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Coeficiente de ionização e cálculo do coeficiente de ionização- pKa

Artigo por Colunista Portal - Educação - quinta-feira, 14 de março de 2013

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A maioria dos fármacos são ácidos ou bases fracas
A maioria dos fármacos são ácidos ou bases fracas
A maioria dos fármacos são ácidos ou bases fracas. Fármacos de natureza básica (BH+) podem ser protonados, levando a formação de espécies catiônicas, enquanto fármacos de natureza ácida (HA) podem ser desprotonados, levando a formação de espécies aniônicas (A-).

A constante de ionização de um fármaco é capaz de expressar a contribuição percentual relativa das espécies ionizadas (BH+ ou A-) e não ionizadas (B ou AH), dependendo de sua natureza química e do pH do meio. Esta propriedade é fundamental na fase farmacocinética, pois as espécies não ionizadas, mais lipofílicas, conseguem atravessar a membrana plasmática por transporte passivo (sem gasto de energia e sem a necessidade de transportador); já as espécies carregadas são polares e normalmente se encontram solvatadas por moléculas de água, dificultando o processo de absorção passiva.

Esta propriedade físico-química também se faz importante na fase farmacodinâmica, devido à formação de espécies ionizadas que podem interagir complementarmente com resíduos de aminoácidos do sítio receptor da biomacromolécula por ligação iônica ou interações do tipo íon-dipolo, que foram discutidas no módulo anterior.

A partir da equação de Henderson-Hasselbach para ionização de ácidos fracos.
pKa = -pH – Log [espécie ionizada] / [espécie não ionizada]

A fração ionizada atribui-se o termo α de forma que em termos percentuais a fração não-ionizada corresponderia à 100 – α, chegando então à equação para cálculo do percentual de ácidos, descrita a seguir:

% de ionização (α) = 100 - 100 / 1 + antilog (pH – pKa)

De maneira similar, a equação de Henderson Hasselbach para cálculo do grau de ionização de bases pode ser desenvolvida, produzindo a equação a seguir:

% de ionização (α) = 100 - 100 / 1 + antilog (pKa – pH)

Estas equações podem ser utilizadas para dar uma previsão de como será o comportamento farmacocinético (absorção, distribuição e excreção) de fármacos, conhecendo-se previamente o pH dos principais compartimentos biológicos (mucosa gástrica, pH = 1,0, mucosa intestinal, pH = 5,0 e plasma, pH = 7,4), permitindo em alguns casos auxiliar na otimização de propriedades físico-químicas de alguns análogos.

Para fármacos ácidos, calculamos α, porcentagem de ionização, do AAS nas mucosas gástrica e intestinal, a partir destes valores podemos obter a porcentagem de AAS não ionizado, isto é, o apto a atravessar a membrana por difusão passiva:

% de AAS não ionizado = 100 – α
% de AAS não ionizado mucosa gástrica = 99,78%
% de AAS não ionizado mucosa intestinal = 3,07%

Portanto, podemos concluir que o AAS por se tratar de um fármaco ácido apresenta maior absorção na mucosa gástrica (pH = 1,0).
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