorre alteração da concentração do fármaco que atinge o seu sítio de ação. Isto pode ocorrer na etapa de absorção, distribuição, metabolismo e/ ou excreção. FIGURA 85 FONTE: Disponível em: <http://www.ff.up.pt/toxicologia/monografias/ano0708/g9_metotrexato/farmacocinetica.JPG>. Acesso em: 20 dez. 2011. http://www.ff.up.pt/toxicologia/monografias/ano0708/g9_metotrexato/farmacocinetica.JPG 174 São assim chamadas as interações em que um dos fármacos modifica a cinética de outro administrado concomitantemente. Em 1953, Dost propôs o termo “farmacocinética” que é usado para descrever o movimento da droga pelo organismo. A farmacocinética estuda quantitativamente a cronologia dos processos de absorção, distribuição e eliminação das drogas. As interações farmacocinéticas são as mais frequentes e promovem, muitas vezes, influência significativa sobre a terapêutica medicamentosa. Ao contrário das interações farmacodinâmicas que são quase sempre previsíveis, as alterações na farmacocinética de uma droga induzida por outra não costumam ser intuitivamente óbvias. Essas interações recebem muita atenção, e muitos exemplos são encontrados na literatura. A farmacocinética utiliza metodologia matemática para descrever as variações no tempo dos processos de absorção, distribuição, biotransformação e excreção. A variável básica desses estudos é a concentração das drogas e dos seus metabólitos nos diferentes tecidos e excreções do organismo. Esta concentração está correlacionada com a via de administração, com a dose empregada, com a eliminação e varia com o tempo da observação. Quando uma droga se transfere de uma parte (ou compartimento) do corpo para outra, essa transferência segue certas regras da cinética que dizem respeito, especialmente, à velocidade de transferência e ao que dela depende, isto é, as modalidades de cinética de primeira ordem, de ordem zero ou do tipo Michaelis-Menten. FIGURA 86 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. 175 A escolha do modelo farmacocinético requer considerações especiais e deve levar em conta as características físicas e químicas das drogas, assim como o seu compartimento no sistema biológico. A concentração sérica de fármacos está em equilíbrio dinâmico com os receptores desses fármacos. Portanto, o nível sérico de um fármaco é excelente indicador para os efeitos tóxicos e farmacológicos. Os parâmetros farmacológicos que representam a absorção, distribuição e eliminação, são obtidos do perfil de concentração plasmática do fármaco. Estudos laboratoriais mostram a estreita correlação entre o nível sanguíneo dos fármacos e a intensidade de seus efeitos. O efeito de um fármaco geralmente aparece quando a concentração deste no sangue atinge certo nível plasmático efetivo, porém a elevação deste nível pode causar sérios problemas ao aproximar-se do nível plasmático tóxico. A relação entre o nível plasmático efetivo e o nível plasmático tóxico é denominada índice terapêutico de um fármaco. O perfil farmacocinético de uma droga se estabelece pela análise dos seguintes tópicos: Modelos farmacocinéticos; Ordens de cinética; Absorção; Biodisponibilidade; Meia-vida biológica; Concentração plasmática; Distribuição (volumes real e aparente de distribuição); Biotransformação; Excreção. Quando duas ou mais drogas são administradas concomitantemente, elas podem ter alterações em seu perfil farmacocinético. A absorção do local de administração, a distribuição, biotransformação e eliminação determinam o tempo em que a droga começa a agir, a intensidade e duração da ação. Portanto, qualquer outra substância que interagir nestes 176 processos vai influenciar no tempo ou na intensidade de ação de um medicamento. O conhecimento destas interações pode levar o clínico a fazer modificações na dosagem e/ou na posologia destas drogas com o intuito de evitar possíveis efeitos indesejados. A redução no grau de absorção ou a aceleração da biotransformação de um fármaco ocasiona redução do seu nível plasmático e tende a prejudicar a eficácia terapêutica. Inversamente, a inibição da eliminação de um fármaco (por biotransformação e/ou por excreção) resulta quase sempre na exacerbação dos efeitos, inclusive da toxicidade. Essas variações têm grande significado, principalmente para aqueles fármacos de pequena margem de segurança, em que as doses terapêuticas e tóxicas estão bastante próximas. Têm-se, por exemplo, os antibióticos aminoglicosídeos, quinidina, procainamida, fenitoína, digitálicos, os anticoagulantes orais, entre outros. As interações farmacocinéticas podem ser classificadas baseando-se no seu mecanismo, ou seja, na fase farmacocinética em que ocorre a interação, conforme pode ser visto no quadro abaixo. 177 TABELA 17 Classificação das interações medicamentosas baseadas nas fases farmacocinéticas suscetíveis à interferência Absorção -Interações físico-químicas no trato gastrintestinal. -Motilidade gastrintestinal. -Alteração na função da mucosa. -Flora bacteriana. Distribuição - Fluxo sanguíneo. - Ligação tecidual. - Ligação às proteínas plasmáticas. -Transporte ativo para o local de ação. Biotransformação -Indução Enzimática. -Inibição Enzimática. Excreção -Filtração Glomerular. -Reabsorção Tubular. -Secreção Tubular. -Excreção Biliar. 178 8.4 Interações medicamentosas envolvendo a absorção da droga A menos que uma droga atue topicamente, ou seja, no seu próprio local de aplicação, ela deve inicialmente penetrar no sangue para depois ser distribuída para o seu local de ação. A mera presença da droga no sangue, contudo, não provoca uma resposta farmacológica; para que seja eficaz, a droga deve deixar o espaço vascular e penetrar nos espaços intracelulares e/ou extracelulares. A velocidade com a qual uma droga atinge seu local de ação depende de dois processos: sua taxa de absorção e sua taxa de distribuição. Assim, a absorção envolve a passagem da droga de seu local de administração para o sangue e a distribuição envolve o transporte da droga para os tecidos. A compreensão das características estruturais e funcionais que influenciam a passagem das drogas nas membranas biológicas tem sido alvo de grandes esforços. Apesar de algumas substâncias serem translocadas por mecanismos de transporte especializados e de compostos polares pequenos poderem ser filtrados através dos poros membranosos, a maioria dos compostos exógenos penetram nas células mediante difusão através das membranas lipídicas. No estudo da absorção das drogas, os seguintes itens devem ser analisados: Membranas biológicas; Propriedades físico-químicas das moléculas das drogas; Forças responsáveis pela passagem das drogas através das membranas; Modalidade de absorção das drogas; Locais de absorção das drogas e vias de administração. 8.5 ADMINISTRAÇÃO ORAL O grau de absorção dos fármacos é decisivo para se obter o nível desejado da substância no sangue, particularmente quando a via escolhida é a oral. A absorção pelo trato gastrintestinal (TGI) é regulada por fatores, tais como o estado físico da droga, a área da 179 superfície para a absorção, o fluxo sanguíneo esplâncnico e a concentração no local da absorção. Uma vez que grande parte da absorção pelo TGI ocorre por processos passivos, o fármaco é mais bem absorvido na forma não ionizada e mais lipofílica. Assim, poder-se-ia esperar uma absorção ótima de ácidos fracos no meio ácido do estômago, enquanto a absorção de bases poderia ser favorecida no intestino delgado relativamente alcalino, todavia, é uma simplificação excessiva extrapolar o conceitode partição do pH para uma comparação de duas membranas biológicas diferentes, como os epitélios do estômago e do intestino. O estômago é revestido por uma membrana espessa, coberta de muco, com pequena área de superfície e alta resistência elétrica. A principal função do estômago é digestiva; por outro lado, o epitélio do intestino possui uma área de superfície extremamente grande - ele é fino, tem baixa resistência elétrica e sua principal função é facilitar a absorção de nutrientes. Dessa forma, qualquer fator que acelere o esvaziamento gástrico poderá aumentar a velocidade de absorção de um fármaco, ao passo que qualquer fator que retarde o esvaziamento do estômago provavelmente terá o efeito oposto, independente das características do fármaco. Estudos experimentais clássicos e recentes são compatíveis com a seguinte conclusão: a forma não ionizada de uma droga será absorvida mais rapidamente do que a forma ionizada em qualquer lugar do TGI. No entanto, a velocidade de absorção de um fármaco no intestino será maior do que a no estômago mesmo quando o fármaco estiver predominantemente ionizado no intestino e em grande parte não ionizado no estômago. Os fármacos que são destruídos pelo suco gástrico, ou que irritam a mucosa gástrica são administrados, algumas vezes, em formas com um revestimento, o que impede sua dissolução no meio ácido do estômago. Todavia, algumas preparações protegidas também podem resistir à dissolução no intestino, determinando muito pouca absorção do fármaco. A velocidade de absorção de um fármaco está estreitamente relacionada com o tempo necessário para que o fármaco atinja o seu nível plasmático efetivo e conforme a natureza da substância ingerida por via oral, a absorção se dá em diferentes locais do trato digestivo. Assim, substâncias altamente lipossolúveis são absorvidas já pela mucosa bucal. Entre os fármacos mais utilizados por esta via citam-se os nitratos e os nitritos em formulações sublinguais para o tratamento de angina do peito. O segmento terminal do intestino grosso, o reto, também pode servir como local útil para administração de drogas, particularmente quando a via oral é inadequada. Esta via protege sensivelmente as drogas não apenas de alterações, mas também 180 das reações de biotransformação que ocorrem no fígado. Entretanto, a absorção por esta via são frequentemente irregulares e incompletas, ainda muitas drogas causam irritação da mucosa retal. 8.6 O ESTUDO DAS INTERAÇÕES FARMACOCINÉTICAS ENVOLVENDO A ABSORÇÃO Em termos de importância clínica, a primeira etapa para classificar as interações que influenciam a absorção das drogas envolve as alterações na concentração máxima atingida no plasma (Cmáx) e no tempo decorrido para atingir esta concentração (tmáx) quando comparadas com condições controle. Os efeitos das interações envolvendo a absorção no perfil da concentração plasmática da droga são ilustrados abaixo. As interações clinicamente significantes são avaliadas geralmente levando-se em conta a taxa de absorção, a Cmáx, o tmáx e a área sob a curva concentração-tempo (ASC). FIGURA 87 FONTE: Disponível em: < http://www.psiquiatriageral.com.br/tratamento/interacoes01.htm>. Acesso em: 20 dez. 2011. 181 a) Absorção acelerada. b) Absorção retardada. c) Absorção diminuída. d) Absorção aumentada. Em todos os casos, a linha sólida representa o controle e a linha pontilhada representa o efeito da interação. O índice terapêutico é a diferença entre a concentração mínima efetiva e a concentração tóxica. ASC = área sob a curva concentração-tempo. Cmáx. = concentração máxima atingida no plasma. Tmáx = tempo para atingir a Cmáx. Notar que quando o índice terapêutico é estreito, variações no grau de absorção da droga podem ser importantes clinicamente, uma vez que podem atingir concentrações plasmáticas abaixo da concentração terapêutica, assim como atingir concentrações tóxicas (FLEISHER et al. ,1999). 8.7 MECANISMOS DE INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS NA ABSORÇÃO Os processos de esvaziamento gástrico, trânsito intestinal, desintegração e dissolução da forma farmacêutica, difusão da droga dissolvida pelo lúmen intestinal e o contato com as membranas das células absortivas, assim como todos os processos envolvidos na passagem da droga para a corrente sanguínea podem ser alterados por várias interações e, portanto, podem influenciar a absorção das drogas. Os mecanismos deste tipo de interação podem ser divididos em duas categorias principais: interações físico-químicas envolvendo mudanças na estabilidade, solubilidade e difusão e interações fisiológicas ou bioquímicas. 182 Interações físico-químicas As interações físicas e químicas podem ocorrer entre drogas, entre componentes específicos da alimentação e entre componentes da formulação farmacêutica. Estes tipos de interações envolvem a desintegração da forma farmacêutica (comprimidos, drágeas e cápsulas), dissolução da droga e a degradação da droga. Esses mecanismos também são importantes para antagonizar os efeitos exacerbados de fármacos administrados em altas doses, assim como para prevenir efeitos tóxicos de agentes não medicamentosos, e podem ser usados com fins terapêuticos. Uma interação muito utilizada no caso de intoxicações por via oral é a administração de carvão ativado que absorve outras drogas na sua superfície porosa e assim diminui a absorção do agente tóxico. Influência na taxa de dissolução A concentração da droga que está em solução na luz intestinal, e, portanto, disponível para a absorção, é determinada pela taxa de dissolução da droga. Esta taxa de dissolução pode ser afetada pelo pH do meio. Bases fracas têm velocidade de dissolução diminuída em pH alto, enquanto que ácidos fracos se dissolvem mais rapidamente nestas condições. FIGURA 88 FONTE: Arquivo Pessoal do Autor. 183 Estudos demonstram que pacientes que receberam alimentos concomitantemente com Indinavir (uma base fraca inibidora de protease), comparado com a administração em jejum, tiveram uma diminuição significativa na absorção do medicamento. Sendo que a área sob a curva concentração-tempo (ASC) de zero a infinito diminuiu em 68%, 45%, 34% e 30% nos pacientes que receberam alimentos proteicos, carboidratos, gorduras e alimentos de alta viscosidade, respectivamente, comparados ao grupo controle que recebeu o Indinavir em jejum. A Cmáx foi diminuída em 74%, 59%, 46% e 36%, e o tmáx foi prolongado de uma hora para 3.8, 3.6, 2.1 e 2.0 horas para proteínas, carboidratos, gorduras e alimentos viscosos respectivamente, demonstrando que a elevação do pH gástrico por alimentos pode levar a precipitação de drogas. A redução da concentração plasmática da droga observada com a ingestão de outros alimentos que não causam elevações apreciáveis do pH gástrico indica que outros fatores também podem estar influenciando na absorção do Indinavir. A dissolução e a absorção de uma droga ácida como o ibuprofeno, um medicamento anti-inflamatório não esteroide (MAINE), poderiam ser aumentadas com a utilização de alimentos e elevação do pH gástrico. A formação de complexos e quelação entre drogas e íons metálicos, presentes nas dietas e em drogas antiácidas representam um segundo tipo de interação físico-química que diminui a dissolução da droga e consequentemente a sua absorção. Uma interação clinicamente importante é a diminuição da absorção de fluoroquinolonas em função da formação de complexos com íons metálicos presentes nos alimentos e antiácidos, que resultam na perda da eficácia antibacteriana. Foi constatada uma ocorrência de 22 a 76% deste tipo de interação em pacientes que são medicados com estes agentes. A administração concomitante de antiácidos à base de alumínio e magnésio e sucralfato têm os maiores impactos na biodisponibilidade de quinolonas,seguidos por ferro, cálcio e zinco. A adsorção e ligação de drogas com componentes da alimentação como as pectinas também podem diminuir a taxa de dissolução. Da mesma forma, a colestiramina e o colestipol que são resinas trocadoras de íons (para eliminação de sais biliares e redução de colesterol) formam complexos com uma série de medicamentos (antidepressivos, neurolépticos, digitálicos, anticoagulantes) diminuindo a sua absorção. Foi avaliado o efeito de goma guar (“guargum”), um medicamento a base de fibra alimentar comercializado no Brasil com o nome de BioFiber, sobre a absorção de digoxina e fenoximetil penicilina (penicilina V, ou Pen V), sendo verificado que agoma guar reduz a 184 concentração sérica de digoxina durante o período absortivo. No entanto, a mesma quantidade de digoxina foi encontrada na urina de pacientes que receberam a fibra e de pacientes que não receberam. Tal fato, porém não foi verificado com a Pen V, uma vez que a Cmáx e ASC (área sob a curva) foram reduzidas pela administração de goma guar. Influência na taxa de degradação Problemas relacionados com a instabilidade em meio ácido de antibacterianos orais (penicilina, eritromicina) estão sendo resolvidos por meio da elaboração de compostos mais estáveis. Em outros casos, formulações farmacêuticas adequadas são utilizadas para minimizar a degradação ácida da droga em preparações orais. Por exemplo, a didanosina, um inibidor da transcriptase reversa instável em meio pH baixo, é formulado com um antiácido para diminuir a instabilidade da droga no estômago. A hidrólise enzimática ainda constitui um fator limitante para a administração oral de drogas de natureza proteica como a insulina. Na tentativa de superar esta limitação, um grande número de formulações, incluindo microesferas e lipossomas estão sendo investigados. Interferência na difusão da droga pelo TGI Barreiras físicas como a viscosidade do conteúdo gastrintestinal (GI) pode diminuir a velocidade de difusão da droga da luz intestinal para as membranas absortivas, principalmente no duodeno, quando uma droga é ingerida concomitantemente com alimentos sólidos ou viscosos. No jejum, a diluição e a digestão do alimento, diminuirão a viscosidade; assim, os efeitos decorrentes da viscosidade do meio podem resultar em diminuição na absorção de drogas que são absorvidas preferencialmente na porção inicial do intestino delgado. 185 Interações que interferem nos mecanismos fisiológicos do trato GI A interação de drogas com alimentos, outras drogas e mesmo com os excipientes da formulação farmacêutica podem alterar a função fisiológica GI e influenciar na absorção. A absorção das drogas e as interações estão relacionadas com as diferenças existentes entre as porções do TGI, conforme demonstrado no quadro abaixo. TABELA 18 - PROPRIEDADES FISIOLÓGICAS DO TGI EM ESTADO DE JEJUM Região pH Tempo de permanência Estômago 1.5-2 0-3 horas Duodeno 4.9-6.4 3-4 horas Jejuno 4.4-6.4 3-4 horas Íleo 6.5-7.4 3-4 horas Cólon 7.4 Mais de 18 horas A idade e algumas doenças podem alterar a fisiologia GI e intensificar as consequências das interações medicamentosas na absorção. No quadro abaixo temos resumidamente algumas alterações na fisiologia do TGI em virtude destes fatores. 186 TABELA 19 - ALTERAÇÕES NA FISIOLOGIA GI EM VIRTUDE DE IDADE OU DOENÇA Situação Mudanças na fisiologia GI. Idade avançada Diminuição da taxa de secreção ácida e aumento do pH gástrico. Irritação ou doenças intestinais inflamatórias Aumento do transporte paracelular e diminuição de transporte mediado por transportadores específicos. Remoção cirúrgica do trato GI Diminuição da área de absorção. Fibrose cística Diminuição do pH intestinal. AIDS Diminuição da secreção ácida e aumento no pH gástrico. Interações envolvendo o trânsito GI As interações na luz do TGI incluem mudanças no pH e taxa de esvaziamento gástrico, alterações na motilidade intestinal e nas secreções (intestinal pancreática e biliar). A taxa de esvaziamento gástrico afeta a transferência da droga (forma dissolvida ou não) para os sítios de absorção no intestino. Um grande número de fatores influencia a velocidade de esvaziamento gástrico, incluindo o volume e conteúdo estomacal, calorias, osmolaridade, viscosidade, temperatura e capacidade de sequestro de cálcio, e estes fatores podem ser responsáveis pela variação na absorção de certas drogas. A alteração do pH gástrico provocado pelos alimentos proteicos ou antiácidos pode exercer influência também na velocidade da passagem do conteúdo gástrico para o intestino, além de alterar o grau de ionização de eletrólitos fracos presentes no estômago. 187 Existem drogas que afetam a motilidade do TGI e, portanto, interferem na velocidade e/ou no grau de absorção de outras drogas administradas concomitantemente. É importante salientar que a absorção pode ter a sua velocidade reduzida, embora seja completa, visto que ela ocorre ao longo de todo o TGI. Agentes GI pró-cinéticos (metoclopramida, domperidona e cisaprida) aumentam a velocidade de esvaziamento gástrico e estes efeitos podem propiciar o aparecimento mais precoce de concentrações máximas de outras drogas administradas por via oral. A metoclopramida aumenta a velocidade de absorção de várias classes de drogas, acarretando uma diminuição do tmáx e aumento da Cmáx, porém, o efeito desses agentes na ASC de zero a infinito, quando mensuradas, não é consistente. A cisaprida e a domperidona parecem ter efeitos similares, mas há menos estudos sobre estes produtos. Apesar de muitos dos efeitos descritos na literatura serem de pequena importância clínica, eles podem ser bastante significativos quando se prescreve drogas com baixo índice terapêutico. Todos os analgésicos opioides (por exemplo, codeína, morfina) e as drogas anticolinérgicas (por exemplo, atropina, loperamida) diminuem a velocidade de esvaziamento gástrico e a motilidade intestinal e esta diminuição encontra-se associada a uma absorção mais lenta, a Cmáx menor da droga e um tmáx maior. Porém, o óleo de rícino e outros catárticos que aumentam a motilidade intestinal também podem diminuir o grau de absorção das drogas. A interferência também pode ser indireta, por exemplo, substâncias como a levodopa, a metildigoxina ou a penicilina, se encontram metabolizadas ou degradadas no estômago; se o esvaziamento gástrico é reduzido e o tempo de permanência no estômago aumentar, a quantidade disponível para o organismo é diminuída. Alterações da função da mucosa induzidas por drogas Vários estudos in vitro ou in vivo têm mostrado que agentes que alteram o muco GI e as membranas epiteliais podem modificar a absorção de drogas. Algumas drogas podem aumentar a fluidez da membrana da mucosa que pode levar a um aumento da difusão de substâncias pela membrana, resultando em maior taxa de absorção. As drogas com toxicidade GI específica (por exemplo, a colchicina) podem lesar a mucosa ou bloquear o transporte ativo. Teoricamente, estas ações podem resultar em interações com outros fármacos. 188 A competição entre diferentes drogas e/ou nutrientes por transportadores da membrana intestinal responsáveis pela absorção tem sido demonstrada em pesquisas realizadas in vitro e in vivo. Em estudos clínicos, uma diminuição na absorção relacionada com o aumento da dose sugere que pode estar acontecendo uma saturação na absorção mediada por transportadores específicos, porém tem-se dificuldade em se demonstrar interações medicamentosas em virtude desta competição. Interações com vias de eliminação intestinal Dados recentes sugerem que a absorção de drogas pode ser comprometida por mecanismos de eliminação intestinal, incluindo secreção e a biotransformação intestinais. Tem- se levantadoa hipótese que uma competição entre digoxina e antagonistas de cálcio (verapamil e nifedipina), ou entre digoxina e vimblastina, pela eliminação intestinal via P-glicoproteína pode contribuir para o aumento da concentração plasmática de digoxina. A eliminação intestinal de drogas pela P-glicoproteína e outros possíveis transportadores na membrana da mucosa intestinal pode limitar a absorção de várias drogas. A eliminação intestinal pode ser importante quando a droga é utilizada em baixas concentrações, as quais não são capazes de saturar os transportadores presentes nas membranas intestinais. Um estudo mostrou que uma diminuição significativa na absorção do ácido 5-aminosalicílico (5ASA), uma droga utilizada no tratamento de doença inflamatória intestinal, ocorre quando esta droga se apresenta em baixas concentrações no lúmen intestinal. O transporte e o metabolismo do 5ASA foram estudados em culturas de células Caco-2 e observou-se que em níveis abaixo de 200 ug/ml no lúmen intestinal (concentrações que são normalmente encontradas em apresentações farmacêuticas de liberação lenta) a eliminação intestinal (metabolismo pela N-acetiltransferase e secreção do 5ASA) é responsável por 50% da sua eliminação toda; porém este processo pode ser saturado em concentrações altas da droga. A eliminação intestinal pode aumentar drasticamente quando a droga é administrada com alimentos, em decorrência de um maior tempo de exposição e baixa concentração da droga, favorecendo as vias de eliminação intestinal, o que pode afetar de maneira significativa os níveis teciduais e, portanto, pode ser um importante fator na determinação da resposta terapêutica. 189 A descoberta de que várias drogas são metabolizadas pelo citocromo P450 (CYP) 3A4 intestinal determina outra fonte de interação envolvendo a eliminação intestinal. Interações entre suco de “grape-fruit” e drogas metabolizadas pelo CYP3A4 intestinal podem trazer consequências clínicas importantes em função de um aumento da biodisponibilidade destas drogas, provavelmente pela inibição do metabolismo oxidativo da membrana intestinal. Os componentes dos sucos de frutas cítricas que são responsáveis por esta interação não estão totalmente determinados, porém sabe-se que uma variedade de flavonoides encontrada nestes sucos é capaz de inibir a atividade da CYP3A4 in vitro. Modificações no Fluxo Sanguíneo Esplâncnico Após haver atravessado o epitélio intestinal, o medicamento passa para a circulação geral. Para as substâncias muito lipossolúveis, a penetração é muito rápida e o equilíbrio entre o sangue e o sítio de absorção é rapidamente atingido, nestas condições, o débito sanguíneo é o elemento modulador da absorção. Por exemplo, a administração oral de digoxina e com certos antagonistas de cálcio resulta em um aumento da absorção de digoxina, e isto pode ocorrer por causa da capacidade que estas drogas têm em alterar o fluxo sanguíneo esplâncnico em humanos. Evidências disto podem ser obtidas em experiências de perfusão em ratos na qual o antagonista de cálcio aumenta a permeabilidade do jejuno à digoxina. FIGURA 89 FONTE: Disponível em: < http://www.webciencia.com/11_01baco.htm>. Acesso em: 20 dez. 2011. 190 O aumento do fluxo sanguíneo também pode ser responsável pela diminuição da eliminação da droga na passagem pelo fígado (efeito de primeira passagem hepática) e, portanto, aumentar a sua biodisponibilidade. A ingestão de alimentos pode aumentar a concentração plasmática do propranolol e da hidralazina, e isto tem sido atribuído a modificações no fluxo sanguíneo esplâncnico, uma vez que, com o aumento deste fluxo aumenta também a velocidade de absorção e as concentrações altas destas drogas no fígado podem levar à saturação das enzimas responsáveis pela eliminação hepática de primeira passagem. Em contrapartida, a velocidade de absorção de substâncias pouco permeáveis e que são absorvidas lentamente pode ser independente do fluxo sanguíneo esplâncnico. Assim, a biodisponibilidade da fenitoína, uma droga que pode sofrer saturação do seu sistema de biotransformação, não é afetada pela mudança de fluxo induzida pela presença de alimentos. Alterações na Flora Bacteriana Intestinal As bactérias intestinais podem desempenhar importante papel na síntese de vitamina K, essencial para a função normal da coagulação, ou podem reativar alguns metabólitos inativos de drogas excretados pela bile, efetuando a sua desconjugação e a sua reabsorção. FIGURA 90 FONTE: Disponível em: < http://www.ambientebrasil.com.br/images/biotecnologia/bacterias.gif>. Acesso em: 20 dez. 2011. 191 Deste modo, os antibióticos de amplo espectro podem interagir com essas drogas, modificando ou eliminando a flora intestinal, fazendo, por exemplo, com que o efeito do anticoagulante oral, que compete com a vitamina K, seja intensificado. Se uma droga é biotransformada pelos microrganismos gastrintestinais, a terapia com antibacterianos pode provocar aumento de absorção da droga, como foi demonstrado para alguns pacientes que receberam digoxina. Interações Medicamentosas envolvendo a distribuição da droga Uma droga pode alterar a distribuição de outra, mas tais interações raramente são importantes do ponto de vista clínico. O deslocamento de uma droga de seus locais de ligação no plasma ou nos tecidos aumenta transitoriamente a concentração da droga livre, mas é seguido por eliminação aumentada, de modo que resulta em novo estado estacionário, no qual a concentração total da droga no plasma é reduzida, mas a concentração da droga livre é semelhante a de antes da introdução do segundo fármaco que causou o deslocamento. Há várias consequências diretas de importância clínica potencial: a) Toxicidade em decorrência do aumento transitório na concentração da droga livre, antes de ser atingido o novo estado de equilíbrio dinâmico. b) Se a dose está sendo ajustada de acordo com as determinações da concentração plasmática total, deve-se saber que a faixa de concentração terapêutica será alterada pela administração simultânea de qualquer droga que produza deslocamento. c) Quando o fármaco deslocador ainda reduz a eliminação do primeiro, de modo que a concentração livre fique aumentada não só de modo agudo, mas também cronicamente, poderá ocorrer grave toxicidade nesse novo estado de equilíbrio. Embora muitos fármacos tenham apreciável ligação a proteínas plasmáticas e, portanto, pode-se potencialmente esperar interagirem assim, há poucos exemplos de interações clinicamente importantes deste tipo. 192 Exemplos: a) A fenilbuzona descola o warfarin de seus locais de ligação na albumina, resultando em sangramento aumentado. b) Os salicilatos deslocam o metotrexato dos locais de ligação à albumina e reduzem sua excreção no néfron, por competição com o carreador de ânions. c) A quinidina e outros fármacos antiarrítmicos como o verapamil e amiodarona, deslocam a digoxina de seus locais de ligação nos tecidos, reduzindo simultaneamente sua eliminação renal, aumentando gravemente a toxicidade da digoxina. Interações Medicamentosas envolvendo o metabolismo da droga Os fármacos podem inibir ou induzir as enzimas metabolizadoras de drogas, dando origem a riscos e vantagens. a) Indução enzimática Mais de 200 fármacos causam indução enzimática e, portanto, diminuem a atividade farmacológica de uma gama de outros deles. Como agente, o indutor é ele próprio normalmente um substrato para as enzimas induzidas, o processo pode resultar em tolerância que se desenvolve lentamente. A indução enzimática pode também causar toxicidade de um segundo fármaco, se os seus efeitos tóxicos são mediados por um metabólito, como é o caso do paracetamol, que poderia causar maior risco de lesão hepática em paciente cujo sistema citocromoP450 tenha sido induzido, como por exemplo, por uso crônico de álcool. 193 TABELA 20 Exemplos de fármacos Indutores Enzimáticos Fármacos que aumentam a ação enzimática Fármacos com o metabolismo aumentado Fenobarbital Rifampicina Griseofulvina Fenitoína Etanol Carbamazepina Warfarin Contraceptivos orais Corticosteroides Ciclosporina Os fármacos listados na coluna da esquerda também são afetados FONTE: Rang&Dale (2004). b) Inibição enzimática A inibição enzimática, particularmente do sistema P450, diminui o metabolismo e a seguir aumenta a ação de outros fármacos metabolizados pela enzima. Tais efeitos podem ser clinicamente importantes e são considerações de relevância no tratamento do paciente com HIV, sob terapia tríplice e quádrupla, pois alguns inibidores da protease são potentes inibidores das enzimas P450. 194 TABELA 21 Exemplos de fármacos inibidores enzimáticos Fármacos que inibem a ação enzimática Fármacos com o metabolismo diminuído Alopurinol Mercaptopurina, azatioprina Clorafenicol Fenitoína Cimetidina Amiodarina, fenitoína, petidina Ciprofloxacina Teofilina Corticosteroides Antidepressivos tricíclicos, ciclofosfamida Ciprofloxacina Teofilina Dissulfiram Warfarin Eritromicina Ciclosporina, Teofilina Inibidores da MAO Petidina Ritonavir Saquinavir FONTE: Rang&Dale (2004). Interações Medicamentosas envolvendo a excreção da droga Os principais mecanismos pelos quais um fármaco pode alterar a taxa de eliminação renal de outro são: 195 a) Alterando a ligação às proteínas plasmáticas e, por conseguinte, a filtração; b) Inibindo a secreção tubular ativa; c) Alterando o fluxo urinário e/ou o pH urinário. TABELA 22 Exemplos de fármacos que inibem a secreção tubular renal Fármacos que causam inibição Fármacos atingidos Probenecida Penicilina Azidotimidina Indometacina Sulfinpirazona Fenilbutazona Aspirina Sulfonamidas Diuréticos tiazídicos Indometacina Verapamil Digoxina Amiodarona Quinidina Indometacina Furosemida Aspirina Metotrexato Outros AINES FONTE: Rang&Dale (2004). 196 8.8 INTERAÇÕES FARMACODINÂMICAS São aquelas que produzem modificação do efeito de determinado fármaco, mas, sem alterar a sua concentração. Pode haver competição por um mesmo receptor, sinergismo, antagonismo, toxicidade combinada, interferência em sistemas transportadores, etc. Este tipo de interação é mais difícil de detectar e mensurar. Alguns exemplos são provavelmente mais úteis do que tentativas de classificação: Os antagonistas do receptor β-adrenérgico diminuem a eficácia dos agonistas desse receptor, como o salbutamol ou terbutalina. Muitos diuréticos diminuem a concentração plasmática de potássio e, portanto, potenciam algumas ações dos glicosídeos cardiotônicos ou digitálicos, predispondo a toxicidade glicosídica. O Sildenafil inibe a isoforma da fosfodiesterase PDE tipo 5, que inativa o GMPc, consequentemente, ele potencializa os nitratos orgânicos, que agem por ativar a guanilato-ciclase, podendo causar grave hipotensão em pacientes que estão recebendo estes fármacos. Os inibidores da monoaminooxidase aumentam a quantidade de noradrenalina armazenada nas terminações nervosas adrenérgicas, por isso interagem perigosamente com fármacos, como efedrina, que age liberando a noradrenalina armazenada. O warfarin compete com a vitamina K, impedindo a síntese hepática de vários fatores da coagulação. Se a produção intestinal de vitamina K for inibida, por exemplo, por antibióticos, a ação anticoagulante do warfarin é aumentada. O risco de sangramento, sobretudo no estômago, causado pelo warfarin é aumentado por fármacos que causam sangramento por mecanismo de ação diferente, como por exemplo, a aspirina, que inibe a síntese de tromboxanos. As sulfonamidas impedem a síntese do ácido fólico pelas bactérias e outros microrganismos; trimetoprim inibe sua redução em tetra-hidrofolato. Administrados juntos, os fármacos têm ação sinérgica de grande importância. 197 Fármacos anti-inflamatórios não esteroidais, como o ibuprofeno e indometacina, inibem a síntese de prostaglandinas que causam vasodilatação e natriuréticas renais. Se administrados aos pacientes que recebem tratamento para hipertensão, eles podem causar aumento variável na pressão arterial. Se administrados a pacientes que estão sendo tratados com diuréticos para doença cardíaca crônica, eles podem causar retenção hídrica e salina e, em consequência, descompensação cardíaca. Os antagonistas de receptores H1 da histamina, como a mepiramina, comumente causam sonolência como efeito adverso. Isso se torna mais incômodo se tais drogas forem administradas com álcool. Mais exemplos de interações medicamentosas estão apresentados nas tabelas anexas no final do módulo. 198 9 ALIMENTOS, MEDICAMENTOS E SUAS INTERAÇÕES A dieta influencia todos os estágios do ciclo da vida, fornecendo nutrientes necessários ao sustento do corpo humano. Alterações de ordem funcional e/ou estrutural, provocadas por doenças e infecções agudas ou crônicas, levam à utilização de medicamentos, cujo objetivo é restaurar a saúde. A via preferencial escolhida para a sua administração é a oral, entre outras razões, por sua comodidade e segurança. O fenômeno de interação fármaco-nutriente pode surgir antes ou durante a absorção gastrintestinal, durante a distribuição e armazenamento nos tecidos, no processo de biotransformação ou mesmo durante a excreção. Por isso, é de importância fundamental conhecer os fármacos cuja velocidade de absorção e/ou quantidade absorvida podem ser afetadas na presença de alimentos, bem como aqueles que não são afetados. Por outro lado, muitos deles, incluindo antibióticos, antiácidos e laxativos podem causar má absorção de nutrientes. FIGURA 91 FONTE: Disponível em: < http://www.bemparana.com.br/maximosaude/index.php/2010/03/31/dia-nacional-da- nutricao-o-que-temos-levado-a-mesa/>. Acesso em: 20 dez. 2011. A interação droga-nutriente é um assunto relativamente recente e as informações a respeito ainda são um pouco escassas, mas vêm crescendo nos últimos tempos. O tema é de interesse tanto dos médicos como dos nutricionistas, bem como dos pacientes. Sobretudo nos 199 tratamentos longos, um acompanhamento nutricional pode ser desejável, pois é fato que, assim como os efeitos (terapêuticos e adversos) das drogas podem ser afetados pela dieta ou pelo estado nutricional, a administração de drogas pode também, como consequência final, afetar o estado nutricional da pessoa. 9.1 TIPOS DE INTERAÇÕES E FATORES DE RISCO As interações droga-nutriente são muito comuns e podem ocorrer em vários níveis: Alguns nutrientes podem influenciar no processo de absorção de fármacos. Alguns nutrientes podem alterar o processo de biotransformação de algumas substâncias. Alterações na excreção de fármacos podem ocorrer por influência de nutrientes. Fármacos podem afetar o estado nutricional. O estado nutricional pode interferir sobre o metabolismo de certos fármacos, diminuindo ou anulando seu potencial terapêutico ou aumentando seu efeito tóxico. As consequências indesejáveis dessas interações podem ser deteriorações do estado nutricional, a redução ou exacerbação do efeito terapêutico ou o aumento da toxicidade da droga. Entretanto, há alguns fatores de risco que tornam essas interações mais previsíveis. O problema é mais frequente no caso das doenças crônicas, nas quais a desnutrição causada pelo uso de drogas é comum. Essa desnutrição ocorre habitualmente em pacientes que já tenham histórico recente de deficiência energética ou de algumnutriente específico. Outro fator que potencializa a interação entre drogas e nutrientes é o consumo simultâneo de vários medicamentos. A composição orgânica do indivíduo também influencia a resposta a uma droga, sendo comum, por exemplo, o acúmulo de drogas lipossolúveis no tecido adiposo. De modo geral, pode-se dizer que as populações de risco para esse tipo de interação são, em primeiro lugar, os idosos e os pacientes de doenças crônicas, seguidos das mulheres grávidas, das lactantes e dos fetos em desenvolvimento. Conforme dito anteriormente, o uso de drogas pode ter um efeito indesejável sobre as necessidades e/ou o estado nutricional de uma pessoa. Esse efeito pode ocorrer nas diversas 200 etapas pelas quais as drogas e os nutrientes passam no organismo, desde a ingestão até a excreção. Abaixo serão relacionados alguns exemplos dessas interações em seus diversos níveis. Ingestão Uma carência nutricional pode resultar dos tratamentos de emagrecimento que utilizam agentes anoréticos, como as anfetaminas, que diminuem o apetite. A desnutrição nesse caso é simplesmente o resultado de uma ingesta reduzida, que não atende às necessidades nutricionais do organismo. Em outras situações, o aumento da ingestão alimentar, e consequentemente o ganho de peso, são efeitos colaterais, que acontecem comumente nos tratamentos com drogas psiquiátricas, como o lítio e o diazepam. Outras drogas apresentam efeito colateral inverso, provocando perda do apetite, o que pode levar a uma carência nutricional. Atenção especial deve ser dada às crianças que usam anfetaminas (indicada para hiperatividade), pois há evidências de retardo do crescimento quando seu uso for prolongado. FIGURA 92 FONTE: Disponível em: < http://saude.abril.com.br/edicoes/0274/nutricao/conteudo_139365.shtml>. Acesso em: 20 dez. 2011. Há drogas que provocam modificações no paladar (o que é chamado de disgeusia) ou uma redução da percepção do paladar (hipogeusia), ou causar uma sensação desagradável na 201 percepção do paladar. Drogas usadas no tratamento de quimioterapia no câncer geralmente alteram o paladar dos pacientes e provocam náuseas e vômitos, o que acaba reduzindo a sua ingestão de alimentos. Nesse caso, assim como em vários outros, o acompanhamento nutricional do paciente é tão importante quanto o acompanhamento farmacoterápico. Absorção Dado que a maioria das drogas e dos nutrientes é absorvida no intestino delgado, as interações droga-nutriente são muito comuns nessa área, resultando em complicadas inter- relações que dependem de uma série de fatores como a dosagem da droga, do tipo e quantidade do alimento, do tempo decorrido e da presença da enfermidade ou desnutrição. A influência dos nutrientes sobre a absorção dos fármacos depende do tipo de alimento, da formulação farmacêutica, do intervalo de tempo entre a refeição e sua administração e do volume de líquido com o qual ele é ingerido. O trato gastrintestinal representa o principal sítio de interação fármaco-nutriente, uma vez que o processo de absorção de ambos ocorre por mecanismos semelhantes e podem ser competitivos. A maioria das interações clinicamente significativas ocorre no processo de absorção, segundo os estudos até hoje realizados. A ingestão de alimentos é capaz de desencadear, no trato digestivo, a liberação de secreção que, por ação qualitativa e quantitativa dos sucos digestivos, age hidrolisando e degradando ligações químicas específicas, pela ação do ácido clorídrico e de enzimas específicas. Portanto, substâncias sensíveis a pH baixo podem ser alteradas ou até inativadas pelo ácido gástrico quando ingeridas com alimentos, como, por exemplo, no caso da inativação da penicilina e da eritromicina. Paralelamente, o nutriente pode influenciar na biodisponibilidade do fármaco por meio da modificação do pH do conteúdo gastrintestinal, esvaziamento gástrico, aumento do trânsito intestinal, competição por sítios de absorção, fluxo sanguíneo esplâncnico e ligação direta do fármaco com componentes dos alimentos. Modificação do pH do conteúdo gastrintestinal: após a ingestão de alimentos ou líquidos, o pH de 1,5 do estômago se eleva para aproximadamente 3,0. Esta modificação pode afetar a desintegração das cápsulas, drágeas ou comprimidos e consequentemente a absorção do princípio ativo. O aumento do pH gástrico em função dos alimentos ou líquidos pode reduzir a dissolução de comprimidos de eritromicina ou de tetraciclina. Por outro lado, medicamentos 202 como a fenitoína ou o dicumarol desintegram-se mais facilmente com a alcalinização do pH gástrico. O pHtambém interfere na estabilidade, assim como na ionização dos fármacos, promovendo uma alteração na velocidade e extensão de absorção. Velocidade do esvaziamento gástrico: a presença de alimentos no estômago contribui para o retardo do esvaziamento gástrico, devido aos sinais de retroalimentação duodenal, incluindo principalmente o reflexo enterogástrico e a retroalimentação hormonal. Portanto, a velocidade do esvaziamento do estômago é limitada pela quantidade de quimo que o intestino delgado pode processar. Refeições sólidas, ácidas, gordurosas, quentes, hipertônicas e volumes líquidos acima de 300 ml tendem a induzir um acentuado retardo do esvaziamento gástrico, enquanto refeições hiperproteicas têm efeito menor neste processo. Assim, a composição da dieta influencia o tempo de permanência dos fármacos no trato digestivo e, consequentemente, aumenta ou diminui a absorção dos mesmos. O esvaziamento gástrico lento pode aumentar a absorção dos fármacos que se utilizam de mecanismos saturantes, isto é, há um prolongamento do tempo de contato do princípio ativo com a superfície de absorção, facilitando a difusão pela membrana celular. Metabolismo O metabolismo das drogas pode ser alterado pela composição da dieta, nos estados de deficiência ou pela manipulação nutricional. O fator dietético mais importante é o teor de proteínas. Uma dieta rica em proteínas e pobre em carboidratos aumenta a taxa de metabolização de um grande número de drogas, enquanto que uma dieta hipoproteica e hiperglicídica diminui esta metabolização. Um grande número de drogas e nutrientes é metabolizado no fígado por sistemas enzimáticos específicos. Dentre os componentes nutricionais que participam desses sistemas estão as proteínas, lipídios, ácido nicotínico, ácido ascórbico, vitaminas A, E, cobre, cálcio, ferro, zinco, entre outros. Portanto, deficiências destes nutrientes podem levar a uma metabolização mais lenta. A manipulação nutricional vem sendo utilizada em algumas condições patológicas com bons resultados. Crianças asmáticas, por exemplo, tratadas com teofilina (bronco dilatador) têm menos episódios de respiração dificultosa nas dietas com baixa quantidade de proteínas porque assim a teofilina é metabolizada mais lentamente, permanecendo por mais tempo em circulação. 203 Certos medicamentos inibem a síntese de enzimas porque competem com vitaminas para suas estruturas, essas drogas são chamadas de antivitaminas. Os agentes quimioterápicos utilizam esse princípio para impedir a replicação e induzir a morte da célula tumoral, pois competem com o ácido fólico, sem o qual não há síntese de DNA, provocando uma deficiência desse nutriente. Algumas drogas também podem formar um complexo com o nutriente, o tornando não disponível para utilização pelo organismo. A isoniazida, por exemplo, utilizada no tratamento prolongado da tuberculose, forma um complexo com a vitamina B6 (piridoxina), interferindo em seu metabolismo em vários níveis, podendo levar a uma deficiência desta vitamina. Contudo, o exemplo mais amplamente conhecido de interação droga-nutriente envolve as drogas psiquiátricas do tipo inibidoras da Monoaminooxidase (IMAO) e as aminas vasoativas presentes nos alimentos.Em situação normal, as aminas vasoativas dos alimentos não constituem risco porque são metabolizadas rapidamente pelas enzimas monoaminoxidases. Entretanto, a ação destas enzimas é inibida por certas drogas antidepressivas, antimicrobianas, anti-hipertensivas e antineoplásicas. A presença de aminas vasoativas não oxidadas causa constrição dos vasos sanguíneos e elevação da pressão arterial, podendo levar, nos casos mais graves, a uma hemorragia intracraniana, arritmias cardíacas e insuficiência cardíaca. Excreção Os efeitos farmacológicos de uma droga dependem tanto de sua absorção quanto de sua excreção eficiente. Tanto a excreção renal quanto a excreção biliar podem ser afetadas pelo conteúdo da dieta ou ainda por algumas condições nutricionais. A deficiência de sódio, por exemplo, leva a uma reabsorção aumentada deste sal e simultaneamente de carbonato de lítio (um antidepressivo), elevando o potencial tóxico do lítio, o que pode ser revertido pela suplementação de sódio ou maior ingestão de líquidos. Os efeitos dos nutrientes na excreção renal de drogas são mais proeminentes em drogas de espectro terapêutico limitado. A maioria das drogas é transportada na corrente sanguínea por proteínas plasmáticas e podem deslocar uma vitamina de um local de ligação em uma proteína plasmática, que, então, será filtrada pelos rins e excretada pela urina. A aspirina, por exemplo, pode alterar o transporte de folato, levando a uma diminuição dos níveis séricos deste nutriente. As drogas também 204 podem alterar a excreção de um nutriente por interferir na sua reabsorção pelos rins. Os diuréticos de via oral podem produzir uma hipercalciúria por este mecanismo. Transporte De forma geral, as drogas são transportadas na corrente sanguínea por proteínas plasmáticas, entre as quais se destaca a albumina. Os níveis séricos de albumina podem estar diminuídos por desnutrição ou por enfermidade do fígado, o que altera toda a farmacocinética da droga, ou seja, sua distribuição, metabolismo e eliminação. Assim sendo, o transporte reduzido pode levar a um aumento da concentração da droga na sua forma livre, levando a efeitos indesejáveis ou à ausência de qualquer efeito. A ligação da droga a uma proteína plasmática também pode ser alterada por uma dieta hiperlipídica, pois os ácidos graxos livres na corrente sanguínea se associam à albumina, levando a um deslocamento da droga. Cuidados na nutrição enteral Muitas vezes, os pacientes não são capazes de se alimentar adequadamente e, então, a alimentação enteral contínua se faz necessária. No entanto, todo o cuidado é pouco quando simultaneamente está se administrando alguma droga a estes pacientes. O uso do mesmo tubo para administração da droga e da alimentação é pouco recomendável em função das interações que no local podem ocorrer. Algumas drogas são conhecidamente incompatíveis com as formulações enterais, contudo as informações nessa área são relativamente escassas. Algumas evidências sugerem, por exemplo, que o caseinato de cálcio, usado como fonte proteica em muitas fórmulas, possa se ligar a algumas drogas. Recomenda-se que a administração terapêutica e enteral sejam feitas de forma separada entre uma e outra. 205 10 INTERAÇÕES DO ÁLCOOL COM OUTRAS DROGAS O consumo de álcool encontra-se, atualmente, bastante generalizado e comporta o risco de sérias consequências médicas, como resultado das interações com os fármacos. Contudo, a avaliação destas interações não é linear e, de fato, para um determinado indivíduo, os efeitos da interação entre o álcool e os fármacos podem ser impossíveis de prever a partir da literatura, contribuindo para isso a forma como o álcool é consumido, sendo a natureza variável do consumo, que pode ir da bebida ocasional ao abuso. De fato, a maior parte dos estudos que investigam estas interações não reflete a forma habitual pela qual o álcool é consumido e as grandes diferenças inter e intraindividuais relativas à absorção do álcool. Também a idade, o sexo e os fatores genéticos podem influenciar o risco de ocorrência de reações adversas relacionadas com as interações entre o álcool e os fármacos. Os idosos estão mais vulneráveis à ocorrência de interações clinicamente significativas, como resultado da sua polimedicação, das múltiplas patologias, da reduzida resposta homeostática, da redução da função renal e, por vezes, da função hepática e da alteração da resposta farmacodinâmica. As mulheres têm um risco acrescido de ocorrência destas interações devido a um metabolismo mais reduzido, ao baixo teor de água corporal total e à maior percentagem de gordura corporal comparativamente ao homem. Um risco acrescido de interações é também observado nos asiáticos, decorrente da reduzida atividade quer do aldeído desidrogenase, quer das isoenzimas implicadas no metabolismo de fármacos tais como: os antidepressivos e os antipsicóticos. O álcool é um potente depressor do sistema nervoso central, ou seja, seu uso pode levar a uma diminuição da atividade cerebral e consequentemente a alterações importantes no comportamento. O álcool pode interagir com outras drogas como benzodiazepínicos, opioides, analgésicos, anfetaminas, cocaína, barbitúricos, alucinógenos, antibióticos e anti-histamínicos, sendo que estas combinações podem afetar o indivíduo de muitas formas. Interação farmacológica significa que há uma alteração das propriedades de determinada droga quando na presença de outra. Algumas das interações conhecidas entre álcool e outras drogas ocorrem devido a: 206 Interações farmacocinéticas; Interações farmacodinâmicas. Ambas podem resultar em um aumento do efeito do álcool, e em uma redução ou aumento da eficácia dos fármacos, ou mesmo no aumento dos seus efeitos secundários ou adversos. FIGURA 93 FONTE: Disponível em: < http://www.maraoonline.com/cidadania/Beja_Santos/34AD08F3-3C1E-4643-92F4- A8BCEA46EE2E.html>. Acesso em: 20 dez. 2011. 10.1 METABOLISMO DO ÁLCOOL O álcool consumido por via oral é rapidamente absorvido a partir do trato gastrintestinal, podendo a sua taxa de absorção ser modificada por fatores tais como: a presença de alimentos, a concentração de álcool, o período de tempo durante o qual é ingerido, entre outros. Cerca de 90 a 98% do álcool ingerido é oxidado a acetaldeído. Essa oxidação dá-se em dois níveis: 207 a) No nível gastrintestinal, no qual o álcool é oxidado pelo álcool desidrogenase (ADH) em acetaldeído. b) No nível hepático, em que ocorre a principal metabolização, e o álcool é transformado em acetaldeído majoritariamente pela ação da ADH, mas também pela ação do sistema oxidativomicrossomal do álcool, cujas enzimas são ativadas para níveis de álcool superiores. A ingestão aguda de álcool provoca uma inibição competitiva das enzimas envolvidas no seu metabolismo, incluindo a CYP2E. Entretanto, após um consumo crônico de álcool haverá uma indução da CYP2E. O metabolismo do álcool realizado por esta enzima conduz à formação de acetaldeído e de radicais de oxigênio, assim como a um aumento do metabolismo dos xenobióticos com produção de metabólitos tóxicos. O acetaldeído formado é, posteriormente, convertido o acetato pelo aldeído desidrogenase (ALDH), sendo libertado para a corrente sanguínea e oxidado pelos tecidos periféricos em CO2, água e ácidos graxos. 10.2 INTERAÇÕES FARMACOCINÉTICAS Efeitos diretos na absorção ou indiretos na metabolização da droga, por exemplo, a interação que ocorre no fígado onde muitas drogas são metabolizadas pelas mesmas enzimas. Alteração da taxa de esvaziamento gástrico As interações farmacocinéticas podem resultar de alterações na taxa de esvaziamento gástrico, afetando a quantidade de álcool ou fármaco absorvido. Fármacos que reduzam o esvaziamento gástrico diminuema velocidade de absorção do álcool e a sua concentração no sangue; fármacos que acelerem o esvaziamento gástrico conduzem a um aumento da concentração de álcool no sangue. O próprio álcool pode atrasar o esvaziamento gástrico. 208 Alteração do efeito de primeira passagem do álcool pela ADH gástrica e hepática É sugerido, por exemplo, que os antagonistas H2 possam inibir a ADH gástrica, diminuindo o metabolismo do álcool e permitindo a sua maior absorção. Alteração do metabolismo hepático oxidativo do álcool pela ALDH ou pelo sistema microssomal Fármacos que inibem a aldeído desidrogenase (ALDH). Os fármacos que inibem a oxidação do acetaldeído, por inibição da ALDH, podem provocar uma reação sistêmica quando administrados simultaneamente com o álcool – reação “tipo dissulfiram”. O dissulfiram, usado para encorajar a abstinência em doentes alcoólicos que decidiram parar de beber, ao ser administrado concomitantemente com o álcool conduz a um aumento da concentração de acetaldeído, cujos efeitos adversos são caracterizados por rubor, náuseas, vômitos, palpitações, hipotensão, e cefaleias. Mais raramente, poderá ocorrer uma reação severa caracterizada por colapso cardiovascular, convulsões ou morte. 10.3 INTERAÇÕES FARMACOCINÉTICAS NO SISTEMA HEPÁTICO MICROSSOMAL O álcool pode interferir com os fármacos metabolizados pelas enzimas do sistema hepático microssomal, interação essa que dependerá da forma como o álcool é consumido. No caso do consumo agudo há uma competição entre o álcool e o fármaco ao nível microssomal, com diminuição do metabolismo do fármaco, resultando em uma excreção diminuída dos produtos de metabolismo e em um aumento do risco de superdosagem. O consumo crônico de 209 álcool traduz-se em um aumento da atividade microssomal, mesmo na ausência de álcool, com aumento do metabolismo do fármaco e diminuição das suas concentrações plasmáticas. 10.4 INTERAÇÕES FARMACODINÂMICAS Corresponde à interferência no mecanismo de ação das drogas. Desta forma, há efeitos imprevisíveis e perigos potenciais envolvidos na mistura do álcool com outras drogas. As pessoas podem combinar álcool com outras drogas por uma simples falta de conhecimento, por exemplo, quando o álcool é misturado a medicamentos prescritos como antibióticos, analgésicos ou anti-histamínicos, ou de forma consciente, com a finalidade de potencializar os efeitos da droga. São interações menos previsíveis, mas não necessariamente menos importantes que as farmacocinéticas. A interação mais frequente é a relativa ao efeito reforçado dos fármacos que deprimem o sistema nervoso central (SNC) pela ingestão concomitante de álcool. 10.5 EXEMPLOS DE INTERAÇÕES ÁLCOOL-DROGA Álcool e outras drogas depressoras do Sistema Nervoso Central (SNC) São depressores do SNC: barbitúricos, sedativos não barbitúricos, benzodiazepínicos e opioides narcóticos. O álcool, quando combinado a outras drogas depressoras, pode levar a um aumento da sedação por uma adição do efeito da droga. Outros efeitos podem incluir a depressão de funções respiratórias ou cardíacas que podem resultar em perda da consciência e 210 morte. Recomenda-se evitar estas associações principalmente quando o indivíduo apresentar ideação suicida ou for conduzir um veículo. Benzodiazepínicos O álcool aumenta a taxa de absorção dos medicamentos benzodiazepínicos o que pode levar a um aumento do efeito depressor que este tipo de medicamento tem sobre o cérebro. Os efeitos mais importantes desta interação são: sedação, diminuição dos reflexos, incoordenação e prejuízo da memória. Os riscos desta associação são os relacionados às tarefas que envolvem coordenação motora e concentração como dirigir um veículo ou operar uma máquina. Analgésicos Analgésicos, como paracetamol e aspirina, são utilizados para o alívio de dores moderadas, se utilizados juntamente ao álcool podem levar a um prejuízo da mucosa gástrica e aumentar o tempo de sangramento. Os analgésicos também podem conter codeína e anti- histamínicos que ao interagirem com o álcool levam à sonolência. Quando o álcool é combinado a opioides como morfina, heroína, codeína ou metadona pode haver um aumento da função depressora do SNC destas drogas. Barbitúricos Quando o álcool é ingerido juntamente a barbitúricos pode ocorrer uma intensa depressão do SNC, com prejuízo de coordenação e da psicomotricidade. O risco de overdose é muito alto, esta combinação pode levar a uma redução no nível de consciência e parada respiratória. 211 Álcool e drogas estimulantes Drogas estimulantes como anfetamina e cocaína, quando usadas juntamente ao álcool fazem com que o indivíduo necessite de doses maiores de álcool para sentir seus efeitos. Algumas pessoas acreditam que o uso do álcool juntamente à cocaína ajuda a minimizar os efeitos desagradáveis desta. Álcool e drogas alucinógenas Há poucas informações sobre a interação de alucinógenos com álcool. Porém, sabe-se que a mistura do álcool com alucinógenos é imprevisível e os efeitos de ambas as drogas pode ser intensificado. Álcool e medicamentos prescritos Há alguns antibióticos, por exemplo, metronidazol e tinidazol que reagem com o álcool. O uso combinado pode levar à cefaleia e náusea. O álcool também pode diminuir a eficácia de antibióticos e drogas antivirais. A interação de álcool e anti-histamínicos parece prejudicar o desempenho psicomotor. Algumas drogas anti-inflamatórias como ibuprofeno e indometacina quando combinadas ao álcool podem levar a um aumento significativo do tempo de sangramento. O álcool quando ingerido juntamente à aspirina pode levar a um prolongamento do tempo de sangramento e irritação da mucosa gástrica. Por fim, deve-se tomar muito cuidado com a utilização do álcool na vigência do uso de anticoagulantes, pois pode haver uma potencialização da ação dos agentes anticoagulantes cumarínicos por uma inibição competitiva da metabolização de enzimas hepáticas. 212 TABELA 23 - PRINCIPAIS DROGAS QUE PODEM INTERAGIR COM O ÁLCOOL Drogas Tipos de Interações ANALGÉSICOS Analgésicos opioides Interação PD (farmacodinâmica): o álcool pode agravar os efeitos depressores do SNC provocados pelos analgésicos opioides, aumentando a sonolência e reduzindo o estado de alerta. Recomendações: alertar os doentes para o risco de condução ou manipulação de máquinas perigosas. Paracetamol Interação PK (farmacocinética): ocorre no nível do sistema hepático microssomal: a)Consumo agudo de álcool + doses tóxicas de paracetamol: diminuição do risco de envenenamento por inibição da formação do metabólito hepatotóxico do paracetamol: N-acetil-p- benzoquinonaimina. Assim, o consumo agudo de álcool parece conferir proteção contra a toxicidade por sobredosagem de paracetamol. b)Consumo crônico excessivo de álcool + doses tóxicas de paracetamol: formação do metabólito hepatotóxico, por indução da CYP2E. Simultaneamente, uma situação de subnutrição pode provocar uma deficiência de glutationa (GSH), com alteração do processo de detoxificação do metabólito hepatotóxico formado, o que faz com que os consumidores crônicos de álcool tenham um risco acrescido de dano hepático após consumo de doses elevadas de paracetamol. c)consumo crônico excessivo de álcool + doses terapêuticas de paracetamol: a dose diária máxima normalmente recomendada e considerada segura de 4g de paracetamol pode ser tóxica para alguns alcoólicos, enquanto que o risco para os não alcoólicos, os consumidores moderados e os que consomem álcool ocasionalmente, parece ser reduzido. Alguns autores defendem que são necessários 213 mais estudos para clarificar a segurança do uso regular do paracetamol associado a quantidades moderadas as elevadas de álcool.Recomendações: apesar de a incidência da interação ser razoavelmente reduzida, o dano pode ser grave; deste modo, os alcoólicos devem ser alertados para evitarem o paracetamol ou limitarem o seu uso. Anti-inflamatórios não esteroides (AINEs) Interação PD: o álcool parece acentuar as hemorragias gastrintestinais (GI) causadas pelo ácido acetilsalicílico (AAS) e outros AINEs, assim como prolongar o tempo de hemorragia. Entretanto, não há evidências de que o consumo de pequeno a moderado de álcool aumente significativamente o risco de hemorragia GI em doentes a consumirem simultaneamente AAS ou outros AINEs, especialmente se estes são tomados somente quando necessário; porém, o risco de hemorragia GI aguda aumenta para os consumidores excessivos tanto de álcool, como de AAS ou outros AINEs. Recomendações: alertar os consumidores excessivos de álcool que tomam AAS ou outros AINEs regularmente, para um particular risco de hemorragia GI. Recomenda-se evitar o consumo de AAS de oito a dez horas após a ingestão excessiva de álcool. Os doentes devem ser alertados para o fato de que bebidas com elevada concentração de álcool ingerido com o estômago vazio pode potenciar o dano do AAS sobre a mucosa gástrica. Ácido acetilsalicílico (AAS) Interação PK: inibição do álcool desidrogenase. Apesar de alguns dados limitados sugerirem que o AAS pode aumentar os níveis de álcool no sangue, não há informação consistente e substancial que 214 suporte esta interação farmacocinética. Benzodiazepinicos (BZD) Benzodiazepinicos (BZD) Interação PK: ocorre no nível do sistema microssomal hepático. O metabolismo dos BZD é catalisado principalmente pela CYP2C (ex: diazepam) e pela CYP3A (ex: midazolam e triazolam). Mas a clearancedos BZD via fase I do metabolismo, por N-desmetilação e/ou hidroxilação, tende a ser mais afetada pelo consumo do álcool que o clearancede compostos tais como o lorazepam, oxazepam e lormetazepam, que sofrem uma reação de conjugação (fase II). Consumo agudo de álcool: inibição do metabolismo e aumento da concentração dos BZD; os níveis de oxazepam permanecem inalterados, pois a reação metabólica predominante é a conjugação. Consumo crônico excessivo de álcool: a enzima CYP2E é induzida, e os fármacos que são metabolizados por N-desmetilação (diazepam) e hidroxilação exibem um clearance aumentado. Interação PD: o álcool agrava os efeitos depressores do SNC causados pelas BZD. Recomendações: apesar de com a ingestão ocasional de modestas quantidades de álcool os efeitos serem reduzidos na maioria dos doentes, qualquer doente que consuma BZD deverá ser alertado para o fato de a sua resposta habitual ao álcool poder ser maior do que a esperada, e de a sua capacidade de conduzir ou desempenhar qualquer tarefa que exija um estado de alerta poder vir a ser afetada. Antidepressivos eAntipsicóticos Interação PK: no nível do sistema microssomal. Os antidepressivos e os antipsicóticos são metabolizados, principalmente pela CYP2D6 e/ou CYP2C19. Consumo agudo de álcool: o clearance dos antidepressivos e antipsicóticos diminuem ou mantém-se, e o seu tempo de meia-vida é prolongado. Por exemplo, o álcool causa um aumento das 215 concentrações plasmáticas de amitriptilina por inibição do seu metabolismo durante o efeito de primeira passagem. Consumo crônico excessivo de álcool: o metabolismo dos antidepressivos e antipsicóticos o aumentam e o seu tempo de meia- vida decresce. Exemplo: foram detectados níveis plasmáticos reduzidos de imipramina e desipramina em alcoólicos abstinentes atribuídos à indução enzimática provocada pelo álcool. Antidepressivos Interação PD: o uso concomitante de álcool e de antidepressivos pode resultar em um efeito aditivo da sedação e da disfunção psicomotora. Há relatos de interações farmacodinâmicas tanto para os antidepressivos tricíclicos (ex.: amitriptilina), como para os tetracíclicos (ex.: mianserina). O álcool pode também agravar a hipotensão provocada pelos inibidores da Monoaminooxidase (IMAOs), devido aos seus efeitos vasodilatadores e à sua capacidade de redução do débito cardíaco. Recomendações: alertar os doentes para o fato de o álcool provocar uma alteração da função psicomotora maior que a esperada, em especial no início do tratamento com antidepressivos tricíclicos ou derivados, advertindo-os para os riscos de conduzir ou manipular máquinas. Doentes tratados com IMAOs devem ser alertados para a possibilidade de hipotensão ortostática e síncope após ingestão de álcool. Novos antidepressivos: os novos antidepressivos, incluindo a fluoxetina, fluvoxamina, paroxetina e moclobemida, não parecem causar o mesmo grau de alteração do SNC que os antidepressivos tricíclicos e derivados quando estes são administrados em simultâneo com o álcool, mas os doentes deverão ser alertados. Nota: as bebidas alcoólicas (ou mesmo as não alcoólicas) que contenham tiramina poderão originar uma crise hipertensiva ao serem 216 ingeridas simultaneamente com IMAOs não seletivos. A ocorrência de uma reação hipertensiva no caso dos IMAOs reversíveis e seletivos (ex.: moclobemida) é improvável. Recomendações: os doentes que fazem terapêutica com IMAOs não seletivos devem ser alertados quanto à ingestão de bebidas alcoólicas. Antipsicóticos Interação PD: o álcool tem efeitos aditivos na depressão do SNC causada pelos antipsicóticos. Recomendações: alertar os doentes para o fato de não ser aconselhável conduzir ou manipular máquinas potencialmente perigosas. A possibilidade de o álcool precipitar efeitos extrapiramidais em certos doentes mais susceptíveis a fazerem terapêutica com neurolépticos é outra razão para limitar o seu consumo. Barbitúricos Interação PD: o álcool e os barbitúricos têm um efeito aditivo na depressão do SNC, resultando em um aumento da sonolência, em uma diminuição do estado de alerta e redução da coordenação motora, podendo ser fatal em caso de sobredosagem. Recomendações: alertar os doentes para os sérios riscos de conduzir ou manipular máquinas. Interação PK: no nível do sistema microssomal. Com o consumo agudo de álcool: inibição das enzimas que metabolizam os barbitúricos. 217 ANEXOS 218 TABELAS1 RETIRADAS DE ZANINI-OGA (2002) ANEXO A - PRINCIPAIS INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS ENVOLVENDO ANTIBIÓTICOS 1 Foi conservada a versão original de todas as tabelas apresentadas no material didático, por isso alguns termos não foram atualizados segundo o Novo Acordo Ortográfico. 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 ANEXO B - PRINCIPAIS INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS ENVOLVENDO DROGAS QUE ATUAM SOBRE O SISTEMA CARDIOVASCULAR 236 237 238 239 240 241 242 243 244 ANEXO C - PRINCIPAIS INTERAÇÕES MEDICAMENTOSAS ENVOLVENDO ANTICONCEPCIONAIS ORAIS 245 REFERÊNCIAS CLAYTON, B.D.; STOCK, N.Y. Farmacologia na prática de enfermagem. 13.ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006. 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