Farmacología PDF: Fundamentos, Ramas y Efectos de los Fármacos

Fundamentos Cientificos de Medicina Farmacología **¿Qué es la Farmacología?** La farmacología es la ciencia que estudia las interacciones de los fármacos con los organismos vivos. Su nombre deriva del griego \"pharmakon\", que significa \"principio activo del medicamento\". Esta disciplina se cen...

Fundamentos Cientificos de Medicina Farmacología **¿Qué es la Farmacología?** La farmacología es la ciencia que estudia las interacciones de los fármacos con los organismos vivos. Su nombre deriva del griego \"pharmakon\", que significa \"principio activo del medicamento\". Esta disciplina se centra en comprender cómo las sustancias químicas influyen en la función biológica, ya sea para prevenir, tratar o curar enfermedades. **Términos Clave en Farmacología** 1. **Droga:** - Materia prima que contiene principios activos. - No ha sido manipulada más allá de lo necesario para su conservación. 2. **Fármaco:** - Sustancia química natural o sintética con acción biológica. - Su efecto terapéutico puede ser aprovechado para tratar enfermedades. 3. **Medicamento:** - Producto químico desarrollado a partir de un fármaco. - Diseñado para su administración adecuada y con fines terapéuticos. **Historia de la Farmacología** La farmacología tiene sus orígenes en el uso tradicional de plantas y compuestos animales como remedios para tratar enfermedades. Con el tiempo, la disciplina evolucionó hacia una ciencia moderna basada en la investigación científica y el desarrollo de compuestos sintéticos. Actualmente, la farmacología integra conocimientos de fisiología, bioquímica y biotecnología para desarrollar terapias eficaces y seguras. **Línea del tiempo:** - **Antigüedad:** Uso de plantas medicinales por civilizaciones como Egipto, China y Mesopotamia. - **Edad Media:** Avances limitados por la influencia religiosa; se mantienen los remedios herbales. - **Renacimiento:** Se inicia la sistematización de la farmacología con figuras como Paracelso. - **Siglo XIX:** Descubrimiento de principios activos como la morfina y la quinina. - **Siglo XX:** Desarrollo de medicamentos sintéticos y la introducción de ensayos clínicos. - **Actualidad:** Medicina personalizada basada en farmacogenómica y avances biotecnológicos. **Ramas de la Farmacología** 1. **Farmacocinética:** - Estudia cómo el organismo absorbe, distribuye, metaboliza y excreta los fármacos. 2. **Farmacodinamia:** - Analiza los efectos fisiológicos de las drogas y sus mecanismos de acción en el organismo. 3. **Farmacoterapia:** - Se enfoca en el uso adecuado de medicamentos para tratar y prevenir enfermedades. 4. **Toxicología:** - Estudia los efectos adversos y el potencial tóxico de las sustancias químicas. 5. **Farmacoeconomía:** - Evalúa los costos y beneficios de los medicamentos en el contexto del cuidado de la salud. 6. **Farmacovigilancia:** - Identifica, cuantifica y evalúa las reacciones adversas a los medicamentos, promoviendo su uso seguro. 7. **Farmacotecnia:** - Diseña y desarrolla formas de administración adecuadas para los medicamentos. 8. **Farmacognosia:** - Estudio del origen, estructura y composición química de los principios activos derivados de fuentes naturales. 9. **Farmacosología:** - Analiza efectos colaterales y adversos asociados al uso de medicamentos. - **Propiedades de los Fármacos** 1. **Afinidad:** - Describe la intensidad con la que un fármaco se une a su receptor específico. 2. **Selectividad:** - Indica la capacidad del fármaco para actuar sobre un órgano o sitio particular sin afectar otros. 3. **Eficacia:** - Mide la capacidad del fármaco para producir el efecto terapéutico deseado. - Incluye: - **Eficacia intrínseca:** Nivel de respuesta que puede inducir un fármaco. - **Eficacia máxima:** Máximo efecto alcanzable sin toxicidad. 4. **Especificidad:** - Propiedad del fármaco que modifica su actividad al cambiar su estructura molecular. 5. **Potencia:** - Cantidad de fármaco requerida para lograr un efecto terapéutico específico. **Acción y Efecto de los Fármacos** - **Acción:** Se refiere a la consecuencia inmediata de la interacción del fármaco con su receptor. - **Efecto:** Es el resultado fisiológico o terapéutico final de esta interacción. **Propiedades Moleculares y Genéticas** 1. **Farmacogenética:** - Estudia las variaciones genéticas que influyen en la respuesta a los medicamentos. 2. **Farmacogenómica:** - Combina la información genética con la farmacología para personalizar tratamientos. 3. **Quimioterapia:** - Uso de agentes químicos para eliminar microorganismos patógenos o células malignas sin dañar al organismo hospedador. **Conclusión** La farmacología es una ciencia multidisciplinaria que busca comprender cómo los medicamentos interactúan con el organismo para prevenir, diagnosticar y tratar enfermedades. Su estudio integral permite desarrollar terapias más eficaces y seguras, mejorando la calidad de vida de las personas. Droga a placebo **Definiciones Claves** - **Droga:** Materia prima con principios activos que no ha sufrido manipulación más allá de su conservación. - **Fármaco:** Sustancia sintética o de origen natural con acción biológica útil terapéuticamente. - **Medicamento:** Agente químico con actividad biológica útil, desarrollado para una administración adecuada. - **Placebo:** Sustancia sin efecto terapéutico utilizada para generar efectos psicológicos en el paciente. **Tipos de Placebo** 1. **Puro:** Sin actividad farmacológica, prescrito para que el paciente perciba recibir tratamiento. 2. **Impuro:** Contiene sustancias con actividad farmacológica sin relación con la enfermedad tratada. **Factores que Influyen en el Efecto Placebo** - Color, sabor, olor, forma, tamaño, vía de administración, costo, y si está asociado a dolor (ejemplo: placebo rojo o amargo puede percibirse más efectivo). **Ensayos Clínicos** Investigación clínica controlada que evalúa seguridad y eficacia de tratamientos. Constituyen la base del desarrollo en farmacología clínica. **Fases de Ensayos Clínicos** 1. **Fase I:** - Evalúa seguridad, dosificación y efectos secundarios en grupos pequeños. - Objetivo: Determinar la dosis segura. 2. **Fase II:** - Estudia eficacia y efectos secundarios en grupos más grandes. - Objetivo: Confirmar resultados previos. 3. **Fase III:** - Compara con tratamientos existentes; monitorea a largo plazo. - Objetivo: Confirmar eficacia y seguridad. 4. **Fase IV:** - Evaluación a largo plazo tras la aprobación. - Objetivo: Identificar efectos secundarios raros y evaluar sostenibilidad. **Consideraciones Éticas y Morales en Ensayos Clínicos** 1. Consentimiento informado del sujeto. 2. Justificación necesaria del experimento. 3. Investigación previa en animales. 4. Evitar sufrimiento y daño innecesario. 5. Prohibición de causar muerte o invalidez, salvo en auto-experimentos. 6. Balance entre riesgos y beneficios. 7. Capacidad del sujeto para interrumpir el experimento. 8. Calificación adecuada del experimentador. 9. Interrupción del experimento si surge peligro. **Problemas Éticos en los Ensayos** - ¿Es ético usar placebo? - Dilema de suspender tratamientos eficaces. - Asignación justa de pacientes en grupos de estudio. - Transparencia sobre la naturaleza del tratamiento. Farmacocinética **Farmacocinética** **Definición y Propósito** La farmacocinética estudia cómo los medicamentos se mueven a través del cuerpo. Su objetivo principal es alcanzar y mantener una concentración plasmática adecuada para generar un efecto terapéutico, evitando la toxicidad. **Fases de la Farmacocinética** 1. **Absorción:** El paso del medicamento desde el sitio de administración hasta la circulación sistémica. 2. **Distribución:** La dispersión del fármaco en los tejidos y órganos. 3. **Metabolismo:** Transformación del fármaco en compuestos más fáciles de excretar. 4. **Excreción:** Eliminación del fármaco del organismo.  **Volumen de Distribución (Vd)** El volumen de distribución es un parámetro clave en farmacocinética. Se define como: El estado de equilibrio dinámico ocurre cuando la velocidad de eliminación es igual a la de administración. **Vida Media (T½)** La vida media es el tiempo que toma para que el 50% del fármaco sea eliminado del cuerpo. Se requieren aproximadamente **4 vidas medias** para alcanzar el estado de equilibrio dinámico. La fórmula es:  **Rutas de Administración** 1. **Por tubo digestivo:** Oral, sublingual, bucal, rectal. 2. **Parenterales:** Intra-arterial, intravenosa, intramuscular, subcutánea, intratecal. 3. **Otras:** Inhalación, transdérmica, tópica. - Las vías digestivas son las más comunes, aunque las parenterales ofrecen una respuesta más rápida. **Absorción del Fármaco** **Tipos de Absorción** 1. **Inmediata (directa):** Cuando el fármaco se administra directamente en los tejidos (ej. inyección). 2. **Mediata (indirecta):** No requiere intervención invasiva (ej. administración oral). **Tipos de Transporte** 1. **Transporte Pasivo:** - **Difusión Simple:** A través de los lípidos de la membrana. Influenciada por el tamaño molecular, la liposolubilidad y el gradiente de concentración. - **Filtración:** Depende de los poros de la membrana, pero no transporta moléculas unidas a proteínas. 2. **Transporte Especializado:** - **Difusión Facilitada:** Requiere un transportador, no consume energía, y respeta el gradiente de concentración. - **Transporte Activo:** Utiliza energía, es selectivo, saturable y opera contra el gradiente de concentración. TRANSPORTE ACTIVO Y TRANSPORTE PASIVO - Issuu **Biotransferencia** La biotransferencia es el transporte de fármacos a través de membranas biológicas. Está influenciada por: - **pH de la solución:** Determina la ionización del fármaco. - **pKa del fármaco:** Logaritmo negativo de la constante de disociación; mide la tendencia del compuesto a liberar un protón. **Ley de Henderson-Hasselbalch** Esta ecuación calcula la proporción de formas ionizadas y no ionizadas en función del pH y pKa:  **Nota:** Solo las formas no ionizadas pueden atravesar fácilmente las membranas celulares. Distribución de fármacos 1. Introducción a la Distribución de los Fármacos ------------------------------------------------- - Es el proceso mediante el cual un fármaco abandona el torrente sanguíneo y penetra en el espacio intersticial y las células de los tejidos. - La distribución es un proceso reversible y está influenciado por múltiples factores como la biodisponibilidad, solubilidad, flujo sanguíneo y barreras fisiológicas. 2. Conceptos Claves ------------------- ### **Distribución** - Movimiento del fármaco desde la circulación sanguínea hacia los tejidos y órganos donde ejercerá su efecto. - La mayoría de los fármacos no se distribuyen de manera uniforme en el cuerpo. ### **Redistribución** - Proceso por el cual un fármaco se moviliza de un compartimento a otro después de haber sido almacenado en un reservorio tisular. - Es común en fármacos liposolubles. 3. Modelos de Distribución de los Fármacos ------------------------------------------ Dependiendo de cómo se distribuye en el organismo, los fármacos pueden clasificarse en: - **Monocompartimental**: el fármaco se distribuye de manera homogénea en el organismo. - **Bicompartimental**: el fármaco se distribuye en dos compartimentos, generalmente en el plasma y algunos tejidos. - **Tricompartimental**: el fármaco se almacena en diferentes compartimentos con cinéticas de distribución distintas. 4. Características Claves de la Distribución -------------------------------------------- - **Acceso del fármaco a los órganos**: Depende de la vascularización del tejido. - **Elección del fármaco según el acceso**: Algunos tejidos son más difíciles de alcanzar (SNC, ojos, testículos). - **Retraso en el inicio del efecto**: Determinado por la velocidad de distribución. - **Concentración alcanzada en los tejidos**: Influye en la eficacia terapéutica. - **Duración del efecto del fármaco**: Afectado por el almacenamiento en tejidos específicos. 5. Tipos de Distribución ------------------------ ### **Unión a proteínas plasmáticas** - La mayoría de los fármacos se unen a proteínas plasmáticas, especialmente a la albúmina. - La fracción unida no tiene actividad farmacológica, mientras que la fracción libre es la responsable del efecto terapéutico. - Ejemplos de fármacos y su grado de unión a proteínas plasmáticas: - Acetaminofén: 0% - Aspirina: 48% - Diazepam: 99% - Fluoxetina: 94% ### **Distribución en los líquidos corporales** - Puede ocurrir mediante **difusión** o **filtración** a través de los capilares. - Depende del peso molecular, liposolubilidad y grado de ionización del fármaco. ### **Unión a proteínas tisulares** - Algunos fármacos pueden acumularse en tejidos específicos al unirse a lípidos, proteínas o ácidos nucleicos. - Estos depósitos tisulares pueden: - Prolongar la duración del efecto farmacológico. - Causar toxicidad localizada si la acumulación es excesiva. 6. Factores que Afectan la Distribución de los Fármacos ------------------------------------------------------- 1. **Tamaño del órgano y flujo sanguíneo**: - Órganos grandes con alto flujo sanguíneo reciben más fármaco (hígado, riñones, cerebro). 2. **Unión a proteínas plasmáticas**: - Los fármacos ácidos se unen a la albúmina. - Los fármacos básicos se unen a la glucoproteína ácida α1 y β-globulinas. 3. **Solubilidad del fármaco**: - Fármacos liposolubles se almacenan en el tejido adiposo o atraviesan la barrera hematoencefálica. 4. **Volumen de Distribución (Vd)**: - Representa el espacio en el organismo donde puede distribuirse el fármaco. - Ejemplo: en deshidratación hay menos agua corporal, por lo que el volumen de distribución disminuye. 5. **Expresión de la glucoproteína P**: - Transportador de membrana que reduce la absorción de ciertos fármacos y contribuye a la resistencia a múltiples fármacos. 7. Barreras Fisiológicas y su Influencia en la Distribución ----------------------------------------------------------- ### **Barrera Hematoencefálica (BHE)** - Evita el paso de sustancias hidrofílicas al sistema nervioso central. - Solo permite la entrada de fármacos liposolubles o aquellos con transportadores específicos. ### **Barrera Hematoacuosa** - Limita el paso de fármacos hacia el humor acuoso del ojo cuando son administrados sistémicamente. ### **Barrera Placentaria** - Regula el paso de sustancias entre la madre y el feto. - Los fármacos liposolubles atraviesan por difusión simple. - La glucosa se transporta por difusión facilitada. - Iones y aminoácidos atraviesan por transporte activo. - Sustancias de gran tamaño (\> 1,000 daltons) no atraviesan. 8. Conclusión ------------- - La distribución de los fármacos es un proceso complejo influenciado por múltiples factores como la unión a proteínas, el flujo sanguíneo, la solubilidad y la presencia de barreras fisiológicas. - Comprender estos mecanismos es fundamental para optimizar la terapia farmacológica y minimizar efectos adversos. Biotransformación de fármacos 1. Introducción a la Biotransformación -------------------------------------- - La **biotransformación** es el proceso metabólico mediante el cual el cuerpo modifica los fármacos para hacerlos más fáciles de eliminar. - Ocurre principalmente en el **hígado**, aunque también puede darse en los riñones, pulmones e intestinos. - **Objetivo principal**: convertir los fármacos en **metabolitos más hidrosolubles** para facilitar su eliminación a través de la orina o bilis. 2. Importancia de la Biotransformación -------------------------------------- - Permite la **desactivación** de fármacos activos. - Puede **activar prodrogas**, transformándolas en su forma activa en el organismo. - Regula la **duración del efecto farmacológico** y evita la acumulación tóxica. 3. Consecuencias de la Biotransformación ---------------------------------------- - **Conversión de un fármaco activo a un metabolito inactivo**: Ejemplo, morfina a morfina-3-glucurónido. - **Conversión de un fármaco activo a un metabolito activo**: Ejemplo, codeína a morfina. - **Conversión de una prodroga en su forma activa**: Ejemplo, clopidogrel (antiplaquetario). - **Conversión de un fármaco en un compuesto tóxico**: Ejemplo, paracetamol en NAPQI (puede causar daño hepático). 4. Principales Sitios de Biotransformación ------------------------------------------ - **Hígado** (principal órgano metabolizador). - **Riñones, pulmones e intestinos** también tienen actividad metabólica menor. - El **fenómeno de primer paso** reduce la cantidad de fármaco activo disponible tras la administración oral. 5. Fenómeno de Primer Paso -------------------------- - Ocurre cuando el fármaco es metabolizado en el hígado antes de llegar a la circulación sistémica. - Reduce la biodisponibilidad oral del medicamento. - **Vías que evitan el primer paso hepático**: - Sublingual - Transdérmica - Parenteral (intravenosa, intramuscular, subcutánea) - Rectal (parcialmente) 6. Fases de la Biotransformación -------------------------------- ### **Fase I: Reacciones No Sintéticas (Transformación)** - Introducen o modifican un grupo funcional en el fármaco. - **Tipos de reacciones**: - **Oxidación**: mediada por el **citocromo P-450** (ejemplo: metabolismo de benzodiacepinas). - **Reducción**: ocurre en fármacos con grupos nitro o azo. - **Hidrólisis**: común en ésteres y amidas (ejemplo, aspirina → ácido salicílico). - **Resultado**: fármaco más polar, preparado para la fase II. ### **Fase II: Reacciones Sintéticas (Conjugación)** - Se agregan grupos polares al fármaco para hacerlo más soluble en agua. - **Tipos de conjugación**: - **Glucuronidación** (la más común): catalizada por la **glucuroniltransferasa**. - **Sulfoconjugación**: sulfotransferasas agregan un grupo sulfato. - **Acetilación**: importante en la eliminación de fármacos como la isoniazida. - **Conjugación con glutatión**: protege contra metabolitos tóxicos (ejemplo: detoxificación del paracetamol). - **Resultado**: metabolitos más polares y listos para su eliminación. Farmacocinética: eliminación - Medwave 7. Sistema de Enzimas Citocromo P-450 ------------------------------------- - Grupo de enzimas en el hígado que metabolizan la mayoría de los fármacos. - **Principales familias**: - **CYP1A2** (cafeína, teofilina). - **CYP2C9** (AINEs, warfarina). - **CYP2D6** (antidepresivos, betabloqueantes). - **CYP3A4** (estatinas, benzodiacepinas, macrólidos). - **Factores que afectan la actividad del citocromo P-450**: - **Inductores enzimáticos** (aceleran el metabolismo, reduciendo el efecto del fármaco): rifampicina, fenitoína, barbitúricos. - **Inhibidores enzimáticos** (ralentizan el metabolismo, aumentando la concentración del fármaco): omeprazol, jugo de toronja, eritromicina. 8. Factores que Modifican la Biotransformación ---------------------------------------------- 1. **Factores Genéticos**: - Diferencias en la actividad del citocromo P-450 (metabolizadores rápidos o lentos). - Ejemplo: el 10% de la población carece de CYP2D6, afectando la conversión de codeína a morfina. 2. **Edad**: - **Recién nacidos** tienen menor actividad enzimática (ejemplo: el cloranfenicol puede causar el **síndrome del niño gris**). - **Ancianos** tienen menor capacidad metabólica, lo que prolonga la duración del efecto de los fármacos. 3. **Sexo y Hormonas**: - Diferencias hormonales pueden afectar la actividad enzimática. - Ejemplo: metabolismo más rápido de algunos fármacos en hombres. 4. **Estado Nutricional**: - Deficiencias vitamínicas afectan la actividad enzimática. - Ejemplo: la malnutrición reduce la conjugación hepática. 5. **Enfermedades Hepáticas**: - Cirrosis o insuficiencia hepática disminuyen la capacidad de metabolizar fármacos. 6. **Interacciones Farmacológicas**: - Algunos medicamentos inducen o inhiben enzimas metabólicas, alterando la concentración de otros fármacos en el cuerpo. 9. Polimorfismos Genéticos y Farmacogenética -------------------------------------------- - Existen variaciones genéticas en las enzimas del citocromo P-450 que afectan la respuesta a los fármacos. - Ejemplo: - **Pobres metabolizadores de CYP2D6** no convierten la codeína en morfina, reduciendo su efecto analgésico. - **Metabolizadores ultrarrápidos de CYP2D6** pueden convertir codeína en morfina en exceso, aumentando el riesgo de toxicidad. 10. Aplicaciones Clínicas de la Biotransformación ------------------------------------------------- - **Personalización de tratamientos**: identificar metabolizadores lentos o rápidos para ajustar dosis. - **Reducción de efectos adversos**: evitar fármacos que puedan acumularse en personas con metabolismo deficiente. - **Selección de la mejor vía de administración**: para evitar el **efecto de primer paso** en fármacos con baja biodisponibilidad oral. - **Manejo de interacciones farmacológicas**: ajustar dosis en pacientes que toman múltiples medicamentos. RESUMEN GENERAL =============== 1. **La biotransformación convierte los fármacos en formas más hidrosolubles** para su eliminación. 2. **Ocurre principalmente en el hígado** y se divide en **Fase I (modificación química)** y **Fase II (conjugación con moléculas polares)**. 3. **El citocromo P-450 es clave en el metabolismo de fármacos** y es afectado por inductores (aumentan metabolismo) e inhibidores (reducen metabolismo). 4. **Factores como genética, edad, nutrición y enfermedades hepáticas pueden alterar el metabolismo de los fármacos**. 5. **La farmacogenética ayuda a personalizar tratamientos** según el metabolismo individual de cada paciente. Excreción y acumulación de fármacos 1. Introducción a la Excreción de Fármacos ------------------------------------------ - La **excreción** es el proceso mediante el cual el cuerpo elimina los fármacos o sus metabolitos. - Para ser eliminados de manera eficiente, los fármacos deben ser **polares** e **hidrosolubles**. - Ocurre principalmente a través de los riñones (**excreción renal**) y el hígado (**excreción biliar**), aunque también pueden ser eliminados por otros órganos. 2. Conceptos Claves en la Eliminación de Fármacos ------------------------------------------------- ### **Excreción** - Eliminación de un fármaco o su metabolito del organismo. - Puede ocurrir por diferentes vías: **renal, hepática, intestinal, pulmonar y otras**. ### **Protorrea** - Cantidad de fármaco eliminado por unidad de tiempo. - Determina la **velocidad de eliminación**. ### **Vida media (T ½)** - Tiempo necesario para eliminar el **50% del fármaco** del organismo. - Se requieren entre **4 a 5 vidas medias** para alcanzar un estado de equilibrio. ### **Depuración (Clearance, CL)** - Capacidad del organismo para eliminar un fármaco de la circulación sistémica. - Se mide en **ml/min** y se calcula con la fórmula:  - Donde: - **U** = concentración del fármaco en orina - **V** = volumen urinario (ml/min) - **P** = concentración plasmática del fármaco 3. Tipos de Cinética de Eliminación ----------------------------------- ### **Cinética de Primer Orden** - Se elimina un **porcentaje constante** del fármaco por unidad de tiempo. - **La eliminación es proporcional** a la concentración plasmática. - **Las enzimas no se saturan**. - **Ejemplo**: la mayoría de los fármacos siguen esta cinética. ### **Cinética de Orden Cero** - Se elimina una **cantidad constante** del fármaco por unidad de tiempo, **sin importar su concentración plasmática**. - **Las enzimas se saturan** a concentraciones altas. - **Ejemplo**: alcohol, aspirina en dosis altas, fenitoína. 4. Vías de Eliminación de los Fármacos ====================================== 4.1 Excreción Renal (Principal vía) ----------------------------------- - Representa la ruta más importante de eliminación. - Ocurre en el **riñón** a través de tres procesos: ### **1. Filtración Glomerular** - Ocurre en el **glomérulo**. - Se filtran sustancias **de bajo peso molecular** y **fármacos no unidos a proteínas plasmáticas**. ### **2. Secreción Tubular Proximal** - Transporte activo de fármacos **ionizados**. - Permite la eliminación de ácidos y bases orgánicas. ### **3. Reabsorción Tubular Distal** - Las sustancias liposolubles pueden ser **reabsorbidas** por difusión pasiva. - Las sustancias hidrosolubles se eliminan más fácilmente en la orina. **Atrapamiento Iónico**: - La excreción renal puede ser modificada alterando el **pH de la orina**. - **Ejemplo**: - La orina ácida favorece la eliminación de bases. - La orina alcalina favorece la eliminación de ácidos. 4.2 Excreción Hepática (Biliar) ------------------------------- - Fármacos de **peso molecular alto (\> 300 Dalton)** se eliminan en la bilis. - Secreción activa de fármacos en la bilis → intestino → eliminación en las heces. **Circulación Enterohepática**: - Algunos fármacos eliminados en la bilis pueden ser **reabsorbidos en el intestino** y volver al hígado. - **Ejemplo**: morfina, digitoxina. 4.3 Excreción Intestinal ------------------------ - Puede eliminar fármacos **sin absorción** o metabolizados en el hígado. - Puede ocurrir por: - **Difusión pasiva**. - **Transporte activo**. 4.4 Excreción Pulmonar ---------------------- - Importante para la eliminación de **gases y sustancias volátiles**. - Depende de la solubilidad del fármaco en la sangre. - **Ejemplo**: anestésicos inhalados. 4.5 Otras Vías de Excreción --------------------------- - **Saliva**: fármacos liposolubles pueden aparecer en la saliva. - **Leche materna**: fármacos hidrosolubles pueden eliminarse en la leche y afectar al lactante. - **Sudor y lágrimas**: excreción limitada pero presente en ciertos fármacos. 5. Acumulación de Fármacos ========================== - Ocurre cuando la **tasa de eliminación es menor que la de administración**. - Puede generar **toxicidad** en el organismo. - **Factores que favorecen la acumulación**: - Disminución del **clearance renal o hepático**. - **Aumento de la vida media** del fármaco. - Unión extensa a **proteínas plasmáticas**. - **Circulación enterohepática**. Ejemplo Clínico de Acumulación ------------------------------ **Pacientes con insuficiencia renal**: - Pueden **acumular digoxina o aminoglucósidos**, aumentando el riesgo de efectos adversos. - Es necesario **ajustar la dosis** en estos pacientes. 6. Factores que Afectan la Excreción de Fármacos ================================================ 1. **Función Renal**: insuficiencia renal reduce la excreción. 2. **Edad**: - Recién nacidos tienen **riñones inmaduros**, eliminan más lento los fármacos. - Ancianos presentan **disminución del flujo renal**, reduciendo la eliminación. 3. **Unión a Proteínas Plasmáticas**: - Fármacos unidos a proteínas no son filtrados y permanecen más tiempo en el cuerpo. 4. **pH de la Orina**: - Afecta la excreción de ácidos y bases mediante el atrapamiento iónico. 5. **Interacciones Farmacológicas**: - Algunos fármacos compiten por la secreción tubular, reduciendo su eliminación. - **Ejemplo**: probenecid reduce la excreción de penicilina, prolongando su efecto. 7. Importancia Clínica de la Excreción y la Acumulación ======================================================= **Ajuste de dosis en insuficiencia renal y hepática**. **Prevención de toxicidad en pacientes con eliminación deficiente**. **Modulación del pH urinario para aumentar la excreción de fármacos tóxicos**. **Evitar interacciones farmacológicas que afecten la eliminación**. RESUMEN GENERAL =============== 1. **La excreción es el proceso de eliminación de fármacos** del organismo. 2. **El riñón es el principal órgano de eliminación**, seguido por el hígado. 3. **La cinética de eliminación puede ser de primer orden (más común) o de orden cero (enzimas saturadas)**. 4. **La acumulación ocurre cuando la eliminación es más lenta que la administración**. 5. **Factores como la función renal, edad, metabolismo hepático e interacciones farmacológicas afectan la eliminación**. 6. **El ajuste de dosis es crucial en pacientes con insuficiencia renal o hepática para evitar toxicidad**. Mecanismos de acción de los fármacos 1. Introducción --------------- El mecanismo de acción de un fármaco se refiere a la forma en que este interactúa con su diana terapéutica para generar un efecto farmacológico. Esta interacción puede darse a través de: - **Receptores celulares** - **Enzimas** - **Otras proteínas** - **Efectos fisicoquímicos** 2. Clasificación del mecanismo de acción según el nivel biológico ----------------------------------------------------------------- Los fármacos pueden actuar a distintos niveles en el organismo: - **Nivel molecular:** Interacción con receptores, enzimas o sistemas de transporte. - **Estructuras subcelulares:** Afectan componentes celulares como microtúbulos o gránulos. - **Nivel celular:** Pueden aumentar o disminuir la respuesta de una célula. - **Nivel tisular/orgánico:** Influencian el funcionamiento de órganos específicos (ejemplo: los diuréticos en los riñones). - **Organismo intacto:** Generan efectos reflejos o indirectos. - **Interacción entre organismos:** Actúan sobre virus, bacterias, hongos o parásitos. 3. Clasificación de los mecanismos de acción -------------------------------------------- ### **A. Fármacos que actúan uniéndose a un receptor** 1. **Selectividad**: Capacidad del fármaco para unirse a un receptor específico. 2. **Especificidad**: Afinidad exclusiva con cierto tipo de receptor. 3. **Potencia**: Cantidad de fármaco necesaria para generar una respuesta. 4. **Tolerancia**: Pérdida progresiva del efecto con el tiempo. 5. **Síndrome de rebote**: Aparición de síntomas intensificados tras la suspensión del fármaco. ### **B. Fármacos que actúan sin unirse a un receptor** Algunos fármacos generan efectos farmacológicos mediante mecanismos fisicoquímicos inespecíficos: - **Efecto osmótico**: Alteran la presión osmótica (ejemplo: laxantes osmóticos). - **Efecto ácido-base**: Modifican el pH (ejemplo: antiácidos). - **Efecto oxidante-reductor**: Influyen en reacciones redox (ejemplo: antioxidantes). - **Efecto absorbente**: Capturan sustancias tóxicas (ejemplo: carbón activado). - **Efecto surfactante**: Modifican la tensión superficial (ejemplo: detergentes pulmonares). - **Efecto anestésico general**: Alteran la transmisión nerviosa (ejemplo: halotano). 4. Tipos de enlaces en la acción farmacológica ---------------------------------------------- Los fármacos pueden interactuar mediante distintos tipos de enlaces químicos: 1. **Enlace covalente**: Compartición de electrones, generalmente irreversible. 2. **Enlace iónico**: Atracción electrostática, dependiente del pH. 3. **Enlace de hidrógeno**: Se forma entre átomos electronegativos y protones. 4. **Fuerzas de Van der Waals**: Atracciones débiles entre moléculas. 5. Inhibición enzimática ------------------------ Algunos fármacos actúan interfiriendo con enzimas específicas: - **Inhibición competitiva**: El fármaco compite con el sustrato por el sitio activo de la enzima. - **Falsos sustratos**: Se integran en la reacción enzimática, pero generan productos inactivos. - **Inhibición irreversible**: Se unen permanentemente a la enzima, inactivándola. Ejemplos: - **Fisostigmina** inhibe la acetilcolinesterasa. - **Aspirina** inhibe la ciclooxigenasa. 6. Inhibición de sistemas de transporte --------------------------------------- Algunos fármacos impiden la absorción, captación, utilización o recaptación de sustancias en las células. Ejemplos: - **ISRS (Inhibidores Selectivos de la Recaptación de Serotonina)**: Bloquean la recaptación de serotonina (ejemplo: fluoxetina). - **Diuréticos tiazídicos**: Inhiben el transporte de sodio en los riñones (ejemplo: clorotiazida). 7. Agentes quelantes -------------------- Estos compuestos capturan iones metálicos mediante enlaces iónicos múltiples. Se usan en intoxicaciones por metales pesados. Ejemplo: - **Dimercaprol** para intoxicación por mercurio. 8. Concepto de receptor ----------------------- Un receptor es una estructura celular donde se une un fármaco para generar una respuesta. Sus características incluyen: - **Afinidad**: Intensidad de la interacción fármaco-receptor. - **Especificidad**: Capacidad del receptor para distinguir entre distintos fármacos. - **Eficacia**: Capacidad del fármaco para generar una respuesta biológica. - **Potencia**: Cantidad de fármaco necesaria para producir un efecto. 9. Tipos de receptores ---------------------- Existen cuatro familias principales de receptores: 1. **Receptores acoplados a canales iónicos**: Rápida transmisión de señales (ejemplo: receptores GABA). 2. **Receptores acoplados a proteínas G**: Median múltiples respuestas celulares (ejemplo: adrenérgicos). 3. **Receptores con actividad enzimática**: Participan en procesos de crecimiento y metabolismo (ejemplo: receptores de insulina). 4. **Receptores intracelulares**: Modulan la transcripción génica (ejemplo: receptores de esteroides). 10. Modelos de unión fármaco-receptor ------------------------------------- Los fármacos pueden actuar como: - **Agonistas**: Se unen al receptor y lo activan. - **Agonista completo**: Produce la máxima respuesta. - **Agonista parcial**: Produce una respuesta menor, incluso a dosis altas. - **Agonista inverso**: Provoca una respuesta opuesta a la esperada. - **Antagonistas**: Bloquean la acción de los agonistas. - **Competitivos**: Se unen reversiblemente al receptor. - **No competitivos**: Se unen de forma irreversible o en un sitio distinto del receptor. 11. Ejemplos de receptores -------------------------- Algunos receptores clave incluyen: - **Colinorreceptores**: Muscarínicos y nicotínicos. - **Adrenorreceptores**: Alfa (α1, α2) y beta (β1, β2, β3). - **Receptores centrales**: GABA, serotonina, dopamina, opioides. - **Receptores hormonales**: Receptores de esteroides y ADH. 12. Desensibilización de los receptores --------------------------------------- El uso prolongado de un fármaco puede generar una reducción en la respuesta del receptor, un fenómeno que se presenta en tres formas: - **Tolerancia**: Disminución gradual de la respuesta a lo largo del tiempo. - **Taquifilaxia**: Disminución rápida de la respuesta tras la administración repetida. - **Síndrome de rebote**: Aparición de síntomas más intensos al suspender bruscamente el fármaco. Acción combinada de los fármacos 1. Introducción --------------- La **acción combinada** de los fármacos ocurre cuando el efecto de un medicamento se ve alterado por la administración simultánea o reciente de otro. Estas interacciones pueden potenciar, disminuir o modificar la respuesta esperada de los fármacos involucrados. ### **Objetivos del tema:** - Describir los conceptos de interacción farmacológica. - Explicar la clasificación de las interacciones entre fármacos. 2. Concepto de Interacción Farmacológica ---------------------------------------- Se refiere a la **alteración en los efectos de un fármaco** debido a la administración de otro medicamento. Puede darse por distintos mecanismos, como cambios en la absorción, metabolismo o eliminación del fármaco. **Ejemplo clínico:**\ Una paciente con epilepsia, controlada con fenitoína (Epamín), ingresa con convulsiones constantes. Se administra el fármaco en infusión, pero las convulsiones persisten. Se descubre que la fenitoína es incompatible con la solución glucosada al 5%, lo que impide su acción efectiva. 3. Tipos de Interacciones Farmacológicas ======================================== Se clasifican en **tres grandes grupos** según el mecanismo por el cual ocurre la interacción: ### **A. Interacciones Farmacocinéticas** Modifican la absorción, distribución, metabolismo o excreción de un fármaco.\ Ejemplo: **La fenitoína precipita en solución glucosada**, lo que impide su absorción y efecto. ### **B. Interacciones Farmacodinámicas** Un fármaco altera la **sensibilidad o respuesta tisular** de otro. Esto puede ocurrir si los fármacos tienen **efectos similares (agonistas)** o si bloquean la acción del otro (**antagonistas**).\ Ejemplo: La administración de **beta bloqueadores** con **agonistas beta** puede anular su efecto. ### **C. Interacciones Fisicoquímicas** Ocurren cuando dos o más fármacos no pueden mezclarse en la misma solución, generando **precipitación, inactivación o degradación** de los compuestos.\ Ejemplo: **La fenitoína en solución glucosada** provoca precipitación y pérdida de su efecto. 4. Relación Dosis-Respuesta en Interacciones Farmacológicas =========================================================== Las curvas dosis-efecto permiten evaluar el impacto de la combinación de fármacos en una misma variable biológica. Se pueden clasificar en: A. Indiferencia Farmacológica ----------------------------- Cuando la combinación de dos fármacos **no modifica la respuesta farmacológica** obtenida con cada uno individualmente. B. Sinergismo ------------- Ocurre cuando la combinación de dos fármacos **aumenta el efecto esperado**. Se divide en tres tipos: 1. **Sinergismo por Adición:** - La combinación de dos fármacos produce un efecto igual a la **suma de sus efectos individuales**. - **Ejemplo:** Codeína + Paracetamol (ambos analgésicos, suman sus efectos). - Para que ocurra, los fármacos deben ser **agonistas** con: - **Misma afinidad** (compiten por el mismo receptor). - **Misma actividad intrínseca** (provocan el mismo efecto). 2. **Sinergismo por Potenciación:** - El efecto combinado es **mayor que la suma de los efectos individuales**. - **Ejemplo:** **Amoxicilina + Ácido Clavulánico** → El ácido clavulánico no tiene efecto antibiótico, pero potencia la acción de la amoxicilina. - Para que ocurra, los fármacos **NO deben ser agonistas**, pero deben generar el mismo efecto. 3. **Sinergismo por Facilitación (Sensibilización):** - Un fármaco, por sí solo, es ineficaz, pero **potencia la acción de otro fármaco**. - **Ejemplo:** **Sulbactam + Ampicilina** (el sulbactam inhibe enzimas bacterianas que degradarían la ampicilina). C. Antagonismo -------------- Ocurre cuando un fármaco **disminuye o bloquea** la acción de otro. Puede ser: 1. **Antagonismo Competitivo:** - Dos fármacos compiten por el **mismo receptor**. - Uno de ellos puede **bloquear el efecto del otro**. - Puede ser **reversible** (se puede superar aumentando la dosis del fármaco agonista) o **irreversible** (la unión es permanente). - **Ejemplo:** Naloxona bloqueando el efecto de los opioides. 2. **Antagonismo Irreversible (Bloqueo sin Equilibrio):** - Ocurre cuando un fármaco **se une de manera permanente** al receptor. - Este efecto es **dependiente del tiempo** y no puede ser revertido fácilmente. - **Ejemplo:** Insecticidas organofosforados, que inhiben enzimas de forma irreversible. 3. **Antagonismo No Competitivo:** - Dos fármacos actúan en **receptores distintos**, pero sus efectos son opuestos. - **Ejemplo:** Un broncodilatador (salbutamol) y un broncoconstrictor (histamina). 4. **Antagonismo Funcional o Fisiológico:** - Se da entre **dos vías reguladoras diferentes**, que generan efectos opuestos en el mismo órgano. - **Ejemplo:** - Adrenalina (vasoconstrictor) vs. Histamina (vasodilatador). 5. **Antagonismo Químico:** - Se da cuando dos compuestos reaccionan químicamente entre sí, anulando sus efectos. - **Ejemplo:** - **Ácido-Base:** Se neutralizan entre sí. - **Protamina + Heparina:** La protamina neutraliza el efecto anticoagulante de la heparina. - **EDTA + Plomo:** El EDTA quelata el plomo y facilita su eliminación. 5. Conclusión ============= Las interacciones entre fármacos pueden modificar sus efectos terapéuticos, aumentando o disminuyendo su eficacia, e incluso generando reacciones adversas. Es fundamental comprender estos mecanismos para la adecuada selección y administración de tratamientos farmacológicos. **Ejemplos de Aplicación Clínica:**\ - Uso de combinaciones sinérgicas en antibióticos para mejorar la eficacia y evitar resistencias.\ - Prevención de interacciones peligrosas como el uso de fármacos incompatibles en soluciones intravenosas.\ - Evaluación de antagonismos en pacientes polimedicados para evitar bloqueos no deseados de ciertos medicamentos. Variación de la respuesta farmacológica 1. Introducción --------------- La respuesta a un fármaco no es uniforme en todos los pacientes. Existen múltiples factores que pueden influir en la variación de la respuesta farmacológica, lo que hace que la individualización del tratamiento sea esencial para obtener los mejores resultados clínicos. Los médicos deben considerar las diferencias fisiológicas, patológicas, genéticas y ambientales para ajustar las dosis y seleccionar el fármaco más adecuado. ### **Objetivos del tema:** - Describir los factores relacionados con la naturaleza del fármaco. - Explicar los factores previos a la administración del fármaco. - Analizar los factores dependientes de la administración del fármaco. 2. Tipos de Variaciones en la Respuesta Farmacológica ===================================================== Las variaciones en la respuesta pueden clasificarse en: ### **A. Cambio Cuantitativo** Se presenta cuando la respuesta del fármaco es **más intensa o menos intensa** de lo esperado.\ Ejemplo: Un paciente necesita una dosis mayor o menor que la estándar para obtener el mismo efecto. ### **B. Cambio Cualitativo** Ocurre cuando la respuesta del organismo **es diferente a la esperada**.\ Ejemplo: Un fármaco sedante genera excitación en lugar de somnolencia. 3. Factores que Dependen de la Naturaleza del Fármaco ===================================================== Las propiedades fisicoquímicas del fármaco influyen en su absorción, distribución y eliminación. ### **Propiedades fisicoquímicas:** - **Peso molecular** - **Diámetro molecular** - **Carga eléctrica** - **pKa** (grado de ionización del fármaco) - **pH del medio** - **Droga ácida o básica:** Afecta la absorción según el pH del tracto gastrointestinal. ### **Interacciones Farmacológicas:** Cuando se administran dos o más fármacos simultáneamente, pueden producirse interacciones: - **Farmacocinéticas:** Modifican la absorción, distribución, metabolismo o excreción del otro fármaco. - **Farmacodinámicas:** Un fármaco puede potenciar o bloquear la acción de otro en el mismo sistema. Ejemplo:\ **La fenitoína y la solución glucosada** → La fenitoína precipita en glucosa, impidiendo su absorción. 4. Factores Previos a la Administración del Fármaco =================================================== Factores individuales del paciente que pueden modificar la respuesta farmacológica: ### **A. Edad** **Embrión y feto:** - Mayor susceptibilidad a fármacos. - Riesgo de **embriotoxicidad y teratogenicidad**. **Recién nacido:** - Enzimas hepáticas y función renal **inmaduras**, lo que afecta metabolismo y eliminación. - Mayor riesgo de **acumulación del fármaco**. - **Barrera hematoencefálica inmadura**, aumentando el paso de fármacos al SNC. **Tercera edad:** - **Deterioro de la función hepática y renal**, reduciendo el metabolismo y eliminación del fármaco. - **Menos masa muscular** y **más tejido graso**, lo que modifica la distribución del fármaco. - **Menor contenido de albúmina**, afectando la unión de fármacos a proteínas plasmáticas. - **Menor aclaramiento de creatinina**, retrasando la eliminación renal de fármacos. ### **B. Peso Corporal** Las dosis estándar se calculan para un **adulto de 70 kg**. - **Recién nacidos y ancianos:** Mayor riesgo de sobredosificación debido a menor volumen de distribución. - **Obesidad:** - El tejido adiposo actúa como **reservorio de fármacos liposolubles**, prolongando su acción. - Se requiere ajuste de dosis en fármacos lipofílicos. ### **C. Sexo (Masculino o Femenino)** Relacionado con el peso corporal y la composición de agua/grasa. - **Las mujeres tienen mayor porcentaje de grasa corporal**, afectando la distribución de fármacos lipofílicos. - **Metabolismo hepático puede diferir** según el sexo, afectando la eficacia del fármaco. ### **D. Factores Genéticos** La genética influye en la velocidad de metabolización y respuesta a los fármacos. - **Polimorfismos genéticos** afectan la actividad de enzimas hepáticas. - **Ejemplo:** Pacientes con deficiencia de **CYP2D6** no pueden metabolizar correctamente la codeína. - **Idiosincrasia:** Reacción inesperada y poco común a un fármaco. ### **E. Factores Patológicos** Enfermedades pueden alterar la farmacocinética y farmacodinámica: 1. **Enfermedades hepáticas (cirrosis, hepatitis):** - Disminuye el metabolismo de los fármacos. - Aumenta la vida media del fármaco en sangre. 2. **Insuficiencia renal:** - Afecta la eliminación de fármacos. - Puede provocar acumulación tóxica. 3. **Insuficiencia cardíaca:** - Reduce la perfusión hepática y renal, afectando metabolismo y excreción. 4. **Alteraciones hidro-electrolíticas:** - La deshidratación puede afectar la distribución y eliminación del fármaco. 5. **Hipersensibilidad (Alergias):** - Reacciones adversas inesperadas. ### **F. Circunstancias Ambientales** El entorno del paciente influye en la respuesta farmacológica.\ Ejemplo: - La exposición a **altas temperaturas** puede afectar la eliminación de fármacos. ### **G. Hábitos del Paciente** **Sustancias que afectan el metabolismo de los fármacos:** 1. **Alcohol crónico:** Induce enzimas hepáticas, acelerando la eliminación de algunos fármacos. 2. **Tabaco:** Induce enzimas hepáticas, reduciendo la eficacia de ciertos fármacos. 3. **Dieta:** - **Alta en proteínas:** Aumenta metabolismo hepático. - **Alta en carbohidratos:** Inhibe metabolismo hepático. - **Hidrocarburos (humo, contaminación):** Inducen enzimas hepáticas. 5. Factores Dependientes de la Administración del Fármaco ========================================================= Elementos clave que influyen en la respuesta al fármaco: 1. **Dosis suministrada:** Una dosis incorrecta puede generar toxicidad o ineficacia. 2. **Vía de administración:** Afecta la velocidad de absorción y el efecto del fármaco. 3. **Absorción:** Influenciada por el pH, presencia de alimentos, motilidad intestinal. 4. **Distribución:** Depende del volumen de distribución y unión a proteínas plasmáticas. 5. **Biotransformación:** Metabolismo hepático puede acelerar o retrasar la eliminación. 6. **Concentración en la biofase:** Determina el efecto final del fármaco en el organismo. 6. Reacciones Adversas y Dependencia ==================================== **Reacciones adversas:** - Son efectos no deseados que ocurren a dosis terapéuticas normales. - **Ejemplo:** Alergias, toxicidad hepática, efectos gastrointestinales. **Dependencia:** - Se refiere al deseo intenso de consumir un fármaco. - Puede generar **síndrome de abstinencia** al suspenderlo bruscamente. Conclusión ========== Las variaciones en la respuesta farmacológica dependen de múltiples factores. Es crucial individualizar la terapia y considerar características del paciente, interacciones y condiciones fisiológicas o patológicas para evitar efectos adversos y optimizar el tratamiento. Mecanismos de daño celular MECANISMOS DE DAÑO CELULAR ========================== Introducción ------------ Las células están constantemente expuestas a cambios en su entorno. En condiciones normales, pueden adaptarse para mantener la homeostasis, pero cuando un estímulo es demasiado intenso o prolongado, se produce un daño celular. El daño celular puede ser **reversible**, si la célula logra recuperarse, o **irreversible**, cuando el daño es tan severo que la célula muere. El tipo de lesión celular dependerá de: - Tipo de célula afectada. - Naturaleza del estímulo. - Duración e intensidad de la agresión. - Capacidad de adaptación de la célula. 1. Causas del Daño Celular -------------------------- Existen múltiples factores que pueden causar daño celular. Estas causas se agrupan en **siete categorías principales**: ### **A. Privación de Oxígeno (Hipoxia e Isquemia)** La hipoxia es la **disminución del oxígeno disponible** para la célula, afectando directamente la producción de ATP y comprometiendo la función celular. Causas de hipoxia: - **Isquemia:** Falta de irrigación sanguínea por obstrucción arterial o insuficiencia venosa. - **Insuficiencia respiratoria:** Enfermedades pulmonares como EPOC o neumonía. - **Anemia:** Disminución en la cantidad de hemoglobina, reduciendo el transporte de oxígeno. - **Intoxicación por monóxido de carbono:** El CO compite con el oxígeno en la hemoglobina, impidiendo su transporte. - **Hemorragias intensas:** Disminuye la cantidad de sangre oxigenada en circulación. - **Shock circulatorio:** Disminución generalizada del flujo sanguíneo. Consecuencias de la hipoxia: - Reducción en la producción de ATP. - Activación del metabolismo anaerobio, lo que genera ácido láctico y acidosis intracelular. - Fallo en la bomba Na+/K+, provocando edema celular. - Alteraciones en la síntesis de proteínas y otras funciones celulares. **B. Agentes Físicos** Estos pueden causar daño celular por mecanismos directos o indirectos: - **Traumatismos mecánicos:** Golpes, heridas, fracturas. - **Temperaturas extremas:** - Frío: Puede causar necrosis por congelación, formación de cristales intracelulares y vasoconstricción severa. - Calor: Produce quemaduras térmicas y desnaturalización de proteínas. - **Radiación ionizante:** Puede causar mutaciones en el ADN, ruptura de cromosomas y predisposición a cáncer. - **Presión atmosférica:** Cambios bruscos en la presión pueden provocar embolias gaseosas o daño en órganos. - **Electricidad:** Puede generar daño directo a través de quemaduras o causar alteraciones en la conducción nerviosa y cardíaca. ### **C. Agentes Químicos y Fármacos** Las sustancias químicas pueden alterar la homeostasis celular. Ejemplos de agentes tóxicos: - **Sustancias en exceso:** - Glucosa → Hiperglucemia en diabetes mellitus. - Sal → Hipertensión arterial por retención de líquidos. - **Toxinas y metales pesados:** - Arsénico, mercurio, cianuro. - Monóxido de carbono (inhibe la función de la hemoglobina). - **Fármacos:** Algunos medicamentos pueden causar toxicidad hepática o renal en dosis elevadas. ### **D. Agentes Infecciosos** Los microorganismos pueden causar daño celular por diversos mecanismos: - **Virus:** Pueden destruir células por lisis, apoptosis o alteraciones en el ADN. - **Bacterias:** Algunas producen toxinas que interfieren con la función celular o destruyen tejidos. - **Hongos y parásitos:** Pueden generar inflamación crónica y destrucción celular progresiva. ### **E. Reacciones Inmunológicas** El sistema inmunológico, cuando está hiperactivo o desregulado, puede causar daño a las células. Ejemplos de alteraciones inmunológicas: - **Hipersensibilidad:** Respuesta inmune exagerada ante sustancias inofensivas (alergias). - **Autoinmunidad:** El sistema inmune ataca las propias células del organismo (ejemplo: lupus, artritis reumatoide). ### **F. Alteraciones Genéticas** Algunos daños celulares son consecuencia de defectos en el material genético. Ejemplos: - **Mutaciones en genes esenciales para la supervivencia celular.** - **Errores enzimáticos congénitos.** - **Malformaciones estructurales que afectan la función celular.** ### **G. Desequilibrios Nutricionales** Las deficiencias o excesos de nutrientes pueden causar daño celular. Ejemplos: - **Deficiencia de vitaminas y proteínas:** Puede afectar el metabolismo celular. - **Exceso de colesterol:** Puede generar aterosclerosis. - **Hiperglucemia crónica:** Puede dañar vasos sanguíneos y tejidos. 2. Mecanismos del Daño Celular ------------------------------ El daño celular puede ocurrir a través de varias alteraciones en la estructura y función celular. ### **A. Depleción de ATP** - Se produce en situaciones de hipoxia o daño mitocondrial. - Afecta el transporte de iones, la síntesis de proteínas y la función celular. ### **B. Daño Mitocondrial** - Puede llevar a la liberación del citocromo c, activando la apoptosis. - Reduce la producción de ATP, afectando la homeostasis celular. ### **C. Pérdida de la Homeostasis del Calcio** - Aumenta la activación de enzimas degradativas, como proteasas y fosfolipasas, lo que contribuye al daño celular. ### **D. Estrés Oxidativo (Radicales Libres)** - Los radicales libres pueden dañar el ADN, proteínas y membranas celulares, acelerando la muerte celular. Adaptaciones Celulares ====================== Introducción ------------ Las células están en constante interacción con su entorno y pueden enfrentarse a diversos estímulos, como cambios en la demanda funcional, estrés mecánico, exposición a toxinas, inflamación y fluctuaciones en la disponibilidad de nutrientes. Cuando estos estímulos son persistentes, pero **no superan la capacidad de adaptación de la célula**, esta puede **modificar su estructura y función para sobrevivir** sin sufrir daño irreversible. Estas modificaciones pueden ser fisiológicas (respuestas normales del organismo) o patológicas (respuestas anormales asociadas a enfermedad). 1. Tipos de adaptaciones celulares ---------------------------------- Las células pueden adaptarse a través de los siguientes mecanismos principales: - **Hipertrofia:** aumento del tamaño celular. - **Hiperplasia:** aumento en el número de células. - **Atrofia:** disminución del tamaño y función celular. - **Metaplasia:** cambio de un tipo celular diferenciado a otro tipo celular distinto. Estos procesos pueden darse de manera fisiológica o patológica, dependiendo de la causa y el contexto en el que ocurran. 2. Hipertrofia -------------- ### **Definición** La **hipertrofia** es el **aumento del tamaño de la célula**, lo que resulta en el incremento del volumen del órgano afectado. Se debe a un aumento en la **síntesis de proteínas y organelos celulares**, sin que haya proliferación celular. ### **Causas** - **Aumento de la demanda funcional.** - **Estimulación hormonal o por factores de crecimiento.** - **Estrés mecánico o metabólico.** ### **Tipos de hipertrofia** #### **A. Hipertrofia fisiológica** Se produce como parte de una respuesta normal del organismo. Ejemplos: - **Hipertrofia muscular** en atletas debido al ejercicio intenso. - **Hipertrofia del útero durante el embarazo** por la acción de estrógenos sobre las fibras musculares lisas. #### **B. Hipertrofia patológica** Se presenta cuando hay un estímulo anormal que obliga a la célula a aumentar de tamaño para compensar una deficiencia. Ejemplos: - **Hipertrofia cardíaca en hipertensión arterial.** El corazón debe bombear contra una mayor resistencia, lo que provoca un crecimiento exagerado del músculo cardíaco. - **Hipertrofia del ventrículo izquierdo en estenosis aórtica.** ### **Mecanismos celulares** - Activación de vías de señalización intracelular como la vía de pi3k/akt y la vía de gq. - Aumento en la transcripción de genes para proteínas estructurales y enzimáticas. - Incremento en la síntesis de proteínas, organelos celulares y citoesqueleto. Si el estímulo que causa la hipertrofia se prolonga demasiado o es muy intenso, la célula puede alcanzar un límite en el que ya no puede seguir creciendo, lo que la lleva a la lesión irreversible y eventualmente a la muerte celular. 3. Hiperplasia -------------- ### **Definición** La **hiperplasia** es el **aumento en el número de células de un tejido u órgano**, debido a una mayor proliferación celular. ### **Causas** - **Factores de crecimiento que estimulan la división celular.** - **Aumento de la demanda funcional o regenerativa.** - **Estimulación hormonal o antígeno-dependiente.** ### **Tipos de hiperplasia** #### **A. Hiperplasia fisiológica** Se produce como parte de la respuesta normal del cuerpo. Ejemplos: - **Regeneración hepática tras la resección parcial del hígado.** - **Proliferación del endometrio en el ciclo menstrual bajo el estímulo de estrógenos.** - **Hiperplasia compensadora en riñón tras nefrectomía unilateral.** #### **B. Hiperplasia patológica** Se da como resultado de estímulos anormales y puede predisponer al desarrollo de cáncer. Ejemplos: - **Hiperplasia endometrial anormal:** exceso de estrógenos sin oposición de progesterona, que puede llevar a cáncer de endometrio. - **Hiperplasia prostática benigna (hpb):** aumento en el número de células de la próstata debido a estimulación androgénica. - **Hiperplasia adrenal:** se observa en el síndrome de cushing debido al exceso de acth. ### **Mecanismos celulares** - Proliferación de células maduras inducida por factores de crecimiento. - Activación de células madre tisulares para regenerar el tejido. 4. Atrofia ---------- ### **Definición** La **atrofia** es la **disminución del tamaño celular** debido a una reducción en la síntesis de proteínas y un aumento en la degradación de los componentes celulares. ### **Causas** - **Disminución de la carga de trabajo (desuso).** - **Pérdida de inervación (denervación).** - **Disminución de la irrigación sanguínea (isquemia crónica).** - **Deficiencia de nutrientes y malnutrición.** - **Pérdida de estimulación endocrina.** - **Compresión mecánica prolongada.** ### **Tipos de atrofia** #### **A. Atrofia fisiológica** Es parte del desarrollo normal del organismo. Ejemplos: - **Atrofia del timo en la adolescencia.** - **Atrofia del útero después del parto.** #### **B. Atrofia patológica** Se debe a una causa subyacente patológica. Ejemplos: - **Atrofia muscular por inmovilización prolongada.** - **Atrofia cerebral en la enfermedad de alzheimer.** - **Atrofia por isquemia en enfermedad arterial periférica.** ### **Mecanismos celulares** - Disminución en la síntesis de proteínas y aumento en su degradación mediante el sistema ubiquitina-proteasoma. - Activación de autofagia para eliminar organelos celulares innecesarios y obtener energía. 5. Metaplasia ------------- ### **Definición** La **metaplasia** es el **cambio reversible de un tipo de célula adulta a otro tipo celular distinto**, como un mecanismo de adaptación a un ambiente hostil. La célula cambia su morfología y función para resistir mejor el estrés, pero pierde algunas funciones especializadas del tejido original. ### **Causas** - **Irritación crónica.** - **Inflamación persistente.** - **Déficits de vitamina a.** - **Alteraciones hormonales.** ### **Ejemplos de metaplasia** - **Metaplasia escamosa en los bronquios:** en fumadores crónicos, el epitelio cilíndrico ciliado es reemplazado por epitelio escamoso, lo que reduce la capacidad de limpieza mucociliar. - **Metaplasia glandular en el esófago (esófago de barrett):** en reflujo gastroesofágico crónico, el epitelio escamoso del esófago es reemplazado por epitelio cilíndrico con células caliciformes, parecido al del intestino. - **Metaplasia ósea:** formación de tejido óseo en músculos después de un traumatismo repetitivo. ### **Mecanismos celulares** - Reprogramación de células madre locales. - Cambios en la expresión de genes bajo la influencia de factores de crecimiento e inflamación crónica. Si el estímulo que causa la metaplasia persiste, la alteración puede progresar a **displasia**, que es un estado precanceroso. Muerte celular: necrosis y apoptosis Introducción ------------ La muerte celular es un proceso fundamental en la biología de los organismos. Puede ser un evento fisiológico necesario para el desarrollo y el mantenimiento de los tejidos o un evento patológico que ocurre debido a lesiones irreparables. Existen **dos formas principales de muerte celular**: 1. **Necrosis:** Es un proceso patológico que ocurre cuando las células sufren daño irreversible debido a estímulos nocivos intensos. Se caracteriza por inflamación y ruptura de la membrana celular. 2. **Apoptosis:** Es un proceso fisiológico de muerte celular programada, regulado genéticamente, que permite la eliminación ordenada de células sin causar inflamación. Además, existen otras formas de muerte celular como la **necroptosis, piroptosis y autofagia**, que presentan características intermedias entre necrosis y apoptosis. 1. NECROSIS ----------- ### **Definición** La necrosis es un tipo de muerte celular patológica que se produce cuando una célula sufre una lesión tan severa que no puede recuperarse. Se caracteriza por la pérdida de la integridad de la membrana celular y la liberación del contenido celular al medio extracelular, lo que provoca inflamación. ### **Causas de Necrosis** - **Privación de oxígeno (hipoxia, isquemia).** - **Infecciones (bacterianas, virales, fúngicas, parasitarias).** - **Agentes físicos (traumatismos, calor, frío, radiación).** - **Agentes químicos y toxinas.** - **Enfermedades autoinmunes.** ### **Cambios Morfológicos en la Necrosis** La necrosis produce alteraciones en dos niveles: 1. **Cambios en el núcleo celular:** - **Cariopicnosis:** Condensación y retracción del núcleo. - **Cariorrexis:** Fragmentación del núcleo. - **Cariolisis:** Disolución completa del núcleo. 2. **Cambios citoplasmáticos:** - Aumento de eosinofilia debido a la desnaturalización de proteínas. - Pérdida de la estructura celular. ### **Tipos de Necrosis** #### **1. Necrosis Coagulativa** - Es el tipo más común de necrosis. - Se caracteriza por la **preservación del contorno celular** durante un tiempo, a pesar de la muerte celular. - Se debe a la **desnaturalización de proteínas estructurales y enzimáticas**, lo que impide la degradación celular rápida. - **Ejemplo:** Infarto del miocardio, necrosis en el riñón y el bazo. #### **2. Necrosis Licuefactiva** - Ocurre cuando la digestión enzimática del tejido provoca la **destrucción completa de la arquitectura celular**, convirtiéndolo en una masa blanda y líquida. - Es común en infecciones bacterianas y en el sistema nervioso central. - **Ejemplo:** Infarto cerebral, abscesos purulentos. #### **3. Necrosis Gangrenosa** - Se observa en extremidades con isquemia prolongada. - Puede ser: - **Gangrena seca:** Se asemeja a la necrosis coagulativa, sin infección. - **Gangrena húmeda:** Hay infección bacteriana secundaria, lo que provoca necrosis licuefactiva y una respuesta inflamatoria intensa. - **Gangrena gaseosa:** Infección por bacterias anaerobias como Clostridium perfringens, que producen gas dentro de los tejidos. - **Ejemplo:** Pie diabético. #### **4. Necrosis Caseosa** - Se asocia principalmente con **tuberculosis**. - Se observa un material blanquecino y granuloso con restos celulares. - A nivel microscópico, se observan **granulomas**, que son estructuras formadas por macrófagos activados y linfocitos. - **Ejemplo:** Tuberculosis pulmonar. #### **5. Necrosis Grasa** - Se produce por la acción de enzimas lipasas sobre los adipocitos, lo que genera la liberación de ácidos grasos libres que se combinan con calcio para formar áreas blanquecinas. - **Ejemplo:** Pancreatitis aguda, traumatismos en el tejido adiposo. #### **6. Necrosis Fibrinoide** - Se produce en la **pared de los vasos sanguíneos** en enfermedades inflamatorias o autoinmunes. - Se observa un depósito eosinofílico amorfo en la pared vascular, compuesto de fibrina, anticuerpos y proteínas plasmáticas. - **Ejemplo:** Vasculitis autoinmune, hipertensión maligna. 2. APOPTOSIS ------------ ### **Definición** La apoptosis es una forma de muerte celular programada que permite la eliminación controlada de células dañadas o innecesarias sin provocar inflamación. Se caracteriza por: - Retracción celular. - Condensación de la cromatina. - Fragmentación del ADN en fragmentos organizados. - Formación de **cuerpos apoptóticos** que son fagocitados sin activar una respuesta inflamatoria. ### **Funciones de la Apoptosis** - **Desarrollo embrionario:** Eliminación de células innecesarias durante la formación de órganos. - **Mantenimiento de la homeostasis celular:** Eliminación de células envejecidas o defectuosas. - **Defensa contra el cáncer:** Destrucción de células con daño en el ADN. - **Eliminación de células infectadas:** Protección contra virus y bacterias. ### **Vías de la Apoptosis** #### **1. Vía Extrínseca (Receptores de Muerte)** - Se activa cuando ciertos ligandos se unen a **receptores de muerte** en la membrana celular, como **Fas (CD95)** o **TNF (Factor de Necrosis Tumoral)**. - Esto activa la **caspasa 8**, iniciando la cascada de señalización apoptótica. #### **2. Vía Intrínseca (Mitocondrial)** - Se activa en respuesta a **daño celular, radiación, estrés oxidativo o mutaciones**. - La mitocondria libera **citocromo c**, el cual activa la **caspasa 9** y la cascada apoptótica. - Regulada por proteínas de la familia **Bcl-2**, que pueden ser proapoptóticas (Bax, Bak) o antiapoptóticas (Bcl-2, Bcl-xL). Otras Formas de Muerte Celular ------------------------------ ### **1. Necroptosis** - Es un híbrido entre necrosis y apoptosis. - Se parece a la necrosis porque hay inflamación, pero está regulada genéticamente como la apoptosis. - No involucra caspasas, sino proteínas como RIP1 y RIP3. - Se observa en infecciones virales y en enfermedades inflamatorias crónicas. ### **2. Piroptosis** - Es una forma inflamatoria de muerte celular inducida por infecciones. - Se activa la **caspasa 1**, lo que produce inflamación y muerte celular. - Se observa en infecciones bacterianas y en el sistema inmune innato. ### **3. Autofagia** - Es un proceso en el que la célula **se digiere a sí misma** para obtener energía en condiciones de estrés o falta de nutrientes. - Puede proteger a la célula, pero si es excesiva puede llevar a la muerte celular. Inclusiones intracelulares Introducción ------------ Las inclusiones intracelulares son acumulaciones anormales de sustancias dentro de las células. Estas sustancias pueden ser productos normales del metabolismo que se encuentran en exceso, sustancias anormales producidas por defectos genéticos o materiales exógenos adquiridos del ambiente. Las acumulaciones pueden ser **transitorias o permanentes**, y dependiendo de su naturaleza pueden ser **inocuas o tóxicas**, afectando la función celular y, en algunos casos, llevando a la muerte celular. Las principales categorías de inclusiones intracelulares incluyen: - **Lípidos (triglicéridos y colesterol).** - **Proteínas.** - **Glucógeno.** - **Pigmentos (endógenos y exógenos).** Además de estas acumulaciones, existen procesos de **calcificación patológica** y **envejecimiento celular**, que también involucran la acumulación de sustancias dentro o alrededor de las células. 1. Acumulación de Lípidos ------------------------- Las células pueden acumular diferentes tipos de lípidos, incluyendo triglicéridos, colesterol y fosfolípidos. ### **A. Esteatosis (Degeneración Grasa)** La **esteatosis** es la acumulación anormal de **triglicéridos** dentro de células parenquimatosas, especialmente en el hígado, aunque también puede ocurrir en el corazón, riñón y músculos. #### **Causas de Esteatosis Hepática** 1. **Consumo excesivo de alcohol (hígado graso alcohólico).** 2. **Obesidad y resistencia a la insulina (hígado graso no alcohólico).** 3. **Desnutrición proteica.** 4. **Toxinas y fármacos (intoxicación por tetracloruro de carbono, metotrexato).** 5. **Diabetes mellitus y dislipidemias.** #### **Mecanismos de Acumulación** - Aumento en la captación de ácidos grasos. - Deficiencia en la beta-oxidación mitocondrial de ácidos grasos. - Disminución en la síntesis de proteínas necesarias para transportar lípidos. - Alteración en la secreción de lipoproteínas. #### **Consecuencias Clínicas** - En estadios tempranos, puede ser **reversible** si se elimina la causa. - Si la acumulación de grasa persiste, puede progresar a **inflamación, fibrosis y cirrosis hepática.** ### **B. Acumulación de Colesterol** El colesterol es un componente esencial de las membranas celulares y de las lipoproteínas plasmáticas, pero su acumulación anormal puede ser perjudicial. #### **Trastornos Relacionados con Acumulación de Colesterol** 1. **Aterosclerosis:** - Acumulación de colesterol en las paredes arteriales, formando placas ateromatosas que pueden obstruir el flujo sanguíneo. 2. **Xantomas:** - Depósitos de macrófagos espumosos llenos de colesterol en la piel y tendones, asociados a hiperlipidemias. 3. **Coleterolosis:** - Acumulación de macrófagos con colesterol en la vesícula biliar. 4. **Inflamación y Necrosis:** - En sitios de daño tisular, los macrófagos acumulan colesterol y forman células espumosas. 2. Acumulación de Proteínas --------------------------- Las proteínas pueden acumularse dentro de las células debido a defectos en su síntesis, transporte o degradación. ### **Causas de Acumulación de Proteínas** - **Aumento en la producción de proteínas (cuerpos de Russell en células plasmáticas).** - **Defecto en la degradación de proteínas mal plegadas (enfermedades neurodegenerativas).** - **Deficiencia enzimática en la degradación de proteínas intracelulares (Alzheimer, Parkinson).** - **Reabsorción excesiva en el túbulo renal en casos de proteinuria.** ### **Ejemplos de Acumulaciones Proteicas** 1. **Gotas de reabsorción renal:** - En nefropatías con proteinuria, las células epiteliales de los túbulos proximales reabsorben proteínas del filtrado glomerular. 2. **Cuerpos de Russell:** - Inclusiones eosinofílicas en células plasmáticas debido a acumulación de inmunoglobulinas. 3. **Neurodegeneración:** - Acumulación de proteínas anómalas como la β-amiloide en el Alzheimer o α-sinucleína en el Parkinson. 3. Acumulación de Glucógeno --------------------------- El glucógeno es la principal reserva energética de las células y normalmente se almacena en el hígado y el músculo. Sin embargo, puede acumularse en cantidades anormales en ciertas condiciones patológicas. ### **Causas de Acumulación de Glucógeno** 1. **Diabetes Mellitus:** - La alteración en la regulación de la glucosa provoca una acumulación de glucógeno en hepatocitos, células del túbulo renal, células beta pancreáticas y miocitos. 2. **Enfermedades por almacenamiento de glucógeno (glucogenosis):** - Trastornos genéticos donde hay defectos en las enzimas que regulan el metabolismo del glucógeno. Ejemplos: - Enfermedad de Pompe (deficiencia de alfa-glucosidasa). - Enfermedad de McArdle (deficiencia de miofosforilasa). - Enfermedad de Von Gierke (deficiencia de glucosa-6-fosfatasa). 4. Acumulación de Pigmentos --------------------------- Los pigmentos intracelulares pueden ser **endógenos (producidos por el organismo)** o **exógenos (derivados del ambiente).** ### **A. Pigmentos Endógenos** 1. **Lipofuscina:** - Pigmento amarillo-marrón compuesto de lípidos oxidados. - Se acumula con la edad en el corazón, hígado y neuronas. - Indicador de daño por radicales libres y envejecimiento celular. 2. **Melanina:** - Protege contra la radiación UV. - Se encuentra en melanocitos, pero también puede acumularse en patologías como la melanosis dérmica. 3. **Hemosiderina:** - Derivado de la hemoglobina, se deposita en tejidos en sobrecarga de hierro. - Se observa en hemocromatosis y hemosiderosis. 4. **Bilirrubina:** - Se acumula en la ictericia, debido a alteraciones en el metabolismo de la bilirrubina. ### **B. Pigmentos Exógenos** 1. **Carbón (antracosis):** - Se acumula en los pulmones por la inhalación de partículas de carbón en fumadores o trabajadores de minas. 2. **Tatuajes:** - Tintas que son fagocitadas por macrófagos y permanecen en la piel de forma permanente. 5. Calcificación Patológica --------------------------- La calcificación patológica es la acumulación anormal de sales de calcio en los tejidos. ### **A. Calcificación Distrófica** - Ocurre en tejidos dañados o necróticos sin que haya alteraciones en los niveles de calcio en sangre. - Se observa en arterias ateroscleróticas, válvulas cardíacas dañadas y tejidos con necrosis. ### **B. Calcificación Metastásica** - Se debe a niveles elevados de calcio en sangre (hipercalcemia). - Puede afectar pulmones, riñones, estómago y arterias. - Se observa en hiperparatiroidismo, insuficiencia renal y exceso de vitamina D. 6. Envejecimiento Celular ------------------------- El envejecimiento celular es el deterioro progresivo de la función celular con el tiempo. ### **Teorías del Envejecimiento** 1. **Teoría de los telómeros:** El acortamiento de los telómeros limita la replicación celular. 2. **Teoría de los radicales libres:** Los radicales libres generan daño oxidativo en el ADN y proteínas. 3. **Teoría del desgaste:** Acumulación de daño metabólico a lo largo del tiempo.