FARMACOLOGIA II P2 (PARTE 2)

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FARMACOLOGIA II P2 (PARTE 2)
PRINCÍPIOS MOLECULARES DOS FÁRMACOS
Estrutura molecular dos receptores – os receptores são proteínas e, como toda proteína, apresentam um grupamento aminoácido que regula suas funções e características. Além disso, todos esses receptores, tirando o receptor nuclear, são como se fosse uma caixa de correios, em que o fármaco se liga (coloca a cartinha) e essa cartinha é enviada para ser ativada intracelularmente pela caixa de correio, no caso, o receptor. Os receptores, como já vimos, apresentam domínios de ligação (externos e internos) e, na verdade, no caso dos externos, é onde o fármaco vai se ligar e, a partir do momento em que ele se liga, ele precisa provocar uma alteração nesse receptor para que o receptor ative uma via bioquímica, o que irá ativar, posteriormente, a função fisiológica intracelular específica.
Tipos de receptores (agora, vamos tentar entender mais a fundo cada tipo de receptor – CAI NA PROVA):
TIPO 1 – CANAIS IÔNICOS C. P/ LIGANTES
Canal iônico é um tipo de receptor que gera uma resposta muito rápida.
Esse tipo de receptor é formado por cinco proteínas transmembrana que formam um canal. Dessa forma, o canal iônico trata-se de uma proteína pentamérica, além de apresentar outra proteína que oclui o canal, as α-hélices formadoras da comporta do canal.
(PROVA) Ademais, o canal iônico pode ser encontrado em três estados, ativado, inativado e em repouso. É sabendo esse conceito que a gente consegue entender o porquê da célula passar pelo período refratário. Por exemplo, como que funciona o potencial de ação? Nós temos a célula em potencial de repouso e, por um estímulo, começa a entrar sódio gradualmente, configurando o estado em potencial graduado. Então, ocorre a abertura dos canais de sódio regulados por voltagem, entra muito sódio e é criado o potencial de ação. Aí, temos a abertura dos canais de potássio e dos canais de cálcio, quando o cálcio começa a sair, causando o platô e a subsequente ativação da bomba de sódio e potássio, a qual volta com o potássio para dentro da célula e com o sódio para fora dela, repolarizando-a. Analisando essa situação, conseguimos analisar o período refratário absoluto, o período refratário relativo e a soma do período refratário absoluto com o período refratário relativo, a qual é o período refratário efetivo. Por que a célula entra em período refratário? Por que o canal iônico tem esses três estados que falamos, o estado ativado, inativado e fechado. Então, quando o canal está no estado aberto, passa sódio, enquanto que, quando a célula está passando pelo estágio do período refratário absoluto, quando ela não pode gerar despolarização, os canais iônicos de sódio abriram e, agora, depois que ele abre, entra uma proteína transmembrana nele, inativando-o (entrando no período refratário absoluto). Logo depois disso, a alteração de voltagem da membrana leva à saída dessa proteína e ele fica no estágio fechado (fechado com a possibilidade de abrir). Vamos resumir, quando para o sódio entrar e ocasionar o potencial de ação, é necessário que os canais de sódio estejam abertos; para que o sódio não entre mais, após o potencial de ação ter ocorrido, o que possibilita que a célula repolarize, os canais iônicos são encontrados fechados e sem a possibilidade de abrir, conformando o estágio de período refratário absoluto (estágio inativado); por fim, ainda podemos encontrar os canais iônicos fechados, mas com a possibilidade de abrir, configurando o estágio de repouso.
Muitos fármacos utilizados para diversas patologias em que temos o aumento da frequência de disparo, por exemplo, os anti-epiléticos, os antiarrítmicos, entre outros, aproveitam dessa propriedade dos canais iônicos passarem por esses três estados. Normalmente, esses fármacos apresentam uma maior atração pelo estado inativado, uma vez que, quanto maior for o estado inativado, menor será o número de potenciais de ação ativados e, assim, menor será a quantidade de estímulos simpáticos levados ao coração, controlando o aumento da frequência de disparo. Mas, não confundir o tempo em que cada receptor permanece em estado inativado e o tempo geral de todos os estados inativados somados, por exemplo, um indivíduo com epilepsia apresenta períodos inativados menores, mas uma maior quantidade deles, já que estão sendo ativados mais potenciais de ação e, sempre após a passagem do potencial de ação por uma determinada região da membrana celular, os canais iônicos para o sódio daquele local ficam em estado inativado. Os fármacos, então, acabam tendo uma atração maior pelos canais inativados, ou que ficam inativados mais vezes (uma vez que são esses os canais que são ativados mais vezes, entende?), objetivando deixá-los mais tempo inativados – aquele tecido que apresenta uma frequência de disparo maior acaba sendo mais afetado pelo fármaco. E qual canal que vai estar mais vezes no estado inativado? Aquele que sofre uma despolarização mais frequente.
Relembrando, quais são os tipos de canal iônico? Canais iônicos regulados por voltagem, canais iônicos regulados por ligante, canais iônicos regulados por segundo mensageiro e canais iônicos de reserva.
Quando falamos de canais iônicos que são receptores, estamos falando dos canais iônicos regulados por ligantes, os ionotrópicos.
Para uma estrutura ser classificada como receptor é necessário que elas só sejam ativadas se alguma estrutura, como a molécula de um fármaco, se ligar a elas.
OBS. 1: para que um canal iônico nicotínico se abra (suas comportas se abram) é necessário que duas moléculas de acetil colina se liguem nele. A partir do momento em que essas moléculas se ligam, a proteína que fica obstruindo o canal (as comportas) sofre uma alteração conformacional e se abre. Aí, no caso do receptor nicotínico, ou seja, que se liga à acetilcolina (colinérgico), ele é um canal de sódio regulado por ligante.
TIPO 2 – LIGADOS À PROTEÍNA G
Os receptores ligados à proteína G também podem ser chamados de receptores metabotrópicos.
O receptor ligado à proteína G é uma proteína transmembrana com 7 domínios que passam pela membrana plasmática, sendo que temos o domínio terminal extracelular e o domínio terminal intracelular. O fármaco se liga no domínio terminal extracelular.
Quando a proteína está em repouso, as subunidades α, β e γ está associada a uma molécula de GDP (por isso que ela chama proteína G). Quando o agonista se liga (lembrando que agonista é quem tem afinidade e eficácia e pode ser tanto uma substância fisiológica, quanto o fármaco), ele provoca uma alteração conformacional no receptor. No caso da proteína G, em si, ela troca esse GDP por GTP e, aí, ela ganha um fosfato, o que dá energia para que a subunidade α se dissocie das subunidades β e γ. Depois que a subunidade α se dissocia das outras, ela começa a migrar através da membrana até se ligar, ou à adenil ciclase, ou à fosfolipase C (depende do tipo de proteína G – Gs e Gi se liga à adenil ciclase, enquanto que a Gq se liga à fosfolipase C). Da mesma forma, as subunidades β e γ vão migrar também, mas para o outro lado, sendo que, geralmente elas desempenham atividade complementar à da subunidade α.
→ PROTEÍNA Gs
(s de estímulo)
No caso da proteína Gs, a subunidade α se liga e ativa a adenil ciclase, que uma enzima presente na membrana celular e é essa a enzima que, depois de ativada, vai ativar a cascata bioquímica responsável por sintetizar AMPc, aumentando, consequentemente, a quantidade de AMPc na célula.
→ PROTEÍNA Gi
(i de inibitória)
No caso da proteína Gi, a subunidade α se liga à adenil ciclase, mas, dessa vez, ela a inibe. Assim, ela é responsável por, consequentemente, inibir a síntese de AMPc na célula e, dessa forma, diminuir a concentração dele na célula. Nesse caso, as subunidades β e γ continuam com a função de complementar a função da subunidade α e, portanto, complementam a atividade inibitória, abrindo canais de potássio, por exemplo (se ela abrir canais de potássio, a célula fica hiperpolarizada e, assim, não consegue respondere ativar potenciais de ação).
→ PROTEÍNA Gq
(q de cálcio – ela aumenta, no final, a concentração de cálcio no interior da célula)
Se estamos falando da proteína Gq, qual é o alvo da subunidade α? A enzima fosfolipase C. A fosfolipase C, depois de ativada, degrada o fosfolipídio de membrana chamado fosfatidil inositol bifosfato em duas estruturas, o IP3 (fosfatidil inositol trifosfato) e o DAG (diacil glicerol), sendo que essas duas estruturas são segundos mensageiros, da mesma forma que no caso da adenil ciclase. No final dessa cascata bioquímica, ocorre a síntese de cálcio.
OBS. 2: normalmente, a subunidade β e γ potencializa a atividade da subunidade α. Geralmente, elas têm ação relacionada a canais iônicos, como no caso do canal iônico de potássio.
Ademais, os principais tipos de receptores, farmacologicamente falando, que iremos estudar, são os canais iônicos regulados por ligantes e os receptores ligados à proteína G (ionotrópicos e metabotrópicos). Em relação aos receptores ligados à proteína G, eles podem ser de diversos tipos, como os muscarínicos, os adrenérgicos, os opióides, entre outros.
OBS. 3: 90% dos fármacos são associados a proteína G.
E, ainda, os receptores metabotrópicos podem ser ativados por substâncias endógenas – lembrando que o receptor não é feito para um fármaco se ligar, ele é feito para moléculas fisiológicas se ligarem e as moléculas dos fármacos específicos apresentam forma parecida e, por isso, conseguem se ligar neles, desempenhando as mesmas funções dessas moléculas fisiológicas. Por exemplo, em um processo de inflamação, que é uma ação fisiológica, as proteases se ligam a esses receptores. Além disso, também existem as substâncias endógenas que bloqueiam a ativação dos receptores, sendo os antagonistas, agindo, por exemplo, clivando o domínio extracelular da proteína G, inativando aquele receptor.
Podemos ver nessa imagem aqui em cima dois alvos, o alvo 1 e o alvo 2, O alvo 1 é onde vai se ligar a subunidade α, enquanto que o alvo dois é onde vai se ligar a subunidade β e γ. Esses alvos são proteínas que ficam na membrana plasmática.
OBS. 4: nem sempre a função de Gi é inibitória. As vezes, quando eu inibo um processo intracelular, o que eu tenho de resposta fisiológica é uma ativação. Quem é responsável pela ação não é a proteína G, mas, sim, o receptor daquele órgão, sendo que essa atividade depende daquele órgão onde está esse receptor. {pelo que eu entendi, as cascatas bioquímicas são as mesmas, sendo que o que varia é como o órgão específico vai reagir aos produtos dessas cascatas bioquímicas}.
OBS. 5: quinase ativa fosforilação; fosfatase ativa desfosforilação.
- Alvos das Proteínas G:
 Via da Adenil Ciclase: responsável pela formação de AMPc;
 Via da Fosfolipase C: responsável pela formação de PIP3 e DAG (no final, cálcio);
Além dessas vias, a proteína G pode ativar outras vias:
Essas vias podem ser ativadas pelas proteínas Gs e Gi, sendo que ocorrem da mesma forma, ou seja, a subunidade α vai se ligar a uma proteína e ativá-las, a questão é que a subunidade α se liga a outras proteínas que não a adenil ciclase e a fosfolipase C (no caso, RHO ou MAP quinase).
 Via RhoA/Rho Quinase: sistema que controla a atividade de diversas vias de sinalização;
 Via MAP Quinase: trata-se da proteína quinase ativada por mitógenos e tem grande importância nos processos de divisão celular, além de várias outras funções. É por essa via que a célula sabe quando precisa iniciar o processo de divisão celular. Essa via é a que vai inicia o processo de produção de ciclase dentro da célula, que é o que faz com que a célula saia de G0 e entre na fase de mitose, para conseguir dividir. Essa via é muito importante quando estamos tratando de fármacos quimioterápicos, pois inibindo essa via, conseguimos inibir a mitose.
Mas, quem inativa esse aumento de AMPc advindo da ativação da via de sinalização da proteína Gs? Nós sabemos que o aumento de AMPc leva a uma atividade fisiológica e, dessa forma, ele não pode permanecer aumentado. Dessa forma, existe uma enzima chamada fosfodiesterase, que é uma enzima que degrada tanto AMPc, quanto GNPc.
Como já vimos, a função do receptor é fisiológica, ou seja, a função é do receptor, não da substância que se liga.
O aumento de AMPc no meio intracelular vai ativar a proteína quinase e, aí, a gente vai continuar a via.
Todo esse processo de ativação tem como intuito ativar a proteína quinase, sendo que a ativação do A MPc gera a ativação da proteína quinase A, enquanto que a ativação da fosfolipase C gera a proteína fosfoquinase C.
Ademais, o canal iônico pode ser alvo da proteína G, por exemplo, no caso do nervo vago e da condução de estímulos simpáticos, especialmente relacionados aos receptores colinérgicos. Com a liberação de acetilcolina na fenda sináptica, entre a fibra nervosa e o órgão alvo, ela vai atuar em receptores muscarínicos. Nesse caso, então, temos a proteína G sendo ativada pela acetilcolina e, aí, a subunidade α vai ativar a conversão do ATP em AMPc (proteína Gs) e, com AMPc, a proteína fosfoquinase A é ativada, a qual promove a abertura de canais iônicos. Nesse caso, ainda, a subunidade β e γ, como na maioria dos casos, potencializa essa ação, promovendo a abertura de outros canais iônicos sobressalentes, visando polarizar a célula e, então, abrindo canais de potássio ou de cloreto.
Mas, em relação aos segundos mensageiros, o que precisamos saber na farmacologia é a relação deles com a enzima específica: quando a enzima alvo for a adenil ciclase, o segundo mensageiro é o AMP ou o GMP; quando a enzima alvo for a fosfolipase C, o segundo mensageiro é IP3 e DAG.
OBS. 6: o aumento do nível de NO a nível intracelular é estimulado pelo AMPc. O NO é essencial para ocorrer a vasodilatação e, dessa forma, se aumentarmos a concentração intracelular de AMPc, estamos induzindo a vasodilatação. Existem fármacos que se ligam a receptores acoplados à proteína G, no caso Gs, e que promovem, dessa forma, a vasodilatação (lembrando que cada ação gerada depende do receptor e do órgão onde esse receptor está localizado – nesse caso, por exemplo, houve a vasodilatação como resposta porque esse fármaco se ligou aos receptores das células constituintes das paredes dos vasos sanguíneos.
Outra coisa que é muito importante da gente saber é que a via do ácido araquidônico é uma via inflamatória, além de ser fisiológica. O ácido araquidônico é produzido pela ativação de uma fosfolipase. O ácido araquidônico também degrada um fosfolipídio de membrana.
OBS. 7: a via da fosfolipase A também pode ativar a fosfolipase C, enquanto que a via da fosfolipase C também pode ativar a fosfolipase A.