Dinâmica Celular

A farmacologia é uma ciência que deve ser estudada sempre entrelaçada a outras. Antes de procurar entender como um fármaco age ou o seu ciclo a nível corpóreo, devemos entender como funciona o ambiente onde ele vai estar. Não é foco do site entrar muito na parte da fisiologia pura ou de outras ciências, porém é necessário explicar como trabalha o local onde os fármacos irão agir. Partindo deste pressuposto iremos revisar de forma resumida o funcionamento membranar do principal alvo de ação do fármaco: A célula.

Toda a farmacocinética depende do transporte do fármaco através das membranas celulares. Entendendo as propriedades físico-químicas das moléculas e das membranas que influenciam está transferência é que podemos compreender o ciclo do fármaco no organismo.

Estrutura membranar:

É composta por uma dupla camada lipídica contendo lipídeos anfipáticos estruturados e conformados com a sua porção hidrofóbica para dentro e hidrofílica para fora. Formam barreiras entre os compartimentos líquidos intracelulares e extracelulares das células e tecidos.

Figura 01

Figura 01 – Fosfolipídio de membrana

Fonte: http://www.tudomaisumpouco.com/

Para obter as propriedades de fluidez, flexibilidade, alta resistência elétrica, impermeabilidade seletiva a moléculas polares e elevado grau organizacional, os lipídios de membrana se combinam com o colesterol, ocasionando esta série de características.

Mergulhadas nos lipídios estão as proteínas, estas por sua vez tem várias funções a nível celular, como por exemplo, de “âncoras estruturais” (Goodman, 2012), receptores, transportadores, canais iônicos e atuando por fim como alvo para fármacos e compostos endógenos.

As proteínas de membrana se encaixam em um desses dois grupos: Proteínas Integrais ou Proteínas Periféricas.

Como exemplo de proteínas integrais temos as Proteínas Transmembranas que atravessam toda a estrutura membranar. As Transmembranas podem ser divididas em duas subdivisões: Proteínas Carreadoras e Proteínas de Canal.

Figura 02

Figura 02 – Proteínas integrais e periféricas

Fonte:  http://fisiando.blogspot.com.br/

Figura 03 – Funções das proteínas integrais

 Fonte: http://educacao.uol.com.br

Proteínas de Canal são aquelas que formam pequenos poros ou canais para que moléculas polares e íons selecionados atravessem a membrana. Os canais que permitem a passagem de cátions e ânions são chamados de canais iônicos, estes por sua vez, podem ser controlados por voltagem ou por ligantes, regulando assim o movimento de íons através da membrana. Um importante elemento que faz uso destes canais é a água, devido a sua polaridade.

Proteínas Carreadoras estão envolvidas no transporte ativo de moléculas ou íons, na difusão facilitada e na troca dessas partículas.

As Proteínas Periféricas são encontradas na superfície interna ou na parte externa da membrana. Na superfície interna, estas proteínas estão geralmente ligadas a proteínas integrais e estão envolvidas na transdução de sinais e na regulação das funções intracelulares.

Tendo isto em mente é que podemos exemplificar de forma resumida as formas de se penetrar o meio intracelular:

Difusão Passiva Simples: O fármaco se difunde através da membrana plasmática, sem gasto de energia, orientado por um gradiente de concentração. Em outras palavras, ele atravessa a membrana devido a sua solubilidade membranar (coeficiente de partição, P), e a concentração que se encontra em maior quantidade no meio extracelular do que no meio intracelular. Com essa diferença de concentração os meios tendem a entrar em equilíbrio, fazendo com que ocorra uma difusão membranar sem gasto de energia. Porém este fato não funciona dessa forma quando trata-se de um fármaco na forma ionizada. No caso de compostos iônicos as concentrações no estado de equilíbrio dependem do gradiente eletroquímico do íon e suas diferenças de pH através da membrana.

Entenda: Via de regra a porção do fármaco que consegue atravessar a membrana plasmática é aquela não ionizada, devido a sua afinidade pelos lipídios presentes na membrana. Tendo isso em vista é notório que o equilíbrio é alcançado quando a mesma quantidade de fármaco for encontrado nos dois meios celulares, tanto no extra quanto no intra. Porém se o fármaco não ionizado encontra um meio com pH muito maior ou menor ao que ele se encontrava (no interior celular por exemplo), ele pode se ionizar causando um impedimento na passagem pela membrana de volta, ocasionando o acúmulo deste fármaco no meio em que ele se ionizou.

Rang & Dale (2012) traz uma lista de algumas consequências importantes sobre esse fenômeno:

  • O aprisionamento da base livre de alguns fármacos antimaláricos (como a Cloroquina) no ambiente ácido do vacúolo alimentar do parasita da malária contribui para a interrupção da via de digestão da hemoglobina que é a base do seu efeito tóxico sobre o parasita.
  • A acidificação da urina acelera a eliminação de bases fracas e retarda a de ácidos fracos.
  • A alcalinização da urina acelera a eliminação de ácidos fracos e retarda a de bases fracas.
  • O aumento do pH do plasma (com a administração de Bicarbonato de Sódio como exemplo) faz com que ácidos fracos sejam extraídos do sistema nervoso central para o plasma.

(Outras informações e detalhes você encontra no capítulo 8 do livro supracitado.)

Difusão Facilitada: Este é um caso parecido com a difusão simples, a diferença é que neste existe a participação de uma proteína carreadora que faz a troca do meio extra para o meio intra (e vice-versa) de moléculas que não conseguem se difundir na membrana. Este processo não há gasto de energia para a célula e funciona de acordo com o gradiente de concentração.

Transporte Ativo: Para se manter a homeostase celular algumas substâncias são transportadas contra um gradiente de concentração. Neste caso, ocorre um gasto de energia (ATP) por parte da célula, pois ela está aumentando a concentração da substância em um meio onde já existe uma maior quantidade da mesma, indo contra um equilíbrio químico mas a favor de um equilíbrio homeostático. Um exemplo clássico é a chamada “Bomba de Sódio Potássio ATPase”, que regula a quantidade de sódio/potássio intracelular, garantindo as concentrações de potássio e sódio ideais.  Vale ressaltar que esta bomba é um importante alvo de um fármaco indicado para Insuficiência Cardíaca Congestiva (ICC): A Digoxina, um digitálico cardiotônico.

Figura 04 – Bomba de Na/K ATPase

Fonte: http://www.infoescola.com

A tabela abaixo mostra algumas proteínas transportadoras que são alvos de fármacos para obtenção da terapêutica:

Tabela 01 – Proteínas transportadoras

Com isso terminamos o nosso pequeno resumo sobre dinâmica celular. Abaixo consta os livros que foram consultados para montar este post.

Obrigado!

Referências Bibliográficas:

  • Goodman SL, Gilman GA. As Bases Farmacológicas da Terapêutica. 12. ed. Porto Alegre – RS: AMGH; 2012.
  • Schellack G. Farmacologia – Uma Abordagem Didática. São Paulo: Fundamento; 2008.
  • Rang HP, Dale MM. Farmacologia. 7. ed. Rio de Janeiro: Elsevier; 2011.


Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado.