O documento discute os processos de metabolismo e eliminação de fármacos no corpo. Ele explica que o fígado é o principal órgão responsável pelo metabolismo de fármacos através de reações como oxidação e conjugação. Os fármacos metabolizados são então eliminados principalmente pelos rins na urina ou pelas fezes através da bile. Vários fatores como idade, doenças e genética podem afetar o metabolismo e a eliminação de fármacos.
Aula - Farmacologia Básica - Metabolismo e Eliminação de Fármacos
1. AULA DE FARMACOLOGIA:
METABOLISMO & ELIMINAÇÃO DE FÁRMACOS
Prof. Dr. Mauro Cunha Xavier Pinto
Departamento de Farmacologia
Instituto de Ciências Biológicas
Contato: pintomcx@ufg.br
2. Processos farmacocinéticos
Farmacocinética (do grego: fármacon = droga; kínésis = movimento) estuda todo o
percurso que a medicação faz no corpo humano (Absorção, distribuição, metabolismo e
eliminação). O que o corpo faz com o fármaco.
6. Absorção na parede intestinal
Fármaco no sangue do
Sistema Porta
Fármaco no fígado
Metabolismo
Circulação sistêmica
Excreção
Biliar
Fármaco também pode ser metabolizado na:
1. Parede intestinal
2. No sangue do sistema Porta
3. Fígado (+ comumente)
Metabolismo hepático & biodisponibilidade
Metabolismo hepático
Efeito de primeira passagem
Redução da
biodisponibilidade
10. Reações de fase 1: Catabólicas
As reações de fase 1 são aquelas que quebram a moléculas em estruturas mais simples, podendo
levar a inativação, ativação ou potencialização das ações dos fármacos.
Principais tipos de reação:
Hidrólise (Não envolve CYP)
Oxidação (Envolve CYP)
Redução (Menos comuns)
Hidrólise
Exp.: Colinesterases
11. Reações de Fase 1: Oxidação pelas enzimas do citocromo P450 (CYP)
As reações de oxidação promovidas pelo citocromo P450 são as mais importantes para
o metabolismo de fármacos e consistem em perder elétrons.
Superfamília de enzimas (74 famílias)
-CYP 1, CYP 2, CYP 3, CYP4, com vários
subtipos
Metabolismo oxidativo
Expressos em múltiplos tecidos
Alta concentração em hepatócitos
- 90 a 95% das enzimas hepáticas
Localização:
• Mitocôndria: “CYP esteroidogênico”
• Ret. endoplasmático: “CYP xenobiótico”
12. Reações de Fase 1: Citocromo P450 (CYP)
Variações no padrão de expressão de CYP influenciam diretamente o metabolismo de
fármacos. Fatores genéticos como polimorfismo ou fatores ambientais como abuso de
substâncias podem alterar o padrão de expressão de CYP.
13. Cada retângulo rosa ou azul representa uma única molécula do citocromo P450 durante o ciclo catalítico. O ferro na P450
encontra-se no estado férrico (retângulos rosa) ou no estado ferroso (retângulos azuis). O P450, que contém ferro férrico
(Fe3+), combina-se com uma molécula do fármaco (“FH”); recebe um elétron da NA DPH-P450 redutase, que reduz o ferro
para Fe2+; combinase com oxigênio molecular , um próton e um segundo elétron (da NA DPH-P450 redutase ou do
citocromo b5) para formar um complexo Fe2+ OOH-FH. Esse complexo se combina com outro próton para produzi r água e
o complexo oxeno férrico (FeO)3+-FH. O (FeO)3+ extrai um átomo de hidrogênio do FH, com formação de um par de
radicais l ivres de curta duração (ver texto), liberação do fármaco oxidado (“FOH”) do complexo e regeneração da enzima
P450.
O ciclo da mono-oxigenase P450
14. Reações de Fase 2: Anabólicas
As reações de fase 2 são aquelas que sintetizam compostos maiores e mais hidrossolúveis,
processos estes que favorecem à eliminação dos fármacos.
Reações de fase 2: Anabólicas
•Conjugação com ácido glicurônico;
•Conjugação com glutationa;
•Conjugação com peptídeos ou AA;
•Conjugação com sulfatos;
•Metilação;
•Acetilação;
•Síntese de ácido mercaptúrico
Glutationa
Ácido glicurônico Sulfato
Glicina
22. Enzimas que sofrem interferência de indutores e inibidores
enzimáticos
Citocromo P450
Colinesterases
Monoaminooxidase (MAO)
Aldeído Desidrogenase
Álcool Desidrogenase
Xantina oxidase
Outras
Colinesterase
CYP 450
23. Indução enzimática
INDUÇÃO ENZIMÁTICA: Aumenta a velocidade de biotransformação hepática dos fármacos.
Diminui a meia-vida sérica do fármaco.
Diminui os efeitos farmacológicos se os
metabólitos forem inativos.
Aumenta a toxicidade se os metabólitos
forem tóxicos (exp.: paracetamol).
O citocromo P450 é rapidamente induzido
por muitos fármacos.
24. Consequências da Indução enzimática
Geralmente os agentes indutores são o próprio substrato para a enzima induzida e pode
desenvolver tolerância. Também podem aumentar a atividade do metabolismo de fase II.
26. Inibição enzimática
Aumenta a meia vida da droga.
Aumenta os efeitos farmacológicos se os
metabólitos forem inativos;
Perda do efeito se o metabólito for ativo
(pró-fármaco)
30. Processos farmacocinéticos
Farmacocinética (do grego: fármacon = droga; kínésis = movimento) estuda todo o
percurso que a medicação faz no corpo humano (Absorção, distribuição, metabolismo e
eliminação). O que o corpo faz com o fármaco.
31. Rins
Locais de eliminação de drogas
Fígado/Bile/Fezes
Pulmões
Glândulas mamáriasGlândulas lacrimais Glândulas sudoríparas
Exp.: clonidina
Exp.: Anestésicos
Exp.: Morfina, cocaína,
papeverina (básicas)
Exp.: Neomicina, morfina,
anticoncepcionais
Exp.: fármacos de baixo PM e/ou
lipossolúveis.
32. Eliminação de fármacos
Eliminação de fármacos
Biotransformação Excreção
Excreção: passagem dos fármacos da circulação sangüínea
para o meio externo
33. Excreção de fármacos
As drogas são, na sua maior parte, removidasAs drogas são, na sua maior parte, removidas
do corpo através da urina, na forma inalteradado corpo através da urina, na forma inalterada
ou como metabólitos polares (ionizados).ou como metabólitos polares (ionizados).
As substâncias lipofílicas (apolares) não sãoAs substâncias lipofílicas (apolares) não são
eliminadas eficientemente pelo rim.eliminadas eficientemente pelo rim.
As drogasAs drogas lipofílicaslipofílicas sãosão metabolizadasmetabolizadas, em, em
sua maioria, em produtos mais polares, quesua maioria, em produtos mais polares, que
são, então, excretados na urina.são, então, excretados na urina.
35. Excreção biliar
As células hepáticas transferem diversas substâncias, inclusive fármacos, do plasma
para a bile por meio de sistemas de transporte semelhantes aos do túbulo renal:
•OCT
•OAT
•Glicoproteínas P (P-gp).
Alguns compostos de fármacos hidrofílicos (principalmente glicuronídeos) ficam concentrados
na bile e são enviados para o intestino, em que o glicuronídeo pode ser hidrolizado, regenerando
o fármaco ativo;
O resultado é um “reservatório” de fármaco recirculante que pode representar até cerca de 20%
do total de fármaco presente no organismo, prolongando sua ação.
Exemplos: morfina e etinilestradiol.
36. Excreção biliar: glicoproteína P
A gpP funciona como uma bomba de efluxo ATP-dependente, ou seja, promove
ativamente a saída da substância do interior da célula.
37. Circulação êntero-hepática
O fármaco excretado pela bile pode ser reabsorvido gerando um ciclo, este processo é
denominado circulação êntero-hepática.
39. A maioria dos fármacos é eliminado quimicamente inalterados ou na forma de metabólitos pelos rins.
Alterações renais comprometem a eliminação de fármacos
Função renal
41. Filtração glomerular
1. Os capilares glomerulares possibilitam que moléculas de fármacos com peso molecular
abaixo de 20 kDa se difundam para o filtrado glomerular.
2. Esses capilares são quase completamente impermeáveis à albumina plasmática (PM ≅ 68
kDa); Fármacos ligados à albumina não são filtrados.
3. A maioria dos fármacos livres no plasma cruza a barreira livremente.
42. Secreção tubular
Características:
•É um mecanismo ativo (ATP dependente);
•Independe da ligação a proteínas plasmáticas;
•Processo saturável;
•Pode haver inibição competitiva (Probenecida + Benzilpenicilina/amoxicilina)
A secreção tubular é potencialmente o mecanismo mais efetivo de eliminação renal de fármacos
devido à alta perfusão sanguínea (80% do sangue renal).
43. Secreção tubular
A secreção tubular é potencialmente o mecanismo mais efetivo de eliminação renal de fármacos
devido à alta perfusão sanguínea (80% do sangue renal).
Na sercreção tubular, as moléculas dos fármacos são transferidas para o lúmen tubular por dois sistemas de
transportadores independentes e relativamente não seletivos:
•Transportadores de ânions orgânicos (OAT) - Transporta os fármacos ácidos na sua forma aniônica
negativa;
•Transportadores de cátions (OCT) - lida com bases orgânicas na forma protonada catiônica.
•Glicoproteína P.
44. Reabsorção tubular
A água é reabsorvida conforme o líquido atravessa o túbulo e, por isso, o volume de urina
produzida é de aproximadamente 1% do volume do filtrado glomerular.
Se o túbulo for livremente permeável às moléculas do fármaco, aproximadamente 99% do
fármaco filtrado será reabsorvido passivamente a favor do gradiente de concentração resultante.
A eliminação dos fármacos lipossolúveis é reduzida, enquanto fármacos polares, cuja
permeabilidade tubular é baixa, permanecem na luz do túbulo e são mais rapidamente
eliminados.
• Peso molecular
• Grau de ionização
• Lipossolubilidade
45. Cálculo: Depuração renal
A eliminação de fármacos pelos rins é mais bem quantificada pela depuração renal,
definida como o volume de plasma que contém a quantidade da substância removida
pelos rins na unidade de tempo.
Ela é calculada a partir da concentração plasmática, Cp, da concentração urinária, Cu, e
da velocidade do fluxo urinário, Vu.
47. Interação farmacocinética: Excreção
REABSORÇÃO TUBULAR: Os fármacos em suas formas ionizadas são mais facilmente
excretados pelos rins. A alteração do pH da urina pode aumentar a excreção de alguns fármacos.
• Acidificação da urina aumenta a eliminação renal de bases
• Alcalinização da urina aumenta a eliminação renal de ácidos
Influência do pH
50. DepuraçDepuração ou Clearence (Cl)ão ou Clearence (Cl)Tempo de meia vida (T½)
É o tempo necessário para que as concentrações plasmáticas ou a quantidade do Fármaco
presente no organismo sejam reduzidas a 50 %.
É utilizada para tomar decisões relativas
à posologia dos Fármacos
t1/2 = 0,7 x Vd
CL
t1/2 : Tempo de meia-vida
Vd: Volume de distribuição
Cl: Clearence renal
0,7: Constante de eliminação
51. 50% de decréscimo
(conc. = 50)
50% de decréscimo
(conc. = 25)
50% de decréscimo
(conc. = 12,5)
MEIA VIDA
(t1/2)
Depois de aproximadamente 4 meias vidas, a eliminação estará cerca de 94% completa.
Tempo de meia vida (T½)
É um parâmetro dependente do Cl e do Vd, ou seja, se estes alteram a t1/2 também altera.
Este efeito de primeira passagem pode ser evitado pelo uso de comprimidos sublinguais e preparações transdérmicas, bem como supositórios retais (em menor extensão).
ChaN
Metabólito toxico: Paracetamol
O paracetamol é metabolizado principalmente no fígado, local onde grande quantidade desta substância converte-se em compostos inactivos, por formação de sulfatos e glicuronídeo, sendo posteriormente excretado pelos rins. Somente uma pequena parte é metabolizada pelo sistema enzimático docitocromo P-450 no fígado.
Os efeitos hepatotóxicos do paracetamol são devidos a um metabolito alquilado menor (a imina N-acetil-p-benzoquinona) e não ao próprio paracetamol ou alguns dos seus metabolitos principais. Este metabolito tóxico reage com grupos sulfidrilos. Em doses normais, é neutralizado rapidamente, combinando-se irreversivelmente com o grupo sulfidrilo do glutatião para produzir um composto não tóxico que é excretado pelos rins.
A maioria dos fármacos possui caráter lipofílico e, em pH fisiológico, permanecem não ionizados ou parcialmente ionizados. Devido a estas características, os mesmos tenderiam a permanecer no organismo, já que seriam reabsorvidos nos rins, após a filtração glomerular.
Visando a eliminar estas substâncias exógenas, o organismo pode lançar mão de sistemas enzimáticos utilizados normalmente para a degradação de substâncias endógenas. Desse modo, a biotransformação é a transformação enzimática dos fármacos em metabó1itos com características mais hidrofílicas, tendo como objetivo facilitar a excreção pelo organismo.
A reação de redução consiste em ganhar elétrons. A Redução, por sua vez, ocorre também de três maneiras: quando uma substância perde oxigênio, quando ganha hidrogênio ou quando ganha elétrons.
Uma hidrólise enzimática consiste em uma reação química catalizada por uma enzima (uma hidrolase) que utiliza água (H2O) para quebrar uma molécula em duas outras moléculas. Um dos produtos da reação catalizada receberá um grupo OH- e, o outro produto, um próton de hidrogênio que serão incorporados à suas estruturas químicas
As células de túbulos contornados proximais transportam ativamente certas substâncias do plasma para a urina tubular através de sistemas de transporte específicos. Os mecanismos celulares de transporte renal envolvem um sistema de transporte para ânions orgânicos, um sistema de transporte para cátions orgânicos e um transportador de múltiplas drogas ou P-glicoproteína (Pgp).
Sabe-se que estados patológicos afetam a meia vida, idade tbem. Dai a importancia de ser cautela ao administrar uma posologia, ao indicar um tratamento prolongado com farmacos