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Biofísica Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação de Drogas Prof. Dr. Walter F. de Azevedo Jr. © 2015 Dr. Walter F. de Azevedo Jr. 1

Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação de Drogas · Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação ... Estrutura molecular da dopamina gerada com o programa ... Biologia. 6a ed. Artmed editora

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Page 1: Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação de Drogas · Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação ... Estrutura molecular da dopamina gerada com o programa ... Biologia. 6a ed. Artmed editora

BiofísicaEstudo Dirigido:

Mecanismo de Ação de DrogasProf. Dr. Walter F. de Azevedo Jr.

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1

Page 2: Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação de Drogas · Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação ... Estrutura molecular da dopamina gerada com o programa ... Biologia. 6a ed. Artmed editora

Serotonina é um neurotransmissor

derivado do aminoácido triptofano. Os

neurônios serotoninérgicos encontrados

no sistema nervoso central desempenham

diversas funções, entre elas regulação do

humor, apetite, sono, contração

muscular, funções cognitivas,

incluindo memória e aprendizado. A

maioria dos fármacos com ação anti-

depressiva parece estar envolvida na

modulação dos níveis de serotonina nas

sinapses.

2

Estrutura molecular da serotonina gerada com o programa

ACD/ChemSketch Freeware. Informações sobre como gerar

com ACD/ChemSketch. Options>Set Structure Drawing

Style>Normal. Tools>Clean Structure. File>Save as>Windows

Metafiles(*.wmf).

Disponível para download em: <

http://www.acdlabs.com/resources/freeware/chemsketch/ >.

Acesso em: 23 de setembro de 2015.

.

NH

NH2

OH

Mecanismos de Ação de Drogas

Page 3: Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação de Drogas · Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação ... Estrutura molecular da dopamina gerada com o programa ... Biologia. 6a ed. Artmed editora

Dopamina é um neurotransmissor que

ativa os centros de prazer em certas

partes do cérebro. Está presente nas

áreas responsáveis pela regulação da

emoção, movimento, motivação e

sentimento de prazer. Quando uma

recompensa inesperada nos atinge, os

neurônios dopaminérgicos são ativados.

Tal relação de causa e efeito, entre prazer

e liberação de dopamina, nos leva à repetir

situações que causam liberação de

dopamina. De uma forma geral, podemos

dizer que os níveis de dopamina sobem

quando passamos por experiências que

nos tragam prazer, assim quando o nível

de dopamina sobe nos sentimos bem.Estrutura molecular da dopamina gerada com o programa

ACD/ChemSketch Freeware. Informações sobre como gerar

com ACD/ChemSketch. Options>Set Structure Drawing

Style>Normal. Tools>Clean Structure. File>Save as>Windows

Metafiles(*.wmf).

Disponível para download em: <

http://www.acdlabs.com/resources/freeware/chemsketch/ >.

Acesso em: 23 de setembro de 2015.

.

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OH

OH

NH2

Mecanismos de Ação de Drogas

Page 4: Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação de Drogas · Estudo Dirigido: Mecanismo de Ação ... Estrutura molecular da dopamina gerada com o programa ... Biologia. 6a ed. Artmed editora

Podemos dizer que somos aquilo que

vemos, comemos, bebemos, ouvimos

e......

aspiramos. Sem emitir nenhum juízo de

valor, e focado exclusivamente no

conhecimento científico, gostaria de

destacar um estudo realizado com 874

indivíduos. Esse estudo mostrou

claramente, que o uso da maconha antes

do 18 anos leva, à diminuição do QI (

quociente de inteligência) na idade adulta.

Um risco grande, principalmente se

considerarmos que há uma clara

correlação do sucesso pessoal com o QI.

Disponível em: <

http://www1.folha.uol.com.br/equilibrioesa

ude/1144188-uso-precoce-de-maconha-

piora-a-memoria-diz-estudo.shtml >

Acesso em: 23 de setembro de 2015. 4

Mecanismos de Ação de Drogas

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Diversas substâncias causam dependência química. Estudaremos nos próximos slides

o mecanismo molecular de 7 drogas. Usaremos como ilustração o site “Mouse Party”

indicado ao lado. Recomendo aos alunos que visitem o site, é iterativo e apresenta os

conceitos básicos relacionados com a ação de drogas no sistema nervoso central.

Heroína

Ecstasy

Metanfetamina

Maconha

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Álcool

Cocaína

LSD

Ação de Drogas (Álcool)

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6

Sistema sem álcool

GABA é um neurotransmissor inibitório.

Esses neurotransmissores agem no

controle da atividade neuronal em

diversas áreas do cérebro. A ligação

de GABA ao seu receptor permite a

entrada do íon cloro, o que dificulta o

disparo de potencial de ação no

neurônio pós-sináptico.

Neurotransmissor

inibitório GABA Receptor de GABA

GABA é a sigla em inglês para ácido gama-aminobutírico (IUPAC: 4-aminobutanóico [ácido]), (Gamma-AminoButyric Acid).

Ação de Drogas (Álcool)

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Sistema sem álcool

Numa outra área do cérebro, o

neurotransmissor glutamato exerce sua

função, ligando-se ao receptor de

glutamato, que permite a entrada de

íons positivos no neurônio pós-

sináptico. Glutamato é um

neurotransmissor que participa de

sinapses excitatórias.

Receptores de

glutamato

Neurotransmissor

glutamato

Ação de Drogas (Álcool)

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Sistema com álcool

A entrada de álcool no cérebro tem

uma ação sedativa dupla. Inicialmente,

o álcool interage com os receptores de

GABA, tornando a ação do

neurotransmissor ainda mais inibitória.

Neurotransmissor

inibitório GABA Receptor de GABA

Álcool

Ação de Drogas (Álcool)

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Sistema com álcool

Numa segunda etapa, o álcool liga-se

aos receptores de glutamato, o que

impede a ligação do neurotransmissor

e, consequentemente, a abertura de

canais iônicos que levariam íons

positivos para o neurônio pós-

sináptico.

Receptores de

glutamato

Álcool

Neurotransmissor

glutamato

Ação de Drogas (Álcool)

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Sistema com álcool

A ingestão de álcool afeta

particularmente as áreas do cérebro

relacionadas com a formação da

memória, tomada de decisão e controle

de impulsos.

Ação de Drogas (Álcool)

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Sistema com LSD

LSD é a sigla em inglês para d-Lysergic Acid.

Neurotransmissor

serotonina

Receptor de

serotonina

O LSD age quase que exclusivamente

nos neurônios serotoninérgicos. Devido à

semelhança das estruturas moleculares

do LSD e da serotonina, o LSD liga-se

aos receptores de serotonina.

Ação de Drogas (LSD)

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Sistema sem LSDHá diversos tipos de receptores de

serotonina no cérebro, cada um é

responsável por realizar funções

específicas.

Receptor de

serotonina do tipo 2

Receptor de

serotonina do tipo 1

Ação de Drogas (LSD)

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Sistema com LSDO LSD interage com receptores de

serotonina particulares, mas nem sempre

da mesma forma. Algumas vezes ele

pode apresentar ação inibitória e outras

vezes excitatória. Tal comportamento é

uma das razões do efeito sensorial

complexo do LSD.

Receptor de

serotonina do tipo 1

Receptor de

serotonina do tipo 2

Ação de Drogas (LSD)

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Sistema com LSDO LSD excita uma região particular do

cérebro, chamada locus coeruleus (LC).

Um único neurônio do LC pode ligar-se a

muitas áreas sensoriais do cérebro. O LC

é responsável por sentido de prontidão e

por respostas rápidas aos estímulos

inesperados.

Ação de Drogas (LSD)

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Abaixo temos as estruturas moleculares do LSD e da serotonina.

Estrutura molecular da serotonina Estrutura molecular do LSD

Ação de Drogas (LSD)

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Antes da heroína entrar no cérebro,

neurotransmissores inibitórios estão ativos

na sinapse. Tais neurotransmissores inibem

a liberação de dopamina, como indicado

abaixo.

Neurotransmissor

inibitório

Neurotransmissor

dopamina

Receptores

de opióides

Receptor de

dopamina

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Sistema sem heroína

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Ação de Drogas (Heroína)

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Quando os opióides naturais do corpo,

ativam os receptores de opióides, a

liberação de neurotransmissores inibitórios

é encerrada. Sem inibição, a dopamina é

liberada.

Neurotransmissor

inibitório

Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Receptor

de opióides

Opióide

nativo

Sistema sem heroína

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Ação de Drogas (Heroína)

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A heroína imita opióides naturais e liga-se

ao receptor de opióides, desligando a

inibição da liberação de dopamina. A

dopamina inunda a fenda sináptica,

produzindo a sensação imediata de bem-

estar.

Neurotransmissor

inibitório

Receptor

de opióides

Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Heroína

Sistema com heroína

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Ação de Drogas (Heroína)

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Transportadores de serotonina são canais

transmembranares. Eles são responsáveis

pela remoção das moléculas de serotonina

da fenda sináptica.

Receptor de

serotonina

Transportador

de serotonina

Neurotransmissor

serotonina

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Sistema sem ecstasy

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Ação de Drogas (Ecstasy)

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Ecstasy tem estrutura molecular similar à

serotonina, sendo levado pelos canais

transportadores de serotonina. O ecstasy é

mais facilmente absorvido do que a própria

serotonina.

Receptor de

serotonina

Transportador

de serotonina

Ecstasy

Neurotransmissor

serotonina

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Sistema com ecstasy

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Ação de Drogas (Ecstasy)

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A interação com ecstasy altera o canal

transportador de serotonina. Tal canal

passa a funcionar de forma reversa,

tirando serotonina da célula. A molécula

de serotonina retorna à fenda sináptica.

Receptor de

serotonina

Transportador

de serotoninaEcstasy

Neurotransmissor

serotonina

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Sistema com ecstasy

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Ação de Drogas (Ecstasy)

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O excesso da molécula de serotonina inunda a

fenda sináptica. O resultado líquido é que

serotonina liga-se novamente aos receptores

do neurônio pós-sináptico, superestimulando

tais células.

Receptor de

serotonina

Transportador

de serotoninaEcstasy

Neurotransmissor

serotonina

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Sistema com ecstasy

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Ação de Drogas (Ecstasy)

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Ecstasy afeta as vias da serotonina, responsáveis pelo sono, humor, percepção e

apetite. A estrutura molecular do ecstasy é similar à serotonina, como podemos ver nas

figuras abaixo.

Estrutura molecular da ecstasy Estrutura molecular da serotonina

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Ação de Drogas (Ecstasy)

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Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Transportador

de dopamina

Metanfetamina

Canais transportadores de dopamina são

responsáveis pela remoção da dopamina

da fenda sináptica. Devido à similaridade

estrutural da dopamina e metanfetamina,

esta última é levada para dentro da

célula, pelos canais transportadores de

dopamina.

Fo

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Sistema com metanfetamina

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Ação de Drogas (Metanfetamina)

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Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Transportador

de dopamina

Metanfetamina

Uma vez dentro da célula, a molécula de

metanfetamina inseri-se na vesícula de

dopamina, forçando esta para fora das

vesículas.

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Sistema com metanfetamina

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Ação de Drogas (Metanfetamina)

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Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Transportador

de dopamina

Metanfetamina

O excesso de dopamina no meio

intracelular, faz com que os canais

transportadores funcionem de forma

reversa, jogando dopamina para fora da

célula, direto na fenda sináptica.

Fo

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Sistema com metanfetamina

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Ação de Drogas (Metanfetamina)

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Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Transportador

de dopamina

Metanfetamina

A fenda sináptica aprisiona as moléculas

de dopamina, como consequência temos

que as moléculas de dopamina ligam-se

aos receptores na célula pós-sináptica,

levando esta a ser super-estimulada.

Fo

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Sistema com metanfetamina

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Ação de Drogas (Metanfetamina)

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As figuras abaixo mostram a similaridade entre as estruturas moleculares da dopamina

(neurotransmissor) e metanfetamina (droga). A metanfetamina tem-se vulgarizado

como droga de abuso, devido aos seus efeitos agradáveis intensos tais como a

euforia, aumento do estado de alerta, da autoestima, do apetite sexual, da

percepção das sensações e pela intensificação de emoções.

Estrutura molecular da dopamina Estrutura molecular da metanfetamina

28

Ação de Drogas (Metanfetamina)

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Antes da maconha entrar no sistema,

neurotransmissores inibitórios estão ativos

na sinapse. Tais neurotransmissores inibem

a liberação de dopamina.

Neurotransmissor

inibitório

Neurotransmissor

dopamina

Receptores

de canabinóides

Receptor de

dopamina

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Sistema sem tetrahidrocannabinol (THC)

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Ação de Drogas (Maconha)

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Quando ativada pelo canabinóide nativo do

corpo (chamado anandamida), receptores

de canabinóides desativam a liberação de

neurotransmissorares inibitórios. Sem

inibição, a dopamina é liberada.

Neurotransmissor

inibitório

Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Receptor

de canabióides

Anandamida

Fo

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Sistema sem tetrahidrocannabinol (THC)

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Ação de Drogas (Maconha)

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Sistema com tetrahidrocannabinol (THC)

THC é o componente ativo da maconha,

que assemelha-se estruturalmente à

anandamida e liga-se aos receptores de

canabinóides. A inibição é desligada e a

dopamina é liberada na sinapse.

Neurotransmissor

inibitório

Receptor

de canabióides

Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

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Ação de Drogas (Maconha)

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O neurotransmissor anandamida é

responsável pela remoção de memórias

de curta duração desnecessárias, bem

como retardar o movimento, dando uma

sensação de relaxamento e calma. Ao

contrário de THC a anandamida é

facilmente eliminada pelo metabolismo, o

que explica o motivo do neurotransmissor

não produzir uma sensação prolongada de

relaxamento e calma. Ao lado vemos a

estrutura do THC.

Estrutura molecular do Tetrahidrocannabinol (THC)

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Ação de Drogas (Maconha)

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Transportadores de dopamina são

responsáveis pela remoção das moléculas

de dopamina da fenda sináptica, após

realizarem sua ação fisiológica.

Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Transportador

de dopamina

Sistema sem cocaína

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Ação de Drogas (Cocaína)

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Cocaína bloqueia os transportadores de

dopamina, deixando-os presos na fenda

sináptica. Como resultado a dopamina liga-

se de forma contínua aos receptores de

dopamina, super-estimulando a célula.

Neurotransmissor

dopamina

Receptor de

dopamina

Transportador

de dopamina

Cocaína

Sistema com cocaína

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Ação de Drogas (Cocaína)

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Como outras drogas, a cocaína concentra-

se no centro de prazer do cérebro. Contudo

essa droga é ativa também na parte do

cérebro responsável pelos movimentos

voluntários. Tal ação, leva aos usuários de

cocaína a apresentarem dificuldade de

permanecerem parados. A estrutura

molecular da cocaína é mostrada ao lado.

Estrutura molecular da cocaína

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Ação de Drogas (Cocaína)

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Referências