Farmacodinamia: definición, mecanismos y tipos de receptores

Introduction
El término farmacodinamia procede de la raíz
pharmaco, «medicina», y dynamics, «cambio ».
En términos sencillos, la farmacodinamia hace
referencia a cómo un medicamento modifica el
organismo. Una definición más completa describe la
farmacodinamia como la rama de la farmacología
que se ocupa de los mecanismos de acción del
fármaco y de la relación entre la concentración del
fármaco y la respuesta del organismo.
Generalidades
Docente Kelly Torres

Generalidades
Los fármacos son sustancias capaces de modificar la actividad celular, es decir,
no originan funciones nuevas ni tampoco alteran las características de las
funciones del sistema sobre el que actúan, simplemente las modifican al
aumentarlas o disminuirlas.
Contracción
muscular
Secreción de
ácido clorhídrico
Conducción
eléctrica

Para estimular o inhibir los procesos
propios de la célula, los fármacos deben
primero asociarse a moléculas celulares
con las cuales establecen enlaces de
unión que casi siempre son reversibles,
aunque también pueden ser irreversibles.
En las células existen innumerables
moléculas capaces de asociarse al
fármaco y formar un complejo con este.
Receptor farmacológico
Generalidades
equilibrio iónico, fenómenos
de carácter metabólico, etc
Si NO hay respuesta celular
Sitio de fijación inespecífico
“Sitio De Pérdida”

Uniones reversibles
El más frecuente es el iónico, pero puede
reforzarse con otros tipos de interacciones
(fuerzas de Van der Waals, puentes de
hidrógeno e interacciones hidrófobas). Todos
estos enlaces son débiles y permiten la
reversibilidad de la interacción fármaco-
receptor.
Uniones irreversibles
Excepcionalmente se forman enlaces
covalentes que son los más firmes, y suelen
originar interacciones irreversibles. Cuando
la unión es covalente, con frecuencia, pero
no necesariamente, se prolonga la acción
del fármaco.
Interacción Fármaco - Receptor
La unión del fármaco con la molécula receptora es dinámica y se produce por la formación de
diversos tipos de enlaces.

Los receptores son estructuras macromoleculares localizadas, en
número variable, en las membranas plasmáticas, en el
citoplasma o en el núcleo celular.
Naturaleza de los Receptores

Naturaleza de los Receptores - ENZIMAS
Muchos fármacos tienen como actividad eficaz, la capacidad de inhibir reacciones
enzimáticas críticas para la función celular, al actuar sobre las enzimas que
intervienen en la transformación de productos endógenos (del propio organismo
o de un microorganismo invasor). Los procesos de inhibición enzimáticas pueden
ser reversibles o irreversibles.
Inhibición
reversible de la
enzima por la
Neostigmina
Inhibición
irreversible de la
enzima por la
Aspirina

Los inhibidores reversibles pueden ser competitivos o no competitivos, según su
punto de entrada en el esquema de la reacción enzima-sustrato.
INHIBIDOR COMPETITIVO INHIBIDOR NO COMPETITIVO

La mayoría de los
inhibidores reversibles
utilizados como fármacos
son competitivos, debido a
que su diseño está basado
fundamentalmente en su
parecido estructural con el
sustrato endógeno, lo que
posibilita que ambos se
unan a un mismo sitio de
la enzima.

Repasemos…

Naturaleza de los Receptores – CANALES IÓNICOS
Transportan agua e iones específicos (Na+, K+, Ca2+, etc.) a favor de un gradiente
de concentración y de potencial eléctrico (gradiente electroquímico). El canal
iónico es una proteína transmembrana constituida por varias subunidades, cuyo
modo de asociación conforma en su interior la estructura (conducto o canal) que
permite el paso de un gran número de iones (hasta 108 iones/s).
Esquema estructural de un canal iónico (Fuente: Outslider (Paweł
Tokarz) at pl.wikipedia [Public domain] vía Wikimedia Commons)

Los canales iónicos pueden encontrarse en uno de los siguientes estados:
a) Cerrado y disponible para ser activado (reposo).
b) Abierto (activo).
c) Cerrado, pero sin poder ser activado (inactivo o refractario).

La activación y apertura de los canales iónicos pueden ser por un proceso de
despolarización previa (canales voltaje-dependientes) o por la interacción de un
ligando endógeno con una pequeña zona especial del canal que constituye el
sitio receptor del ligando fisiológico (canales receptor-dependientes)

Naturaleza de los Receptores – TRANSPORTADORES
Permiten el movimiento de iones y de moléculas orgánicas pequeñas
(aminoácidos, azúcares, etc.) a través de las membranas celulares. Las
proteínas transportadoras poseen sitios de reconocimiento con los cuales se
combina el ligando endógeno que va a ser transportado.

Naturaleza de los Receptores – TRANSPORTADORES
A diferencia de las proteínas canales, los transportadores solo pueden fijar una
o unas pocas moléculas al mismo tiempo. La unión con el ligando ocasiona que
la conformación del transportador se modifique y transfiera las moléculas al
otro lado de la membrana; pero esto exige que la velocidad de transporte (102-
-104 iones/s) sea mucho más lenta que la del canal.

Naturaleza de los Receptores – RECEPTORES FISIOLOGICOS
Una propiedad importante de los receptores fisiológicos que los convierte en "diana"
excelente de los fármacos, es que actúan por mecanismos catalíticos y, por tanto, son
amplificadores de señales bioquímicas.
La función de los receptores fisiológicos consiste en fijar el ligando apropiado y propagar su
señal reguladora al interior de la célula efectora. La identificación de estas 2 funciones
(fijación del ligando y propagación del mensaje) ha llevado a pensar en la existencia de 2
dominios funcionales dentro del receptor: un dominio de unión con el ligando y un dominio
efector.

Naturaleza de los Receptores – RECEPTORES FISIOLOGICOS
Los receptores fisiológicos pertenecen a varias familias funcionales cuyos miembros
comparten estructuras homólogas y mecanismos bioquímicos comunes para ejercer sus
funciones reguladoras.
Atendiendo a la estructura molecular del receptor y al mecanismo de transducción
acoplado a este, se distinguen 4 tipos o familias de receptores fisiológicos.

RECEPTORES FISIOLOGICOS – Receptores acoplados a canales iónicos
Se denominan también
ionotrópicos o ionótropos. Se
encuentran localizados en la
membrana celular acoplados
directamente a un canal iónico del
que forman parte, es decir, el
receptor forma parte de la
estructura del canal. Los receptores
ionotrópicos se encuentran en un
lugar de fácil acceso al ligando,
localizado en la porción extracelular
de la proteína transmembrana.

RECEPTORES FISIOLOGICOS – Receptores acoplados a canales iónicos
A través de estos receptores actúan los mediadores
fisiológicos (neurotransmisores) que producen efectos
celulares en milisegundos (transmisión sináptica). La
unión del ligando con el receptor desencadena la
apertura o el cierre del canal, lo que a su vez origina
cambios en el potencial transmembrana
(despolarización o hiperpolarización).

RECEPTORES FISIOLOGICOS – Receptores acoplados a proteínas G
Se les denomina también
metabotrópicos o
metabótropos. Están
localizados en la membrana
celular y regulan diferentes
moléculas efectoras por
mediación de un grupo de
proteínas, con función
transductora, denominadas
proteínas G por su
capacidad de fijar e
hidrolizar al GTP.

RECEPTORES FISIOLOGICOS – Receptores acoplados a proteínas G
Pertenecen a esta familia los siguientes receptores…
B

RECEPTORES FISIOLOGICOS – Receptores con actividad enzimática
Están localizados en la membrana celular, y en su estructura se distinguen 2 regiones
o dominios: uno, para unirse al ligando (dominio de fijación) y otro, con actividad
enzimática propia (dominio efector o catalítico). Estos dominios se distinguen
también por su situación en relación con la membrana plasmática; el dominio de
fijación es extracelular y la unión con el ligando ocasiona la modificación necesaria
para que el dominio catalítico, intracelular, actúe sobre sus sustratos específicos.
A esta familia pertenecen los receptores que tienen
actividad de guanil ciclasa y las proteínas quinasas
receptoras (receptores que son tirosina quinasa y
receptores que son serina o treonina quinasa).

RECEPTORES FISIOLOGICOS – Receptores que regulan la transcripción de genes
Se les conoce también con el
nombre de factores de
transcripción. Son proteínas
intracelulares que actúan por
medio de la regulación de la
transcripción de genes y
pueden estar localizadas en
el núcleo o en el citoplasma
celular; por lo que, el ligando
endógeno o el fármaco, para
interactuar con ellas, debe
primero penetrar al interior
de la célula.

En la estructura de estos receptores se distinguen 2 regiones o dominios diferentes:
un dominio de unión con el ligando y un dominio para la unión del receptor con
secuencias específicas del ADN, denominadas elementos de respuesta hormonal,
que son indispensables para la correcta transcripción de algunos genes.
La interacción del
ligando con el
receptor modifica de
forma sustancial la
molécula receptora, lo
que posibilita que
esta pueda asociarse
al ADN del
cromosoma.

Activador
Represor

El complejo receptor-ligando se considera un factor de transcripción nuclear, capaz
de reconocer y unirse al elemento de respuesta hormonal específico, y actuar sobre
este como regulador transcripcional positivo (activa la transcripción de genes) o, en
determinadas situaciones, como regulador transcripcional negativo (reprime la
transcripción de genes).
La activación de los receptores que
regulan la transcripción de genes
produce en el organismo
respuestas celulares tardías
(demoran horas en aparecer), que
suelen ser de duración prolongada.

IANOTRÓPICOS METABOTRÓPICOS LIGADOS A KINASAS NUCLEARES
Repasemos…

Afinidad y actividad intrínseca
Para que un fármaco produzca un efecto biológico necesita reunir 2
propiedades fundamentales: afinidad y actividad intrínseca.
Afinidad: capacidad de formación del Complejo fármaco-receptor a
concentraciones muy bajas del fármaco.
Especificidad: del receptor farmacológico
se refiere a la capacidad de éste para
discriminar entre una molécula de ligando
de otra pese a que éstas puedan ser muy
similares.
Actividad intrínseca: La capacidad del
fármaco para modificar al receptor
farmacológico e iniciar una acción celular se
define como actividad intrínseca (o alfa), la
que toma valores entre 0 y 1.

Si un fármaco es capaz de inducir una respuesta celular máxima, entonces se
habla de un fármaco agonista con actividad intrínseca igual a 1.
Por el contrario, si el fármaco pese a formar el complejo fármaco-receptor no
es capaz de inducir respuesta celular alguna, estamos en presencia de un
fármaco antagonista, con alfa = 0.

Los antagonistas no desarrollan
ningún efecto por sí mismos y
su acción solo se pone de
manifiesto en presencia de un
agonista.
Los fármacos que inducen una
respuesta celular, pero ésta no
es máxima, se dice que es un
agonista parcial y su actividad
intrínseca comparativamente
tendrá valores entre 0 y 1.

.
Agonista inverso: Tiene afinidad y eficacia, pero el efecto que produce es inverso
al del agonista.
Agonista-antagonista: dos fármacos tienen afinidad y eficacia, pero uno de
ellos tiene mayor afinidad, ocupa el receptor, tiene eficacia (es agonista) pero
bloquea la acción del segundo fármaco (es antagonista).
Agonista: Antagonista:
afinidad y eficacia afinidad, no eficacia

Dominios
 Dominio de unión a ligando:
macromolécula receptora que
interactúa reversiblemente con
la molécula del fármaco; dicha
interacción es con afinidad y
especificidad.
 El dominio efector, una vez
activado por el ligando se origina
y propaga la señal reguladora de
la función en la célula diana, por
un efecto intracelular directo, o
bien por liberación de otra
molécula reguladora intracelular
(2º mensajero).

Regulación de Receptores
Al igual que otras proteínas de
membrana, los receptores
sufren un ciclo natural de
síntesis, de ensamble en la
membrana plasmática (donde
son totalmente funcionales) y
de su posterior destrucción al
interior celular.
Hay determinadas situaciones
en las cuales los receptores
son regulados en función de la
homeostasis celular.

 La desensibilización (Taquifilaxia) de receptores es un proceso que
se caracteriza por la pérdida de respuesta celular ante la acción de
un ligando endógeno o de un fármaco. Se trata generalmente de
una respuesta homeostática de protección celular a una
estimulación excesiva, crónica o aguda.

 Desensibilización homóloga.
a) Disminución en la afinidad por el
ligando
b) Inhibición del acoplamiento entre
el receptor y los elementos de
respuesta celular
c) Reducción en el número de
receptores (down regulation)
 internalización (endocitosis)
 ↑ degradación
 ↓ disminución de la síntesis de
nuevos receptores

 Desensibilización
heteróloga. La pérdida de la
capacidad de respuesta celular
es debido a cambios que
modifican al sistema efector que
transduce la señal del complejo
fármaco-receptor, como puede
ser el caso de la imposibilidad de
formar el complejo activo de una
proteína G, o la incapacidad de
liberar un segundo mensajero.

 La hipersensibilización de
receptores es un proceso que se
caracteriza por el aumento de la
respuesta celular ante la acción de un
ligando endógeno o de un fármaco como
resultado de la falta temporal del ligando
del fármaco:
 Up-regulation
 ↑ afinidad del receptor con su
ligando
 Endógeno

Regulación
de
Receptores

Acción farmacológica
 Los medicamentos administrados en el organismo actúan modificando las
acciones propias de cada aparato o sistema, pero no producen nuevas
funciones que el organismo no posee, de tal forma que podemos clasificar las
acciones farmacológicas en cinco tipos:
funciones funciones
Estimulaciónviolenta
ESTIMULACION DEPRESION IRRITACION
Miosis Midriasis
REMPLAZO
Sustituciónde la
secrecióndel
organismo
ANTIINFECCIOSA

Clasificación farmacológica: forma de acción
Existen tres grandes grupos en los que es posible clasificar a los
medicamentos, desde el punto de vista de su forma de acción.
1. Fármacos de acción local. Los que actúan en el sitio de aplicación, no
hay penetración a la circulación.
A esta variante se la denomina tópica, se ejerce sobre la piel y las mucosas.
2. Fármacos de acción general o sistémica. Son los que actúan en
todo el organismo, hay penetración a la circulación, representan el
grupo más numeroso e importante.
3. Fármacos de acción remota. Aquellos que se administran en un sitio
determinado y producen una acción lejana.

Acción farmacológica
MEDICAMENTO ACCIÓN FARMACOLÓGICA SITIO DE ACCIÓN
ADRENALINA
(epinefrina)
Estimulante: estimula los
receptores α y β.
Acción sistémica o general. A través de circulación
sanguínea se distribuye a diferentes órganos que
poseen receptores α y β, donde ejecuta su acción.
2
3

Efectos adversos de las drogas
Los efectos adversos incluyen una amplia variedad de reacciones tóxicas de
los fármacos que pueden aparecer durante el tratamiento, de modo que
este término excluye la utilización no terapéutica de sobredosis (por
ejemplo, la exposición accidental o los intentos de suicidio).
Los efectos adversos de las drogas se clasifican en cinco grandes
grupos:
● Efectos colaterales
● Reacción tóxica
● Idiosincrasia
● Reacción alérgica
● Interacciones adversas farmacológicas

Efectos adversos de las drogas – EFECTOS COLATERALES
También denominados efectos no terapéuticos, suelen aparecer después de
la aplicación de dosis terapéuticas y que, en una situación determinada, son
indeseables. Por ejemplo, la diarrea es un efecto colateral de muchos
antibióticos orales y se debe a que los antibióticos no sólo destruyen las
bacterias que infectan los tejidos, sino aquellas que normalmente habitan
en la luz intestinal.
Los efectos colaterales también pueden ser benéficos en determinadas
circunstancias. Considere la somnolencia debida a antihistamínicos, la cual
es un efecto colateral en el tratamiento de una alergia durante el día,
mientras que el efecto hipnosedante resulta útil durante la noche si el
paciente ha experimentado insomnio o dificultad para conciliar el sueño.

Efectos adversos de las drogas – REACCIÓN TÓXCA
Es la que ocurre cuando se utilizan dosis superiores de un fármaco a las que
indica el margen terapéutico para un paciente determinado.
La gravedad de la reacción suele relacionarse con la dosis (por ejemplo, la
hemorragia por anticoagulantes orales o las convulsiones por anestésicos
locales).

Efectos adversos de las drogas – IDIOSINCRASIA
Se trata de la respuesta anormal que tiene lugar en un pequeño
porcentaje de pacientes expuestos a un fármaco.
Las reacciones idiosincrásicas no están relacionadas con los efectos
conocidos del fármaco ni tienen naturaleza alérgica. Estas
reacciones están determinadas desde el punto de vista genético.

Efectos adversos de las drogas – REACCION ALÉRGICA
Es una respuesta anormal que se presenta en un paciente después de la
administración de una dosis normal de un fármaco.
Se diferencia de la idiosincrasia en que no se produce con la primera
administración de la droga porque depende de la reactividad del
paciente como consecuencia de su contacto previo con el fármaco y,
además, siempre implica un mecanismo inmunológico (reacción
antígeno-anticuerpo).

Efectos adversos de las drogas –
INTERACCIONES ADVERSAS FARMACOLÓGICAS
Consisten en que al utilizar dos o más fármacos de manera
concomitante, uno de ellos potencia la acción de otro.

OTROS EFECTOS FARMACOLÓGICOS
 Efecto primario: es el efecto fundamental terapéutico deseado de la
droga
 Efecto placebo: son manifestaciones que no consiguen relación con
alguna acción realmente farmacológica .

OTROS EFECTOS FARMACOLÓGICOS
Consisten en que al utilizar dos o más fármacos de manera concomitante, uno de
ellos potencia la acción de otro
• Sinergismo de suma. (suma de efectos individuales)
• Sinergismo de potenciación (respuesta obtenida mayor)

1. Vías de administración: las vías endovenosas e intramuscular son más
rápidas que subcutánea, la oral y la tópica.
2. Dosis de administración: es la cantidad de medicamento administrado por
determinada vía.
• Dosis letal: la cantidad de fármaco provoca la muerte
• Dosis tóxica: la cantidad de fármaco administrada produce signos y
síntomas de intoxicación.
• Dosis mínima: la cantidad mínima administrada produce efectos curativos.
• Dosis máxima: la mayor cantidad de fármaco que No produce intoxicación.
• Dosis terapéutica: es la cantidad ÓPTIMA de fármaco administrada que
produce efectos curativos
Factores que modifican la acción farmacológica

Factores que modifican la acción farmacológica -
factores individuales
Factor Concomitante
con otro fármaco

Farmacodinamia: definición, mecanismos y tipos de receptores

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