Modulo di Farmacologia, Corso di Scienze biomediche 2, Università degli Studi di Milano

Programma del modulo di Farmacologia

• Interazioni farmaco recettore; agonisti ed antagonisti recettoriali
• Farmacocinetica. Assorbimento, distribuzione, metabolismo ed eliminazione dei farmaci
• Interazioni farmacologiche e fitoterapici
• Fasi delle sperimentazione clinica del farmaco e Farmacovigilanza
• Farmacogenetica
• Farmacologia del SNC - Generalità sui recettori, principali classi di recettori molecolari

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Programma del modulo di Psicofarmacologia (Psichiatria 2)

Studio degli psicofarmaci, dei loro principali meccanismi di azione, gli impieghi terapeutici, gli effetti collaterali e la tossicità.

Terapia farmacologica

Terapia farmacologica dell'ansia Terapia farmacologica della depressione Terapia farmacologica delle psicosi Terapia del disturbo bipolare Terapia dell'autismo e dell'ADHD

Effetti tossici delle sostanze di abuso

Le principali sostanze di abuso (droghe sintetiche e naturali): Meccanismo d'azione, effetti neuropsichiatrici, effetti collaterali e tossicità. Principi di trattamento farmacologico delle dipendenze da sostanze d'abuso.

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Metodi didattici

Lezioni frontali. Ogni lezione è supportata da una presentazione PowerPoint.

Materiale di riferimento

Whalen K. Le basi della Farmacologia. (3a ed italiana condotta sulla settima edizione americana), Zanichelli editore; Govoni - Farmacologia, Casa editrice Ambrosiana

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Farmacologia: Scienza e Fenomeni

Scienza che si propone lo studio dei farmaci e delle leggi secondo le quali si svolgono i fenomeni indotti da tali sostanze nell'organismo.

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Farmaco: Definizioni

Dal greco φάρμακον (pharmacon) Definizione di Ippocrate (IV sec a.C): Sostanza capace di variare lo stato esistente dell'organismo, ovvero di determinarne modificazioni funzionali.

Distinzione tra Farmaco, Medicamento, Veleno e Droga

Non necessariamente medicamento/medicinale (sostanza con proprietà curative o profilattiche), ma anche veleno (sostanza tossica che può compromettere più o meno gravemente l'integrità e la funzionalità di un organismo vivente) e droga (sostanza chimica derivata da piante o di sintesi che può causare alterazioni fisiche, mentali ed emotive).

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Farmaco: Definizione O.M.S.

Organizzazione Mondiale della Sanità (O.M.S.): qualsiasi sostanza chimica o prodotto utilizzato per modificare funzioni fisiologiche o stati patologici a beneficio del paziente

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Farmaco o Droga o Veleno? La Dose

"SOLA DOSIS VENENUM FACIT" (è la dose che fa il veleno) Nel suo utilizzo come medicamento, il farmaco può risultare un rimedio valido, spesso insostituibile, ma anche un rimedio capace di determinare effetti tossici molto gravi. Sono le condizioni di utilizzo di un medicamento, in rapporto anche alle esistenti o preesistenti condizioni del malato, a determinare l'effetto benefico o un effetto dannoso.

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Farmaco: Classificazione per Origine

1. origine vegetale (alcaloidi: morfina; alcuni chemioterapici: taxolo, vinblastina)
2. origine animale (insulina, cortisonici, oggi prodotti in laboratorio;)
3. origine minerale (sali di litio, sali di magnesio, sali di alluminio)
4. produzione per sintesi nel laboratorio chimico e/o biologico

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Farmaco: Classificazione per Obiettivi

1. i farmaci capaci di ostacolare o sopprimere le cause delle malattie vengono chiamati farmaci 'causali' o 'etiologici',
2. farmaci in grado di bloccare o ridurre i meccanismi responsabili dello stato morboso ripristinando le funzioni dell'organismo alterate dalla malattia vengono definiti farmaci 'patogenetici/sostitutivi',
3. Farmaci capaci di contrastare i sintomi della malattia: 'sintomatici',
4. Farmaci capaci di alleviare lo stato di sofferenza senza portare a guarigione hanno il nome di farmaci 'palliativi'.

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Farmaco: Componenti

In tutti i farmaci si distinguono due componenti:

1. il principio attivo
2. gli eccipienti.

Funzioni degli Eccipienti

azione curativa del farmaco Funzioni diverse, per esempio:

• proteggere il principio attivo dagli agenti esterni che potrebbero danneggiarlo, per esempio il caldo o il freddo;
• aumentare il volume per consentire la preparazione di compresse o simili;
• facilitare l'assorbimento del principio attivo nell'organismo;
• rendere il sapore dei medicinali più gradevole.

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Farmacologia: Compiti e Discipline

La farmacologia è la scienza che si pone il compito:

a) di studiare e individuare gli effetti di un farmaco, sia esso estrattivo o di sintesi o derivante da biotecnologie, sulle funzioni vitali degli organismi viventi, b) di determinare il modo di agire rispetto anche alla dose (terapeutica e/o tossica), c) di studiare l'evoluzione temporale della concentrazione dei farmaci nell'organismo, d) di ricercare, quale disciplina medica, nuovi medicamenti, e) di identificare e comprendere, quale scienza, attraverso la somministrazione di farmaci, i processi fisiologici presenti nell'organismo.

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Discipline della Farmacologia

La farmacologia è l'insieme di numerose altre discipline che si interessano di studiare aspetti specifici dei farmaci, i loro effetti in determinate categorie di popolazione o gli effetti collaterali.

Categorie Principali

Fra le categorie principali ci sono:

• Farmacodinamica che studia l'effetto che ha un farmaco sull'organismo;
• Farmacocinetica che studia ciò che l'organismo fa a un farmaco, ossia descrive il destino del farmaco dall'ingresso fino all'espulsione dall'organismo;
• Farmacogenetica che studia la variabilità interindividuale nella risposta ai farmaci su base genetica;
• Farmacovigilanza che valuta la sicurezza del farmaco, monitorando effetti collaterali o tossici.

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Farmacodinamica: Effetti del Farmaco

La farmacodinamica è lo studio degli effetti molecolari, fisiologici e biochimici del farmaco sul corpo:

Studio dell'azione del farmaco sull'organismo, al fine di valutarne l'efficacia

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Meccanismi d'azione dei farmaci

1) Meccanismo specifico. Interazione selettiva con macromolecole (quasi sempre proteine) che hanno uno specifico ruolo fisiologico (recettori).

2) Meccanismi non specifici (casi rari), non mediati da interazioni selettive con macromolecole:

Alterazioni Chimico-Fisiche e Chimiche

Alterazioni delle proprietà chimico-fisiche dei fluidi biologici: Antiacidi (es .: Bicarbonato: reazione acido-base), Lassativi: osmosi. Alterazione chimica non-specifica: H2O2: reazione di ossido-riduzione.

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Recettore: Definizione Classica Biologica

Molecola che è in grado di legare specificamente un'altra molecola (ligando endogeno) e di generare risposte biologiche.

L'ACh può avere azione sia eccitatoria che inibitoria ACh sul recettore nAChR. azione eccitatoria (apertura di un recettore canale Na'/K*) C Hocefborre Chiuso AD Aperto + + + 4 0 L R ** Canale ionico ACh Recettore muscarinico Der r'Ach Enzima Y Proteins G Secondo messaggero (b) Recettori colinergici muscarinici

Recettore: Definizione Farmacologica

Macromolecola biologica a cui il farmaco si lega specificamente (affinità) e di cui modifica la funzione biologica

[R] + [F] F R *** [RF] effetto

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Recettore: Definizione Biologica vs Farmacologica

9 Serotonin Serotonergk nerve ending Serotonin-containing vesicle Serotonin reuptake channel (reduces synaptic serotonin levels! Serotonin Synapse Serotonin receptor on postsynaptic neuron Postsynaptic neuron

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Farmaco in Funzione del Recettore

Un farmaco non crea una nuova funzione, ma modula (in positivo o negativo) l'attività di un recettore responsabile di una funzione già naturalmente possibile

R V ...... F R ***

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Legame Farmaco-Recettore

L'interazione Farmaco-Recettore avviene ad uno specifico sito di legame.

Interazioni Molecolari

Interazioni molecolari a bassa energia:

• Legami idrogeno
• Forze di Van der Waals
• Interazioni idrofobiche
• Legami ionici

Interazioni ad alta energia:

V Farmaco Recettore inattivo Il farmaco si lega a un recettore Complesso recettoriale attivato

• Legami covalenti (complesso farmaco recettore stabile e duraturo)

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Legame Farmaco-Recettore: Reversibilità

Il legame farmaco-recettore può essere

• Reversibile cioè limitato nel tempo (quando il legame chimico farmaco-recettore è dovuto a legami deboli)

[R] + [F] [RF] Regioni di legame Farmaco Gruppi di legame Legami inter- molecolari Sito di legame Farmaco Sito di legame + Farmaco Adattamento indotto Bersaglio macromolecolare Bersaglio macromolecolare Farmaco libero Farmaco legato

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Legame Farmaco-Recettore: Irreversibilità

• Irreversibile (quando il farmaco si lega con legami covalenti al suo recettore o attraverso un numero molto elevato di legami deboli. Es. acido acetilsalicilico; pantoprazolo; a-bungarotossina del cobra)

[R] + [F] [RF] Regioni di legame Regioni di legame Farmaco Gruppi di legame Legami inter- molecolari covalenti Sito di legame Farmaco Farmaco Sito di legame + Farmaco Adattamento indotto Bersaglio macromolecolare Bersaglio macromolecolare Farmaco libero Farmaco legato

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO Farmaco Gruppi di legame Legami inter- molecolari Sito di legame Sito di legame + Farmaco Adattamento indotto Bersaglio macromolecolare Bersaglio macromolecolare Farmaco libero Farmaco legato

Legame Farmaco-Recettore: Specificità e Affinità

Specificità = Affinità recettoriale = capacità di legare specificamente il recettore

Dipendenza della Specificità

Dipende: Complementarietà chimico-fisica di farmaco e recettore

V Farmaco Recettore inattivo Il farmaco si lega a un recettore Complesso recettoriale attivato

Ogni farmaco può legare più recettori diversi Ogni recettore può essere legato da più farmaci diversi (l'importante è la struttura chimica)

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO Affinità + Farmaco Recettore Complesso farmaco-recettore