Slide 1 FARMACOLOGIA QUANTITATIVA (Eletiva – Farmácia) Antagonismo Slide 2 INTERAÇÃO DROGA-RECEPTOR Ag R Ag. Ant. Efeito Conceitos relevantes: 1. Interação agonista (droga) receptor 2. Agonismo e antagonismo 3. Tipos de receptor 4. Comunicação/resposta intracelular 4 } 12 3 Slide 3 ANTAGONISMO FARMACOLÓGICO Químico Inativação química: agentes quelantes, antiácidos, antioxidantes Farmacocinético Afeta absorção, distribuição, metabolização e excreção: fenobarbital Fisiológico (“não-competitivo”, funcional, indireto) Envolve ações opostas: noradrenalina vs. nitratos bloq. de canais de Ca 2+ vs. acetilcolina Bloqueio de receptores 1. Competitivo – reversível ou irreversível 2. Não-competitivo – reversível ou irreversível Slide 4 Antagonismo: O processo de inibição ou prevenção por uma substância (antagonista) de uma resposta induzida por um agonista Os antagonistas podem ser definidos pela: a) Cinética - rápida ou lenta (reflexo do K d ) b) Modo de ligação - covalente ou não-covalente c) Sítio de ligação no receptor - mesmo sítio que o agonista (competitivo) - sítio diferente no receptor (não-competitivo/ alotópico) ANTAGONISMO Antagonismo clássico Slide 5 Slide 6 Classificação de acordo com a reversibilidade ANTAGONISMO Antagonismo clássico Resposta Log [Agonista] Reversível/SuperávelIrreversível/Insuperável Químico Competitivo reversível Competitivo irreversível Fisiológico Não-competitvo reversível e irreversível (também “reversível”) + Ant. Slide 7 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo Definição: Antagonismo em que a ligação de agonista e antagonista é mutuamente exclusiva a) Por competição pelo mesmo sítio de ligação b) Por se ligarem a sítios adjacentes porém sobrepostos Slide 8 I D R L + RLREfeito KdKd I+I+ IRIR KIKI ANTAGONISMO Antagonismo competitivo Slide 9 A + R AREfeito B + R ABSem efeito 1. [A] [R] = K D [AR][A] P R = K D P AR 2. [B] [R] = K B [BR] [B] P R = K B P BR 3. P R + P AR + P BR = 1 4. K D P AR + P AR + [B] K D P AR = 1 [A] K B [A] 5. P AR. K D + 1 + [B]. K D = 1 [A] K B [A] Slide 10 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo A + R AREfeito B + R ABSem efeito 1. [A] [R] = K D [AR][A] P R = K D P AR 2. [B] [R] = K B [BR] [B] P R = K B P BR 3. P R + P AR + P BR = 1 4. K D P AR + P AR + [B] K D P AR = 1 [A] K B [A] 5. P AR. K D + 1 + [B]. K D = 1 [A] K B [A] Slide 11 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo 6. P AR 1 + K D 1 + [B] = 1 [A] K B 7. P AR = 1 1 + K D 1 + [B] [A] K B 8. P AR = [A] K D (1 + [B]/K B ) + [A] Obs: a) Na ausênica de [B], a equação é a do Hill-Langmuir b) O grau de antagonismo é determinado por [B] e K B Equação de Gaddum Slide 12 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo Exemplo: O mesmo K B (10 M), mas concentrações variadas de [B]. (Supor [A] = 10 M, K D = 10 M: P AR = 0,5) [B] ( M) [B]/K B (1 + [B]/K B ) P AR 1000 100101 0,0098 100 10110,083 10 12 0,333 10,11,1 0,476 0,1 0,011,01 0,4975 0,01 0,001 1,001 0,4998 0,0010,00011,00010,49998 Slide 13 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo Exemplo: A mesma concentração ([B] = 10 M) de antagonistas com K B diferentes (Supor [A] = 10 M, K D = 10 M: P AR = 0,5) Antag. K B ( M)[B]/K B (1 + [B]/K B ) P AR A 10000,01 1,01 0,498 B 1000,1 1,1 0,476 C 101 2 0,333 D 110 11 0,083 E 0,1100 101 0,0098 F 0,01 1000 1001 0,000998 Slide 14 P AR = [A] [A] + K d(1 +[B]/K B ) Equação de Gaddum ANTAGONISMO Antagonismo competitivo Slide 15 R 1 -SH NCH 2 CH 2 X -OH R 2 =NH -COOH R 1 CH 2 N + + X - R 1 R 2 CH 2 NR 2 SH CH 2 + H + CH 2 H, VW, iônica, hidrofóbica S ANTAGONISMO Antagonismo competitivo irreversível Slide 16 Exemplo: A mesma concentração ([B] = 10 M) de antagonistas com K B diferentes (Supor [A] = 10 M, K D = 10 M: P AR = 0,5) Antag. K B ( M)[B]/K B (1 + [B]/K B ) P AR A 10000,01 1,01 0,498 B 1000,1 1,1 0,476 C 101 2 0,333 D 110 11 0,083 E 0,1100 101 0,0098 F 0,01 1000 1001 0,000998 Resulta de um K d muito baixo (altíssima afinidade) com a qual o agonista não tem como competir. Slide 17 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo irreversível Resulta de uma ligação covalente aos receptores, inativando-os (Método de alquilação dos receptores) Slide 18 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo A razão de concentrações ou a razão de doses (r ou dr): O fator pelo qual a concentração de agonista tem que ser aumentada para produzir a mesma resposta na presença de antagonista. r = [A´]/[A] pA x = o logarítmo negativo da concentração de antagonista que produz uma razão de concentração de x pA x = -log[B] r=x O valor de x mais comumente usado é pA 2 = -log[B] r=2 Exemplo: atropina 1 nM causa um aumento de 2x na concentração de ACh necessária para produzir a mesma resposta: pA 2 = -log 10 -9 = 9 Slide 19 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo Slide 20 Qual a relação entre a equação Hill-Langmuir e a do Gaddum? Supor que a mesma resposta na ausência e presença de antagonista corresponde à mesma ocupação de receptores 1. [A]= r[A] K D + [A] r[A] + K D(1 +[B]/K B ) 2. [A]= [A] K D + [A] [A] + K D 1 + [B]/K B r 3.1 + [B]/K B = 1 r 4. r – 1 = [B]/K B Equação de Schild Slide 21 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo 1.r – 1 = [B]/K B e log (r-1) = log [B] r=2 – log K B 2.Para pA 2 : log (2-1) = log (1) = 0 = log [B] r=2 – log K B 3.-log [B] r=2 = pA 2 = -log K B 4.pK B = -log K B Slide 22 Log (dr-1) 0 Log [Antagonista], M -9 -8 -7 -6 4242 KBKB log (dr-1) = log [B] – log K B dr de 2 = pA 2 pK B = -log K B ANTAGONISMO Antagonismo competitivo Regressão do Schild (1959) Slide 23 Resp. Parcial Parcial + Alquilante Agonista Pleno Pleno + Parcial [A][A´] 1. Concentração de antagonista (neste caso, agonista parcial) = [B] 2. Razão das doses (r) = [A´]/[A] 3. Calcular K B (neste caso, = K dPA ): r-1= ([B]/K B ) = K B = [B]/(r-1) ANTAGONISMO Antagonismo competitivo – agonista parcial Slide 24 Determinação do K d da pilocarpina pelo método de Furchgott, usando-se aquilação (músculo liso do estômago) (Furchgott & Bursztyn (1967) Ann. N.Y. Acad. Sci. 139, 882). ANTAGONISMO Antagonismo competitivo – agonista parcial Resposta Log [Agonista] Log (dr-1) Log [Antagonista] Slide 25 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo 1. P AR = [A] Equação de Gaddum K D. (1 + [B]/K B ) + [A] 2. r - 1 = [B]/K B Equação de Schild 3. pAx = logarítmo negativo da concentração molar de antagonista que produz uma razão de dose x. Resposta Log [Agonista] AA + B Slide 26 ANTAGONISMO r-1 = [B]/K B : log (r-1) = log [B] - log K B pA 2 : log (2-1) = log (1) = 0 = log [B] r=2 - log K B : -log [B] r=2 (=pA 2 ) = - log K B log (r-1) Log [Antagonista] pA 2 Slide 27 ANTAGONISMO Antagonismo competitivo 1. P AR = [A] Equação de Gaddum K D. (1 + [B]/K B ) + [A] 2. P AR = [A] n1 K D. (1 + [B] n2 /K B ) + [A] n1 3. log (r n1 -1) = n 2. log [B] - log K B y = m. x + b Portanto: 1. Com uma regressão linear com inclinação de 1,0 o intercepto corresponde a -log K B 2. pK B sempre corresponde a pA 2, porém pA 2 nem sempre corresponde ao pK B (somente com linearidade e inclin. = 1). Slide 28 ANTAGONISMO Série de ‘quaternários’ CompostopD 2 pA 2 Metil3,01---- Butil5,21---- Pentil5,41---- Hexil 5,00,9---- Heptil4,60,1---- Octil----05,0 Nonil----05,0 Decil----05,9 Dodecil----06,0 Slide 29 ANTAGONISMO Série de ‘colinas’ CompostopD 2 pA 2 Acetilcolina7,01---- Propionilcolina5,31---- Formilcolina5,21---- Butirilcolina 5,10,5---- Valerilcolina----04,7 Laurilcolina----05,4 Benzililcolina----08,3 Slide 30 ANTAGONISMO Agonistas parciais - série de ‘adrenérgicos’ em tecidos diferentes CompostoÁtrio de cobaia ( 1 )Traquéia ( 2 ) pD 2 pA 2 Isoprenalina8,151,00---- 7,12 1,00 ---- Soterenol7,260,336,48 6,82 0,77 6,02 Salbutamol5,900,515,40 6,52 0,98 5,64 Terbutalina 5,110,666,22 6,77 0,92 4,81 Slide 31 ANTAGONISMO Usos da regressão do Schild 1. Para avaliar o antagonismo competitivo e determinar K B (ou pK B ) 2. Para comparar potências de antagonistas - baseado em estudos de estrutura-atividade 3. Como indicador de estados anômalos: a) não-equlíbrio b) heterogeneidade de populações de receptores c) mecanismos endógenos que afetam a disposição de drogas d) propriedades múltiplas de drogas e) antagonismo não-competitivo Slide 32 ANTAGONISMO Usos da regressão do Schild 4. Para caracterização e classificação de receptores ex. Precisa ter um antagonista já caracterizado Atropina = pK B 9 (não seletivo) Pirenzepina = pK B 7,9 – 8,5 Himbacina = pK B 7-7,2, então é subtipo M 1 5. Classificação de agonistas - comparar a razão de doses de um agonista desconhecido com um conhecido Slide 33 ANTAGONISMO Exemplo do ítem 6 (slide anterior) AgonistaEC 50 (átrio cobaia) pK B Buramida (H 2 ) Histamina 1,1 uM 7,8 uM 4-Metilhistamina 3,1 uM 7,2 uM 2-Methilhistamina 19,8 uM 6,9 uM Slide 34 ANTAGONISMO Exemplo do ítem 6 (slide anterior) TecidoAgonista n s pK B Buramida (H 2 ) Átrio (cob.) (H 2 )Histamina0,98 7,8 uM Útero (rato) (H 2 )Histamina0,96 6,6 uM Íleo (cob.) (H 1 ) Histamina1,32 288 uM Íleo (cob.)Carbacol1,44 174 uM Slide 35 ANTAGONISMO Regressão de Schild Anomalias nas regressões de Schild Intercepto >1 1 ANTAGONISMO Regressão de Schild: inclinação > 1 Remoção saturável de antagonista Betanecol em íleo de coelho: efeito de atropinase: bloquear com 4- metilbutirato (substrato alternativo) Slide 46 ANTAGONISMO Regressão de Schild: inclinação > 1 Tempo de equilíbrio inadequado: quando a interação droga-receptor, e não difusão, é limitante Antagonismo do efeito do carbacol por scopolamina em íleo de cobaia: influência do tempo (E = 90 min em A e >240 min em B) Exemplo: 2 x K B : 120 min 200 x K B : 15 min Slide 47 ANTAGONISMO Regressão de Schild: inclinação = 1 Tempo de equilíbrio inadequado: quando a difusão, e não a interação droga-receptor, é limitante Log (r-1) Log [B] >240 min 60 min 30 min 5 min Slide 48 ANTAGONISMO Regressão de Schild: inclinação = 1 Ações múltiplas de drogas: seletividade para afetar mais que uma atividade DMI: bloqueador seletivo da captação neuronal de NE Amitripilina: bloqueia captação neuronal e -adrenoceptores 1.Fentol + DMI 2.Fentol 3.Fentol + Amitrip Slide 49 ANTAGONISMO Regressão de Schild: inclinação = 1 Ações múltiplas de drogas: seletividade para afetar mais que uma atividade Ambenônio: Antimuscarínico: pK B 6,1 Anticolinesterásico: pK I 6,4 Sem efeito sobre betanecol Slide 50 ANTAGONISMO Regressão de Schild: inclinação = 1 Ações múltiplas de drogas: seletividade para afetar mais que uma atividade Traquéia de cobaia na presença de concentrações crescentes de neostigmina (50 nM, 0,3 uM, e 3 uM): Slide 51 ANTAGONISMO Regressão de Schild: inclinação = 1 Ações múltiplas de drogas: seletividade para afetar mais que uma atividade EspécieTecido pK B AchBetanecol CobaiaÍleo 6,06,1 Traquéia 4,896,2 Tenia cecum 5,26,0 Rato Músculo anococc. 4,876,0 Slide 52 ANTAGONISMO Regressão de Schild: resumo Slide 53 ANTAGONISMO Regressão de Schild Importância de fatores envolvidos no acomplamento ao transdutor Slide 54 ANTAGONISMO Regressão de Schild Regressão de Schild para agonistas parciais Agonista parcial: dobutamina; Tecido: músculo anococcígeo de rato BABA Slide 55 ANTAGONISMO Regressão de Schild Antagonismo de um agonista indireto Slide 56 ANTAGONISMO O Caminho das Pedras Slide 57 ANTAGONISMO Antagonismo não-competitivo Slide 58 Slide 59 D I D + RDREfeito KdKd I+I+ KIKI D + IR KdKd DRI I+I+ KIKI R ANTAGONISMO Antagonismo não-competitivo Slide 60 Slide 61 A relação Hill-Langmuir 1. Proporção de R ocupados por B: P BR = [B]/(K B + [B]) 2. Proporção de receptores livres de B: 1-P BR = K B /(K B + [B]) 3. Lembrar que apenas uma parte dos receptores com agonista será ativada: P ativo = [A]. K B K D + [A] K B + [B] 4.Antagonistas: [B] = 10 uM K B1 : 1 uM, então: 0,091 K B2 : 10 uM, então: 0,5 Slide 62 ANTAGONISMO Antagonismo não-competitivo 1. Supor que para a mesma resposta: [A] = r[A] 2. r - 1 = [B]. 1 + r[A] K B K D 3. Quando r[A]/K D ANTAGONISMO Alosterismo: modelo de Ehlert = constante de cooperatividade >1 : cooperatividade positiva (afinidade de A maior)