Mecanismos de Ação Farmacológica

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1 
Farmacología: Lección 9 
• Mecanismos generales de acción 
farmacológica: Tipos de dianas 
• El receptor farmacológico 
• Rutas de transducción de señales 
• Clasificación de receptores 
• Acciones no mediadas por receptores 
El conocimiento del mecanismo de 
acción de los fármacos nos aporta 
información sobre: 
• La diana del fármaco en el organismo 
• Las interacciones físicas y/o químicas entre 
el fármaco y el órgano diana 
• Los efectos bioquímicos y fisiológicos 
 
FARMACODINAMIA 
• Uso racional del medicamento 
• Diseño de nuevas moléculas 
(Relación estructura-actividad) 
2 
Depresión del 
centro respiratorio 
 Frecuencia y amplitud 
de los movimientos respiratorios 
Acción farmacológica 
Efecto farmacológico 
Papaver somniferum 
Acción y efecto farmacológicos 
Morfina 
Receptor 
opioide 
Morfina-
receptor 
FÁRMACOS DE ACCIÓN 
INESPECÍFICA 
• Acciones no ejercidas sobre 
estructuras precisas 
• Alteración de propiedades físico-
químicas  modificación de la función 
biológica celular 
3 
Fármacos de acción 
inespecífica (I) 
Acción inespecífica Fármaco Uso terapéutico 
Osmóticos Lactulosa, lactitiol 
Manitol, glicerina 
Laxantes 
Diuréticos 
Lubrificantes Parafina, glicerina Laxantes 
Oxidantes H2O2, KMnO4 Antisépticos 
Precipitantes de 
proteínas 
Taninos Antihemorroidales 
Antidiarreicos 
Agentes quelantes Penicilamina, 
Desferrioxamina 
Deferasirox 
 
Ciclofosfamida 
Compuestos de platino 
Enfermedad de Wilson 
Intoxicación por Fe 
 
Antitumorales 
Antitumorales 
Fármacos de acción inespecífica (II) 
Acción 
inespecífica 
Fármaco Uso terapéutico 
Adsorbentes Caolín 
Carbón activado 
En intoxicaciones, 
antidiarreicos 
Surfactantes o 
tensioactivos 
Dimeticona/Simeticona Antiflatulentos 
« Jabones Antisépticos y 
desinfectantes 
Reacción ácido-base Sales de Al, Mg y Ca 
Protamina 
Antiácidos 
Antídoto de heparina 
Intercambio iónico Colestiramina, 
colestipol 
Hipocolesterolemiantes 
4 
FÁRMACOS DE 
ACCIÓN ESPECÍFICA 
• Acciones ejercidas sobre 
estructuras precisas 
• Interacción con receptores o 
“dianas”  modificación constante 
y específica de una función biológica 
Receptores farmacológicos 
Macromoléculas celulares encargadas directa y 
específicamente de la señalización química entre 
células y dentro de las células 
Acciones ejercidas sobre estructuras 
celulares específicas 
 Vectorización adecuada 
 Obtención de enantiómeros 
F-R RESPUESTA 
 
 
AFINIDAD 
ESPECIFICIDAD 
ACTIVIDAD INTRÍNSECA 
 
INTERACCIÓN FÁRMACO-RECEPTOR 
5 
AGONISTA 
ANTAGONISTA 
Receptor 
FRi FR* 
Respuesta 
Ausencia de 
respuesta 
Ocupación 
(Afinidad) 
Activación 
(Eficacia) 
FRi: complejo fármaco-receptor inactivo 
FR*: complejo fármaco-receptor activado 
Receptor FRi 
Diferencia entre ocupación y 
activación del receptor 
MECANISMOS DE TRANSDUCCIÓN 
Reconocimiento 
Transducción 
Respuesta funcional 
Pasos que permiten vincular la unión de un agonista al 
receptor con la transmisión de una señal a la célula en la 
que éste se encuentra o entre compartimentos de una 
misma célula 
6 
Agonista Antagonista 
Reconocimiento 
Cambio conformacional activo 
Reconocimiento 
Transducción de la señal 
Acción 
RESPUESTA 
Cambio conformacional inactivo 
Transducción de la señal 
Acción 
RESPUESTA 
AGONISMO Y ANTAGONISMO 
Antagonista 
Ri R* 
Ausencia de 
respuesta 
Estados de actividad del receptor. Efecto de agonistas y antagonistas 
sobre los estados receptoriales. Ri receptor inactivo; R* receptor activado. 
Receptor 
Activación 
constitutiva 
Agonista 
Potencia la 
 respuesta constitutiva 
Agonista 
inverso 
Disminuye la 
respuesta constitutiva 
Ri R* 
Ri R* 
Ri R* 
Afinidad 
7 
Acciones de los fármacos sobre los 
receptores de sustancias endógenas 
• Agonista total 
– A.I.=1 (Respuesta máxima) 
• Agonista parcial 
– A.I.<1 (Respuesta inferior a la 
máxima) 
• Agonista inverso 
–  Activación constitutiva 
• Antagonista 
– A.I.=0 (Ausencia de respuesta) 
¿Cómo medir el 
efecto farmacológico? 
Curvas dosis-respuesta (CDR) 
E
fe
ct
o 
Dosis 
E
fe
ct
o 
log (dosis) 
10 
Emax Emax 
Emax/2 Emax/2 
20 30 0.2 2 20 DE50 
Indicador 
de eficacia 
Indicador 
de potencia 
8 
E
fe
ct
o 
log (dosis) 
Emax 
Emax/2 
1 10 100 
Fármaco B Fármaco A Fármaco C 
Mayor potencia 
DE50 
x  DE50   potencia 
Potencia de un fármaco 
Eficacia de un fármaco 
Máxima respuesta producida por un fármaco (Emax) 
E
fe
ct
o 
log (dosis) 
100% 
50% 
Fármaco B 
Fármaco A 
Fármaco C 
M
ay
or
 e
fi
ca
ci
a 
25% 
A > B > C 
9 
FÁRMACOS DE ACCIÓN 
ESPECÍFICA 
Dianas farmacológicas 
• Enzimas 
• Moléculas transportadoras 
• Canales iónicos 
• Receptores 
• Otros lugares 
• Tubulina 
• Inmunofilinas 
• ADN, etc. 
Enzima 
Sitio 
activo 
Sustrato 
Productos 
Falso sustrato 
Inhibidor 
Inductor 
+ 
+ 
− 
Acumulación del sustrato 
Disminución de los productos 
Pérdida de efecto 
farmacológico de profármacos 
Profármaco Generación del 
fármaco activo 
Producto 
anómalo 
Alteración de la 
vía metabólica 
 la actividad catalítica  la concentración de 
producto  eficacia de los fármacos 
sustrato 
Riesgo de toxicidad en 
profármacos sustrato 
ENZIMAS COMO DIANA DE 
FÁRMACOS 
10 
Inhibidores 
enzimáticos 
Enzimas Inhibidores Acción 
farmacológica 
Acetilcolinesterasa Neostigmina /eserina Anticolinesterásicos 
Ciclooxigenasa AAS y AINE Analgésico, antitérmico, 
antiinflamatorio, antiagregante 
Xantinooxidasa Alopurinol Antigotoso 
ECA Captopril, enalapril Antihipertensivos 
HMG-CoA-reductasa Lovastatina Hipolipemiante 
MAO-A Moclobemida Antidepresivo 
MAO-B Selegilina Antiparkinsoniano 
DHFR Trimetoprim Antibacteriano 
DNA-polimerasa Citarabina Antineoplásico 
Plasminógeno Ácido tranexámico Antihemorrágico, antifibrinolítico 
• Acumulación de sustrato 
• Disminución del metabolito 
Inhibidores del ECA 
Angiotensinógeno 
Angiotensina II 
Angiotensina I 
Receptores de AT 
Renina 
ECA 
X
 Captopril 
Vasoconstricción 
Retención de Na+, H2O y Cl- 
Activación simpática 
Enalapril 
↓↓ 
11 
Inhibidores de la AchE 
Neostigmina 
Miastenia grave 
Piridostigmina 
AchE Ach 
Inhibidores de la COX 
AINE 
• Fármacos con acción analgésica, antiinflamatoria y antipirética 
• Existencia de diferentes isoformas de la COX (COX-1, COX-2 y COX-3): 
Obtención de inhibidores selectivos de COX-2 
Diana farmacológica: Control de la síntesis de PG 
12 
Sulfamidas y trimetoprim 
• Inhibidores de enzimas implicadas en la 
síntesis de ácido fólico bacteriano: 
– Dihidropteroato sintetasa: SULFAMIDAS 
– Dihidrofolato reductasa: TRIMETOPRIM 
 
 
Trimetoprim Sulfametoxazol 
Inhibidores de la 
HMG-CoA-reductasa 
• LOVASTATINA 
• PRAVASTATINA 
• SIMVASTATINA 
• FLUVASTATINA 
• ATORVASTATINA 
13 
Otros inhibidores enzimáticos 
 
ENZIMA 
 
FÁRMACOS 
ACCIÓN 
FARMACOLÓGICA 
 
Xantina-oxidasa 
 
Alopurinol 
 
 ácido úrico 
 
-lactamasa 
 
Ácido clavulánico 
Asociación con 
Antibacterianos -lactámicos 
 
Monoaminooxidasas 
(MAO-A y MAO-B) 
IMAO 
(Tranilcipromina, 
moclobemida y 
selegilina) 
 
Antidepresivos 
Antiparkinsonianos 
Inhibidores de tirosina-cinasas 
Ligando (EGF) 
EGFR 
Gefitinib 
(IRESSA) 
Erlotinib 
(TARCEVA) 
14 
Enzima 
Sitio 
activo 
Sustrato 
Productos 
Falso sustrato 
Inhibidor 
Inductor 
+ 
+ 
− 
Acumulación del sustrato 
Disminución de los productos 
Pérdida de efecto 
farmacológico de profármacos 
Profármaco Generación del 
fármaco activo 
Producto 
anómalo 
Alteración de la 
vía metabólica 
 la actividad catalítica  la concentración de 
producto  eficacia de los fármacos 
sustrato 
Riesgo de toxicidad en 
profármacos sustrato 
ENZIMAS COMO DIANA DE 
FÁRMACOS 
Activadores enzimáticos 
Fibrinógeno Fibrina 
Coágulo estable 
Heparina 
Activación de 
AT-IIIInactivación de 
trombina 
15 
Enzima 
Sitio 
activo 
Sustrato 
Productos 
Falso sustrato 
Inhibidor 
Inductor 
+ 
+ 
− 
Acumulación del sustrato 
Disminución de los productos 
Pérdida de efecto 
farmacológico de profármacos 
Profármaco Generación del 
fármaco activo 
Producto 
anómalo 
Alteración de la 
vía metabólica 
 la actividad catalítica  la concentración de 
producto  eficacia de los fármacos 
sustrato 
Riesgo de toxicidad en 
profármacos sustrato 
ENZIMAS COMO DIANA DE 
FÁRMACOS 
• Enalaprilo  Enalaprilato 
• Profármacos solubles en agua  Paclitaxel 
• Losartán  Metabolito más activo 
• Sulindac (sulfóxido)  sulfuro 
Profármacos 
Losartán Enalaprilo 
Sulindac 
16 
Enzima 
Sitio 
activo 
Sustrato 
Productos 
Falso sustrato 
Inhibidor 
Inductor 
+ 
+ 
− 
Acumulación del sustrato 
Disminución de los productos 
Pérdida de efecto 
farmacológico de profármacos 
Profármaco Generación del 
fármaco activo 
Producto 
anómalo 
Alteración de la 
vía metabólica 
 la actividad catalítica  la concentración de 
producto  eficacia de los fármacos 
sustrato 
Riesgo de toxicidad en 
profármacos sustrato 
ENZIMAS COMO DIANA DE 
FÁRMACOS 
FÁRMACOS DE ACCIÓN 
ESPECÍFICA 
Actúan sobre receptores 
farmacológicos o lugares diana 
• Enzimas 
• Proteínas transportadoras 
• Canales iónicos 
• Receptores 
• Otros lugares (tubulina, inmunofilina, ADN…) 
17 
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS 
Proteínas de membrana con función fisiológica que facilitan el paso de iones y 
moléculas polares (glucosa, aminoácidos, neurotransmisores) 
en condiciones fisicoquímicas adversas. 
 
Transportadores específicos 
Consumo de energía 
Diana 
farmacológica 
Proteínas transportadoras 
SGLT (Sodium Glucose Transporter); Glu: glucosa 
Gradiente de 
concentración de Na+ 
Glu 
Glu 
ATP 
ADP + Pi 
K+ 
Na+ 
ATPasa 
Na+/K+ SGLT 
3 Na+ 
2 Ca+ 
Intercambiador 
Na+/Ca2+ 
Ejemplo de transporte activo primario (la ATPasa Na+-K+ dependiente) y de transporte 
secundario (el transportador de glucosa dependiente de Na+). Mientras que el transporte 
primario exige un gasto de energía el secundario aprovecha el gradiente químico generado 
por el primero para movilizar otro sustrato. 
Digitálicos 
Extracelular 
Intracelular 
18 
Proteínas 
transportadoras 
• Bomba Na+/K+ 
• Bomba de protones 
• Recaptación de NA 
• Recaptación de serotonina 
• Recaptación de NA/serotonina 
 
Digoxina 
Omeprazol 
Reboxetina 
Fluoxetina 
AD tricíclicos 
Inhibidores 
FÁRMACOS DE ACCIÓN 
ESPECÍFICA 
Actúan sobre receptores 
farmacológicos o lugares diana 
• Enzimas 
• Proteínas transportadoras 
• Canales iónicos 
• Receptores 
• Otros lugares (tubulina, inmunofilina, ADN…) 
19 
CANALES IÓNICOS 
• Tipo de estímulo 
• Tipo de iones que deja pasar 
– Características del ión 
• Carga eléctrica 
• Tamaño, etc... 
– Características del canal (Arquitectura molecular) 
• Estructura 
• Tamaño 
• Composición 
Selectividad 
Señales específicas que provocan la 
activación o apertura del canal 
• Despolarización de la membrana (Canales iónicos dependientes de 
voltaje) 
• Ligandos extracelulares (Canales iónicos regulados por ligando o 
Receptores ionotrópicos o Tipo I) 
• Elementos intracelulares (segundos mensajeros, subunidades de 
proteínas G, ATP, etc.) 
• Fuerzas mecánicas 
Canal regulado por ligando 
Canal regulado por voltaje 
20 
Canal de Na+ 
Canales iónicos dependientes de voltaje 
• Se abren cuando se despolariza la membrana 
• Son la base del mecanismo de excitabilidad de la membrana 
• Presentan 4 dominios transmembrana, con 6 segmentos -hélice 
cada uno 
Paredes del poro Comunicación 
Sensor- membrana Sensor de voltaje 
Canal de Na+ 
21 
Canales de Na+ dependientes de 
voltaje: Dianas farmacológicas 
Canales de Ca2+ 
• Entrada de Ca2+ en células excitables 
• Importante papel en procesos fisiológicos y fisiopatológicos 
• Regulación de su actividad: 
• Neurotransmisores 
• Hormonas 
• Bloqueantes de canales de Ca2+ 
• Dihidropiridinas (Nifedipino, nicardipino, lacidipino, isradipino, etc.) 
• Verapamilo 
• Diltiazem 
• Utilidad clínica: Arritmias cardiacas, HTA, angina de pecho y otras 
enfermedades vasculares 
22 
Canal de K+ • Clasificación: 
• Dependientes de 
voltaje 
• Sensibles a ATP 
• Operados por 
ligandos 
• Permiten la salida de 
K+ 
• Hiperpolarización 
 
• Fármacos 
• Sulfonilureas 
• Tolbutamida 
• Glimepirida 
• Glipizida 
FÁRMACOS DE ACCIÓN 
ESPECÍFICA 
Actúan sobre receptores 
farmacológicos o lugares diana 
• Enzimas 
• Proteínas transportadoras 
• Canales iónicos 
• Receptores 
• Otros lugares (tubulina, inmunofilina, ADN…) 
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Canales iónicos operados por 
ligando (R. ionotrópicos) 
 
Acetilcolina 
– Receptor nicotínico de Ach 
– Receptor de glicina 
– Receptor de GABAA 
– Receptor 5-HT3 
– Receptor de glutamato 
(NMDA) 
 (Despolarización) 
TIPO I 
Canales iónicos controlados 
por ligando TIPO I 
24 
Funciones celulares reguladas 
por canales iónicos 
• Transmisión sináptica 
• Propagación del impulso nervioso 
• Transducción sensorial 
• Secreción 
• Contracción muscular 
• Transporte de fluidos 
Canalopatías 
Canales de K+ Canales de Na+ Canales de Ca2+ 
DM II Síndrome del QT largo (3) Hipertermia maligna 
Síndrome de Andersen Síndrome de Brugada Epilepsia generalizada 
Síndrome del QT largo 
(1,2 y 5) 
Pseudohipoaldosteronismo Ceguera nocturna 
congénita 
Ataxia episódica tipo 1 Epilepsia mioclónica severa 
de la infancia 
Ataxia espinocerebelar 
tipo 6 
Hipoglucemia 
hiperinsulinémica de la 
infancia 
Parálisis periódica 
hiperkalémica 
Migraña hemipléjica 
familiar 
Parálisis periódica Ataxia episódica tipo 2 
25 
RECEPTORES FARMACOLÓGICOS 
• Macromoléculas proteicas situadas en 
membrana, citoplasma o núcleo celular 
• A ellos se unen sustancias endógenas o 
exógenas 
• Son los responsables de la acción 
farmacológica 
 
RAPG 
 
Sistemas efectores 
(enzimas) 
Segundos mensajeros 
Adenilato ciclasa AMPc 
PLC Fosfatidilinositol, diacilglicerol 
PLA2 Ácido araquidónico 
PLD Ácido fosfatídico 
PDE Nucleótidos cíclicos 
Canales iónicos 
26 
Receptores acoplados a proteínas G 
(TIPO II) 
Receptores acoplados a proteínas G 
(TIPO II) 
27 
RAPG Agonistas Antagonistas 
Muscarínico Acetilcolina, pilocarpina Atropina, ipratropio, 
tropicamida 
α-adrenérgico Noradrenalina, 
adrenalina, clonidina 
Prazosina, tamsulosina 
β-adrenérgico Noradrenalina, 
adrenalina, 
salbutamol 
Propranolol, atenolol, 
carvedilol 
H1-histamina Histamina Loratadina, ebastina 
H2-histamina Histamina Cimetidina, ranitidina 
LT1-leucotrienos Leucotrieno LTE4 Montelukast 
5-HT2 Serotonina Ketanserina, risperidona 
D2 dopaminérgico Dopamina Clorpromazina 
AT-1 Angiotensina Losartán 
Fármacos que actúan sobre RAPG 
NEUROTRANSMISIÓN: Dianas susceptibles 
de manipulación farmacológica 
Síntesis de NT 
Transportadores 
Recaptación de NT Degradación de NT 
RAPG 
Canales iónicos 
28 
Receptores ligados a cinasas (TIPO III) 
(Receptores con actividad enzimática) 
• Receptor de insulina 
• Receptor del factor de crecimiento neuronal 
• Receptor del factor de crecimiento plaquetario 
• Receptores de citocinas 
Zona de 
fijación 
Zona 
catalítica 
Efectos celulares 
Antagonistas del receptor del factor de 
crecimiento epidérmico (EFGR) 
Mecanismo de acción 
de cetuximab 
Proliferación 
Invasión 
Inhibición de 
la apoptosis 
Metástasis 
Angiogénesis 
Cetuximab Dímero 
activo 
EGFR Dominio de 
unión al ligando 
Dominio 
transmembrana 
Dominio efector 
tirosinacinasa 
29 
Receptores nucleares 
(TIPO IV) 
 Receptores de hormonas tiroideas 
 Receptores de hormonas esteroídicas 
 Receptores de corticoides 
 Receptor de la vitamina D 
 Receptores de los retinoides 
Zona de 
Fijación al ligando 
Zona de 
Fijación 
al ADN 
Efectos celulares 
Receptores estrogénicos 
Raloxifeno 
Fulvestrant(Antagonista 
estrogénico puro) 
Toremifeno 
Tamoxifeno 
Moduladores selectivos 
de los receptores estrogénicos 
(SERM) 
30 
TIPO I TIPO II TIPO III TIPO IV 
Canales iónicos 
controlados por 
ligandos 
Receptores 
acoplados a 
proteínas G 
Receptores 
ligados a quinasas 
Receptores 
nucleares 
Localización Membrana Membrana Membrana Intracelular 
Efector Canal iónico Canal o enzima Enzima Transcripción 
génica 
Acoplamiento Directo Proteínas G Directo A través del ADN 
Ejemplos Receptor 
nicotínico de 
acetilcolina, 
GABAA 
Receptor 
muscarínico de 
acetilcolina, 
receptores 
adrenérgicos 
Receptores de 
insulina, factores 
de crecimiento, 
citocinas 
Receptores de 
esteroides, 
hormona tiroidea 
Estructura Ensamblaje 
oligomérico de 
subunidades 
alrededor de un 
poro central 
Estructura 
monomérica que 
comprende siete 
hélices 
transmembranosas 
Hélice 
transmembranosa 
simple que conecta 
el dominio del 
receptor 
extracelular y el 
dominio de la 
quinasa 
intracelular 
Estructura 
monomérica con 
dominios separaos 
para el receptor y 
la unión del ADN 
Tipos de receptores