Meccanismi e recettori I
Meccanismi e recettori I
Meccanismi e recettori I
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
FARMACODINAMICA<br />
•È quella branca della Farmacologia che studia i<br />
meccanismi con cui i farmaci sono in grado di<br />
modificare le funzioni dell’organismo.<br />
•È la scienza che contribuisce a costruire e solidificare<br />
le basi teoriche dell’utilizzo razionale dei farmaci in<br />
ambito terapeutico<br />
Il meccanismo d’azione può essere considerato a 4<br />
differenti livelli:<br />
1. Sistemi corporei<br />
2. Componenti tissutali<br />
3. Costituenti cellulari<br />
4. molecole
Gli effetti di un farmaco sono la conseguenza<br />
della loro interazione con molecole<br />
funzionalmente importanti dell’organismo<br />
Il farmaco non crea nuove funzioni!,<br />
determina piuttosto una modulazione<br />
(aumento o riduzione) di funzioni preesistenti.<br />
Alcuni farmaci possono produrre i loro effetti<br />
solo in virtù delle loro proprietà chimicofisiche:<br />
es . Farmaci antiacidi, sostanze<br />
chelanti, lassativi , surfattanti (disinfettanti)
La maggior parte dei farmaci però produce i suoi<br />
effetti in seguito all’interazione con specifici<br />
componenti tessutali macromolecolari<br />
I principali bersagli molecolari dei<br />
farmaci:<br />
•Recettori (in senso stretto)<br />
•Enzimi<br />
•Molecole di trasporto<br />
•Canali ionici<br />
•Bersagli idiosincratici<br />
•Acidi nucleici
Meccanismo d’azione dei Farmaci<br />
•È dall’interazione tra farmaco e struttura bersaglio<br />
che si avviano le modificazioni biochimiche e<br />
fisiologiche che caratterizzano la risposta al farmaco<br />
(l’effetto farmacologico).<br />
• I siti di legame sono detti Bersagli farmacologici o<br />
più genericamente <strong>recettori</strong> (in maniera più<br />
impropria)<br />
•Molti di questi bersagli sono di natura proteica<br />
(fanno eccezione gli anti microbici e gli anti tumorali che<br />
interagiscono con gli acidi nucleici)
I 4 principali tipi di <strong>recettori</strong> e trasduzione del segnale<br />
1 canali ionici attivati da ligando (<strong>recettori</strong> ionotropici)<br />
2 <strong>recettori</strong> accoppiati a proteina G (<strong>recettori</strong> metabotropici)<br />
3 <strong>recettori</strong> ad attività chinasica<br />
4 <strong>recettori</strong> nucleari<br />
da Annunziato L. e Di Renzo G. “Trattato di Farmacologia capitolo 2 , Idelson-Gnocchi 2010
RECETTORI DI MEMBRANA ED<br />
INTRACELLULARI<br />
• I <strong>recettori</strong> di membrana trasducono il segnale<br />
portato da mediatori idrofilici che difficilmente<br />
passano la membrana cellulare (neurotrasmettitori<br />
classici e peptidici, fattori di crescita ecc.)<br />
• I <strong>recettori</strong> intracellulari trasducono il segnale portato<br />
da ormoni e altri mediatori lipofilici che diffondono<br />
facilmente attraverso le membrane cellulari (ormoni,<br />
Vitamina D ecc.)
• Le due classi di <strong>recettori</strong> differiscono anche<br />
per il meccanismo di trasduzione del segnale<br />
• I <strong>recettori</strong> di membrana trasducono il segnale<br />
generando modificazioni biofisiche e<br />
biochimiche della cellula<br />
• I <strong>recettori</strong> intracellulari, interagendo con tratti<br />
specifici del genoma, portano a modificazioni<br />
dell’espressione genica e quindi della<br />
composizione proteica della cellula
NEUROTRASMETTITORI CON RECETTORI A<br />
TRASDUZIONE DEL SEGNALE VELOCE E<br />
LENTA<br />
Neurotrasmettitore Risposta veloce Risposta lenta<br />
Acetilcolina Nicotinici Muscarinici<br />
GABA GABA A GABA B<br />
Glutammato Ionotropici Metabotropici<br />
Serotonina 5HT 3 5HT 1,2,4,5<br />
ATP P 2X P 2y
La stimolazione da parte di un neurotrasmettitore Legando<br />
specifico per un certo tipo di recettore di tipo 1 o 2 non e’<br />
un evento indifferente<br />
Il recettore ionotro è sempre un unico complesso<br />
molecolare che opera sia il riconoscimento del<br />
ligando che il meccanismo di trasduzione<br />
Il legame col ligando comporta sul sempre:<br />
• una trasduzione del segnale molto rapida<br />
(millisecondi)<br />
• l’apertura del canale<br />
• un flusso di ioni specifici del canale con<br />
velocità prossima alla diffusione in ambiente<br />
acquoso
Il recettore Metabotropico (detto anche GPCR) ha invece<br />
una porzione extracellulare o transmembranale che<br />
opera il riconoscimento del ligando e una che è nella<br />
regione citoplamatica della membrana legata, quando il<br />
recettore non è attivato, alla proteina G.<br />
Il legame col ligando comporta sempre sul<br />
recettore :<br />
• una risposta piu’ lunga e piu’ lenta (secondi)<br />
• un cambiamento conformazionale ed attivazione<br />
della proteina G che diffondono nella membrana<br />
associandosi con gli effettori (canali o enzimi)<br />
• la promozione di secondi messaggeri<br />
• Apertura di canali ionici (Ca 2+ e K +)
I <strong>recettori</strong> canali sono proteine oligomeriche transmembrana<br />
formati da<br />
Ach<br />
Glicina<br />
GABA<br />
Serotonina<br />
5 4 4 3<br />
Glutammato<br />
Aspartato<br />
Kainato<br />
subunità<br />
AMPc<br />
GMPc<br />
ATP
SULLA BASE DELLA CARICA IONICA<br />
Recettori permeabili<br />
ai cationi<br />
I <strong>recettori</strong> canali operati da ligando<br />
possono essere classificati in:<br />
Recettori permeabili<br />
agli anioni
RECETTORE IONI IMPLICATI<br />
Nicotinico Na+ K+ ,anche Ca 2+<br />
GABA A Cl -<br />
GlyRs Cl -
Struttura del recettore nicotinico per l’Ach<br />
da Miyazawa A. et al Nature 423,949,2003
Un Farmaco che si lega ad un recettore e riproduce<br />
gli effetti del ligando endogeno con funzione<br />
regolatoria si chiama<br />
AGONISTA RECETTORIALE<br />
Un Farmaco in grado di prevenire gli effetti di<br />
una sostanza ad attività agonista si chiama<br />
ANTAGONISTA FARMACOLOGICO<br />
Un Farmaco che si lega ad un recettore e determina<br />
effetti biologici opposti a quelli dell’agonista puro si<br />
chiama<br />
AGONISTA INVERSO
Un Farmaco che si lega ad un recettore, ma non<br />
produce effetti farmacologici se non quelli di inibire<br />
l’azione degli agonisti si chiama<br />
ANTAGONISTA RECETTORIALE<br />
(può essere competitivo se i suo sono i effetti sono revertiti<br />
all’aumentare della dose di agonista o non competitivo se non<br />
sono revertiti)<br />
Un Farmaco che si lega ad un recettore ma determina<br />
un azione inferiore a quella dell’agonista puro e<br />
inpresenza di questo si comporta da antagonista si<br />
chiama<br />
AGONISTA PARZIALE
STORIA DEL CURARO<br />
• 1516 Primo rapporto ben documentato sull’esistenza<br />
di un veleno per frecce<br />
• 1648 Il veleno fu chiamato curaro da “curuiri”<br />
• 1850-57 Claude Bernard scopre che il luogo d’azione<br />
del curaro è la placca motrice<br />
• 1865 Preyer ottenne in forma cristallina una curarina<br />
attiva<br />
• 1935 King isolò dal curaro la d-tubocurarina<br />
• 1938 Furono isolati alcaloidi ad azione curarizzante<br />
da differenti specie di Stricnos<br />
• 1943 Dutcher isolò la d-tubocurarina dal<br />
Chondodendron tomentosum
Chondrodendron<br />
tomentosum
Pancuronio<br />
Vecuronio
La perdita di risposta da precedente esposizione<br />
all’agonista si chiama<br />
DESENSIBILIZZAZIONE<br />
DEFINIZIONE<br />
Il termine desensitizzazione o desensibilizzazione si<br />
riferisce al processo in base al quale l’esposizione<br />
persistente a un agonista porta a una riduzione<br />
dell’effetto
La desensitizzazione può essere:<br />
omologa eterologa<br />
L’attivazione<br />
prolungata di un<br />
sistema <strong>recettori</strong>ale<br />
induce la perdita di<br />
attività dell’agonista<br />
L’attivazione prolungata di un<br />
sistema <strong>recettori</strong>ale induce<br />
desensitizzazione anche di altri<br />
<strong>recettori</strong> che utilizzano la<br />
stessa via di trasduzione del<br />
segnale o gli stessi effettori
• Ciascun recettore può andare incontro a<br />
desensitizzazione con modalità proprie.<br />
• Nonostante ciò è possibile riconoscere<br />
meccanismi e strategie comuni di<br />
desensitizzazione all’interno di ciascuna<br />
delle quattro grandi superfamiglie<br />
<strong>recettori</strong>ali
LA DESENSITIZZAZIONE DEI RECETTORI<br />
• Riduzione dell’affinità<br />
PUO’ AVVENIRE PER:<br />
• Incapacità di trasdurre il segnale<br />
• Riduzione del numero di molecole del<br />
recettore (Down regulation)
Recettori Canali<br />
• La desensitizzazione è una proprietà<br />
intrinseca dei <strong>recettori</strong> canali.<br />
• Essa equivale a una riduzione della capacità<br />
di andare incontro al cambio<br />
conformazionale necessario per produrre<br />
l’apertura del canale ionico<br />
transmembranario<br />
• Hanno minor importanza se non nulla la<br />
riduzione dell’affinità per il ligando ( es .per<br />
fosforilazione) e la riduzione del numero di<br />
<strong>recettori</strong> (downregulation)
Recettori Ionotropi a rapida<br />
Trasduzione del segnale<br />
• Colinergici nicotinici<br />
• GABAa<br />
• Per la Glicina<br />
• Per il glutammato MDA e AMPA<br />
• 5-HT3
Struttura e topologia dei <strong>recettori</strong> ionotropici del<br />
glutammato (i GluRs)<br />
da Jin et al. Nature Neuroscience 6, 803 , 2003
Il glutammato si lega probabilmente ai domini S1 e S2<br />
I <strong>recettori</strong> ionotropici MMDA per l’Acido N-metil-D-<br />
Aspartato (conduttanza a Ca ++ e Na + ) vengono attivati<br />
dal legame col glutammato solo dopo rimozione del<br />
blocco da Mg 2- questa consegue alla depolarizzazione di<br />
membrana mediata dall’attivazione di altre due classi di<br />
<strong>recettori</strong> ionotropi per il glutammato che si attivano più<br />
rapidamente (AMPA )<br />
I <strong>recettori</strong> ionotropici AMPA per l’Acido alfa-Amino-3idrossimetil-4-isossazol-proprionico<br />
hanno prevalente<br />
localizzazione postsinaptica inducono rapida<br />
depolarizzazione dopo legame con il glutammato la<br />
depolarizzazione rimuove il blocco da Mg 2- sul recettore<br />
NMDA