Fármacos y Receptores I. Cinética de los Receptores

La cinética del receptor normalmente se realiza mediante experimentos de unión de ligando (L) y receptor (R) radiomarcados. Tome una cierta cantidad de tejido, tritúrelo hasta obtener un homogeneizado celular, agregue diferentes concentraciones de ligandos (medicamentos) marcados con isótopos radiactivos en grupos, incube hasta que la reacción alcance el equilibrio, filtre o centrifugue rápidamente las células y use un tampón para eliminar el radioactivo no unido. ligandos, miden la intensidad de radiación de la muestra, es decir, la cantidad total de fármaco unido a las células, y luego usan un exceso de ligando frío (ligando no marcado con un isótopo) para eluir el ligando radiactivo que se une específicamente al receptor, y medir nuevamente la intensidad de la radiación, que no es característica del fármaco. La curva de unión L-R (B) se puede obtener restando la cantidad de unión no característica de la cantidad total de unión. Si L solo está unida reversiblemente a una única R, entonces con B como ordenada y [L] como abscisa, la curva de unión L-R es una hipérbola recta. Si la abscisa se cambia a log[L] ([] representa la concentración molar), será una curva dosis-efecto típica en forma de S. Debido a que [RT] = [R] [LR] (RT es el número total de receptores), la intensidad relativa del efecto es proporcional a la cantidad de unión relativa de LR, es decir, utilizando E como ordenada y log [L] Como abscisa, el resultado es completamente consistente con los datos experimentales.

Cuando [L] gt; gt está en KD, [LR]/[RT]=100, alcanzando la eficiencia, es decir, [LR]max=[RT]. Cuando [LR]/[RT]=50, es decir EC50, KD=[L]. KD representa la afinidad de L y R en moles. Cada fármaco (L) tiene una afinidad diferente con R. Cuanto mayor es la KD, menor es la afinidad y ambas son inversamente proporcionales. Si pD2 = -logKD, no es necesario que su valor esté en unidades molares, se vuelve más pequeño proporcional a la afinidad y es más fácil de entender en una escala semilogarítmica, por lo que pD2 se usa más comúnmente.

El efecto de unión entre fármacos y receptores no sólo debe tener afinidad, sino que también debe tener actividad intrínseca. Este último está representado por α, 0≤α≤100. Entonces este parámetro se agrega a la fórmula anterior: E/Emax= α[LR]/[RT]. Cuando las afinidades de dos fármacos son iguales, la fuerza del efecto depende de la actividad intrínseca, y cuando las actividades intrínsecas son iguales, depende de la afinidad.

Se puede derivar la fórmula básica anterior de la cinética del receptor ([LR]/[RT]=[L]/KD [L]), y la curva dosis-efecto en forma de S se puede convertir en una línea recta, por lo que el cálculo es mucho más conveniente y preciso:

1. La gráfica recíproca doble toma ambos lados de la fórmula básica anterior como recíprocos y deriva 1/[LR]= KD/[L] [RT] 1/[RT]. Tomando 1/[LR] como ordenada, 1/[L]

2. La fórmula [LR]/[L] se deriva de 2. Diagrama de Scatchard = [RT]/KD-[LR]/KD toma [LR]/[L] como ordenada, [LR] como abscisa, y también es una línea recta con una pendiente de -1/[KD]. El punto de intersección es [RT]

La curva dosis-respuesta de algunos fármacos altamente activos que se unen al receptor correspondiente (curva B-log[L]) no es necesariamente la misma que la curva dosis-respuesta de el efecto después de la unión (curva E-log [L]) coincide. Debido a que este tipo de medicamento solo puede funcionar cuando se une a ciertos receptores (Emax), los receptores restantes no unidos son receptores de respaldo. Esto es de gran importancia para comprender el mecanismo de acción de los antagonistas, porque tales antagonistas sólo pueden ejercer sus efectos antagónicos después de ocupar por completo los receptores de reserva.

El agonista del receptor (L) tiene una fuerte afinidad con el receptor correspondiente y una fuerte actividad intrínseca, con α que alcanza 100. El antagonista del receptor (I) tiene una fuerte afinidad, pero carece de actividad intrínseca, α=0, y no puede causar efectos por sí solo, pero ocupa una cierta cantidad de receptores y antagoniza los efectos de los agonistas. Los antagonistas competitivos pueden competir con los agonistas y unirse a receptores, lo cual es reversible. En el experimento, si L e I existen al mismo tiempo, [RT] = [R] [LR] [IR], sustitúyalo en la fórmula básica anterior para derivar. Se puede observar que cuando L e I existen al mismo tiempo, si el factor L es fijo, el efecto farmacológico depende de [I]/K1 (K1 es la constante de disociación de I). Cuanto mayor [I] y/o menor K1, más débil será el efecto, es decir, más fuerte será el antagonismo.

Cuando [L] gt; gt[I], [LR]/[RT]→100, esta es la explicación teórica de que los antagonistas competitivos desplazan la curva dosis-respuesta hacia la derecha en paralelo (Emax permanece sin cambios).

Cuando hay una cierta cantidad de antagonista competitivo [I], agregar [L] a [L'] aún puede mantener el efecto farmacológico de [L] en el nivel original cuando se usa solo. En consecuencia, [L']/[L] es la relación de dosis, es decir, el antagonismo de [I] puede superarse aumentando [L']/[L] veces. La relación también depende de [I]/K1, independientemente del valor absoluto de [L] o KD. Tome el registro en ambos lados de esta fórmula y dibújelo con log([L']/[L]-1) como ordenada y -log[I] como abscisa. Es una línea recta con pendiente de 1 y el punto de intersección con la abscisa es -logK1, que es pA2, que es el diagrama de Schild. Según la definición de Schild, el parámetro antagonista pAx se refiere al logaritmo negativo de la concentración del antagonista competitivo cuando la relación de dosis es x, es decir, cuando [L']/[L] = 2, pA2=-log. [I]= -logK1. Estos parámetros reflejan la fuerza antagónica del antagonista. Cuanto mayor sea el valor, más fuerte será el efecto antagónico.

Los antagonistas no competitivos se unen muy fuertemente a R y se descomponen lenta o irreversiblemente, reduciendo la cantidad de R que pueden unirse a l. Otro tipo de antagonista no competitivo puede bloquear un determinado receptor detrás del receptor. El enlace de reacción intermedio reduce la función efectora del receptor. Ambos tienen una característica común, es decir, la altura de la curva dosis-respuesta (Emax) se reduce. La cinética de unión de L y el resto de R permanecen sin cambios, es decir, la KD permanece sin cambios. Esta relación es más fácil de ver en una trama recíproca doble.

También existe una clase de fármacos llamados agonistas parciales, que tienen gran afinidad con R, pero actividad intrínseca limitada, α

Actualmente, la tecnología de unión de radioligando-receptor se ha aplicado ampliamente a estudios de receptores, pero tiene sentido combinarlos con experimentos sobre efectos farmacológicos.

¿Por qué fármacos con estructuras químicas similares actúan sobre el mismo receptor? Algunos son agonistas, otros antagonistas y algunos son antagonistas parciales. También puede explicarse mediante la teoría del modelo de dos estados. Según esta teoría, las proteínas receptoras tienen dos estados de configuración mutuamente variables: estado de reposo (R) y estado activo (R*). En estado de reposo, el equilibrio tiende a R. Sólo cuando el fármaco activo tiene una gran afinidad con R* y se combina con L-R* puede ejercerse plenamente el efecto farmacológico. Algunos agonistas (P) pueden unirse a R y R*, pero su afinidad por R* es mayor que su afinidad por R, por lo que sólo algunos receptores se activan y ejercen un efecto farmacológico menor. Los antagonistas tienen la misma afinidad por R y R* y se unen fuertemente, pero los dos receptores están en equilibrio en reposo. Los antagonistas no pueden activar los receptores pero pueden bloquear los efectos de los agonistas. Algunos fármacos (como las benzodiazepinas) tienen una afinidad por R mayor que R* y, cuando se usan juntos, provocan el efecto opuesto al de los agonistas y se denominan superantagonistas. La teoría es fácil de entender, pero se necesitan más experimentos para confirmarla.