MEHANIZMI DJELOVANJA LIJEKOVA

Transcript

1 MEHANIZMI DJELOVANJA LIJEKOVA -opća a načela- Prof. dr. sc. Frane Božić Zavod za farmakologiju & toksikologiju Veterinarskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

2 1. Na stanicu Mjesto djelovanja lijeka lijek započinje lančani ani slijed biokemijskih zbivanja koja završavaju avaju konačnim nim učinkom. 2. Izvan stanice fizikalni učinciu kemijske reakcije fizikalno kemijski kemijski učinciu mijenjanje sastava tjelesnih tekućina

3 Stanično no djelovanje lijeka Djeluje li lijek intracelularo,, extracelularno ili na staničnu nu membranu? Djeluje li lijek na specifični tip stanica? Na koji tip receptora djeluje lijek? Mehanizam konačnog nog učinka lijeka? *Lijekovi uglavnom m i j e n j a j u funkciju enzima,, membrana a ili gena.

4 Receptor Makromolekulski kulski kompleks ks posredstvom kojega lijek polučuje uje biološke učinke. Odnos strukture ture i aktivnosti: odnos između kemijske strukture lijeka i njegova biološkog učinka.

5 Vezna mjesta lijeka Vezna mjesta lijeka su na proteinima, glikoproteinima i proteolipidima. ima. Proteini se nabiru i stvaraju jedinstvene 3-D strukture. ture. Izlažu mjesta na završecima određenih aminokiselina za selektivno vezanje molekula lijeka.

6 Tipovi veza i privlačnih sila koje osiguravaju vezu lijek-receptor eceptor Razvrstavanje od jače e prema slabijoj: Kovalentna na (ireverzibilna; najmanje učestala) Ionska (+/-) Vodikova (H - O) Hidrofobna interakcija Van der Waalsove (dipolna interakcija)

7 Klasični receptori Smješteni na membrani. Amfipatski (polarne i nepolarne regije). Alfa-heliks tvori nepolarne transmembranske regije.

8 Polarni Nepolarni Polarni

9 Karakterizacija receptora Ovisi o specifičnosti vezanja l i g a n d a. Radioligandi (*označeni lijek) koriste se za mjerenje lijeka vezanog na receptor i slobodnoga lijeka. Nakon postignute ravnoteže, vezani i slobodni lijek se razdvoje. Odrede se koncentracije vezanog i slobodnog *liganda.

10 slobodni Jednadžba: *L + R *LR k 1 vezani [*L] [R] / [*LR] = k 2 / k 1 = K d k 2 [*L] i [*LR] se mogu izmjeriti, ali [R] ne može: [R] = [R T ] - [*LR], i kad se uvrsti: [*LR] / [*L] = [R T ] / K d -[*LR] / K d ili [*V] / [*S] = [V m ] / K d - [*V] / K d y = b + mx Krivulja [V] / [S] vs. [V]... SCATCHARD-ova krivulja kosina = -1/K d ; x-intercept = V max

11 Primjer: Određivanje V max ikk d iz Scatchard-ove krivulje.

12 Scatchard-ova krivulja (V/S vs. V) Slope = -1/K d [V/S] ekstrapolacija V max [V] V = vezani lijek S = slobodni lijek

13 Određivanje specifičnoga vezanja [specifično vezanje za receptor] = [ukupno vezanje nespecifično no vezanje]

14 Koji dio ukupnog vezanja pretstavlja specifično vezanje? Specifično no: zasićeno eno, visokoafinitetno Nespecifično: nezasićeno eno, niskoafinitetno [ 125 I]-vezani protein Total Nonspecific Specific Slobodni lijek [ 125 I]

15 Opće e značajke ajke mehanizma djelovanja lijekova posredstvom receptora Agonisti efedrin (β-agonist) Antagonisti difenhidramin (antihistaminik) Parcijalni agonisti sukcinilkolin (miorelaksans)

16 Proteinski receptor

17 Transmembransko sko djelovanje Lijekovi koji djeluju na staničnu membranu proizvode transmembranske signale regulirajući:» Ionske kanale.» G proteine i sekundarne glasnike.» Transmembranske enzime.

18 Transmembranski ski signalni mehanizmi = lijek Extracelularno Intracelularno G gen P X Y

19

20 1: Ionski kanali Neurotransmitori: i: GABA, ACh, 5-HT, 5 i ekscitacijske a.k. (pr. glutaminska kis.) Otvaranjem kanala za specifične ione (Na +, K +, Ca 2+ )pojačava ava se provodljivost membrane; ; ioni slijede elektrokemijski kemijski gradient.

21 Otvor ionskog kanala

22 GABA A receptor: kloridni kanali

23 NMDA receptor: kationski kanali

24 2: Membranski receptori vezani na G proteine

25 Shema: : receptorr vezan na G protein ekstracelularno NH 2 Vezno mjesto liganda 7 transmembranskih segmenata (domena) Membrana stanice intracelularno G s Vezno mjesto: treća intracelularna petlja COOH

26 Značajke ajke G proteina G proteini su inaktivni kada je vezan GDP i aktivni kada je vezan GTP. G proteini se sastoje od α, β i γ podjedinica. α podjedinica vezana je s aktiviranim receptorom, om, GDP/GTP-om i izvršnim enzimima (ili ionskim kanalima). Tipovi G proteina: : G s, G i, G o, G q

27 Kemijska poruka prenosi se preko stanične membrane u 4 faze: 1) Vezanje lijeka (liganda) na receptor. 2) Aktivacija G proteina a receptorom. 3) Regulacija enzima ili ionskog kanala G proteinom. 4) Promjena koncentracije sekundarnog glasnika.

28 1) Mirujući (neaktivan): 4) Inaktiviran: Vezanje transmitora ili lijeka na 2) Aktivacija: 3) Aktivno stanje:

29 Glavni izvršitelji itelji i unutarstanični ni sekundarni posrednici Izvršitelji: adenilat-ciklaza Sekundarni glasnici: 1. ciklični AMP (camp) fosfolipaza C 2. Ca ++, DAG, i fosfoinozitid

30 1. AC / camp sustav Receptor

31 Proteinske kinaze ovisne o camp-u (Proteinske kinaze A) Podjedinice: Regulacijska (GTP) Katalitična (pr. adenilat-ciklaza) Katalitična podjedinica biva zakočena kada se udruži s regulacijskom podjedinicom. camp se natječe s regulacijskom podjedinicom i uzrokuje disocijaciju katalitične podjedinice a k t i v a c i j a e n z i m a

32

33 Inaktivacijski mehanizmi prijenosa signala camp-om Inaktivacija G proteina (GTPaze). Inaktivacija sekundarnih glasnika (fosfodiesteraza za camp). Inaktivacija proteinskih kinaza fosfatazama.

34 2. Kalcij-fosfoinozitidni sustav Vezan na G proteine. Aktivacija fosfolipaze C (PLC) ima za posljedicu hidrolizu fosfatidilinozitol-4,5-bifosfata (PIP 2 ) u 2 sekundarna glasnika: 1. diacilglicerol (DAG) 2. inozitol-1,4,5-trifosfat (IP 3 ). DAG aktivira protein kinazu C (PKC). IP 3 mobilizira Ca 2+ iz unutarstaničnih spremišta.

35 Signalni put sustava Ca 2+ -fosfoinozitid RECEPTOR G PLC PIP 2 citoplazma IP 3 Ca 2+ CaM Supstrat DAG ATP + PKC ADP Sub-P membrana E CaM-E* odgovor

36 3: Transmembranski enzimi regulirani ligandom (tyr kinaze) 1. Ligand (lijek, hormon) veže e se na ekstracelularnu domenu. 2. Alosterični učinak autofosforilacija osforila intracelularne domene. 3. Fosforilirani orilirani irani oblik fosforilira substratne proteine. 4. Agonisti: : inzulin, EGF, ostali o činitelji rasta.

37 EGF receptor Aktivni dimer Inaktivni monomerni oblik

38 Intracelularni ni receptori: regulacija transkripcije gena Citosolni receptori: steroidi prolaze kroz staničnu membranu i vežu se na receptore u citosolu. Kompleks lijek-receptor transportira se u jezgru, gdje se veže na DNK sekvence u blizini gena čiju ekspresiju reguliraju. Jezgreni receptori: tiroidni hormoni ulaze u stanicu, a nakon toga pasivno ulaze u jezgru, gdje je smješten specifični receptor (dio kromatina).

39 Mehanizam djelovanja steroida učinak jezgra XXXXXXXXXXXXX RNA R protein mrna R lijek plazma

40 Ekstracelularno djelovanje lijeka Fizikalni učinciu Adsorbensi medicinski ugljen kaolin Protektivi Lubrikanti parafinsko ulje

41 Kemijske reakcije Antikoagulansi heparin protamin (antagonist heparina). Kelirajući i spojevi EDTA penicilamin vežu Pb, Cu, Hg dimerkaptol

42 Antacidi (neutraliziraju HCl u želucu) aluminijev hidroksid natrijev bikarbonat Adstrigensi (precipitiraju bjelančevine, evine, pr. u koži) Antiseptici i dezinficijensi (potiču u oksidativne reakcije u mikroorganizmima)

43 Fizikalno-kemijski kemijski učinciu Surfaktanti (mijenjaju napetost dviju faza) deterdženti emulgatori anticimotici (sredstva protiv stvaranja pjene) neki antiseptici i dezinficijensi

44 Mijenjanje sastava tjelesnih tekućina Osmotski aktivni lijekovi koloidno-osmotski laksansi (gorke soli); magnezijev i natrijev sulfat osmotski diuretici (manitol) hipertonski oblozi plazmaekspanderi (dekstran 40 i 70)