A utilização de fármacos envolve modificações e regulações que os mesmos provocam no organismo, pode-se considerar que compostos com atividade biológica provocam sua ação farmacológica de duas formas bem distintas, quanto ao seu mecanismo de ação, sendo estas formas os mecanismos inespecíficos e específicos.
Os fármacos com ação inespecífica não necessitam de alvos moleculares (receptores, canais iônicos, enzimas) para desencadear sua ação farmacológica, isto ocorre através das propriedades físico-químicas do próprio fármaco, como grau de ionização, solubilidade, tensão superficial e atividade termodinâmica. O exemplo mais conhecido de fármacos com ação inespecífica são os antiácidos, o mecanismo de ação ocorre por uma reação de neutralização, que faz com que o pH estomacal aumente, nesta situação não ocorre a interação do antiácido com algum receptor do estômago.
A ação inespecífica constitui a minoria dos fármacos, o mecanismo mais comum são para aqueles que agem de maneira especifica, ou seja, necessitam se ligar a alvos moleculares específicos para desencadearem sua ação farmacológica. Estes fármacos podem agir da seguinte forma: atuação sobre enzimas (ativação ou inibição), antagonismo, ação sobre membranas, ação na transcrição gênica.
Certos fármacos podem fornecer íons inorgânicos que irão atuar como ativadores de enzimas, este íon pode atuar de duas formas distintas: 1) O íon interage com o inibidor da enzima, inativando-o e assim impedindo que a enzima perca a sua ação; 2) o íon pode interagir diretamente com a enzima no sentido de alterar-lhe a conformação espacial e assim ativa-la. Outros fármacos podem ativar enzimas por mecanismo de adaptação, ou seja, a presença do fármaco induz a enzima a modificar sua estrutura do seu estado inativo para ativo, este fato pode ser observado com os fármacos da classe dos barbitúricos, que induzem enzimas de seu metabolismo, este é um dos principais mecanismo de tolerância a barbitúricos.
No sentido de inativar enzimas os fármacos podem atuar de maneira competitiva ou não-competitiva. Na inibição competitiva o fármaco e o substrato natural da enzima competem pelo sitio ativo da enzima. Neste tipo de inibição dois aspectos devem ser analisados: o primeiro deles diz respeito a concentração do substrato e do inibidor, a medida que a concentração de substrato torna-se superior ao inibidor, o substrato passa a deslocar o inibidor do sitio ativo da enzima reativando-a; o segundo aspecto que deve ser levado em conta, refere-se mais a um fator de desenvolvimento farmacológico, pois o inibidor deve possuir uma semelhança estrutural com o substrato da enzima, já que , enzima são catalisadores orgânicos com alta régio e estereoseletividade. A moclobemida aumenta a concentração de noradrenalina e assim reduz estados depressivos, que são caracterizados por baixas desse neurotransmissor.
Na inibição não-competitiva o fármaco combina-se com as enzima ou com o complexo enzima-substrato em um local diferente do sitio catalítico, ou seja, esse fármaco atua no sitio alostérico da enzima, que é o sitio responsável em manter a enzima em sua conformação ativa. Um exemplo desta inibição é o iodeto de ecotiofato que atua no sitio alostérico de enzima acetilcolinesterase desta forma inativando a enzima e aumentando a concentração de acetilcolina. Vale ressaltar que na inibição não-competitiva a ação do fármaco é independente da concentração do substrato, dependendo unicamente de sua concentração e sua velocidade de dissociação neste tipo de inibição, o fármaco não necessita ter semelhança estrutural com o substrato.
Outra ação de fármacos sobre enzimas relaciona-se a reativação enzimática. Compostos organofosforados podem inativar a acetilcolinesterase levando a uma intoxicação colinérgica, compostos da classe das oximas (como a pralidoxima) removem os compostos organofosforados do sitio ativo da acetilcolinesterase reativando esta enzima.
Outro mecanismo de ação muito comum a fármaco é o antagonismo, o antagonismo pode ser compreendido como a capacidade que um fármaco possui reduzir ou anular a atividade de outro. O antagonismo pode ser classificado em químico, fisiológico e farmacológico.
No antagonismo químico o antagonista interage quimicamente com o agonista e assim o inativa, após a reação química entre o antagonista e o agonista pode formar-se um complexo inerte ou com atividade diminuída.
Antagonismo fisiológico é aquele em que dois agonistas atuam em sistemas fisiológicas diferentes mas que o resultado final é que o efeito de um anula ou reduz o efeito do outro. A histamina provoca vasodilatação enquanto que a adrenalina provoca vasoconstrição efeitos opostos que são conseguidos por ações em sistemas diferentes.
No antagonismo farmacológico o agonista e o antagonista atuam no mesmo alvo molecular podendo ser no mesmo sitio de ação (competitivo) em sitio de ligação diferente (não competitivo). Espera-se que no antagonismo competitivo o agonista e o antagonista possuam estruturas químicas muito próximas, como exemplo desse antagonismo tem-se a ação de adrenalina sobre os receptores alfa-1 adrenérgicos provocando um efeito hipertensor devido a vasoconstrição que ocorre após a ativação de receptores alfa-1, enquanto que a prazosina atuaria como antagonista, esse fármaco se liga ao receptor alfa-1 mas não o ativa, desta foram não ocorre vasoconstrição e assim o efeito da adrenalina é reduzido.
No antagonismo não-competitivo o antagonista atua no sitio alostérico do alvo molecular reduzindo assim a afinidade do agonista com esse alvo, uma vez que, ao ter sua estrutura alterada o agonista não consegue interagir com o receptor. Neste tipo de antagonismo o antagonista não necessita possuir semelhança estrutural com o agonista.
Fármacos que atuam na supressão da função gênica em sua maioria são agentes quimioterápicos encontrados entre antibióticos, antimaláricos, antivirais. Os fármacos supressores da função gênica podem atuar como: inibidores da biossíntese dos ácidos nucleicos e inibidores da síntese proteica.
Os inibidores da biossíntese de ácidos nucleicos são fármacos que são empregados com bastante cuidado e uma vez que eles apresentam elevado grau de toxicidade isto porque eles atuam de maneira indistintos com os processos bioquímicos tanto de parasita quanto de organismo humano, eles não possuem seletividade.
Esses inibidores da biossíntese de acido nucleicos podem ser divididos em: inibidores da biossíntese de precursores nucleotídeos em ácidos nucleicos. Nos dois casos a principal ação é sobre enzimas que participam ou da formação de nucleotídeos ou na formação de acido nucleicos. Vale destacar que certos fármacos podem atuar intercalando-se entre as bases nitrogenadas.
Fármacos que atuam na síntese proteica podem desempenhar sua ação por meio de 2 mecanismos distintos: efeito sobre a expressão proteica; efeito sobre a síntese proteica. Fármacos que atuam na expressão gênica desempenham sua função por se ligarem a receptores intracelulares que após ativados terão ação sobre o DNA desta forma a atividade de enzimas como a DNA polimerase e a formação de RNAm poderão ser afetados. Os glicorticoides são fármacos que atuam por este mecanismo uma vez que, ao se ligarem a seus receptores eles diminuíram a expressão da enzima ciclooxigenase-2. As quinolonas atuam inibindo a ação de DNA polimerase.
Fármacos que atuam sobre a síntese proteica tem como seu alvo molecular o ribossomo, os fármacos podem atuar da seguinte forma: bloqueio de leitura do RNAt no sitio A dos ribossomos, mecanismo desenvolvido pelas tetraciclinas, bloqueio de enzima peptidiltransferase, desta forma não ocorre a formação de ligação peptídica, mecanismo desenvolvido pelo cloranfenicol; bloqueio da etapa de translocação impedindo assim que a cadeia peptídica se forme, mecanismo desenvolvido por aminoglicosideos.
Os fármacos que atuam sobre a membrana plasmática possuem os seguintes mecanismos. A) alteração de sua estrutura; B) interferência sobre os sistemas de transporte.
Os fármacos antifúngicos formam poros nas membranas plasmáticas dos fungos, após sua ligação com o ergosterol, desta forma o fungo perde eletrólitos e outras componentes celulares que são importantes para seu desenvolvimento e sobrevivência
Na membrana plasmática muitos transportes são utilizado para a entrada de nutrientes, íons e outras moléculas importantes para o desenvolvimento da célula. Alguns fármacos podem atuar nesses transportadores de maneira a ativa-los ou inativa-los.
A insulina ao se ligar em seus receptores ativa a enzima tirosina cinase, esta enzima por sua vez desencadeia uma serie de reações de fosforilação e desfosforilação que irão culminar na translocação que irão culminar na translocação do transportador GLUT para a membrana facilitando assim a entrada de glicose na célula.
Antihipertensivos como o nifedipino bloqueiam canais de Ca+2, como o cálcio é essencial para mecanismos de contração, com esse bloqueio ocorre um relaxamento da musculatura vascular e assim esses fármacos reduzem a pressão arterial.
Benzodiazepínicos são fármacos que atuam por modulação alostérica, aumentando assim a afinidade do neurotransmissor GABA com o seu receptor, o aumento desta afinidade leva ao aumento da frequência de abertura dos canais de cloreto e um maior influxo deste íon provoca uma hiperpolarização de membrana e ao surgimento de potenciais pós-sinápticos inibitórios.
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