Farmacologia e farmacoterapia - professor Stocco

AGONISTA ANTAGONISTA

Oppioidi morfina naloxone

B adrenergico adrenalina/NO propanololo

In diversi casi sono stati scoperti prima i ligandi farmacologici dei

recettori oppure dei ligandi endogeni.

Per esempio:

- Recettori per gli oppioidi -> ha il nome del F perché si era scoperto che

legava il F ma non si sapeva che funzione avesse.

- Recettori per i cannabinoidi

Il fatto di avere identificato recettori senza conoscerne la funzione è

ancora un problema: con la scoperta del genoma umano posso sapere

quanti geni codificano per recettori nel nostro organismo. Il sistema

umano codifica da 20-40mila di proteine (tra cui mRNA non codifcante) e

si è visto che i recettori metabotropici (GPCR) sono circa 800. Di questi il

50% sono quelli olfattivi: quindi sono presenti nel tratto respiratorio e

interagiscono con piccole molecole e danno stimolo respiratorio.

Degli 800 geni solo il 6% sono usati come F, solo il 30% di F agisce su

metabotropici, ci sono anche recettori orfani che non si sanno ligandi o

effetti biologici.

25

Recettori olfattivi

gli RNA non codificanti sono trascritti ma non tradotti hanno delle



funzioni biologiche che sono studiate da parte dell’epigenetica = branca

della genomica che studia caratteristiche ereditarie ma che non

riguardano direttamente la sequenza del DNA. (quelle sono info di natura

genetica).

Una di queste è la metilazione delle citosine, a livello del DNA la base

citosina può essere modificata alla metilazione modificazione molto



presente nella sequenza in aree del promotore in cui ci sono aree ricche

di C, che contengono le regioni CPG island= isole citosina fosfato

guanina; sono più rare nelle regioni tradotte.

Si concentrano li perché la C può essere metilata e perde la capacità di

interagire con alcuni fattori di trascrizione -> spegne la trascrizione di

quel gene. È un meccanismo di regolazione epigenetica perché regolo la

espressione di proteine senza modificarne la sequenza.

Metilazione = interruttore che accende/spegne l’espressione di un gene

-> le mutazioni sono solo un dei meccanismi di modificazione

dell’espressione.

La epigenetica è ereditabile i profili di metilazione vengono trasmessi



con un meccanismo che non è noto. DNA dei gameti nel feto è

completante metilato e durante la meiosi la metilazione è azzerata

eppure poi nell’individuo osservò lo stesso delle metilazioni, che saranno

altamente specifiche al variare dei tessuti. Non è chiaro come il tutto

avvenga.

In questo modo l’ambiente influisce la ereditabilità -> l’ambiente può

modificare in modo ereditabile un determinato carattere.

Esperimento topo: esistono recettori olfattivi che permettono di sentire

l’acetofenone, hanno associato uno stimolo doloroso con l’odore

dell’acetofenone (puntura) quindi il topo appena sente l’odore lo associa

al dolore. Si è visto che i figli avevano la stessa capacità ma innata,

addirittura era trasmesso in 2 generazioni tra di loro anche se i figli non

erano a contatto con i genitori. Ciò dipende da una demetilazione di un

recettore olfattivo -> sensibilizzazione del topo all’acetofenone dipende

dalla demetilazione del promotore al fine di favorirne l’espressione.

Canali ionici

Qui i farmaci possono agire come

- bloccanti: bloccano permeazione

- modulatori: modulano flusso

26 non sono bersagli ideali perché hanno un’azione molto rapida quindi



difficilmente reversibile e aspecifica, perché presenti in tutti i tessuti

cellulari e ci sono tessutali vitali per l’organismo che dipendono

tantissimo dai flussi ionici;

sono molto comuni nei meccanismi dei veleni, cioè a dosi elevati:



canali ionici sono spesso coinvolti in processi di sostanza tossiche a

bassissime dosi -> molte tossine a livello animale. Molto usate come

mezzo sperimentale in quanto sono molto specifiche e possono bloccare

specificatamente un canale e non si prestano a uso clinico.

Esistono anche farmaci come anestetici locali che riducono il flusso del

Na.

Canali ionici veri e propri sono attivi anche senza ligandi, un canale

ionico attivato da ligando diventa un recettore ionotropico, che hanno

altra classificazione.

Enzimi

Farmaci possono agire

come inibitori bloccando la reazione catalizzata, come la warfarina

 che blocca la vitamina K reduttasi che ricicla la vitamina K,

importante nel circolo della coagulazione degli zimogeni.

da falsi substrati, come la mercaptopurina (antileucemico) che

 agisce da falso S. E’ analogo tiolico di ipoxantina, purina in cui ho

anello purinico con C=O che fa da precursore di adenina e guanina.

La mercaptopurina invece di C=O ha uno S è riconosciuta da



enzimi come se fosse ipoxantina e infatti viene convertita dal primo

enzima responsabile in tio inosina

Esistono due vie per fare le purine

- de novo: purine fatte da zuccheri e AA

- salvage pathway: vengono riciclate, sono fuse ai nucleotidi

riciclando il nucleo purinico e inizia da ipoxantina

L’enzima inzia la seconda via è HPRT: lega ipoxantina e la incorpora

originando la inosina (nucleotide) -> mercaproturina va incontro allo

stesso effetto ma ottengo tioinosina che viene poi riconosciuto dalla

cellula, è incorporato nel DNA e l’azione citotossica è che causano forza

di legame inalterata e alla fine causano apoptosi.

pro Farmaci

F che di per sé è inattivo ma viene attivato da modificazioni metaboliche,

mercaptopurina è anche prof perchè diventa attiva dopo la reazione



con enzima: pazienti senza HPRT non rispondono alla sua cura. Prof è la

azatioprina

27 la codeina che è il prof della morfina, è attivata da citocromi CipD26



-> pazienti senza enzima non li sentono.

Mercaptopurina e azatioprina

Farmaci creano effetti avversi come la mielo sopressione: depressione del

midollo osseo, dove avviene la produzione delle cellule del sangue quindi

dei linfociti il paziente va incontro a una riduzione dei linfociti ma

un’azione troppa marcata porta a linfopenia (riduzione troppo marcata)

che porta a una immuno deficienza del sistema immunitario e piò

riscontrare infezioni.

Di solito la mercaptopurina è associato al metrotressato, analogo

dell’acido folico.

Biotrasformazione delle purine:

Mercaptopurina entra nella

cellula da trasportatori, è

attivata da pathway che

comprende 3 enzimi:

- ipoxantina fosfo ribosil

tranferasi è il primo enzima della

salvage pathway e la converte

all’interno di un nucleotide (base

legata a ribosio e fosfato) ho



nucleotide inosina

- nucleotide convertito da

inosina monoP deidrogenasi,

sintasi lo convertono con

l’aggiunta di un gruppo nh3 a

nucleotide tio guaninico, che può essere monoP, di P, triP e le specie

attive citotossiche sono i triP per causare azione citotossica perché



vengono incorporati a livello di RNA e DNA, agiscono come falsi S e posso

causare citotossicità.

La struttura non è alterata in modo drastico in termini tridimensionali ma

la forza dei legami con tionucleotide è una forza alterata, è un legame

più forte che viene percepito da enzimi che controllano

omeostasi/regolarità e porta all’innesco di apoptosi.

Esiste altro meccanismo: all’interno delle cellule si accumula molto

tioinosina, che viene gestita in modo meno efficiente dagli enzimi

28

rispetto alla inosina fisiologica. Accumulo viene percepito dai sistemi di

rilevamento delle purine come eccesso e viene arrestata la sintesi de

novo delle purine, la cellula pensa di avere una grande quantità di purine

e blocca la sintesi. Dopo un po’ la cellula è in deplezione di purine

fisiologiche, effettivamente funzionanti morte cellulare.



Quindi ci sono due meccanismi: citotossicità di purina, dall’altro ho

accumulo di tioinosina che arresta la sintesi de novo.

Anche la mercaptopurina è un proF, i pazienti senza enzima HPRT non

rispondono alla terapia. Pathway è anabolica anabolismo: metabolismo



che porta a molecola attive, si oppone al catabolismo cioè la produzione

di molecole inattive

Le molecole inattive di mercaptopurina sono acido turico per ossidazione

e per metilazione 6MMP metil-mercaptopurina, è inattiva perché non

viene incorporata nella salvage pathway

Trasportatori

Come bersagli sono una classe importante, sono proteine presenti sulle

membrane biologiche che fanno transitare dei S (piccole molecole)

attraverso il doppio strato fosfolipidico in maniera indipendente dalle

caratteristiche chimico fisiche del substrato stesso. Il passaggio può

anche avvenire contr gradiente di concentrazione perché i trasportatori

ricavano energia da

- ATP, se sono trasportatori ABC (ATP binding cassett)

- da gradiente ionici, se sono trasportatori SLC (solute liquid carrier)

Come bersaglio: possono essere inibitori o falsi S, la maggior parte sono

inibitori. Come ad esempio inibitori del re uptake della serotonina

rilasciata a livello presinaptico, la fluoxetina. Questi inibitori hanno

attività antidepressiva

Oppure bloccante del trasportatore che secerne idrogenoni e collabora

con la secrezione gastrica come l’omeprazolo.

Recettori come bersaglio dei F

Recettori: proteine coinvolte nella trasduzione del segnale, si trovano

nella membrana plasmatica o intracellulari e hanno ruolo di trasduzione

di pathway attivate di solito da ligandi. Classificazione a seconda della

loro caratteristica cellulare e a seconda del ligando. Ho 4 proteine:

- recettori ionotropici: proteine di membrana che funzionano in

maniera combinata con canali ionici. Attivazione da parte ligando

endogeno/farmacologico causa un flusso ionico attraverso la membrana.

Determinano effetti cellulari dipendenti dalla variazione del flusso ionico

in tempi molto rapidi, sono macroscopicamente evidenti, difficilmente

reversibili non sono bersagli ideali.



Esempio recettori nicotinici di Ach presenti a livello della placca

neuromuscolare, sono recettori che regolano la connessione e muscoli.

29

Farmaci che agiscono a questo livello sono i curari, sostanza usate come

veleno e hanno la caratteristica di bloccare l’interazione tra Ach e

recettore a livello della placca non ho la contrazione ma paralisi



flaccida. Veleno è una sostanza a dose molto bassa, lo sono quasi tutte le

sostanze che attivano i canali ionici. La scala temporale è di millisecondi.

- recettori metabotropici: accoppiati a proteina G, interagiscono con

ligandi endogeni e pos