Appunti completi - Farmacologia

Il recettore canale GABA

Il recettore canale GABA è permeabile allo ione cloro Cl-. Questo recettore è formato da 5 subunità con numerose possibili combinazioni, con al solito il poro centrale per permettere il passaggio agli ioni cloro. In assenza del neurotrasmettitore il poro sarà chiuso, al contrario se il neurotrasmettitore GABA si lega al recettore GABA, questo si aprirà e permetterà il passaggio degli ioni.

L'attivazione dei recettori GABA, attraverso l'ingresso di ioni Cl- all'interno dei neuroni, induce iperpolarizzazione della membrana (la differenza di potenziale diventa ancora più negativa), rendendo più difficile per i neurotrasmettitori eccitatori depolarizzare la membrana e creare un potenziale d'azione.

Alcuni tipici effetti dell'attivazione dei recettori GABA A sono:

• Ansiolitici;
• Anticonvulsionanti;
• Sedativi;
• Ipnotici;
• Miorilassanti.

LE BENZODIAZEPINE. Queste sono farmaci contro l'insonnia.

ansia, attacchi di panico, epilessia, convulsioni e per l'astinenza dall'alcol. Queste non si legano al recettore GABA, ma ad un sito allosterico diverso.

Le benzodiazepine potenziano gli effetti dell'acido γ-amminobutirrico (GABA) sul recettore GABA, e non sono però in grado di attivare il recettore in assenza di GABA: se le benzodiazepine si legano al sito ma non è presente GABA, il canale non si apre. Questo aumentano quindi la frequenza di apertura dei canali del CL- indotta dal GABA.

In questo modo viene potenziata la trasmissione sinaptica inibitoria, quindi hanno un effetto inibitorio sul sistema nervoso centrale.

RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINE G.

I recettori accoppiati a proteine G (protein coupled receptor, GPCR) sono un'importante famiglia di recettori espressi sulla superficie cellulare. Nell'uomo sono circa 800 e rispondono ad una grande varietà di stimoli tra i quali ormoni, neurotrasmettitori, chemochine, ioni, fotoni di luce e

stimoli olfattivi e gustativi. I GPCR sono recettori di membrana che trasducono il segnale di moltissimi mediatori endogeni (adrenalina, serotonina, oppiacei, endocannabinoidi, dopamina, purine, GABA, acetilcolina, istamina, adenosina, ATP). Questi sono di conseguenza il bersaglio farmacologico di numerosi farmaci, perché circa un terzo dei farmaci attualmente in uso agisce attraverso GPCR ed è usato nel trattamento di moltissime patologie. Tutti i GPCR si organizzano in una struttura spaziale caratteristica con sette segmenti transmembrana, un'estremità amminoterminale disposta nello spazio extracellulare e una coda carbossi-terminale nel citoplasma. Attivazione dei GPCR. In assenza di ligando, il recettore forma un complesso con la proteina G formata da 3 subunità (α, β, γ). La subunità α è legata al GDP (guanosina difosfato). In presenza di ligando, questo si lega al recettore e provoca una variazione conformazionale del recettore stesso.

Recettore che porta alla liberazione del GDP e alla sua sostituzione con GTP (guanosina trifosfato). La subunità α legata al GTP si stacca dalla subunità βγ. L'αGTP si legherà ad uno specifico effettore, così come potranno fare anche βγ. L'αGTP e βγ regolano l'attività di specifici EFFETTORI (adenilato ciclasi, Fosfolipasi C, canali ionici). Proteine G e i relativi effettori. Ecco le principali famiglie di proteine G dipendenti dal tipo di subunità α: L'cAMP è uno dei più importanti secondi messaggeri in grado di portare l'informazione all'interno della cellula. L'adenilato ciclasi è un enzima che converte l'ATP in cAMP, che a sua volta andrà ad attivare altre proteine come la PKA, protein chinasi A in grado di fosforilare numerosi substrati a diversi enzimi coinvolti in numerosi processi cellulari, attivandoli.

oppure inattivandoli. L'IMPORTANZA DELLA FOSFORILAZIONE.

La fosforilazione è una reazione chimica che consiste nell'aggiunta di un gruppo fosfato (PO₄) ad una determinata proteina (soprattutto enzimi e recettori) o altre biomolecole. La fosforilazione rappresenta il meccanismo più importante per la regolazione dell'attività delle proteine.

• FUNZIONE DI ATTIVAZIONE/DISATTIVAZIONE: le proteine con attività funzionale possono venire "accese" o "spente" attraverso la fosforilazione e la defosforilazione.
• FUNZIONE DI SEGNALAZIONE: la fosforilazione di una proteina ne può permettere il riconoscimento e il legame da parte di altre proteine.

Gli enzimi coinvolti nei processi di fosforilazione o defosforilazione sono le:

• Chinasi: enzimi deputati alla fosforilazione;
• Fosfatasi: enzimi deputati alla defosforilazione.

FOSFOLIPASI C (PLC).

È un altro importante effettore dei recettori accoppiati a

proteine G. La fosfolipasi C è un enzima localizzato a livello intracellulare. La PLC idrolizza la PIP (una molecola localizzata sulla membrana, nello spazio intracellulare) ottenendo la DAG e IP .

In seguito alla formazione di queste due molecole, si ha il proseguimento del segnale arrivato dal legame del ligando sul recettore. DAG attiva la protein chinasi C (PKC, è una chinasi, quindi è in grado di donare un gruppo fosfato) che a sua volta può fosforilare numerosi enzimi. IP si lega a dei recettori canale presenti sul reticolo endoplasmatico provocandone l'apertura e il rilascio di Ca nel citoplasma.

IP e DAG sono di importanza fondamentale in quanto regolano un grande numero di processi cellulari, quali il metabolismo, la secrezione, la contrazione delle cellule muscolari, l'attività neuronale, la migrazione e la proliferazione cellulare.

ESEMPI DI RECETTORI ACCOPPIATI A PROTEINE G COME BERSAGLI FARMACOLOGICI – BETA 2 AGONISTI.

sono costituiti da una subunità extracellulare, una subunità transmembrana e una subunità intracellulare. Quando un ligando si lega alla subunità extracellulare, avviene una dimerizzazione dei recettori, cioè le due subunità transmembrana si uniscono formando un complesso attivo. Una volta attivati, i recettori tirosinchinasici possono fosforilare residui di tirosina all'interno della subunità intracellulare. Questa fosforilazione attiva una serie di vie di segnalazione intracellulari che possono influenzare diversi processi cellulari, come la crescita, la differenziazione e la sopravvivenza cellulare. I recettori tirosinchinasici sono coinvolti in diverse patologie, come il cancro. Infatti, mutazioni che portano ad una costitutiva attivazione dei recettori tirosinchinasici sono state associate allo sviluppo di tumori. In conclusione, i recettori tirosinchinasici sono importanti molecole di segnalazione che regolano diversi processi cellulari e la loro attivazione può avere importanti implicazioni fisiologiche e patologiche.

Posseggono dei residuidi tirosina nella parte citoplasmatica. Il legame di un mediatore ai recettori li porta a combinarsi in un dimero. In seguito alla formazione del dimero, i gruppi fosfato (P) sono trasferiti dall'ATP ai residui di tirosina. I residui di tirosina fosforilati fungono da siti di ancoraggio per numerose proteine cellulari che vengono così attivate dando origine a diverse risposte cellulari.

RECETTORI INTRACELLULARI. I ligandi endogeni dei recettori intracellulari sono ormoni e altre molecole lipofile specifiche in quanto devono essere in grado di attraversare la membrana plasmatica. Il recettore intracellulare, una volta attivato dal ligando, agisce da fattore di trascrizione, ovvero interagisce con specifiche sequenze di DNA regolando la trascrizione genica. Variazioni nella trascrizione genica portano quindi a variazioni nella sintesi di specifiche proteine. I geni regolati dai recettori intracellulari hanno importanti implicazioni in numerosi processi fisiologici.

Quali la riproduzione, lo sviluppo e il metabolismo. I recettori intracellulari costituiscono quindi il bersaglio farmacologico per combattere malattie metaboliche e patologiche che colpiscono l'apparato scheletrico cardiovascolare, immunitario e riproduttivo. Sono inoltre il bersaglio di importanti terapie antitumorali.

Esempi di recettori intracellulari. Meccanismo d'azione dei recettori intracellulari. L'attivazione dei recettori intracellulari avviene principalmente grazie al legame con un ligando (generalmente definito ormone). Il recettore è normalmente legato a strutture proteiche dette HSP (heat shock protein) che hanno la funzione di mantenere il recettore in forma inattiva, in modo tale che il recettore non possa svolgere la propria azione.

In seguito al legame con il ligando, la HSP si stacca e il recettore può dimerizzare:

Il dimero è ora libero di entrare nel nucleo e legarsi a specifiche sequenze di DNA chiamate HRE (Hormone Response Element).

attivando (più frequentemente) o inibendo (più raramente) l’espressione genica (e quindi la sintesi diproteine). In molti casi (esempio recettori per gli estrogeni, per gli ormoni tiroide e altri), i recettori si trovano già nel nucleo. I recettori intracellulari possono quindi essere distinti in citosolici e nucleari. Esempi di recettori come bersagli farmacologici: recettori intracellulari.

TAMOXIFENE. Tamoxifene si lega ai recettori per gli estrogeni (ER) impedendo il legame agli ormoni estrogeni e alterando la struttura del recettore che non è più ingrado di legarsi al DNA. In questo modo la trascrizione dei geni responsivi agli estrogeni viene inibita. Tra le proteine la cui sintesi viene inibita dal tamoxifene vi sono fattori di crescita che le cellule tumorali utilizzano per sopravvivere e proliferare (ad esempio le cellule del carcinoma mammario). Il Tamoxifene viene quindi utilizzato sia per il trattamento del tumore mammario, sia per prevenire la

ta da una depolarizzazione della membrana, cioè da un aumento del potenziale di membrana al di sopra di una soglia di attivazione. Una volta attivati, i canali ionici permettono il passaggio degli ioni attraverso la membrana, generando un flusso di corrente ionica che può influenzare diverse funzioni cellulari. I canali ionici attivati da voltaggio sono presenti in diversi tipi di cellule, inclusi neuroni, cellule muscolari e cellule del sistema immunitario. La loro attivazione è fondamentale per la trasmissione degli impulsi nervosi, la contrazione muscolare e la regolazione dell'equilibrio ionico all'interno delle cellule. La regolazione dell'apertura e della chiusura dei canali ionici voltaggio-dipendenti è un processo complesso che coinvolge diversi meccanismi. Tra questi, la presenza di specifici ligandi o modulatori può influenzare l'attività dei canali, permettendo una regolazione più precisa della loro funzione. In conclusione, i canali ionici attivati da voltaggio sono fondamentali per il corretto funzionamento delle cellule e dei tessuti. La loro attivazione dipende dal valore del potenziale di membrana e può essere influenzata da diversi fattori. La comprensione di questi meccanismi è di grande importanza per lo studio delle malattie e lo sviluppo di nuove terapie.