UNIVERSIDADE COMUNITÁRIA DA REGIÃO DE CHAPECÓ ÁREA DE CIÊNCIAS DA SAÚDE CURSO DE MEDICINA SAÚDE DO ADULTO E DO IDOSO II Farmacocinética ABSORÇÃO FARMACOCINÉTICA Dose do fármaco a ser administrada ABSORÇÃO DISTRIBUIÇÃO Concentração na circulação sistêmica fármaco no tecido de distribuição METABOLIZAÇÃO Concentração no sítio de ação fármaco metabolizado ou excretado EXCREÇÃO Efeito farmacológico FARMACODINÂMICA Toxicidade resposta clínica eficácia Farmacocinética É o estudo da velocidade com que os fármacos atingem o local de ação e são eliminados do organismo, bem como dos diferentes fatores que influenciam na quantidade de fármaco a atingir o seu local de ação. “O que o organismo faz com o fármaco.” Farmacocinética 1. Absorção a partir do local de administração 2. Distribuição pelo organismo 3. Metabolização (biotransformação) 4. Eliminação (excreção) 1. Absorção Trajetória do fármaco desde o local de administração até o sangue. Local de administração sangue Via intravenosa???? Fatores que influenciam na absorção dos fármacos Para absorção dos fármacos, devem ser analisados: - Membranas celulares Modalidade de absorção dos fármacos Propriedades físico-químicas dos fármacos Locais de absorção dos fármacos Vias e sistemas de administração Fatores individuais - - Membranas celulares formadas por moléculas de lipídios e de proteínas; A bicamada lipídica tem permeabilidade muito baixa para os íons e para a maioria das moléculas polares. membrana permeável a fármacos apolares e não ionizados (sem carga) e impermeável à maioria dos fármacos polares e íons. Polar = hidrofílica Apolar = hidrofóbica Moléculas apolares → lipossolúveis → atravessam a membrana Moléculas não lipossolúveis → precisam de ajuda para atravessar a membrana/sistemas especiais de transporte Modalidades de absorção Processos de transporte por membranas: Processos passivos (sem gasto energético) difusão simples (lipídica) difusão por poros (filtração) difusão facilitada (transportadores) Processos ativos (com gasto energético) transporte ativo (transportadores) Processos passivos Difusão simples (lipídica) Grande nº de barreiras lipídicas que separam os compartimentos do corpo. Moléculas apolares: difundem-se através das membranas celulares. Moléculas pequenas Alta lipossolubilidade Moléculas não ionizadas Ex: anestésicos, alcaloides, hormônios. Existe uma estreita correlação entre a solubilidade lipídica e a permeabilidade da membrana celular às diferentes substâncias. A solubilidade lipídica é um dos determinantes mais importantes das características farmacocinéticas de um fármaco, permitindo prever diversas propriedades – como a taxa de absorção intestinal, a penetração no cérebro e outros tecidos e o grau de eliminação renal – a partir do conhecimento da sua lipossolubilidade. Processos passivos Difusão por poros (filtração) Canais aquosos: substâncias hidrossolúveis de pequeno tamanho (diâmetro <0,4 nm) - moléculas cujo raio seja menor do que o raio dos poros – maioria das moléculas de fármacos não atravessam Processos passivos Difusão facilitada A membrana participa da seleção de partículas, moléculas ou íons. A velocidade do processo depende da combinação com o transportador na membrana (são saturáveis e inibíveis - pode haver inibição competitiva entre substâncias transportadas) Ex: glicose, algumas vitaminas. Processos ativos Transporte ativo A substância precisa combinar-se reversivelmente com a proteína transportadora existente na membrana, formando com ela um complexo. A velocidade é limitada pela disponibilidade do transportador. O transporte é seletivo, requer energia de origem metabólica. Eletrólitos e substâncias HIDROSSOLÚVEIS de peso molecular. Difusão Simples: lipossolúveis e PM (peso molecular) Difusão por Poros: hidrossolúveis e PM Transporte Ativo: hidrossolúveis e PM Propriedades físico-químicas dos fármacos Hidrossolubilidade: moléculas hidrossolúveis são absorvidas através de transportadores específicos ou canais e poros hidrofílicos. Lipossolubilidade: solubilidade dos fármacos na bicamada lipídica das membranas biológicas, permitindo fácil travessia por difusão passiva. Tamanho da molécula: moléculas menores passam com facilidade. pH e ionização: a maioria dos fármacos são ácidos e bases fracas (doam ou recebem prótons portadores de carga, dependendo do pH). Os ácidos ou bases fracas se ionizam parcialmente → parte ionizada (com carga: A- ; BH+) e parte não ionizada (sem carga: HA; B) Base fraca BH+ B + H+ A forma não ionizada (molecular) é menos polar e mais lipossolúvel → sofre difusão através da membrana lipídica. Moléculas carregadas (ionizadas) atraem moléculas de água A forma ionizada (com carga) apresenta lipossolubilidade muito baixa e é praticamente incapaz de atravessar as membranas. FORMA NÃO IONIZADA APOLAR ATRAVESSAM membranas por Difusão Simples se o fármaco for lipossolúvel FORMA IONIZADA POLAR NÃO ATRAVESSAM membranas por Difusão Simples A lipossolubilidade de uma espécie sem carga depende da natureza química do fármaco. Para muitos fármacos, a espécie sem carga é suficientemente lipossolúvel para permitir uma rápida difusão através da membrana, mas existem exceções. P. ex., antibacterianos aminoglicosídeos (p. ex., gentamicina, amicacina) Mesmo a molécula sem carga é insuficientemente lipossolúvel, não apresentando difusão. Em geral, isso se deve à presença de grupos ligantes de hidrogênio (como as hidroxilas do componente açúcar dos aminoglicosídeos) que fazem com que a molécula sem carga fique hidrofílica. Para cada fármaco, há um valor de pH do meio em que 50% está na forma ionizada e 50% na forma não ionizada. Esse valor corresponde à constate de dissociação (pKa) → equilíbrio entre a parte ionizada e a não ionizada. Quando pKa=pH: fármaco 50% dissociado A capacidade de atravessas as membranas varia com o pH do meio. Valores de pKa para algumas substâncias ácidas e básicas Ácido com pKa baixo → ácido forte Ácido com pKa alto → ácido fraco Base com pKa alto → base forte Base com pKa baixo → base fraca Equação de HANDERSON-HASSELBACH PARA ÁCIDOS FRACOS: pH - pKa = log [A-] / [HA] PARA BASES FRACAS: pH - pKa = log [B] / [BH+] EXERCÍCIO Como estará o grau de dissociação de um fármaco ácido (pKa=6,0) no estômago (pH=1,0) e no intestino (pH=7,0)? Como estará o grau de dissociação de um fármaco ácido (pKa=6,0) no estômago (pH=1,0) e no intestino (pH=7,0)? Fórmula: pH – pKa = log [A-]/[HA] 1-6 = log [A-]/[HA] -5 = log [A-]/[HA] 10-5 = [A-]/[HA] 1/100000 = [A-]/[HA] Este fármaco será BEM absorvido no estômago (mais moléculas não ionizadas) Como estará o grau de dissociação de um fármaco ácido (pKa=6,0) no estômago (pH=1,0) e no intestino (pH=7,0)? Fórmula: pH – pKa = log [A-]/[HA] 7-6 = log [A-]/[HA] 1 = log [A-]/[HA] 101 = [A-]/[HA] 10/1 = [A-]/[HA] Este fármaco NÃO será bem absorvido na região do intestino com pH 7,0 (mais moléculas ionizadas) EXERCÍCIO Como estará o grau de dissociação de um fármaco básico (pKa=4,0) no estômago (pH=1,0) e no intestino (pH=7,0)? Como estará o grau de dissociação de um fármaco básico (pKa=4,0) no estômago (pH=1,0) e no intestino (pH=7,0)? pH - pKa = log [B] / [BH+] 1-4 = log [B] / [BH+] -3 = log [B] / [BH+] 10-3 = [B] / [BH+] 1/1000 = [B] / [BH+] Este fármaco NÃO será bem absorvido no estômago (mais moléculas ionizadas) Como estará o grau de dissociação de um fármaco básico (pKa=4,0) no estômago (pH=1,0) e no intestino (pH=7,0)? pH - pKa = log [B] / [BH+] 7-4 = log [B] / [BH+] 3 = log [B] / [BH+] 103 = [B] / [BH+] 1000/1 = [B] / [BH+] Este fármaco será BEM absorvido no intestino (mais moléculas não ionizadas) pH abaixo do pKa do composto → ácidos existem, em solução aquosa, na forma não iônica e bases, na forma iônica pH acima do pKa do composto → ácido na forma iônica e base na forma não iônica pH - pKa = log [A-] / [HA] 1,4 – 4,4 = log [A-] / [HA] -3 = log [A-] / [HA] 10-3 = [A-] / [HA] 1/1000 = [A-] / [HA] pH - pKa = log [A-] / [HA] 7,4 – 4,4 = log [A-] / [HA] 3 = log [A-] / [HA] 103 = [A-] / [HA] 1000/1 = [A-] / [HA] Fármaco ácido em meio ácido: ionização diminui e absorção aumenta Fármaco ácido em meio básico: ionização aumenta e absorção diminui Fármaco básico em meio básico: ionização diminui e absorção aumenta Fármaco básico em meio ácido: ionização aumenta e absorção diminui Fármacos ÁCIDOS são + absorvidos em pH ácido (maioria das moléculas na forma não ionizada). EX: AAS Fármacos BÁSICOS são + absorvidos em pH básico (maioria das moléculas na forma não ionizada). Ex: alcaloides, diazepam, morfina, trimetoprima Em casos de intoxicação medicamentosa: A alcalinização da urina acelera a excreção de ácidos fracos (maioria das moléculas na forma ionizada – não são reabsorvidas) e reduz a excreção de bases fracas (maioria das moléculas na forma não ionizada reabsorvidas). A acidificação da urina acelera excreção de bases fracas (maioria das moléculas na forma ionizada – não são reabsorvidas) e retarda a excreção de ácidos fracos (maioria das moléculas na forma não ionizada reabsorvidas). Locais de absorção dos fármacos Trato gastrintestinal: Mucosa bucal Mucosa gástrica Mucosa intestino delgado Mucosa intestino grosso Pulmão (administração por inalação) Pele Grande área de superfície absortiva e circulação no local de administração favorecem a absorção Mucosa gástrica: pobre vascularização; pH entre 1,0 e 3,5 Refeições sólidas, ácidas, gordurosas, quentes e volumes líquidos acima de 300 ml tendem a induzir um acentuado retardo do esvaziamento gástrico Pode retardar a chegada do fármaco ao intestino delgado, principal local de absorção – retardar a velocidade de absorção. Mucosa intestino delgado: Camada única de células, vilosidades e microvilosidades, alto suprimento sanguíneo, ampla superfície de absorção. Diarreia: menor absorção Constipação: maior absorção Principal e mais extensa superfície de absorção do TGI, ocorre por: Transferência passiva depende da ionização e da lipossolubilidade do fármaco; Transportadores A maioria dos fármacos são absorvidos no intestino: Maior tempo de permanência do fármaco nesse órgão, em comparação ao estômago; Ampla superfície de absorção (cerca de 200 vezes maior que a do estômago). Ácidos fracos são absorvidos na primeira porção do intestino onde o pH é de aproximadamente 4,5 - 5,0. Bases fracas são absorvidas ao longo do intestino, à medida que o pH torna-se mais básico (pH próximo à 8,0 no íleo distal). Fatores ligados ao paciente que influenciam na absorção Efeito de líquidos lumiais (pH, muco, viscosidade fluidos digestivos, sais biliares, enzimas); Tempo de trânsito intestinal; Esvaziamento gástrico; Condições patológicas (aumento ou diminuição da motilidade intestinal, retenção no estômago); Metabolismo de primeira passagem. Metabolismo de primeira passagem Fração do fármaco administrada que é removida pela passagem através da parede gastrintestinal, fígado ou outros órgãos, antes de atingir a circulação sistêmica. Implica em: Dose maior quando o fármaco é administrado por via oral em relação a outras vias (p. ex., via IV) Imprevisibilidade da dose - variação individual no metabolismo Biodisponibilidade É o principal parâmetro de interesse na absorção É a fração do fármaco não alterada que atinge seu local de ação após sua administração por qualquer via. É a quantidade disponível a ser utilizada pelo organismo. A biodisponibilidade é condicionada à: Quantidade de fármaco absorvida Quantidade de fármaco eliminada pelas diferentes etapas de primeira passagem. Se o fármaco for metabolizado, parte da forma ativa será inativada antes que possa atingir a circulação geral e ser distribuída para seus locais de ação. Fatores que influenciam na biodisponibilidade Via de administração (intravenosa 100 % biodisponível); Propriedades físico-químicas do fármaco; Características do paciente (fatores individuais); Processo de liberação do fármaco da forma farmacêutica; Dose; Interação com outras substâncias (fármacos e alimentos). Fatores que influenciam na absorção dos fármacos Fatores Concentração Maior Absorção Menor absorção Maior Menor Pequeno Grande Lipossolubilidade Hidrossolubilidade Forma não ionizada Forma ionizada Forma farmacêutica Líquida Sólida Dissolução das forma sólidas Grande Pequena pH local - ácido Ácidos fracos Bases fracas pH local - alcalino Bases fracas Ácidos fracos Área absortiva Grande Pequena Espessura da membrana absortiva Menor Maior Circulação local Grande Pequena Inflamação, ulceração, queimaduras Edema, choque Peso molecular Solubilidade Ionização Condições patológicas Fonte: FUCHS, F.D.; WANNMACHER, L. Farmacologia clinica. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010 p. 86