apostila de psicotropicos

apostila de psicotropicos

(Parte 1 de 4)

4 DISTRIBUIÇÃO

        Após ser absorvido ou injetado na corrente sangüínea o fármaco distribui-se para os líquidos extra e intracelular. O volume de distribuição aparente (Vd), é o parâmetro utilizado para descrever essa distribuição e pode ser definido como o volume de líquido necessário para conter a quantidade total (Q) da droga no corpo na mesma concentração presente no plasma (Cp) e é matematicamente expresso como: Vd=Q/Cp em litros/Kg de peso corporal.        O Vd depende das propriedades físico-químicas da droga, como a sua solubilidade em água e lipídeos e a capacidade de se ligar às proteínas (plasmáticas ou teciduais). O volume de distribuição elevado indica que a droga é distribuída a várias partes do corpo, com a permanência de pequena fração no sangue, e um pequeno volume de distribuição indica que a maior parte da droga permanece no plasma provavelmente como resultado da ligação às proteínas plasmáticas (LPP).        A alteração de fármacos em nível de distribuição entre dois componentes medicamentosos se dá principalmente por mecanismo competitivo frente a sítios comuns de ligação protéica.4.1 Ligação às Proteínas Plasmáticas (LPP)         Um grande número de drogas se apresenta ligadas a proteínas plasmáticas e podem assim estar envolvidas em interações por deslocamento de LPP; muitos destes exemplos têm sido citados na literatura, porém, não é intenção rever exemplos deste tipo de interação no presente capítulo, o objetivo é abordar os conceitos envolvidos e a discussão da importância clínica das interações que envolvem o deslocamento da LPP.         As drogas são transportadas para os seus sítios de ação, biotransformação e excreção, normalmente, ligadas a proteínas plasmáticas ou a hemácias. A fração do fármaco que fica livre em solução aquosa pode ser de até 1%, estando o restante associado principalmente a proteínas do plasma. Uma vez que somente a droga livre pode exercer sua ação, a resposta terapêutica de uma droga será dependente da porcentagem da droga livre. A mais importante proteína, no que concerne à ligação a fármacos, é a albumina, que liga muitos ácidos e um número menor de fármacos básicos (ver quadro 5).          Outras proteínas plasmáticas, incluindo a beta-globulina e a alfa1-glicoproteína ácida - uma proteína de fase aguda que aumenta nas doenças - também foram apontadas como responsáveis pela ligação de certos fármacos como clorpromazina e quinina.         As drogas geralmente se ligam a sítios específicos do plasma e dos tecidos e a afinidade de uma droga pelo seu local de ligação é medida pela constante de associação (Ka) entre a droga e a proteína. A reação de ligação pode ser considerada como uma associação simples das moléculas do fármaco a uma população finita de seus locais de ligação: F (fármaco livre) <--> (local de ligação) + FL (complexo).

QUADRO 5 - Alguns fármacos que se ligam à albumina plasmática.

Fármaco

% ligada na concentração terapêutica

% dos sítios de ligação ocupados

Diclofenaco

99,5

< 1

Diazepam

95-99

< 1

Varfarina

95-99

< 1

Amitriptilina

95-99

< 1

Nortriptilina

95-99

< 1

Clorpromazina

95-99

< 1

Imipramina

95-99

< 1

Desmetilimipranina

95-99

< 1

Indometacina

95-99

< 1

Sulfisoxazol

95-99

50-60

Tolbutamida

95-99

50-60

Ácido valpróico

95-99

50-60

Fenitoína

90

3

Hidralazina

85-90

< 1

Quinina

70-90

< 1

Lidocaína

50

< 1

Ácido acetilsalicílico (ASS)

50

50

Fonte: HANG et al (1997).

        Geralmente cada molécula de albumina tem, pelo menos, dois sítios de ligação para a maioria dos fármacos e os diferentes sítios de ligação vão apresentar diferentes Ka. A concentração normal de albumina no plasma é de cerca de 0,6 mmol/L (4g/100ml); com dois sítios por molécula de albumina, a capacidade de ligação de fármacos da albumina plasmática seria, portanto, de aproximadamente 1,2 mmol/L, de modo que os sítios de ligação estão longe de saturação (ou seja, bem abaixo das concentrações terapêuticas da maioria dos fármacos).         A concentração do fármaco ligado [FL] varia quase que em proporção direta à concentração do fármaco livre [F]. Nessas condições, a fração ligada, mostrada no quadro 5, é independente da concentração do fármaco; entretanto, alguns fármacos, como, por exemplo, a tolbutamida e algumas sulfonamidas, agem em concentrações plasmáticas em que a ligação às proteínas se aproxima da saturação; isto significa que a adição de uma quantidade do fármaco no plasma vai aumentar de modo desproporcional à concentração da forma livre; portanto se a dose desta droga for dobrada, a concentração de droga livre no plasma pode aumentar em três vezes ou mais. Isto é mostrado na figura 3 para o fármaco antiinflamatório fenilbutazona.         A existência, na albumina plasmática, de sítios de ligação para os quais muitos fármacos diferentes têm afinidade significa que pode haver competição entre eles, de modo que a administração de um fármaco B pode reduzir a ligação a proteínas de um fármaco A e aumentar, então sua concentração plasmática na forma livre. Para fazer isto, o fármaco B necessita ocupar uma fração considerável dos sítios de ligação (HANG et al ,1997).

FIGURA 3 - Ligação da fenilbutazona à albumina plasmática. Adaptado de HANG et al, 1997.

4.2 Efeitos da LPP na Farmacocinética        Antes de considerarmos os efeitos do deslocamento da droga de seus locais de LPP, é necessário discutir primeiramente os efeitos desta ligação na farmacocinética de uma droga. A distribuição de uma droga é afetada pela sua LPP, uma vez que a droga ligada não fica disponível para se difundir para os outros tecidos; isto significa que drogas altamente ligadas no plasma, como por exemplo, a varfarina, tem a tendência de apresentar um pequeno volume de distribuição; realmente o Vd da varfarina é baixo e se aproxima do volume plasmático (0,05 l/Kg de peso corporal), significando que a varfarina quase não se difunde para os outros tecidos.         Algumas drogas, porém, podem estar altamente ligadas no plasma e também nos tecidos e então apresentar uma Vd maior, como os medicamentos antidepressivos tricíclicos e fenotiazínicos, nos quais quase toda a droga presente no plasma se encontra ligada a albumina, porém, devido à capacidade dessas drogas de se ligarem aos tecidos, a droga circulante representa somente uma pequena fração do total da droga no corpo (KOCH-WESER e SELLERS, 1976).         A biotransformação de drogas com altas taxas de extração hepática, como o propranolol, envolve a deslocação de seus sítios de ligação e a captação da droga pelas células hepáticas. A ligação das drogas às proteínas plasmáticas pode afetar a biotransformação, que pode estar aumentada se a droga está altamente ligada e é rapidamente eliminada pela biotransformação hepática, pois a LPP age como um sistema de transporte, levando a droga para fígado. Alternativamente, se esta tem uma baixa taxa de extração hepática, a biotransformação pode ser diminuída pela LPP; pois neste último caso, a eliminação metabólica será diretamente proporcional à fração livre de droga encontrada no sangue assumindo uma cinética de primeira ordem (LEVY & YACOBI, 1974).        Em relação à eliminação renal, somente a droga não ligada é filtrada no glomérulo; portanto uma diminuição da LPP irá aumentar a concentração da droga livre disponível para a filtração - isto significa que se uma droga estiver altamente ligada a proteínas e depender de sua filtração glomerular para a sua eliminação (não sujeita ao metabolismo ou secreção tubular renal), geralmente apresentará um tempo de meia-vida longo, como o diazóxido que está 90% ligado e tem uma meia-vida de 30 horas. A secreção tubular renal não é limitada pela ligação protéica, assim drogas que tem uma alta taxa de excreção renal devida à secreção tubular como a penicilina, a LPP irá favorecer a eliminação por transportar a droga para seu local de excreção (D’ARCY & MCELNAY, 1982).4.3 Efeitos de Deslocamento da LPP        Mudanças nas porcentagens de droga ligada e não ligada de uma droga pode ser devido à competição com outras drogas e/ou a competição com substâncias endógenas pelos sítios de ligação.         Os agentes mais importantes no deslocamento da LPP são compostos ácidos; eles freqüentemente têm uma alta afinidade pela albumina. Se duas drogas se ligam a um mesmo local da proteína haverá uma competição entre as drogas por estes sítios, pois compostos com uma alta afinidade deslocam drogas com afinidade menor.         Muitos dos fármacos mostrados no quadro 5 não afetam a ligação de outros fármacos por ocuparem, em concentrações plasmáticas terapêuticas, apenas uma diminuta fração dos sítios disponíveis, e apenas alguns fármacos causam efeitos inesperados por deslocar outros fármacos, como por exemplo, as sulfonamidas, que ocupam cerca de 50% dos sítios de ligação em concentrações terapêuticas. O fármaco deslocado não precisa ocupar uma fração apreciável destes sítios, de modo que o diazepam por exemplo, é consideravelmente deslocado dos sítios de LPP pela aspirina, mas não vice-versa.         Mesmo que as drogas por si só não acarretam o deslocamento da LPP, os seus metabólitos podem estar envolvidos nesta interação; por exemplo, o ácido tricloroacético - um metabólito do cloral hidratado - desloca a varfarina de seus sítios de ligação na albumina.Um deslocamento não competitivo pode ocorrer quando uma droga ao se ligar à proteína, faz com que ocorram mudanças físico-químicas desta macromolécula dando origem a alterações na estrutura terciária (conformacional) da proteína, o que pode levar a mudanças de afinidade nos sítios de ligação específicas para um outro grupo de drogas (SELLERS & KOCH-WESER,1970).         O ácido acetilsalicílico (AAS) interfere na ligação de algumas outras drogas por um mecanismo incomum. O AAS é capaz de acetilar resíduos de lisina das moléculas de albumina. A ligação de albumina com acetrizoato, ácido flufenâmico e fenilbutazona e possivelmente outras drogas aniônicas são modificadas na presença do AAS (PINCKARD et al, 1973).4.4 Deslocamento da LPP e o Vd        Uma diminuição na LPP de uma droga, devido a uma interação por deslocamento, aumentará seu Vd, uma vez que a droga deslocada se difundirá para os tecidos e isto levará a uma diminuição na concentração total da droga no plasma, porém depois de atingindo o equilíbrio a concentração da droga livre plasmática será a mesma que na situação anterior (ver figura 4). Desde que as ações farmacológicas, incluindo os efeitos tóxicos, correspondem a concentração da droga livre no plasma, este tipo de interação geralmente acarreta poucas conseqüências para os pacientes, com exceção dos seguintes casos: injeção rápida de um agente deslocador e durante o monitoramento do nível plasmático de uma droga.         Se uma injeção em “bolus” de um agente deslocador é administrada ao paciente, o deslocamento de uma outra droga dos seus sítios de ligação será quase imediata, enquanto que a distribuição e o estabelecimento da condição de equilíbrio levará algum tempo. Isto significa que a concentração da droga livre no plasma aumentará e a concentração total da droga permanecerá a mesma alguns instantes depois da injeção. Este aumento da concentração plasmática da droga livre pode permitir uma maior reação com os receptores ou permitir a entrada da droga em compartimentos que normalmente ela não atinge, como por exemplo o sistema nervoso central (SNC). Um exemplo disto é a injeção de sulfonamidas em neonatos levando ao deslocamento da bilirrubina, a qual pode entrar e se depositar no cérebro levando ao quadro de kernicterus, com sérias conseqüências para a criança (HAMAR & LEVY, 1980).

FIGURA 4 - Seqüência de alterações nas concentrações plasmáticas de drogas durante interações por deslocamento. 1-Situação antes do deslocamento; 2-Imediatamente após o deslocamento; 3-Redistribuição da droga deslocada; 4- Situação de equilíbrio re-estabelecida. Notar que nesta situação, apesar da concentração total no plasma estar diminuída, a concentração da droga livre no plasma é semelhante à situação 1.

        A monitoração dos níveis plasmáticos é realizada com a determinação da concentração total da droga - se a LPP é diminuída devido a uma competição entre drogas pelos sítios de ligação da albumina, a concentração da droga total no plasma estará diminuída, porém o nível da droga livre estará normal (assim como os seus efeitos terapêuticos); se a dose do paciente for aumentada, baseada na monitoração plasmática, poderá causar efeitos tóxicos devido a um aumento da concentração plasmática da droga livre. Este tipo de problema pode surgir quando se está monitorando a fenitoína e o paciente recebe, por exemplo ácido valpróico (KOBER et al, 1981).4.5 Efeitos do Deslocamento das LPP na Eliminação das Drogas        Para drogas com uma alta taxa de extração hepática (biotransformação), que envolve mecanismos de transporte ativo para concentrar a droga nos hepatócitos, a maioria da droga é retirada do sangue quando ele passa pelo fígado; portanto a extração é dependente do fluxo sanguíneo hepático. Uma diminuição da concentração total da droga no plasma, devido ao reequilíbrio depois do deslocamento da LPP, e conseqüentemente o aumento do seu Vd, levará a uma diminuição da eliminação hepática da droga, apesar do “clearance” permanecer o mesmo, uma vez que o fluxo sanguíneo e a taxa de extração não sofrem alterações (clearance=fluxo sangüíneo x taxa de extração) (HUANG & OIE, 1984).         Quando ocorre uma diminuição da eliminação de drogas com alta taxa de extração hepática, depois do deslocamento, a concentração da droga livre pode aumentar, uma vez que a quantidade total da droga no organismo se encontra aumentada; portanto se uma droga é administrada por via parenteral, pode ser necessário reduzir a dosagem para se evitar os efeitos tóxicos provocados pela competição pelas LPP; porém quando a droga é administrada por via oral, o efeito de primeira passagem hepática pode ajudar a diminuir os efeitos adversos conseqüentes desta interação (ROWLAND, 1980).        Para drogas com uma pequena taxa de extração hepática, na qual a biotransformação depende da concentração da droga livre, uma diminuição na concentração total da droga depois do deslocamento terá pouco efeito na eliminação (o “clearance” neste caso estará aumentado devido ao aumento da taxa de extração).          Quanto à excreção renal, se a droga é eliminada, somente por filtração glomerular, uma diminuição, depois do deslocamento, da concentração total da droga sem mudanças na concentração da droga livre, não levará a mudanças na eliminação absoluta da droga. Esta situação torna-se mais complexa quando ocorre secreção tubular ativa e reabsorção parcial da droga. Quando ocorre secreção tubular, porém sem reabsorção a situação poderia se assemelhar àquela das drogas envolvidas no processo ativo durante a biotransformação no fígado. Nesta última condição, por exemplo, a taxa de eliminação pode estar diminuída, devido à diminuição da concentração plasmática total da droga, depois do deslocamento, requerendo em casos extremos, uma redução da dose (LEVY, 1980). 4.6 Ligação das Drogas aos Tecidos e o seu Deslocamento        Para algumas drogas o Vd é bem maior que o volume sanguíneo, significando que grande parte destas drogas se encontra ligada aos tecidos - o deslocamento da ligação tecidual levará a um aumento da droga livre que favorecerá a difusão da droga para o compartimento plasmático; conseqüentemente a concentração da droga no plasma ficará aumentada depois do reequilíbrio da droga deslocada, ou seja, um efeito inverso do observado no deslocamento das LPP (ver figura 5).

FIGURA 5 - Curvas de concentração plasmática – tempo para drogas envolvidas em interações por deslocamento de seus sítios de ligação.a) Deslocamento da droga das LPP e diminuição da contração plasmática devido ao aumento do Vd, a taxa de eliminação pode diminuir ou aumentar, isto vai depender se a eliminação da droga envolve processos ativos de transporte ou não – b) Deslocamento da droga de seus sítios de ligação teciduais e aumento da concentração plasmática da droga (redução do Vd), a taxa de eliminação geralmente vai aumentar, pois uma quantidade maior da droga vai estar sendo transportada para os seus sítios de eliminação. Adaptado de D’ARCY & MCELNAY, 1982.

        Depois do deslocamento da droga dos seus sítios de ligação nos tecidos, haverá uma redução do Vd associado a uma diminuição do tempo de meia-vida da droga no organismo, pois o transporte da droga para os seus órgãos de eliminação (geralmente os rins ou o fígado) estará aumentado, porém o aumento da droga livre no plasma poderá resultar em aumento dos efeitos terapêuticos e até aparecimento de efeitos tóxicos; isto significa que em interações deste tipo, o regime posológico talvez deva ser alterado, com menores doses administradas em intervalos mais curtos, para prevenir grandes flutuações nos níveis séricos da droga; mantendo, porém a mesma dosagem total.         Uma interação importante que envolve o deslocamento da ligação tecidual ocorre entre a digoxina e quinidina. Um estudo foi realizado por LEAHEY et al (1978) em pacientes sob terapia com digoxina que receberam também a quinidina e o resultado deste trabalho mostrou que o nível sérico da digoxina aumentou de 1,4 ng/ml para 3,2 ng/ml com a administração da quinidina (o intervalo terapêutico está entre 0,8 e 2,0 ng/ml); 59% dos pacientes apresentaram sintomas como anorexia, náusea e vômito depois de iniciar a terapia com quinidina - estes efeitos desapareceram nos pacientes em que a dose de digoxina foi reduzida, sugerindo que os sintomas referidos eram causados pela digoxina. Alguns pacientes, inclusive apresentaram arritmias cardíacas graves.         Apesar das interações entre digoxina e outras drogas, como a quinidina verapamil e amiodarona, envolverem outros mecanismos como a diminuição da secreção tubular renal da digoxina, o deslocamento tecidual da digoxina pode trazer conseqüências clínicas importantes para o paciente.4.7 O Significado Clínico das Interações por Deslocamento        A ligação das drogas às proteínas é um parâmetro farmacocinético importante. Muitos métodos estão disponíveis para o estudo de fenômenos envolvendo a ligação das drogas às proteínas plasmáticas ou teciduais. As interações que envolvem o deslocamento das drogas dos seus sítios de ligação do plasma ou do tecido foram relatadas como sendo os mecanismos causadores em muitas interações medicamentosas. Entretanto, a importância deste tipo de interação foi superestimada e exagerada, sendo que grande parte dos dados foi obtida de estudos in vitro. (MCELNAY & D'ARCY, 1983).         Uma vez que a droga deslocada pode normalmente se redistribuir fora do compartimento plasmático, os aumentos de concentrações da droga livre são geralmente transitórios e conseqüentemente não causarão alterações significativas nos efeitos farmacológicos. Geralmente as interações clinicamente importantes envolvendo o deslocamento das drogas de seus sítios de ligação apresentam um outro mecanismo envolvido, como a redução da biotransformação e/ou diminuição da eliminação renal; entretanto em determinadas situações específicas como por exemplo, quando a droga é administrada por via endovenosa ou quando o paciente está sob monitorização terapêutica, o conhecimento das interações por deslocamento das LPP é fundamental.        O deslocamento das drogas das ligações teciduais tem um grande potencial para causar efeitos adversos no paciente, uma vez que neste caso ocorre um aumento da concentração sérica da droga que pode levar a um aumento dos efeitos farmacológicos e possivelmente o aparecimento de efeitos tóxicos. O deslocamento das drogas dos seus sítios de ligação tanto no plasma como nos tecidos poderá aumentar significativamente a concentração da droga livre no plasma, levando a um aumento dos efeitos da droga deslocada.

5 BIOTRANSFORMAÇÃO DE DROGAS

        Muitas interações medicamentosas podem ocorrer por alterações nas enzimas biotransformadoras que estão presentes no fígado e em outros tecidos extra-hepáticos. Os mecanismos farmacocinéticos envolvidos nestas interações consistem principalmente em mudanças no complexo enzimático citocromo P450 (CYP), que pode ser inibido ou induzido por algumas drogas, afetando assim a biotransformação destas drogas. O entendimento destes mecanismos é extremamente importante para a escolha de um regime terapêutico envolvendo várias drogas.5.1 Biotransformação e o Papel do CYP.         A maioria dos fármacos possui caráter lipofílico e, em pH fisiológico, permanecem não ionizados ou parcialmente ionizados. Devido a estas características, os mesmos tenderiam a permanecer no organismo, já que seriam reabsorvidos nos rins, após a filtração glomerular. Visando a eliminar estas substâncias exógenas, o organismo pode lançar mão de sistemas enzimáticos utilizados normalmente para a degradação de substâncias endógenas. Desse modo, a biotransformação é a transformação enzimática dos fármacos em metabó1itos com características mais hidrofílicas, tendo como objetivo facilitar a excreção pelo organismo.         A biotransformação de fármacos pode ser dividida em duas fases. A fase I consiste nas reações de oxidação, redução e hidrólise, ocasionando sempre uma modificação estrutural do fármaco, o que na maioria das vezes pode levar a sua inativação. No caso de administração de pró-fármacos, a fase I vai ser fundamental para gerar a substância farmacologicamente ativa. Na fase II, conhecida como fase de conjugação, ocorrem reações de conjugação do fármaco com substâncias endógenas, visando a facilitar sua excreção. Os processos das fases I e II são independentes, ou seja, o fármaco pode sofrer apenas reações de fase I ou de fase II, ou as duas, seqüencialmente. Geralmente as reações da fase I introduzem um grupo relativamente reativo, como o grupo hidroxila, na molécula, e este grupo funcional servirá, então, como ponto de ataque para o sistema conjugador, que fixa a ele um substituto maior, como um grupo glicuronil, sulfato ou acetil.         O órgão onde ocorre a maioria das reações de biotransformação é o fígado, por apresentar várias enzimas ou complexos enzimáticos especializados. Dentre elas, destacam-se as mono-oxigenases do complexo enzimático CYP, as redutases, as esterases e as transferases (COSTA & STRECK, 1999).        O CYP é o principal responsável pela biotransformação de fármacos no organismo humano, estando presente principalmente no retículo plasmático liso (fração microssômica) dos hepatócitos, podendo também ser encontrado em outros órgãos, como pulmões e rins. O CYP é uma proteína com um grupo prostético heme (ou grupo ferro-porfirina, ver figura 6) e pertence ao grupo das mono-oxigenases, que são enzimas que catalisam reações nas quais um átomo de oxigênio da molécula de O2 é incorporado na molécula do substrato orgânico, o outro átomo é reduzido a H2O. As mono-oxigenases requerem dois substratos que funcionam como redutores dos dois átomos de oxigênio do O2. O substrato principal (no caso o fármaco) recebe um dos dois átomos de oxigênio e o co-substrato (no caso do CYP é a nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato - NADPH) fornece átomos de hidrogênio para reduzir o segundo átomo de oxigênio a água (LEHNINGER, 1986).

FIGURA 6 - Estrutura do grupamento heme unido covalentemente ao citocromo. O anel porfirínico está indicado em azul. Fonte: ALBERTS et al, 1997.

        O sistema transportador de elétrons, envolvido na biotransformação das drogas, se processa da seguinte maneira: O NADPH ao se oxidar reduz uma flavoproteína - a NADPH citocromo P450 redutase. Esta ao oxidar-se reduz uma proteína Fe++ não-heme, que por sua vez, ao se oxidar, reduz o CYP, que reage com o oxigênio molecular para formar o complexo ativo oxigênio-CYP e o transporta para a molécula da droga, oxidando-a (observar a figura 7) (MELLO, 1998).

FIGURA 7 - Sistema transportador de elétrons envolvido na hidroxilação de drogas via CYP.Adaptado de MELLO, 1998.

5.2 Isoformas do CYP        O CYP apresenta várias isoformas, que são formas múltiplas de uma mesma enzima que catalisam o mesmo tipo de reação , neste caso de oxidação , apresentando afinidade por substratos diferentes, biotransformando, portanto, fármacos distintos. Além disso, as isoformas diferem na sua distribuição pelo organismo e na regulação de sua atividade, apresentando diferentes inibidores, indutores e fármacos marcadores. Estes últimos são utilizados para a determinação da atividade de cada isoforma e, por isso, são também substratos das mesmas.         Atualmente mais de 30 isoformas do CYP estão identificadas em humanos, as quais são classificadas de acordo com as convenções da biologia molecular e identificadas por um número arábico indicando a família (membros de uma mesma família são os que apresentam mais de 40% de aminoácidos idênticos); seguido de uma letra em caixa alta que indica a subfamília (55% de aminoácido idênticos) e um outro número representando o gene na subfamília, por exemplo CYP1A2. As enzimas envolvidas na biotransformação de drogas em humanos pertencem às famílias 1,2,3 e 4 (NELSON et al, 1996).         Aproximadamente 70% do CYP hepático são constituídos pelas isoformas CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2C, CYP2D6, CYP2E1 e CYP3A. Entre estes o CYP3A (CYP3A4 e CYP3A5) e o CYP2C (principalmente o CYP2C9 e 2C19) são as subfamílias mais abundantes, responsáveis por 30% e 20% respectivamente do CYP total. As outras isoformas apresentam a seguinte contribuição para o CYP total: CYP1A2 em 13%, CYP2E1 em 7%, CYP2A6 em 4% e CYP2D6 em 2% (LIN & LU, 1998). Uma avaliação do mecanismo de “clearance” metabólico de 315 drogas diferentes (BERTZ & GRANNEMAN, 1999) revelou que 56% são eliminadas primariamente através da ação das várias isoformas do CYP; a CYP3A4 foi a mais importante (50%), seguida pela CYP2D6 (20%), CYP2C9 e CYP2C19 (15%) e o restante era biotransformado pelas CYP2E1, CYP1A2, CYP2A6 entre outras, de modo que podemos estimar que 90% das reações de oxidação das drogas em humanos podem ser atribuídas a estas sete enzimas principais. O conceito que a maioria das oxidações de drogas são catalisadas por um pequeno número de enzimas é importante na prevenção e identificação das possíveis interações medicamentosas envolvendo a biotransformação dos fármacos.         Um dos muitos aspectos interessantes do CYP é que além de poder catalisar várias reações de oxidação (hidroxilação, desalquilação, epoxidação, oxigenação de heteroátomos) ele também pode biotransformar um grande número de xenobióticos de caráter lipofílico. Cada isoforma do CYP possui atividade catalítica para um amplo espectro de substratos. A capacidade do CYP em biotransformar múltiplos substratos é responsável por um grande número de interações medicamentosas associadas com a inibição do CYP. A inibição da biotransformação de fármacos por competição por uma mesma enzima pode resultar em elevações na concentração plasmática de algumas drogas e levar a sintomas clínicos importantes. As interações medicamentosas em nível de biotransformação também podem ser no sentido de indução do CYP.         A atividade das isoformas também pode ser afetada pelo polimorfismo genético e de acordo com a atividade enzimática de cada isoforma, pode-se dividir a população em dois grupos distintos: os metabolizadores extensivos (MEs) e os metabolizadores pobres (MPs). Os primeiros possuem a isoforma com atividade normal, não apresentando problemas para biotransformar os fármacos. Os metabolizadores pobres têm a atividade da isoforma diminuída ou nula, podendo levar a diferenças significativas na posologia de alguns fármacos. Entre as principais isoformas que apresentam polimorfismo genético, segundo um estudo de INGELMAN-SUNDBERG et al (1999), estão a CYP2D6 (caráter autossômico recessivo, sendo a freqüência de metabolizadores pobres de 5 a 10% na população caucasiana) e a CYP2C19 (também de caráter autossômico recessivo, com a freqüência de metabolizadores pobres variando entre 2% a 3% na população caucasiana, podendo chegar até 23% na população oriental).5.3 Mecanismos de Inibição do CYP        O ciclo catalítico do CYP consiste de pelo menos 7 etapas distintas:a) ligação do substrato à forma férrica da enzima;b) redução do grupo heme de férrico (Fe+++) para o estado ferroso (Fe++) por um elétron vindo do NADPH;c) ligação do oxigênio molecular;d) transferência de um segundo elétron;e) quebra da ligação O-O;f) oxigenação do substrato;g) liberação do substrato.         Embora a interferência em qualquer uma destas etapas possa levar a inibição da atividade enzimática do CYP, as etapas (a), (c) e (f) são particularmente vulneráveis à inibição. O mecanismo de inibição do CYP pode ser dividido em três categorias: inibição reversível ou competitiva, inibição não-competitiva e inibição irreversível. Entre estas, a inibição reversível é provavelmente o mecanismo mais comum responsável pelas interações medicamentosas. As interações reversíveis resultam da competição pelo sítio ativo da enzima e provavelmente envolva somente a primeira etapa do ciclo catalítico do CYP. Por outro lado, agentes que atuam durante a ligação do oxigênio ou em etapas subseqüentes levam a inibições não-competitivas ou inibições irreversíveis (HALPERT, 1995).5.3.1 Inibição reversível ou competitiva        Muitos dos inibidores reversíveis potentes do CYP são drogas que contêm o nitrogênio, com a presença dos grupos imidazol, piridina e quinolina (figura 8). Estes compostos ligam-se ao ferro do grupo prostético heme e/ou também a região lipofílica da proteína no CYP; as drogas que se ligam simultaneamente a estas duas regiões são inibidores mais potentes. A potência de um inibidor é determinada por seu caráter lipofílico e pela força de ligação entre o par de elétrons do nitrogênio da droga e o ferro do grupo heme do CYP. Por exemplo, o cetoconazol e a cimetidina (figura 8), que são compostos contendo o imidazol, interagem com o Fe+++ do CYP (CYP férrico); porém, a cimetidina é um inibidor reversível relativamente mais fraco, devido provavelmente a sua baixa lipossolubilidade e a sua menor afinidade em se ligar ao CYP microssômico; por outro lado, o cetoconazol é um potente inibidor do CYP, possivelmente pela sua alta lipossolubilidade. De modo similar, o fluconazol contém um grupo triazol (figura 8) que se liga ao ferro do heme prostético, mas é um inibidor menos potente, novamente devido principalmente a sua menor lipossolubilidade (LIN & LU, 1998).

FIGURA 8 - Estruturas dos grupos imidazol, piridina e quinolina e dos fármacos cetoconazol, cimetidina e fluconazol.

        Os agentes derivados da piridina também podem interagir com o Fe+++ do CYP - entre os derivados de piridina o inibidor mais conhecido é a metirapona; este composto age como um inibidor potente e seletivo das várias isoformas do CYP, incluindo a inibição da 11-beta-hidroxilase que catalisa a etapa final da biossíntese do cortisol. Esta inibição da 11-beta-hidroxilase permite o uso da metirapona no diagnóstico e tratamento das manifestações de excesso de cortisol (síndrome de Cushing) e outras desordens hormonais (JONEN et al, 1974).         As quinolinas consistem de uma outra classe de heterocíclicos contendo o nitrogênio que também apresentam uma potente inibição do CYP, como por exemplo as elipticinas - um grupo de agentes antileucêmicos (inibem a síntese do ácido desoxirribonucléico (DNA) e do ácido ribonucléico (RNA)) com propriedades imunossupressoras, isolados primariamente da Ochrosia elliptica - que contém o grupo quinolina em sua estrutura, interage com o ferro (na forma férrico ou ferroso) do CYP. A elipticina e seu derivado 9-hidroxi-elipticina têm sido usados com sucesso como inibidores da CYP1A1 e CYP1A2.(LESCA P et al, 1979).         Outros derivados de quinolina, como a quinidina e a quinina (figura 9) são potentes inibidores reversíveis da 4-hidroxilação da debrisoquina, uma reação catalisada pela subfamília CYP2D. Curiosamente a quinidina é um potente inibidor da CYP2D6 em humanos, porém ela é biotransformada pela CYP3A4 e não pela CYP2D6; assim um potente inibidor de uma determinada isoforma do CYP não precisa ser necessariamente o substrato desta isoforma (LIN & LU, 1998).

FIGURA 9 - Estruturas da quinidina e quinina – potentes inibidores de CYP2D. A quinina contém um grupo quinolina ligado através de uma ligação álcool secundária a um anel de quinuclidina. A quinidina possui a mesma estrutura que a quinina exceto pela configuração espacial do grupo álcool secundário.

          Muitos agentes antimaláricos (como a primaquina, cloroquina, amodiaquina e mefloquina – ver figura 10) contêm um anel quinolina e são potentes inibidores reversíveis do CYP; porém, a atividade inibitória não está associada com a estrutura da quinolina, uma vez que o nitrogênio da piridina está inacessível pelo impedimento estéreo. Em vez disso, o grupo amino em substituintes do anel quinolina parece ser o determinante primário da potência inibitória observada nestes compostos. Acredita-se que o grupo amino terminal da primaquina está envolvido na ligação direta com o Fe+++ do heme (MURRAY & FARREL, 1986).

FIGURA 10 - Estrutura dos agentes antimaláricos - primaquina, cloroquina, amodiaquina e mefloquina

5.3.2 Inibição não-competitiva – Formação de complexo estável        Um grande número de drogas, incluindo metilenedioxibenzenos, alquilaminas, antibióticos macrolídeos e hidrazinas, sofre ativação metabólica pelo CYP para formar metabólitos inibitórios. Estes metabólitos podem formar complexos estáveis com o heme do CYP (figura 11), chamado complexo metabólico intermediário (CMI), de forma que o CYP fique em um estado inativo funcionalmente (estas substâncias são chamadas de substratos suicidas); a formação deste complexo pode ser revertida e a função catalítica do CYP férrico pode ser restaurada por incubação in vitro com compostos altamente lipofílicos que deslocam o metabólito intermediário do sítio ativo da enzima. A dissociação ou deslocamento do CMI resulta na reativação da atividade funcional do CYP; porém, em situações in vivo, o CMI é tão estável que o CYP envolvido neste complexo fica indisponível para a biotransformação de drogas e a síntese de novas enzimas é a principal maneira pela qual a atividade pode ser restaurada.

FIGURA 11 - Estruturas propostas para o CMI formado durante o ciclo catalítico do CYP.Esquerda – compostos com o grupo metilenedioxifenil formando um complexo carbene-ferro; Centro – Alquilaminas formando um complexo nitroso-ferro. Direita – 1,1 dialquil-hidrazinas formando um complexo nitrene-ferro. Fonte - LI & LU, 1998.

        O piperonil butóxido, um derivado metilenedioxibenzeno, tem sido usado como um inibidor do metabolismo oxidativo de drogas. Este composto age por formar um CMI, provavelmente por uma ligação entre o carbono e o ferro (figura 11).         A troleandomicina e a eritromicina são os antibióticos macrolídeos mais estudados na inibição seletiva que envolve a formação de CMI. Estes 2 agentes possuem em sua estrutura uma amina terciária (figura 12) que depois de passar por várias etapas de biotransformação mediadas pelo CYP (N-demetilação, N-hidroxilação e N-oxidação) produz um metabólito nitroso que se liga fortemente ao CYP ferroso (figura11) levando a formação de um CMI.

FIGURA 12 - Estrutura dos antibióticos macrolídeos troleandomicina e eritromicina. Em destaque o grupo amino terciário.

        Os derivados de metilenedioxibenzeno e os macrolídeos, como a troleandomicina e eritromicina, não agem somente como inibidores mas também produzem efeitos de indutores. Doses repetidas de troleandomicina induz o CYP em ratos (PESSAYRE et al, 1982a), entretanto a maioria das isoenzimas induzidas fica geralmente complexada e funcionalmente inativa. A concentração da CYP livre depende da dosagem diária de troleandomicina e da duração do tratamento.         A CYP3A4 humana está entre as isoenzimas induzidas pela troleandomicina. Em 6 pacientes tratados com troleandomicina (2g/dia durante 7 dias), verificou-se (PESSAYRE et al, 1982b) um aumento de 76% do CYP total comparado com o grupo controle; porém a maioria do CYP induzido estava presente na forma de CMI; a eritromicina produz efeito semelhante (DANAN et al, 1981).         Os efeitos indutores da troleandomicina e da eritromicina são causados pela diminuição da degradação do CMI, e não pelo aumento da síntese do CYP. Uma vez que a maioria do CYP induzido está na forma de complexo e portanto não disponível para biotransformação in vivo, a indução pela formação de CMI pode ser mascarada pelos efeitos inibitórios destes antibióticos.         Outra droga alquilamina, associada com a formação de complexo com o CYP, é a orfenadrina (figura 13) - um relaxante muscular usado no tratamento da doença de Parkinson. Como esta droga possui um grupamento amino terciário, se acredita que o metabolismo da alquilamina para um metabólito nitroso é a reação de biotransformação que dá origem ao CMI (REIDY et al, 1989).

FIGURA 13 - Estrutura da orfenadrina

        Os derivados da hidrazina pertencem a uma outra classe de compostos que podem levar a formação de CMI. O tipo de substituição da hidrazina é um fator importante para a formação do complexo envolvendo o CYP. A hidrazina 1,1-disubstituída, em contraste com a hidrazina monosubstituída, é oxidada pelo CYP para intermediários nitrene que se ligam fortemente ao ferro do grupo prostético heme, formando o complexo nitrene-ferro (figura 11). A isoniazida - a hidrazida do ácido isonicotínico (figura 14) - também leva a formação de CMI, o que pode explicar o porquê da isoniazida, que é biotransformada principalmente pela N-acetilação em humanos, inibe a biotransformação da fenitoína e varfarina mediada pelo CYP (MUAKKASSAH et al, 1981).

FIGURA 14 - Estrutura da isoniazida.

5.3.3 Inibição irreversível do CYP – Inativação da enzima        Algumas drogas contêm certos grupos funcionais que podem ser oxidados pelo CYP a intermediário reativos que causam a inativação irreversível da enzima antes da sua liberação do sítio ativo; ou seja, é necessária uma ativação metabólica para uma posterior inativação da enzima. Este tipo de inativação do CYP pode ser o resultado de alterações irreversíveis do grupo prostético heme ou da porção protéica, ou ainda uma combinação de ambos. De modo geral, as modificações do grupo heme sempre inativam o CYP, enquanto que alterações na proteína só resultam em perda da atividade catalítica se aminoácidos fundamentais para a ligação do substrato, transferência de elétrons ou ativação do oxigênio, forem modificados.5.3.4 Alquilação do grupo heme        Drogas que possuem uma ligação dupla (olefinas) ou uma ligação tripla (acetilenos) na porção terminal podem ser oxidadas pelo CYP para radicais intermediários que alquilam o grupo prostético heme e assim inativam a enzima. Entre as evidências da alquilação do heme inclui a demonstração de perdas equimolares de enzima e de heme, assim como o isolamento e a caracterização estrutural do heme adulterado. A alquilação do grupo heme é iniciada pela adição do oxigênio ativado para o carbono interno da dupla ou tripla ligação e é concluída com a ligação do carbono ao nitrogênio pirrólico do heme. É interessante observar que o acetileno reage com o nitrogênio do anel pirrólico A do CYP2B1 em microssomos hepáticos de rato induzidos por fenobarbital, enquanto que olefinas lineares reagem com o nitrogênio do anel pirrólico D (LI & LU, 1998).         O etinilestradiol, um estrógeno amplamente utilizado como contraceptivo oral, é um derivado acetilênico (ver figura 15), que ao contrário de outros derivados de estradiol, tem atividade biológica longa e uma alta biodisponibilidade. Estudos realizados por GUENGERICH (1988), indicam que esta droga é um substrato para a CYP3A4 e também leva a destruição estrutural desta mesma enzima. Atualmente está esclarecido que a atividade longa e a alta biodisponibilidade do etinilestradiol são atribuídas principalmente à alteração do heme prostético da enzima que o biotransforma.

FIGURA 15 - Estrutura do etinilestradiol

        Assim como as olefinas e acetilenos, as diidropiridinas também podem ser oxidadas pelo CYP para metabólitos reativos que alquilam o heme prostético. Por exemplo, os radicais 4-alquil-1,4-diidropiridina são oxidados pelas enzimas do CYP para radicais intermediários que alquilam o nitrogênio do grupo heme. Porém nem todas as diidropiridinas provocam a alquilação do heme, a substituição na posição 4 do anel diidropiridina é um fator importante. A alquilação do heme é detectada se o substituinte é um grupo alquil alifático primário (metil, etil, propil); caso o substituinte seja um grupo aromático (fenil) ou um radical secundário (isopropil) não ocorre a alquilação do heme. Por exemplo, a nifedipina, uma diidropiridina com um aril na posição 4 (ver figura 16) não inativa o CYP (DE MATTEIS et al, 1982).

FIGURA 16 - Estrutura da nifedipina – uma diidropiridina com um substituinte aromático na posição 4.

5.3.5 Ligação covalente a apoproteína         O exemplo mais conhecido de inativação do CYP através de modificação na cadeia de aminoácidos por um metabólito ativado é o caso do cloranfenicol. O grupo dicloacetamida (ver figura 17) é oxidado para um radical oxamil que acila um resíduo de lisina no sítio ativo do CYP (HALPERT, 1981), porém esta inativação pelo cloranfenicol não ocorre igualmente para todas as isoformas do CYP; estudos (HALPERT et al, 1985) com microssomos hepáticos de ratos revelaram que a CYP2B1, CYP2C6 e CYP2C11 são suscetíveis à inativação pelo cloranfenicol, enquanto a CYP1A1 e a CYP1A2 são resistentes.

FIGURA 17 - Estrutura do cloranfenicol com o grupo dicloacetamida em destaque.

        Outros compostos com uma ligação tripla terminal inativam o CYP por se ligarem covalentemente à proteína. Por exemplo o 2-etinilnaftaleno (figura 18) é convertido pela CYP2B1 para uma ceteno, que modifica o sítio ativo da enzima, incluindo a alteração em um resíduo de treonina da posição 302 que desempenha uma função importante na ativação do oxigênio molecular (ROBERTS et al, 1993).

FIGURA 18 - Estrutura do 2-etinilnaftaleno

        A oxidação de grupos contendo o enxofre também pode resultar em modificações da cadeia protéica do CYP. Vários compostos com enxofre podem inativar o CYP por ligação covalente a cadeia protéica depois que são ativados por oxidação pela enzima, como por exemplo o ácido tienílico - um tiofeno substituído - que é oxidado pela CYP2C9 para um metabólito reativo, possivelmente um sulfóxido tiofeno que se liga covalentemente a apoproteína do CYP (LOPEZ-GARCIA et al, 1993).         De modo semelhante, os grupos contendo o nitrogênio também podem inativar o CYP. Por exemplo, as ciclopropilaminas são biotransformadas para metabólitos reativos e experimentos de BONDON et al, (1989) mostram que ocorre uma ligação covalente entre o radical ciclopropilamina e a proteína.         Os dados a respeito do cloranfenicol, ácido tienílico e ciclopropilaminas mostram claramente que o CYP pode gerar espécies reativas que modificam a proteína, porém algumas drogas podem modificar a apoproteína e o grupo prostético heme simultaneamente. Por exemplo, a espironolactona (figura 19), um agente tioesteróide usado como diurético, pode inativar as subfamílias CYP2C e CYP3A e esta inativação ocorre depois da hidrólise do 7alfa-tioéster que dá origem a um grupo tiol livre - o CYP oxida então este radical tiol para um composto tioesteróide eletrófilico que se liga covalentemente a proteína e modifica também o grupo prostético heme (DECKER et al, 1989).

FIGURA 19 - Estrutura da espironolactona.

5.4 Mecanismos de Indução do CYP        Um dos aspectos intrigantes do CYP é que algumas de suas isoformas (CYP1A1, CYP2C9, CYP2E1 e CYP3A4) são induzíveis e outras, não. Diferentemente da inibição, que é uma resposta quase imediata, a indução do CYP é um processo regulatório mais lento que pode reduzir a concentração de algumas drogas no plasma, e assim comprometer a eficácia terapêutica destas drogas.         Apesar do fenômeno de indução do CYP ser conhecido há mais de 4 décadas, somente nos últimos anos os mecanismos envolvidos na indução começaram a ser elucidados. De um ponto de vista biológico, a indução é uma resposta adaptativa que protege as células de xenobióticos tóxicos, uma vez que aumenta a atividade de desintoxicação. A indução da biotransformação tem sido constatada depois da administração de doses terapêuticas de algumas drogas; porém o número de drogas que podem produzir este efeito é, talvez, mais limitado do que se suspeitava anteriormente.          A rifampicina, os barbitúricos, a fenitoína e a carbamazepina estão bem estabelecidos como indutores que produzem mudanças clinicamente importantes na biotransformação de drogas. Recentemente mais algumas drogas, como o omeprazol e a sinvastatina têm sido observadas por causar mudanças na farmacocinética de alguns substratos para isoformas específicas do CYP, mas a importância clínica destas observações precisa ser mais bem estabelecida. O uso de etanol e o tabagismo também podem causar a indução do CYP2E1 e CYP1A, respectivamente, o que pode ter implicações terapêuticas e toxicológicas importantes (GONZALEZ, 1988).         Os indutores podem ser monofuncionais, quando promovem a indução apenas do CYP ou alguma isoforma específica, ou multifuncionais quando leva a indução de várias enzimas, incluindo as enzimas da fase I e da Fase II da biotransformação (figura 20) (PARK et al, 1996).

FIGURA 20 - Classificação dos indutores das enzimas biotransformadoras.Adaptado de PARK et al, 1996.

        Os níveis de CYP hepáticos podem ser controlados pela concentração de seus substratos no fígado. Há muitos passos no caminho do DNA até chegar à enzima, e todos eles, em princípio, podem ser regulados. Dessa forma, uma célula pode controlar as enzimas, que ela faz das seguintes maneiras (figura 21):a) quando e com que freqüência um determinado gene é transcrito (controle transcricional);b) como o transcrito primário de RNA é processado (controle de processamento de RNA);c) selecionando quais RNA mensageiros (mRNAs) maduros no núcleo da célula são exportados ao citoplasma (controle de transporte de RNA);d) selecionando quais mRNAs no citoplasma são traduzidos pelos ribossomos (controle de tradução);e) desestabilizando seletivamente certas moléculas de mRNA no citoplasma (controle de degradação de mRNA);f) ativando, inativando ou compartimentalizando seletivamente moléculas de proteínas específicas depois que elas foram sintetizadas (controle de atividade de proteína) (ALBERTS et al, 1997).

FIGURA 21 - Mecanismos pelos quais as enzimas podem ser reguladas. Fonte: ALBERTS et al, 1997.

        Algumas enzimas CYP estão presentes somente em baixos níveis e são induzidas por xenobióticos, enquanto outras são expressas continuamente em níveis relativamente mais altos.          Para a maioria dos genes o controle transcricional é o predominante e portanto a maioria dos casos de indução do CYP é conseqüência de um aumento da transcrição genética, porém a regulação pós-transcricional tem sido reconhecida para CYP2E1 e possivelmente para CYP3A1. Por exemplo os níveis da CYP2E1 podem ser controlados pela fosforilação da enzima. Os agentes que levam a fosforilação desta enzima conseqüentemente aumentam a degradação da mesma, enquanto substratos que inibem esta fosforilação previnem a sua degradação a levam a um aumento dos níveis de CYP2E1. A fosforilação ocorre em um resíduo de serina na posição 129 e inicia uma rápida perda do grupo prostético heme (ELIASSON et al, 1990).         Por muitos anos, os cientistas estão tentando resolver o mistério de como as células reconhecem o agente indutor e como o sinal é transferido para a maquinaria de transcrição. O mecanismo molecular de indução tem sido mais claramente definido para agentes químicos ambientais do que para os agentes terapêuticos, embora os princípios básicos sejam os mesmos.          Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, representado principalmente pelo 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (TCDD), também chamado apenas de dioxina; são indutores efetivos de CYP1A1 e CYP1A2 que estão sob controles regulatórios similares. (THOMAS et al, 1983). A indução da CYP1A1 envolve a interação do indutor com um receptor citosólico hidrofóbico denominado de receptor Ah (hidrocarboneto aromático) e a translocação do complexo indutor-receptor Ah para o núcleo da célula (POLAND et al,1976).         O gene CYP1A1 possui uma região de controle gênico – que consiste de seqüências de DNA necessárias ao início de transcrição do gene e seqüências que regulam a taxa em que esta transcrição ocorre – chamada de elementos regulatórios receptor Ah (AhRE). O receptor Ah na sua forma ativa consiste de um heterodímero composto por um domínio ligado ao indutor (ALBD) e um transportador nuclear para o receptor Ah (ARNT). Na ausência de um indutor, o ALBD fica associado a uma proteína denominada HSP-90 (do inglês “heat shock protein”). O agente indutor penetra no citoplasma celular, desloca a HSP-90 de seu sítio de ligação e se liga ao ALBD. Isto permite o transportador nuclear (ARNT) se associar com o ALBD para formar o complexo indutor-receptorAh. A translocação deste complexo para o núcleo permite que ele se ligue ao AhRE do gene CYP1A1 levando ao aumento da taxa de transcrição do gene conforme esquematizado na figura 22 (WHITLOCK, 1993).

FIGURA 22 - Mecanismo proposto para a indução do CYP1A1.Adaptado de PARK et al, 1996.

        Receptores para a indução de outras isoformas do CYP, incluindo as famílias CYP2 e CYP3, que são responsáveis pela biotransformação da maioria das drogas, ainda não foram definidos.          Vários genes da família CYP2 são induzidos pelos barbitúricos. Um estudo de PIKE et al (1985) demonstra que indução do CYP pelo fenobarbital em ratos é mediada pelo aumento do respectivo RNA mensageiro devido ao aumento da taxa de transcrição do gene e não envolve mudanças nas taxas de processamento, transporte ou degradação do RNAm. Embora existam vários estudos e possíveis mecanismos de regulação propostos para indução do CYP pelos barbitúricos, ainda não foi identificado um receptor envolvido neste caso. Um trabalho de SHAW & FULCO (1993) com o Bacillus megaterium sugere que os barbitúricos induzem o CYP por deslocar uma proteína regulatória repressora do seu sítio de ligação no gene.

5.5 As Implicações Clínicas das Interações em Nível de Biotransformação.        O estudo das interações medicamentosas envolvendo a biotransformação das drogas é de grande interesse para a prática clínica, não somente para prevenir a toxicidade e os efeitos adversos dos medicamentos mas também para o planejamento de terapias seguras. Os substratos, inibidores e indutores das diversas isoformas do CYP estão listados no quadro 6.QUADRO 6 - Lista de substratos, inibidores e indutores das principais isoformas do CYP.

Isoenzima

Substrato

Inibidor

Indutor

CYP1A2

Amitriptilina

-

-

Clomipramina

Fluvoxamina

-

Clozapina

Suco de “grape-fruit”

Omeprazol

Imipramina

Quinolonas (1)

Fenobarbital

Propranolol

Furafilne

Fenitoína

R-Varfarina

Enoxacina

Rifampicina

Teofilina

Eritromicina

Tabagismo

Cafeína

Ciprofloxacina

-

Haloperidol

-

-

Verapamil

-

-

CYP2C9

-

Fluconazol

-

Tolbutamida

Cetoconazol

-

S-Varfarina

Metronidazol

Rifampicina

Fenitoína

Itraconazol

Fenobarbital

Antiinflamatórios não esteróides (2)

SulfafenazolRitonavir

-

-

Fluvoxamina

CYP2C19

Diazepam

-

-

Mefenitoína

-

-

Omeprazol

Fluoxetina

-

Propranolol

Sertralina

Rifampicina

Clomipramina

Ritonavir

Fenobarbital

Imipramina

Omeprazol

-

Hexobarbital

-

-

CYP2D6

Antidepressivos (3)

Antidepressivos (6)

-

Antipsicóticos (4)

Cimetidina

-

Beta-bloqueadores (5)

Flufenazina

Desconhecido

Codeína

Antipsicóticos (7)

-

Debrisoquina

Quinidina

-

Esparteína

Haloperidol

-

CYP2E1

Acetaminofeno

Dissulfiram

Etanol

Etanol

-

Isoniazida

CYP3A4CYP3A5

Psicotrópicos (8)

-

-

Antiarritmicos (9)

Antidepressivos (19)

-

Bloqueadores de cálcio (10)

Antifúngicos azol (20)

-

Agentes antiulcerosos (11)

Cimetidina

Carbamazepina

Analgésicos opióides (12)

Diltiazem

Dexametazona

Hormônios esteróides (13)

Eritromicina

Fenobarbital

Anti-histamínicos (14)

Inibidores de proteases

Fenitoína

Agentes antimicrobianos (15)

Gestodene

Rifampicina

Imunosupressores (16)

Trolenadomicina

-

Anticonvulsivantes (17)

Suco de “grapefruit”

-

Inibidores de proteases (18)

-

-

1 fenoxacina, ciprofloxacina; 2 ibuprofeno, flurbiprofeno; 3 amitriptilina, clomipramina, desipramina, doxepina, fluoxetina, imipramina, nortriptilina, paroxetina, venlafaxina; 4 haloperidol, perfenazine, risperidona, tioridazina; 5 metoprolol, penbutolol, propranolol, timolol; 6 paroxetina, fluoxetina, sertralina, fluvoxamina, nefazodona, venlafaxina, clomipramina, amitriptilina; 7 haloperidol, perfenazina, thioridazina; 8 triazolam, alprazolam, midazolam, diazepam, bromazepam, imipramina, amitriptilina, nefazodona; 9 amiodarona, lidocaína, quinidina, propafenona, disopiramida; 10 diltiazem, verapamil, nifedipina; 11 omeprazol; 12 alfentanil, 13 tamoxifeno, testosterona, cortisol, progesterona, etinilestradiol, paclitaxel; 14 terfenadina, loratasina, astemizol; 15 eritromicina, troleandomicina, dapsona; 16 ciclosporina, tacrolimus; 17 carbamazepina; 18 ritonavir, saquinavir, indinavir, nelfinavir; 19 nefazodona, fluvoxamina, fluoxetina, sertralina, paroxetina,venlafaxina; 20 cetoconazol, itraconazol, fluconazol. Fonte: TANAKA, 1998.

5.5.1 Implicações clínicas da inibição enzimática.        A relevância clínica das interações medicamentosas por inibição da biotransformação depende de vários fatores. O índice terapêutico da droga envolvida é uma das mais importantes considerações. Pacientes recebendo anticoagulantes, antidepressivos ou agentes cardiovasculares geralmente apresentam um risco maior devido ao baixo índice terapêutico destas drogas. Embora a maioria das interações que podem ocorrer com estes agentes são manejáveis, geralmente por ajuste adequado da dosagem, algumas destas interações podem colocar em risco a vida do paciente.         Uma interação importante, que pode levar à arritmia ventricular fatal em alguns pacientes, ocorre com a administração concomitante de terfenadina e cetoconazol (HONIG et al, 1993). A terfenadina é extensivamente biotransformada pela CYP3A4 para 2 metabólitos, por N-dealquilação e hidroxilação. Depois da administração oral de 60mg, a terfenadina não é normalmente detectável no plasma, devido à alta taxa de extração hepática (efeito de primeira passagem); portanto a administração de drogas que inibem esta biotransformação pode resultar em aumento da concentração plasmática da terfenadina, a qual pode levar o aparecimento de efeitos colaterais graves como a arritmia cardíaca.         A inibição enzimática também pode reduzir a eficácia clínica de uma droga, caso ela seja administrada na forma de pró-fármaco e requer uma ativação metabólica para exercer os seus efeitos terapêuticos, como por exemplo, a codeína e o proguanil.         O polimorfismo genético das isoformas do CYP também é um fator importante quando se estudam as interações medicamentosas em nível de biotransformação. Um exemplo é o caso da interação do omeprazol e do diazepam – os quais são biotransformados predominantemente pela CYP2C19. A coadministração de omeprazol resulta em um aumento significativo na AUC do diazepam para os MEs, o que não ocorre em MPs (ANDERSSON et al, 1990). De modo similar a coadministração de quinidina – um inibidor da CYP2D6 – aumenta a concentração plasmática da encainida, um agente antiarrítmico biotransformado principalmente pela CYP2D6 em ME. Porém em MP a quinidina tem pouco ou nenhum efeito sobre a concentração plasmática da encainida (TURGEON et al, 1990), sugerindo que os MEs são mais suscetíveis à inibição enzimática que os MPs, provavelmente por que em MPs outras vias de eliminação passam a ser predominantes.          Apesar das interações que envolvem a inibição enzimática serem geralmente relatadas como prejudiciais, estas interações podem ser exploradas terapeuticamente como no caso da associação do cetoconazol com a ciclosporina, com o objetivo de prolongar a meia-vida desta (KEOGH et al,1995), ou ainda a associação do saquinavir com o ritonavir para aumentar a biodisponibilidade do saquinavir (KEMPF et al, 1997).5.5.2 Implicações clínicas da indução enzimática.         Geralmente, os metabólitos são farmacologicamente menos ativos que a droga inalterada; portanto a indução enzimática na maioria das vezes resulta em diminuição dos efeitos terapêuticos devido ao aumento da biotransformação das drogas. Em alguns casos, os metabólitos formados durante a biotransformação podem ser quimicamente reativos e a indução enzimática pode levar a um aumento da toxicidade de certas drogas pelo aumento da produção de metabólitos tóxicos.O significado clínico das interações por indução enzimática pode ser determinado por vários fatores incluindo:a) o índice terapêutico e a eficácia da droga;b) a fração eliminada por biotransformação;c) as enzimas envolvidas no “clearance” metabólico;d) a potência dos indutores enzimáticos;e) o polimorfismo genético individual.         A rifampicina é um dos mais potentes indutores conhecido. Esta droga induz várias isoformas do CYP, incluindo as famílias CYP2C e CYP3A. De acordo com HEIMARK et al (1987) a redução das respostas antitrombóticas da varfarina pela rifampicina é causada pelo aumento da biotransformação da varfarina. Outra interação clinicamente importante com a rifampicina envolve a administração concomitante de contraceptivos orais, que pode resultar em distúrbios menstruais ou em uma gravidez indesejada. O mecanismo envolvido nesta interação consiste do aumento da biotransformação dos componentes estrogênicos e progestogênicos do contraceptivo oral (BACK et al,1979). A rifampicina também aumenta a biotransformação da ciclosporina, podendo resultar em concentração subterapêutica deste agente imunossupressor (DANIELS et al, 1984).        A indução enzimática representa um problema comum no tratamento da epilepsia. O fenobarbital, fenitoína e a carbamazepina são potentes inibidores do CYP (RIVA et al, 1996). Assim como a rifampicina,o fenobarbital também pode estimular a atividade catalítica de muitas isoformas do CYP, incluindo as famílias CYP2C e CYP3A. A fenitoína e a carbamazepina parecem ser indutores menos potentes que a rifampicina e o fenobarbital nas doses utilizadas clinicamente. Porém um estudo realizado por SHAW et al (1985) mostra um aumento de 60 e 90% no “clearance” da fenazona em voluntários sadios depois de múltiplas doses de fenitoína e carbamazepina, respectivamente.         Assim como a inibição enzimática, os MEs são mais susceptíveis a indução enzimática que os MPs. O tratamento com rifampicina leva a um aumento significativo no metabolismo da S-mefenitoína em MEs, mas este efeito não ocorre na biotransformação da S-mefenitoína nos MPs (ZHOU et al, 1990).         A redução na concentração plasmática de um fármaco devido a administração concomitante de um indutor enzimático, pode ser contornada pelo aumento da dosagem, porém existe o perigo de acumulação excessiva deste fármaco quando o indutor é suspenso e a atividade enzimática volta ao normal.

6 EXCREÇÃO DE DROGAS

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