Farmacodinamia: Mecanismo de Acción de los Fármacos, Presentación

Farmacodinamia y Mecanismo de Acción de los Fármacos

TEMA 2: FARMACODINAMIA: MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS
FÁRMACOS

Farmacodinamia: Acciones y Efectos

1. FARMACODINAMIA
1 -Farmacodinamia
ACCIONES
DE LOS
FÁRMACOS
EFECTOS
DE LOS
FÁRMACOS
Efecto
Describe los efectos de un fármaco en el cuerpo.
Estudia el Mecanismo de Acción de los fármacos.
Su conocimiento es fundamental para conocer y comprender:
- La auténtica función de los fármacos en el organismo.
- Todas las consecuencias de su administración, incluyendo RAM.
- Empleo racional del medicamento.
- Diseño de nuevos fármacos:
relación estructura-actividad

Ejemplos de Fármacos y su Estructura

O
NH3
O
.NH3
Pt
Pt
CI
NH
O
CISPLATINO
CARBOPLATINO
ANH2
O

P
NH2
OXALIPLATINO
Interacción
Cambios
Bioquímicos
fisiológicos
Diana farmacológica
Efecto farmacológico

Fármacos de Acción Inespecífica

Fármacos de acción INESPECÍFICA
· Sitios de fijación inespecífica
· La molécula aceptora no es modificada por el fármaco: no origina repercusión celular
Betadine
· Formación de complejos
· Ligeras modificaciones en su estructura química no producen cambios importantes en la acción farmacológica.

Fármacos de Acción Específica

Fármacos de acción ESPECÍFICA
· Sitios de fijación específica
· La molécula aceptora es modificada por el fármaco con repercusión celular
· Origina cambios en la actividad celular
· Diana/receptor farmacológico
· Ligeras modificaciones en su estructura pueden producir cambios en la acción farmacologica.
Rango dosis que es
seguro y eficaz
Potencia, eficacia y
seguridad entre
fármacos
0
·NH
Interacción
Diana farmacológica

Fármacos de Acción Específica: Receptores y Dianas

2. FÁRMACOS DE ACCIÓN ESPECÍFICA
RECEPTOR: macromolécula proteínica celular encargada de reconocer y responder a
señales química endógenas.
DIANA FARMACOLÓGICA: molécula con la que interacciona un fármaco para generar sus
efectos. Su modificación origina cambios en la actividad celular.

Tipos de Dianas Farmacológicas

• Proteínas:
  • Enzimas.
  • Proteínas transportadoras.
  • Canales iónicos.
  • Receptores.

· Otros lugares diana:
- ADN.
- Constituyentes de la pared celular.
- Otras proteínas: Tubulina, VEGF, ...
- Receptor huérfano.
Interacción
Efecto
farmacológico
Diana farmacologica
En farmacología, es frecuente el
uso
de
"Receptor
(farmacológico)" como "Diana
Farmacologica".

Localización de Dianas Farmacológicas

Localización de Dianas
· Membrana plasmática
· Citosol
· Membrana de organelas
· Núcleo
· Extracelular
Los fármacos de acción específica interaccionan con componentes macromoleculares
específicos del organismo: RECEPTORES O LUGARES DIANA O DIANAS FARMACOLOGICAS.
Lo hacen de forma directa o mediante la acción de segundos mensajeros, y provocan
alteraciones del sustrato celular (inicio de cambios bioquímicos o fisiológicos, caracterizan
la respuesta al fármaco ... ).
Lo hacen a dosis bajas y de forma selectiva.
Poseen grupos químicos que les permiten interaccionar con la diana. El conjunto de
grupos químicos que le confiere su actividad biológica se le conoce como farmacóforo.

Tipos de Receptores Farmacológicos y Ejemplos de Fármacos

TIPOS DE RECEPTORES FARMACOLÓGICOS
EJEMPLOS DE FÁRMACOS QUE SE UNEN A
LOS RECEPTORES
Receptores de hormonas y neurotransmisores
Receptores adrenérgicos
Adrenalina y propranolol
Receptores de histamina
Cimetidina y difenhidramina
Receptores de 5-hidroxitriptamina (serotonina)
Dietilamida del ácido lisérgico (LSD) y
sumatriptán
Receptores de insulina
Insulina
Receptores muscarínicos
Atropina y betanecol
Receptores de opioides
Morfina y naltrexona
Receptores de esteroides
Cortisol y tamoxifeno
Enzimas
Anhidrasa carbónica
Acetazolamida
Colinesterasa
Donepezilo y fisostigmina
Ciclooxigenasa
Ácido acetilsalicílico y celecoxib
ADN polimerasa
Aciclovir y zidovudina
ADN topoisomerasa
Ciprofloxacino
Proteasa del virus de la inmunodeficiencia
humana (VIH)
Indinavir
Monoaminooxidasa
Fenelzina
Na ,K -adenosina trifosfatasa
Digoxina
Xantina oxidasa
Alopurinol
Proteínas transportadoras de membrana
Canales iónicos dependientes de ligando
Diazepam y ondansetron
Canales iónicos dependientes de voltaje
Lidocaína y verapamilo
Transportadores de iones
Furosemida e hidroclorotiazida
Transportadores de neurotransmisores
Fluoxetina y cocaína
Otras macromoléculas
Lípidos de membrana
Alcohol y anfotericina B
Ácidos nucleicos
Ciclofosfamida y doxorubicina

Interacción Fármaco-Receptor

3. INTERACCIÓN FÁRMACO-RECEPTOR
Fármaco
Sistema de
Amplificación
Sistema de
transducción
Sistema
efector
1
Fármaco
Diana
Farmacológica
EFECTO
FARMACOLOGICO
Receptor
¿Cómo se produce?
Unión Ligando - Receptor
El estudio de la farmacodinamia se basa en el concepto de la unión fármaco-receptor.
Cuando un fármaco o un ligando endógeno (como una hormona o un neurotransmisor)
se une con su receptor puede haber una respuesta a esa interacción. Cuando un número
suficiente de receptores están unidos (u "ocupados" en una célula, el efecto acumulativo
de la "ocupación" del receptor puede ser aparente en dicha célula. En algún punto todos
los receptores pueden estar ocupados, y entonces se observa una máxima respuesta.Cuando la respuesta ocurre en muchas células el efecto puede verse a nivel del órgano o
incluso del paciente.

Aspectos Cualitativos de la Interacción Fármaco-Receptor

3.1. ASPECTOS CUALITATIVOS
AFINIDAD: capacidad de los ligandos (fármacos) de fijarse e interaccionar/unirse a un
receptor determinado. Depende del número y tipo de enlaces entre fármaco y Receptor.
ESPECIFICIDAD: capacidad de un receptor de distinguir entre un ligando y otro aunque
sean parecidos. También se puede referir al fármaco, en cuyo caso sería capacidad del
fármaco de unirse a un receptor específico y no a otros tipos de receptores.

• FÁRMACO AGONISTA .- Medicamento o sustancia que se une a un receptor en el interior
  o la superficie de una célula y produce la misma acción que la sustancia que
  normalmente se une con el receptor.

. FÁRMACO ANTAGONISTA .- En el campo de la medicina, sustancia que frena la acción o
el efecto de otra sustancia. Por ejemplo, un medicamento que bloquea el efecto
estimulante del estrógeno sobre una célula tumoral se llama antagonista del receptor de
estrógeno.
. Un farmaco/ligando puede presentar afinidad por distintos
receptores. A bajas concentraciones se unirá preferentemente al
receptor con el que presente mayor afinidad.
· Ejemplo:
Afinidad de Adrenalina por receptores adrenérgicos
B2
a1
Vasodilatación
L PA
Vasoconstricción
1 PA
Concentraciones de Adrenalina y Efecto observado
L
L
Efecto
Farmacológico
R
R
Activación: Agonista
Unión ligando-receptor
Complejo L-R
No activación:
Antagonistas
AFINIDAD
EFICACIA
Estudios de
ocupación de receptores
Curvas concentración-
respuesta
· Ejemplo de especificidad:
Beta-bloqueantes
(antagonistas
de
Receptores
beta
adrenérgicos) son utilizados para el tratamiento de la
hipertensión.
Propranolol
(No cardioselectivo)
Atenolol
(Cardioselectivo)
B2
$1
B2
B1
I
Broncoconstricción
L PA
PA

Curva Dosis-Respuesta

3.2. CURVA DOSIS-RESPUESTA
Para evaluar la eficacia hay que medir un efecto farmacológico.100 -
-@- Agonista completo
-@- Agonista parcial
Fármaco B
Farmaco B
-.- Antagonista neutro
60
-@- Agonista inverso
50
20
Efecto farmacológico: relación entre la magnitud de la respuesta y la
dosis administrada.
· Cálculo de:
· Emáx: Respuesta/Efecto máxima producida por el
fármaco (Indicador de eficacia).
· DE50: Dosis necesaria para originar el 50% de la
respuesta máxima
Indicador
/ de eficacia
· pD2: Potencia agonista
E
PD2= - log DE50
E_/2
Indicador
de potencia
Comparar fármacos
0,2 DE 2 20
log (dosis)
DE 50
DEBO
DESO
LOGARITMO DE LA DOSIS
POTENCIA

Clasificación de Fármacos de Unión Específica

3.3. CLASIFICACIÓN DE FÁRMACOS DE UNIÓN ESPECÍFICA
Dependiendo de la capacidad del fármaco para generar respuesta tras unirse a su
RECEPTOR (actividad intrínseca):
Además del sitio de unión al agonista (actualmente conocido como sitio de unión
ortostérico), al que también se unen los antagonistas competitivos, las proteínas
receptoras poseen muchos otros sitios (alostéricos) de unión a través de los cuales los
fármacos pueden afectar a la función del receptor de varias formas, aumentando o
reduciendo la afinidad de los agonistas por su sitio de unión, modificando la eficacia o
produciendo una respuesta ellos mismos.

• Agonistas:
  Competitivo o No competitivo
  Reversible o Irreversible
• Antagonistas:
  Total/puro
  Parcial
  Inverso

· Los agonistas dan inicio de una respuesta,
como el ligando natural.
. Los antagonistas impiden la acción del
agonista/ligando.
Puede haber manifestación de
efecto biológico.
Los fármacos alostéricos se unen al receptor en un sitio distinto del correspondiente a los
agonistas «tradicionales» (actualmente denominados con frecuencia agonistas
«ortostéricos»). Modifican la actividad del receptor:
1) alterando la afinidad del agonista.
2) alterando la eficacia del agonista.
Porcentaje del efecto máximo
0
Log [Fármaco]
-20
[Fármaco]
-12
.io
log [fármaco]
CEse es la concentración del
farmaco que produce una
respuesta igual al 50% de
la respuesta máxima
La potencia de los fármacos puede
compararse mediante el valor de
CEse cuanto menor es CEsa,
más potente es el fármaco
Potencia
Eficacia
Concentración de fármaco necesaria
para obtener un efecto determinado
DEso y pDz
Describe la intensidad de la respuesta
causada por un farmaco.
Emax
Efecto máximo
1
3
Eficacia
%RESPUESTA
50%
-----
A
100
Farmaco A
B
100
Farmaco A
Respuesta biológica (%)
Porcentaje del efecto máximo
.-
Efecto
3) produciendo directamente una respuesta por sí mismos.

Agonismo y Modulación de la Respuesta

Agonista
Fármaco
alostérico
Modulación
de la afinidad
Modulación
de la eficacia
Agonismo
(ortostérico)
Agonismo
alostérico
Respuesta

Tipos de Agonistas

3.3.1. AGONISMO
AGONISTAS: molécula capaz de interactuar con el Receptor y generar un efecto
farmacológico (derivado de esa interacción):
- AGONISTAS COMPLETOS, puros o totales: se unen a sus dianas y las activan lo máximo
posible. Capacidad para generar respuesta máxima.
Ej. Salbutamol y Receptor B2. a = 1.
- AGONISTAS PARCIALES: producen una respuesta por debajo de la máxima al unirse a
sus dianas (aún ocupando el 100% de los Receptores).
Ej. Buprenorfina y Receptor opiáceos u a < 1.
- AGONISTAS INVERSOS (antagonistas negativos):
transforman las dianas
constitutivamente activas en inactivas.
Ej. Beta-carbolinas y Receptor GABA-A. Pimavanserin y Receptor 5-HT2A a =- 1
agonista puro
agonista puro
(de menor afinidad)
Respuesta tisular
agonista puro
Respuesta tisular
· agonista parcial
- agonista parcial
A
Concentración del agonista
B
Log de la concentración del agonista