Appunti dell'esame di Farmacologia

ANTAGONISTI IRREVERSIBILI E RECETTORI DI RISERVA

Il farmacologo molecolare Furchgott studiando il vitro gli effetti inibitori di un antagonista irreversibile notò che modificava in maniera differente le curve concentrazione-risposta di due distinti agonisti sullo stesso sistema recettoriale; nel caso dell'agonista A notò un progressivo calo della risposta massimale al crescere delle concentrazioni dell'inibitore, mentre nel caso dell'agonista B le curve concentrazione-risposta risultavano spostate a destra e abbassate solo con concentrazioni maggiori di antagonista. Furchgott giustificò questo comportamento ipotizzando che per l'agonista B esistessero recettori riserva ossia recettori sovrannumerari che non sono coinvolti nella risposta massimale. Secondo questa interpretazione anche se una frazione di recettori viene sequestrata dall'antagonista irreversibile, l'agonista riproduce l'effetto massimo poiché gli è.

Sufficiente la riproduzione di una parte dei recettori; i recettori non coinvolti nel legame sono di riserva. Al contrario, l'agonista A deve attivare tutti i recettori presenti per produrre la massima risposta che cala in presenza di piccole concentrazioni di antagonista irreversibile sequestrante. L'agonista A quindi non ha recettori riserva, insostanza i due agonisti producono lo stesso effetto occupando tuttavia frazioni diverse di recettori. L'effetto dipende quindi dall'occupazione dei recettori ma anche dalla capacità dell'agonista di attivarli; i due agonisti si differenziano proprio nella capacità di attivazione del recettore e nella capacità di impartire quel segnale che viene tradotto dalle cellule e non ha risposta. Questa proprietà viene definita "efficacia intrinseca" ed è una caratteristica peculiare di ogni agonista: l'agonista B ha un'elevata efficacia intrinseca basta l'interazione.

con pochi recettori per produrre anche l'effetto massimo, mentre l'agonista A impartisce un debole segnale e deve interagire con tutti i recettori per produrre la massima risposta. L'esistenza di recettori sovrannumerari per un agonista ad elevata efficacia intrinseca trova spiegazione logica nel fatto che questo agonista, legandosi a una singola molecola di recettore, impartisce un particolare segnale amplificato che si traduce in una cascata di reazioni intracellulari che portano alla risposta finale massima del sistema. Generalmente i mediatori endogeni sono dotati di una elevata efficacia intrinseca e generano i massimi effetti anche attivando solo una minima quota di recettori. L'esistenza di recettori sovrannumerari per un agonista con α efficacia intrinseca è dimostrata dalla separazione tra la curva concentrazione-risposta e la curva di legame che con questo agonista si possono ottenere. L'agonista con elevata efficacia intrinseca ha maggiorepotenza e affinità. Infatti, nell'esempio (pagina 3), la curva relativa alla risposta si trova a sinistra rispetto alla curva di legame. Per produrre il 50% dell'effetto massimo è richiesta l'occupazione e l'attivazione solo del 10% dei recettori. L'effetto massimo è raggiunto quando sono occupati solo il 50% dei recettori, gli altri recettori sono in riserva. RECETTORI COSTITUTIVAMENTE ATTIVI: MODELLO A DUE STATI Con la diffusione delle metodiche biotecnologiche, è stato introdotto nella ricerca farmacologica l'uso di linee cellulari manipolate geneticamente capaci di iperesprimere popolazioni recettoriali. Utilizzando questo substrato biologico si notò che era possibile misurare una risposta anche in assenza di agonista e si concluse che alcuni recettori fossero costitutivamente attivi. È noto che le proteine recettoriali possono esistere all'equilibrio in diverse conformazioni, alcune più favorite di altre da un punto di vista energetico.recettore, mentre l'antagonista completo o antagonista pieno sposta l'equilibrio verso la forma inattiva del recettore. Nel caso delle patologie sopra menzionate, il difetto recettoriale impedisce ai mediatori endogeni di legarsi correttamente al recettore e di attivare la risposta fisiologica. Pertanto, l'uso dei classici antagonisti non è efficace perché agiscono solo sui mediatori endogeni, ma non sul recettore difettoso. Il modello del recettore a due stati proposto da Leff spiega che il recettore può esistere in due conformazioni: inattiva e attiva. Nelle condizioni di riposo, l'equilibrio tra queste due conformazioni è spostato verso la forma inattiva, e quindi non si registra alcuna attività del recettore. Tuttavia, l'equilibrio può essere perturbato da un farmaco che ha affinità per entrambe le forme del recettore. Un agonista completo o agonista pieno sposterà l'equilibrio verso la forma attiva del recettore, attivando così la risposta fisiologica. Al contrario, un antagonista completo o antagonista pieno sposterà l'equilibrio verso la forma inattiva del recettore, bloccando così la risposta fisiologica. In conclusione, nelle patologie in cui il difetto è a livello recettoriale, l'uso dei classici antagonisti non è efficace. Tuttavia, il modello del recettore a due stati offre una spiegazione molecolare di come i ligandi recettoriali possono influenzare l'equilibrio tra le conformazioni del recettore e quindi modulare la risposta fisiologica.

recettore per la quale ha maggioreaffinità e porta alla comparsa della risposta farmacologica. L'agonista parziale ha una debole preferenza per la forma attiva del recettore sposta solo parzialmente l'equilibrio generando una risposta meno efficace. L'antagonista che si lega con uguale affinità alle due forme non altera l'equilibrio basale e non produce di per sé alcun effetto ma può competere con gli altri ligandi. Nell'insieme secondo questa interpretazione l'effetto prodotto da un legando recettoriale dipende dal rapporto tra le frazioni dei recettori che sono presenti in forma attiva e inattiva e ovviamente dall'affinità che il ligando possiede verso le due conformazioni. Questa teoria spiega anche l'effetto negativo di alcuni agonisti che diminuiscono l'attività basale del sistema e per questo vengono definiti agonisti inversi. L'agonista inverso è quel ligando che ha maggiore

affinità per il recettore in conformazione inattiva, che sposta l'equilibrio verso quella direzione. La sua efficacia negativa però si evidenza solo nel caso in cui sia presente una attività costitutiva di base ossia una risposta derivante dal prevalere della forma attiva del recettore. In assenza di attività costitutiva basale, l'agonista inverso si comporta semplicemente da antagonista. Il significato clinico dell'agonista inverso non è da trascurare, infatti è l'unico agente in grado di inibire l'attività anomala derivante da recettori mutati o iperespressi; questa attività, come abbiamo detto, non sarebbe altrimenti controllabile dai tradizionali antagonisti poiché non è riconducibile a iperstimolazione da parte dei mediatori endogeni. BERSAGLI FARMACOLOGICI: RECETTORI I farmaci con meccanismo d'azione specifico interagiscono reversibilmente con diversi tipi di proteine che svolgonosulla membrana citoplasmatica. Altri recettori sono localizzati all'interno della cellula, come nel nucleo o nel reticolo endoplasmatico, e rispondono a segnali che vengono trasmessi direttamente all'interno della cellula. I recettori possono essere classificati in diversi modi, a seconda delle loro caratteristiche strutturali e funzionali. Ad esempio, i recettori ionotropici sono canali ionici che si aprono o si chiudono in risposta al legame del ligando, permettendo il passaggio di ioni attraverso la membrana cellulare. I recettori metabotropici, invece, attivano una cascata di segnalazione intracellulare che porta a una risposta cellulare. I recettori possono essere anche classificati in base al tipo di ligando che riconoscono. Ad esempio, i recettori per i neurotrasmettitori sono specifici per molecole come l'acetilcolina o la serotonina, mentre i recettori per gli ormoni rispondono a molecole come l'insulina o il cortisolo. La corretta funzione dei recettori è essenziale per il corretto funzionamento delle cellule e degli organismi. Alterazioni nella struttura o nella funzione dei recettori possono portare a malattie e disturbi, e molti farmaci agiscono proprio modulando l'attività dei recettori. In conclusione, i recettori sono elementi chiave nella regolazione della funzione cellulare e nella comunicazione tra le cellule. La loro corretta funzione è essenziale per il mantenimento dell'omeostasi e per il corretto funzionamento degli organismi.intracellulari coinvolti generalmente nel controllo della sintesi proteica. I recettori vengono classificati in famiglie in base al mediatore endogeno stimolante che li riconosce; nell'ambito della stessa famiglia vengono ulteriormente divisi in sottotipi: - Su base farmacologica, ossia secondo l'affinità di vari ligandi. - Su base biochimica, ossia secondo il meccanismo di trasduzione intracellulare del segnale. - Su base strutturale. Si possono distinguere 4 principali tipi di recettori: 1. Recettori di membrana ionotropici. 2. Recettori metabotropici accoppiati a proteine G. 3. Recettori ad attività tirosin chinasica. 4. Recettori intracellulari per ormoni e agenti liposolubili. In base alla tipologia del recettore cambia l'organizzazione strutturale e la cinetica dell'risposta cellulare; i recettori ionotropici comportano flussi ionici che in pochi millisecondi portano a transitori cambiamenti del potenziale cellulare; i recettori metabotropici mediano variazioni dei livelli.

intracellulari di secondi messaggeri che in alcuni minuti oppure in oregenerano segnali più complessi, più duraturi e con effetti eterogenei sullo stato cellulare. Irecettori tirosin chinasici attivati preferenzialmente da proteine o da fattori di crescitarichiedono ore o giorni per mediare una risposta che si esplica attraverso la sintesi proteica ela proliferazione cellulare. Infine, i recettori intracellulari mediano effetti che compaiononell’arco di diverse ore poiché modulano l’attività trascrizionale a livello del DNA; i farmacioperanti su questi recettori attivi per via genica non possono intervenire immediatamentesulla patologia, l’effetto è tardivo e può perdurare in funzione del tempo di turnover dellaproteina coinvolta. Vediamo ora i vari tipi di recettori e le loro peculiarità.

Recettore nicotinico : è il prototipo del recettore ionotropico a canale ionico, attivatodall’acetilcolina. È

Il testo fornito è costituito da 5 subunità proteiche transmembranarie indicate con le lettere dell'alfabeto greco: