MECANISMOS DE ACCION DE LOS FARMACOS

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U N IV E R S ID AD J O S E AN T O N IO PAE Z 
FAC U LTAD D E C IE N C IAS D E L A S AL U D 
E S C U E L A D E O D O N T O L O G IA
FARM ACOLOGI A y TERAPEUTICA
Miguel Antonio Quintero Reyes MD MSc DPhil
MECANISMOS 
DE ACCION DE 
FARMACOS
LOS MECANISMOS DE ACCION DE LOS 
FARMACOS APORTAN INFORMACION SOBRE:
 Receptores farmacológicos específicos
 Células blanco en el organismo
 Interacciones fisicoquímicas entre fármaco-
receptor (órgano blanco)
 Modificaciones bioquímicas y fisiológicas
FARMACODINAMIA
FARMACOS DE ACCION INESPECIFICA
No mediados por receptores o células blancos 
Cambios en las propiedades 
fisicoquímicas de células y tejidos
1. Cambio en osmolaridad
2. Cambio del pH de líquidos corporales
3. Oxidantes
4. Quelantes
5. Precipitantes proteicos
6. Surfactantes
7. Adsorbentes
FARMACOS DE 
ACCION INESPECIFICA
1. Cambio en osmolaridad
(número de partículas en disolución)
 Manitol, laxantes
2. Cambio del pH de líquidos corporales
 Alcalinizantes
3. Oxidantes
 Antisepticos: H2O2, alcohol, aldehídos
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FARMACOS DE 
ACCION INESPECIFICA
4. Quelantes (complejos con iones metálicos)
 EDTA, penicilamida, citostáticos
5. Precipitantes proteicos
 Taninos
6. Surfactantes (reducción tensión superficial)
 Mucoliticos, antiflatulentos
7. Adsorbentes (retención en superficie)
 Carbón activado
FARMACOS DE ACCION INESPECIFICA
FARMACOS DE ACCION INESPECIFICA
FARMACOS DE ACCION ESPECIFICA
Actuan a traves de interacción especifica con 
receptores presentes en células blanco o 
células dianas
MODIFICAN UNA FUNCION BIOLOGICA 
ESPECIFICA PREXISTENTE
Fármaco - Receptor Respuesta
AFINIDAD
ESPECIFICIDAD
ACTIVIDAD INTRINSECA
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L I G A N D O S
Moléculas (fármacos, hormonas, 
neurotransmisores) que se unen a un receptor
 Pueden activar o inactivar al receptor
 Activación puede incrementar o reducir una 
determinada función celular
 Cada ligando puede interactuar con varios 
subtipos de receptores, la mayoría presenta 
una selectividad relativa 
ACCION y EFECTO FARMACOLOGICO
TIPOS DE RECEPTORES
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RECEPTORES FARMACOLOGICOS
Macromoléculas proteicas capaces de 
interactuar selectivamente con fármacos, 
generando una modificación específica de la 
función celular
Localizados en la membrana celular, en el 
citoplasma y en el núcleo
Normalmente median la interacción celular de 
compuestos endógenos, tienen además la 
capacidad de interactuar con fármacos
La capacidad de un fármaco para 
interactuar con un receptor 
depende:
1. De la afinidad del fármaco, capacidad de un 
fármaco de unirse a un receptor celular 
determinado 
2. De la especificidad del receptor, capacidad
de un receptor para discriminar un fármaco de 
otro
3. De la actividad intrínseca del fármaco, 
capacidad de un fármaco para activar un 
receptor y producir una respuesta celular
4. La afinidad, la especificidad y la actividad 
intríseca dependen de la estructura química
RECEPTORES FARMACOLOGICOS 
La capacidad de unión a receptores es afectada 
por factores externos y por mecanismos 
reguladores intracelulares
La densidad basal de receptores y la eficiencia de 
los mecanismos estímulo-respuesta
no son iguales en todos los tejidos
El número y la afinidad de unión de los receptores 
pueden aumentar (regulación positiva) o 
disminuir (regulación negativa) en función de 
fármacos, envejecimiento, mutaciones genéticas y 
enfermedades concomitantes
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RECEPTORES FARMACOLOGICOS
Ligandos se unen a regiones moleculares 
precisas en las macromoléculas receptoras, 
denominadas s it io de unión o 
s it io de reconocimiento
El sitio de unión del fármaco y el del 
compuesto endógeno (hormona o 
neurotransmisor) pueden o no coincidir
Agonistas que se unen a un punto adyacente 
o distinto: agonistas alostéricos
RECEPTORES FARMACOLOGICOS
Respuestas a la unión de un fármaco :
1. Modificaciones de flujo iónico
2. Cambios en actividad enzimática
3. Modificaciones en producción y/o estructura de 
proteínas, cambios en procesos de transcripción y 
síntesis proteica
TIPOS DE RECEPTORES 
FARMACOLOGICOS
1. Receptores asociados a canales iónicos: 
apertura o cierre del canal, acción muy
rápida (milisegundos)
2. Receptores acoplados a proteínas G 
(Transductores): mayoría de receptores, 
síntesis de segundo mensajero químico: 
Ca++, AMPc y GMPc
TIPOS DE RECEPTORES 
FARMACOLOGICOS
3. Receptores con actividad enzimática 
propia: el mismo complejo reconoce el 
ligando (extracelularmente) y activa la 
enzima (intracelularmente)
4. Receptores intracelulares: unión en 
citoplasma y núcleo; muy lentos (horas)
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INTERACCIONES QUIMICAS ENTRE
FARMACO y RECEPTOR
1. Interacciones de Van Der Waals: 
Interacción atómica, débil pero aditiva
2. Enlaces iónicos: Atracción de sustancias
con cargas opuestas
3. Interacciones hidrofóbicas: Sustancias
interactúan entre si, no afinidad por agua
4. Puentes de hidrógeno: Interacción del 
oxígeno y nitrógeno con hidrógeno, 
energía de union baja pero aditiva
5. Puentes disulfuro: Interacción SH-SH, 
estable
6. Enlaces covalentes: Usan energía, 
complejo estable y de larga duración
INTERACCIONES QUIMICAS ENTRE
FARMACO y RECEPTOR
CARACTERISTICAS DE LA INTERACCION
FARMACO - RECEPTOR
1. Afinidad
2. Especificidad
3. Actividad intrínseca o Eficacia
4. Selectividad
5. Reversibil idad
6. Irreversibi lidad
7. Potencia
CARACTERISTICAS DE LA INTERACCION
FARMACO – RECEPTOR
1. Afinidad: capacidad de un fármaco de unirse 
a un receptor celular determinado, es una 
medida de la efectividad de la interacción del 
fármaco con su receptor
2. Especificidad: capacidad de un receptor para 
discriminar un fármaco de otro, permitiendo
el acoplamiento de una molécula y NO de 
otra, aún fisicoquímicamente similares
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CARACTERISTICAS DE LA INTERACCION
FARMACO – RECEPTOR
3. Actividad Intriseca o Eficacia α: capacidad
de un fármaco de provocar un efecto o 
respuesta farmacológica como resultado de 
su unión al receptor
α = +1 agonista completo (respuesta máxima)
α = > 0 y < +1 agonista parcial
α = 0 antagonista
α = < 0 y -1 agonista inverso parcial
α = -1 agonista inverso completo
AGONISMO ANTAGONISMO
AGONISMO ANTAGONISMO
α
Agonista completo
Agonista inverso completo
Antagonista
Agonista inverso parcial
Agonista parcial
+1
-1
0
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Agonista completo
Methadona
Agonista parcial
Buprenorfina
Antagonista
Naloxone
Ef
e
ct
o
O
p
io
id
e
Log dosis
CURVA DOSIS - RESPUESTA
AGONISTA AGONISTA AGONISTA AGONISTA
AGONISTA : fármaco capaz de unirse a un 
receptor y activarlo, posee afinidad y 
actividad intrínseca; imita los efectos de 
compuestos endógenos
AGONISTA COMPLETO: ocupa todos los 
receptores y posee una actividad intrínseca 
α = +1, alcanzado el efecto máximo
AGONISTA PARCIAL: ocupa todos los 
receptores pero no puede alcanzar la 
respuesta máxima; posee una actividad 
intrínseca α < +1
Agonista
Antagonista
Agonista inverso
A
ct
iv
ac
ió
n
R
A
P
G
Log [droga]Basal
CURVA DOSIS - RESPUESTA
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ANTAGONISTA :
 Se une al receptor pero NO inicia o 
desencadena una respuesta farmacológica
 Posee afinidad pero carece de actividad 
intrínseca α = 0
 Reduce o impide la acción de un agonista o 
de una sustancia endógena que actúa sobre 
el respectivo receptor 
► impide producción del efecto o respuesta
ANTAGONISTA COMPETITIVO : compite 
con el agonista, en una forma reversible, por 
el mismo sitio de unión o interacción en el 
receptor
ANTAGONISTA NO COMPETITIVO: se 
une irreversiblemente a un sitio de unión o 
interacción en el receptor diferente al sitio en 
que se une el agonista ►conduce a una 
inactivación del receptor ► reduciendo la 
cantidad efectiva de receptores
CARACTERISTICAS DE LA INTERACCION
AFINIDAD
ESPECIFICIDAD
ACTIVIDAD INTRINSECA
ACCION
FARMACOLOGICA
=
+
+
CURVAS DOSIS - RESPUESTA
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CARACTERISTICASDE LA INTERACCION
FARMACO – RECEPTOR
4. Selectividad: capacidad de alterar solo una
de varias funciónes orgánicas específicas
5. Reversibilidad: las funciones se normalizan
cuando el fármaco deja de hacer contacto
(vida media del fármaco)
6. Irreversibilidad: las funciones NO se 
normalizan, el fármaco no deja de hacer
contacto
CARACTERISTICAS DE LA INTERACCION
7. Potencia: capacidad de un fármaco para 
producir una respuesta máxima a una menor
concentración o dosis
MEDICION DEL EFECTO 
FARMACOLOGICO
CURVA DOSIS RESPUESTA
POTENCIA DE UN FARMACO
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EFICACIA (AI) DE UN FARMACO
Potencia: relación concentración - respuesta
Dosis, concentración u otra medida de 
exposición
Eficacia
E
F
E
C
T
O
variabilidad
individual
Potencia
Potencia relativa y Eficacia relativa RELACION POTENCIA - EFICACIA
a es más potente que b y c
a tiene la misma eficacia que c y más que b
b es más potente que c pero menos eficaz
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CLASIFICACION DE RECEPTORES RECEPTORES LIGADOS A CANALES IONICOS 
(IONOTROPICOS): acoplados a un canal iónico, 
cuando se une el ligando, se modifica la 
permeabilidad del canal, ya sea facilitando o 
impidiendo el pasaje del ión por el mismo, por 
ejemplo Na+, K+, Cl-
 Efecto es rápido
 Cambios pueden producir:
1. Despolarizaciones, generando potenciales de 
acción o repuestas excitatorias
2. Hiperpolarizaciones o repuestas inhibitorias 
RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEINA G 
RAPG (METABOTROPICOS): estructuras 
complejas (ligados a proteína G), unen el 
medio externo de la célula con enzimas del 
interior de la misma que afectan el 
metabolismo celular
El ligando (primer mensajero) se une al receptor, 
desencadena una cascada de producción de 
moléculas (segundos mensajeros), hasta que el 
mensaje llega al núcleo de la célula, alterando la 
expresión génica (dirigir la síntesis de un producto 
génico específico)
RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEINA G:
Son blancos de aminas biógenas, eicosanoides y 
otras moléculas como lípidos, péptidos 
hormonales, opiáceos, aminoácidos (GABA) y 
péptidos
Proteínas G (proteína fijadora de nucleótido 
de Guanina): familia de proteínas transductores 
de señales desde el receptor, al que están 
acopladas, hasta proteínas efectoras; dependen 
del nucleótido guanosin trifosfato (GTP) para su 
activación
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RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEINA G:
capaces de regular diferentes efectores: 
 enzimas como adenilciclasa, fosfolipasa C, 
fosfodiesterasas y 
 canales ionicos de la membrana plasmática 
para Ca++ y K+
Debido a su número e importancia fisiológica, 
RAPG son objetivos muy utilizados para 
fármacos; quizás la mitad de los fármacos que no 
son antibióticos están dirigidos a ellos, 
constituyen la tercera familia más grande de 
genes en el ser humano
En tejidos, órganos y sistemas humanos 
existen más de 800 RAPG diferentes, 
ubicados en distintos sistemas, con funciones 
tan variadas como visión, olfato, gusto; 
neurológicas, cardiovasculares, 
endocrinas y reproductivas 
Ubicuidad convierte a los RAPGs en un 
objetivo principal del desarrollo farmacológico, 
aprox. 40% de todos los fármacos modernos
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SISTEMAS EFECTORES DE RAPGs
Adenilciclasa (AC): función: generar AMPcíclico
a partir de ATP
AMPc activa específicamente Protein quinasa A
►fosforilación de proteinas
Ligandos endógenos y fármacos ►acción
celular ►activando o inhibiendo AC
SISTEMAS EFECTORES DE RAPGs
Fosfolipasa A2 (PLA2): grupo diverso de 
enzimas ►hidrólisis de glicerofosfolípidos de 
membrana ► liberar ácido araquidónico (AA), 
activa protein quinasa C (PKC) y fosfolipasa C 
(PLC), ▲ [Ca++], modula canales de K+
Activación canales iónicos: las proteínas G 
pueden activar canales iónicos por
mecanismos directos e indirectos
RECEPTORES CON ACTIVIDAD ENZIMATICA 
PROPIA: 
 Porción extracelular tiene el dominio de 
fijación (sitio de union o interacción) al 
ligando
 Al unirse provoca modificación
conformacional necesaria para que 
 La porción intracelular, con actividad
enzimática se active y
 Catalice sustratos específicos, produciendo
metabolitos o productos de acción
enzimática
RECEPTOR DE INSULINA
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CASCADA POSACTIVACION DEL RECEPTOR DE 
INSULINA
TOLERANCIA
Disminución en la respuesta a un fármaco 
que se utiliza repetidamente, requiriendo 
más dosis para alcanzar el mismo efecto
ej: alcohol y opiáceos
1. Metabolismo acelerado ► inducción de 
enzimas hepáticas ej: sistema citocromo P-450
2. Disminución de afinidad de unión entre un 
fármaco y un receptor
3. Disminución del número de receptores
Aparece en días/semanas. 
Puede haber tolerancia cruzada
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RESISTENCIA
Desarrollo de la capacidad de soportar el 
efecto previamente destructivo de un 
fármaco por microorganismos o células 
tumorales
Cambio genético resultante de una mutación o 
adquisición de genes (conjugación bacteriana)
► el antimicrobiano previamente efectivo, elimina 
microorganismos sensibles
► los microorganismos resistentes se convierten 
en la especie predominante (selección natural)
RESISTENCIA
Desarrollo de la capacidad de soportar el 
efecto previamente destructivo de un 
fármaco por microorganismos o células 
tumorales
Tumor puede desarrollar ► mutación confiere 
resistencia a un fármaco antineoplásico, cuando el 
fármaco se utiliza repetidamente, elimina 
preferencialmente las células tumorales sensibles, 
las células resistentes se convierten en la especie 
predominante (selección natural)
RESISTENCIA ADQUIRIDA A QUIMIOTERAPICOS
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MECANISMOS DE RESISTENCIA A
ANTIMICROBIANOS Y ANTINEOPLASICOS
MTX: methotrexate 5-FU: 5 fluorouracilo DHFR: dihidrofolato reductase PABA: ácido paraaminobenzoico
►
►
►
►
►
TAQUIFILAXIA
Disminución o pérdida rápida de la 
respuesta a la acción de un fármaco por una 
administración repetida del mismo
Se establece en minutos/horas
Ej: Efedrina como broncodilatador
TAQUIFILAXIA
TAQUIFILAXIA: disminución y pérdida de respuesta muy
rápidas tras repetidas administraciones del fármaco
(TOLERANCIA AGUDA)
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EFEDRINA: da lugar a TAQUIFILAXIA BLANCOS FARMACOLOGICOS
1.Receptores acoplados a proteínas G RAPGs
2.Canales iónicos
3.Receptores hormonales nucleares
4.Enzimas
5.Transportadores
6.Receptores catalíticos
7.Otros blancos proteicos
RECEPTORES ACOPLADOS A 
PROTEINAS G
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FARMACOS QUE ACTUAN SOBRE RAPGs CANALES IONICOS
SEÑALES ESPECIFICAS DE APERTURA DEL 
CANAL IONICO
CANALES IONICOS DEPENDIENTES DE 
VOLTAJE
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CANALES DE Na + DEPENDIENTES DE VOLTAJE
CANALES DE Ca++
CANAL DE Ca++
CANAL DE Ca++
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CANAL DE K+ CANAL DE K+ ACTIVADO POR VOLTAJE 
CANALES IONICOS OPERANDOS POR 
LIGANDOS
CANALES IONICOS OPERANDOS POR 
LIGANDOS
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FUNCIONES CELULARES REGULADAS 
POR CANALES IONICOS
ALTERACIONES DE CANALES IONICOS
PROTEINAS TRANSPORTADORAS PROTEINAS TRANSPORTADORAS
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Proteinas
transportadoras
In h i bidores
Productos abandonan
centro activo
Enzima se modifica por
union del sustrato
Sustrato
Centro activo
Sustrato entrando
en sitio activo de enzima
Complejo
enzima-sustrato
Complejo
enzima-producto
Productos
ACTIVIDAD ENZIMATICA
INHIBIDORES DE TIROSINA-QUINASA
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INHIBIDORES DE ENZIMA 
CONVERTIDORA DE ANGIOTENSINA ECA
INHIBIDORES DE ENZIMA 
ACETILCOLINESTERASA AchE
INHIBIDORES DE ENZIMA CICLOOXIGENASA
INHIBIDORES DE ENZIMAS DE LA SINTESIS DE 
ACIDO FOLICO EN BACTERIAS
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INHIBIDORES ENZIMATICOS
RECEPTORES CON ACTIVIDAD ENZIMATICA
RECEPTORES NUCLEARES
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TIPOS DE RECEPTORES
EFECTOS ADVERSOS DE FARMACOS
 Se utilizan por sus efectos terapéuticos
beneficiosos
 Efectos adversos: consecuencia indeseable de 
la administración de un fármaco
Debe existir una adecuada relación
RIESGO/BENEFICIO
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EFECTOS ADVERSOS DE FARMACOS
 Tipo A: basado en el mecanismo de acción
del fármaco
• Colaterales
• Sobredosis
• Interaccionesmedicamentosas
 Tipo B: basado en la variabilidad individual
• Genéticas
• Inmunológicas