Química Medicinal

Farmacología Molecular y Celular

Farmacología Sistémica

Farmacología ClínicaDepto.de Ciencias; Prof.: Úrsula Andrade C.

Ciencias para la Ciudadanía 4tos medios 2021

Objetivo: Establecer las bases que exlican el estudio metabólico y farmacológico. Habilidades:

Planificar y conducir una investigación.

Analizar y integrar datos.

Construir explicaciones.

Evaluar situaciones.

La Química Medicinal se ocupa de:

El diseño y producción de compuestos que puedan ser usados en medicina para la prevención, tratamiento o cura de enfermedades en humanos y animales.

El estudio de las drogas existentes, sus propiedades biológicas y las relaciones entre su actividad y estructura.

Según una definición de la IUPAC (1972) la química medicinal abarca:

* El descubrimiento, desarrollo, identificación e interpretación del modo de acción de compuestos biológicamente activos en general, al nivel molecular.

* El estudio, identificación y síntesis de los productos del metabolismo de las drogas y compuestos relacionados

La química medicinal involucra tres etapas: Descubrimiento: identificación y producción de nuevas

sustancias activas llamadas compuestos líder o guía de origen sintético, biotecnológico o natural.

Optimización: modificación sintética de la estructura líder para mejorar potencia y selectividad y disminuir toxicidad.Se establecen y analizan las relaciones estructura-actividad.

Desarrollo: optimización de la ruta sintética para producción en masa, modificación de propiedades de la sustancia activa para hacerla apta para uso clínico.Formulaciones para mejorar absorción, solubilidad en agua, liberación controlada; eliminación de propiedades adversas como sabor desagradable,irritación o dolor en inyectables, etc.

Farmacología Molecular y Celular:

Determina los niveles celulares a los que se produce la acción farmacológica

* Membrana celular: numerosos blancos, especialmente receptores.

*Citosol: sistemas enzimáticos, membranas de organeloscon sus transportadores de iones.

*Núcleo: blanco de hormonas esteroidales, drogas anticáncer, terapia génica.

Interpreta la secuencia de eventos bioquímicos y biofísicos que se producen por la interacción droga↔blanco.

Estudios in vitro, dan resultados cuantitativos confiables y están libres de factores farmacocinéticos y metabólicos

Farmacología Sistémica:

Efectos de las drogas en sistemas integrados: cardiovascular, nervioso central, gastrointestinal, pulmonar.

Experimentos en animales intactos o en órganos aislados (corazón, arterias, riñon perfundido(inyectado de líquidos), etc.)

Modelos experimentales: animales sanos o en condiciones que simulan enfermedades. La extrapolación a situaciones clínicas en humanos no siempre es buena.

Resultados imprecisos con márgenes de error de hasta ±50%.

Farmacología Clínica:

Estudia el efecto de nuevas drogas en humanos. Las pruebas se realizan bajo la responsabilidad de un médico que debe informar a un comité de ética.

Abarcan cuatro etapas o fases:

Fase I: Estudios en voluntarios sanos, niveles de dosis y tolerancia, estudios iniciales de metabolismo en humanos.

Fase II, III, IV: Estudios en pacientes, en forma sucesiva efectos beneficiosos, posibles efectos secundarios, comparación de la droga con drogas de referencia, nuevas indicaciones terapéuticas.

Clasificación de drogas según origen:

Natural mineral: azufre, iodo, sales de bismuto (protectora de la mucosa gástrica), hierro, calcio, magnesio, etc.

Animal: hormonas (insulina), aceites de hígado de pescado (vitaminas A y E), ácidos biliares (precursores sintéticos de corticoides y hormonas sexuales)

Vegetal: la mayoría de los compuestos naturales en uso (alcaloides, antibióticos, glicósidos cardiotónicos, drogas anticáncer).

Sintético: reemplazan a los productos naturales, proveyendo análogos mejorados o simplificados cuya producción no depende de suministros botánicos generalmente impredecibles.

Fermentativo: Intermedio entre los anteriores: vitaminas, antibióticos, aminoácidos y productos de ingeniería genética (insulina recombinante, obtenida mediante i. genética)

Algunos resultados en investigación de drogas (1806-hasta hoy) 1986 fluoxetina antidepresivo (transportador de 5-HT)

1944 estreptomicina antibiótico

1928 penicilina antibiótico

1928 estrona hormona sexual femenina

1922 insulina antidiabético

1921 procaina anestésico local

1903 barbituratos sedantes

1899 ácido acetilsalicílico analgésico, antipirético

1884 cocaina estimulante anestésico local

Principales enfermedades al día de hoy:

CURADAS O EVITADAS

cólera

deficiencia vitamínica

difteria

endocarditis bacteriana

erisipelas

escarlatina

fiebre reumática

fiebre tifoidea

meningitis por meningococos

neumonía

plaga

poliomielitis

sarampión

septicemia por estafilococos

tos convulsa (coqueluche)

tuberculosis

viruela

ALIVIADAS

asma

diabetes

enfermedades cardíacas

esquizofrenia

sífilis y otras enfermedades

venéreas

AUN NO CONTROLADAS

enfermedad de Alzheimer

artritis

cáncer

cirrosis

corea de Huntington

enfermedad de Parkinson

enfermedades genéticas

esclerosis múltiple

fibrosis pulmonar

herpes genital

influenza

resfrío común

senilidad y problemas geriátricos

SIDA

Fases que gobiernan la actividad de una droga en el organismo

FASE EVENTOS OBJETIVOS

FARMACÉUTICA Elección de la ruta deadministraciónPreparación de la formulaciónfarmacéutica más adecuada

Optimizar la distribuciónFacilitar la absorciónEliminar las propiedades no deseadas

FARMACOCINÉTICA Destino de droga en elorganismo: absorción,distribución, metabolismo,excreción (ADME)

Controlar la biodisponibilidad

FARMACODINÁMICA Calidad de la interaccióndroga-receptorNaturaleza e intensidad de larespuesta biológica

Máxima actividadMáxima selectividadMínima toxicidad

La Biodisponibilidad describe como los ingredientes activos entran a la circulación sistémica y llegan al sitio de acción. A qué velocidad y en qué cantidad aparece la droga en la sangre luego de administrar una dosis determinada.

Existe una relación entre el efecto farmacológico y la concentración de la droga en el sitio de acción.

Como esa concentración no puede medirse se mide la concentración en sangre y se asume un equilibrio.

La Biodisponibilidad es una medida indirecta de la concentración de la droga en el sitio de acción.

Absorción: La membrana celular es una bicapa de

fosfolípidos con las cabezas polares orientadas hacia fuera. Algunas proteínas la atraviesan creando canales acuosos y poros.

La forma más común en que una droga puede cruzar la membrana celular es por difusión pasiva, desde una alta a una baja concentración hasta llegar al equilibrio.

La habilidad de una droga para cruzar la bicapalipídica depende de su solubilidad en lípidos y su peso molecular.

El proceso también puede transportar moléculas contra un gradiente de concentración (transporte activo)

Se necesita una fuente de energía directa (ATP) o indirecta (acoplamiento al gradiente de concentración de otros soluto con transporte activo como Na+)

Distribución El sistema circulatorio, y en menor medida, el

linfático, se responsabilizan de distribuir el fármaco, hasta llegar al sitio de acción.

Metabolismo Convierte sustancias extrañas al organismo

(xenobióticas) en derivados solubles en agua para facilitar su eliminación urinaria.

Puede producir disminución o supresión de la actividad farmacológica y de la toxicidad.

También puede activar una droga .

Las reacciones metabólicas ocurren principalmente en el hígado pero otros órganos como los riñones, pulmones, etc., pueden producir transformaciones en las drogas.

Excresión Una vez ejercido el efecto la droga y sus

metabolitos deben ser eliminados.

Rutas principales: orina y heces

Ocasionalmente: pulmonar (aire expirado), cutánea (sudor), oral (saliva).

Eliminación muy lenta ⇒acumulación de la droga y

aparición de efectos tóxicos.

Eliminación muy rápida ⇒administraciones repetidas, menor aceptabilidad por el paciente.