• Anche a livello centrale gli effetti sono complessi; si ha potenziamento della trasmissione con effetti centrali muscarinici (antagonizzabili dall’atropina), con eccitazione fino alla comparsa di convulsioni, seguita da depressione.

Gli insetticidi organofosforici ed i gas nervini sono inibitori irreversibili dell’acetilcolinesterasi. Questi agenti provocano quindi paralisi muscolare (intossicazione acuta), blocco gangliare e sintomi centrali muscarinici.

Tolleranza agli inibitori dell’AChE:

down-regulation recettoriale

Soggetti esposti ripetutamente a dosi subletali di inibitori dell’AChE sviluppano tolleranza a successive somministrazioni.

Tossicità ritardata (neuropatia) da gas nervini

I pesticidi organofosforici provocano l’insorgenza di una neuropatia ritardata, che non è correlata all’inibizione dell’AChE.

Sperimentalmente, dosi subneurotossiche di sarin provocano lo sviluppo di neuropatia ritardata, in animali protetti con atropina e ossima P2S.

La neuropatia ritardata è collegata all’inibizione di una particolare esterasi (NTE, Neuropathy Target Esterase), ampiamente diffusa nel sistema nervoso.

Nell’uomo, l’inibizione della NTE potrebbe essere responsabile di alcune delle manifestazioni cliniche della ‘Sindrome della guerra del Golfo’.

Farmacologia del sistema simpatico(agenti adrenergici)

• Il sistema simpatico modula importanti funzioni:Attività cardiacaPressione sanguignaSistema respiratorio

• Agonisti ed antagonisti adrenergici hanno grande importanza terapeutica.

Trasmissione adrenergica

1. La nor-adrenalina (NA) viene sintetizzata nel citosol dei neuroni adrenergici. La sintesi avviene in più stadi; il precursore è l’aminoacido tirosina. L’alfa-metil-tirosina è un inibitore competitivo della tirosina idrossilasi (usato nel feocromocitoma inoperabile).

2. La NA viene trasportata all’interno di vescicole (granuli cromaffini), insieme a ATP (co-trasmettitore). Il trasportatore viene inibito dall’alcaloide vegetale reserpina, che determina deplezione dei depositi di NA (e altre catecolamine): inibendo il trasporto, la NA rimane nel citoplasma dove viene metabolizzata dalle MAO

3. L’arrivo di un impulso nervoso provoca il rilascio di NA dalla terminazione nervosa, processo Ca++-dipendente. Il rilascio di NA dalle vescicole è inibito dalla guanetidina.

4. La NA rilasciata interagisce con i recettori post-sinaptici e pre-sinaptici.

5. La fine del segnale di trasmissione è determinata dalla ri-captazione di NA all’interno dei neuroni. NA viene trasportata all’interno dei neuroni da un trasportatore definito uptake 1 (trasportatore ad alta affinità). Esiste anche un trasportatore nelle cellule non neuronali (uptake 2, a bassa affinità). Diversi farmaci inibiscono l’uptake 1 (antidepressivi triciclici, cocaina).

Sistemi di trasporto delle membrana cellulare.

I trasportatori sono proteine di membrana che legano un composto e lo trasportano da un lato all’altro della membrana.

Il trasporto può avvenire:

1) secondo il gradiente di concentrazione del composto (diffusione facilitata o trasporto facilitato); in questo caso non vi è consumo di energia.

2) Contro il gradiente di concentrazione (trasporto attivo)

Il trasporto attivo necessita di una fonte di energia

Trasporto attivo. Nel caso delle pompe (es. Ca++-ATP-asi), l’energia è fornita dall’idrolisi dell’ATP (a); la pompa viene fosforilata (b); la fosforilazione causa un cambio conformazionale, che provoca il rilascio dello ione sull’altro lato della membrana (c); il gruppo fosfato viene poi idrolizzato (d).

Co-trasportatori. Sono proteine di membrana che trasportano un composto (es. glucosio, nor-adrenalina ecc.) contro il suo gradiente di concentrazione , utilizzando come fonte di energia il gradiente di concentrazione di uno ione (Na+, H+), che viene co-trasportato (sinporto o antiporto). Il gradiente di concentrazione dello ioni viene mantenuto da una pompa (es., Na+,K+ ATP-asi).

• Nel citoplasma, NA viene metabolizzata e inattivata da enzimi denominati MAO (Mono Amino Ossidasi). Le MAO metabolizzano anche altre ammine neurotrasmettitrici (dopamina, serotonina, adrenalina). I farmaci inibitori delle MAO potenziano la trasmissione aminergica (antidepressivi I-MAO).

I trasportatori di NA e ADR utilizzano come ‘motore’ il gradiente di Na+ generato dalla Na+,K+ ATP-asi.

I triciclici e la cocaina si legano al trasportatore, bloccandolo.

Agonisti e recettori adrenergici

• Esistono diversi sottotipi di recettori adrenergici: 1, 2, 1, 2, 3. Sono tutti recettori legati a proteine G.

• I recettori 1 attivano la fosfolipasi C formazione di DAG e InsP3 rilascio di Ca++ contrazione muscolatura liscia (tranne GI). L’effetto più importante degli agonisti 1 è sulla muscolatura liscia vasale vasocostrizione aumento della pressione arteriosa bradicardia riflessa.

I barocettori sono recettori attivati dalla tensione meccanica delle pareti dei vasi. Un aumento della pressione arteriosa attiva i barocettori che mandano impulsi ai centri vasomotori centrali tramite fibre afferenti. Questi impulsi causano:

•Attivazione dei centri vagali (parasimpatici) bradicardia

•Inibizione del centro vasocostrittore vasodilatazione.

Questi effetti riflessi contrastano l’aumento della pressione

L’adrenalina (bolo i.v.) aumenta la pressione arteriosa (stimolazione dei recettori ).

I riflessi mediati dai barocettori provocano una diminuzione della frequenza cardiaca (bradicardia).

La pre-somministrazione di atropina (antagonista muscarinico) inibisce la bradicardia riflessa.

La frequenza cardiaca aumenta per stimolazione dei recettori ß cardiaci da parte dell’adrenalina

I riflessi barocettori agiscono anche in modo inverso: diminuzione della pressione attivazione dei centri simpatici vasocostrizione e aumento della frequenza e forza di contrazione cardiaca aumento della pressione (es. ipotensione ortostatica).

Questo tipo di riflessi è importante per la regolazione rapida e momentanea della pressione.

In presenza, ad es., di un aumento prolungato della pressione, i barorecettori si ‘re-settano’ ad un livello basale di pressione più alto.

La regolazione a lungo termine della pressione è svolata soprattutto dal rene e dai sistemi che influenzano la sua funzione (angiotensina, aldosterone)

• Nel SNA i recettori 2 sono principalmente pre-sinaptici; la loro stimolazione determina diminuzione del rilascio di NA dalle terminazione simpatiche (apertura dei canali K+ iperpolarizzazione diminuita suscettibilità allo stimolo depolarizzante).

La clonidina, un agonista 2, causa l’inibizione della frequenza di scarica dei neuroni adrenergici.

Nel SNC, gli 2 recettori sono anche post-sinaptici, localizzati sui corpi cellulari dei neuroni adrenergici

L’inibizione dell’attività dei neuroni adrenergici del SNC determina diminuzione della pressione arteriosa.

I recettori -adrenergici

• I recettori 1 sono localizzati principalmente nel cuore, i 2 nella muscolatura liscia dei vasi, dei bronchi e di altri organi, i 3 nel tessuto adiposo.

• Tutti i recettori sono accoppiati a proteine Gs; la loro stimolazione attiva l’adenilato ciclasi.

• La stimolazione dei recettori 1 cardiaci determina: aumento della forza di contrazione, della frequenza, della velocità di conduzione e dell’eccitabilità uso dei ß1 agonisti selettivi nell’insufficienza cardiaca.

• L’aumento della forza di contrazione e della frequenza causa un aumento della gittata e del consumo di ossigeno, con ridotta efficienza (l’aumento del consumo di ossigeno è maggiore dell’aumento del lavoro cardiaco). In caso di ischemia miocardica si ha l’attivazione del sistema simpatico, che aumenta la richiesta di ossigeno da parte del cuore, innescando un circolo vizioso.

• Gli antagonisti ß-adrenergici (ß-bloccanti) sono utilizzati nel trattamento dell’infarto (solo i ß-bloccanti privi di attività agonista).

• Aumento dell’eccitabilità cardiaca possibile comparsa di aritmie. I ß-bloccanti sono utilizzati anche come anti-aritmici.

• La stimolazione dei recettori ß2 determina rilasciamento della muscolatura liscia uso dei ß2 agonisti selettivi come broncodilatatori nell’asma e come rilassanti uterini (rischio di parto prematuro).

La stimolazione dei recettori sia ß1 sia ß2 determina attivazione dell’adenilato ciclasi aumento conc. cAMP.

Gli agonisti ß1 causano aumento della contrazione mentre gli agonisti ß2 rilasciamento della muscolatura.

Nel cuore, l’attivazione della PKA causa la fosforilazione dei canali del calcio modulazione positiva maggiore ingresso di Ca++ formazione del complesso Ca++-calmodulina attivazione della chinasi della catena leggera della miosina fosforilazione della catena leggera della miosina contrazione.

Nella muscolatura liscia, la PKA fosforila la chinasi della catena leggera della miosina, inattivando la chinasi ed inibendo così la contrazione

Tolleranza agli agonisti ß

• La somministrazione cronica di agonisti ß provoca tolleranza (diminuzione della risposta). La tolleranza rappresenta un serio problema terapeutico.

• La tolleranza è dovuta a tre meccanismi, che hanno cinetiche diverse e dipendono tutti dalla fosforilazione del recettore.

1. Meccanismi di tolleranza rapida (secondi-minuti): Riduzione dell’affinità per l’agonista e disaccoppiamento

recettore-proteina G: la fosforilazione del recettore su particolari aminoacidi intracellulari provoca diminuzione dell’affinità per il ligando. Inoltre, una proteina, la ß-arrestina, si lega al recettore fosforilato impedendo l’interazione recettore-proteine G.

Il recettore può essere fosforilato da:

• una chinasi specifica (ßARK, ß-Adrenergic Receptor Kinase), che fosforila solo il recettore occupato dall’agonista è il legame agonista –recettore a innescare la desensitizzazione desensitizzazione omologa;

• PKA o PKC la fosforilazione del recettore può essere causata da altri trasmettitori, in grado di attivare PKA o PKC desensitizzazione eterologa.

• Down-regulation rapida. Il recettore fosforilato, legato alla ß-arrestina, viene ‘internalizzato’ con un processo di endocitosi riduzione del numero di recettori sulla membrana. Il recettore internalizzato può essere defosforilato (da una fosfatasi) e ritornare sulla membrana (riciclo o turn-over) oppure essere degradato dalle proteasi.

• In ogni cellula vi è una quota di recettori internalizzati (pool intracellulare) che può ritornare sulla membrana in assenza di agonista.

• Down-regulation tardiva. Determina la riduzione a lungo termine dei recettori. E’ causata da un aumento della degradazione del recettore e/o da una diminuzione della sua sintesi (cAMP responsive elements)

Trasmettitori adrenergici endogeni nel sistema nervoso periferico; effetti mediati dai recettori e

• NA viene rilasciata dalle terminazioni simpatiche e viene ricaptata e/o metabolizzata subito dopo il rilascio.

• L’adrenalina (ADR) viene rilasciata nel sangue dalle cellule cromaffini delle ghiandole surrenali in seguito a stimolazione simpatica.

• NA interagisce principalmente con i recettori vicini al sito di rilascio, ADR agisce principalmente a distanza.

• La stimolazione simpatica causa quindi effetti sia su organi innervati (es. cuore) che su organi non innervati (es. bronchi).

• NA e ADR hanno la stessa potenza sui recettori . ADR è molto più potente di NA sui recettori non cardiaci.

• La risposta alla stimolazione simpatica è una combinazione di effetti mediati dai recettori (NA e ADR) e mediati dai recettori (ADR o NA + ADR). In alcuni sistemi, in particolare nel sistema circolatorio, i recettori e hanno effetti opposti e complementari.

Effetto di ADR sulla pressione e sulla frequenza cardiaca

ADR da sola

ADR + atropina + un antagonista dei recettori (fenossibenzamina):

smascheramento dell’effetto ß

Antagonisti adrenergici

• Antagonisti 1 selettivi (prazosina e derivati)Causano vasodilatazione (riduzione del tono

simpatico vasocostrittore) riduzione della pressione arteriosa. Provocano tachicardia riflessa e ipotensione ortostatica (blocco della vasocostrizione riflessa), soprattutto dopo la prima dose.

La somministrazione cronica causa tolleranza agli effetti riflessi. La ritenzione idrosalina determina tolleranza anche all’ipotensione ortostatica.

• Antagonisti dei recettori .

• Il loro effetto principale è la riduzione della frequenza e della gittata cardiaca. Riducono quindi la pressione arteriosa (Pa = Gittata x Resistenza periferica). La vasocostrizione periferica (blocco della vasodilatazione -mediata) non ha effetti sulla pressione ma può causare disturbi circolatori periferici. La diminuzione della pressione causata dalla diminuzione determina inizialmente un aumento riflesso delle resistenze periferiche, che annulla l’effetto ipotensivo. Proseguendo la terapia, tuttavia, le resistenze ritornano ai valori normali mentre permane la riduzione della gittata.

• Sono utilizzati anche come anti-anginosi (riduzione del lavoro cardiaco riduzione del consumo di ossigeno da parte del cuore) e come anti-aritmici (blocco dell’ipereccitabilità cardiaca causata dalle catecolamine).

• Selettività. I ß-bloccanti hanno scarsa selettività per i recettori ß1 cautela nei soggetti asmatici

• Attenuano l’effetto iperglicemizzante dell’adrenalina sconsigliati nei diabetici (rischio di mancata risposta adrenergica all’ipoglicemia da insulina).

• Effetti collaterali centrali: sedazione, disturbi del sonno, diminuzione della libido.