Conceptos Básicos de farmacología

 

La farmacología es el estudio de los mecanismos de acción de un fármaco, la respuesta del organismo y los cambios que se producen a lo largo del tiempo. Los estudios farmacológicos no clínicos permiten a los investigadores comparar los efectos beneficiosos de un fármaco con sus efectos negativos (tóxicos). Esta comparación es importante para poder hacer un análisis exhaustivo de los beneficios y los riesgos antes de probar el fármaco en los estudios clínicos (con seres humanos). Si el fármaco se estudia en la fase clínica, los datos recopilados durante los estudios no clínicos de farmacología y toxicología facilitan la determinación de la dosis del fármaco que se va administrar a los voluntarios en los primeros estudios clínicos (primeros ensayos clínicos en humanos).

Fármaco: es toda molécula química capaz de producir efectos en un sistema biológico.

 

Receptor: es una macromolécula situada en el organismo con la que el fármaco interactúa específicamente para producir su efecto biológico característico.

Afinidad: es la capacidad que posee un fármaco para unirse al receptor específico y formar el complejo fármaco-receptor.

 

Actividad intrínseca: es la capacidad de una droga una vez unido al receptor, de activarlo y así producir su efecto.

Agonistas: son aquellos que tienen gran actividad intrínseca y gran afinidad.

Antagonistas: Están dotados de afinidad, pero carecen de actividad intrínseca.

 

Agonistas parciales o de acción dual: Están dotados de afinidad, pero su actividad intrínseca es pequeña. Se comportan como agonistas o antagonistas, dependiendo de las situaciones.

ASPECTOS A TOMAR EN CUENTA

• Naturaleza del fármaco
• Tamaño del fármaco
• Unión y reactividad con el receptor
• Forma del fármaco
• Diseño racional de fármacos
• Farmacocinética
• Farmacodinámica

Receptores para fármacos

Parte de la Farmacología que estudia de los efectos bioquímicos y fisiológicos de los fármacos y sus mecanismos de acción,  además los receptores son componentes moleculares específicos de un sistema biológico con los cuales interactúan los fármacos para producir cambios en la función del organismo. Este suceso fundamental de interacción medicamento-receptor inicia la comunicación, a través de moléculas de señal (primer mensajero) de gran diversidad estructural y funcional, con receptores acoplados a canales iónicos, a proteína G, catalíticos o reguladores de transcripción del ADN, así como la ayuda integrada de segundos mensajeros.

El receptor es una macromolécula celular con la cual se liga un fármaco para iniciar sus efectos; un grupo importante de estos receptores está compuesto por proteínas que normalmente actúan como receptores para ligandos endógenos corrientes (hormonas, factores de crecimiento, neurotransmisores y autacoides).

Las funciones de estos receptores fisiológicos consisten en:

• Unirse al ligando apropiado
• Propagar su señal reguladora en la célula "blanco". Los efectos reguladores de un receptor pueden ejercerse en forma directa en sus objetivos celulares, es decir la protelína o proteínas efectoras, o pueden ser transmitidos a blancos celulares por moléculas intermediarias, que son los transductores, como la proteína G, y finalmente obtener el efecto biológico a través de segundos mensajeros.
• Emplear los sistemas efectores dentro del citoplasma que activen o repriman ciertos procesos que son la base de las respuestas celulares

Receptor Farmacológico

Son proteínas  ya que la estructura de los polipéptidos permite la diversidad necesaria y

especificidad de la forma y carga eléctrica ejemplos de su estructura es: tubulina, receptor de la colchicina, tambien Se conocen receptores cuyos ligando aun son desconocidos, se les llama receptores “huérfanos”.

Los receptores traportadora pueder el sodio, potasio y ATPasa estos son los receptores de membrana para los glucosiods cardiacos. 

Acoplamiento receptor efector y receptor de reserva 

El acoplamiento es el proceso de transducción que vincula la ocupación de un receptor farmacológico  y la respespuesta farmacológica.

la eficiencia relativa del acoplamiento va a a depender del cambio inicial de la conformacion del receptor y el fenómeno bioquímico que traducen la ocupación del receptor en respuesta de la célula 

UNIÓN DE UN FÁRMACO CON SU RECEPTOR

Las fuerzas que gobiernan la interacción entre los átomos y entre las moléculas son la base de las interacciones entre los fármacos y sus receptores.

Se describe cuatro tipos de enlace:

 Fuerzas de Van der Walls

Son fuerzas débiles de enlace, presentes en innumerables compuestos y que actúan entre todos los átomos que están en cercanía mutuamente. La fuerza de atracción de estas uniones es inversamente proporcional a la sétima potencia de la distancia de separación entre átomos o moléculas.

Cuando el fármaco y su receptor pueden estar en estado común, esas fuerzas adquieren enorme importancia. Cuanto más específica es la molécula, mayor es la contribución de estas fuerzas.

 Uniones de hidrógeno

Muchos átomos de hidrógeno poseen una carga positiva parcial en la supeficie, y forman enlaces con átomos de oxígeno y de nitrógeno cargados negativamente. Al actuar a mayores distancias que las fuerzas de Van der Walls no es importante un acercamiento de las moléculas para lograr su efecto.

Estos enlaces junto con las fuerzas de Van der Walls, constituyen la masa de casi todas las interacciones entre fármaco y receptor.

 Uniones iónicas

Los enlaces de este tipo se forman entre iones con carga opuesta, por ejemplo acetilcolina positivo y cloruro negativo. Su importancia puede apreciarse claramente en el caso de los agentes bloqueadores neuromusculares de enlaces iónicos que actúan a una velocidad muy grande.

Estos tipos de enlace se disocian reversiblemente a temperatura del cuerpo.

 Uniones covalentes

Estos enlaces se forman cuando un mismo par de electrones es comparticlo por átomos adyacentes y de ellos depende la cohesión de las moléculas orgánicas. No son comunes en farmacología. Debido a su fuerza y a la dificultad de reversión o de ruptura que los caracteriza, los fármacos con este tipo de mecanismos poseen efecto prolongado. La cloroquina, la dibencilina, los anticolinesterásicos, organofosforados, son ejemplos de sustancias que forman estos enlaces. Estos compuestos tienden a ser tóxicos 

Especificidad

Enantioselectividad 

se define cuando el fármaco se une al receptor correcto es decir cuando el  fármaco posee una molécula esfericas se une al receptor con la misma forma de la moécula 

LOCALIZACIÓN DEL LUGAR DE ACCIÓN DE LOS FÁRMACOS

La localización del lugar de acción de los fármacos, lo que significa en muchos casos la ubicación del receptor sobre el que ejercen su acción, viene determinada por las propiedades físico químicas de la sustancia biológicamente activa. Es fácil comprender que sustancias polares e hidrosolubles, que no pueden atravesar las barreras lipídicas celulares, ejercerán su efecto con mayor probabilidad sobre receptores situados sobre la membrana celular (sustancias endógenas como catecolaminas, acetilcolina y las hormonas peptídicas). Por el contrario, fármacos liposolubles que atraviesan las membranas celulares, tienen su acción en un lugar intracelular (vesículas de secreción, mitocondrias, enzimas solubles) o también en el núcleo o sus ácidos nucleicos.

Es importante destacar que los receptores que comparten el mecanismo de transducción intracelular de la señal originada por su activación, poseen también importantes similitudes en su estructura molecular tal como han puesto de manifiesto, recientemente, múltiples estudios bioquímicos y de biología molecular ^(5-7,14-16).

 

CLASIFICACIÓN MOLECULAR DE RECEPTORES

Los receptores de los fármacos han sido identificados y clasificados tradicionalmente sobre la base del efecto y la potencia relativa de agonistas y antagonistas selectivos, en la relación estructura-actividad. Los receptores están agrupados en distintas familias como son:

Receptores directamente acoplados a canales iónicos

La acción del fármaco con el receptor va a producir una acción directa de abrir o cerrar dicho canal con su concomitante efecto en el potencial de membrana celular.

En este grupo tenemos:

• Receptor nicotínico

• Receptor de GABA tipo A

• Receptor para ácido glutámico (NMDA)

• Receptor de glicina

• Receptor de glutamato

• Receptor de aspartato

 

Receptores acoplados a proteína G reguladora

• Receptores adrenérgicos beta 1,2 y 3

• Receptores de substancia K

• Receptores visuales de opsina

• Receptores de dopamina D-2 

La enzimas trasmembrana reguladas por ligando 

la insulina se utiliza con un solo tipo de receptor para la captación de glucosa y aminoácidos, asi como para regular el metabolismo de glucógeno y triglecéridos en la célula. tambien se puede añadir la tirosina cinasa como un inhibidor en la mayor pate de los trastornos neoplásicos, se pueden mencionar unos ejemplos: para los inhibidores de anticuerpos monoclonales esta el (trastizuumab, cetuximab) estos se unen con el dominio extracelular del receptor y interfieren en la unión del factor de crecimiento

conductos activados por voltaje 

El intervalo de tiempo que pasa entre la unión del agonista con un conducto activado por ligando y la respuesta célular puede medirse en milisegundos, la rapidez es impirtante para la trasferencia al momento que hay una sinapsis 

Estos conductos no se da de forma directa con los nurotramisores, ya que se controlan por el potencial de membrana Ejemplo de un farmaco seria el verapamimlo ya que inhibe los conductos de calcio activados por el voltaje que se encuentra en el corazón y el músculo liso vascular