Chimica farmaceutica 1

Tipologie che vengono accoppiate

Ognuna di quelle subunità è costituita da 4 domini transmembranali tra i quali M2 è quello che si affaccia all'interno del canale. Il sito recettoriale del GABA è localizzato tra le subunità α e β per cui servono 2 unità di GABA per attivare il canale e permettere l'ingresso di Cl-. Si parla di complesso recettoriale GABAergico poiché nelle varie forme sono stati rinvenuti diversi siti allosterici modulabili sia positivamente che negativamente da varie sostanze come benzodiazepine, barbiturici, alcol, anestetici locali.

Il fatto che il complesso recettoriale sia modulabile da una vasta serie di composti esogeni comporta che bisogna tenere sotto controllo l'assunzione contemporanea di tali composti. Ad esempio, se un soggetto assume benzodiazepine, che aumentano la trasmissione gabaergica, e allo stesso tempo assume barbiturici (o alcol o anestetici locali), l'effetto sarà influenzato dalla combinazione di queste sostanze.

iperpolarizzante diventa molto più spiccato e può portare anche a morte del paziente per depressione respiratoria. GABA Il recettore è considerato un sottotipo dei recettori GABA ed ha una struttura omomerica essendo costituito da 5 subunità ρ (rho) uguali. Ciò che lo rende distinguibile dal GABA è l'insensibilità a sostanze come la bicucullina e il baclofen (derivato del GABA); mentre è molto suscettibile al blocco derivante dall'interazione con una picrotossina. Naturalmente, essendo meno diffusi nel SNC, l'iperpolarizzazione che inducono è meno generalizzata. GABA Il recettore metabotropico è costituito da un'unica catena polipeptidica che attraversa la membrana 7 volte ed è associato a proteina G di tipo inibitorio. È attivato selettivamente dal baclofen (miorilassante) mentre è insensibile a bicucullina (antagonista GABA) e muscimolo. Per quanto riguarda la formattazione del testo, ecco un esempio di come potrebbe essere utilizzando tag html:

iperpolarizzante diventa molto più spiccato e può portare anche a morte del paziente per depressione respiratoria.

GABA

Il recettore è considerato un sottotipo dei recettori GABA ed ha una struttura omomerica essendo costituito da 5 subunità ρ (rho) uguali. Ciò che lo rende distinguibile dal GABA è l'insensibilità a sostanze come la bicucullina e il baclofen (derivato del GABA); mentre è molto suscettibile al blocco derivante dall'interazione con una picrotossina.

Naturalmente, essendo meno diffusi nel SNC, l'iperpolarizzazione che inducono è meno generalizzata.

GABA

Il recettore metabotropico è costituito da un'unica catena polipeptidica che attraversa la membrana 7 volte ed è associato a proteina G di tipo inibitorio. È attivato selettivamente dal baclofen (miorilassante) mentre è insensibile a bicucullina (antagonista GABA) e muscimolo.

Riguarda i meccanismi di trasduzione del segnale che tale (agonista GABA A recettore attiva c'è l'inibizione dell'adenilato ciclasi, l'attivazione dei canali del K e il blocco dei canali del Ca voltaggio-dipendenti. Dalla schematizzazione di una sinapsi GABAergica notiamo i vari siti d'azione dei farmaci per la modulazione delle vie gabaergiche.

Abbiamo detto che il meccanismo PLP dipendente (illustrato a pag. 104) che porta alla formazione di piridossalfosfato e un enantiomero di un aa è reversibile, per cui a partire da un aa ed il complesso imminico enzima-PLP si avrà formazione di piridossalammina fosfato e l'α-chetoacido corrispondente:

1. Biosintesi e Metabolismo del GABA: Conoscere il meccanismo d'azione dell'enzima GABA-T ha permesso di sviluppare composti che potessero inibirlo prolungando l'azione del GABA a livello sinaptico. Uno di questi composti è la vigabatrina, un analogo.

γ-vinilico del GABA ad azione anticonvulsivante, che agisce legandosi covalentemente alla vitamina B ed alla GABA-T.

Si nota un classico meccanismo iniziale di addizione/eliminazione con cui la vigabatrina si sostituisce alla lisina con formazione di un intermedio α,β-insaturo (immina-legame singolo-doppio legame C=C). A quel punto il residuo di lisina potrà effettuare un attacco nucleofilo (reazione di Michael) sul carbonio vinilico andando a formare l’addotto covalente vigabatrina/GABA-T abbastanza stabile. L’enzima non sarà più disponibile e per tornare a svolgere la sua funzione di degradazione del GABA c’è bisogno che venga ri-sintetizzato.

In genere l’attacco nucleofilo avviene sull’immina mentre in questo caso avviene sul sistema coniugato α,β-insaturo per cui porta alla formazione di un legame covalente non facilmente scindibile. Tale processo è considerato un ‘meccanismo

suicida’.- 108 -gabaculina,

Un altro composto in grado di inibire irreversibilmente la GABA-T è la che agisce legandosi, impedendogli di svolgere il suo ruolo coenzimatico. Tale composto è uncovalentemente alla vitamina B 6 analogo ciclico del GABA in cui ilcarbonio in α al gruppo carbossilico silega al carbonio in γ tramite questociclo-esadiene. Dopo l’iniziale attaccodel gruppo amminico sul complessoPLP-lisina con formazione della base diSchiff per tautomeria, il residuo dilisina va a strappare il protone acidotra immina e diene in modo dagenerare l’aromaticità nel ciclo dellagabaculina. Il gruppo imminico diventaquindi un legame covalentediffcilmente scindibile che determinal’inattivazione dell’enzima.

Oltre che sulla GABA-T è possibile agire su altri enzimi coinvolti nel metabolismo delGABA, ad esempio sulla succinilaldeide deidrogenasi (SSADH). Infatti,sodio valproatol’antiepilettico (sale sodico

dell'acido valproico) blocca tale enzima portando ad una minore concentrazione di acido succinico e per riflesso si osserva un aumento dell'attività dell'enzima glutammico decarbossilasi (GAD) con conseguente aumento della produzione di GABA.

2. Inibitori del reuptake del GABA: l'inibizione del trasporto attivo Na-dipendente che determina il riassorbimento del GABA dalla fessura sinaptica porta all'accumulo del neurotrasmettitore nella fessura sinaptica ed un'azione prolungata sui recettori post-sinaptici. Il primo farmaco con questa funzione fu l'antiepilettico (Gabitril®), un derivato dell'acido nipecotico sintetizzato poiché quest'ultimo non poteva attraversare la BEE. Ciò è stato possibile aggiungendo due anelli metil-tiazolici al termine di una catena butilenica legata all'azoto.

3. Recettori post-sinaptici:

• muscimolo, l'AGONISTA di riferimento del GABA è un alcaloide

estrattoAdall'Amanita Muscaria considerabile un analogo rigido del GABA che, permancanza del gruppo carbossilico, è più facilmente disponibile a livello del SNC. Non viene utilizzata in terapia in quanto tossica ma è un ottimo precursore pertutta una serie di farmaci.

• bicucullina;

Per quanto riguarda gli ANTAGONISTI COMPETITIVI del GABA il principale è la mentreApentilentetrazolo TBPStra gli ANTAGONISTI NON COMPETITIVI troviamo il ed il che, legandosi alsito di legame per la picrotossina, inducono una modificazione conformazionale sul sito di legamedegli agonisti determinando un blocco del canale Cl con conseguente depolarizzazione della-membrana ed effetto convulsivante. - 109 -

• Passiamo ora ai MODULATORI ALLOSTERICI POSITIVI, ossia sostanze che si legano ad un sito diverso(allosterico) da quello del GABA determinando una modificazione conformazionale che fa sì che ilcanale resti più aperto o che facilita l'interazione GABA-recettore.

Il risultato finale è comunque un'aumentata iperpolarizzazione della membrana, ciò che cambia è solo il sito di legame allosterico su cui le varie sostanze agiscono: alphaxalone ganaxolone- Sito di legame per i Neurosteroidi: il legame di sostanze come e determina un aumento del flusso di ioni Cl .- etanolo,- Sito di legame per Alcoli e Anestetici volatili: una singola somministrazione di specialmente in soggetti che assumono farmaci che interagiscono con il sistema GABAergico, è in grado di potenziare permanentemente la trasmissione GABAergica nell'area ventrale tegmentale (VTA) attraverso un meccanismo PKA-dipendente. Un tale potenziamento costituisce una modificazione chiave della trasmissione sinaptica che è alla base dei fenomeni di assuefazione e dipendenza da alcool.- Sito di legame per i Barbiturici situato all'interno del canale nei domini TM2 e TM3: i barbiturici sono modulatori positivi del GABA oltre ad avere capacità.

intrinseca di attivare(aprire) essi stessi il recettore, infatti, specialmente a dosaggi elevati, l'effetto dei barbiturici è GABA-indipendente (a differenza delle benzodiazepine) ed avviene su tutti i sottotipirecettoriali. Naturalmente gli effetti dipendono da composto, dose e via disomministrazione e vanno dalla riduzione dell'ansia alla sedazione fino ad essere utilizzaticome antiepilettici e anestesia. Bisogna prestare attenzione nella somministrazione inquanto tali sostanze hanno un basso indice terapeutico ed un dosaggio eccessivo potrebbeportare a coma, depressione respiratoria e bulbare.

- Sito di legame per le Benzodiazepine: per questi composti il sito di legame è delocalizzatopreferenzialmente all'interfaccia delle subunità α e γ ma, a differenza dei barbiturici, inassenza di GABA non sono capaci di mantenere aperto il canale. La loro azione consiste nelpotenziare l'azione del GABA tramite il cambio di conformazione

del sito di legame dopo la loro interazione con il sito allosterico. Le benzodiazepine trovano applicazione in tutte le situazioni in cui è necessario diminuire l'eccitabilità di alcune aree neuronali del SNC, agendo come sedativi-ipnotici, ansiolitici e antiepilettici. Il loro indice terapeutico è molto migliore rispetto a quello dei barbiturici, tanto è che non sono comuni casi di suicidi per overdose da benzodiazepine. 4. Recettori presinaptici: Durante la progettazione di farmaci antiepilettici di seconda generazione sono stati sintetizzati dei composti analoghi del GABA che fossero più lipofili e quindi più propensi a raggiungere il SNC (infatti il GABA, essendo un γ-amminoacido, non può raggiungere il SNC tramite i sistemi di trasporto attivo per gli α-aa, ma è l'acido glutammico che viene trasportato nel neurone per la sua sintesi). Tali analoghi, come il gabapentin e la pregabalin, si legano alla subunità.

α2-δ dei canali del Ca voltaggio-2+dipendenti della sinapsi eccitatoria determinando un minorinflusso di Ca nel neurone presinaptico. Una minore [Ca ]2+ 2+nella cellula comporta un minore rilascio dineurotrasmettitori eccitatori (glutammato, sostanza P, NA).

- 110 -Analizziamo in modo più specifico i barbiturici e le benzodiazepine.

Barbiturici o MalonilureeTali composti triossopirimidinici derivano dallacondensazione di un acido malonico con un’urea/tiourea esono tra i primi farmaci ottenuti interamente in modosintetico, senza l’utilizzo di precursori. Il barbiturico piùbarbituricosemplice è l’acido in cui R =R =R =H, ma ne1 2 3esistono molti che si differenziano appunto per i sostituentisul C in posizione 5 e per quelli sull’azoto.