Choď na obsah Choď na menu
 


11. HLAVNÍ MÍSTA PŮSOBENÍ LÉČIV ( RECEPTORY, KANÁLY, … ) 12. INTERAKCE LÁTKA- RECEPTOR ( AGONISTÉ, ANTAGONISTÉ ) 13. INTERAKCE L

24. 6. 2010

= studium biochemických a fyziologických účinků látek včetně mechanismu působení s cílem určit jejich terapeutické účinky a toxické důsledky jejich podávání

-většina léků – do organismu – vazba na receptor – vyvolání specifického účinku

receptor = specifická makromolekula, na kterou je určitá látka schopna se navázat a vyvolat bio odpověď ( změnou bioch – biofyz vlastností receptoru zahájen sled reakcí vedoucích k pozorovanému účinku látky )

-většina receptorů jsou proteiny ( receptory pro hormony, RF,neurotransmittery )

                                               enzymy ( acetylcholinesteráza ) - ACHE

                                               strukturální proteiny  (tubulin )

                                               DNA, lipoproteiny

ligandy = ionty, malé molekuly, makromolekuly – se s určitou specifitou vážou na receptory a působí jako :

a) agonisté = látky, které se vážou k fyziologickému receptoru a napodobují regulační účinky endogenních signálních molekul

b)antagonisté= látky, které se vážou na receptor, ale jsou bez regulačního účinku, jejich vazba

blokuje navázání endogenního agonisty

c)částeční (parciální )agonisté = látky, které jsou ve srovnání s agonisty účinné pouze částečně

d)inverzní agonisté = látky, které stabilizují receptor v jeho inaktivní konformaci

 

-receptor existuje ve dvou stavech – aktivní a inaktivní ( změny konformace umožní otevírání/zavírání iontového kanálu, aktivaci/inaktivaci proteinu tyrosinkinázy nebo G proteinu)

-moment, kdy se rovnováha posune směrem k aktivnímu stavu je určen relativní afinitou látky ke 2 konformacím

(všichni agonisté v podstatě částečnými agonisty – selektivita receptorů není absolutní )

1) látka vázající se se stejnou afinitou k oběma konformacím nebude měnit efekt  (kompetitivní antagonista )

2) látka vázající se s vyšší afinitou k Ri ( inverzní agonista )

-rovnováha Ra/Ri posunována mutacemi

 

vazby na receptor: iontové, vodíkové, hydrofobní, van der Waalsovy, kovalentní

-kovalentní – často účinek prodloužen  (nekovalentní se silnou afinitou může být skoro ireverzibilní )

-receptory zodpovídají za selektivní působení ( selektivita závisí na : velikosti molekuly, tvaru a el.náboji – určují intenzitu vazby na receptor )

-chemická struktura látky určuje její afinitu a vnitřní aktivitu ( malé modifikace molekuly – velké změny farmkol.vlastností

-nové léky zabudovány do farmakologických knihoven ( léky testovány na bio modelech )

-o místě a intenzitě účinku léčiv rozhoduje lokalizace a fční kapacita receptorů  (př: digitalisové glykosidy – na chronické srdeční selhání inhibují zároveň Na/K/ATPázu )

-ideální léčivo – max.specifické, NÚ minimální, 0 toxicita

RECEPTORY

1)ENZYMY

membránové proteinkinázy = mají vnitřní enzymovou aktivitu ( fosforylace proteinů na vnitřním povrchu plazmatické membrány ), fosforylují hlavně: tyrosin ( inzulinové , cytokinové receptory, RF ), serin, treonin

-tvoří  je 3 komponenty: 1)doména – váže se na ni ligand

                                                 2)překlenovací ( spanning ) element

                                                 3)efektorová proteinkinázová doména na vnitřním povrchu

receptory bez 3) = nemají vnitřní enzymovou aktivitu  (účinek díky součinnosti s proteinkinázami na vnitřní straně ) – interakcí dochází k fosforylaci proteinů ( receptory pro neurotropní hormony, receptory pro antigeny na T a B lym )

 

tyrosinové proteinfosfatázy = často není znám ligand ( 1)podobná adhezivním molekulám )

( př: receptory pro NAF: 3)je guanylátcykláza tvořící cGMP

 

2)RECEPTORY S IONTOVÝMI KANÁLY = ligandem otevírané iontové kanály

Př:nikotinový cholinergní receptor, receptory pro GABA, serotonin, glutamát, aspartát,glycin

-proteinové receptory složeny z podjednotek ( symčkovitě prochází BM ) – výsledkem změny membránového potenciálu a nitrobuněčné koncentrace iontů

 

3)RECEPTORY SPŘAŽENÉ S G-PROTEINY

G-proteiny =heterotrimerická regulační molekula ( schopnost vázat GTP a GDP )

př:receptory pro biogenní aminy, PG, leukotrieny, cytosiny, lipidové signální molekuly, peptidy, fotoreceptory tyčinek a čípků

-efektory regulované G-proteiny – adenylátcykláza, fofsolipáza C, membránové iontové kanály selektivní pro Ca, K

-receptory s G-proteiny ( GPCR ) 7x prochází BM

-aminoskupiny zevně ( vazba agonisty ), karboxyskupiny vnitřně  (vazba G-proteinu )

-vazba agonisty na receptor – zvýšení vazby GTP s G-proteiny ( aktivní ) – podjednotka α se odtrhne od ostatních – kaskáda fosforylující proteiny

-G-protein – složen ze 3 podjednotek ( α,β,γ )

 

4)RECEPTORY REGULUJÍCÍ TRANNSKRIPCI DNA

Př:receptory pro hormony, vit.D,retinoly  ( = solubilní proteiny )

-komplex se váže na DNA a reguluje transkripci specifických proteinů

Př:PPAR  (receptor aktivovaný peroxysomovým proliferačním faktorem )

     PPAR-α ( místo hypolipidemického působení fibrátů )

     PPAR-γ ( místo zásahu antidiabetik glitazonů )

 

INTRACELULÁRNÍ POSLOVÉ = molekuly, které předávají a šíří signál ( druzí poslové )

cAMP = cyklický adenosinmonofosfát

-tvořen adenylátcyklázou  (tvorba závisí na aktivitě receptorů s G-proteiny, stimulace Gs, inhibice Gi )

-10 izoenzymů adenylátcyklázy ( některé stimulovány/inhibovány i β,γ podjednotkami, Ca/kalmodulin

-degradace fosfodiesterázami ( hydrolýza, ven z bb.plazmatickými proteiny CM )

-exprese fosfodiesteráz regulována druhými posly

-fce cAMP: aktivace proteinkináz závislých na cAMP  (ty fosforylují efektorové molekuly )

                       + kontrola exprese genů

                       regulace aktivity plazmatických kationových kanálů ( u n.I )

 

cGMP = signalizační úloha pouze u málo typů bb. ( př: střevní sliznice, hl.sv.cév )

-tvořen guanylátcyklázou

-fce: aktivace cGMP dependentních proteinkináz

-konec akce – degradace cGMP a defosforylace kináz

-↑c GMP – relaxace hl.svalstva cév  (defosforylace myosinu ) – vazodilatace ( ligandem je NAF, NO )

-NO tvořen bb.endotelu jako odpověď na vazodilatační látky ( acetylcholin, histamin )

 

Ca2+  = IC regulátorem mnoha procesů ( normálně málo c= 10-7 mol/l )

-↑c : receptory  s iontovými kanály, membránovým potenciálem, Ca nebo K, kanály na ER ( IP3 ), ve svalech po depolarizaci bb.

-nadbytek do ER ( reuptake Ca-pumpami ), do ECT

-ligand pro zvýšení c Ca: kalmodulin

 

NO = aktivuje guanylátcyklázu vazbou na hemovou skupinu  (nízká fyziologicky přítomná c NO je důsledkem tvorby cGMP, tyto účinky blokovány guanylátcyklázou )

 

REGULACE RECEPTORŮ

-kontrola funkce – regulace syntézy a degradace, kovalentní modifikace receptorů, přemístění uvnitř bb., asociace s jinými regulačními proteiny

-zpětnovazebná regulace ( signálními produkty receptorů )

desenzitizace = příčinou je a) trvalá stimulace bb. agonisty ( snižování odpovědi na podání agonisty )

                                                                                                                   -rychlost v sec – min

                                                    b)down-regulace receptorů – biodegradace receptorů ( hodiny-dny )

                                                                                                              -tam, kde je léčivo podáváno kontinuálně

                                                                                                              -př: léčba astmatu bronchodilatancii

( desenzitizace homologní/heterologní = u více receptorů )

internalizace = obnova ( recyklace ) receptorů, po krátkém kontaktu s agonistou

supersenzitivita ( hyper- ) = vznik při chronickém snížení stimulace receptoru ( zvýšená citlivost )

 

nemoci dané změnou receptorů

př: sy testikulární feminizace  (deficit androgenního receptoru )

     myastenia gravis ( autoimunitní deplece nikotinových cholinergních receptorů )

     DMI ( autoimunitní delpece insulinových receptorů )

     generalizovaná endokrinopatie ( poruchy komponent signálních drah)

     retinitis pigmentosa

     pubertas praecox

     maligní hyperthyreoidismus

 

(ACH – agonista muskarin, antagonista atropin )

-podtypy receptorů stanovovány pomocí molekulárního klonování

izoforma receptoru = receptor, pro který není známý selektivní ligand ( = sirotčí receptory )

-stupeň selektivity léčiva může být vodítkem pro posouzení  úspěšnost/NÚ

 

FARMAKOLOGIE RECEPTORŮ

-základem je křivka ukazující závislost účinku léčiva na dávce ( maximální hodnoty účinku dosahuje dávka, při níž jsou zaplněny všechny receptory )

-křivka má 3 základní vlastnosti: práh

                                                                sklon

                                                                max.účinek

( tyto vlastnosti charakterizují a kvantifikují aktivitu – účinnost látky )

interakce léčivo-receptor:

 1) látka se naváže na receptor ( vazba látky určena chem.vl. = afinita )

2) vazbou na receptor mění látka funkci receptoru ( = vnitřní aktivita, účinnost , závisí také na chem.vl., po vazbě látka změní strukturní konformaci receptoru )

 

receptorová teorie = okupační receptorová teorie předpokládá, že odpověď organismu na léčivo je podmíněna  obsazením receptoru léčivem ( počtem receptorů obsazených látkou )

( ideálně in vitro vztah dávka-účinek vyjádřen hyperbolickou křivkou )

rovnovážná disociační konstanta = koncentrace látky, při níž je obsazeno 50% receptorových míst ( jeli Kd nízká, je vazebná afinita vysoká )

 

přenos receptor-cílová tkáň

-bb.vybaveny amplifikačními schopnostmi + transmisními vlastnostmi ( = transaaktivační systém ) – fce: kontrola výsledného efektu interakce látky s receptorem

3 typy bb:

1) bb.málo amplifikuje signál

a) látka A vyvolá plnou odpověď ( plný agonista )

b)látka B vyvolá jen částečnou odpověď ( parciální agonista )

c) látka C nevyvolá odpověď, ikdyž obsazuje receptory  (zabrání ale účinku A a B a je kompetitivní antagonista )

2) bb.více amplifikuje signál

a) látka A plný agonista

b) látka B také

c) látka C parciální agonista

3) bb. hodně amplifikují signál

a) látka A,B,C jsou plní agonisté

-proto nutné vždy charakterizovat látku podle afinity a vnitřní aktivity!!!

 

 kvantifikace agonistů

intenzita efektu

biologický potenciál =  dáno hustotou receptorů, účinností  transaktivačního systému, afinitou, vnitřní aktivitou ( agonisté mají stejnou vnitřní aktivitu, ale různou afinitu – poměr potenciálů je metodou k měření schopnosti léčiva vyvolat odpověď

-jinou metodou je srovnávat vnitřní aktivitu dvou látek

 

kvantifikace antagonistů

kompetitivní antagonismus = látce chybí vnitřní aktivita, ale má afinitu  (naváže se na rector, ale nevyvolá konformační změny receptoru ), soutěží s agonistou o vazbu na receptor

-projevem je posun křivky koncentrace/účinek léku doprava k vyšším koncentracím ( míra posunu závisí na koncentraci antagonisty a jeho afinitě )

-s agonistou soutěží také parciální agonista

nekompetitivní antagonismus = potlačení nebo snížení efektu agonisty tím, že je antagonista na receptor pevně vázán a trvá dlouho, než se odstraní  (blokáda vazby pro agonistu )

ireverzibilní antagonista = podobný, dlouhodobě, nevratně se váže a tím blokuje receptor

alosterický antagonismus = vazba antagonisty na jiné místo receptoru, než kam se váže agonista  (důsledkem je pokles vazby agonisty / někdy vazbu potencuje – Myastenia gravis, Alzheimer )

inverzní agonista = funkční antagonisté, selektivně se vážou na inaktivní formu receptoru a inaktivují je ( stejné chování jako kompetitivní antagonisté )

 

coupling = provázanost signálních mechanismů od vazby na receptor před transdukční faktory v bb.

                   ( = transaktivační systém – jeho účinnost je zčásti určena počáteční změnou receptoru,

                        závisí na biochem.vl. přenášejících signál )

rezervní ( = spare ) receptory = při existenci receprotové rezervy je dosaženo max.farmakol. odpovědi, ikdyž ještě nedošlo ke kompletnímu obsazení všech receptorů

-přítomny např v myokardu ( průkaz působením ireverzibilních antagonistů )

 

ANTAGONISMUS

 ( reverzibilní / ireverzibilní )

-když se zvyšuje c rev.antagonistů, prohlubuje se intenzita inhibice agonisty  (lze to ale překonat zvýšením koncentrace agonisty ) = znak kompetitivního antagonismu ( posun doprava )

-vysoká afinita antagonisty může způsobit téměř nulovou vazbu agonisty ( mohou ale být přítomny rezervní receptory, které umožní vazbu agonisty, pokud je ve vysoké koncentraci ) = ireverzibilní antagonismus ( léky, eliminace závisí na obměně receptorů ),př:phenobenzamin

-některá léčiva používaná jako  kompetitivní antagonisté jsou ve skutečnosti slabí parciální agonisté ( fumazenil – antidotum při předávkování benzodiazepiny )

-chemický antagonismus = nesoutěží o vazbu, ale léčivo se na druhé léčivo naváže a tím ho inaktivuje ( př.protamin inaktivuje heparin )

-fyziologický antagonismus = účinky méně specifické, ale užívají se (př:insulin při zvýšené syntéze glukokortikoidů sníží glykémii )

 

LÉČIVA S ÚČINKY NEZÁVISLÝMI NA RECEPTORECH

-mohou se v organismu vázat ( na malé molekuly, ionty )

-př:chemický antagonismus  (antacida, proti radikálům – mesna, mannitol – zvýší osmolaritu )

-mohou být inkorporována do bb. a tak ovlivní fci ( chemoterapie )

Př: látky ovlivňující pH, oxidace a redukce ( intoxikace ), precipitace proteinů ( dermatologie ), mechanické krytí povrchu ( GITologie, dermatologie ), adsorbencia  (černé uhlí ), detergentia ( mýdla, dezinfekce ), chlátotvorné látky ( detoxikace iontů ), denzní látky ( RTG-kontrastní látky v diagnostice), radionuklidy ( diag.+terapie )