Niezależnie od tego, czy lek jest przepisany przez lekarza, kupiony bez recepty, czy też uzyskany nielegalnie, najczęściej przyjmujemy ich mechanizm działania za pewnik i ufamy, że zrobią to, co mają.

Ale w jaki sposób pigułka ibuprofenowa łagodzi ból głowy? A co robi antydepresant, aby pomóc zrównoważyć chemię mózgu?

Jak na coś, co wydaje się tak niewiarygodne, mechanika leków jest cudownie prosta. Chodzi głównie o receptory i cząsteczki, które je aktywują.

Receptory

Receptory to duże cząsteczki białka osadzone w ścianie komórkowej lub błonie. Otrzymują (stąd „receptory”) informacje chemiczne od innych cząsteczek – takich jak leki, hormony lub neuroprzekaźniki – poza komórką.

Te zewnętrzne cząsteczki wiążą się z receptorami na komórce, aktywując receptor i generując sygnał biochemiczny lub elektryczny wewnątrz komórki. Sygnał ten sprawia, że ​​komórka robi pewne rzeczy, takie jak sprawianie, że czujemy ból.

Leki agonistyczne

Te cząsteczki, które wiążą się z określonymi receptorami i powodują, że proces w komórce staje się bardziej aktywny, nazywane są agonistami. Agonista to coś, co powoduje specyficzną reakcję fizjologiczną w komórce. Mogą być naturalne lub sztuczne.

Na przykład endorfiny są naturalnymi agonistami receptorów opioidowych. Ale morfina – lub heroina, która w organizmie zamienia się w morfinę – jest sztucznym agonistą głównego receptora opioidowego.

Sztuczny agonista jest tak strukturalnie podobny do naturalnego agonisty receptora, że ​​może mieć taki sam wpływ na receptor. Wiele leków ma naśladować naturalnych agonistów, aby mogły wiązać się z ich receptorami i wywoływać taką samą lub znacznie silniejszą reakcję.

Mówiąc najprościej, agonista jest jak klucz, który pasuje do zamka (receptora) i przekręca go, aby otworzyć drzwi (lub wysłać sygnał biochemiczny lub elektryczny, aby wywołać efekt). Naturalny agonista jest kluczem głównym, ale możliwe jest zaprojektowanie innych kluczy (leków agonistycznych), które wykonują tę samą pracę.

Na przykład morfina nie została zaprojektowana przez organizm, ale można ją znaleźć naturalnie w maku lekarskim. Na szczęście naśladuje kształt naturalnych agonistów opioidów, endorfin, które są naturalnymi środkami przeciwbólowymi odpowiedzialnymi za „haj endorfinowy”.

Specyficzne efekty, takie jak łagodzenie bólu lub euforia, występują, ponieważ receptory opioidowe są obecne tylko w niektórych częściach mózgu i ciała, które wpływają na te funkcje.

Główny składnik aktywny konopi, THC, jest agonistą receptora kannabinoidowego, a halucynogenny lek LSD to syntetyczna cząsteczka naśladująca agonistyczne działanie neuroprzekaźnika serotoniny na jeden z wielu jego receptorów – receptor 5HT2A.

 CC BY-ND Leki antagonistyczneAntagonista to lek przeznaczony do bezpośredniego przeciwstawiania się działaniom agonisty.

Ponownie, używając analogii zamka i klucza, antagonista jest jak klucz, który ładnie pasuje do zamka, ale nie ma odpowiedniego kształtu do przekręcenia zamka. Gdy ten klucz (antagonista) jest włożony do zamka, właściwy klucz (agonista) nie może wejść do tego samego zamka.

Tak więc działanie agonisty jest blokowane przez obecność antagonisty w cząsteczce receptora.

Ponownie pomyślmy o morfinie jako agonisty receptora opioidowego. Jeśli ktoś doświadcza potencjalnie śmiertelnego przedawkowania morfiny, antagonista receptora opioidowego nalokson może odwrócić skutki.

Dzieje się tak, ponieważ nalokson (sprzedawany jako Narcan) szybko zajmuje wszystkie receptory opioidowe w organizmie i zapobiega wiązaniu się i aktywacji morfiny.

Morfina wpada i wyskakuje z receptora w ciągu kilku sekund. Gdy nie jest związany z receptorem, antagonista może wejść i go zablokować. Ponieważ receptor nie może być aktywowany, gdy antagonista zajmuje receptor, nie ma reakcji.

Skutki Narcanu mogą być dramatyczne. Nawet jeśli ofiara przedawkowania jest nieprzytomna lub bliska śmierci, może stać się w pełni przytomna i czujna w ciągu kilku sekund od wstrzyknięcia.

Inhibitory transportu błonowego

Transportery błonowe to duże białka osadzone w błonie komórkowej, które przenoszą mniejsze cząsteczki – takie jak neuroprzekaźniki – z zewnątrz komórki, która je uwalnia, z powrotem do wewnątrz. Niektóre leki hamują ich działanie.

Selektywne inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI) – takie jak przeciwdepresyjna fluoksetyna (Prozac) – działają w ten sposób.

Serotonina to neuroprzekaźnik w mózgu, który reguluje nastrój, sen i inne funkcje, takie jak temperatura ciała. Jest uwalniany z zakończeń nerwowych, wiążąc się z receptorami serotoninowymi w pobliskich komórkach w mózgu.

Aby proces przebiegał sprawnie, mózg musi szybko wyłączyć sygnały pochodzące od serotoniny wkrótce po uwolnieniu substancji chemicznych z zacisków. W przeciwnym razie kontrola funkcji mózgu i ciała z chwili na chwilę byłaby niemożliwa.

Mózg robi to za pomocą transporterów serotoniny w błonie końcowej nerwu. Podobnie jak odkurzacz, transportery zbierają cząsteczki serotoniny, które nie są związane z receptorami i przenoszą je z powrotem do wnętrza terminala w celu późniejszego wykorzystania.

Leki SSRI działają poprzez utknięcie w przewodzie próżniowym, więc niezwiązane cząsteczki serotoniny nie mogą zostać przetransportowane z powrotem do terminala.

Ponieważ więcej cząsteczek serotoniny krąży wtedy wokół receptorów dłużej, nadal je stymulują.

Możemy z grubsza powiedzieć, że dodatkowa serotonina umiarkowanie zwiększa głośność sygnału, aby poprawić pozytywny nastrój. Ale rzeczywisty sposób, w jaki ma to wpływ na depresję i lęk, jest znacznie bardziej skomplikowany.

Około 40% wszystkich leków jest ukierunkowanych tylko na jedną nadrodzinę receptorów – Receptory sprzężone z białkiem G. Istnieją różne wariacje tych mechanizmów leków, w tym częściowi agoniści i takie, które działają jak antagoniści, ale nieco inaczej. Ogólnie rzecz biorąc, wiele działań związanych z narkotykami należy do kategorii opisanych powyżej.

O autorze

MacDonald Christie, profesor farmakologii na Uniwersytecie w Sydney. jest neurofarmakologiem komórkowym i molekularnym, którego zainteresowania badawcze obejmują komórkowe i molekularne mechanizmy sygnalizacji receptorów opioidowych w neuronach i synapsach w szlakach bólowych, biologiczne podstawy adaptacji wywołujących przewlekły ból i uzależnienie od leków oraz przedkliniczne opracowywanie nowych leków przeciwbólowych pochodzących z konotoksyn.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon