Revista Electronica de PortalesMedicos.com - https://www.portalesmedicos.com/publicaciones
Farmacodinamia
https://www.portalesmedicos.com/publicaciones/articles/2533/1/Farmacodinamia.html
Autor: Mgtra. Yamilka Lineth Sanchez Alvarado
Publicado: 22/10/2010
 

La farmacodinamia es la rama de la farmacología que se encarga del estudio de las acciones y efectos de los fármacos, una vez unidos por enlaces químicos a estructuras específicas llamadas receptores. Los receptores están ubicados en diferentes lugares de las células, y éstos pueden ser enzimas, estructuras celulares, canales iónicos, etc. Los fármacos unidos a las dianas farmacológicas, es decir los receptores, pueden ser agonistas o antagonistas, dependiendo si poseen o no actividad intrínseca. Otro aspecto abordado en este trabajo, es el uso combinado de fármacos que puede originar aumento (sinergismo) o disminución (antagonismo) de la respuesta farmacológica.


Farmacodinamia .1

Farmacodinamia

Mgtra. Yamilka L. Sánchez A. Profesora Especial I. Universidad de Panamá.

RESUMEN

La farmacodinamia es la rama de la farmacología que se encarga del estudio de las acciones y efectos de los fármacos, una vez unidos por enlaces químicos a estructuras específicas llamadas receptores. Los receptores están ubicados en diferentes lugares de las células, y éstos pueden ser enzimas, estructuras celulares, canales iónicos, etc. Los fármacos unidos a las dianas farmacológicas, es decir los receptores, pueden ser agonistas o antagonistas, dependiendo si poseen o no actividad intrínseca. Otro aspecto abordado en este trabajo, es el uso combinado de fármacos que puede originar aumento (sinergismo) o disminución (antagonismo) de la respuesta farmacológica.

Igualmente se presenta la relación dosis respuesta ó concentración efecto, que puede ser de dos tipos: curva gradual o curva cuantal, y en ambas curvas se obtiene información importante del fármaco. También se hace mención de las consecuencias del uso continuo de fármacos (desensibilización, tolerancia, supersensibilización, refractariedad).

PALABRAS CLAVES

• Farmacodinamia,
• Receptor,
• Efectos

ABSTRAC

Pharmacodynamics is the branch of pharmacology that deals with the study of the actions and effects of drugs, once linked by chemical bonds to specific structures called receptors. The receptors are located in different parts of the cells, and these can be enzymes, cellular structures, ion channels, etc. Drugs linked to drug targets, namely the receptor can be agonists or antagonists, depending on whether they have intrinsic activity. Another aspect addressed in this paper is the combined use of drugs that can cause increase (synergism) or decrease (antagonism) of the pharmacological response. Also shows the dose response effect or concentration may be of two types: curve gradual or curve quantal, and both curves gives important information of the drug. We also focus on the consequences of continued use of drugs (desensitization, tolerance, supersensibilización, refractoriness).

KEY WORDS

• Pharmacodynamics,
• Receptor,
• Effects

Farmacodinamia

Estudia los efectos bioquímicos y fisiológicos de los medicamentos, su mecanismo de acción y la correlación entre las acciones y efectos de los medicamentos.

LO QUE LA DROGA LE HACE AL CUERPO = Farmacodinamia.

farmacodinamia_farmacologia/farmacodinamia_administracion_farmaco

Estudia las acciones y efectos que los fármacos producen en el sistema biológico. Incluye los efectos bioquímicos y fisiológicos de los fármacos y sus mecanismos de acción.

Fármaco: cualquier molécula que al introducirse al cuerpo altera la función del organismo mediante interacciones a nivel molecular.

Acción farmacológica: modificación que produce un fármaco en las funciones celulares

Efecto farmacológico: manifestación, observable o medible, o consecuencia, de la acción del fármaco.

Mecanismo de acción: son el conjunto de procesos que se suceden desde la interacción fármaco-receptor hasta la obtención de un efecto farmacológico.

Los fármacos pueden actuar de dos maneras

 Específica: estructuras especializadas: receptores o dianas farmacológicas)
 No específica: o Inespecífica
 Agentes quelantes
 Agentes osmóticos
 Incrementadores de masa
 Ácidos y bases
 Oxidantes o reductores
 Adsorbentes
 Agentes que crean barreras físicas

Acciones de fármacos no mediadas por receptores

 Antiácidos
 El diurético-manitol
 Colestiramina
 Quelantes de metales pesados (EDTA)

farmacodinamia_farmacologia/tipo_de_enlace


Farmacodinamia .2

farmacodinamia_farmacologia/receptor_acoplado_proteinas

Receptor o diana farmacológica: Macromolécula celular donde se une el fármaco para iniciar sus efectos. (Proteínas reguladoras, transportadoras o estructurales).

Enzimas

• Acetilcolinesterasa
• Monoamino oxidasa
• Fosfodiesterasa

Estructuras celulares

• Pared celular
• Membrana celular
• Núcleo
• Ribosomas

Canales iónicos

• Nicotínicos
• GABA A
• 5HT3

Receptores o moléculas dianas: son elementos de detección del sistema de comunicaciones químicas que coordinan la función de las distintas células del organismo y en el que actúan como mensajeros las diferentes hormonas, transmisores. Constituyen los sitios donde se unen los fármacos en el organismo.

Los receptores o dianas farmacológicas son moléculas que se encargan de reconocer las señales químicas y de traducirlas en respuestas celulares.

Son de naturaleza proteica (asociados al núcleo proteico hay lípidos e hidratos de carbono. PM 34 kDa a 300 kDa.

Ejemplo: receptores (estructuras sin otra función asociada que activan cascadas de amplificación o desencadenan mecanismo de señalización), canales iónicos, enzimas, moléculas transportadoras, bomba de transporte iónicos, proteínas estructurales, proteínas citosólicas, componentes de la pared celular, DNA.

Diana

 Receptores: actúan como agonistas y antagonistas. Ejemplos: dopamina (D2), beta adrenérgico, 5HT2, Histamina (H1).
 Canales iónicos: controlados por ligandos o receptores ionotrópicos y los canales iónicos operados por voltaje. Ejemplos: Canales de Calcio, canales de sodio, canales de cloruro operado por GABA.
 Enzimas: la acción puede ser reversible, irreversible, falso sustrato. Ejemplos: acetilcolinesterasa, ADN polimerasa, MAO-A, MAO-B, dopa descarboxilasa.
 Moléculas transportadoras: transporta iones y pequeñas moléculas orgánicas a través de las membranas celulares, poseen especificidad por determinadas sustancias. Ejemplos: bomba de Na+/K+, bomba de protones, captador de noradrenalina 1, transportador de colina, captador de NA vesicular.

Receptores huérfanos: receptores bien caracterizados cuyos estímulos fisiológicos se desconocen.

Aceptores: no reúne las características de un receptor. Son proteínas plasmáticas o elementos celulares donde el fármaco se une sin producir ningún efecto o resultado fisiológico importante.
Ejemplo de aceptores: tejido muscular, tejido adiposo, proteínas plasmáticas.

Teoría de los receptores Ehrlich (1913), un fármaco no funciona a menos que este unido.

Teoría de ocupación de receptores de Clark (1933): la ocupación de un receptor por un fármaco genera una respuesta fisiológica. Consiste en la aplicación de la Ley de Acción de Masas, el efecto es proporcional a la fracción ocupada.

Los fármacos pueden ser: agonistas, antagonistas, agonistas parciales o fármacos con acción dual

Agonista Completo o Puro: Sustancia que tiene la capacidad de unirse a un receptor (afinidad) produce cambios conformacionales y se desencadenan acontecimientos bioquímicos en el interior de la célula, es decir un mecanismo de señalización (actividad intrínseca) que conduce a un efecto o respuesta farmacológica.

Antagonista: Tienen la capacidad de unirse al receptor, evita el efecto del agonista. No desencadena el mecanismo de señalización.

Agonista parcial: Se une al receptor, desencadena un mecanismo de señalización, y a pesar de unirse a todos los receptores, el efecto producido es menor que el agonista completo.

Afinidad: capacidad de unirse a un receptor.

Actividad intrínseca: acontecimientos bioquímicos en el interior de la célula luego de la unión de una droga a su receptor, y que conduce a un efecto o respuesta farmacológica.

farmacodinamia_farmacologia/afinidad_actividad_intrinseca


Farmacodinamia .3

farmacodinamia_farmacologia/maximo_respuesta_dosis

Clasificación de los receptores

 De acuerdo a la ubicación:

 postsinápticos
 presinápticos

 Presináptico

 Autorreceptores
 Heterorreceptores

 Tipos y subtipos

 Alfa () : 1 2
 Beta (β) : β1, β2, β3
 Muscarínicos: M1, M2, M3 M4, M5
 Nicotínicos: Ng ó Nm
 Histaminérgicos: H1, H2, H3 H4
 GABA: GABA A, GABA B
 Serotoninérgicos (5HT) : 5HT1, 5HT2, 5HT3 ,5HT4 5HT7
 Dopaminérgicos: D1, D2,D3 D4,D5
 Glutamato: NMDA, AMPA, cainato

Funciones de los receptores

 Fijación del ligando
 Promover la respuesta efectora

Característica de los receptores: selectividad, sensibilidad, especificidad

 El número de sitios de unión es susceptible de saturación.
 El ligando muestra un alto grado de selectividad en la unión.
 Es estereoespecífico en la unión con el ligando.
 Tiene un perfil de afinidades.
 Se asocia de forma constante con una o varias respuestas funcionales.
 Existe un ligando endógeno que se une reversiblemente con alta afinidad.

Patología de Receptores

 Miastenia gravis
 Diabetes tipo II
 Síndrome de feminización

Regulación de Receptores

Desensibilización (down regulation ó regulación para abajo): disminución del número de receptores

 Homologa
 Heteróloga

Ejemplo: Salbutamol

Supersensibilización (up regulation o regulación hacia arriba) por el uso continuo de antagonistas se aumenta el número de receptores. Ej. Propanolol.

CUATRO FAMILIAS DE RECEPTORES

Mecanismo de señalización o mecanismo de traducción: señales intracelulares bioquímicas que se dan luego de la unión fármaco-receptor, mediando la transducción de señales o mensajeros e involucra todos los eventos bioquímicos intracelulares.

Serie de procesos básicos que consisten principalmente en lo siguiente: molécula señal (primer mensajero), receptor (en célula blanco), segundo mensajero (transducción de señal), efector (respuesta).

1. Canales iónicos: respuesta en milisegundos
2. Acoplados a Proteína G: respuesta en segundos
3. Actividad de Tirosina Cinasa: respuesta en minutos
4. A nivel del núcleo celular: respuesta en horas

_farmacodinamia_farmacologia/receptores_como_enzimas

farmacodinamia_farmacologia/familia_de_receptores


Farmacodinamia .4

farmacodinamia_farmacologia/familia_de_receptores2


FAMILIA DE RECEPTORES TIPO 1

 Denominación: canales iónicos operados por ligandos
 Localización: membrana
 Efector: canal iónico
 Acoplamiento: directo
 Estructura: proteína de membrana. Ensamblaje oligomérico de subunidades alrededor de un poro central. Dominio de unión extracelular zona de unión de ligandos. Actúan NT.
 Tiempo de respuesta: milisegundos
 Ejemplos: Acetilcolina-receptor nicotínico, GABA-GABAA, Glutamato-NMDA; AMPA; cainato, Glicina-Canal de cloro, Serotonina-receptor 5HT3.

FAMILIA DE RECEPTORES TIPO 2

 Denominación: receptores acoplados a proteína G, receptores metabotrópicos, receptores heptahelicoidales.
 Localización: membrana.
 Efector: canal o enzima.
 Acoplamiento: proteína G.
 Estructura: estructura monomérica (en ocasiones dimérica que comprende siete hélices o dominios transmembranosas).
 Tiempo de respuesta: segundos.
 Ejemplos: receptores muscarínicos de la acetilcolina, receptores adrenérgicos alfa y beta.

Proteína G: representa el nivel medio en la jerarquía organizativa entre los receptores y las enzimas efectoras o los canales iónicos. Consta de tres subunidades:alfa, beta y gamma.

Tres clases fundamentales:

 Gs estimulación
 Gi/0 inhibición
 Gq estimulación

La subunidadalfa tiene actividad GTP asa.

Efectores de las proteínas G:

 Adenilciclasa,
 Fosfolipasa C,
 Canales iónicos.

Segundos mensajeros: moléculas reguladoras intracelulares que llevan una señal o mensaje e influyen entre sí en forma directa alterando las funciones celulares e indirectamente compartiendo blancos intracelulares. Ejemplos: AMPc, GMPc, IP3, Ca++, DG.


farmacodinamia_farmacologia/enzimas_mensajeros_proteinas


FAMILIA DE RECEPTORES TIPO 3

 Denominación: ligados a cinasas, receptores como enzimas, proteincinasa o guanilato ciclasa.
 Localización: membrana
 Efector: enzima
 Acoplamiento: directo
 Estructura: hélice transmembranosa simple que conecta el dominio del receptor extracelular y el dominio de la quinasa intracelular.
 Tiempo de respuesta: minutos
 Ejemplos: insulina, citoquinas, factores de crecimiento

FAMILIA DE RECEPTORES TIPO 4

 Denominación: receptores nucleares, receptores intracelulares.
 Localización: intracelular.
 Efector: transcripción génica.
 Acoplamiento: a través del ADN.
 Estructura: estructura monomérica con dominios separados para el receptor y la unión del ADN. Se encuentran en el citosol y emigran al compartimiento nuclea.
 Tiempo de respuesta: horas
 Ejemplos: hormonas esteroidales, hormona tiroidea, ácido retinoico, vitamina d.

Consecuencias del Uso continuo de un Fármaco

 Tolerancia:disminución del efecto por el uso continuo del medicamento
 Taquifilaxis: reducción gradual de la respuesta de un fármaco cuando se administra de forma continuada o repetida
 Tolerancia reducción más gradual de la respuesta a un fármaco que tarda días o semanas en aparecer.
 Refractariedad: pérdida de la eficacia terapéutica
 Hiporreactivos: a dosis convencionales, la respuesta al fármaco es menor
 Hiperreactivos o intolerantes: a dosis convencionales, la respuesta al fármaco es exagerada


Farmacodinamia .5


Posibles mecanismos de tolerancia y taquifilaxis

 Alteraciones de los receptores
 Pérdida de receptores (regulación a la baja)
 Endocitosis
 Fosforilaciones
 Agotamiento de los mediadores
 Aumento de la degradación metabólica
 Adaptación fisiológica
 Expulsión activa del fármaco del interior de la célula (importante sobre todo en quimioterapia)


ACCION COMBINADA DE FARMACOS

¨Sinergismo¨ Con el uso combinado de dos o más fármacos, el efecto resultante es mayor que cada uno por separado.

 Aditivo: los fármacos tienen la misma indicación terapéutica, poseen el mismo mecanismo de acción y el efecto resultante es parecido a una suma aritmética 1+1= 2. Ej. Aspirina + acetaminofen
 Sumación: los fármacos tienen la misma indicación terapéutica, poseen mecanismo de acción diferentes y el efecto resultante es mayor, parecido a una suma algebraica a+a = 2a. Ej. acetaminofen + codeína.
 Potenciación: los fármacos tienen la misma indicación terapéutica, Mecanismo de acción diferente y efecto resultante es mucho mayor, parecido a una potencia a+a= a2. Ej. sulfonamida + trimetroprim.
 Facilitación: una de las sustancias no tiene actividad farmacológica, la otra si en la función farmacológica evaluada el resultado sería mayor 1+ 0= 2. Ejemplo: neostigmina + ACH. Cocaína + NA

¨Antagonismo¨ Con el uso combinado de dos o más fármacos, el efecto resultante es menor que cada uno por separado

• Antagonismo Químico: se unen dos moléculas y forman un producto farmacológicamente inerte. Ej. antiácido + HCL. EDTA + Plomo
• Farmacocinético o Bioquímico o Disposicional: ↓ de las concentraciones del fármaco cerca del sitio receptor por alteración en la absorción, distribución, biotransformación y excreción.
• Antagonismo Fisiológico o Funcional: dos agonistas se unen a receptores diferentes en el mismo órgano o funcional y se produce efectos opuestos. Ej. Histamina y adrenalina (bronquios). Acetilcolina y noradrenalina (frecuencia cardiaca)
• Antagonismo a nivel del receptor

 Competitivo
 No competitivo

Curva Dosis Respuesta Gradual

• Sinónimo: Graduada
• Se grafica porcentaje de Respuesta vs. Log dosis (curva sigmoidea)
• Información que proporciona: eficacia, potencia, mecanismo de acción, variabilidad individual, dosis umbral, DE50 gradual (dosis necesaria para alcanzar el 50% del efecto máximo).
• Participa un solo sujeto
• 1/DE50 = potencia



farmacodinamia_farmacologia/dosis_respuesta_gradual

farmacodinamia_farmacologia/respuesta_gradual_caracteristicas


farmacodinamia_farmacologia/curva_respuesta_gradual


Farmacodinamia .6

farmacodinamia_farmacologia/dosis_respuesta_gradual2


farmacodinamia_farmacologia/respuesta_gradual_caracteristicas2


Curva Dosis Respuesta Gradual y Antagonismo Competitivo

 Se alcanza el mismo efecto máximo
 El antagonista se une en el sitio activo del receptor, mismo que se une el agonista.
 Hay competencia
 La potencia disminuye en forma aparente
 La curva se desplaza a la derecha en forma paralela
 La presencia del antagonista es sobre montada por el agonista
 Es reversible

farmacodinamia_farmacologia/dosis_respuesta_gradual3

Curva Dosis Respuesta Gradual. Antagonismo No competitivo

 No se alcanza el mismo efecto máximo
 El antagonista se une a un sitio diferente en el receptor (no en el sitio activo), lo que provoca alteración en el sitio activo en el receptor.
 No hay competencia
 La curva se desplaza a la derecha pero no en forma paralela
 La presencia del antagonista no es sobre montada por el agonista
 Es irreversible

farmacodinamia_farmacologia/respuesta_antagonismo_competitivo

farmacodinamia_farmacologia/antagonismo_no_competitivo


Farmacodinamia .7

Curva Dosis Respuesta Cuantal

• Sinónimo: Cuántica, Todo o Nada
• Se grafica % de individuos vs Log de la dosis (curva sigmoidea)
• Información que proporciona: seguridad del fármaco, dosis umbral, efectos terapéuticos, efectos adversos, efectos tóxicos, mide letalidad, compara potencias, DE50 cuantal, variabilidad poblacional, efectividad, selectividad de acción.
• DE50 cuantal: dosis efectiva 50, dosis efectiva en el 50% de la población
• Participan muchos sujetos.

farmacodinamia_farmacologia/curva_respuesta_cuantal

farmacodinamia_farmacologia/curva_respuesta_cuantal2

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Las Bases Farmacológicas de la Terapéutica, Joel Hardman, Lee Limbird, 10 edición, Mc Graw Hill, 2003.
2. Farmacología Básica y Clínica, Beltram G. Katzung, octava edición, Manual Moderno, 2002
3. Farmacología, Richard A. Harvey, Pamela C. Champe, segunda edición, Mc Graw Hill, 2004.
4. Principios de Farmacología Médica, Harold Kalant, sexta edición, Oxford, 2002.
5. Farmacología Fundamental, Alfonso Velazco Martín, primera edición, McGraw Hill. Interamericana, 2003.
6. Farmacología, H. P. Rang, quinta edición, Elsevier, 2004.
7. Farmacología y Terapéutica Veterinaria, L. M. Botana, F. Landoni, T. Martín-Jiménez, primera edición, McGraw Hill. Interamericana, 2002.