Rang e Dale: Farmacologia

Humphrey P. Rang · Capítulo 27 de 751

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Rang e Dale: Farmacologia

Natureza dos efeitos farmacológicos

incluímos o envolvimento das proteínas G (ver Capítulo 3) no esquema

de reações (uma vez que elas alteram o equilíbrio entre R e R*), e

também quando levamos em conta o fato de que a ativação dos

receptores não constitui um processo simples do tipo liga-desliga, como

supõe o modelo dos dois estados, mas sim um processo que pode

assumir diferentes formas. Mesmo com os esforços feitos pelos teóricos

para levar em conta essas possibilidades, as moléculas parecem sempre

estar um passo adiante. Não obstante, esse tipo de teoria básica aplicada

ao modelo dos dois estados continua a ser uma base útil para o

desenvolvimento de modelos quantitativos da ação dos fármacos.

Recomenda-se o livro de Kenakin (1997) para uma introdução ao

assunto, e a revisão feita posteriormente por esse mesmo autor (Kenakin

e Christopoulos, 2011) apresenta descrição detalhada a respeito do valor

da quantificação no estudo da ação dos fármacos.

 

Ligação de fármacos aos receptores

 

• A ligação dos fármacos aos receptores obedece, necessariamente, à Lei da Ação das Massas

• No equilíbrio, a ocupação dos receptores está relacionada à concentração do fármaco, de

acordo com a equação de Hill-Langmuir (Equação 2.6)

• Quanto maior a a nidade do fármaco pelo receptor, menor a concentração do fármaco na

qual ele produz determinado nível de ocupação

• Os mesmos princípios são válidos quando dois ou mais fármacos competem entre si pelos

mesmos receptores; cada um tem o efeito de reduzir a a nidade aparente do outro

 

NATUREZA DOS EFEITOS FARMACOLÓGICOS

Ao discutirmos, neste capítulo, como os fármacos agem, salientamos

principalmente as consequências rápidas da ativação dos receptores.

Informações detalhadas sobre os receptores e seu vínculo com os efeitos

que ocorrem na célula são trazidas no Capítulo 3. Agora temos uma

compreensão razoavelmente boa do que se passa no âmbito celular.

Contudo, é importante, especialmente quando consideramos os fármacos no

contexto terapêutico, o fato de que seus efeitos diretos sobre a função

celular geralmente levam a efeitos secundários, retardados, que, com

frequência, são altamente relevantes na prática clínica tanto com relação à

eficácia terapêutica quanto no que diz respeito aos efeitos adversos (Figura

2.15). Por exemplo, a ativação de um receptor β-adrenérgico do coração

(ver Capítulos 3 e 22) produz rápidas alterações no funcionamento do

músculo cardíaco, mas também alterações mais lentas (de minutos a horas)

no estado funcional dos receptores (p. ex., dessensibilização), e até

alterações mais lentas ainda (de horas a dias) na expressão gênica que

produzem mudanças a longo prazo (p. ex., hipertrofia) na estrutura e na

função cardíacas. Os opioides (ver Capítulo 43) produzem efeito analgésico

imediato, mas, após algum tempo, sobrevêm tolerância e dependência, e,

em alguns casos, dependência a longo prazo. Nestes e em muitos outros

exemplos, a natureza do mecanismo envolvido não é clara, embora, como

regra geral, qualquer mudança fenotípica que surja a longo prazo envolva,

necessariamente, alterações na expressão genética. Fármacos são

frequentemente utilizados no tratamento de condições crônicas, e a

compreensão dos efeitos farmacológicos que se manifestam a longo prazo,

bem como dos agudos, está se tornando cada vez mais importante.

Tradicionalmente, os farmacologistas tendem a se concentrar nas respostas

fisiológicas que se manifestam no curto prazo, cujo estudo é muito mais fácil que o dos efeitos retardados. Atualmente, o enfoque está em franca

mudança.

 

Figura 2.15 Respostas imediatas e tardias aos fármacos. Muitos fármacos agem diretamente sobre seus alvos (seta que desce pelo lado esquerdo), produzindo resposta fisiológica imediata. Se essa situação se mantiver, provavelmente causará alterações na expressão de genes que darão origem a efeitos tardios. Alguns fármacos (seta que desce pelo lado direito) agem primariamente sobre a expressão de genes, produzindo respostas fisiológicas tardias. Os fármacos também podem agir pelas duas vias. Observe a interação bidirecional de expressão de genes e resposta.

Efeitos farmacológicos

 

• Os fármacos agem principalmente sobre alvos celulares, produzindo efeitos em diferentes

níveis funcionais (p. ex., em nível bioquímico celular e em níveis siológico e estrutural)

• O efeito direto do fármaco sobre seu alvo produz respostas agudas no âmbito bioquímico,

celular ou siológico

• A ativação prolongada do receptor geralmente conduz a efeitos retardados que se

manifestam a longo prazo, como dessensibilização ou infrarregulação (down-regulation)

dos receptores, hipertro a, atro a ou remodelamento dos tecidos, tolerância e

dependência

• As respostas retardadas que se manifestam a longo prazo resultam de alterações na

expressão de genes, embora os mecanismos por meio dos quais os efeitos agudos

provocam tais alterações sejam, muitas vezes, pouco compreendidos

• Os efeitos terapêuticos podem basear-se nas respostas agudas (p. ex., uso de fármacos

broncodilatadores para tratar asma; ver Capítulo 29) ou nas respostas tardias (p. ex.,

antidepressivos; ver Capítulo 48).

 

REFERÊNCIAS E LEITURA COMPLEMENTAR

Geral

Alexander, S.P.H., Kelly, E., Marrion, N., et al., 2015. The Concise Guide to Pharmacology. Br. J.

Pharmacol. 172, 5729–6202. (Dados resumidos sobre uma vasta gama de receptores, canais

iônicos, transportadores e enzimas, e dos fármacos que interagem com estes – o artigo tem valor

como referência)

Colquhoun, D., 2006. The quantitative analysis of drug–receptor interactions: a short history. Trends

Pharmacol. Sci. 27, 149–157. (Relato esclarecedor para os interessados nas origens de uma das

ideias centrais da farmacologia)

Franks, N.P., 2008. General anaesthesia: from molecular targets to neuronal pathways of sleep and

arousal. Nat. Rev. Neurosci. 9, 370–386. (Descreve como entendemos atualmente que os

anestésicos gerais interagem com proteínas de membrana específicas, em vez de se acumularem

nos lipídios de membrana)

Kenakin, T., 1997. Pharmacologic Analysis of Drug–Receptor Interactions, third ed. Lippincott-

Raven, New York. (Livro detalhado e útil que aborda, de modo mais profundo, a maior parte do

assunto apresentado neste capítulo)

Kenakin, T., Christopoulos, A., 2013. Signalling bias in new drug discovery: detection, quantification

and therapeutic impact. Nat. Rev. Drug Discov. 12, 205–216. (Discussão detalhada das

dificuldades na medição da eficácia e da tendência de agonistas)

Neubig, R., Spedding, M., Kenakin, T., Christopoulos, A., 2003. International Union of

Pharmacology Committee on receptor nomenclature and drug classification: XXXVIII. Update

on terms and symbols in quantitative pharmacology. Pharmacol. Rev. 55, 597–606. (Resumo dos

termos e símbolos aprovados pela IUPHAR relativos aos receptores farmacológicos – texto útil

como fonte de referência)

Rang, H.P., 2006. The receptor concept: pharmacology’s big idea. Br. J. Pharmacol. 147 (Suppl. 1),

9–16. (Breve revisão da origem e da situação atual do conceito de receptor)

Stephenson, R.P., 1956. A modification of receptor theory. Br. J. Pharmacol. 11, 379–393. (Análise

clássica da ação dos receptores que introduz o conceito de eficácia)

Mecanismos receptores | Agonistas e eficácia

Bond, R.A., Ijzerman, A.P., 2006. Recent developments in constitutive receptor activity and inverse

agonism, and their potential for GPCR drug discovery. Trends Pharmacol. Sci. 27, 92–96.

(Discussão das consequências fisiopatológicas da ativação constitutiva do receptor e do

potencial terapêutico de agonistas inversos)

Changeux, J.P., Christopoulos, A., 2016. Allosteric modulation as a unifying mechanism for receptor

function and regulation. Cell 166, 1084–1102. (Revisão extensiva descrevendo a modulação

alostérica em diferentes tipos de receptor)

De Ligt, R.A.F., Kourounakis, A.P., Ijzerman, A.P., 2000. Inverse agonism at G protein-coupled

receptors: (patho)physiological relevance and implications for drug discovery. Br. J. Pharmacol.

130, 1–12. (Artigo de revisão útil que fornece muitos exemplos de receptores ativados

constitutivamente e agonistas inversos, e discute a importância desses conceitos para os

mecanismos mórbidos e para a descoberta de fármacos)

Kelly, E., 2013. Efficacy and ligand bias at the -opioid receptor. Br. J. Pharmacol. 169, 1430–1446.

(Descrição clara sobre os problemas da medição da eficácia, bem como discussão sobre um

agonista tendencioso em um importante receptor)

Kenakin, T., Christopoulos, A., 2011. Analytical pharmacology: the impact of numbers on

pharmacology. Trends Pharmacol. Sci. 32, 189–196. (Tratamento hipotético que tenta levar em

consideração o conhecimento recém-adquirido sobre a função dos receptores em nível

molecular)

May, L.T., Leach, K., Sexton, P.M., Christopoulos, A., 2007. Allosteric modulation of G protein-

coupled receptors. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 47, 1–51. (Revisão abrangente que descreve

as características, os mecanismos e as implicações farmacológicas das interações alostéricas

nos GPCR)

____________

1 Se investigarmos com afinco, encontraremos exceções ao aforisma de

Ehrlich – são os fármacos que agem sem se ligar a nenhum dos

constituintes teciduais (p. ex., diuréticos osmóticos, purgativos osmóticos,

antiácidos e agentes quelantes de metais pesados). Contudo, aquele

princípio permanece verdadeiro para a maioria dos fármacos.

2 Os efeitos colaterais “no alvo” são reações indesejadas mediadas pelo

mesmo receptor do efeito clinicamente desejado, por exemplo, constipação

intestinal e depressão respiratória por fármacos analgésicos opioides (ver

Capítulo 43), enquanto os efeitos colaterais “fora de alvo” são mediados por

um mecanismo diferente.

3 Por este trabalho e pelo desenvolvimento de antagonistas -adrenérgicos,

com metodologia experimental similar, Sr. James Black recebeu o Prêmio

Nobel em Fisiologia ou Medicina de 1984.

4 Às vezes, esse tipo de antagonismo é denominado não competitivo, mas

esse termo é ambíguo e deve ser evitado nesse contexto.

5 Na formulação de Stephenson, eficácia é a recíproca da ocupação

necessária para produzir 50% da resposta máxima, logo e = 25 significa que

50% da resposta máxima ocorre com 4% de ocupação. Não existe limite

superior teórico para a eficácia.

6 Aqui usamos agora “K ” em vez de apenas “K”, porque na próxima seção

A

vamos considerar a situação na qual dois medicamentos, A e B, estão

presentes, e lá usaremos “K ” e “K ” para distinguir a constante de A B dissociação de equilíbrio dos dois fármacos.

7 A. V. Hill publicou essa equação pela primeira vez em 1909, quando ainda

era estudante de Medicina. Langmuir, um físico-químico que trabalhava

com adsorção de gases, derivou a equação de maneira independente em 1916. Posteriormente, ambos receberam prêmios Nobel. Até recentemente,

essa equação era conhecida pelos farmacologistas como a equação de

Langmuir, embora Hill mereça o crédito.

Capítulo 2

 

2.1 TEMA

O conhecimento dos mecanismos envolvidos nas interações fármaco-receptor é

fundamental para a farmacologia.

Para ser um fármaco efetivo, uma substância precisa:

 

A. Ligar-se a um alvo proteico

 

B. Ligar-se ao sítio alostérico na molécula-alvo

 

C. Obter distribuição uniforme por todo o corpo

 

D. Ligar-se a um alvo farmacológico com alta especi cidade

 

E. Obedecer à lei de ação das massas, formando um complexo fármaco-receptor irreversível

 

Resposta A Embora os alvos proteicos sejam, em sua maioria, proteínas (p. ex.,

receptores, enzimas, canais iônicos), alguns são direcionados para outras moléculas

biológicas, como o DNA.

Alternativa B incorreta: A maioria dos fármacos interage com o sítio do agonista

endógeno (ortostérico), porém alguns fármacos podem se ligar a um sítio alternativo

(alostérico) no receptor, que pode in uenciar a ligação do agonista.

Alternativa C incorreta: Em geral, para exercer um efeito farmacológico, as moléculas

do fármaco precisam se ligar a constituintes especí cos de células e tecidos e, portanto,

devem apresentar uma distribuição não uniforme.

Alternativa D incorreta: Ligar-se a um alvo farmacológico com alta especi cidade.

Para ser efetivo, o fármaco precisa se ligar apenas ao alvo de interesse, de modo a

minimizar os efeitos colaterais (“fora do alvo”) indesejáveis.

Alternativa E incorreta: A lei de ação das massas estabelece que a interação fármaco-

receptor é reversível, de modo que nenhum dos componentes do complexo é alterado

pela interação.

 

Concluir questão

 

2.2 TEMA

Os fármacos caracterizam-se pelo efeito farmacológico que exercem sobre

constituintes celulares.

O fator fundamental que diferencia agonistas, antagonistas e agonista parcial

é:

 

A. Especi cidade

 

B. E cácia

 

C. Potência

 

D. A nidade

 

E. Ocupação do receptor

 

Resposta A O grau de especi cidade do fármaco tem por nalidade comparar o

receptor com outros tipos de receptores. Os fármacos podem ter alta especi cidade,

independentemente de seu efeito farmacológico.

Alternativa B incorreta: E cácia.

A e cácia refere-se à capacidade de um fármaco de produzir uma resposta tecidual

funcional. Os agonistas apresentam alta e cácia, os antagonistas não têm nenhuma

e cácia e os agonistas parciais exibem e cácia reduzida.

Alternativa C incorreta: Refere-se à extensão da ocupação do receptor necessária

para produzir uma resposta completa. Tanto os agonistas quanto os antagonistas

podem ter alta potência.

Alternativa D incorreta: Refere-se ao grau com que um fármaco se liga ( rmemente)

ao receptor. Como essa característica não está relacionada com uma resposta funcional,

tanto os agonistas parciais quanto os antagonistas podem se ligar com alta a nidade.

Alternativa E incorreta: A proporção de receptores ocupados por determinada dose

do fármaco. Os agentes que se ligam com alta a nidade frequentemente apresentam

uma alta ocupação de seus receptores, porém isso não se relaciona com uma resposta

funcional.

 

Concluir questão

 

2.3 TEMA

As curvas de concentração-efeito possibilitam a visualização da resposta

biológica produzida por determinada concentração de um fármaco.

Qual das seguintes a rmativas sobre a interpretação de uma curva de

concentração-efeito é incorreta?

 

A. Pode ser utilizada para avaliar a ligação do fármaco a receptores de reserva

 

B. Pode ser utilizada para estimar a degradação enzimática do agonista

C. A concentração necessária para produzir 50% da resposta máxima (EC ) possibilita a 50

comparação entre diferentes fármacos

 

D. É utilizada para avaliar a resposta máxima in vitro

 

E. A resposta observada é diretamente proporcional à ocupação do receptor

 

Resposta A Os receptores de reserva são aqueles que não são ligados pelo fármaco se

não houver necessidade de ocupação total para alcançar um efeito máximo.

Alternativa B incorreta: Trata-se de uma possível limitação do ensaio, que afetaria a

concentração verdadeira do fármaco no receptor, mas que não pode ser estimada a

partir do grá co.

Alternativa C incorreta: A EC pode fornecer uma medida comparativa quantitativa 50

da potência do fármaco para fármacos com efeitos qualitativamente semelhantes.

Alternativa D incorreta: As curvas de concentração-efeito possibilitam a avaliação do

efeito máximo in vitro e a concentração necessária para produzir 50% da resposta

(comparar com as curvas de dose-resposta in vivo).

Alternativa E incorreta: A resposta observada é diretamente proporcional à ocupação

do receptor.

Esta a rmativa é incorreta, visto que a resposta máxima a um agonista frequentemente

pode ser obtida com menos de 100% de ocupação do receptor, ou seja, existem

receptores de reserva/não ligados.

 

Concluir questão

 

2.4 TEMA

Na presença do fármaco B, a curva de concentração-efeito do fármaco A é

deslocada para a direita, e a resposta máxima diminui.

A classi cação mais provável do fármaco B é:

 

A. O fármaco B é um agonista parcial

 

B. O fármaco B é um antagonista irreversível

 

C. O fármaco B é um agonista inverso

 

D. O fármaco B é um antagonista competitivo

 

E. O fármaco B é um modulador alostérico de a nidade positiva

 

Resposta A Os agonistas parciais frequentemente apresentam mudança na inclinação

da curva e redução do efeito máximo.

Alternativa B incorreta: O fármaco B é um antagonista irreversível.

O antagonista irá deslocar a curva de concentração-efeito para a direita, porém, com

alta ocupação do receptor pelo antagonista, a resposta máxima do agonista também

será diminuída.

Alternativa C incorreta: Um agonista inverso irá resultar na resposta oposta ao

agonista, ou seja, reversão da curva de concentração-efeito.

Alternativa D incorreta: A curva de concentração-efeito é deslocada para a direita,

sem nenhuma mudança na inclinação ou no efeito máximo.

Alternativa E incorreta: Um modulador de a nidade positiva aumentaria os efeitos

do agonista, causando deslocamento da curva de concentração-efeito para a esquerda,

porém mantendo a resposta máxima.

 

Concluir questão

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