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https://youtu.be/MiYyVJW2f3s IMPORTANCIA DE LA FARMACOLOGIA EN MI CARRERA FARMACOLOGIA RECEPTORES Y SUS INTERACCIONES Los receptores son componentes moleculares específicos de un sistema biológico con los cuales interactúan los fármacos para producir cambios en la función del organismo LIGANDOS Y SUS EFECTOS Para que un fármaco pueda producir un determinado efecto en un organismo vivo, tiene que existir previamente una interacción fisicoquímica entre la molécula del fármaco y otra u otras moléculas del organismo vivo UNIÓN DE UN FÁRMACO CON SU RECEPTOR Las fuerzas que gobiernan la interacción entre los átomos y entre las moléculas son la base de las interacciones entre los fármacos y sus receptores. Se describe cuatro tipos de enlace: Fuerzas de Van der Walls Uniones de hidrógeno Uniones iónicas Uniones covalentes Fuerzas de Van der Walls Las fuerzas de van der Waals son fuerzas de estabilización molecular (dan estabilidad a la unión entre varias moléculas), también conocidas como atracciones intermoleculares o de largo alcance y son las fuerzas entre moléculas (fuerzas entre molecula-molecula). Uniones de hidrógeno Muchos átomos de hidrógeno poseen una carga positiva parcial en la supeficie, y forman enlaces con átomos de oxígeno y de nitrógeno cargados negativamente. Al actuar a mayores distancias que las fuerzas de Van der Walls no es importante un acercamiento de las moléculas para lograr su efecto. Uniones iónicas Los enlaces de este tipo se forman entre iones con carga opuesta, por ejemplo acetilcolina positivo y cloruro negativo. Su importancia puede apreciarse claramente en el caso de los agentes bloqueadores neuromusculares de enlaces iónicos que actúan a una velocidad muy grande. Uniones covalentes Estos enlaces se forman cuando un mismo par de electrones es compartido por átomos adyacentes y de ellos depende la cohesión de las moléculas orgánicas. No son comunes en farmacología. Debido a su fuerza y a la dificultad de reversión o de ruptura que los caracteriza, los fármacos con este tipo de mecanismos poseen efecto prolongado. La cloroquina, la dibencilina, los anticolinesterásicos, organofosforados, son ejemplos de sustancias que forman estos enlaces. Estos compuestos tienden a ser tóxicos LOCALIZACIÓN DEL LUGAR DE ACCIÓN DE LOS FÁRMACOS La localización del lugar de acción de los fármacos, lo que significa en muchos casos la ubicación del receptor sobre el que ejercen su acción, viene determinada por las propiedades físico químicas de la sustancia biológicamente activa. Es fácil comprender que sustancias polares e hidrosolubles, que no pueden atravesar las barreras lipídicas celulares, ejercerán su efecto con mayor probabilidad sobre receptores situados sobre la membrana celular (sustancias endógenas como catecolaminas, acetilcolina y las hormonas peptídicas). Por el contrario, fármacos liposolubles que atraviesan las membranas celulares, tienen su acción en un lugar intracelular (vesículas de secreción, mitocondrias, enzimas solubles) o también en el núcleo o sus ácidos nucleicos. CLASIFICACIÓN MOLECULAR DE RECEPTORES Receptores directamente acoplados a canales iónicos Receptores acoplados a proteína G reguladora Receptores catalíticos que funcionan como proteinquinasas Receptor Intracelular Receptores directamente acoplados a canales iónicos Son también unas proteínas transmembranas que se componen de varias subunidades. Al activarse mediante la unión con un agonista, se "abre" y se convierte en un canal acuoso que permite el traspaso de iones. Los receptores de los neurotransmisores (ACh, Serotonina etc.) típicamente funcionan de esa manera. El receptor que vemos en la imagen es un receptor nicotínico de la ACh. Receptores acoplados a proteinas G El fin de la activación de un receptor acoplado a una proteína G es el aumento de la concentración intracelular de un segundo mensajero como por ejemplo cAMP o calcio. En este proceso se implican varios elementos: el receptor, el ligando, la proteína G y un efector. Ligandos extracelulares endógenos y sus mensajeros secundarios relacionados Ligando Mensajero secundario •Adrenocorticotrópica, hormona •Acetilcolina (receptores muscarínicos) •Angiotensina •Catecolaminas (a1-adrenorreceptores) •Catecolaminas (b1-adrenorreceptores) •Factor de crecimiento derivado de las plaquetas •Gonadotropina coriónica •Glucagón •Histamina (receptores-H2) •Hormona estimulante de los folículos •Hormona estimulante de los melanocitos •Hormona liberadora de tirotropina •Hormona Luteinizante •Hormona paratiroidea •Prostaciclina, prostaglandina E1 •Serotonina (receptores-5-HT1) •Serotonina (receptores-5-HT2) •Tirotropina •Vasopresina (receptores-V1) •Vasopresina (receptores-V2) Ca2+/fosfoinosítidos Ca2+/fosfoinosítidos Ca2+/fosfoinosítidos AMPc AMPc Ca2+/fosfoinosítidos AMPc AMPc AMPc Ca2+/fosfoinosítidos AMPc AMPc AMPc AMPc Ca2+/fosfoinosítidos AMPc Ca2+/fosfoinosítidos AMPc Receptores catalíticos que funcionan como proteinquinasas (citoquinas) Este tipo es un receptor transmembrana con un dominio extracelular y uno intracelular. Cuando un ligando (típicamente una citoquina) se une al dominio extracelular, se dimeriza con otro receptor activado. La dimerización a su vez activa la tirosina quinasa ("JAK") que se encuentra separada del receptor mismo. Esta fosforila, y por tanto activa, las moléculas efectoras ("STAT") como por ejemplo unos factores de trancripción. Receptor intracelular Una molécula de señalización necesita ser liposoluble para cruzar la membrana celular y actuar sobre el receptor. Como ejemplo podemos emplear los receptores de los esteroides. Los esteroides son capazes de cruzar la membrana celular. Cuando un esteroide se une a su receptor intracelular, éste se activa (Ra) y forma un complejo con otro receptor activado. Dicho complejo de dos Ra con sus ligandos respectivamente, entra en el núcleo celular dónde o induce o inhibe la transcripción de ciertos genes. El resultado es un cambio en la producción de las proteínas o enzimas que corresponden a estos genes. INTERACCION FARMACODINAMIA SINERGISMO •ANTAGONISMO INTERACCION DROGA RECEPTOR SINERGISMO Sinergismo de sumacion •Sinergismo de potencializacion •Sinergismo de facilitación Ventajas Menos dosis Disminución de efectos colaterales T.L. corto Efecto farmacologico prolongado Sinergismo: Mecanismo de accion Sumacion : Ambos fármacos deben de ser agonista, unirse al mismo receptor • Potencializacion : Reacciona diferentes receptores, mismo efecto •Facilitación : Cambio físico AGONISTAS AGONISTAS ANTAGONISMO Es la disminución o anulación de la acción farmacológica por la acción de otro fármaco Antagonismo competitivo •Antagonismo no competitivo •Antagonismo fisiológico ANTAGONISTAS ANTAGONISTAS SATURACION DE RECEPTORES RECEPTORES Y SUS INTERACCIONES PARACELSO: “La dosis hace al veneno” Dr. Mirko Hipolito Romero Oncólogo Clínico Huancayo - 2017 FARMACOCINETICA Y FARMACODINAMIA OBJETIVO IDENTIFICACION DE LAS ETAPAS DE LA FARMACOCINETICA DOSIS CONCENTRACION EFECTO FARMACOCINETICA FARMACODINAMICA PROCESOS FÍSICOS IMPLICADOS EN LA DISPONIBILIDAD DEL FÁRMACO Las moléculas de fármaco se mueven por el organismo de dos maneras: Por transporte a través de un volumen que fluye la corriente circulatoria, linfática o líquido cefalorraquídeo Por difusión molécula a molécula, en distancias cortas La naturaleza química de un fármaco no influye para nada en su transporte por flujo. MOVIMIENTO DE LAS MOLÉCULAS FARMACOLÓGICAS A TRAVÉS DE LAS BARRERAS CELULARES Las moléculas pequeñas pueden atravesar las membranas celulares por cuatro mecanismos fundamentales : Difusión directa a través del lípido. Difusión a través de poros acuosos que atraviesan el lípido y que están formados por proteínas especiales (acuaporinas). Combinación con un transportador de soluto(TS) u otro transportador de membrana. Pinocitosis Interrelación de la absorción, distribución, fijación, metabolismo y excreción de un fármaco y su concentración en los sitios de acción. Concentración mínima eficaz (CME): aquella por encima de la cual suele observarse el efecto terapéutico. Concentración mínima tóxica (CMT): aquella por encima de la cual suelen observarse efectos tóxicos. Período de latencia (PL): tiempo que transcurre desde la administración del fármaco hasta el comienzo del efecto farmacológico, es decir, hasta que la concentración plasmática alcanza la CME. FARMACOCINETICA ADME ABSORCIÓN Comprende: Liberación del fármaco de su forma farmaceutica. Disolución Entrada de los fármaco en el farmaco desde el lugar de administración. Mecanismo de transporte y Eliminación pre sistémica. Características de cada vía de administración. Velocidad y cantidad con la que el fármaco accede a la circulación sistémica y los factores que pueden alterarla La absorción de un fármaco, entendida en el sentido estricto del paso de una membrana que separa el exterior del interior del organismo. Depende de la permeabilidad de la membrana (P), de la superficie de absorción (Sa) y del gradiente de concentración del fármaco a ambos lados de la membrana (C1-C2): Absorción = P · Sa · (C1 – C2) ADME ABSORCIÓN. La absorción propiamente dicha depende de las siguientes características: Características fisicoquímicas del fármaco Características de la preparación farmacéutica Características del lugar de absorción Tamaño de la molecula (p.m.) Liposolubilidad G° de Ionizacion: Carácter acido o alcalino. pKa Algunas características son: la formulación (solución, polvo, cápsulas o comprimidos), el tamaño de las partículas, la presencia de aditivos y excipientes, y el propio proceso de fabricación. Dependen de la vía de administración (oral, intramuscular o subcutánea). ADME Biodisponibilidad. Velocidad y cantidad del fármaco que llega a la circulación sistémica Biodisponibilida depende. Absorcion Eliminacion presistemica. Por cualquier vía que no sea la intravenosa puede haber absorción incompleta porque parte del fármaco administrado sea eliminado o destruido antes de llegar a la circulación sistémica. Ejm: VIA ORAL Eliminarse: Con las heces antes de completar su absorcion. Quelado Degradado x pH acido del estomago o de las enzimas digestivas. Matabolizado por las bacterias de la luz intestinal. Una vez absorbido: Pueden ser expulsados de nuevo a la luz intestinal por la glucoproteína P o metabolizarse en el epitelio intestina. Una vez llega a la vena porta. Pueden ser destruidos: En el hígado (primer paso hepático) o En los pulmones antes de llegar a la circulación sistémica (fH). ADME Biodisponibilidad. La biodisponibilidad del fármaco, es decir, la fracción del fármaco administrado que llega a la circulación sistémica, será el producto de las tres fracciones (luminal, intestinal y hepática): f = fL · fI · fH Por ejemplo, si la mitad del fármaco se destruye en el intestino, la mitad se metaboliza en el epitelio intestinal y la mitad se metaboliza en el hígado, la biodisponibilidad será de f = 0,5 · 0,5 · 0,5 = 0,125, es decir, del 12,5% de la dosis administrada. ADME Fenómeno del “Primer paso” a nivel hepático Se entiende por primer paso hepático la metabolización del fármaco absorbido en el tracto gastrointestinal que llega al hígado a través de la vena porta y que se metaboliza en él antes de llegar a la circulación sistémica. La fracción de extracción hepática es la fracción del fármaco que hay en el cuerpo que se metaboliza en un solo paso por el hígado. Los fármacos con primer paso hepático suelen metabolizarse mediante el CYP3A4 y el CYP2D6, y poseen una fracción de extracción elevada, mayor de 0,7, lo que significa que menos del 30% de la dosis absorbida alcanzará la circulación sistémica. ADME Eliminación Presistémica La eliminación presistémica explica la baja biodisponibilidad de algunos fármacos, a pesar de que su absorción gastrointestinal sea completa Por ejemplo, la biodisponibilidad oral del propranolol y del verapamilo puede ser del 10%, a pesar de que su absorción intestinal es superior al 90%. También explica que la dosis de estos fármacos por vía oral deba ser notablemente mayor que la administrada por vía intravenosa. ADME Cinética de absorción La cinética de absorción cuantifica la entrada de fármaco en la circulación sistémica Engloba los procesos de: Liberación del fármaco de su forma farmacéutica Disolución Absorción propiamente dicha y Eliminación presistémica. Incluye el estudio de la velocidad de absorción, de la cantidad absorbida y de los factores que la alteran. ADME Cinética de absorción Velocidad de absorción y cantidad absorbida La velocidad de absorción El número de moléculas de un fármaco que se absorbe en la unidad de tiempo Depende: De la constante de absorción y Del número de moléculas que se encuentren en solución en el lugar de absorción. La constante de absorción (Ka): Puede expresarse como la probabilidad que tiene una molécula de absorberse en la unidad de tiempo. Por ejemplo, una Ka de 0,03 h–1 indica que en 1 h se absorberá aproximadamente el 3% de las moléculas en disolución que están disponibles para absorberse. La semivida de absorción (t1/2a): Es el tiempo que tarda en reducirse a la mitad el número de moléculas que quedan por absorberse y es la inversa de la constante de absorción: t1/2a = 0,693/Ka Por lo tanto, cuanto más rápida sea la absorción de un fármaco, mayor será su constante de absorción y menor su semivida de absorción. ADME Cinética de absorción Tipos de cinética de absorción Absorción de orden 1: La velocidad de absorción disminuye con la cantidad de fármaco que queda por absorberse y, por lo tanto, el número de moléculas que se absorbe en la unidad de tiempo disminuye con el tiempo de forma exponencial. Es característica de la mayoría de las formas farmacéuticas en las que la totalidad de las moléculas administradas están inicialmente disponibles para absorberse, y disminuyen a medida que se van absorbiendo. ADME Cinética de absorción Tipos de cinética de absorción En la absorción de orden 0: El número de moléculas que se absorbe en la unidad de tiempo permanece constante durante toda o la mayor parte del proceso de absorción Es característica de: Perfusión intravenosa continua Administración de gases anestésicos. Los preparados de absorción mantenida intramusculares, subcutáneos o dérmicos. Preparados orales de liberación lenta. El número de moléculas disponibles no disminuye con el tiempo, ya que las moléculas absorbidas son repuestas desde el depósito. ADME Factores que alteran la absorción Factores fisiológicos: Recien nacidos-Prematuros Gestantes Ancianos Grasas-Alimentos solidos Factores patológicos: La absorción oral puede alterarse con: Vómitos, Diarrea Enfermedades digestivas que alteren: El vaciado gástrico El tránsito intestinal La superficie de absorción. Por vía intramuscular y subcutánea son importantes las alteraciones que producen la insuficiencia cardíaca y el choque hemodinámico por reducción del flujo sanguíneo Factores iatrógenos: Hay numerosas interacciones que pueden afectar a la absorción, directamente por formación de precipitados que impiden la absorción, o indirectamente por producir cambios en el pH, el vaciado gástrico, el tránsito intestinal o el flujo sanguíneo Ejm: La metoclopramida aumenta la velocidad de absorción del paracetamol al facilitar el vaciado gástrico La atropina aumenta la absorción de la digoxina por disminuir el tránsito intestinal. También hay fármacos que modifican la actividad de la glucoproteína P intestinal, como sucede con la amiodarona, la quinidina y el verapamilo, que aumentan las concentraciones séricas de digoxina (que es un sustrato de la glucoproteína P) porque inhiben esta proteína en el intestino (lo que aumenta la absorción), además de en el riñón (lo que reduce la eliminación). ADME DISTRIBUCIÓNLa distribución de los fármacos permite su acceso a los órganos en los que debe actuar y a los órganos que los van a eliminar, y condiciona las concentraciones que alcanzan en cada tejido. Tiene especial importancia en la elección del fármaco más adecuado para tratar enfermedades localizadas en áreas especiales, como el SNC, y en la valoración del riesgo de los fármacos durante el embarazo y la lactancia. ADME Transporte en la sangre y unión a proteínas plasmáticas Transportadas en la sangre disueltas en el plasma fijadas a las proteínas plasmáticas unidas a las células sanguíneas Los fármacos ácidos suelen fijarse a la albúmina en el sitio I (tipo warfarina) o II (tipo diazepam) Las bases débiles y las sustancias no ionizables liposolubles suelen unirse a las lipoproteínas, y las bases débiles, además, a la albúmina y a la α-glucoproteína Transporte pasivo a través de la membrana. Los fármacos ácidos suelen fijarse a la albúmina en el sitio I (tipo warfarina) o II (tipo diazepam) Causas que dan lugar a una disminución en la fijación que tiene su origen en la molécula de albúmina: Situaciones de hipoalbuminemia: malnutrición, shock hemorrágico, pérdidas excesivas. Modificaciones estructurales en la molécula: pacientes renales Desplazamientos por otros fármacos del locus de fijación en la molécula de albúmina. ADME Excreción Los fármacos se excretan, por orden decreciente de importancia: Vía urinaria Vía biliar-entérica Sudor Saliva La leche y Los epitelios descamados. ADME Excreción renal La filtración glomerular Se produce en los capilares del glomérulo renal, que poseen abundantes poros intercelulares por donde pasan todas las moléculas, excepto las de gran tamaño y las unidas a las proteínas plasmáticas. Como consecuencia, la filtración aumenta cuando disminuye la unión de los fármacos a las proteínas plasmáticas. La filtración glomerular, expresada por el aclaramiento de inulina, es de 10 mL/min en el niño de 1,5 meses y de 130 mL/min en el adulto. La secreción tubular Puede ser activa o pasiva. El transporte activo utiliza proteínas transportadoras de sustancias endógenas. Hay un sistema de transporte activo para aniones orgánicos (p. ej., penicilina, probenecida, salicilatos, ácido úrico), que pueden competir entre sí, y otro para cationes orgánicos que compiten igualmente entre sí. La reabsorción tubular Se produce principalmente por difusión pasiva cuando la reabsorción de agua en el túbulo proximal aumenta la concentración de fármaco en su luz, invirtiendo el gradiente de concentración. ADME ADME Excreción biliar e intestinal: circulación enterohepática Excreción biliar. Sigue en importancia a la excreción urinaria y está muy relacionada con los procesos de biotransformación. Se produce principalmente por secreción activa, con sistemas de transporte diferentes para sustancias ácidas, básicas y neutras. Se eliminan principalmente por la bilis: Sustancias con elevado peso molecular (al menos 325 ± 50). La conjugación hepática, al añadir radicales, eleva el peso molecular, facilitando la excreción biliar. b) Sustancias con grupos polares, tanto aniones como cationes, que pueden ser del fármaco (principalmente, amonio cuaternario) o de los radicales suministrados por el metabolismo (glucuronatos o sulfatos). c) Compuestos no ionizables con una simetría de grupos lipófilos e hidrófilos que favorece la secreción biliar (p. ej., digitoxina, digoxina y algunas hormonas). d) Algunos compuestos organometálicos. ADME Transporte pasivo a través de la membrana. Excreción intestinal. Los fármacos pueden pasar directamente de la sangre a la luz intestinal, por difusión pasiva, en partes distales en las que el gradiente de concentración y la diferencia de pH lo favorezcan. Además, existen abundantes sistemas de transporte (glucoproteína P, MRP) capaces de facilitar y favorecer la excreción. Circulación enterohepática. Los fármacos eliminados inalterados a la luz intestinal a través de la bilis o del epitelio intestinal pueden reabsorberse pasivamente en el intestino a favor de un gradiente de concentración. También los metabolitos pueden contribuir a esta reabsorción de fármaco mediante la acción de la flora intestinal. Diferentes niveles de concentraciones de drogas de acuerdo a la vía de administración Representaciones esquemáticas de drogas atravesando la membrana celular Fenómeno del “Primer paso” a nivel hepático Eliminación de drogas por el riñón FARMACODINAMIA Describe la acción de una determinada droga sobre el cuerpo, y la influencia de las concentraciones de la droga en la magnitud de la respuesta El reconocimiento de una droga por su receptor da lugar a una respuesta, desencadenando una respuesta biológica Las interacciones entre droga y receptor se pueden dar de múltiples formas RECEPTORES TIPOS DE RECEPTORES Mecanismos de acción de los fármacos Los efectos de casi todos los fármacos son consecuencia de su interacción con componentes macromoleculares del organismo El término receptor denota el componente del organismo con el cual se supone que interactúa la sustancia química.
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