Primeiro, para conseguirmos responder essa questão, temos que compreender que esse medicamento é normalmente uma pequena molécula orgânica, ou seja, é uma substância química constituída principalmente por átomos de carbono.
Essa pequena molécula orgânica é o princípio ativo do seu medicamento, logo é a parte responsável pelo seu efeito, sendo também conhecida como fármaco.
Para ficar mais claro, vamos exemplificar com o medicamento Tylenol, cujo princípio ativo ou fármaco é chamado de Paracetamol, que é responsável pelos efeitos analgésico (contra dores) e antipirético (para combater a febre) desse medicamento, como representado na Figura 1.
De uma forma geral, para que a molécula de paracetamol exerça seu efeito é necessário que ela encontre e interaja com certos constituintes em nosso organismo. Tais constituintes normalmente são macromoléculas, como proteínas, enzimas ou ácidos nucleicos (DNA ou RNA). Portanto, essas macromoléculas são chamadas de alvo molecular do fármaco.
A grande maioria dos fármacos tem sua ação pelo fato de interagirem especificamente com o seu alvo molecular. Podemos dizer que o fármaco é reconhecido pelo seu alvo molecular, de forma análoga, ao reconhecimento de uma chave pela sua fechadura. Esse é o princípio do modelo chave-fechadura proposto por Emil Fisher em 1894. De acordo com esse modelo, existe uma complementariedade molecular entre o fármaco e o alvo, ou seja, há um encaixe perfeito entre eles, que desencadeia a ação do fármaco em nosso organismo, como ilustrado na parte superior (em verde) da Figura 2.
Embora seja extremamente útil para o entendimento do fenômeno de reconhecimento molecular, o modelo chave-fechadura de Fisher é um modelo simplificado, pois trata o alvo molecular como uma entidade totalmente rígida e imutável, quando na realidade sabemos que podem haver ajustes para facilitar o reconhecimento. Essa ideia é a base do modelo do encaixe induzido proposto por Daniel E. Koshland em 1958. Segundo essa proposta, o alvo molecular pode sofrer alterações em suas formas espaciais, por meio da rotação em torno de suas ligações químicas, adotando assim novas conformações. Então, a presença do fármaco induz mudanças conformacionais na estrutura do alvo, favorecendo assim o encaixe, ou seja, o reconhecimento molecular, o que está representado na parte inferior (em roxo) da Figura 2.
Por fim, existe ainda uma minoria de fármacos que não atua em alvos moleculares específicos. A ação pode ser explicada pelas suas propriedades físico-químicas, como solubilidade e grau de ionização, que podem provocar alterações nas membranas celulares, gerando assim, uma resposta biológica. Um exemplo desse tipo de fármaco é o halotano (Figura 3), que atua como anestésico geral inalatório devido a sua alta lipossolubilidade, promovendo alterações nas membranas das células do sistema nervoso que ocasionam a perda de consciência.
Figura 3. Halotano, fármaco anestésico geral utilizado por via inalatória em cirurgias.
Nos próximos posts, vamos explorar melhor como acontece em nível molecular esse processo de reconhecimento. Fique ligado e até mais!
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Profa. Dra. Marcelle de Lima Ferreira Bispo
Professora Adjunta do Departamento de Química da Universidade Estadual de Londrina (UEL). Possui experiência na área de Química Medicinal, com ênfase em planejamento, síntese, modelagem molecular e avaliação biológica de novas substâncias com potenciais atividades antibacteriana, antimicobacteriana, antifúngica, antichagásica, antileishmania, antimalárica e antitumoral.