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Instituto de Química
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      Drogas e Bioquímica
               Qual é o barato?

Departamento de Bioquímica - Instituto de Química
                Pró-Reitoria de Cultura e Extensão


                                            Professores


       Alexandre Dermargos Oliveira    (dermargos@iq.usp.br)

                Elaine Cristina Favaro (ecfavaro@iq.usp.br)
                      Flávia Riso Rocha   (flaviarr@iq.usp.br)

              Larissa Martins Gonçalves    (larissa@iq.usp.br)

     Luiz Eduardo Cabral von Dannecker    (luizcvd@iq.usp.br)

             Maria Clara Maia Ceolin   (mcceolin@uol.com.br)

                  Paromita Majumder (majumder@iq.usp.br)
              Sérgio de Paula Moura    (spmoura@yahoo.com)

              Silvia Lopes de Menezes (slmenez@iq.usp.br)


                                              Supervisor


                     Bayardo B. Torres (bayardo@iq.usp.br)
3

                                                           USP 2003




Cronograma


  Dia      Período            Tema abordado

                           Apresentação do curso

           Manhã      Estatísticas sobre o uso de drogas

06/01/03                      Conceitos básicos

                        Introdução ao sistema nervoso
            Tarde
                                Alucinógenos

                                  Cocaína
           Manhã
07/01/03                           Cafeína

            Tarde                Anfetaminas

           Manhã                   Heroína

08/01/03                            Álcool
            Tarde
                                  Inalantes

           Manhã                   Tabaco
09/01/03
            Tarde                 Maconha

           Manhã          Debate sobre legalização

                     Palestra sobre tratamento e detecção
10/01/03
            Tarde            Avaliação do curso

                                Encerramento
Índice

CRONOGRAMA...........................................................................................................................3

ESTATÍSTICAS E CONCEITOS BÁSICOS.............................................................................6

   I LEVANTAMENTO DOMICILIAR SOBRE O USO DE DROGAS NO BRASIL.........................................................6

COCAÍNA....................................................................................................................................15

   POTENCIAL DE ABUSO DA COCAÍNA....................................................................................................15
   MODO DE AÇÃO NO SNC (SISTEMA NERVOSO CENTRAL)......................................................................16
   VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DA COCAÍNA...............................................................................................16
   METABOLISMO...............................................................................................................................17

CAFEÍNA.....................................................................................................................................19

ANFETAMINAS..........................................................................................................................23

   ATIVIDADE 1.................................................................................................................................23
   ATIVIDADE 2.................................................................................................................................24
   BIOSSÍNTESE DA ADRENALINA..........................................................................................................25
   COMPARAÇÃO DAS ESTRUTURAS.......................................................................................................26
   MODO DE AÇÃO DAS ANFETAMINAS.................................................................................................26

ÁLCOOL......................................................................................................................................27

INALANTES................................................................................................................................32

   TOLUENO......................................................................................................................................32
   BROMOPROPANOS...........................................................................................................................34
   N-HEXANO...............................................................................................................................35

   BENZENO......................................................................................................................................35
   NITRITOS......................................................................................................................................37

TABACO......................................................................................................................................39

   ATIVIDADE 1.................................................................................................................................39
   ATIVIDADE 2.................................................................................................................................40
   ATIVIDADE-3.................................................................................................................................42
   ATIVIDADE-4.................................................................................................................................44

MACONHA..................................................................................................................................47
APOPTOSE ....................................................................................................................................54
   QUANDO A MÍDIA FALA SOBRE A MACONHA........................................................................................62
   DETECÇÃO DE CANABINÓIDES EM AMOSTRAS BIOLÓGICAS .....................................................................64

APÊNDICES................................................................................................................................66

ESTATÍSTICAS E CONCEITOS BÁSICOS...........................................................................67

   DADOS ESTATÍSTICOS.....................................................................................................................67
   I LEVANTAMENTO DOMICILIAR SOBRE O USO DE DROGAS NO BRASIL (OUTROS DADOS)..............................68
   CUSTOS SOCIAIS DECORRENTES DO USO ABUSIVO DE DROGAS.................................................................70
   USO DE DROGAS ENTRE CRIANÇAS E ADOLESCENTES.............................................................................70
   DROGAS E VIOLÊNCIA......................................................................................................................71
   DROGAS E TRÂNSITO.......................................................................................................................73
   DROGAS E TRABALHO......................................................................................................................74
   DROGAS E AIDS...........................................................................................................................75
   CONCLUSÕES.................................................................................................................................77
   BIBLIOGRAFIA................................................................................................................................77
   CONCEITOS GERAIS: DEPENDÊNCIA, ABSTINÊNCIA, TOLERÂNCIA.............................................................78
   OUTROS ALUCINÓGENOS..................................................................................................................88
   PARA PESQUISAR MAIS.....................................................................................................................90

ÁLCOOL......................................................................................................................................92

   O ÁLCOOL NO ORGANISMO...............................................................................................................92
   ÁLCOOL E DOENÇAS........................................................................................................................95
   SÍNDROMES AGUDAS DE ABSTINÊNCIA..............................................................................................101

INALANTES..............................................................................................................................102

   EFEITOS DOS INALANTES NO CÉREBRO.............................................................................................104
   ENTREVISTA................................................................................................................................105
   MORTE CARDÍACA SÚBITA E SUBSTÂNCIAS DE ABUSO......................................................................107
Estatísticas e Conceitos Básicos

I Levantamento domiciliar sobre o uso de drogas no Brasil
  Realizado com 8589 pessoas, 12 a 65 anos, outubro a dezembro de 2001, em 107 municípios com
  mais de 200 mil habitantes.
  Fonte: http://noticias.ul.com.br/inter/reuters/2002/09/04/ult27u25577.jhtm


Usuários de drogas (%)                             Consumo de Ansiolíticos (%)
Álcool                    68,7                    EUA                         5,8
Tabaco                    41,1                    Brasil                      3,3
Maconha                    6,9
Solventes                  5,8
Orexígenos                 4,3                     Consumo de Cocaína (%)
Ansiolíticos               3,3                    EUA                      11,2
Cocaína                    2,3                    Holanda                   3,7
Xaropes (codeína)          2,0                    Dinamarca                 3,1
Estimulantes               1,5                    Reino Unido               3,0
Anticolinérgicos           1,1                    Espanha                   3,0
Alucinógenos                0,6                   Brasil                    2,3
Crack                       0,4
Merla                       0,2                   Consumo de Anorexígenos
Heroína                     0,1                   ou Estimulantes (%)
                                                  EUA                 6,6
Consumo de drogas na vida,                        Holanda             2,0
exceto tabaco e álcool (%)                        Alemanha            2,0
EUA                    38,9                       Suécia              2,0
Brasil                 19,4                       Brasil              1,5
Chile                  17,1
                                                   Consumo de Heroína (%)
Consumo de Maconha (%)                            EUA                         1,2
EUA                     34,2                      Brasil                      0,1
Reino Unido             25,0
Dinamarca               24,3                      Pessoas que se
Espanha                 22,2                      consideram dependentes (%)
Chile                   16,6                      Álcool          11,2
Brasil                   6,9                      Tabaco           9,0
Bélgica                  5,8                      Maconha          1,0
Colômbia                 5,4

                                                  Pessoas    que         se    consideram
Consumo de Solventes (%)                          dependentes de      álcool (%), por faixa
EUA                      7,5                      etária
Brasil                   5,8                      12 A 17 ANOS          5,2
Espanha                  4,0                      18 a 24              15,5
Colômbia                 1,4                      25 a 34              13,5
                                                  > 35                 10,3
                                                  TOTAL                11,2
Primeira Análise


        Bom, este é o panorama das drogas no Brasil, segundo a pesquisa da SENAD
(Secretária Nacional Anti-Drogas). Você concorda com os resultados obtidos nesta
pesquisa? Eles são similares aos que você encontra a sua volta, no seu bairro, na sua
escola, etc...


Distribuição das prevalências de consumo de substâncias psicoativas na vida, por ano
e localidade. Amostra com adolescentes em idade escolar (Dados em porcentagem)


                                                                                            Ribeirão
Local                 EUA       Londres     Ontário       Paris     México       Brasil
                                                                                             Preto
Ano de coleta    1985            1988        1987        1977        1978         1989       1990
Faixa etária    14 – 18         11 –16      14 – 18     14 – 18     14 – 18     13 – 18      13-19
N               17000            3073        4267         499        3408        12335       1025
Álcool           92,0            63,3        68,1        80,0         57,         80,5        88,9
Tabaco           69,0            18,7        24,0        82,0        46,6         29,8        37,7
Maconha          54,0            11,7        15,9        23,0         3,0          3,6         6,2
Anfetaminas      26,0             3,2         3,1         4,0         3,7          4,1          **
Solventes        18,0            11,0         6,1          -          4,4         18,6        31,1
Cocaína          17,0             1,9         3,8          -           -           0,8         2,7
Barbitúricos     12,0              -          3,3         6,0         1,5          2,2          --
Tranqüilizantes  12,0             2,7         3,0         6,0         2,2          7,8          --
Alucinógenos     12,0             1,9          -           -           -           0,7         1,6
Opiáceos         10,0              -           -           -           -           0,5         0,3
** Corresponde aos medicamentos (anfetaminas, tranqüilizantes, xaropes, barbitúricos e anticolinérgicos)
= 10,5 %


Fonte: Muza, GM; Bettiol, H; Barbieri, MA Consumo de substâncias psicoativas por
adolescentes escolares de Ribeirão Preto, SP (Brasil). I - Prevalência do consumo por
sexo, idade e tipo de substância Rev. Saúde Pública, 31 (1): 21-9, 1997
Segunda Análise


         Há diferença entre o consumo de drogas nos paises desenvolvidos quando
 comparado com os paises em desenvolvimento?


 Porcentagem de uso de drogas psicotrópicas por adolescentes de escolas com
 segundo grau, das redes pública e particular, de acordo com as categorias de usuários
 (dados ponderados). Pelotas, RS, 1998. N=2.410


                                      Faixa etária (anos)                  Sexo
Drogas
                        10 a 12       13 a 15     16 a 18    19    Masculino Feminino
Álcool                   48,9           84           95      92      86,6       87,6
Tabaco                   10,1           43           46     47,7     40,1        43
Maconha                   1,1           9,8         18,1    17,7     16,6       12,4
Solventes                 6,9          11,8         13,5     8,2     14,6       9,9
Cocaína                   0,5           1,6          4,2     6,6      4,5       2,4
Ansiolíticos              2,1           7,6          9,9     7,1      5,7       10,1
Anfetamínicos             0,5           2,4          5,3     9,5      2,9       5,5
Outros *                  3,8           3,5          2,8     1,9      4,2       2,1
Alucinógenos              0,5           1,8          1,8     1,3      2,1       1,3
Opiáceos                  1,1           0,4          0,7     1,2      0,7       0,7
 * Xaropes, barbituricos, orexígenos, anticolinérgicos


 Fonte: Tavares, BF; Bériab, JU e Lima, MS Prevalência do uso de drogas e
 desempenho escolar entre adolescentes Rev Saúde Pública 2001;35(2):150-158
Terceira Análise


        Nota-se alguma diferença no consumo de drogas, analisando-se por faixa etária
e sexo? Observe as drogas licitas e ilícitas. E explique porque há um consumo maior
de ansiolíticos e anfetamínicos em adolescentes do sexo feminino.




Características sociodemográficas dos          Variável                         %
pacientes de um centro de tratamento
para    dependência      de   drogas     do
NEPAD/UERJ, 1986-1993 (N = 468)


Variável                           %
Sexo
                    Masculino     87,7
                    Feminino      12,3
Idade
                10 - 20 anos      23,7
                 21 -30 anos      54,8
                   > 30 anos      21,1
Situação marital
                      solteiro     62
                      casado      26,3
                   separado       11,7
Raça
                     Brancos      65,7
                      Pardos      24,6
                      Negros      9,8
Situação ocupacional
    Trabalham e/ou estudam        58,4
       Não trabalham e nem
                     estudam      41,4
Fonte:    Passos,    SRL,     Camacho,   LAB
Características da clientela de um centro de
tratamento para dependência de drogas, Rev.
Saúde Pública, 32 (1): 64-71, 1998.


Características da historia pessoal dos
pacientes de um centro de tratamento
para    dependência      de   drogas     do
NEPAD/UERJ, 1986-1993 (N = 468)
Pais separados                     35,9
Pais com companheiro                16
Adotado                             4,6
Abandonado                         13,6
Pai ausente                        49,6
Rendimento escolar
              Repetição de ano     49,8
                       Expulsão     4,2
Abuso físico                        16
Morte dos pais                      14
Relacionamento sexual
              Nenhum parceiro      54,2
                 Parceiro único    37,4
             Múltiplos parceiros    7,1
Procura ao serviço
                    Espontânea     85,4
               Não espontânea      14,6
Quarta Análise


      Existe uma associação muito forte entre drogas e sexo. A maior evidencia disso
estaria em filmes (por exemplo, Kids, Cristiane F, entre outros), em propagandas
(Campanha contra AIDS do governo) e em “jargões”, como: Sexo, drogas e rock´n roll.
Analisados os dados estatísticos você concorda com esta afirmação?




Quinta Análise


      A Holanda, uma monarquia parlamentar e majoritariamente cristã é o país mais
permissivo e tolerante do planeta, em matéria de sexo, drogas e suicídio. Lá é
permitida a união civil de homossexuais, há uma legislação que controla o
funcionamento de bordéis e, recentemente, o Parlamento aprovou a eutanásia.
      Já o consumo de drogas não é definido pela legislação. Em contrapartida, é
admitido pela polícia e pelos tribunais. A tolerância abrange apenas a maconha e
alguns alucinógenos, classificados de “drogas leves” pelas autoridades holandesas.
Cocaína e heroína, ao contrário, são “drogas pesadas” e estão proibidas.
      A oferta de Cannabis, nome científico da maconha, consta dos cardápios de
1.500 bares e cafés (coffee shops) da Holanda. Cada consumidor pode comprar no
máximo 5 gramas por dia para uso próprio, afastando assim os consumidores das
“drogas leves” do mercado negro.
       Algumas pessoas contrárias à legalização de drogas leves, utilizam o argumento
de que sem punição, o uso vai aumentar e usam alguns dados como este: “a Holanda
liberou o uso de maconha e ele subiu 400%. Nos Estados Unidos, o uso de álcool caiu
50% com a Lei Seca (1920-33) e só voltou ao nível anterior em 1970.”1. Comparando
com o gráfico acima, você concorda com estas afirmações? Como é o consumo de
drogas (maconha e cocaína) na Holanda comparada com os seus vizinhos europeus e
com o nosso Brasil?




Conceitos Gerais: Dependência, Abstinência, Tolerância




"Entre meus 16 e 23 anos, fiz de tudo que um drogado pode fazer. Fumei maconha,
usei cocaína e crack. Depois que meu pai morreu, torrei uma poupança que ele havia
deixado e fui vendendo tudo o que havia em casa. Minha mãe internou-me em uma
clínica, mas eu fugi - eles apenas trocavam a dependência da droga pela dos
remédios. Mergulhei de novo na droga e certa vez fiquei oito dias praticamente sem
dormir, acordando e fumando sem parar. Via minha mãe chorando e não sentia nada.
Em maio de 1997, aceitei ir para o Recanto de Vida, porque não era uma clínica.
Acordava às 6 da manhã, fazia educação física, cuidava de plantas, aprendia a
cozinhar. Acabei gostando de cumprir as tarefas de todo dia. Quando saí, achando que
estava bom, tive uma recaída; ironicamente, esta foi a melhor coisa que me aconteceu,
pois me fez perceber que apenas eu, ninguém mais, poderia mudar a minha vida.
Nesta segunda vez, internado por convicção, melhorei de verdade. Aprendi os meios
de me defender. Fiz um curso de consultor terapêutico e trabalho na própria Revim, a
comunidade onde estive. Sei, hoje, que a grande alegria não é receber, mas ajudar".

André Luiz G. Ribeiro, 29 anos, monitor.



1
    Texto   adaptado    da   Revista   Época    (Edição   152    de   16/04/2001)    e   dos    sites
http://www.antidrogas.com.br/legislacao.asp e http://www.terravista.pt/Meco/1185/pshol2.html.
André com certeza conhece histórias de pessoas que foram dados como
perdidos no mundo das drogas. Alguns melhoraram, outros pioraram, uma porção
retornaram seguidas vezes para uma clínica e, por fim, passaram a viver uma vida
praticamente normal.

       Passaram? Então por que há tanta gente que não volta? Por que outros morrem
de overdose? E quem garante que no futuro o dependente não vai voltar a consumir?
São perguntas desafiadoras, numa sociedade onde meninos começam a consumir
cola, crack e maconha antes dos 12 anos e onde parece não ter fim o drama de figuras
como o ex-Polegar, Rafael Ilha Pereira, que com 26 anos de idade e dez de
dependência, vive saindo de uma crise para entrar em outra. Não é preciso ser
especialista para saber que, para cada Dinei (o jogador de futebol do Corinthians, que
se safou da cocaína - ver depoimentos na próxima página) há um Maradona (o jogador
argentino que não consegue livrar-se dela); que para um Zé Ramalho (o cantor de
MPB, outro a vencer a dependência), ou um Eric Clapton (que também se curou e até
abriu uma clínica para ajudar outros dependentes), há uma Elis Regina (a cantora que
morreu de overdose em 1982), ou um Chet Baker (o trompetista que se matou ao fim
de uma longa dependência). Enfim, nesse campo é preciso ter cautela antes de se
cantar vitória.


           ‘As drogas de abuso constituem um grupo farmacológico
           extremamente heterogêneo, pouco existe em comum entre a
           morfina, a cocaína e os barbitúricos. O único elemento que os une
           é o fato das pessoas derivarem prazer da sensação produzida por
           essas substancia e tenderem a querer a repetir a mesma
           experiência. Isto se torna problemático, quando o desejo e tão
           intenso que passa a dominar a vida do individuo, impedindo de
           viver uma vida aceita pela sociedade e quando o próprio hábito
           causa danos ao individuo e ou a comunidade” .


Você acabou de ler dois textos. O primeiro foi adaptado da Revista Galileu e o segundo
de um livro (Farmacologia Aplicada, Rang e Dale). Com base nos relatos acima, nos
gráficos a seguir e com os seus conhecimentos prévios, como você definiria:
   • Dependência
   • Tolerância
   • Abstinência
Usuarios que se tornam dependentes, em % nos EUA
        Inalantes
  Tranquilizantes
           Alcool
   Aluciongenos
        Maconha
    Estimulantes
       Sedativos
        Cocaina
         Heroina
  Nicotina (1996)

                    0   10      20    30       40     50         60   70        80    90
   Fonte: The Economist/EMCDDA 2000 Annual Report, FDA, SAMHSA




Intensidade de tolerâncias farmacocinética e farmacodinâmica e dependências
psíquica e física induzidas por fármacos de uso não médico

           Fármaco                   Tolerância     Dependênci        Dependênci
                                                     a psíquica            a física
           Etanol                         ++             +++                 +++
           Barbitúricos                   ++             +++                 +++
           Opióides                     ++++            ++++                ++++
           Anfetaminas                   +++             +++                   +
           Cocaína                         +             +++                   +
           LSD                           +++               +                  ++
           Maconha                         +               +
           Solventes voláteis             ++               +
           Nicotina                       ++              ++                 ++

OBS.: A intensidade da dependência física é ilustrada pela magnitude da síndrome de
abstinência correspondente.
Cocaína



Potencial de abuso da cocaína


      Observe a figura abaixo, ilustrando um dos experimentos clássicos utilizado em
toxicologia de drogas de abuso. Neste experimento, o animal tem à sua disposição
uma alavanca que, quando pressionada leva à aplicação de um estímulo elétrico em
determinada região do seu cérebro, mais especificamente, na região do sistema
límbico. Este experimento é feito variando-se a freqüência (ou seja, a intensidade)
destes estímulos.




      Utilizando-se esta metodologia, foi obtida a curva em linha cheia (vide gráfico
abaixo). Como poderia ser explicado o perfil desta curva?
      A curva em linha tracejada mostra uma outra situação: neste caso, o animal,
antes de ser submetido à condição descrita acima, recebe uma injeção intraperitoneal
de cocaína e observa-se uma alteração no seu comportamento em relação aos
“apertões” na alavanca. Como foi alterado o seu comportamento? Como isto poderia
ser explicado? Como você imagina o comportamento do animal no máximo de resposta
alcançada (y ~ 70)? Qual seria a explicação para em ambos os casos ser atingido um
máximo de resposta (platô)?

                                       Avaliação de reforço primário da cocaína

                                             Camundongo (+) administração de
                                             cocaína
                                             Camundongo (-) administração de cocaína

                              90
                              80
                              70
            "Apertões"/ min




                              60
                              50
                              40
                              30
                              20
                              10
                              0
                                   0    20              40              60             80   100
                                               Frequência do estímulo (Hz)


Adaptado de: Wise et al,1992. Self-stimulation and drug reward mechanisms. Ann N Y
Acad Sci. 1992 Jun 28;654:192-8.




Modo de ação no SNC (sistema nervoso central)


   1. Apresentação da animação do efeito da cocaína no SNC no computador (peça
       auxílio a um dos professores).
   2. Volte ao exercício anterior. Sabendo agora qual o mecanismo de ação da
       cocaína no SNC (sistema nervoso central), você teria hipóteses adicionais que
       pudessem explicar o perfil dos gráficos apresentados?


Vias de administração da cocaína


       A cocaína pode ser administrada de diferentes modos: pela via oral (através do
chá de coca ou mascando as folhas de coca), por via intravenosa, pulmonar (quando
fumada) e nasal (aspiração do pó de cloridrato de cocaína). Abaixo temos um gráfico
que relaciona os níveis plasmáticos de cocaína no passar do tempo para as diferentes
vias de administração apresentadas. A partir destes dados, descreva cada via de
administração com relação a:


   -Pico de concentração plasmática
   -Duração dos efeitos da cocaína
   -Tempo para iniciar o efeito
   -Intensidade do efeito


      Relembrando o conceito de reforço primário de uma droga: qual via de
administração da cocaína faz com que o usuário experimente um reforço maior para
voltar a usar a droga?
      Para responder, leve em conta também as seguintes informações:




Concentração
 Plasmática




        Via                    Pureza % (teor de cocaína)
       Oral                    Mascar folha de coca: 0,5-1
    Intranasal                            20-80
        i.v.                              7-100
                                  Pasta de coca: 40-85
  Intrapulmonar
                                     Base livre: 90-100
     (fumada)
                                        Crack 50-95




Metabolismo


      Além do efeito central da cocaína, responsável pelo efeito prazeroso decorrente
do uso da droga, ocorrem também efeitos periféricos decorrentes do seu uso, como
midríase, hipertermia, taquicardia, aumento da pressão arterial, tremores e arritmias.
Sabemos também que a cocaína possui uma meia-vida de ~50 minutos.
OBS: t1/2 =meia-vida= tempo que leva para diminuir à metade o nível de uma
   substância no organismo em decorrência de sua metabolização.


      Diferentes metabólitos podem ser formados a partir da cocaína. Dentre estes, o
principal é a benzoilecgonina, que pode ser encontrada na urina 2 a 5 dias após o uso
da droga (ou após 10 dias para altas doses) e é usada para detecção de usuários.
Observe abaixo a reação que gera a benzoilecgonina.




   Cocaína             Cocaína                Benzoilecgonina



      Os usuários de cocaína muitas vezes costumam associar esta droga com
outras. Dentre estas associações, podemos citar como exemplo o bazuco, quando
maconha e cocaína são fumadas juntas, ou mesmo os speedballs, combinação de
cocaína com heroína. Contudo, a associação mais freqüente é a com o álcool, um
depressor do sistema nervoso central. Entretanto, tal associação gera, mediante
reação entre a cocaína e o etanol, o metabólito denominado cocaetileno (estrutura
abaixo), que é eqüipotente à cocaína e que possui meia-vida de ~ 2 h.




                    Cocaetileno
   1. Como você explicaria a razão para se associar a cocaína com o etanol?
   2. Quais devem ser as conseqüências da geração de cocaetileno no organismo?
Cafeína

Figura 1: Conteúdo de cafeína em alimentos populares, bebidas, refrigerantes e energéticos (Slavin &
Joensen. Caffeine and sport performance. The Physician and Sports Medicine, 13:191-193, 1995).



 Produtos                     Cafeína (mg)               Produtos                       Cafeína (mg)

 Café (xícara de 150 mL)                                 Produtos com chá

 De máquina                       110-150                Chá instantâneo                   12-28
 De coador                         64-124                (Xícara de 150 mL)
 Instantâneo                       40-108                Chá gelado                        22-36
 Descafeinado inst.                  2-5                 (Xícara de 350 mL)

 Chá                                                     Chocolate
 (Granel ou Saquinhos)
 (xícara de 150 mL)                                      Feito a partir de mistura           6
                                                         Chocolate      ao    leite
                                                         (28g)                               6
                                                         Chocolate      de      conf.
 Infusão de 1 minuto                9-33                 (28g)                               35
 Infusão de 3 minutos              20-46
                                                         Energéticos
 Infusão de 5 minutos              20-50                 (mg/250mL)

 Refrigerantes
 (mg/350mL)                                              Flash Power                         80
                                                         Red Bull                            80
 Coca-Cola                           46
                                                         Medicamentos
 Diet Coke                     46                        (mg/cápsula)
 Pepsi Cola                   38.4
 Diet Pepsi                    36                        Vivarin                      200
 Guaraná                       30                        Tylenol                      0-30
 Soda/Sprite                    0                        Aspirina                     0-30
Figura 2: Classificação do usuário em relação à          ingestão diária de cafeína (Adaptado
de Daniels et al., 1998; Graham & Spriet, 1991; Van Soeren et al., 1993).


 Quantidade de cafeína (mg/dia)       Possibilidade de Habilitação            Tipo de Usuário

 >720                                              Sim                       Usuário intencional
 450-720                                           Sim                       Usuário moderado
 120-150                                           Sim                        Usuário habitual
30-100                                 Não                Usuário não habitual
 <20                                    Não                    Não usuário


       Escreva nesta página as suas perguntas sobre a cafeína que você acha que
possam vir a serem esclarecidas nesta aula de bioquímica - alguma dúvida ou
curiosidade que você sempre quis ver respondida sobre a cafeína, seus efeitos e
sensações.
Mecani

Mecanismo de
     Mecani
1) o hormônio se l
2) a Proteína G é a
3) a Proteína G ati
 Funcionamen
4) a adenilato cicla
 receptores de
     Efeitos
de AMPc (adenosi
cíclico)
 Os receptores d
Efeitos

Efeitos na fad
   Efeitos
receptores de
localizados n
 cafeína: estim
Efeitos na pe
   Efeitos
receptores de
Anfetaminas



Atividade 1


      Elaborar em grupo um esquema a partir do texto “Anfetamina e Doping”
utilizando cartolina, canetas coloridas e régua.
      Apresentar a montagem do esquema para a classe.


Texto 1: Anfetamina e o Doping


      A anfetamina, a metanfetamina, a dextroanfetamina e outras, por induzirem
estimulação do SNC, propiciam maior quantidade de trabalho físico, e estão incluídas
como substâncias proibidas em competições esportivas. Essas drogas liberam grandes
quantidades de adrenalina dos neurônios. A adrenalina, transportada pela corrente
sangüínea até as células musculares, liga-se a sítios receptores específicos na
membrana celular do músculo e ativa a proteína G. Assim que estes sítios na
membrana plasmática são ocupados, a adenilato ciclase é convertida de um estado de
repouso inativo a um estado de atividade máxima. A adenilato ciclase produz o AMP
cíclico (AMPc) a partir de ATP. O AMP cíclico está no interior da célula e fica
aumentado no músculo de 100 vezes ou mais. O AMP cíclico ativa a proteína quinase
e esse é o primeiro passo numa amplificação em cascata que converte a proteína
quinase de sua forma inativa em ativa. Esta por sua vez transforma a fosforilase b
(inativa) em fosforilase a (ativa) e esta estimulação da fosforilase promove a quebra do
glicogênio produzindo grandes quantidades de glicose1-fosfato e, a partir dessa,
glicose-6-fosfato. A conversão da fosforilase b a fosforilase a é considerada como
mecanismo para aumentar a velocidade da glicogenólise. Por outro lado, não só a
fosforilase é ativada por uma elevação na concentração de AMP cíclico, mas também a
proteína-quinase ativa converte a glicogênio-sintase ativa em sua forma inativa. Assim,
o desdobramento e a síntese de glicogênio não ocorrem simultaneamente, um aspecto
importante do controle metabólico do glicogênio.
      Embora o músculo esquelético contenha pouca quantidade de glicogênio,
quando comparado ao fígado, o glicogênio muscular é essencial ao organismo porque
sua quebra pela fosforilase ativa fornece uma fonte imediata de glicose 6-fosfato para
ser metabolizada na glicólise até ácido lático e para produção de ATP, fornecendo
energia para as atividades violentas e rápidas.


Atividade 2


       Os professores receberam um crachá contendo parte de uma frase de dois
textos: “Rebite e Ecstasy”. O grupo deve se organizar de modo a colocar as frases em
uma seqüência lógica. Em seguida cada grupo deve apresentar as frases para o
restante da classe. O outro grupo fará a leitura do texto e se julgar necessário deverá
fazer alguma alteração na ordem das frases.




Texto 2: Rebite
•   a pessoa tem insônia, inapetência, sente-se cheia de energia fala mais rápido
    ficando “ligada”
•   anfetaminas afetam os comportamentos humanos
•   ao parar de tomar a pessoa sente astenia ficando deprimida
•   bastante aumentado e excessivamente prolongado e a pessoa “apaga” de repente
•   caminhoneiros ingerem comprimidos conhecidos como rebites
•   doses exageradas provocam paranóia e alucinações
•   já imaginou as conseqüências se isso ocorre quando se está dirigindo?
•   o cansaço aparece horas mais tarde quando a droga já se foi do organismo
•    o principal fator de risco é quando passa o efeito, podendo acontecer antes do
    esperado
•   o sono vem mais rapidamente do que o habitual
•   o tempo de ação não é inteiramente previsível
•   os efeitos dependem da dose, do peso, da personalidade e da sensibilidade de
    cada um
•   produzem dilatação da pupila deixando os motoristas ofuscados pelos faróis à noite
•   provocam taquicardia, hipertensão, broncodilatação
•   se uma nova dose for tomada as energias voltam, mas com menos intensidade
Texto 3: Ecstasy


•   a liberação excessiva danifica terminações nervosas interferindo na tomada de
    decisão, julgamento e memória
•   a serotonina acaba e a biossíntese não atende a demanda
•   associado a bebidas alcoólicas pode provocar choques cardiorespiratórios
•   chega-se ao estado de depressão e esgotamento entre 6 e 8 horas após ingestão
    da droga
•   conhecido como ecstasy, X, E, XTC, Adam e tem intensa atividade psicotrópica
•   é o mesmo sítio ativado por drogas psicodélicas
•   é vendida na forma de pó, drágeas ou em cápsulas
•   está associado ao humor, euforia, as sensações amorosas
•   facilita a comunicação devido à supressão do medo e da insegurança
•   interfere nos neurônios que contém serotonina
•   liberando todo o seu estoque mesmo sem impulso nervoso
•   MDMA em 1912 foi sintetizado e patenteado pela Merck
•   nas raves os usuários costumam ingerir litros de água
•   por dificultar a sua recaptação e estimular sua liberação pelos neurônios pré-
    sinápticos
•   provoca espasmo muscular, elevação da temperatura até 42 ºC e intensa
    desidratação


Biossíntese da Adrenalina
Comparação das Estruturas




Modo de Ação das Anfetaminas
Álcool
                                                               MAPA I

                                                               ALIM TO
                                                                   EN S




                                       POLISSA RÍD S
                                              CA IO             PROTEÍN S
                                                                       A                       LIPÍD S
                                                                                                    IO



                                           Glicose              A inoácidos
                                                                 m                         Ácido Graxo




                                                                                        CO 2


                                                  N D
                                                   A    +            N D
                                                                      A H
                                                  FAD                FA H
                                                                       D      2




                                                                                  A P+P
                                                                                   D       i

                                                                                  O2



                                                                                  H2O



                                                                     ATP




                                                              MAPA II
                                  POLISSACARÍDIOS                       PROTEÍNAS                          LIPÍDIOS



                                         GLICOSE                     AMINOÁCIDOS                         ÁCIDOS GRAXOS
                                                              Asp       Gly       Leu      Glu
                                                                        Ala       Ile
                                                                        Ser       Lys
                                                                        Cys       Phe
                           NAD+ NADH

                 Lactato           Piruvato (3)


                                                        CO2
                                                                         Acetil-CoA (2)


                                          CO2


 Asp – aspartato                                     Oxaloacetato (4)                            Citrato (6)
 Gly – glicina
 Ala – alanina
                                                        Malato (4)                                 Isocitrato (6)
 Ser – serina
 Cys – cisteína                                                                                          CO2
 Leu – leucina                                           Fumarato (4)                     α Cetoglutarato (5)
 Ile – isoleucina
                                                                                                           CO2
                                                                           Succinato (4)
O metabolismo do etanol inicia-se com as seguintes reações:


                              OH                                     O
                                              Enzima 1
                    H3C       CH2   + NAD+                H3C        C   H   + NADH + H+
                        Etanol                                 Acetaldeído


                O                                                O
                                             Enzima 2
        H3C     C       H    + H2O + NAD+                H3C     C O- +      NADH + 2 H+
                                                               Acetato


                    O                                             O
                                             Enzima 3
          H3C       C       O- + ATP + CoA               H3C      C      CoA + AMP + PPi

                                                         Acetil-Coenzima A




Questões para Estudo


 1. Quatro indivíduos, da mesma idade, peso e altura, fizeram adições à sua dieta. O
    indivíduo A adicionou 63 g de carboidrato; B, 28 g de lipídio; C, 63 g de proteína e
    D, 36 g de etanol. Consultando a tabela seguinte, prever qual dos indivíduos
    ganhará mais peso.


                                Alimento     Valor calórico (kcal/g)
                              Carboidrato              4
                              Lipídio                  9
                              Proteína                 4
                              Etanol                   7

 2. Usando o Mapa II, estabelecer entre carboidratos, proteínas e lipídios, quais são
    as interconversões possíveis.
 3. A quantidade celular de [NAD+ + NADH] é pequena e constante. Se houver uma
    ingestão de grandes quantidades de etanol, qual forma da coenzima deve
    predominar?
 4. Que conseqüência acarreta a ingestão de grande quantidade de etanol sobre o
    equilíbrio entre piruvato e lactato?
 5. Na condição descrita em 3 e 4, é possível converter glicina, alanina, serina e
    cisteína a glicose?
6. Sabendo que a conversão de aminoácidos a glicose (gliconeogênese) é um
    processo importante para a manutenção da glicemia (concentração plasmática de
    glicose) durante os períodos de jejum, qual a conseqüência da alta ingestão de
    etanol sobre o nível glicêmico?
 7. Indivíduos em pré-coma alcoólico são habitualmente tratados por administração
    intravenosa de glicose. Este procedimento é justificável?
 8. A maior parte dos efeitos da embriaguez (náuseas, vômitos aumento da pressão
    arterial, rubor facial e desconforto geral) é provocada por níveis elevados de
    acetaldeído. Com base nas seguintes informações, comparar a sensibilidade a
    etanol entre as populações ocidental e oriental:
       a. A atividade da enzima 1 é maior nos orientais do que nos ocidentais.
       b. A atividade da enzima 2 é maior nos ocidentais do que nos orientais.
 9. O medicamento Dissulfiram inibe a enzima 2. Por que sua administração é
    utilizada na tentativa de recuperação de alcoólatras?
 10. Observe as reações de metabolização do etanol e indique qual metabólito do
    Mapa II terá sua concentração aumentada.
 11. As concentrações dos metabólitos do Ciclo de Krebs são sempre constantes. Com
    base na sua resposta da questão anterior e nos equilíbrios do Mapa II, o que pode
    acontecer com as células hepáticas de um consumidor crônico de álcool
    (alcoolismo).
 12. Sabendo que os lipídios precisam de proteínas para ser transportados do fígado
    para o tecido adiposo, que conseqüência terá a alta ingestão de etanol?




Etanol no sistema nervoso


Efeitos diretos na membrana:


      Da mesma forma que os hipnóticos, sedativos e agentes anestésicos gerais, o
álcool é solúvel nos lipídios das membranas celulares, o que a torna mais densa e
mecanicamente estável. Este fato interfere em inúmeros processos que exigem
mudanças rápidas e reversíveis na estrutura da membrana.
      As mudanças rápidas nos fluxos de Na+ e K+ que são as bases do potencial de
ação, sofrem redução. A condução do impulso nervoso e a contração muscular
(músculos lisos, esqueléticos e cardíacos) são, portanto, deprimidas frente à
concentração de álcool relativamente alta. Quanto menor o diâmetro da fibra nervosa,
maior será o efeito de uma dada quantidade de etanol.
      O transporte ativo de Na+, K+ e aminoácidos diminui em decorrência da inibição
da ATPase da membrana. Esta inibição diminui processos como, por exemplo,
recaptura de noradrenalina nas terminações nervosas simpáticas, que é relacionada
com canais de Na+.
      O álcool fluidifica as membranas, dissolvendo o componente lipídico e
diminuindo a viscosidade. Com o tempo, a membrana celular torna-se mais rígida e
menos sensível ao efeito fluidificante do álcool. Estas alterações seriam consistentes
com o desenvolvimento de tolerância (devido à menor sensibilidade da membrana,
precisar-se-ia maior quantidade de álcool) e na ausência de álcool, o desarranjo da
membrana pode contribuir para o aparecimento dos sintomas de abstinência. De fato,
as membranas de células sinápticas de animais tolerantes ao álcool mostram
resistência aos efeitos do etanol. Todavia este mecanismo é incapaz de explicar toda a
complexidade dos fenômenos de tolerância e dependência física.


Etanol x GABA


      Para    entender      a   ação   do       álcool   é preciso   examinar       o papel   dos
neurotransmissores – moléculas que fazem a comunicação entre as células nervosas
na altura das sinapses. A molécula de GABA (ácido gama-aminobutanóico), sintetizado
a partir do aminoácido glutamato, normalmente age ligando-se num sítio específico dos
canais iônicos da célula nervosa de uma sinapse, inibindo a atividade celular. Essa
inibição resulta da distorção causada pelo GABA na estrutura local da membrana da
célula, alargando na essência os canais através dos quais os íons Cl- podem passar
em direção à célula.
      A concentração interna mais alta desses ânions modifica a diferença de
potencial   através    da   membrana        e     a   célula   torna-se   incapaz    de   disparar
(hiperpolarização). O neurotransmissor GABA é responsável pela maior parte da
inibição de sinapses do Sistema Nervoso Central.
      A molécula de etanol liga-se à mesma proteína que a molécula de GABA, mas
numa posição vizinha, e a distorce ligeiramente. Em conseqüência, o GABA pode se
ligar mais facilmente à proteína. Portanto, a presença de etanol no fluido que circunda
a sinapse influencia indiretamente o disparo e a voltagem graças à membrana da
célula nervosa, através do fortalecimento da ligação da molécula de GABA e da
abertura dos canais de Cl-.
       Outro efeito fisiológico que acompanha a ingestão de bebidas alcoólicas é a sua
interferência na produção de alguns hormônios antidiuréticos, o que conduz à secreção
exacerbada de água. O álcool também causa a dilatação dos vasos sangüíneos,
resultando num aumento da do fluxo de sangue através dos capilares subcutâneos, o
que dá coloração rosada à face, juntamente com a sensação de calor.


Questões para Estudo


   1. 1 A partir do texto acima, explique se o álcool é depressor ou estimulante do
       SNC.
   2. A figura abaixo mostra um esquema do canal de cloreto estimulado por GABA e
       os sítios de ligação para diversas drogas.




       Explique o que pode ocorrer se um indivíduo consumir álcool em associação
com    as   seguintes   drogas:   Aspirina,   Valium   (benzodiazepínico),   Fenobarbital
(antiepilético).
Inalantes



Tolueno


           Figura 1. Danos ao cérebro de uma pessoa que abusava de tolueno




       As imagens acima demonstram visivelmente atrofia (encolhimento) do cérebro
de uma pessoa que abusava de tolueno (B), comparado ao cérebro uma pessoa
normal (A). Nota-se o tamanho menor e o grande espaço vazio (preto) no cérebro da
pessoa que abusava de tolueno (O círculo externo branco, em ambas as imagens, é o
crânio). (site: http://www.nida.nih.gov/DrugPages/Inhalants.html)
Figura 2. Deterioração das Fibras Nervosas em uma pessoa que abusava de inalantes




      As regiões coradas mais escuras mostram áreas onde as fibras nervosas
perderam a sua camada isolante, essa porção de tecido foi removida do cérebro de
uma pessoa que abusava de inalantes.
(site: http://www.nida.nih.gov/DrugPages/Inhalants.html)


                                       Figura 3
Bromopropanos


       Foi realizado um estudo com ratos expostos a 1000 ppm de 2-bromopropano e
1-bromopropano. Durante as 5 primeiras semanas de exposição, ratos do grupo de 1-
bromopropano começaram a andar com dificuldade, com o seu membro inferior sendo
arrastado pelo chão com a pata virada para cima. Esses membros acabaram sofrendo
paralisia. Os outros ratos demonstraram os mesmos sinais após 6 semanas de
exposição. O peso corpóreo dos ratos paralisados diminuiu drasticamente e eles
chegaram a emagrecer seriamente. Então, eles foram sacrificados para estudo
histopatológico.
       O estudo histopatológico consiste em fazer lâminas com as células dos ratos e
verificar se houve alguma mudança nos seus tecidos e células. No caso desses ratos
foram feitas lâminas dos neurônios e foi observado que no caso dos ratos controles,
não expostos a bromopropanos, esses neurônios estavam normais. Porém, quando
foram analisados os neurônios dos ratos expostos a 1000 ppm de 2-bromopropano foi
verificado o acúmulo de neurofilamentos nos nódulos de Ranvier, formando estruturas
aumentadas como bolas (figura 4.). Além disso, também foi observado, nos ratos
expostos a 1-bromopropano, a destruição do axônio e da mielina dessas regiões
afetadas. (Environmental Research Section A 85, 48-52, 2001)


                                           Figura 4.




PERGUNTA:

1.     O que é anatomicamente a camada isolante?
2.     O nosso corpo funciona através de sinais que chegam no nosso cérebro através
dos neurônios, o que você esperaria se esses sinais fossem bloqueados ou
simplesmente diminuíssem?
n-HEXANO


       O termo neuropatia (danos ao neurônio) por hexacarbonetos tem sido aplicado
para uma síndrome que induz quimicamente axonopatia, danos ao axônio, porque os
agentes conhecidos por produzir essa axonopatia possuem todos 6 carbonos na sua
estrutura. n-pentano, com 5 carbonos, e n-heptano, com 7 carbonos, não
demonstraram indução a neuropatias nem distúrbios na velocidade de condução do
nervo. A exposição a n-hexano, com 6 carbonos, gera metabólitos como 2-hexadiona,
5-hidroxi 2-hexadiona, 2,5-hexadiona, que são os responsáveis por esse efeito. (J.
Toxicol. Environ. Health 6:621-31 1980)
       Assim como no exercício anterior, já está bem estabelecido que a neuropatia é
precedida de acúmulo neurofilamentos nos nódulos de Ranvier, no axônio. Esse
acúmulo de neurofilamentos tem sido associado ao bloqueio da rapidez no transporte
axonal. Em resumo, a reunião de proteínas filamentares presentes no neurônio
próximas aos nódulos de Ranvier resultam na agregação neurofilamentar, levando a
obstrução do transporte do impulso nervoso no axônio, e assim, causando a
degeneração do neurônio. (Brain Res, 133:107-18)
       Uma diminuição da energia do metabolismo também tem sido proposta para
explicar o mecanismo de ação neurotóxica desses compostos com 6 carbonos.
Estudos levam a hipótese de que esses compostos inibem as enzimas da via
glicolítica, dependendo da dose. A inibição dessas enzimas também tem demonstrado
bloqueio na velocidade de condução no axônio. (Brain Res. 202:131-42, Ann. Rev. Pharmacol.
Toxicol. 22: 145-66)


PERGUNTAS:


1.     Um fabricante de cola lançou a seguinte campanha: “Não é tóxica por não conter
tolueno”, mas na sua formulação essa cola contém n-hexano. Será que a informação
passada pelo fabricante é verdadeira?
2.     Qual é a implicação da inibição das enzimas da via glicolítica?


Benzeno


       Assistir ao software – RADICAIS LIVRES
A grande produção de metabólitos de benzeno no fígado é demonstrada pelo
seu transporte na medula óssea e outros órgãos.


                                            Figura 5.

                                                  Aumento na Produção           Dano ao DNA
         Benzeno              HQ, HB e HT
                                                       de Radicais Livres



Tabela 1. Impacto dos metabólitos do benzeno: a hidroquinona (HQ), a p-
benzoquinona (BQ) e a 1,2,4-benzenotriol (BT), na produção de radicais livres e fatores
antioxidantes em células (Environmental Health Perspectives 104(6), 1996).


              Fator                        HQ                   BQ                  BT
           Superóxido                       ↑                    ↑                   ↑
          Óxido Nítrico                     ↑                    ↑                   =
     Peróxido de Hidrogênio                 ↑                    ↑                   ↑
            Catalase                        ↓                    ↓                   =
              SOD                           ↓                    =                   ↓
           Vitamina C                       =                    =                   =
        Glutationa (GSH)                    ↓                    =                   ↓
Legenda: (=) sem mudança, (↓ diminuição, (↑) aumento
                            )




Tabela 2. Número de linfócitos B (x 106/baço) em ratos que inalaram 0, 1, 10, 100 e
200 ppm de benzeno por até 8 semanas (média de 3 ratos) (Toxicology 118: 137-148, 1997).


                                  Ar                                Benzeno
Semanas de Exposição
                              (controle)        1 ppm           10 ppm    100 ppm        200 ppm
1 semana                        70 ± 2          78 ±   9         63 ±   2    45 ±   8    31 ± 3
2 semanas                       68 ± 6          62 ±   7         44 ±   6    27 ±   1    10 ± 2
4 semanas                       68 ± 7          72 ±   6         63 ±   2    17 ±   7     5± 2
8 semanas                       86 ± 1          82 ±   1         93 ±   9    27 ±   1    7 ± 0.2




PERGUNTAS:


1.     De acordo com o esquema e a tabela mostrados o que se pode dizer do
potencial efeito tóxico do benzeno?
2.      Além dos efeitos neurológicos e ao DNA, a análise da tabela leva a outras
implicações no organismo?




Nitritos


Figura 6. Gráfico demonstrando a viabilidade de macrófagos tratados in vitro com
nitritos.




Figura 7. Viabilidade in vitro de nitritos inalantes. Macrófagos, células de defesa, foram
expostos por 45 minutos a 0, 1,5, 3 ou 6 mM de isobutil, isoamil ou butil nitrito. Células
viáveis foram contadas usando exclusão por trypan blue (substância azul que penetra
em células mortas, mas não consegue penetrar em células vivas).




        Várias concentrações de isobutil, isoamil, butil nitrito e peroxinitrito foram
adicionados a culturas de células. Depois de 45 min. as preparações mitocondriais
foram testadas quanto à respiração celular, os resultados estão demonstrados no
gráfico acima. (Toxicology Letters 132, 2002, 37-45)
PERGUNTA:


Descubra as palavras omitidas e encontre o texto relacionado às figuras anteriores.


Esse estudo demonstrou uma dramática _____________ de células viáveis,

macrófagos em cultura. Sugerindo que os ____________ __________ podem matar

diretamente ____________ em cultura. A ________ significante da respiração (%)

ocorreu em _________ concentrações de agente.
Tabaco

Atividade 1
          Interprete, com ajuda da legenda, o mecanismo de ação da acetilcolina no
“centro da recompensa".




Legenda:
1. Neurônio periférico que “conversa” com neurônios do “centro da recompensa” através da liberação de
acetilcolina. O local onde ocorre essa “conversa” (onde são liberados os neurotransmissores) é a fenda
sináptica.
2. População de receptores de acetilcolina na membrana dos neurônios que formam “centro da
recompensa”
3. Receptor de acetilcolina: proteína situada na membrana da célula neuronal composta de 5
subunidades. Essa estrutura funciona como um canal, permitindo a passagem de cátions quando
estimulada por acetilcolina.
4. Acetilcolina: neurotransmissor que se liga ao receptor de acetilcolina promovendo mudanças na
estrutura do mesmo, levando à abertura do canal.
5/6. Cátions (ex: Sódio): com o canal aberto, podem “entrar” na célula promovendo formação de corrente
elétrica nos neurônios.


       Após ter compreendido o mecanismo de ação da acetilcolina, você seria capaz
de interpretar a animação do “mecanismo de ação da nicotina”?


                                                                                            Receptor



Copyright 1996 Gayle Gross de Nunez and SAVANTES

                                                                                         Molécula de
http://www.neuroguide.com/nicotine.html
                                                                                          Nicotina
Atividade 2



       Como visto na animação, a nicotina atua no mesmo receptor da acetilcolina,
ocasionando sua abertura e consequente passagem de cátions para dentro do
neurônio, promovendo a formação da corrente elétrica. Entretanto, diferenças na
ativação desse “canal” determinam efeitos característicos dos dois compostos, o que
explica parte do mecanismo responsável pela dependência por nicotina, como
veremos:




“Pesquisas recentes mostram que a corrente elétrica gerada pela ligação de
acetilcolina em seus receptores é de grande intensidade mas de curto espaço de
tempo, ou seja, no caso do funcionamento normal do cérebro, há uma grande
estimulação do neurônio durante pouco tempo. Ao contrário, a nicotina estimula esses
neurônios gerando corrente de pouca intensidade mas durante longo intervalo de
tempo, o que em parte poderia explicar o processo de dependência gerado pela
nicotina.”

Adaptado de: Dani et al, 2001. Cellular mechanisms of nicotine addiction. Pharmacology, Biochemistry,
and Behavior. 70, 439-446


       As questões abaixo visam esclarecer o trecho acima:


   1. Sabendo que na fenda sináptica existem várias enzimas com atividade de
       estearase (enzimas que quebram ésteres) qual composto, nicotina ou
       acetilcolina, permaneceria por mais tempo na fenda sináptica?

       Observe as estruturas abaixo para responder a questão.



                                                                         N

                                     N                       O

                        N                                             Acetilcolina
                                Nicotina                       O
2. Em um experimento (visando diferenciar a ação da nicotina/acetilcolina) foram
      isolados neurônios que possuíam os reptores de acetilcolina, como os
      mostrados no esquema anterior. A resposta desses neurônios, frente aos dois
      compostos, pôde ser determinada através do uso de eletrodos que mediram a
      corrente gerada devido à entrada de cátions. Os resultados obtidos foram os
      seguintes:

   Estimulação dos neurônios com:                          Medida da corrente
                                                          neuronal ( após última
                                                         adição de Acetilcolina )
   Acetilcolina durante 3 min                                    +++++
   Acetilcolina durante 3 min       +   reforço   de             +++++
   Acetilcolina durante 3 min
   Nicotina durante 3 min + reforço de Acetilcolina                 +
   durante 3 min




      Analisando os dados da tabela, qual a diferença na função desses receptores
quando os mesmos são pré-tratados com nicotina ou acetilcolina?
Você poderia propor a causa de tal diferença?


   3. Um dos fatos mais marcantes em relação à dependência de nicotina é o
      aumento do número de receptores de acetilcolina nos neurônios das pessoas
      que fumam. Baseando-se nas respostas anteriores, qual seria a razão de tal
      aumento observado nos fumantes?


      Preencha a tabela abaixo, utilizando a mesma notação da Questão-2, sugerindo
qual seria a “resposta” desse aumento do número de receptores na corrente de
neurônios provenientes de um grupo de fumantes regulares e um grupo de fumantes
que permaneceram em estado de abstinência durante 1 semana?


Estimulação dos neurônios com acetilcolina             Medida da corrente neuronal

Fumantes regulares
Fumantes em abstinência durante 1 semana
  4. O grupo de fumantes que permaneceram sem fumar durante 1 semana
      apresentaram    comportamentos     muito    característicos   da   “Síndrome   de
      Abstinência” provocada pela retirada de nicotina do organismo. Baseando-se na
diferença da “medida da corrente neuronal” proposto no exercício anterior, você
       conseguiria imaginar a causa dos comportamentos mostrados no desenho
       abaixo?




Atividade-3


       “Foi-se o tempo em que cigarro na mão era sinônimo de bad boy ou
desajustado, uma imagem sedutora para os que sofriam os revezes das explosões
hormonais. Hoje, a nicotina é mais democrática, atinge todas as tribos: playboys,
patricinhas, a galera do fundão, nerds e skatistas. “O cigarro já pegou todo mundo” diz
Ronaldo Pelazari*,16, fumante desde os 14 que está tentando parar por ordem médica-
ele sofre de asma e já teve uma parada respiratória. Segundo especialistas, a adesão
dos adolescentes ao tabaco é facilitada por duas características: eles subestimam a
dependência e se iludem que podem parar quando quiserem. De acordo com dados da
OMS (Organização Mundial da Saúde) 90% dos adultos fumantes começaram a fumar
entre 5 e 18 anos, sem perceber o efeito viciante da nicotina.”
Adaptado de “Fumaça na Matinê” in Revista da Folha, 15 de Setembro, 2002. *nome fictício.


       O tabaco, por ser uma droga lícita e “socialmente aceita”, é muitas vezes tido
como menos perigoso do que as substâncias ilícitas, levando a impressões erradas,
principalmente por parte dos adolescentes. A nicotina é o componente do cigarro
responsável pela dependência do ato de fumar e seu poder viciante já foi testado como
mostra esse estudo utilizando a mesma metodologia do experimento de auto-
administração em animais visto no exercício para cocaína.
        Assim como já descrito, um eletrodo é adaptado na cabeça do camundongo
permitindo a estimulação elétrica específica da região do cérebro denominada “centro
da recompensa”. O camundongo é acondicionado em uma gaiola contendo uma
alavanca que, se pressionada, permite a descarga elétrica de freqüência controlada
nessa região cerebral do camundongo.
        Para cada ajuste de freqüência do eletrodo (0Hz / 10Hz / 20Hz....90Hz / 100Hz)
foi anotada a quantidade de vezes por minuto que o camundongo pressionava a
alavanca nos moldes do experimento já mostrado. Entretanto, nesse experimento, foi
administrada ao camundongo, ao invés de cocaína, uma injeção de nicotina, sendo os
resultados resumidos no seguinte gráfico:


Adaptado de: Wise et al,1992.Self-stimulation and drug reward mechanisms. Ann N Y Acad Sci. 1992
Jun 28;654:192-8.


   1. Comparando o perfil de resposta a diferentes estímulos elétricos nos dois grupos
         de camundongos (tratados ou não com injeção de nicotina), verificamos
         claramente que os tratados com nicotina apresentam um comportamento de


                                       A valiação de r e fo r ço pr im ár io d a nicotina

                                              Camundongo (+) administração de
                                              nic otina
                                              Camundongo (-) adminis traç ão de
                                              nic otina
                         80
                         70
                         60
       "Apertões"/ min




                         50
                         40
                         30
                         20
                         10
                          0
                              0   20                  40                60                  80   100
                                              Frequência do estímulo (Hz)

         “múltiplos apertões/min” em freqüências de estímulo elétrico baixas, que ainda
         não eram capazes de promover resposta no grupo de camundongos controle.
Considerando o “mecanismo de ação” da nicotina qual seria a causa de tal
      diferença nos dois grupos?
   2. Comparando esse experimento com visto para cocaína é possível o cigarro de
      tabaco (nicotina) ser considerado uma droga que causa “menos dependência”
      do que outras drogas?
   3. Recorde as seguintes definições e responda a pergunta a seguir:


Reforço primário: efeitos farmacológicos agradáveis decorrentes de ação de uma
substância no “centro da recompensa” do cérebro, que condicionam sua auto-
administração contínua.
Reforço secundário: atitudes sociais ou estímulos ambientais que contribuem para
fortalecer um padrão de comportamento de auto-administração da droga inteiramente
independente de seus efeitos farmacológicos.


      Quais os “prós” e os “contras” que podem ser levantados em relação a esse tipo
de experimentos com animais que estabelecem o “poder viciante” de uma droga?




Atividade-4


      A folha de tabaco, além da nicotina, possui em sua constituição mais de 500
compostos químicos. Entretanto, durante o ato de fumar, cerca de 5000 compostos
diferentes são formados sendo que 80 deles já foram descritos como tendo potencial
carcinogênico.   O   alcatrão   é   uma   mistura   destes   compostos   formada   por
hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, nitrosaminas, íons metálicos entre muitos
outros.
      Em 1979, Bruce Ames criou um teste bastante sensível para a rápida
determinação do potencial carcinogênico de compostos químicos. O teste, conhecido
como “Teste de Ames”, consiste no uso de bactérias para determinar o risco de certas
substâncias em causar câncer.
Basicamente, os agentes carcinogênicos são capazes de alterar o material
genético dessas bactérias permitindo que elas cresçam em um meio carente de
nutrientes. Isso porque essa “alteração no material genético” permite que a bactéria
produza o nutriente que não está disponível no meio de cultura, podendo assim se
multiplicar com facilidade. Observe esquema abaixo:




                         Agente com potencial
                            carcinogênico                           Agente não
                                                                   carcinogênico




                                      Meio carente de nutrientes




Adaptado de: Ames, B.N.,1979. Identifying environmental chemicals causing mutations and cancer.
Science. 204: 587-593.


       Um aluno utilizou o “teste de Ames” para determinar o potencial carcinogênico
da nicotina e do alcatrão. Eles “semearam” uma mesma quantidade de “bactérias de
Ames” em diferentes placas contendo meio carente de nutrientes e verificaram o
crescimento das bactérias após 2 dias (tempo suficiente para verificar se houve
crescimento) nas diferentes condições, conforme esquema seguinte:




Resultados observados (obs: Cada “bolinha” presente na placa representa uma colônia de bactérias
constituída de milhares de indivíduos):
Placa 1: bactérias de Ames (+) aplicação de água no centro da placa.
Placa 2: bactérias de Ames (+) aplicação de nicotina no centro da placa.
Placa 3: bactérias de Ames (+) aplicação de alcatrão no centro da placa.
Placa 4: bactérias de Ames (+) aplicação de alcatrão no centro da placa (+) extrato de fígado de
camundongo.
Placa 5: bactérias de Ames (+) aplicação de alcatrão no centro da placa (+) extrato de fígado de
camundongo exposto cronicamente à ingestão de etanol.
1. Através dos resultados observados nas placas 2 e 3, o que pode ser dito sobre o
      potencial carcinogênico da nicotina e do alcatrão?


   As placas 3, 4 e 5 representam condições diferentes de teste do potencial
carcinogênico do alcatrão. Com base nessas diferenças, responda as questões abaixo:


   2. Qual seria a razão da diferença dos resultados encontrados nas placas 3 e 4?
      Qual dos experimentos, placas (3 ou 4), deve correlacionar melhor com o que
      realmente ocorre no organismo humano?
   3. Utilizando extrato de fígado de rato submetido cronicamente à ingestão de álcool
      (placa 5) verificamos o maior crescimento das bactérias de todo o experimento!
      Você poderia propor uma causa provável de tal resultado? Qual seria o perigo
      da associação entre álcool e nicotina no que se refere ao risco de câncer?
Maconha

Texto 1 – O Uso da Cannabis
(http://www.quimica.matrix.com.br/artigos/maconha/planta.html)


      “A espécie mais consumida é a Cannabis sativa (hemp): uma planta da família
Cannabaceae, que há séculos tem sido cultivada por causa de sua fibra, suas
sementes e seu poder narcótico: das folhas e flores, duas drogas são extraídas: a
marijuana e o hashish. Ao contrário do que muitos podem acreditar, o uso desta
planta como narcótico é, de longe, ultrapassado por suas fibras e sementes.
      O cultivo do hemp teve origem na Ásia central; na China, por exemplo, existem
registros do uso das fibras de hemp mesmo antes do ano 2800 A.C.. O hemp é uma
planta que cresce em zonas temperadas e é cortada anualmente. Pode atingir 5 metros
de altura, mas a altura média oscila entre 2 a 3 metros. As folhas são digitadas e as
flores são pequenas e amareladas.
      As fibras são obtidas através de uma série de operações, incluindo o
desfolhamento, a secagem, esmagamento e agitação, que separam as fibras da
madeira, resultando em longas e finas fibras, de cerca de 1,8 metros. Estas fibras são
fortes e duráveis, e são utilizadas para a fabricação de cordas, cabos, esponjas,
tecidos (similar ao linho) e fios. O óleo é obtido das sementes (cerca de 30% em peso)
e é utilizado para o preparo de tintas, vernizes, sabões e óleo comestível. O maior uso
das sementes, entretanto, é para a alimentação de pássaros domésticos. Os maiores
consumidores das sementes de hemp são a Itália, UK, Bélgica, Alemanha e França.
      Também da China vem o primeiro registro do uso da Cannabis sativa por seus
efeitos narcóticos: no ano 2700 A.C. a cannabis era utilizada na medicina chinesa
como um analgésico, anestésico, antidepressivo, antibiótico e sedativo. No decorrer da
história, vários povos encontraram usos medicinais para a cannabis. Mais
recentemente, no século XIX, a planta era indicada para o tratamento da gonorréia e
da angina! O principal ingrediente ativo na Cannabis sativa é o tetrahidrocannabinol
(THC), que está presente em praticamente todas as partes da planta, mas
principalmente nas flores e na resina das fêmeas.
      O uso como narcótico para fins não medicinais, entretanto, é bastante difundido
no mundo inteiro, através de várias formas de preparto e consumo da erva. Marijuana,
hashish, charas, ghanja, bhang, kef e dagga são algumas das maneiras que a
cannabis pode ser consumida. Hashish - o nome deriva da secção dos Mohammedan
conhecidos como Hashishin ou "assassinos", que, liderados pelo Persa Hasan-e
Sabba, combateram as Cruzadas nos séculos XI e XII - é a forma mais potente do
consumo de cannabis (contém cerca de 15% de THC!), sendo cerca de 12 vezes mais
forte do que a marijuana. Consiste, basicamente, na resina liberada pelas plantas
(cannabin). Usuários africanos comem (misturado com bolos ou biscoitos) ou fumam o
hashish; muitas vezes, utilizam o "cachimbo-d'água" - bong ou narguilé - para suavizar
a forte fumaça. Poucas regiões, entretanto, produzem plantas ricas em resinas o
suficiente para a preparação do hashish. Esta droga foi introduzida na Europa durante
o período de Napoleão, e ainda hoje é bastante utilizada, sendo uma das formas mais
comuns na França e Inglaterra da cannabis. Na Índia, o hashish é preparado de uma
maneira ligeiramente diferente e é chamado de charas.
      Ghanja é uma forma menos popular da cannabis; ao contrário do hashish e
charas, que contém somente a resina das plantas, a ghanja é preparada também com
as flores, folhas e alguns galhos da cannabis. Mesmo assim, a ghanja é
particularmente potente, pois é preparada com plantas selecionadas, generosamente
ricas em resina. Muito comum na Índia, a ghanja é fumada em cachimbos ou em
cigarros. Também da Índia vem o bhang, uma preparação parecida com a ghanja mas
isenta das flores da cannabis. Por isso, contém menos resina e é menos potente.
Muitas vezes, o bhang é também transformado em uma bebida: as folhas são
reduzidas a um fino pó que é macerado com água. Após a ebulição, obtém-se um
líquido bastante narcótico, que também é utilizado em vários rituais Hindus. É,
literalmente, um chá de cannabis.
      A marijuana é a forma preferencial do consumo da cannabis no hemisfério
ocidental. Consiste na mistura de várias partes da planta seca: folhas, galhos, flores e
sementes. É uma forma bem branda de consumo, tal como o bhang da Índia.
Tipicamente, é fumada em cigarros (baseados) ou cachimbos. Ocasionalmente,
entretanto, é ingerida sob a forma de chás ou cozida na forma de bolos. A potência da
marijuana varia muito, em função da planta utilizada.
      O uso milenar da planta por suas sementes e fibras vem sido dificultado: em
muitos lugares o cultivo da cannabis é proibido, mesmo que para fins não narcóticos.
Algumas    variedades   geneticamente    modificadas    -   incapazes   de   produzirem
quantidades apreciáveis de cannabinóides - foram introduzidas na agricultura. Hoje,
mesmo no Brasil, é possível se encontrar roupas e outros artefatos produzidos com
fibras de cânhamo.”
Texto 2 – Maconha e a Ciência
(http://www.quimica.matrix.com.br/artigos/maconha/ciencia.html)


      “Tudo começou com um grande erro. Em 1855, a Sociedade Farmacêutica de
Paris ofereceu um prêmio para o primeiro cientista capaz de isolar o princípio ativo da
Cannabis sativa. O contemplado foi J. Personee (J. Pharm. Chim. 1855, 28, 461–463),
um químico francês. Nem um mês se passou para que a comunidade científica da
época constatasse o equívoco: o óleo extraído por Personee não era ativo! Não
continha nenhum componente com atividade fisiológica - ao contrário da cannabis. Foi
Vignolo, um químico italiano, que descobriu o erro: o óleo de Personee era rico em
sesquiterpenos, substâncias abundantes na cannabis, mas sem atividade biológica.
Durante várias décadas, a busca pelo princípio ativo da cannabis continuou, em todo o
mundo. Enquanto que a morfina, a cocaína, a estricnina, a cafeína e outros
alcalóides eram isolados e caracterizados, nenhuma novidade aconteceu com a
cannabis. Isto porque, ao contrário dos alcalóides - que são facilmente isolados na
forma de sais - os terpenóides (tal como o THC) requerem técnicas químicas mais
apuradas, inexistentes até 80 anos atrás. O primeiro químico a obter um extrato ativo
da cannabis foi Wood, em 1896, na Cambridge University (J. Chem. Soc. 1899, 75, 20-
36). Segundo palavras do próprio autor: "O óleo vermelho é extremamente ativo e,
tomado em doses de 0,05 g induz intoxicação seguida de sono. Os sintomas
produzidos por ele são característicos da Cannabis indica e, como nenhum dos outros
produtos parece apresentar esta ação, esta substância deve ser considerada como o
componente ativo da planta.”
      A história do THC na química é ainda mais bizarra: tivemos conhecimento da
versão sintética antes de isolarmos a versão natural! Em 1930, Cahn isolou o
cannabinol - extraído a partir do óleo de Wood. Na época, acreditava-se que o
cannabinol fosse o principal ingrediente ativo da cannabis. O químico americano
Adams e o britânico Todd, na década de 1940, desenvolveram várias rotas sintéticas
para análogos do cannabinol. Para sua surpresa, uma das rotas levou a um composto
com intensa atividade biológica, muito maior do que o cannabinol. Era o ∆ -9-THC (J.
Amer. Chem. Soc. 1949, 71, 1624-1628). Dentre os vários derivados preparados, o ∆ -
9-THC era o mais ativo. Os químicos da época, então, desconfiaram que a cannabis
deveria ter, também, este terpenóide. Entretanto, foi somente em 1964 que a primeira
isolação do ∆ -9-THC na forma pura ocorreu. Os químicos Gaoni and Mechoulam
obtiveram, de uma extração com hexano de uma amostra de hashish, vários
cannabinóides, entre ele o ∆ -9-THC, na forma cristalina.
        Maior até do que dos usuários, o interesse dos cientistas pela marijuana está
sempre se renovando: todos ficam fascinados pelo poder que as substâncias contidas
nesta planta exercem sobre o homem. Entretanto, foi somente em 1988 que a pesquisa
sobre a maconha deu um grande salto: Howlett et al. (Mol. Pharmacol. 33, 297-302)
descobriram a existência de neurorecpetores para os compostos cannabinóides: isto é,
determinados grupos de proteínas existentes em alguns neurônios cujo objetivo era
unicamente o de se ligar a compostos com estrutura química semelhante a dos
cannabinóides. Howlett chamou estes receptores de CB1; em 1993, outro grupo de
receptores para cannabinóides foi descoberto, desta vez por Munro et at. (Nature
1993;365:61). Munro chamou este novo grupo de receptores como CB2.




Receptores cannabinóides CB1 e CB2, sequenciados pelo GenBank. Ambos receptores são
polipeptídeos com sete a-hélices transmenbrana e possuem N-terminais extracelulares glicosilados e C-
terminais intracelulares. O receptor CB1 é maior do que o receptor CB2, nas regiões intra e extra celular.
Na região transmembrana os dois receptores tem 78% de similaridade.


        Diversas pesquisas, desde então, mostraram que os efeitos farmacológicos
da marijuana são mediados por estes dois receptores. Ambos ativam mecanismos
de transdução similares, incluindo a inibição da adenilato ciclase e de canais de Ca 2+
do tipo N. O CB1 ocorre no cérebro, onde é responsável por efeitos característicos da
cannabis (relaxação, bem-estar, analgesia, aumento da percepção áudio-visual,
depressão da atividade motora, analgesia e catalapsia) e também no sistema nervoso
periférico. Aí, os receptores CB1 são localizados pressinapticamente e sua ativação
pode produzir uma supressão da liberação de neurotransmitores. Os principais
sintomas da ativação destes receptores são a estimulação do apetite, vasodilatação
(particularmente dos vasos conjuntivos), taquicardia e inibição da mobilidade intestinal.
Os receptores CB2, até agora, somente foram localizados fora do SNC (sistema
nervoso central), principalmente em células do sistema imunológico. Muitos autores
relacionam a ativação destes receptores com imunosupressão, efeitos anti-
inflamatórios e analgesia associada a processos inflamatórios. Ao contrário dos
receptores CB1, pouco se sabe, ainda, sobre este grupo de receptores.
      Era quase inconcebível para a maior parte dos neurologistas que o cérebro
animal fosse gastar parte de seus nutrientes e mecanismos simplesmente para
elaborar um receptor para uma substância provinda de uma planta. Tal como com a
morfina, a descoberta de receptores biológicos para cannabinóides exógenos levantou
a possibilidade para a existência de cannabinóides endógenos. Muitos químicos e
bioquímicos, então, focaram seus esforços no sentido de descobrir candidatos a
ocupar esta posição: cannabinóides endógenos.
      O primeiro ligante cannabinóide endógeno a ser isolado foi a etanolamida da
araquidonila, chamada de anandamida. O nome vem da palavra "ananda", cujo
significa em sânscrito é "prazer". Tão logo esta descoberta foi anunciada, centenas de
veículos de comunicação publicaram manchetes como "Descoberta a molécula do
prazer", ou "Cérebro produz maconha". Obviamente, um péssimo jornalismo científico,
como sempre. Na verdade, a anandamida tem poucos efeitos similares ao THC, além
de ser facilmente hidrolisada quando em contato com o receptor. Porém, várias
situações estimulam o organismo a despejar grandes quantidades de anandamida nas
fendas sinápticas: autores sugerem que esta droga esteja relacionada a momentos de
relaxamento, prazer e calma. Um derivado sintético da anandamida - a metanandamida
- possui uma potência mais elevada e maior estabilidade e mostrou-se portadora de
grande efeito fisiológico. Outros derivados eicosanóides capazes de se ligarem aos
receptores cannabinóides já foram isolados dos mais distintos tecidos humanos. Entre
estes, o 2-arachidoniglicerol, considerado um dos mais potentes cannabinóides
endógenos.
      (...) Tão logo se fez a descoberta dos receptores cannabinóides e dos
cannabinóides endógenos, cientistas do mundo todo passaram a brincar de química
orgânica e sintetizar os mais variados agonistas e antagonistas cannabinóides
possíveis, para estudar as suas atividades biológicas. Embora o número seja imenso,
os agonistas cannabinóides (incluindo os sintéticos) podem ser separados em 4
grandes grupos: não-clássicos, clássicos, aminoalquilindols e eicosanóides. O
grupo clássico são os derivados do dibenzopirano - tal como o THC. O grupo não-
clássico consiste em substâncias bicíclicas ou tricíclicas, similares ao THC, mas sem o
anel pirano. O mais comum é o agonista sintético CP55940. Os demais grupos têm
estruturas bastante distintas da do THC.




      Os cannabinóides antagonistas exercem um efeito completamente oposto nos
receptores CB1 e CB2 do que o dos agonistas. O composto SR141716A (patenteado
pela empresa francesa Sanofi Recherche), por exemplo, é um dos antagonistas mais
estudados. Seus efeitos, em ratos, incluem a supressão do apetite, o incremento da
mobilidade intestinal, a melhora da memória recente e aumenta a liberação de
neurotransmissores por neurônios centrais e periféricos.
      Enquanto o debate sobre a liberação da maconha para uso medicinal continua,
vários cannabinóides sintéticos já estão sendo utilizados pela indústria
farmacêutica ou estão prestes a entrar no mercado. A tabela abaixo mostra algumas
aplicações terapêuticas para agonistas e antagonistas do sistema cannabinóide
endógeno.


                    Uso terapêutico para drogas cannabinóides
                   Drogas                                  Uso

              agonistas do CB1                  • Tratamento do câncer
                                                • Dor pós cirúrgica
                                                • Anticonvulsivo
                                                • Antispástico     em      escleroses
                                                    múltiplas


         agonistas do CB1 periférico            • Incrementador do apetite
                                                • Disfunções glandulares


              agonistas do CB2                  • Dor inflamatória periférica
                                                • Immunosupressão


            antagonistas do CB1                 • Deficiência de memória
                                                • Tratamento da obesidade
                                                • Dependência alcoólica


       antagonistas do CB1 periférico           • Disfunções glandulares


      Desde a sua descoberta, os endocannabinóides e os exocannabinóides têm sido
foco de centenas de trabalhos de química e bioquímica. Os receptores CB1 e CB2 já
são considerados alvos para muitas terapias farmacêuticas. E é este, agora, o campo
de ação para os pesquisadores e cientistas que trabalham com temas relacionados à
cannabis. Isto prova que, de fato (como proclamam aos quatro ventos os defensores
da liberação da marijuana) a natureza nos deu a maconha com um objetivo: o de
nos tornar cientes da existência dos receptores cannabinóides em nossos próprios
organismos!”
Questões para discussão


   1. De acordo com as informações do texto, o que é mais relevante, o uso da
      Cannabis como narcótico ou como fonte de fibras e sementes? Por quê? E na
      sua opinião, o que é mais importante? Justifique sua escolha.
   2. Qual a relação de tempo entre o uso da Cannabis e a pesquisa científica a ela
      relacionada? No que estava focalizado o interesse dos cientistas pela planta?
      Por quê?
   3. Como se desenvolveu a pesquisa sobre a maconha (tempo, linearidade, etc.)?
      Isto é comum na pesquisa científica?




Apoptose
Os gráficos abaixo foram todos retirados de artigos científicos que tratam dos
efeitos da maconha ou do THC em células. Faça uma análise e procure identificar se
há evidências de apoptose.




Artigo 1 – Campbell, V. A. (2001) Neuropharm. 40, 702-709.
Tipo celular estudado: cultura primária de neurônios do córtex de ratos




        % de neurônios em degeneração




                                              Fig. 1. (a) Porcentagem de neurônios
                                              em degeneração: neurônios expostos a
                                              THC (5 µ M) por 30-160 min. Os
                                              resultados   foram      expressos      como
                                              média    para      5    observações,    *,**
                                              estatisticamente        relevantes.      (b)
                                              Porcentagem        de      células     com
                                              fragmentação de DNA: pré-incubação
                                              de neurônios com o antagonista do
                                              receptor CB1 AM251 (10 µ M) por 30
                                              min. Os resultados foram expressos
                                              como média para 7 observações, **
                                              estatisticamente relevantes.
Artigo 2 – Ruiz, L. R., Miguel, A., Díaz-Laviada, I. (1999) FEBS Lett.. 458, 400-404.
Tipo celular estudado: cultura de células de próstata humanas




                                              Fig.      1.        Metabolismo         oxidativo
                                              mitocondrial. A: células cultivadas em
                                              meio sem soro e na presença de
                                              concentrações crescentes de THC por 3
                                              dias. B: células cultivadas em meio sem
                                              soro na ausência (°) e na presença (•)
                                              de 1 µ M THC pelos tempos indicados.
                                              Cada ponto representa determinações
                                              em     triplicata    e   os    resultados     são
                                              baseados        em        pelo      menos        3
                                              experimentos independentes.




                                              Fig.    4.     Porcentagem         de      células
                                              apoptóticas. B: análise quantitativa de 3
                                              experimentos                     independentes.
                                              Significantemente             diferentes      (*,**
                                              estatisticamente         relevantes)       versus
                                              incubação com veículo.
Artigo 3 – Sarafian, T. A., Tashkin, D. P., Roth, M. D. (2001) Toxicol. Applied
      Pharm. 174, 264-272.
Tipo celular estudado: cultura de células de câncer de pulmão humanas




Citação – “Ensaios TUNEL realizados 12 e 24 h depois da exposição à fumaça de
maconha revelaram que menos de 1 % das células mortas foram coradas
positivamente para fragmentação de DNA característica de apoptose (dados não
mostrados).”




                                            Fig. 1. Porcentagem de viabilidade
                                            celular. Curso de tempo para a morte de
                                            células A549 que segue a exposição
                                            por 20 min à fumaça de cigarros de
                                            maconha       (MJ),   placebo   (Plac)   ou
                                            tabaco (Tob) de massa equivalente. (...)
                                            os valores representam médias de 4
                                            determinações;        o   experimento     foi
                                            repetido     2   vezes    com   resultados
                                            similares.




                                            Fig. 8. Porcentagem de células mortas.
                                            A concentração de THC indicada foi
                                            adicionada e as células foram mantidas
                                            em um incubador de CO2 a 37 ºC por 24
                                            h.   Os      resultados   mostrados      são
                                            representativos de 3 experimentos com
                                            resultados semelhantes.
Artigo 4 – Chan, G. C., Hinds, T. R., Impey, S., Storm, D. R. (1998) J. Neurosci..
      18(14), 5322-5332.
Tipo celular estudado: cultura primária de neurônios do hipocampo de ratos




Citação – “Os neurônios corticais em cultura foram muito menos sensíveis ao THC do
que neurônios de hipocampo (dados não mostrados).”




                                             Fig. 1. Porcentagem de viabilidade
                                             celular. Os neurônios foram tratados
                                             com várias concentrações de THC a
                                             altas doses (A) (em µ M): quadrados
                                             abertos, 3,5; triângulos abertos, 5,0;
                                             círculos cheios, 7,5; triângulos cheios,
                                             10; quadrados cheios, 20; ou baixas
                                             doses (B) (em µ M): quadrados abertos,
                                             0,20; triângulos abertos, 0,38; círculos
                                             cheios, 0,50; triângulos cheios, 1,0;
                                             quadrados cheios, 2,0. Em C, os
                                             neurônios foram tratados com 3,5 µ M
                                             THC pelos períodos indicados (15, 30
                                             ou 45 min ou 20 h), seguidos pela
                                             remoção da droga e reincubação em
                                             meio condicionado overnight.
Artigo 5 – Zhu, W., Friedman, H., Klein, T. W. (1998) J. Pharm. Exp. Therapeutics
      286, 1103-1109.
Tipo celular estudado: cultura primária de macrófagos peritoneais e linfócitos do baço
de camundongos




Fig. 3. Porcentagem de fragmentação de DNA e viabilidade celular. As células de baço
foram incubadas por 2, 4 e 24 h com THC ou DMSO. Um total de 900 células foi
contado por amostra. Os dados são representativos de 4 experimentos.




Artigo 6 – Sánchez, C., Galve-Roperh, I., Canova, C., Brachet, P., Guzmán, M.
      (1998) FEBS Lett.. 436, 6-10.
Tipo celular estudado: cultura de células de glioma




Fig. 1. Metabolismo oxidativo mitocondrial. A: as células foram cultivadas em meio sem
soro na ausência (°) e na presença (•) de 1µ M THC pelos tempos indicados. B: as
células foram cultivadas em meio sem soro na presença das concentrações indicadas
de THC por 5 dias. Os resultados correspondem a 4 experimentos diferentes.
Fig. 3. Fragmentação de DNA. As
células foram tratadas com e sem 1 µ M
THC por 5 dias as como na Fig. 1. Um
gel representativo está sendo mostrado.
Resultados similares foram obtidos em
2 outros experimentos.




Fig. 5. (...) Células de glioma C6.9,
astrocitoma U373 MG, neuroblastoma
N18TG2,      astrócitos   primários    e
neurônios primários foram cultivados
com 1 µ M THC por 5 (glioma C6.9) ou
10 dias (...). Os resultados estão
expressos como uma porcentagem de
células sobreviventes com respeito a
incubações do respectivo controle (...) e
correspondem a 4 diferentes culturas
para      cada     tipo    celular.     *
significativamente diferentes (p<0,01)
versus incubações sem adição.
Artigo 7 – Mckallip, R. J., Lombard, C., Martin, B. R., Nagarkatti, M., Nagarkatti, P.
      S. (2002) J. Pharm. Exp. Therapeutics 302, 451-465.
Tipo celular estudado: suspensão de baço e timo de camundongos




Fig. 7. Porcentagem de células viáveis in vitro. Os timócitos foram cultivados por 16 h.
Em A, os dados foram expressos como porcentagem de decréscimo na viabilidade
celular quando comparado com o controle. Os dados são uma média de culturas em
triplicata. Asteriscos indicam diferenças estatisticamente significantes entre os grupos
de tratamento THC e THC + SR144528.




Fig. 8. Viabilidade celular in vivo. Camundongos foram injetados com veículo ou várias
concentrações de THC (1, 5, 10, 20 e 50 mg/kg massa corpórea) intraperitonealmente.
O timo e o baço foram armazenados 24h depois e a viabilidade foi determinada. Os
dados representam uma média de grupos de 4 camundongos.
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  • 2. 2 Drogas e Bioquímica Qual é o barato? Departamento de Bioquímica - Instituto de Química Pró-Reitoria de Cultura e Extensão Professores Alexandre Dermargos Oliveira (dermargos@iq.usp.br) Elaine Cristina Favaro (ecfavaro@iq.usp.br) Flávia Riso Rocha (flaviarr@iq.usp.br) Larissa Martins Gonçalves (larissa@iq.usp.br) Luiz Eduardo Cabral von Dannecker (luizcvd@iq.usp.br) Maria Clara Maia Ceolin (mcceolin@uol.com.br) Paromita Majumder (majumder@iq.usp.br) Sérgio de Paula Moura (spmoura@yahoo.com) Silvia Lopes de Menezes (slmenez@iq.usp.br) Supervisor Bayardo B. Torres (bayardo@iq.usp.br)
  • 3. 3 USP 2003 Cronograma Dia Período Tema abordado Apresentação do curso Manhã Estatísticas sobre o uso de drogas 06/01/03 Conceitos básicos Introdução ao sistema nervoso Tarde Alucinógenos Cocaína Manhã 07/01/03 Cafeína Tarde Anfetaminas Manhã Heroína 08/01/03 Álcool Tarde Inalantes Manhã Tabaco 09/01/03 Tarde Maconha Manhã Debate sobre legalização Palestra sobre tratamento e detecção 10/01/03 Tarde Avaliação do curso Encerramento
  • 4. Índice CRONOGRAMA...........................................................................................................................3 ESTATÍSTICAS E CONCEITOS BÁSICOS.............................................................................6 I LEVANTAMENTO DOMICILIAR SOBRE O USO DE DROGAS NO BRASIL.........................................................6 COCAÍNA....................................................................................................................................15 POTENCIAL DE ABUSO DA COCAÍNA....................................................................................................15 MODO DE AÇÃO NO SNC (SISTEMA NERVOSO CENTRAL)......................................................................16 VIAS DE ADMINISTRAÇÃO DA COCAÍNA...............................................................................................16 METABOLISMO...............................................................................................................................17 CAFEÍNA.....................................................................................................................................19 ANFETAMINAS..........................................................................................................................23 ATIVIDADE 1.................................................................................................................................23 ATIVIDADE 2.................................................................................................................................24 BIOSSÍNTESE DA ADRENALINA..........................................................................................................25 COMPARAÇÃO DAS ESTRUTURAS.......................................................................................................26 MODO DE AÇÃO DAS ANFETAMINAS.................................................................................................26 ÁLCOOL......................................................................................................................................27 INALANTES................................................................................................................................32 TOLUENO......................................................................................................................................32 BROMOPROPANOS...........................................................................................................................34 N-HEXANO...............................................................................................................................35 BENZENO......................................................................................................................................35 NITRITOS......................................................................................................................................37 TABACO......................................................................................................................................39 ATIVIDADE 1.................................................................................................................................39 ATIVIDADE 2.................................................................................................................................40 ATIVIDADE-3.................................................................................................................................42 ATIVIDADE-4.................................................................................................................................44 MACONHA..................................................................................................................................47
  • 5. APOPTOSE ....................................................................................................................................54 QUANDO A MÍDIA FALA SOBRE A MACONHA........................................................................................62 DETECÇÃO DE CANABINÓIDES EM AMOSTRAS BIOLÓGICAS .....................................................................64 APÊNDICES................................................................................................................................66 ESTATÍSTICAS E CONCEITOS BÁSICOS...........................................................................67 DADOS ESTATÍSTICOS.....................................................................................................................67 I LEVANTAMENTO DOMICILIAR SOBRE O USO DE DROGAS NO BRASIL (OUTROS DADOS)..............................68 CUSTOS SOCIAIS DECORRENTES DO USO ABUSIVO DE DROGAS.................................................................70 USO DE DROGAS ENTRE CRIANÇAS E ADOLESCENTES.............................................................................70 DROGAS E VIOLÊNCIA......................................................................................................................71 DROGAS E TRÂNSITO.......................................................................................................................73 DROGAS E TRABALHO......................................................................................................................74 DROGAS E AIDS...........................................................................................................................75 CONCLUSÕES.................................................................................................................................77 BIBLIOGRAFIA................................................................................................................................77 CONCEITOS GERAIS: DEPENDÊNCIA, ABSTINÊNCIA, TOLERÂNCIA.............................................................78 OUTROS ALUCINÓGENOS..................................................................................................................88 PARA PESQUISAR MAIS.....................................................................................................................90 ÁLCOOL......................................................................................................................................92 O ÁLCOOL NO ORGANISMO...............................................................................................................92 ÁLCOOL E DOENÇAS........................................................................................................................95 SÍNDROMES AGUDAS DE ABSTINÊNCIA..............................................................................................101 INALANTES..............................................................................................................................102 EFEITOS DOS INALANTES NO CÉREBRO.............................................................................................104 ENTREVISTA................................................................................................................................105 MORTE CARDÍACA SÚBITA E SUBSTÂNCIAS DE ABUSO......................................................................107
  • 6. Estatísticas e Conceitos Básicos I Levantamento domiciliar sobre o uso de drogas no Brasil Realizado com 8589 pessoas, 12 a 65 anos, outubro a dezembro de 2001, em 107 municípios com mais de 200 mil habitantes. Fonte: http://noticias.ul.com.br/inter/reuters/2002/09/04/ult27u25577.jhtm Usuários de drogas (%) Consumo de Ansiolíticos (%) Álcool 68,7 EUA 5,8 Tabaco 41,1 Brasil 3,3 Maconha 6,9 Solventes 5,8 Orexígenos 4,3 Consumo de Cocaína (%) Ansiolíticos 3,3 EUA 11,2 Cocaína 2,3 Holanda 3,7 Xaropes (codeína) 2,0 Dinamarca 3,1 Estimulantes 1,5 Reino Unido 3,0 Anticolinérgicos 1,1 Espanha 3,0 Alucinógenos 0,6 Brasil 2,3 Crack 0,4 Merla 0,2 Consumo de Anorexígenos Heroína 0,1 ou Estimulantes (%) EUA 6,6 Consumo de drogas na vida, Holanda 2,0 exceto tabaco e álcool (%) Alemanha 2,0 EUA 38,9 Suécia 2,0 Brasil 19,4 Brasil 1,5 Chile 17,1 Consumo de Heroína (%) Consumo de Maconha (%) EUA 1,2 EUA 34,2 Brasil 0,1 Reino Unido 25,0 Dinamarca 24,3 Pessoas que se Espanha 22,2 consideram dependentes (%) Chile 16,6 Álcool 11,2 Brasil 6,9 Tabaco 9,0 Bélgica 5,8 Maconha 1,0 Colômbia 5,4 Pessoas que se consideram Consumo de Solventes (%) dependentes de álcool (%), por faixa EUA 7,5 etária Brasil 5,8 12 A 17 ANOS 5,2 Espanha 4,0 18 a 24 15,5 Colômbia 1,4 25 a 34 13,5 > 35 10,3 TOTAL 11,2
  • 7. Primeira Análise Bom, este é o panorama das drogas no Brasil, segundo a pesquisa da SENAD (Secretária Nacional Anti-Drogas). Você concorda com os resultados obtidos nesta pesquisa? Eles são similares aos que você encontra a sua volta, no seu bairro, na sua escola, etc... Distribuição das prevalências de consumo de substâncias psicoativas na vida, por ano e localidade. Amostra com adolescentes em idade escolar (Dados em porcentagem) Ribeirão Local EUA Londres Ontário Paris México Brasil Preto Ano de coleta 1985 1988 1987 1977 1978 1989 1990 Faixa etária 14 – 18 11 –16 14 – 18 14 – 18 14 – 18 13 – 18 13-19 N 17000 3073 4267 499 3408 12335 1025 Álcool 92,0 63,3 68,1 80,0 57, 80,5 88,9 Tabaco 69,0 18,7 24,0 82,0 46,6 29,8 37,7 Maconha 54,0 11,7 15,9 23,0 3,0 3,6 6,2 Anfetaminas 26,0 3,2 3,1 4,0 3,7 4,1 ** Solventes 18,0 11,0 6,1 - 4,4 18,6 31,1 Cocaína 17,0 1,9 3,8 - - 0,8 2,7 Barbitúricos 12,0 - 3,3 6,0 1,5 2,2 -- Tranqüilizantes 12,0 2,7 3,0 6,0 2,2 7,8 -- Alucinógenos 12,0 1,9 - - - 0,7 1,6 Opiáceos 10,0 - - - - 0,5 0,3 ** Corresponde aos medicamentos (anfetaminas, tranqüilizantes, xaropes, barbitúricos e anticolinérgicos) = 10,5 % Fonte: Muza, GM; Bettiol, H; Barbieri, MA Consumo de substâncias psicoativas por adolescentes escolares de Ribeirão Preto, SP (Brasil). I - Prevalência do consumo por sexo, idade e tipo de substância Rev. Saúde Pública, 31 (1): 21-9, 1997
  • 8. Segunda Análise Há diferença entre o consumo de drogas nos paises desenvolvidos quando comparado com os paises em desenvolvimento? Porcentagem de uso de drogas psicotrópicas por adolescentes de escolas com segundo grau, das redes pública e particular, de acordo com as categorias de usuários (dados ponderados). Pelotas, RS, 1998. N=2.410 Faixa etária (anos) Sexo Drogas 10 a 12 13 a 15 16 a 18 19 Masculino Feminino Álcool 48,9 84 95 92 86,6 87,6 Tabaco 10,1 43 46 47,7 40,1 43 Maconha 1,1 9,8 18,1 17,7 16,6 12,4 Solventes 6,9 11,8 13,5 8,2 14,6 9,9 Cocaína 0,5 1,6 4,2 6,6 4,5 2,4 Ansiolíticos 2,1 7,6 9,9 7,1 5,7 10,1 Anfetamínicos 0,5 2,4 5,3 9,5 2,9 5,5 Outros * 3,8 3,5 2,8 1,9 4,2 2,1 Alucinógenos 0,5 1,8 1,8 1,3 2,1 1,3 Opiáceos 1,1 0,4 0,7 1,2 0,7 0,7 * Xaropes, barbituricos, orexígenos, anticolinérgicos Fonte: Tavares, BF; Bériab, JU e Lima, MS Prevalência do uso de drogas e desempenho escolar entre adolescentes Rev Saúde Pública 2001;35(2):150-158
  • 9. Terceira Análise Nota-se alguma diferença no consumo de drogas, analisando-se por faixa etária e sexo? Observe as drogas licitas e ilícitas. E explique porque há um consumo maior de ansiolíticos e anfetamínicos em adolescentes do sexo feminino. Características sociodemográficas dos Variável % pacientes de um centro de tratamento para dependência de drogas do NEPAD/UERJ, 1986-1993 (N = 468) Variável % Sexo Masculino 87,7 Feminino 12,3 Idade 10 - 20 anos 23,7 21 -30 anos 54,8 > 30 anos 21,1 Situação marital solteiro 62 casado 26,3 separado 11,7 Raça Brancos 65,7 Pardos 24,6 Negros 9,8 Situação ocupacional Trabalham e/ou estudam 58,4 Não trabalham e nem estudam 41,4 Fonte: Passos, SRL, Camacho, LAB Características da clientela de um centro de tratamento para dependência de drogas, Rev. Saúde Pública, 32 (1): 64-71, 1998. Características da historia pessoal dos pacientes de um centro de tratamento para dependência de drogas do NEPAD/UERJ, 1986-1993 (N = 468)
  • 10. Pais separados 35,9 Pais com companheiro 16 Adotado 4,6 Abandonado 13,6 Pai ausente 49,6 Rendimento escolar Repetição de ano 49,8 Expulsão 4,2 Abuso físico 16 Morte dos pais 14 Relacionamento sexual Nenhum parceiro 54,2 Parceiro único 37,4 Múltiplos parceiros 7,1 Procura ao serviço Espontânea 85,4 Não espontânea 14,6
  • 11. Quarta Análise Existe uma associação muito forte entre drogas e sexo. A maior evidencia disso estaria em filmes (por exemplo, Kids, Cristiane F, entre outros), em propagandas (Campanha contra AIDS do governo) e em “jargões”, como: Sexo, drogas e rock´n roll. Analisados os dados estatísticos você concorda com esta afirmação? Quinta Análise A Holanda, uma monarquia parlamentar e majoritariamente cristã é o país mais permissivo e tolerante do planeta, em matéria de sexo, drogas e suicídio. Lá é permitida a união civil de homossexuais, há uma legislação que controla o funcionamento de bordéis e, recentemente, o Parlamento aprovou a eutanásia. Já o consumo de drogas não é definido pela legislação. Em contrapartida, é admitido pela polícia e pelos tribunais. A tolerância abrange apenas a maconha e alguns alucinógenos, classificados de “drogas leves” pelas autoridades holandesas. Cocaína e heroína, ao contrário, são “drogas pesadas” e estão proibidas. A oferta de Cannabis, nome científico da maconha, consta dos cardápios de 1.500 bares e cafés (coffee shops) da Holanda. Cada consumidor pode comprar no
  • 12. máximo 5 gramas por dia para uso próprio, afastando assim os consumidores das “drogas leves” do mercado negro. Algumas pessoas contrárias à legalização de drogas leves, utilizam o argumento de que sem punição, o uso vai aumentar e usam alguns dados como este: “a Holanda liberou o uso de maconha e ele subiu 400%. Nos Estados Unidos, o uso de álcool caiu 50% com a Lei Seca (1920-33) e só voltou ao nível anterior em 1970.”1. Comparando com o gráfico acima, você concorda com estas afirmações? Como é o consumo de drogas (maconha e cocaína) na Holanda comparada com os seus vizinhos europeus e com o nosso Brasil? Conceitos Gerais: Dependência, Abstinência, Tolerância "Entre meus 16 e 23 anos, fiz de tudo que um drogado pode fazer. Fumei maconha, usei cocaína e crack. Depois que meu pai morreu, torrei uma poupança que ele havia deixado e fui vendendo tudo o que havia em casa. Minha mãe internou-me em uma clínica, mas eu fugi - eles apenas trocavam a dependência da droga pela dos remédios. Mergulhei de novo na droga e certa vez fiquei oito dias praticamente sem dormir, acordando e fumando sem parar. Via minha mãe chorando e não sentia nada. Em maio de 1997, aceitei ir para o Recanto de Vida, porque não era uma clínica. Acordava às 6 da manhã, fazia educação física, cuidava de plantas, aprendia a cozinhar. Acabei gostando de cumprir as tarefas de todo dia. Quando saí, achando que estava bom, tive uma recaída; ironicamente, esta foi a melhor coisa que me aconteceu, pois me fez perceber que apenas eu, ninguém mais, poderia mudar a minha vida. Nesta segunda vez, internado por convicção, melhorei de verdade. Aprendi os meios de me defender. Fiz um curso de consultor terapêutico e trabalho na própria Revim, a comunidade onde estive. Sei, hoje, que a grande alegria não é receber, mas ajudar". André Luiz G. Ribeiro, 29 anos, monitor. 1 Texto adaptado da Revista Época (Edição 152 de 16/04/2001) e dos sites http://www.antidrogas.com.br/legislacao.asp e http://www.terravista.pt/Meco/1185/pshol2.html.
  • 13. André com certeza conhece histórias de pessoas que foram dados como perdidos no mundo das drogas. Alguns melhoraram, outros pioraram, uma porção retornaram seguidas vezes para uma clínica e, por fim, passaram a viver uma vida praticamente normal. Passaram? Então por que há tanta gente que não volta? Por que outros morrem de overdose? E quem garante que no futuro o dependente não vai voltar a consumir? São perguntas desafiadoras, numa sociedade onde meninos começam a consumir cola, crack e maconha antes dos 12 anos e onde parece não ter fim o drama de figuras como o ex-Polegar, Rafael Ilha Pereira, que com 26 anos de idade e dez de dependência, vive saindo de uma crise para entrar em outra. Não é preciso ser especialista para saber que, para cada Dinei (o jogador de futebol do Corinthians, que se safou da cocaína - ver depoimentos na próxima página) há um Maradona (o jogador argentino que não consegue livrar-se dela); que para um Zé Ramalho (o cantor de MPB, outro a vencer a dependência), ou um Eric Clapton (que também se curou e até abriu uma clínica para ajudar outros dependentes), há uma Elis Regina (a cantora que morreu de overdose em 1982), ou um Chet Baker (o trompetista que se matou ao fim de uma longa dependência). Enfim, nesse campo é preciso ter cautela antes de se cantar vitória. ‘As drogas de abuso constituem um grupo farmacológico extremamente heterogêneo, pouco existe em comum entre a morfina, a cocaína e os barbitúricos. O único elemento que os une é o fato das pessoas derivarem prazer da sensação produzida por essas substancia e tenderem a querer a repetir a mesma experiência. Isto se torna problemático, quando o desejo e tão intenso que passa a dominar a vida do individuo, impedindo de viver uma vida aceita pela sociedade e quando o próprio hábito causa danos ao individuo e ou a comunidade” . Você acabou de ler dois textos. O primeiro foi adaptado da Revista Galileu e o segundo de um livro (Farmacologia Aplicada, Rang e Dale). Com base nos relatos acima, nos gráficos a seguir e com os seus conhecimentos prévios, como você definiria: • Dependência • Tolerância • Abstinência
  • 14. Usuarios que se tornam dependentes, em % nos EUA Inalantes Tranquilizantes Alcool Aluciongenos Maconha Estimulantes Sedativos Cocaina Heroina Nicotina (1996) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Fonte: The Economist/EMCDDA 2000 Annual Report, FDA, SAMHSA Intensidade de tolerâncias farmacocinética e farmacodinâmica e dependências psíquica e física induzidas por fármacos de uso não médico Fármaco Tolerância Dependênci Dependênci a psíquica a física Etanol ++ +++ +++ Barbitúricos ++ +++ +++ Opióides ++++ ++++ ++++ Anfetaminas +++ +++ + Cocaína + +++ + LSD +++ + ++ Maconha + + Solventes voláteis ++ + Nicotina ++ ++ ++ OBS.: A intensidade da dependência física é ilustrada pela magnitude da síndrome de abstinência correspondente.
  • 15. Cocaína Potencial de abuso da cocaína Observe a figura abaixo, ilustrando um dos experimentos clássicos utilizado em toxicologia de drogas de abuso. Neste experimento, o animal tem à sua disposição uma alavanca que, quando pressionada leva à aplicação de um estímulo elétrico em determinada região do seu cérebro, mais especificamente, na região do sistema límbico. Este experimento é feito variando-se a freqüência (ou seja, a intensidade) destes estímulos. Utilizando-se esta metodologia, foi obtida a curva em linha cheia (vide gráfico abaixo). Como poderia ser explicado o perfil desta curva? A curva em linha tracejada mostra uma outra situação: neste caso, o animal, antes de ser submetido à condição descrita acima, recebe uma injeção intraperitoneal de cocaína e observa-se uma alteração no seu comportamento em relação aos “apertões” na alavanca. Como foi alterado o seu comportamento? Como isto poderia ser explicado? Como você imagina o comportamento do animal no máximo de resposta
  • 16. alcançada (y ~ 70)? Qual seria a explicação para em ambos os casos ser atingido um máximo de resposta (platô)? Avaliação de reforço primário da cocaína Camundongo (+) administração de cocaína Camundongo (-) administração de cocaína 90 80 70 "Apertões"/ min 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 Frequência do estímulo (Hz) Adaptado de: Wise et al,1992. Self-stimulation and drug reward mechanisms. Ann N Y Acad Sci. 1992 Jun 28;654:192-8. Modo de ação no SNC (sistema nervoso central) 1. Apresentação da animação do efeito da cocaína no SNC no computador (peça auxílio a um dos professores). 2. Volte ao exercício anterior. Sabendo agora qual o mecanismo de ação da cocaína no SNC (sistema nervoso central), você teria hipóteses adicionais que pudessem explicar o perfil dos gráficos apresentados? Vias de administração da cocaína A cocaína pode ser administrada de diferentes modos: pela via oral (através do chá de coca ou mascando as folhas de coca), por via intravenosa, pulmonar (quando fumada) e nasal (aspiração do pó de cloridrato de cocaína). Abaixo temos um gráfico que relaciona os níveis plasmáticos de cocaína no passar do tempo para as diferentes
  • 17. vias de administração apresentadas. A partir destes dados, descreva cada via de administração com relação a: -Pico de concentração plasmática -Duração dos efeitos da cocaína -Tempo para iniciar o efeito -Intensidade do efeito Relembrando o conceito de reforço primário de uma droga: qual via de administração da cocaína faz com que o usuário experimente um reforço maior para voltar a usar a droga? Para responder, leve em conta também as seguintes informações: Concentração Plasmática Via Pureza % (teor de cocaína) Oral Mascar folha de coca: 0,5-1 Intranasal 20-80 i.v. 7-100 Pasta de coca: 40-85 Intrapulmonar Base livre: 90-100 (fumada) Crack 50-95 Metabolismo Além do efeito central da cocaína, responsável pelo efeito prazeroso decorrente do uso da droga, ocorrem também efeitos periféricos decorrentes do seu uso, como midríase, hipertermia, taquicardia, aumento da pressão arterial, tremores e arritmias. Sabemos também que a cocaína possui uma meia-vida de ~50 minutos.
  • 18. OBS: t1/2 =meia-vida= tempo que leva para diminuir à metade o nível de uma substância no organismo em decorrência de sua metabolização. Diferentes metabólitos podem ser formados a partir da cocaína. Dentre estes, o principal é a benzoilecgonina, que pode ser encontrada na urina 2 a 5 dias após o uso da droga (ou após 10 dias para altas doses) e é usada para detecção de usuários. Observe abaixo a reação que gera a benzoilecgonina. Cocaína Cocaína Benzoilecgonina Os usuários de cocaína muitas vezes costumam associar esta droga com outras. Dentre estas associações, podemos citar como exemplo o bazuco, quando maconha e cocaína são fumadas juntas, ou mesmo os speedballs, combinação de cocaína com heroína. Contudo, a associação mais freqüente é a com o álcool, um depressor do sistema nervoso central. Entretanto, tal associação gera, mediante reação entre a cocaína e o etanol, o metabólito denominado cocaetileno (estrutura abaixo), que é eqüipotente à cocaína e que possui meia-vida de ~ 2 h. Cocaetileno 1. Como você explicaria a razão para se associar a cocaína com o etanol? 2. Quais devem ser as conseqüências da geração de cocaetileno no organismo?
  • 19. Cafeína Figura 1: Conteúdo de cafeína em alimentos populares, bebidas, refrigerantes e energéticos (Slavin & Joensen. Caffeine and sport performance. The Physician and Sports Medicine, 13:191-193, 1995). Produtos Cafeína (mg) Produtos Cafeína (mg) Café (xícara de 150 mL) Produtos com chá De máquina 110-150 Chá instantâneo 12-28 De coador 64-124 (Xícara de 150 mL) Instantâneo 40-108 Chá gelado 22-36 Descafeinado inst. 2-5 (Xícara de 350 mL) Chá Chocolate (Granel ou Saquinhos) (xícara de 150 mL) Feito a partir de mistura 6 Chocolate ao leite (28g) 6 Chocolate de conf. Infusão de 1 minuto 9-33 (28g) 35 Infusão de 3 minutos 20-46 Energéticos Infusão de 5 minutos 20-50 (mg/250mL) Refrigerantes (mg/350mL) Flash Power 80 Red Bull 80 Coca-Cola 46 Medicamentos Diet Coke 46 (mg/cápsula) Pepsi Cola 38.4 Diet Pepsi 36 Vivarin 200 Guaraná 30 Tylenol 0-30 Soda/Sprite 0 Aspirina 0-30 Figura 2: Classificação do usuário em relação à ingestão diária de cafeína (Adaptado de Daniels et al., 1998; Graham & Spriet, 1991; Van Soeren et al., 1993). Quantidade de cafeína (mg/dia) Possibilidade de Habilitação Tipo de Usuário >720 Sim Usuário intencional 450-720 Sim Usuário moderado 120-150 Sim Usuário habitual
  • 20. 30-100 Não Usuário não habitual <20 Não Não usuário Escreva nesta página as suas perguntas sobre a cafeína que você acha que possam vir a serem esclarecidas nesta aula de bioquímica - alguma dúvida ou curiosidade que você sempre quis ver respondida sobre a cafeína, seus efeitos e sensações.
  • 21. Mecani Mecanismo de Mecani 1) o hormônio se l 2) a Proteína G é a 3) a Proteína G ati Funcionamen 4) a adenilato cicla receptores de Efeitos de AMPc (adenosi cíclico) Os receptores d
  • 22. Efeitos Efeitos na fad Efeitos receptores de localizados n  cafeína: estim Efeitos na pe Efeitos receptores de
  • 23. Anfetaminas Atividade 1 Elaborar em grupo um esquema a partir do texto “Anfetamina e Doping” utilizando cartolina, canetas coloridas e régua. Apresentar a montagem do esquema para a classe. Texto 1: Anfetamina e o Doping A anfetamina, a metanfetamina, a dextroanfetamina e outras, por induzirem estimulação do SNC, propiciam maior quantidade de trabalho físico, e estão incluídas como substâncias proibidas em competições esportivas. Essas drogas liberam grandes quantidades de adrenalina dos neurônios. A adrenalina, transportada pela corrente sangüínea até as células musculares, liga-se a sítios receptores específicos na membrana celular do músculo e ativa a proteína G. Assim que estes sítios na membrana plasmática são ocupados, a adenilato ciclase é convertida de um estado de repouso inativo a um estado de atividade máxima. A adenilato ciclase produz o AMP cíclico (AMPc) a partir de ATP. O AMP cíclico está no interior da célula e fica aumentado no músculo de 100 vezes ou mais. O AMP cíclico ativa a proteína quinase e esse é o primeiro passo numa amplificação em cascata que converte a proteína quinase de sua forma inativa em ativa. Esta por sua vez transforma a fosforilase b (inativa) em fosforilase a (ativa) e esta estimulação da fosforilase promove a quebra do glicogênio produzindo grandes quantidades de glicose1-fosfato e, a partir dessa, glicose-6-fosfato. A conversão da fosforilase b a fosforilase a é considerada como mecanismo para aumentar a velocidade da glicogenólise. Por outro lado, não só a fosforilase é ativada por uma elevação na concentração de AMP cíclico, mas também a proteína-quinase ativa converte a glicogênio-sintase ativa em sua forma inativa. Assim, o desdobramento e a síntese de glicogênio não ocorrem simultaneamente, um aspecto importante do controle metabólico do glicogênio. Embora o músculo esquelético contenha pouca quantidade de glicogênio, quando comparado ao fígado, o glicogênio muscular é essencial ao organismo porque sua quebra pela fosforilase ativa fornece uma fonte imediata de glicose 6-fosfato para
  • 24. ser metabolizada na glicólise até ácido lático e para produção de ATP, fornecendo energia para as atividades violentas e rápidas. Atividade 2 Os professores receberam um crachá contendo parte de uma frase de dois textos: “Rebite e Ecstasy”. O grupo deve se organizar de modo a colocar as frases em uma seqüência lógica. Em seguida cada grupo deve apresentar as frases para o restante da classe. O outro grupo fará a leitura do texto e se julgar necessário deverá fazer alguma alteração na ordem das frases. Texto 2: Rebite • a pessoa tem insônia, inapetência, sente-se cheia de energia fala mais rápido ficando “ligada” • anfetaminas afetam os comportamentos humanos • ao parar de tomar a pessoa sente astenia ficando deprimida • bastante aumentado e excessivamente prolongado e a pessoa “apaga” de repente • caminhoneiros ingerem comprimidos conhecidos como rebites • doses exageradas provocam paranóia e alucinações • já imaginou as conseqüências se isso ocorre quando se está dirigindo? • o cansaço aparece horas mais tarde quando a droga já se foi do organismo • o principal fator de risco é quando passa o efeito, podendo acontecer antes do esperado • o sono vem mais rapidamente do que o habitual • o tempo de ação não é inteiramente previsível • os efeitos dependem da dose, do peso, da personalidade e da sensibilidade de cada um • produzem dilatação da pupila deixando os motoristas ofuscados pelos faróis à noite • provocam taquicardia, hipertensão, broncodilatação • se uma nova dose for tomada as energias voltam, mas com menos intensidade
  • 25. Texto 3: Ecstasy • a liberação excessiva danifica terminações nervosas interferindo na tomada de decisão, julgamento e memória • a serotonina acaba e a biossíntese não atende a demanda • associado a bebidas alcoólicas pode provocar choques cardiorespiratórios • chega-se ao estado de depressão e esgotamento entre 6 e 8 horas após ingestão da droga • conhecido como ecstasy, X, E, XTC, Adam e tem intensa atividade psicotrópica • é o mesmo sítio ativado por drogas psicodélicas • é vendida na forma de pó, drágeas ou em cápsulas • está associado ao humor, euforia, as sensações amorosas • facilita a comunicação devido à supressão do medo e da insegurança • interfere nos neurônios que contém serotonina • liberando todo o seu estoque mesmo sem impulso nervoso • MDMA em 1912 foi sintetizado e patenteado pela Merck • nas raves os usuários costumam ingerir litros de água • por dificultar a sua recaptação e estimular sua liberação pelos neurônios pré- sinápticos • provoca espasmo muscular, elevação da temperatura até 42 ºC e intensa desidratação Biossíntese da Adrenalina
  • 26. Comparação das Estruturas Modo de Ação das Anfetaminas
  • 27. Álcool MAPA I ALIM TO EN S POLISSA RÍD S CA IO PROTEÍN S A LIPÍD S IO Glicose A inoácidos m Ácido Graxo CO 2 N D A + N D A H FAD FA H D 2 A P+P D i O2 H2O ATP MAPA II POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS GLICOSE AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS Asp Gly Leu Glu Ala Ile Ser Lys Cys Phe NAD+ NADH Lactato Piruvato (3) CO2 Acetil-CoA (2) CO2 Asp – aspartato Oxaloacetato (4) Citrato (6) Gly – glicina Ala – alanina Malato (4) Isocitrato (6) Ser – serina Cys – cisteína CO2 Leu – leucina Fumarato (4) α Cetoglutarato (5) Ile – isoleucina CO2 Succinato (4)
  • 28. O metabolismo do etanol inicia-se com as seguintes reações: OH O Enzima 1 H3C CH2 + NAD+ H3C C H + NADH + H+ Etanol Acetaldeído O O Enzima 2 H3C C H + H2O + NAD+ H3C C O- + NADH + 2 H+ Acetato O O Enzima 3 H3C C O- + ATP + CoA H3C C CoA + AMP + PPi Acetil-Coenzima A Questões para Estudo 1. Quatro indivíduos, da mesma idade, peso e altura, fizeram adições à sua dieta. O indivíduo A adicionou 63 g de carboidrato; B, 28 g de lipídio; C, 63 g de proteína e D, 36 g de etanol. Consultando a tabela seguinte, prever qual dos indivíduos ganhará mais peso. Alimento Valor calórico (kcal/g) Carboidrato 4 Lipídio 9 Proteína 4 Etanol 7 2. Usando o Mapa II, estabelecer entre carboidratos, proteínas e lipídios, quais são as interconversões possíveis. 3. A quantidade celular de [NAD+ + NADH] é pequena e constante. Se houver uma ingestão de grandes quantidades de etanol, qual forma da coenzima deve predominar? 4. Que conseqüência acarreta a ingestão de grande quantidade de etanol sobre o equilíbrio entre piruvato e lactato? 5. Na condição descrita em 3 e 4, é possível converter glicina, alanina, serina e cisteína a glicose?
  • 29. 6. Sabendo que a conversão de aminoácidos a glicose (gliconeogênese) é um processo importante para a manutenção da glicemia (concentração plasmática de glicose) durante os períodos de jejum, qual a conseqüência da alta ingestão de etanol sobre o nível glicêmico? 7. Indivíduos em pré-coma alcoólico são habitualmente tratados por administração intravenosa de glicose. Este procedimento é justificável? 8. A maior parte dos efeitos da embriaguez (náuseas, vômitos aumento da pressão arterial, rubor facial e desconforto geral) é provocada por níveis elevados de acetaldeído. Com base nas seguintes informações, comparar a sensibilidade a etanol entre as populações ocidental e oriental: a. A atividade da enzima 1 é maior nos orientais do que nos ocidentais. b. A atividade da enzima 2 é maior nos ocidentais do que nos orientais. 9. O medicamento Dissulfiram inibe a enzima 2. Por que sua administração é utilizada na tentativa de recuperação de alcoólatras? 10. Observe as reações de metabolização do etanol e indique qual metabólito do Mapa II terá sua concentração aumentada. 11. As concentrações dos metabólitos do Ciclo de Krebs são sempre constantes. Com base na sua resposta da questão anterior e nos equilíbrios do Mapa II, o que pode acontecer com as células hepáticas de um consumidor crônico de álcool (alcoolismo). 12. Sabendo que os lipídios precisam de proteínas para ser transportados do fígado para o tecido adiposo, que conseqüência terá a alta ingestão de etanol? Etanol no sistema nervoso Efeitos diretos na membrana: Da mesma forma que os hipnóticos, sedativos e agentes anestésicos gerais, o álcool é solúvel nos lipídios das membranas celulares, o que a torna mais densa e mecanicamente estável. Este fato interfere em inúmeros processos que exigem mudanças rápidas e reversíveis na estrutura da membrana. As mudanças rápidas nos fluxos de Na+ e K+ que são as bases do potencial de ação, sofrem redução. A condução do impulso nervoso e a contração muscular (músculos lisos, esqueléticos e cardíacos) são, portanto, deprimidas frente à
  • 30. concentração de álcool relativamente alta. Quanto menor o diâmetro da fibra nervosa, maior será o efeito de uma dada quantidade de etanol. O transporte ativo de Na+, K+ e aminoácidos diminui em decorrência da inibição da ATPase da membrana. Esta inibição diminui processos como, por exemplo, recaptura de noradrenalina nas terminações nervosas simpáticas, que é relacionada com canais de Na+. O álcool fluidifica as membranas, dissolvendo o componente lipídico e diminuindo a viscosidade. Com o tempo, a membrana celular torna-se mais rígida e menos sensível ao efeito fluidificante do álcool. Estas alterações seriam consistentes com o desenvolvimento de tolerância (devido à menor sensibilidade da membrana, precisar-se-ia maior quantidade de álcool) e na ausência de álcool, o desarranjo da membrana pode contribuir para o aparecimento dos sintomas de abstinência. De fato, as membranas de células sinápticas de animais tolerantes ao álcool mostram resistência aos efeitos do etanol. Todavia este mecanismo é incapaz de explicar toda a complexidade dos fenômenos de tolerância e dependência física. Etanol x GABA Para entender a ação do álcool é preciso examinar o papel dos neurotransmissores – moléculas que fazem a comunicação entre as células nervosas na altura das sinapses. A molécula de GABA (ácido gama-aminobutanóico), sintetizado a partir do aminoácido glutamato, normalmente age ligando-se num sítio específico dos canais iônicos da célula nervosa de uma sinapse, inibindo a atividade celular. Essa inibição resulta da distorção causada pelo GABA na estrutura local da membrana da célula, alargando na essência os canais através dos quais os íons Cl- podem passar em direção à célula. A concentração interna mais alta desses ânions modifica a diferença de potencial através da membrana e a célula torna-se incapaz de disparar (hiperpolarização). O neurotransmissor GABA é responsável pela maior parte da inibição de sinapses do Sistema Nervoso Central. A molécula de etanol liga-se à mesma proteína que a molécula de GABA, mas numa posição vizinha, e a distorce ligeiramente. Em conseqüência, o GABA pode se ligar mais facilmente à proteína. Portanto, a presença de etanol no fluido que circunda a sinapse influencia indiretamente o disparo e a voltagem graças à membrana da
  • 31. célula nervosa, através do fortalecimento da ligação da molécula de GABA e da abertura dos canais de Cl-. Outro efeito fisiológico que acompanha a ingestão de bebidas alcoólicas é a sua interferência na produção de alguns hormônios antidiuréticos, o que conduz à secreção exacerbada de água. O álcool também causa a dilatação dos vasos sangüíneos, resultando num aumento da do fluxo de sangue através dos capilares subcutâneos, o que dá coloração rosada à face, juntamente com a sensação de calor. Questões para Estudo 1. 1 A partir do texto acima, explique se o álcool é depressor ou estimulante do SNC. 2. A figura abaixo mostra um esquema do canal de cloreto estimulado por GABA e os sítios de ligação para diversas drogas. Explique o que pode ocorrer se um indivíduo consumir álcool em associação com as seguintes drogas: Aspirina, Valium (benzodiazepínico), Fenobarbital (antiepilético).
  • 32. Inalantes Tolueno Figura 1. Danos ao cérebro de uma pessoa que abusava de tolueno As imagens acima demonstram visivelmente atrofia (encolhimento) do cérebro de uma pessoa que abusava de tolueno (B), comparado ao cérebro uma pessoa normal (A). Nota-se o tamanho menor e o grande espaço vazio (preto) no cérebro da pessoa que abusava de tolueno (O círculo externo branco, em ambas as imagens, é o crânio). (site: http://www.nida.nih.gov/DrugPages/Inhalants.html)
  • 33. Figura 2. Deterioração das Fibras Nervosas em uma pessoa que abusava de inalantes As regiões coradas mais escuras mostram áreas onde as fibras nervosas perderam a sua camada isolante, essa porção de tecido foi removida do cérebro de uma pessoa que abusava de inalantes. (site: http://www.nida.nih.gov/DrugPages/Inhalants.html) Figura 3
  • 34. Bromopropanos Foi realizado um estudo com ratos expostos a 1000 ppm de 2-bromopropano e 1-bromopropano. Durante as 5 primeiras semanas de exposição, ratos do grupo de 1- bromopropano começaram a andar com dificuldade, com o seu membro inferior sendo arrastado pelo chão com a pata virada para cima. Esses membros acabaram sofrendo paralisia. Os outros ratos demonstraram os mesmos sinais após 6 semanas de exposição. O peso corpóreo dos ratos paralisados diminuiu drasticamente e eles chegaram a emagrecer seriamente. Então, eles foram sacrificados para estudo histopatológico. O estudo histopatológico consiste em fazer lâminas com as células dos ratos e verificar se houve alguma mudança nos seus tecidos e células. No caso desses ratos foram feitas lâminas dos neurônios e foi observado que no caso dos ratos controles, não expostos a bromopropanos, esses neurônios estavam normais. Porém, quando foram analisados os neurônios dos ratos expostos a 1000 ppm de 2-bromopropano foi verificado o acúmulo de neurofilamentos nos nódulos de Ranvier, formando estruturas aumentadas como bolas (figura 4.). Além disso, também foi observado, nos ratos expostos a 1-bromopropano, a destruição do axônio e da mielina dessas regiões afetadas. (Environmental Research Section A 85, 48-52, 2001) Figura 4. PERGUNTA: 1. O que é anatomicamente a camada isolante? 2. O nosso corpo funciona através de sinais que chegam no nosso cérebro através dos neurônios, o que você esperaria se esses sinais fossem bloqueados ou simplesmente diminuíssem?
  • 35. n-HEXANO O termo neuropatia (danos ao neurônio) por hexacarbonetos tem sido aplicado para uma síndrome que induz quimicamente axonopatia, danos ao axônio, porque os agentes conhecidos por produzir essa axonopatia possuem todos 6 carbonos na sua estrutura. n-pentano, com 5 carbonos, e n-heptano, com 7 carbonos, não demonstraram indução a neuropatias nem distúrbios na velocidade de condução do nervo. A exposição a n-hexano, com 6 carbonos, gera metabólitos como 2-hexadiona, 5-hidroxi 2-hexadiona, 2,5-hexadiona, que são os responsáveis por esse efeito. (J. Toxicol. Environ. Health 6:621-31 1980) Assim como no exercício anterior, já está bem estabelecido que a neuropatia é precedida de acúmulo neurofilamentos nos nódulos de Ranvier, no axônio. Esse acúmulo de neurofilamentos tem sido associado ao bloqueio da rapidez no transporte axonal. Em resumo, a reunião de proteínas filamentares presentes no neurônio próximas aos nódulos de Ranvier resultam na agregação neurofilamentar, levando a obstrução do transporte do impulso nervoso no axônio, e assim, causando a degeneração do neurônio. (Brain Res, 133:107-18) Uma diminuição da energia do metabolismo também tem sido proposta para explicar o mecanismo de ação neurotóxica desses compostos com 6 carbonos. Estudos levam a hipótese de que esses compostos inibem as enzimas da via glicolítica, dependendo da dose. A inibição dessas enzimas também tem demonstrado bloqueio na velocidade de condução no axônio. (Brain Res. 202:131-42, Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 22: 145-66) PERGUNTAS: 1. Um fabricante de cola lançou a seguinte campanha: “Não é tóxica por não conter tolueno”, mas na sua formulação essa cola contém n-hexano. Será que a informação passada pelo fabricante é verdadeira? 2. Qual é a implicação da inibição das enzimas da via glicolítica? Benzeno Assistir ao software – RADICAIS LIVRES
  • 36. A grande produção de metabólitos de benzeno no fígado é demonstrada pelo seu transporte na medula óssea e outros órgãos. Figura 5. Aumento na Produção Dano ao DNA Benzeno HQ, HB e HT de Radicais Livres Tabela 1. Impacto dos metabólitos do benzeno: a hidroquinona (HQ), a p- benzoquinona (BQ) e a 1,2,4-benzenotriol (BT), na produção de radicais livres e fatores antioxidantes em células (Environmental Health Perspectives 104(6), 1996). Fator HQ BQ BT Superóxido ↑ ↑ ↑ Óxido Nítrico ↑ ↑ = Peróxido de Hidrogênio ↑ ↑ ↑ Catalase ↓ ↓ = SOD ↓ = ↓ Vitamina C = = = Glutationa (GSH) ↓ = ↓ Legenda: (=) sem mudança, (↓ diminuição, (↑) aumento ) Tabela 2. Número de linfócitos B (x 106/baço) em ratos que inalaram 0, 1, 10, 100 e 200 ppm de benzeno por até 8 semanas (média de 3 ratos) (Toxicology 118: 137-148, 1997). Ar Benzeno Semanas de Exposição (controle) 1 ppm 10 ppm 100 ppm 200 ppm 1 semana 70 ± 2 78 ± 9 63 ± 2 45 ± 8 31 ± 3 2 semanas 68 ± 6 62 ± 7 44 ± 6 27 ± 1 10 ± 2 4 semanas 68 ± 7 72 ± 6 63 ± 2 17 ± 7 5± 2 8 semanas 86 ± 1 82 ± 1 93 ± 9 27 ± 1 7 ± 0.2 PERGUNTAS: 1. De acordo com o esquema e a tabela mostrados o que se pode dizer do potencial efeito tóxico do benzeno?
  • 37. 2. Além dos efeitos neurológicos e ao DNA, a análise da tabela leva a outras implicações no organismo? Nitritos Figura 6. Gráfico demonstrando a viabilidade de macrófagos tratados in vitro com nitritos. Figura 7. Viabilidade in vitro de nitritos inalantes. Macrófagos, células de defesa, foram expostos por 45 minutos a 0, 1,5, 3 ou 6 mM de isobutil, isoamil ou butil nitrito. Células viáveis foram contadas usando exclusão por trypan blue (substância azul que penetra em células mortas, mas não consegue penetrar em células vivas). Várias concentrações de isobutil, isoamil, butil nitrito e peroxinitrito foram adicionados a culturas de células. Depois de 45 min. as preparações mitocondriais foram testadas quanto à respiração celular, os resultados estão demonstrados no gráfico acima. (Toxicology Letters 132, 2002, 37-45)
  • 38. PERGUNTA: Descubra as palavras omitidas e encontre o texto relacionado às figuras anteriores. Esse estudo demonstrou uma dramática _____________ de células viáveis, macrófagos em cultura. Sugerindo que os ____________ __________ podem matar diretamente ____________ em cultura. A ________ significante da respiração (%) ocorreu em _________ concentrações de agente.
  • 39. Tabaco Atividade 1 Interprete, com ajuda da legenda, o mecanismo de ação da acetilcolina no “centro da recompensa". Legenda: 1. Neurônio periférico que “conversa” com neurônios do “centro da recompensa” através da liberação de acetilcolina. O local onde ocorre essa “conversa” (onde são liberados os neurotransmissores) é a fenda sináptica. 2. População de receptores de acetilcolina na membrana dos neurônios que formam “centro da recompensa” 3. Receptor de acetilcolina: proteína situada na membrana da célula neuronal composta de 5 subunidades. Essa estrutura funciona como um canal, permitindo a passagem de cátions quando estimulada por acetilcolina. 4. Acetilcolina: neurotransmissor que se liga ao receptor de acetilcolina promovendo mudanças na estrutura do mesmo, levando à abertura do canal. 5/6. Cátions (ex: Sódio): com o canal aberto, podem “entrar” na célula promovendo formação de corrente elétrica nos neurônios. Após ter compreendido o mecanismo de ação da acetilcolina, você seria capaz de interpretar a animação do “mecanismo de ação da nicotina”? Receptor Copyright 1996 Gayle Gross de Nunez and SAVANTES Molécula de http://www.neuroguide.com/nicotine.html Nicotina
  • 40. Atividade 2 Como visto na animação, a nicotina atua no mesmo receptor da acetilcolina, ocasionando sua abertura e consequente passagem de cátions para dentro do neurônio, promovendo a formação da corrente elétrica. Entretanto, diferenças na ativação desse “canal” determinam efeitos característicos dos dois compostos, o que explica parte do mecanismo responsável pela dependência por nicotina, como veremos: “Pesquisas recentes mostram que a corrente elétrica gerada pela ligação de acetilcolina em seus receptores é de grande intensidade mas de curto espaço de tempo, ou seja, no caso do funcionamento normal do cérebro, há uma grande estimulação do neurônio durante pouco tempo. Ao contrário, a nicotina estimula esses neurônios gerando corrente de pouca intensidade mas durante longo intervalo de tempo, o que em parte poderia explicar o processo de dependência gerado pela nicotina.” Adaptado de: Dani et al, 2001. Cellular mechanisms of nicotine addiction. Pharmacology, Biochemistry, and Behavior. 70, 439-446 As questões abaixo visam esclarecer o trecho acima: 1. Sabendo que na fenda sináptica existem várias enzimas com atividade de estearase (enzimas que quebram ésteres) qual composto, nicotina ou acetilcolina, permaneceria por mais tempo na fenda sináptica? Observe as estruturas abaixo para responder a questão. N N O N Acetilcolina Nicotina O
  • 41. 2. Em um experimento (visando diferenciar a ação da nicotina/acetilcolina) foram isolados neurônios que possuíam os reptores de acetilcolina, como os mostrados no esquema anterior. A resposta desses neurônios, frente aos dois compostos, pôde ser determinada através do uso de eletrodos que mediram a corrente gerada devido à entrada de cátions. Os resultados obtidos foram os seguintes: Estimulação dos neurônios com: Medida da corrente neuronal ( após última adição de Acetilcolina ) Acetilcolina durante 3 min +++++ Acetilcolina durante 3 min + reforço de +++++ Acetilcolina durante 3 min Nicotina durante 3 min + reforço de Acetilcolina + durante 3 min Analisando os dados da tabela, qual a diferença na função desses receptores quando os mesmos são pré-tratados com nicotina ou acetilcolina? Você poderia propor a causa de tal diferença? 3. Um dos fatos mais marcantes em relação à dependência de nicotina é o aumento do número de receptores de acetilcolina nos neurônios das pessoas que fumam. Baseando-se nas respostas anteriores, qual seria a razão de tal aumento observado nos fumantes? Preencha a tabela abaixo, utilizando a mesma notação da Questão-2, sugerindo qual seria a “resposta” desse aumento do número de receptores na corrente de neurônios provenientes de um grupo de fumantes regulares e um grupo de fumantes que permaneceram em estado de abstinência durante 1 semana? Estimulação dos neurônios com acetilcolina Medida da corrente neuronal Fumantes regulares Fumantes em abstinência durante 1 semana 4. O grupo de fumantes que permaneceram sem fumar durante 1 semana apresentaram comportamentos muito característicos da “Síndrome de Abstinência” provocada pela retirada de nicotina do organismo. Baseando-se na
  • 42. diferença da “medida da corrente neuronal” proposto no exercício anterior, você conseguiria imaginar a causa dos comportamentos mostrados no desenho abaixo? Atividade-3 “Foi-se o tempo em que cigarro na mão era sinônimo de bad boy ou desajustado, uma imagem sedutora para os que sofriam os revezes das explosões hormonais. Hoje, a nicotina é mais democrática, atinge todas as tribos: playboys, patricinhas, a galera do fundão, nerds e skatistas. “O cigarro já pegou todo mundo” diz Ronaldo Pelazari*,16, fumante desde os 14 que está tentando parar por ordem médica- ele sofre de asma e já teve uma parada respiratória. Segundo especialistas, a adesão dos adolescentes ao tabaco é facilitada por duas características: eles subestimam a dependência e se iludem que podem parar quando quiserem. De acordo com dados da OMS (Organização Mundial da Saúde) 90% dos adultos fumantes começaram a fumar entre 5 e 18 anos, sem perceber o efeito viciante da nicotina.” Adaptado de “Fumaça na Matinê” in Revista da Folha, 15 de Setembro, 2002. *nome fictício. O tabaco, por ser uma droga lícita e “socialmente aceita”, é muitas vezes tido como menos perigoso do que as substâncias ilícitas, levando a impressões erradas, principalmente por parte dos adolescentes. A nicotina é o componente do cigarro
  • 43. responsável pela dependência do ato de fumar e seu poder viciante já foi testado como mostra esse estudo utilizando a mesma metodologia do experimento de auto- administração em animais visto no exercício para cocaína. Assim como já descrito, um eletrodo é adaptado na cabeça do camundongo permitindo a estimulação elétrica específica da região do cérebro denominada “centro da recompensa”. O camundongo é acondicionado em uma gaiola contendo uma alavanca que, se pressionada, permite a descarga elétrica de freqüência controlada nessa região cerebral do camundongo. Para cada ajuste de freqüência do eletrodo (0Hz / 10Hz / 20Hz....90Hz / 100Hz) foi anotada a quantidade de vezes por minuto que o camundongo pressionava a alavanca nos moldes do experimento já mostrado. Entretanto, nesse experimento, foi administrada ao camundongo, ao invés de cocaína, uma injeção de nicotina, sendo os resultados resumidos no seguinte gráfico: Adaptado de: Wise et al,1992.Self-stimulation and drug reward mechanisms. Ann N Y Acad Sci. 1992 Jun 28;654:192-8. 1. Comparando o perfil de resposta a diferentes estímulos elétricos nos dois grupos de camundongos (tratados ou não com injeção de nicotina), verificamos claramente que os tratados com nicotina apresentam um comportamento de A valiação de r e fo r ço pr im ár io d a nicotina Camundongo (+) administração de nic otina Camundongo (-) adminis traç ão de nic otina 80 70 60 "Apertões"/ min 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 Frequência do estímulo (Hz) “múltiplos apertões/min” em freqüências de estímulo elétrico baixas, que ainda não eram capazes de promover resposta no grupo de camundongos controle.
  • 44. Considerando o “mecanismo de ação” da nicotina qual seria a causa de tal diferença nos dois grupos? 2. Comparando esse experimento com visto para cocaína é possível o cigarro de tabaco (nicotina) ser considerado uma droga que causa “menos dependência” do que outras drogas? 3. Recorde as seguintes definições e responda a pergunta a seguir: Reforço primário: efeitos farmacológicos agradáveis decorrentes de ação de uma substância no “centro da recompensa” do cérebro, que condicionam sua auto- administração contínua. Reforço secundário: atitudes sociais ou estímulos ambientais que contribuem para fortalecer um padrão de comportamento de auto-administração da droga inteiramente independente de seus efeitos farmacológicos. Quais os “prós” e os “contras” que podem ser levantados em relação a esse tipo de experimentos com animais que estabelecem o “poder viciante” de uma droga? Atividade-4 A folha de tabaco, além da nicotina, possui em sua constituição mais de 500 compostos químicos. Entretanto, durante o ato de fumar, cerca de 5000 compostos diferentes são formados sendo que 80 deles já foram descritos como tendo potencial carcinogênico. O alcatrão é uma mistura destes compostos formada por hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, nitrosaminas, íons metálicos entre muitos outros. Em 1979, Bruce Ames criou um teste bastante sensível para a rápida determinação do potencial carcinogênico de compostos químicos. O teste, conhecido como “Teste de Ames”, consiste no uso de bactérias para determinar o risco de certas substâncias em causar câncer.
  • 45. Basicamente, os agentes carcinogênicos são capazes de alterar o material genético dessas bactérias permitindo que elas cresçam em um meio carente de nutrientes. Isso porque essa “alteração no material genético” permite que a bactéria produza o nutriente que não está disponível no meio de cultura, podendo assim se multiplicar com facilidade. Observe esquema abaixo: Agente com potencial carcinogênico Agente não carcinogênico Meio carente de nutrientes Adaptado de: Ames, B.N.,1979. Identifying environmental chemicals causing mutations and cancer. Science. 204: 587-593. Um aluno utilizou o “teste de Ames” para determinar o potencial carcinogênico da nicotina e do alcatrão. Eles “semearam” uma mesma quantidade de “bactérias de Ames” em diferentes placas contendo meio carente de nutrientes e verificaram o crescimento das bactérias após 2 dias (tempo suficiente para verificar se houve crescimento) nas diferentes condições, conforme esquema seguinte: Resultados observados (obs: Cada “bolinha” presente na placa representa uma colônia de bactérias constituída de milhares de indivíduos): Placa 1: bactérias de Ames (+) aplicação de água no centro da placa. Placa 2: bactérias de Ames (+) aplicação de nicotina no centro da placa. Placa 3: bactérias de Ames (+) aplicação de alcatrão no centro da placa. Placa 4: bactérias de Ames (+) aplicação de alcatrão no centro da placa (+) extrato de fígado de camundongo. Placa 5: bactérias de Ames (+) aplicação de alcatrão no centro da placa (+) extrato de fígado de camundongo exposto cronicamente à ingestão de etanol.
  • 46. 1. Através dos resultados observados nas placas 2 e 3, o que pode ser dito sobre o potencial carcinogênico da nicotina e do alcatrão? As placas 3, 4 e 5 representam condições diferentes de teste do potencial carcinogênico do alcatrão. Com base nessas diferenças, responda as questões abaixo: 2. Qual seria a razão da diferença dos resultados encontrados nas placas 3 e 4? Qual dos experimentos, placas (3 ou 4), deve correlacionar melhor com o que realmente ocorre no organismo humano? 3. Utilizando extrato de fígado de rato submetido cronicamente à ingestão de álcool (placa 5) verificamos o maior crescimento das bactérias de todo o experimento! Você poderia propor uma causa provável de tal resultado? Qual seria o perigo da associação entre álcool e nicotina no que se refere ao risco de câncer?
  • 47. Maconha Texto 1 – O Uso da Cannabis (http://www.quimica.matrix.com.br/artigos/maconha/planta.html) “A espécie mais consumida é a Cannabis sativa (hemp): uma planta da família Cannabaceae, que há séculos tem sido cultivada por causa de sua fibra, suas sementes e seu poder narcótico: das folhas e flores, duas drogas são extraídas: a marijuana e o hashish. Ao contrário do que muitos podem acreditar, o uso desta planta como narcótico é, de longe, ultrapassado por suas fibras e sementes. O cultivo do hemp teve origem na Ásia central; na China, por exemplo, existem registros do uso das fibras de hemp mesmo antes do ano 2800 A.C.. O hemp é uma planta que cresce em zonas temperadas e é cortada anualmente. Pode atingir 5 metros de altura, mas a altura média oscila entre 2 a 3 metros. As folhas são digitadas e as flores são pequenas e amareladas. As fibras são obtidas através de uma série de operações, incluindo o desfolhamento, a secagem, esmagamento e agitação, que separam as fibras da madeira, resultando em longas e finas fibras, de cerca de 1,8 metros. Estas fibras são fortes e duráveis, e são utilizadas para a fabricação de cordas, cabos, esponjas, tecidos (similar ao linho) e fios. O óleo é obtido das sementes (cerca de 30% em peso) e é utilizado para o preparo de tintas, vernizes, sabões e óleo comestível. O maior uso das sementes, entretanto, é para a alimentação de pássaros domésticos. Os maiores consumidores das sementes de hemp são a Itália, UK, Bélgica, Alemanha e França. Também da China vem o primeiro registro do uso da Cannabis sativa por seus efeitos narcóticos: no ano 2700 A.C. a cannabis era utilizada na medicina chinesa como um analgésico, anestésico, antidepressivo, antibiótico e sedativo. No decorrer da história, vários povos encontraram usos medicinais para a cannabis. Mais recentemente, no século XIX, a planta era indicada para o tratamento da gonorréia e da angina! O principal ingrediente ativo na Cannabis sativa é o tetrahidrocannabinol (THC), que está presente em praticamente todas as partes da planta, mas principalmente nas flores e na resina das fêmeas. O uso como narcótico para fins não medicinais, entretanto, é bastante difundido no mundo inteiro, através de várias formas de preparto e consumo da erva. Marijuana, hashish, charas, ghanja, bhang, kef e dagga são algumas das maneiras que a
  • 48. cannabis pode ser consumida. Hashish - o nome deriva da secção dos Mohammedan conhecidos como Hashishin ou "assassinos", que, liderados pelo Persa Hasan-e Sabba, combateram as Cruzadas nos séculos XI e XII - é a forma mais potente do consumo de cannabis (contém cerca de 15% de THC!), sendo cerca de 12 vezes mais forte do que a marijuana. Consiste, basicamente, na resina liberada pelas plantas (cannabin). Usuários africanos comem (misturado com bolos ou biscoitos) ou fumam o hashish; muitas vezes, utilizam o "cachimbo-d'água" - bong ou narguilé - para suavizar a forte fumaça. Poucas regiões, entretanto, produzem plantas ricas em resinas o suficiente para a preparação do hashish. Esta droga foi introduzida na Europa durante o período de Napoleão, e ainda hoje é bastante utilizada, sendo uma das formas mais comuns na França e Inglaterra da cannabis. Na Índia, o hashish é preparado de uma maneira ligeiramente diferente e é chamado de charas. Ghanja é uma forma menos popular da cannabis; ao contrário do hashish e charas, que contém somente a resina das plantas, a ghanja é preparada também com as flores, folhas e alguns galhos da cannabis. Mesmo assim, a ghanja é particularmente potente, pois é preparada com plantas selecionadas, generosamente ricas em resina. Muito comum na Índia, a ghanja é fumada em cachimbos ou em cigarros. Também da Índia vem o bhang, uma preparação parecida com a ghanja mas isenta das flores da cannabis. Por isso, contém menos resina e é menos potente. Muitas vezes, o bhang é também transformado em uma bebida: as folhas são reduzidas a um fino pó que é macerado com água. Após a ebulição, obtém-se um líquido bastante narcótico, que também é utilizado em vários rituais Hindus. É, literalmente, um chá de cannabis. A marijuana é a forma preferencial do consumo da cannabis no hemisfério ocidental. Consiste na mistura de várias partes da planta seca: folhas, galhos, flores e sementes. É uma forma bem branda de consumo, tal como o bhang da Índia. Tipicamente, é fumada em cigarros (baseados) ou cachimbos. Ocasionalmente, entretanto, é ingerida sob a forma de chás ou cozida na forma de bolos. A potência da marijuana varia muito, em função da planta utilizada. O uso milenar da planta por suas sementes e fibras vem sido dificultado: em muitos lugares o cultivo da cannabis é proibido, mesmo que para fins não narcóticos. Algumas variedades geneticamente modificadas - incapazes de produzirem quantidades apreciáveis de cannabinóides - foram introduzidas na agricultura. Hoje, mesmo no Brasil, é possível se encontrar roupas e outros artefatos produzidos com fibras de cânhamo.”
  • 49. Texto 2 – Maconha e a Ciência (http://www.quimica.matrix.com.br/artigos/maconha/ciencia.html) “Tudo começou com um grande erro. Em 1855, a Sociedade Farmacêutica de Paris ofereceu um prêmio para o primeiro cientista capaz de isolar o princípio ativo da Cannabis sativa. O contemplado foi J. Personee (J. Pharm. Chim. 1855, 28, 461–463), um químico francês. Nem um mês se passou para que a comunidade científica da época constatasse o equívoco: o óleo extraído por Personee não era ativo! Não continha nenhum componente com atividade fisiológica - ao contrário da cannabis. Foi Vignolo, um químico italiano, que descobriu o erro: o óleo de Personee era rico em sesquiterpenos, substâncias abundantes na cannabis, mas sem atividade biológica. Durante várias décadas, a busca pelo princípio ativo da cannabis continuou, em todo o mundo. Enquanto que a morfina, a cocaína, a estricnina, a cafeína e outros alcalóides eram isolados e caracterizados, nenhuma novidade aconteceu com a cannabis. Isto porque, ao contrário dos alcalóides - que são facilmente isolados na forma de sais - os terpenóides (tal como o THC) requerem técnicas químicas mais apuradas, inexistentes até 80 anos atrás. O primeiro químico a obter um extrato ativo da cannabis foi Wood, em 1896, na Cambridge University (J. Chem. Soc. 1899, 75, 20- 36). Segundo palavras do próprio autor: "O óleo vermelho é extremamente ativo e, tomado em doses de 0,05 g induz intoxicação seguida de sono. Os sintomas produzidos por ele são característicos da Cannabis indica e, como nenhum dos outros produtos parece apresentar esta ação, esta substância deve ser considerada como o componente ativo da planta.” A história do THC na química é ainda mais bizarra: tivemos conhecimento da versão sintética antes de isolarmos a versão natural! Em 1930, Cahn isolou o cannabinol - extraído a partir do óleo de Wood. Na época, acreditava-se que o cannabinol fosse o principal ingrediente ativo da cannabis. O químico americano Adams e o britânico Todd, na década de 1940, desenvolveram várias rotas sintéticas para análogos do cannabinol. Para sua surpresa, uma das rotas levou a um composto com intensa atividade biológica, muito maior do que o cannabinol. Era o ∆ -9-THC (J. Amer. Chem. Soc. 1949, 71, 1624-1628). Dentre os vários derivados preparados, o ∆ - 9-THC era o mais ativo. Os químicos da época, então, desconfiaram que a cannabis deveria ter, também, este terpenóide. Entretanto, foi somente em 1964 que a primeira isolação do ∆ -9-THC na forma pura ocorreu. Os químicos Gaoni and Mechoulam
  • 50. obtiveram, de uma extração com hexano de uma amostra de hashish, vários cannabinóides, entre ele o ∆ -9-THC, na forma cristalina. Maior até do que dos usuários, o interesse dos cientistas pela marijuana está sempre se renovando: todos ficam fascinados pelo poder que as substâncias contidas nesta planta exercem sobre o homem. Entretanto, foi somente em 1988 que a pesquisa sobre a maconha deu um grande salto: Howlett et al. (Mol. Pharmacol. 33, 297-302) descobriram a existência de neurorecpetores para os compostos cannabinóides: isto é, determinados grupos de proteínas existentes em alguns neurônios cujo objetivo era unicamente o de se ligar a compostos com estrutura química semelhante a dos cannabinóides. Howlett chamou estes receptores de CB1; em 1993, outro grupo de receptores para cannabinóides foi descoberto, desta vez por Munro et at. (Nature 1993;365:61). Munro chamou este novo grupo de receptores como CB2. Receptores cannabinóides CB1 e CB2, sequenciados pelo GenBank. Ambos receptores são polipeptídeos com sete a-hélices transmenbrana e possuem N-terminais extracelulares glicosilados e C- terminais intracelulares. O receptor CB1 é maior do que o receptor CB2, nas regiões intra e extra celular. Na região transmembrana os dois receptores tem 78% de similaridade. Diversas pesquisas, desde então, mostraram que os efeitos farmacológicos da marijuana são mediados por estes dois receptores. Ambos ativam mecanismos de transdução similares, incluindo a inibição da adenilato ciclase e de canais de Ca 2+ do tipo N. O CB1 ocorre no cérebro, onde é responsável por efeitos característicos da cannabis (relaxação, bem-estar, analgesia, aumento da percepção áudio-visual, depressão da atividade motora, analgesia e catalapsia) e também no sistema nervoso periférico. Aí, os receptores CB1 são localizados pressinapticamente e sua ativação
  • 51. pode produzir uma supressão da liberação de neurotransmitores. Os principais sintomas da ativação destes receptores são a estimulação do apetite, vasodilatação (particularmente dos vasos conjuntivos), taquicardia e inibição da mobilidade intestinal. Os receptores CB2, até agora, somente foram localizados fora do SNC (sistema nervoso central), principalmente em células do sistema imunológico. Muitos autores relacionam a ativação destes receptores com imunosupressão, efeitos anti- inflamatórios e analgesia associada a processos inflamatórios. Ao contrário dos receptores CB1, pouco se sabe, ainda, sobre este grupo de receptores. Era quase inconcebível para a maior parte dos neurologistas que o cérebro animal fosse gastar parte de seus nutrientes e mecanismos simplesmente para elaborar um receptor para uma substância provinda de uma planta. Tal como com a morfina, a descoberta de receptores biológicos para cannabinóides exógenos levantou a possibilidade para a existência de cannabinóides endógenos. Muitos químicos e bioquímicos, então, focaram seus esforços no sentido de descobrir candidatos a ocupar esta posição: cannabinóides endógenos. O primeiro ligante cannabinóide endógeno a ser isolado foi a etanolamida da araquidonila, chamada de anandamida. O nome vem da palavra "ananda", cujo significa em sânscrito é "prazer". Tão logo esta descoberta foi anunciada, centenas de veículos de comunicação publicaram manchetes como "Descoberta a molécula do prazer", ou "Cérebro produz maconha". Obviamente, um péssimo jornalismo científico, como sempre. Na verdade, a anandamida tem poucos efeitos similares ao THC, além de ser facilmente hidrolisada quando em contato com o receptor. Porém, várias situações estimulam o organismo a despejar grandes quantidades de anandamida nas fendas sinápticas: autores sugerem que esta droga esteja relacionada a momentos de relaxamento, prazer e calma. Um derivado sintético da anandamida - a metanandamida - possui uma potência mais elevada e maior estabilidade e mostrou-se portadora de grande efeito fisiológico. Outros derivados eicosanóides capazes de se ligarem aos receptores cannabinóides já foram isolados dos mais distintos tecidos humanos. Entre estes, o 2-arachidoniglicerol, considerado um dos mais potentes cannabinóides endógenos. (...) Tão logo se fez a descoberta dos receptores cannabinóides e dos cannabinóides endógenos, cientistas do mundo todo passaram a brincar de química orgânica e sintetizar os mais variados agonistas e antagonistas cannabinóides possíveis, para estudar as suas atividades biológicas. Embora o número seja imenso, os agonistas cannabinóides (incluindo os sintéticos) podem ser separados em 4
  • 52. grandes grupos: não-clássicos, clássicos, aminoalquilindols e eicosanóides. O grupo clássico são os derivados do dibenzopirano - tal como o THC. O grupo não- clássico consiste em substâncias bicíclicas ou tricíclicas, similares ao THC, mas sem o anel pirano. O mais comum é o agonista sintético CP55940. Os demais grupos têm estruturas bastante distintas da do THC. Os cannabinóides antagonistas exercem um efeito completamente oposto nos receptores CB1 e CB2 do que o dos agonistas. O composto SR141716A (patenteado pela empresa francesa Sanofi Recherche), por exemplo, é um dos antagonistas mais estudados. Seus efeitos, em ratos, incluem a supressão do apetite, o incremento da
  • 53. mobilidade intestinal, a melhora da memória recente e aumenta a liberação de neurotransmissores por neurônios centrais e periféricos. Enquanto o debate sobre a liberação da maconha para uso medicinal continua, vários cannabinóides sintéticos já estão sendo utilizados pela indústria farmacêutica ou estão prestes a entrar no mercado. A tabela abaixo mostra algumas aplicações terapêuticas para agonistas e antagonistas do sistema cannabinóide endógeno. Uso terapêutico para drogas cannabinóides Drogas Uso agonistas do CB1 • Tratamento do câncer • Dor pós cirúrgica • Anticonvulsivo • Antispástico em escleroses múltiplas agonistas do CB1 periférico • Incrementador do apetite • Disfunções glandulares agonistas do CB2 • Dor inflamatória periférica • Immunosupressão antagonistas do CB1 • Deficiência de memória • Tratamento da obesidade • Dependência alcoólica antagonistas do CB1 periférico • Disfunções glandulares Desde a sua descoberta, os endocannabinóides e os exocannabinóides têm sido foco de centenas de trabalhos de química e bioquímica. Os receptores CB1 e CB2 já são considerados alvos para muitas terapias farmacêuticas. E é este, agora, o campo de ação para os pesquisadores e cientistas que trabalham com temas relacionados à cannabis. Isto prova que, de fato (como proclamam aos quatro ventos os defensores da liberação da marijuana) a natureza nos deu a maconha com um objetivo: o de
  • 54. nos tornar cientes da existência dos receptores cannabinóides em nossos próprios organismos!” Questões para discussão 1. De acordo com as informações do texto, o que é mais relevante, o uso da Cannabis como narcótico ou como fonte de fibras e sementes? Por quê? E na sua opinião, o que é mais importante? Justifique sua escolha. 2. Qual a relação de tempo entre o uso da Cannabis e a pesquisa científica a ela relacionada? No que estava focalizado o interesse dos cientistas pela planta? Por quê? 3. Como se desenvolveu a pesquisa sobre a maconha (tempo, linearidade, etc.)? Isto é comum na pesquisa científica? Apoptose
  • 55. Os gráficos abaixo foram todos retirados de artigos científicos que tratam dos efeitos da maconha ou do THC em células. Faça uma análise e procure identificar se há evidências de apoptose. Artigo 1 – Campbell, V. A. (2001) Neuropharm. 40, 702-709. Tipo celular estudado: cultura primária de neurônios do córtex de ratos % de neurônios em degeneração Fig. 1. (a) Porcentagem de neurônios em degeneração: neurônios expostos a THC (5 µ M) por 30-160 min. Os resultados foram expressos como média para 5 observações, *,** estatisticamente relevantes. (b) Porcentagem de células com fragmentação de DNA: pré-incubação de neurônios com o antagonista do receptor CB1 AM251 (10 µ M) por 30 min. Os resultados foram expressos como média para 7 observações, ** estatisticamente relevantes.
  • 56. Artigo 2 – Ruiz, L. R., Miguel, A., Díaz-Laviada, I. (1999) FEBS Lett.. 458, 400-404. Tipo celular estudado: cultura de células de próstata humanas Fig. 1. Metabolismo oxidativo mitocondrial. A: células cultivadas em meio sem soro e na presença de concentrações crescentes de THC por 3 dias. B: células cultivadas em meio sem soro na ausência (°) e na presença (•) de 1 µ M THC pelos tempos indicados. Cada ponto representa determinações em triplicata e os resultados são baseados em pelo menos 3 experimentos independentes. Fig. 4. Porcentagem de células apoptóticas. B: análise quantitativa de 3 experimentos independentes. Significantemente diferentes (*,** estatisticamente relevantes) versus incubação com veículo.
  • 57. Artigo 3 – Sarafian, T. A., Tashkin, D. P., Roth, M. D. (2001) Toxicol. Applied Pharm. 174, 264-272. Tipo celular estudado: cultura de células de câncer de pulmão humanas Citação – “Ensaios TUNEL realizados 12 e 24 h depois da exposição à fumaça de maconha revelaram que menos de 1 % das células mortas foram coradas positivamente para fragmentação de DNA característica de apoptose (dados não mostrados).” Fig. 1. Porcentagem de viabilidade celular. Curso de tempo para a morte de células A549 que segue a exposição por 20 min à fumaça de cigarros de maconha (MJ), placebo (Plac) ou tabaco (Tob) de massa equivalente. (...) os valores representam médias de 4 determinações; o experimento foi repetido 2 vezes com resultados similares. Fig. 8. Porcentagem de células mortas. A concentração de THC indicada foi adicionada e as células foram mantidas em um incubador de CO2 a 37 ºC por 24 h. Os resultados mostrados são representativos de 3 experimentos com resultados semelhantes.
  • 58. Artigo 4 – Chan, G. C., Hinds, T. R., Impey, S., Storm, D. R. (1998) J. Neurosci.. 18(14), 5322-5332. Tipo celular estudado: cultura primária de neurônios do hipocampo de ratos Citação – “Os neurônios corticais em cultura foram muito menos sensíveis ao THC do que neurônios de hipocampo (dados não mostrados).” Fig. 1. Porcentagem de viabilidade celular. Os neurônios foram tratados com várias concentrações de THC a altas doses (A) (em µ M): quadrados abertos, 3,5; triângulos abertos, 5,0; círculos cheios, 7,5; triângulos cheios, 10; quadrados cheios, 20; ou baixas doses (B) (em µ M): quadrados abertos, 0,20; triângulos abertos, 0,38; círculos cheios, 0,50; triângulos cheios, 1,0; quadrados cheios, 2,0. Em C, os neurônios foram tratados com 3,5 µ M THC pelos períodos indicados (15, 30 ou 45 min ou 20 h), seguidos pela remoção da droga e reincubação em meio condicionado overnight.
  • 59. Artigo 5 – Zhu, W., Friedman, H., Klein, T. W. (1998) J. Pharm. Exp. Therapeutics 286, 1103-1109. Tipo celular estudado: cultura primária de macrófagos peritoneais e linfócitos do baço de camundongos Fig. 3. Porcentagem de fragmentação de DNA e viabilidade celular. As células de baço foram incubadas por 2, 4 e 24 h com THC ou DMSO. Um total de 900 células foi contado por amostra. Os dados são representativos de 4 experimentos. Artigo 6 – Sánchez, C., Galve-Roperh, I., Canova, C., Brachet, P., Guzmán, M. (1998) FEBS Lett.. 436, 6-10. Tipo celular estudado: cultura de células de glioma Fig. 1. Metabolismo oxidativo mitocondrial. A: as células foram cultivadas em meio sem soro na ausência (°) e na presença (•) de 1µ M THC pelos tempos indicados. B: as células foram cultivadas em meio sem soro na presença das concentrações indicadas de THC por 5 dias. Os resultados correspondem a 4 experimentos diferentes.
  • 60. Fig. 3. Fragmentação de DNA. As células foram tratadas com e sem 1 µ M THC por 5 dias as como na Fig. 1. Um gel representativo está sendo mostrado. Resultados similares foram obtidos em 2 outros experimentos. Fig. 5. (...) Células de glioma C6.9, astrocitoma U373 MG, neuroblastoma N18TG2, astrócitos primários e neurônios primários foram cultivados com 1 µ M THC por 5 (glioma C6.9) ou 10 dias (...). Os resultados estão expressos como uma porcentagem de células sobreviventes com respeito a incubações do respectivo controle (...) e correspondem a 4 diferentes culturas para cada tipo celular. * significativamente diferentes (p<0,01) versus incubações sem adição.
  • 61. Artigo 7 – Mckallip, R. J., Lombard, C., Martin, B. R., Nagarkatti, M., Nagarkatti, P. S. (2002) J. Pharm. Exp. Therapeutics 302, 451-465. Tipo celular estudado: suspensão de baço e timo de camundongos Fig. 7. Porcentagem de células viáveis in vitro. Os timócitos foram cultivados por 16 h. Em A, os dados foram expressos como porcentagem de decréscimo na viabilidade celular quando comparado com o controle. Os dados são uma média de culturas em triplicata. Asteriscos indicam diferenças estatisticamente significantes entre os grupos de tratamento THC e THC + SR144528. Fig. 8. Viabilidade celular in vivo. Camundongos foram injetados com veículo ou várias concentrações de THC (1, 5, 10, 20 e 50 mg/kg massa corpórea) intraperitonealmente. O timo e o baço foram armazenados 24h depois e a viabilidade foi determinada. Os dados representam uma média de grupos de 4 camundongos.