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Lezione 1 Farmacologia Generale

Il farmaco in inglese chiamato Drug, e significa droga. Attualmente in italiano con il termine droga si intendono

sostanze stupefacenti. Mentre in inglese, il termine drug indica sia il farmaco in generale, sia il farmaco nel senso

di stupefacente.

Il farmaco in generale qualsiasi sostanza chimica, che abbia un qualsiasi effetto di qualunque tipo; le sostanze

chimiche le possiamo considerare a livello di effetti individuali. La maggior parte dei farmaci si danno ai pazienti per

curare le malattie, ma ci sono dei farmaci che non curano la malattia, ad esempio i preparati anticoncezionali: non

che una donna che assume una pillola malata; quindi questo non un farmaco che serve per curare una malattia,

ma per prevenire la gravidanza. Ad esempio uno sportivo che assume una sostanza dopante non malato, ma la

assume per poter migliorare la sua prestazione sportiva. I farmaci che si utilizzano per le disfunzioni erettili, come il

Viagra, questo viene prescritto quando c la disfunzione erettile, e quindi anche questo non un farmaco che cura

problemi o malattie, ma serve a migliorare le prestazioni.

Quindi il farmaco lo possiamo definire come sostanza

chimica con effetti:

A livello individuale, nelluomo (paziente o soggetto

sano che sia)

A effetti a livello ambientale, cio sostanze tossiche o

inquinanti lasciate nellambiente, in tal caso si parla di

tossicologia ambientale, perch si studiano gli effetti a

livello di ambiente, impatto sullecosistema, e sulle specie.

Se invece ci riferiamo alleffetto dei farmaci a livello

individuale, dobbiamo subito fare una distinzione tra due

opzioni: la farmacocinetica e la farmacodinamica.

La farmacocinetica quella parte della farmacologia che

studia il destino del farmaco una volta che questo

introdotto nellorganismo. Quindi la farmacocinetica non

studia quello che il farmaco fa allorganismo, ma quello

che lorganismo fa al farmaco. Linsieme della

farmacocinetica viene riassunto nellacronimo ADME

(Assorbimento, Distribuzione, Metabolismo,

Eliminazione). Lanalisi farmacocinetica ci permette alla

fine di analizzare le concentrazioni di farmaco nei siti attivi,

l dove deve andare ad agire, organi bersaglio, cellule

bersaglio, tessuti bersaglio. Ovviamente tra questi ci sono

quelli richiesti e quelli non richiesti. Ad esempio un

farmaco anti-tumorale viene spesso somministrato per via

sistemica, e questo farmaco agisce sul bersaglio che il

tumore, per di fatto in misura pi o meno grande, il

farmaco viene sempre distribuito anche a siti che non sono

propriamente il bersaglio. Un altro esempio che possiamo

fare che una pomata che viene somministrata per via topica, ha lo scopo di agire sulla lesione cutanea, ma anche

in questo caso questo farmaco in una certa misura pu essere assorbito. Ovviamente lazione del farmaco sul

bersaglio richiesto produce leffetto terapeutico, mentre lazione del farmaco sui bersagli non richiesti pu produrre

effetti tossici, in ogni caso produce degli effetti collaterali. Solitamente questi sono effetti sfavorevoli, ad esempio gli

antistaminici che sono farmaci che come effetti collaterali producono sonnolenza, questo un effetto svantaggioso

ovviamente. Quindi riassumendo:

Farmaci:

- Sostanze medicamentose (se il loro impiego si traduce in unazione clinicamente favorevole)

- Sostanze tossiche (se il loro impiego si traduce in unazione clinicamente sfavorevole)

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Una SOSTANZA quindi pu avere:

- EFFETTO PRINCIPALE (favorevole o

sfavorevole);

- EFFETTI SECONDARI (favorevoli o

sfavorevoli);

Se il peso delleffetto principale e

secondari favorevoli prevale rispetto

alleffetto principale e secondari

sfavorevoli allora si tratta di sostanze

medicamentose.

Nel caso in cui invece, al contrario prevale, si

manifesta prima lazione sfavorevole, allora

abbiamo una sostanza tossica.

AZIONI TERAPEUTICHE

Come vengono svolte le azioni terapeutiche? Le azioni terapeutiche dei farmaci vengono svolte secondo queste

modalit:

1. SOSTITUZIONE (SOSTITUZIONE DI SOSTANZE MANCANTI), cio vuol dire che il farmaco agisce sostituendo la

sostanza endogena che difettosa, o che manca:

Ferro (anemia sideropenica, cio anemia da carenza di ferro): anche qui il ferro esogeno agisce in modo

sostitutivo;

Insulina (diabete mellito): nel diabete di tipo 1, che una malattia di tipo autoimmune, in cui le -cellule nelle

isole di Langherans sono distrutte, quindi non c insulina endogena, e il paziente ha bisogno di insulina

esogena.

Terapie ormonali: ad esempio gli estrogeni somministrati nella menopausa. Ovviamente la sostituzione non

utilizza lormone endogeno cos com, ma un analogo, cio che svolga lo stesso compito.

EFFETTO PRINCIPALE E SECONDARI FAVOREVOLI

EFFETTO PRINCIPALE E SECONDARI SFAVOREVOLI

SOSTANZE MEDICAMENTOSE

EFFETTO PRINCIPALE E SECONDARI FAVOREVOLI

EFFETTO PRINCIPALE E SECONDARI SFAVOREVOLI

SOSTANZE TOSSICHE

Tutte le sostanze sono veleni; non ve n alcuna che non sia un veleno. E la giusta

dose che differenzia un veleno da un farmaco

Paracelso (1493-1541)

Theophrastus Phillippus Aureolus Bombastus von Hohenheim

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2. COMPENSAZIONE (RIEQUILIBRIO DI UNATTIVIT DIFETTOSA):

Digitalici (insufficienza cardiaca): la digitale un farmaco che aumenta la forza di contrazione del cuore;

quando c uno scompenso cardiaco infatti, la forza di contrazione del cuore diminuita, e allora si somministra

la digitale per modulare unazione;

Diuretici (edemi): i diuretici si utilizzano essenzialmente per aumentare lescrezione renale di acqua e di soluti

(di Sodio) o quando il rene non ce la fa o quando ci sono degli edemi.

3. SOPPRESSIONE (ELIMINAZIONE DI REAZIONI ESAGERATE O INDESIDERATE): ad esempio i farmaci che

agiscono da antagonisti riducono la stimolazione di un recettore:

Cortisonici (reazioni allergiche): si utilizzano per ridurre lentit delle reazioni infiammatorie, sia acute che

croniche. Pensiamo agli immunosoppressori, sono quei farmaci che sopprimono la risposta immune, in caso

di trapianto di un organo evitano la reazione di rigetto;

-bloccanti (extrasistoli): questi farmaci ad esempio si danno per diminuire la frequenza cardiaca, quando

c tachicardia, o anche quando non c tachicardia, e quindi vanno ad inibire la stimolazione del recettore -

adrenergico cardiaco;

Antibiotici (infezioni batteriche): gli antibiotici non svolgono unazione sul nostro organismo ma

sullorganismo infettante, e quindi serve ad eliminare i batteri.

4. REGOLAZIONE (MODULAZIONE DI CERTE REAZIONI):

Vaccini (stimolazione del sistema immunitario): i vaccini hanno una funzione modulatoria, perch stimolano

il sistema immunitario a produrre anticorpi nei confronti di un particolare antigene.

ELEMENTI DEL PROFILO DI UN FARMACO

Storia

Origine

Chimica

Effetti biochimici, fisiologici e farmacologici: meccanismo dazione (farmacodinamica)

Assorbimento, distribuzione, metabolismo, escrezione (farmacocinetica)

Effetti secondari sfavorevoli (tossicologia)

Usi terapeutici (farmacoterapia)

Preparazioni: come produrre la forma farmaceutica, perch produrla in un determinato modo, ecc.

SCIENZE AFFINI O CONNESSE ALLA FARMACOLOGIA

Farmacognosia: studia il farmaco naturale, che si trova in natura, e quindi la farmacognosia lanalisi del farmaco

cos come si presenta e cos come noi lo andiamo ad utilizzare;

Chimica farmaceutica: quella parte della moderna farmacologia che si preoccupa di produrre farmaci di sintesi,

produce quindi molecole sintetiche, come ad esempio lacido acetil salicilico (aspirina);

Biochimica e Fisiologia;

Tecnica farmaceutica.

Per quanto riguarda i farmaci, tutti i farmaci che abbiamo nel prontuario, rientrano tutti quanti in queste categorie:

Naturale: quando si trovano in natura indipendentemente da noi; i farmaci naturali possono essere di origine

animale, vegetale, microbiologica;

Artificiale: quando non esistono come tali e quindi sono prodotti dalluomo. Dalla seconda met dell800 cominciano

i farmaci artificiali:

o Sintetica: sono la maggior parte dei farmaci che abbiamo ora;

o Semi-sintetica: vuol dire che si prende come base una molecola presente in natura, e poi si modifica in

laboratorio; questo il caso di moltissimi antibiotici, come ad esempio le cefalosporine, alcuni macrolidi;

o Farmaci biologici: una categoria nuova ed in grande espansione. I farmaci biologici fino a 30 anni fa non

esistevano, oggi ne esistono sempre di pi, e la maggior parte dei nuovi farmaci che vengono prodotti e immessi

in commercio sono di tipo biologico. I farmaci di tipo biologici sono prima di tutto farmaci prodotti dalluomo

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(quindi artificiali), per non mediante le tecniche della chimica farmaceutica, bens utilizzando i processi della

biologia, per esempio la tecnica del DNA ricombinante. La proteina infatti viene prodotta da una coltura

cellulare, una coltura batterica in particolar modo. Questi farmaci quindi, sono soprattutto proteine,

comprendono ad esempio tutti gli anticorpi monoclonali. Gli anticorpi monoclonali sono tutti quei farmaci che

finiscono con la desinenza MAB (Monoclonal Anti - Body): bevacizumab, farmaco il cui nome commerciale

avastin, questo un anticorpo monoclonale diretto contro il fattore di crescita vasculo-endoteliale (VEGF).

Questo farmaco trova applicazione in alcune forme di tumore, ad esempio nel cancro del colon. Ma gli anticorpi

non sono necessariamente antitumorali, c ad esempio un anticorpo che un anti-piastrinico, chiamato

Abciximab. Farmaci biologici sono anche tutte le proteine analoghe degli ormoni: una volta si utilizzava linsulina

estratta dal pancreas del maiale, oggi si utilizzano analoghi dellinsulina, che sono tutti prodotti mediante

tecnologia ricombinante. Molto spesso il nome del farmaco, quando si tratta di una proteina ricombinante,

finisce spesso in tide (che indica propriamente la parola polipeptide). Naturalmente tra i farmaci biologici

rientrano anche i farmaci che hanno struttura di acidi nucleici. Farmaci biologici sono i cosiddetti aptameri, sono

sequenze di acidi nucleici (RNA) che per agiscono non in virt della loro sequenza, a differenza

delloligonucleotide antisenso che un RNA che agisce sfruttando linformazione che contenuta nella sua

catena; laptamero invece agisce un po come una proteina, cio ha una struttura terziaria e secondaria, per

cui agisce in funzione della sua struttura e non della sua sequenza.

FARMACI DI ORIGINE NATURALE

Di farmaci naturali ce ne sono moltissimi: fino alla prima met dell800 erano tutti farmaci naturali, ma ancora oggi

molti farmaci sono naturali. Ad esempio molti antibiotici sono di origine naturale, o alcuni farmaci di origine animale,

ad esempio il cortisone, i corticosteroidi, oggi sono sintetici, ma sono stati scoperti negli anni 30, e venivano estratti

dalla ghiandola surrenale di animali. Gli ormoni ipofisari ad esempio, oggi sono tutti ricombinanti, ma fino a ieri erano

estratti da ipofisi di animali. Tra i farmaci invece di origine vegetale, vi lacido salicilico, estratto dalla corteccia del

salice; il chinino, utilizzato per curare la Malaria veniva estratto dalla corteccia della cinchona.

Tra i farmaci di origine naturale, bisogna fare una distinzione fra:

Droghe: in farmacognosia la droga non la sostanza dabuso, ma riguarda una sostanza naturale che contiene un

principio attivo e che viene assunta come tale. Un esempio di droga loppio: questa sia una sostanza dabuso,

che una sostanza naturale ( infatti il lattice del papavero). Ma loppio non il principio attivo, questa infatti contiene

una serie di alcaloidi, tra cui la morfina; unaltra droga ad esempio la foglia della digitale: questa una pianta, e in

passato, trituravano questa foglia, la essiccavano e poi la assumevano per bocca; tra le varie droghe c anche la

foglia della cannabis, la cosiddetta marijuana;

Le droghe in generale si distinguono in droghe organizzate (sono quelle droghe che hanno struttura cellulare, ad

esempio le foglie delle piante) e droghe non organizzate (sono quelle secrezioni che non hanno struttura cellulare,

come ad esempio loppio, che produce il lattice; lo stesso vale per alcune resine di alcune piante).

Estratti: cio in molti casi si procedeva alla estrazione, ovvero estrarre il principio attivo dal tessuto vegetale o

animale mediante appositi solventi; questi solventi possono essere acquosi, oleosi, alcool.

CATEGORIE TERAPEUTICHE (CLASSIFICAZIONE ATC)

Tutti i farmaci vengono classificati nel prontuario, secondo la classificazione ATC. Lacronimo ATC sta per

Anatomico Terapeutico chimico; qualsiasi farmaco, una volta che stato usato nelluomo o per il quale si

preveda limpiego umano, ha una sua carta didentit. Quindi la classificazione ATC permette di dire che tipo di

farmaco . La categoria principale la categoria A, ovvero anatomico, che definisce lorgano o lapparato sul quale

il farmaco svolge la sua azione principale. Nella classificazione presente sotto possibile vedere una lettera

maiuscola, che liniziale in inglese dellorgano o apparato sul quale il farmaco svolge la sua azione terapeutica

principale.

A. Apparato gastro-enterico e metabolismo

B. Sangue ed apparati emopoietici: questa categoria ad esempio comprende i farmaci anti-coagulanti, anti-piastrinici,

farmaci fibrinolitici

C. Sistema cardiovascolare: comprende farmaci anti-ipertensivi, farmaci dello scompenso cardiaco

D. Dermatologici

G. Sistema genito-urinario ed ormoni sessuali

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H. Preparati ormonali sistemici

J. Antimicrobici per uso sistemico: cio antibiotici e antivirali

L. Farmaci antineoplastici ed immunomodulatori

M. Sistema muscolo-scheletrico

N. Sistema nervoso

P. Farmaci antiparassitari, insetticidi e repellenti

R. Apparato respiratorio

S. Organi di senso: tutti i farmaci dellocchio, dellorecchio

V. Vari: questa categoria non riguarda un particolare organo o apparato; ad esempio vi si trovano gli antidoti, che

sono quei farmaci che si utilizzano negli avvelenamenti, nelle intossicazioni acute.

Ad esempio la cefoxitina una cefalosporina, un antibiotico appartenente alla classe delle cefalosporine, e nella

tabella sopra possibile vedere la classificazione ATC, che nel caso della cefoxitina J01DC. Oppure il

metilprednisolone sono farmaci dermatologici perch la categoria ATC D07AA. In questa classificazione, la prima

lettera indica lorgano, poi si trovano due numeri e altre due lettere, ci significa che la prima classificazione

anatomica, poi c una classificazione terapeutica, e alla fine c una classificazione chimica.

PRESIDI TERAPEUTICI

Prodotti etici: sono quei farmaci che vengono venduti in farmacia dietro presentazione di ricetta medica. Sono farmaci

importanti, che possono essere dispensati solo dietro presentazione di ricetta medica, perch hanno rischi elevati.

Prodotti a denominazione generica: i generici sono quei farmaci per i quali scaduto il brevetto. Quando scade il

brevetto di un farmaco, significa che chiunque (cio qualunque casa farmaceutica) pu produrre quel farmaco, e

quindi per il regime del libero mercato, il prezzo tende ad abbassarsi. Inoltre i farmaci generici hanno lobbligo di

costare il 20% in meno del farmaco originale.

Prodotti galenici: sono farmaci che non sono prodotti dallindustria farmaceutica, ma sono prodotti dal farmacista

delle farmacie oppure dal farmacista ospedaliero. I prodotti galenici si distinguono in 2 categorie:

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Magistrali: sono quelli che vengono prodotti dal farmacista su indicazione del cosiddetto Magister, cio il

medico;

Officinali: quello che prodotto dal farmacista senza indicazioni da parte del medico, ed una sorta di

prodotto da banco, prodotto dal farmacista.

OTC over the counter: cio prodotti da banco, vuol dire che sono farmaci che possono essere acquistati da

chiunque senza bisogno di prescrizione medica. Gli OTC sono prodotti che devono essere sul mercato, e quindi

registrati e venduti al pubblico da almeno 5 anni. Questi prodotti sono farmaci che servono per curare patologie

minori, cio sono farmaci che sono relativamente esenti da rischi, cio hanno pochi effetti indesiderati, danno pochi

effetti avversi.

Omeopatici (unitari e complessi): gli omeopatici unitari comprendono un solo principio attivo, quelli complessi ne

comprendono diversi.

Parafarmaceutici: sono presidi sanitari che vengono venduti in farmacia e nelle parafarmacie, e che comprendono

anche una serie di dispositivi, per esempio alcuni cosmetici, oppure aghi, ecc.

La Farmacologia moderna figlia della Chimica. La chimica moderna la possiamo far risalire a

Lavoisier, alla fine del 18 secolo.

LEGGE DI LAVOISIER: conservazione della massa nelle reazioni chimiche

Lavoisier fu il primo a capire e ad enunciare in maniera formale il concetto secondo il quale, nelle reazioni chimiche,

non si crea materia e non si distrugge materia, ma si trasforma, quindi la massa rimane sempre uguale. Lavoisier

riusc a costruire dei dispositivi che riuscivano ad immagazzinare gas che si producevano durante le reazioni

chimiche. Quindi riusc a determinare con buona precisione, il peso dei reagenti e il peso dei prodotti di reazione, e

cos annotando in maniera puntigliosa, le masse dei reagenti e le masse dei prodotti di reazione, elabor questo

concetto della conservazione di massa.

Dalla legge di Lavoisier deriva, in maniera non immediata, la cosiddetta legge dellazione di massa:

Questa legge stabilisce che quando noi abbiamo una reazione chimica (con dei reagenti e i prodotti di reazione),

abbiamo un equilibrio tra le quantit dei prodotti di reazione e le quantit dei reagenti, che viene definita dalla

cosiddetta costante di dissociazione, che ci d il valore di questo fattore. Questa formula ci indica che, il prodotto

di reazione diviso il prodotto dei reagenti costante.

Questa legge in sostanza dice che: se noi abbiamo pi reagenti, avremo pi prodotto di reazione, cio la quantit

del prodotto di reazione funzione della quantit dei reagenti.

OMEOPATIA

Lomeopatia non segue la legge dellazione di massa. La legge dellazione di massa, trasportata in farmacologia, ci

dice che se noi aumentiamo la concentrazione di farmaco, aumentiamo la concentrazione del complesso farmaco-

recettore. In sostanza allaumentare delle concentrazioni delle dosi, aumenta leffetto.

Lomeopatia fu elaborata nel 1810 da Samuel Hahnemann. I principi dellomeopatia sono questi:

1. Similia similibus curantur (le cose simili curano i loro simili): vuol dire che in omeopatia si ritiene che per curare i

sintomi di una malattia, bisogna utilizzare degli agenti che in assenza di malattia determinerebbero quegli stessi

sintomi.

2. Diluizione (fino a 30 centesimali): il dogma della farmacologia che tutti i farmaci aumentano la loro azione

allaumentare della dose della concentrazione. Invece nellomeopatia si ritiene che avvenga il contrario, cio che i

farmaci aumentino la loro azione al diminuire della loro concentrazione, cio con la diluizione. Quindi i prodotti

omeopatici vengono opportunamente diluiti. Sono diluizioni fino a 30 centesimali. Una diluizione centesimale significa

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che si prende una parte e la si diluisce con 99 parti di solvente. Ad esempio: abbiamo un estratto da una pianta e

vogliamo fare una diluizione centesimale, si prende 1ml di questo estratto, la metto in una provetta e aggiungo 99ml

di acqua (questa una diluizione di un centesimale). Diluizione di 2 centesimali invece, vuol dire che prender una

parte di questa prima diluizione che ho fatto, la metter in una seconda provetta e aggiunger nuovamente 99 parti

di acqua (cio 1ml della prima diluizione verr diluita ancora di 100 volte). Nella seconda provetta in questo modo

avr diluito 10.000 volte. Se diluisco una terza volta, ottengo una diluizione di 1.000.000 di volte. Di conseguenza 30

centesimali, significa che si diluisce 1/1060. Noi per sappiamo che il numero di molecole e di atomi non infinito,

Avogadro propose questo numero, che uguale a 6.0221367 x 1023, e che corrisponde al numero di molecole

contenute in una mole. Una mole di un qualsiasi composto quella quantit di composto, il cui peso espresso in

grammi pari come numero al peso molecolare. Quindi se noi prendiamo una mole di qualsiasi principio attivo

(qualche centinaio di grammi) e cominciamo a diluirlo fino a 30 centesimali, non rimasta nemmeno una molecola.

Quindi questo un concetto che va in contrasto con la legge dellazione di massa.

3. Dinamizzazione: consiste nel fatto di agitare, tra una diluizione e laltra, le provette per un determinato tempo, e

quindi secondo questo principio si imprimono delle propriet al composto.

Farmacodinamica Farmacodinamica la descrizione delle propriet dellinterazione farmaco-recettore. La prima cosa che dobbiamo

considerare la relazione dose-risposta. Quando parliamo di dosi dobbiamo tener conto delleffetto, perch leffetto

aumenta al crescere della dose, e per alcuni farmaci lazione del farmaco pu variare con le dosi, per esempio il

caso dellaspirina: la cardio-aspirina, cio laspirina fino a 100mg al giorno, si prende come farmaco anti-aggregante

piastrinico, cio come farmaco anti-trombotico (per impedire laggregazione delle piastrine). La prendono sia persone

anziane, malate, sia persone che hanno fattori di rischio cardiovascolari, ma che non hanno ancora sviluppato

nessuna malattia, in questo caso si parla di prevenzione primaria. Quando invece si prende laspirina a dosi pi

elevate, ovvero fino a 1g al giorno, lazione dellaspirina cambia, si perde lazione anti-aggregante, mentre viene fuori

lazione anti-infiammatoria.

LE DOSI Dosi efficaci

DE5, DE50, DE95 Dosi tossiche

DT5, DT50, DT95 Dosi letali

DL5, DL50, DL95 La DE (dose efficace), la dose che determina leffetto terapeutico desiderato; la DT (dose tossica), la dose che

determina un determinato effetto tossico (ad esempio la dose di aspirina che determina sanguinamento gastrico

una dose tossica, e non terapeutica); poi ci sono le DL (dosi letali), in cui c il massimo effetto tossico, ed quella

dose che determina morte. Ma come si fa a determinare la dose efficace? Si deve determinare statisticamente su

una popolazione di animali, e poi anche nelluomo. La DE5 vuol dire la dose efficace che determina leffetto

desiderato nel 5% della popolazione in studio. DE50 invece, la dose efficace che determina leffetto nel 50% della

popolazione in studio; DE95 la dose efficace che determina leffetto desiderato nel 95% della popolazione. Le dosi

che noi utilizziamo in terapia devono essere vicine alla DE95.

Per le dosi tossiche si fa il ragionamento contrario, cio noi non vogliamo mai arrivare neanche alla dose tossica

DS5; la risposta di una popolazione a dosi di un farmaco segue la distribuzione di Gauss, una curva a campana,

in cui la maggior parte della popolazione risponder ad una mediana, per ci saranno degli estremi. In ogni caso

nella popolazione c il soggetto che reagisce a dosi bassissime, quello che reagisce a dosi pi alte, ecc. La dose

tossica 50 pi alta della dose tossica 5, e pi alta della dose tossica 96. Lo stesso vale per la dose letale.

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CURVA DI GAUSS

Questi parametri servono a definire per ogni farmaco il coefficiente terapeutico e il

coefficiente

di maneggevolezza. Il coefficiente terapeutico non altro che il rapporto tra la DL50/DE50.

Tanto pi alto il coefficiente terapeutico, tanto maggiore il margine di sicurezza che noi

abbiamo per utilizzare quel farmaco, ci significa che ce ne vuole tanto per uccidere, e

molto poco per avere lefficacia.

Un parametro che si utilizza ancor di pi in farmacologia il cosiddetto

coefficiente di maneggevolezza, che ci d un margine ancora pi grande di

sicurezza perch non altro che il rapporto tra: DL5/DE95. Un farmaco

maneggevole ha dosi tossiche molto alte, dosi terapeutiche molto basse.

Ma quante volte bisogna prendere un farmaco? Solitamente nel foglietto illustrativo (bugiardino) ritroviamo queste

indicazioni:

Q.d. (pi raramente, u.i.d.) 1 volta al giorno (dal Latino quaque die e unum in die, risp.)

B.i.d. 2 volte al giorno (dal Latino bis in die)

T.i.d. 3 volte al giorno (dal Latino ter in die)

Q.i.d. 4 volte al giorno (dal Latino quater in die)

Q.h Indica posologie pi frequenti (q sta per quaque e h indica il numero delle ore: per esempio 2 caps q4h

significa 2 capsule ogni 4 ore

La maggior parte dei farmaci agiscono con un meccanismo dazione recettoriale, laddove per recettore intendiamo

un bersaglio specifico di natura biologica, cio una macromolecola biologica. Per esistono farmaci che agiscono

con un meccanismo extra-recettoriale, ad esempio tutti i farmaci che agiscono da tampone acido o basico, oppure i

farmaci che si utilizzano come protettori della mucosa o della pelle, oppure gli antidoti, che sono farmaci che agiscono

con un meccanismo extra-recettoriale, perch agiscono interagendo in maniera chimica o fisica con una sostanza

tossica che si vuole neutralizzare. Lantidoto quindi blocca la sostanza tossica. LEDTA (acido

etilendiamminotetraacetico) ad esempio un antidoto, perch una sostanza chelante che si utilizza negli

avvelenamenti da piombo, lega il piombo, e ne permette leliminazione. Per nella categoria antidoti si trova anche

il naloxone, non un antidoto, ma un antagonista recettoriale della morfina, e quindi lo troviamo indicato come

antidoto, ma non un antidoto vero e proprio, perch non agisce complessandosi con la sostanza. Sempre in questa

categoria si trova il flumazenil, questo un antidoto nei confronti del sovradosaggio da benzodiazepine. Anche

questo tuttavia, non un antidoto, ma un antagonista recettoriale, perch impedisce il legame del benzodiazepine

al recettore GABA.

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Lezione 2 Farmacologia Generale

Concetto di recettore, agonista, attivit intrinseca

Concetto di selettivit: si riferisce alla capacit che un dato agente ha di discriminare tra siti recettoriali vicini. Capacit di un farmaco di discriminare tra sottotipi recettoriali. Per esempio si sente dire 5HT1D oppure D2 selettivo che vuol dire selettivo per il recettore colinergico di tipo 2. Ma cosa vuol dire selettivo? Che tra i vari recettori dopaminergici che sono tanti quel farmaco riconosce quel recettore. Pi grande la selettivit maggiore la capacit del farmaco di discriminare tra sottotipi recettoriali vicini. Concetto di specificit: si riferisce agli effetti target (recettore-mediati) e agli effetti off-target (aspecifici, cio effetti mediati dallinterazione con altri sistemi, altri canali, altri recettori, diversi dal bersaglio principale). Un farmaco tanto pi specifico quanto minore il numero dei suoi effetti off-target (fuori bersaglio). Per esempio se studiamo un nuovo beta-bloccante (i beta-bloccanti sono antagonisti dei recettori beta-adrenergici). Dei beta-adrenergici ne abbiamo dei sottotipi: 1, 2, 3. I 2 sono recettori che legano un farmaco che genera broncodilatazione. I recettori 1 invece sono responsabili di aumento della frequenza cardiaca, della gittata cardiaca e della forza di contrazione cardiaca. Se noi vogliamo un beta-bloccante per agire sul cuore non vogliamo che questo agisca anche come broncodilatatore, allora vogliamo un farmaco beta1 selettivo perch discrimina tra 2 sottotipi recettoriali che sono vicini tra loro anche se la selettivit sempre relativa e non mai assoluta quindi questo farmaco agisce sui beta1 e sui beta2 per agir maggiormente sui beta1 essendo selettivo. Se ammettiamo che questo farmaco beta-bloccante agisca anche sui recettori alfa-adrenergici e istaminergici allora lappetibilit di questa molecola sarebbe estremamente bassa agendo su tutta una serie di bersagli recettoriali. Cosa succede quando abbiamo pi farmaci somministrati contemporaneamente a un organismo? Cosa pu scaturire dalla simultanea azione di pi farmaci? Potrebbe dare:

1. Indifferenza: quando un farmaco non influenza laltro. Per esempio se somministro un antivomito e un antiipertensivo

e gli effetti non sono modificati allora sono indifferenti; 2. Sinergismo: quando abbiamo farmaci che alterano nella stessa direzione un dato parametro fisiologico. Per

esempio se diamo 2 farmaci che aumentano la pressione o 2 farmaci che diminuiscono la pressione. Questi farmaci singolarmente A e B agiscono ma se li do insieme ci sono varie possibilit. Il sinergismo pu essere di vario tipo:

Il sinergismo additivo cio farmaco A + farmaco B d leffetto che la somma dei 2 effetti singolarmente e questo si verifica quando si danno 2 farmaci che appartengono alla stessa categoria farmacologia come 2 beta-bloccanti, oppure 2 diuretici o 2 broncodilatatori che appartengono alla stessa categoria farmacologia. Questa per una situazione teorica perch questo non si fa mai perch non una situazione vantaggiosa in quanto una regola in farmacologia non associare MAI 2 molecole della stessa classe perch leffetto terapeutico difficilmente prevedibile.

Il sinergismo propriamente detto quello con potenziamento: quel fenomeno per il quale leffetto dei 2 farmaci dati insieme superiore alla somma dei 2 effetti singolarmente considerati. Si realizza con farmaci che appartengono a classi diverse. E vantaggioso perch cos si possono diminuire le dosi e il rischio di tossicit diminuito.

Un altro tipo di sinergismo il sinergismo con inversione: quando abbiamo un farmaco A e un farmaco B che separatamente hanno un effetto ma quando li mettiamo insieme realizzano un effetto che lopposto di quello che avevamo prima. Per esempio: quando diamo simultaneamente Adrenalina e Ergotamina che sono entrambi vasocostrittori. Ladrenalina agisce sui recettori 1 adrenergici che sono vasocostrittori e sui recettori 2 che sono vasodilatatori. Se diamo una concentrazione appropriata di adrenalina avremo una vasocostrizione infatti ladrenalina data dal dentista quando fa unanestesia locale per restringere leffetto dellanestetico in quella zona. Lergotamina ha un effetto vasocostrittore diretto che per mediato da recettori serotoninergici per ha un effetto antagonista sugli recettori adrenergici. Per cui se diamo adrenalina da sola avremo vasocostrizione da recettori adrenergici, se diamo ergotamina da sola avremo vasocostrizione da recettori serotoninergici, se diamo insieme le 2 sostanze lergotamina antagonizza ladrenalina sui recettori alfa e prevale cos lazione delladrenalina sui recettori ottenendo cos una vasodilatazione.

Si parla di sinergismo con riduzione quando leffetto di due farmaci inferiore alla somma degli effetti singolarmente considerati ma superiore agli effetti singolarmente considerati (A o B < AB < A+B).

3. Antagonismo: avviene quando 2 farmaci esercitano effetto opposto. Per esempio se un farmaco A determina vasodilatazione e un farmaco B vasocostrizione e li do insieme leffetto finale sar nullo.

4. Antidotismo: si intende per antidoto un farmaco che inattiva un altro farmaco da un punto di vista puramente chimico-fisico e leffetto viene impedito perch i 2 farmaci interagiscono tra di loro. E un concetto usato in tossicologia infatti il farmaco agisce perch interagisce con il tossico. Per leffetto di antidotismo alcuni farmaci non si possono usare nella stessa miscela, nella stessa siringa e si parla in questo caso di incompatibilit farmaceutica. E qualcosa che si svolge fuori dallorganismo quindi ne deve tener conto lindustria farmaceutica o linfermiere. Lant idotismo quindi usato per curare un avvelenamento e gli antidoti sono distinti in antidoti interni che agiscono nel sangue e inattivano il tossico circolante e antidoti esterni che agiscono fuori dal torrente circolatorio sulle superfici cutanee e mucose per esempio per ingestione di acidi forti (acido solforico) si somministra come antidoto una base debole (non una base forte perch altrimenti scatenerebbe una reazione termica), invece se si ingerisce una base forte (soda caustica) si d come antidoto un acido debole (succo di limone). Gli antidoti interni si somministrano per

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avvelenamento da piombo per esempio, comune nei bambini perch una volta il Pb era usato nella pittura e in questo caso un antidoto lacido etilendiammino tetraacetico (EDTA) che un chelante che blocca il Pb.

IL RECETTORE Il recettore una macromolecola a cui il farmaco si lega per dare un effetto. Il recettore una proteina specifica che prima di rispondere ai farmaci esistono per rispondere a sostanze endogene, ad agonisti endogeni cio agenti che stimolano il recettore. Mentre gli agonisti endogeni esistono sempre gli antagonisti endogeni non esistono quasi mai. Gli antagonisti invece agiscono contro natura e luomo li ha scoperti per esempio in alcune piante trovate per caso. Per esempio lAtropa belladonna una pianta che contiene lAtropina, antagonista di recettori muscarinici. Si chiama belladonna perch nellantichit le donne si stillavano gocce di questa pianta per dilatare la pupilla e Atropa perch Atropo era una delle 3 parche che tenevano i fili della vita e Atropo recideva questo filo e la pianta prende questo nome perch tossica. Il concetto di recettore moderno fu postulato da Ehrlich sulla base dellimmunochimica. Lutilizzo dei coloranti in Germania port alla scoperta dei sulfamidici. Un farmaco pu esplicare un effetto terapeutico solo se possiede affinit per il gruppo reattivo della molecola biologica. Quindi la molecola protoplasmatica che si combina con il farmaco il recettore. Per affinit intendiamo la capacit che quel farmaco ha di legare il recettore. Per esempio un farmaco - bloccante ha affinit per il recettore 1adrenergico. Il recettore 2 ha affinit per una altro farmaco e quindi c una selettivit. La selettivit quindi il rapporto di affinit, se il rapporto grande la selettivit grande, se il rapporto piccolo, al limite se il rapporto 1, il farmaco non selettivo perch si lega con bassa affinit al sottotipo 1 e al sottotipo 2. Come interagiscono i farmaci o i neurotrasmettitori con i recettori? Linterazione quasi sempre reversibile e ad alta energia che scaturisce dalla somma di reazioni chimiche a bassa energia. I legami pi deboli di tutti sono le forze di van der Waals che sono reazioni dipolo-dipolo. Il legame a idrogeno debole ma pi forte del precedente ed sempre un legame dipolo-dipolo ma non temporaneo come il precedente. Quindi poi ci sono i legami ionici e infine i legami covalenti che sono ad alta energia, questi ultimi entrano in gioco nellinterazione farmaco recettore solo quando questa irreversibile ma questo avviene raramente. Quindi linterazione farmaco-recettore complessivamente ad alta energia perch le interazioni sono molteplici, interagiscono in modo tridimensionale. La natura del recettore qual ? E una proteina, lipoproteina o glicoproteina, generalmente localizzata nella membrana plasmatica, la massa di 45-200 kd e pu essere costituita da pi subunit, spesso glicosilata. Linterazione farmaco-recettore, il binding reversibile e stereoselettivo. Kd la costante di dissociazione e misura laffinit farmaco-recettore. La misura della Kd la concentrazione espressa in nM, pM. (Una concentrazione nanoMolare quando ce n 1 nanoMole in un Litro). La Kd di un farmaco di solito tra 1-100 nM. Quindi la costante di dissociazione di un farmaco, Kd la concentrazione di farmaco che lega la met di recettori accessibili. Se

abbiamo una soluzione in cui c una sospensione cellulare se dobbiamo legare la met dei recettori presenti e il farmaco ha affinit 50nM c bisogno di una concentrazione di farmaco di 50nM/L per legare la met dei recettori presenti. Quindi pi bassa la costante di dissociazione e pi alta laffinit e viceversa. Pi alta laffinit e meno farmaco ci vuole. Se la Kd di un farmaco 50pM e quella di un altro farmaco 50microM, 50microM 1 milione di volte in pi di 50pM. In questimmagine questa struttura rappresenta la molecola del Carvedilolo che un - bloccante che ha anche attivit - bloccante ma primariamente - bloccante. E rappresentato un recettore

adrenergico con le regioni idrofobiche grigie e la regione polare in rosso. Il carvedilolo ha degli stereoisomeri (una molecola ha 2 stereoisomeri per ogni centro chirale, sono isomeri ottici). Dei 2 stereoisomeri ce n uno il pi attivo che interagisce con tutte e tre le regioni, quello meno attivo interagisce solo con le regioni idrofobiche per cui lisomero pi attivo avr unaffinit pi alta e laltro ha unaffinit pi bassa.

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Infatti lenantiomero R ha Kd per i recettori di 45 nM, lenantiomero S ha Kd 100 volte inferiore (0.4nM). Per ogni molecola di isomero R ne avremo 100 di isomero S. Ovviamente siccome avremo una miscela racemica avremo una Kd che sar la met perch sar diminuita laffinit. Se invece vediamo la Kd per i recettori vediamo che per i 2 isomeri simile. Quindi dire che linterazione farmaco - recettore stereoselettiva vuol dire che la Kd dei 2 isomeri di solito diversa. Per alcuni farmaci possiamo comunque avere la miscela racemica e non un problema somministrarla perch sar comunque uno attivo e uno inattivo. Per altri farmaci invece si estrae solo un isomero come per un antidepressivo (S-cifalpam??). Per alcuni farmaci la non selettivit d effetti collaterali, in altri casi sfruttata positivamente. I recettori sono saturabili cio in presenza di farmaco possono essere legati totalmente perch in numero finito.

Prendiamo concentrazioni crescenti di ligando (il farmaco che si lega al recettore) in una scala lineare in nM e nelle ordinate abbiamo il complesso farmaco-recettore espresso in nM. B sta per bound cio legato. Al crescere della concentrazione di farmaco libero cresce il complesso farmaco-recettore. Ma non allinfinito, fino a un massimo. Questa curva simile alla curva di Michaelis-Menten in cui si considera la concentrazione di substrato e quella del complesso enzima-substrato. Ha la forma di uniperbole. I parametri importanti sono la Kd che corrisponde alla costante di Michaelis (concentrazione di substrato per la quale si realizza la met della velocit massima di reazione enzimatica). La Kd la concentrazione di farmaco per la quale abbiamo la met del Bmax e per Bmax intendiamo la massima capacit legante dei recettori e si esprime in numero di recettori. Quindi Bmax una

misura del numero dei recettori presenti. Quando li abbiamo legati tutti otteniamo il Bmax. Se abbiamo una sospensione di membrane messe a reagire con un farmaco radiomarcato in concentrazioni crescenti il Bmax lo misureremo in nM o pM o microM per milligrammo di proteina in soluzione. La Kd la concentrazione che permette di avere la met del Bmax.

Quindi:

Kd = [X][R] / [XR] data la reazione [X] + [R] [XR] In questa relazione se consideriamo il caso in cui met dei recettori sono legati laltra met sar libera il rapporto R/XR vale 1 e in questo caso la Kd esattamente la concentrazione X. Pi piccola la Kd pi alta laffinit e viceversa.

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AFFINITA E MASSIMA OCCUPAZIONE RECETTORIALE

Il binding specifico ai recettori risulta nella trasduzione del segnale ad un sito intracellulare cio linterazione farmaco-recettore attiva un sistema di trasduzione del segnale che si trasferisce a un sistema effettore cio il responsabile delleffetto. Pu richiedere il legame di pi di una molecola di farmaco al recettore per generare il segnale perch ci sono dei recettori che hanno bisogno di legare pi molecole di agonista anche se raro. Lordine di grandezza del segnale dipende dal numero di recettori occupati o dalla velocit di occupazione dei recettori; il segnale amplificato da meccanismi intracellulari cio nella traduzione del segnale a livello intracellulare ad ogni tappa si verifica unamplificazione del segnale perch ogni recettore attiva tanti sistemi. Per esempio un recettore adrenergico attiva una G proteina che attiver altre molecole. Da un recettore si attivano 1000 molecole per esempio. Agendo a livello dei recettori i farmaci possono aumentare, diminuire o bloccare la generazione o la trasmissione del segnale. Un agonista quella molecola che attiva un recettore e linterazione molecola-recettore pu determinare un segnale. Per esempio su in un vaso ci sono agonisti che determinano vasodilatazione e altri agonisti che determinano vasocostrizione il tutto dipende dallattivazione di recettori differenti. Ancora pi importante a livello del sistema nervoso in cui i neurotrasmettitori che sono liberati nelle sinapsi si legano sui recettori della membrana postsinaptica e il neurotrasmettitore altera il potenziale di membrana. Ci sono neurotrasmettitori inibitori e altri eccitatori, sono tutti agonisti ma gli eccitatori depolarizzano la membrana postsinaptica producendo un EPSP mentre gli inibitori producono un IPSP. Quindi sono tutti agonisti. Il GABA un neurotrasmettitore inibitore. Il glutammato un eccitatore.

I farmaci sono modulatori dei recettori e non conferiscono nuove propriet alle cellule o ai tessuti. I recettori devono avere propriet di riconoscimento e trasduzione. I recettori possono essere up-regulated or down-regulated concetto applicato allaumento o alla diminuzione del

numero dei recettori per esempio per stimolazione cronica o per mancanza di stimolazione. Il che avviene tramite regolazione genica dei recettori.

FUNZIONE RECETTORIALE ALTERATA DA MALATTIA

Myasthenia gravis E una malattia del recettore colinergico della placca neuromuscolare. Sono prodotti autoanticorpi e si ha distruzione progressiva dei recettori per lacetilcolina con conseguente debolezza muscolare. Come terapia si somministrano inibitori dellacetilcolinesterasi come neostigmina e fisostigmina.

Malattia di Graves Si ha un aumento della funzione recettoriale perch gli anticorpi sono diretti contro il recettore della tirotropina, lormone ipofisario che stimola la tiroide. Questi anticorpi hanno effetto agonista e stimolano la tiroide con effetto di ipertiroidismo.

RELAZIONE DOSE-RISPOSTA La teoria delloccupazione semplice di Clark: Secondo questa teoria linterazione farmaco-recettore segue la legge dazione di massa. Secondo questa teoria le molecole di farmaco si legano ai recettori con una velocit che funzione della concentrazione del farmaco che viene fuori dalla relazione che abbiamo visto prima ma anche uguale a questo rapporto tra k+1 e k-1. Il numero delle interazioni farmaco-recettore determina lordine di grandezza delleffetto del farmaco. Quindi leffetto dipende dalla quantit del complesso farmaco-recettore. Pi recettore troviamo pi effetto abbiamo.

Legge dazione di massa: [X] + [R] [XR] E(effetto) Kd = [X][R]/[XR] Questa curva quella che abbiamo visto prima, bisogna ricordarsi che si chiama Isoterma di adsorbimento di Langmuir perch esprime ladsorbimento di gas su una Superficie metallica.

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Nella teoria delloccupazione semplice di A.J. Clark assumiamo: (1) lampiezza delleffetto farmacologico (E) direttamente proporzionale a XR (complesso farmaco-recettore) (2) Leffetto massimo (Emax) si osserva quando tutti i recettori sono legati a X (X= farmaco) Discrepanza Nella teoria delloccupazione semplice di Clark: Di solito noi osserviamo un effetto massimo quando non tutti i recettori sono occupati ma solo una frazione, questo perch ogni recettore amplifica il segnale e magari con una percentuale inferiore al 100% dei recettori occupati sono attivati tutti gli effettori. In effetti un effetto massimo per un agonista endogeno non si verifica quasi mai in seguito alloccupazione di tutti i recettori ma solo di una parte. Perci i recettori non attivi sono i recettori di riserva o spare receptors e questo dimostrabile con luso di un antagonista irreversibile che si lega a un recettore e lo inattiva per esempio un farmaco alchilante che si lega tramite legame covalente ai recettori si visto che leffetto massimo non cambia. Per esempio si pu fare con un farmaco (denossibenzamina??) che si lega ai recettori adrendergici irreversibilmente, mettendone una quantit opportuna eliminiamo una parte dei recettori di riserva ma leffetto max si raggiunge lo stesso.

CURVE DOSE RISPOSTA Ci sono 2 tipi di rappresentazione:

Graduale

Quantale Quelle graduali riguardano variabili continue come la pressione sanguigna o la frequenza cardiaca. Quelle quantali invece sono risposte tutto o nulla per esempio la morte, una persona o morta o viva; oppure la gravidanza una incinta o non lo ! Quello che varia in una popolazione il numero di individui che manifestano la risposta. Se parliamo della morte se diamo dosi pi alte di un farmaco in una popolazione osserviamo la frequenza di mortalit sempre maggiore.

Questa una curva graduale. In ascissa c la Concentazione del farmaco e in ordinata leffetto espresso Come E/Emax per esempio aumentando la concentrazione di adrenalina la frequenza cardiaca aumenta. Questa una scala lineare se invece la trasformiamo in scala logaritmica la curva si trasforma da iperbole.

a sigmoide e questo si fa per comodit. Questo perch in passato faceva calcolare meglio i valori rispetto allaltra curva perch la parte centrale quasi lineare e viene pi comodo calcolare lEC50 cio la dose che mi d il 50% delleffetto max.

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Questa la rappresentazione semilogaritmica. Tra le curve

leffetto max diverso e lo anche lEC50 infatti diversi agonisti per lo stesso recettore hanno diversa EC50 e quindi diversa potenza del farmaco. Pi bassa lEC50 e pi potente il farmaco. Invece leffetto max la misura dellefficacia di un farmaco. L e N hanno diversa potenza ma uguale efficacia. M ha una potenza maggiore di N ma unefficacia minore. Questi 4 farmaci in basso invece hanno diversa potenza e diversa efficacia.

Questa una curva quintale tutto o Nulla che una curva di istogrammi e Aumentando la dose aumenta il numero di individui che risponde.

Queste sono sempre curve quantali ma se si mettono gli istogrammi uno sullaltro diventa una sigmoide. ED50 la dose

che determina leffetto terapeutico desiderato nel 50% degli individui.

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AGONISTA E ANTAGONISTA

Agonista: un farmaco che attiva il processo recettore-mediato attraverso interazioni reversibili basati sulla legge di azione di massa. Nel caso di un agonista abbiamo un EC50 che pu corrispondere alla Kd ma nel caso in cui i recettori di riserva sono in numero piuttosto piccolo, di solito Kd e EC50 non coincidono. Lunico modo per determinare direttamente la Kd marcare un farmaco e andare a vedere parallelamente separandoli, le quantit di farmaco legato e quelle di farmaco libero. Se noi invece misuriamo leffetto non possiamo calcolarci la Kd ma possiamo misurare la EC50 che di solito vicina alla Kd ma non coincide quasi mai. Quindi dalleffetto di un agonista non possiamo desumere la sua Kd.

Antagonista: sostanze che si legano al recettore ma non sono in grado di attivarlo cio non producono alcun effetto. Leffetto dellantagonista si vede solo in presenza dellagonista. Lantagonista da solo non d effetto, ma in presenza dellagonista riduce leffetto dellagonista stesso. Per esempio leffetto delladrenalina da sola diversa rispetto al suo effetto in presenza di un antagonista come un betabloccante perch in questo caso leffetto minore. Questa situazione diversa se noi consideriamo in vivo o in vitro perch in vivo una concentrazione di agonisti endogeni c sempre a concentrazione pi o meno alta. Questa figura mostra una serie di agonisti che hanno diversa affinit rispetto allo stesso recettore ma stessa efficacia. Stesso Emax. B ha attivit 10 volte minore di C ma lefficacia la stessa. ED50 ci informa sulla potenza relativa per esempio A 20-30 volte pi potente di B. Lefficacia la risposta massima che un farmaco in grado di produrre. La potenza una misura della dose necessaria a produrre una risposta (es.ED50). Eccezione al modello occupazionale di Clark: Relazione non-lineare tra loccupazione e la risposta C un altro parametro che dobbiamo considerare che stato introdotto da Ariens e Stephenson nel 1956 ed lAttivit intrinseca o efficacia: quando noi diciamo che 2 agonisti non hanno la stessa efficacia vuol dire che non hanno la stessa attivit intrinseca. Lattivit intrinseca la misura della capacit che lagonista ha di attivare il recettore. Quindi un farmaco deve avere la capacit di legarsi a un recettore ma anche di modificarne la struttura permettendo una trasduzione. E come il modello chiave-serratura: possono entrare tante chiavi (farmaci) ma solo una quella che funziona (attiva il recettore). Lattivit intrinseca pu essere pi o meno grande per vari agonisti per cui avremo agonisti interi che determinano la massima attivit, altri che hanno un efficacia minore sono detti agonisti parziali ( un farmaco che si lega al recettore ma non riesce ad attivarlo in maniera massimale quindi ha unattivit intrinseca inferiore. Per cui leffetto max sar minore.)

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Lezione 3 Farmacologia Generale

ANTAGONISTI RECETTORIALI

Gli antagonisti recettoriali sono composti basici che non hanno attivit intrinseca, cio si legano al recettore senza

riuscire ad attivarlo. Leffetto dellantagonista si evidenzia solo in presenza dellagonista, poich diminuiscono o

prevengono lazione dellagonista. Quanto detto si riferisce ad un sistema in vitro, dove possiamo regolare la

concentrazione dellagonista, in vivo non cos perch gli agonisti sono sempre presenti, in concentrazioni pi o

meno grandi. Per esempio le catecolamine liberate dal simpatico oppure ladrenalina liberata dalla midollare del

surrene, in concentrazioni variabili, sono sempre presenti nel nostro organismo, nel momento in cui somministriamo

un beta-bloccante, che lantagonista, antagonizziamo la loro azione. In un discorso ideale, in cui abbiamo i recettori

muscarinici e lantagonista da solo, questo non fa nulla.

Gli antagonisti vengono classificati in:

1. ANTAGONISTI COMPETITIVI, competono il sito di legame dellagonista.

2. ANTAGONISTI NON COMPETITIVI, che vengono detti anche ANTAGONISTI ALLOSTERICI, il termine allosterico

deriva dal greco e nel caso specifico si riferisce ad un composto che agisce legandosi ad un sito diverso da quello a

cui si lega lagonista. Unespressione pi corretta per riferirsi a questi composti MODULATORI ALLOSTERICI

NEGATIVI, infatti questi composti si legano ad un sito del recettore e ne modificano la conformazione in modo tale

che lattivit dellagonista diminuisca. Quindi il modulatore allosterico non fa altro che legarsi ad un sito in modo tale

da disturbare linterazione tra agonista e recettore.

Grafico A. E un grafico lineare e in blu vediamo la curva dose-effetto di un agonista da solo. Se mettiamo insieme

allagonista una determinata concentrazione di antagonista competitivo osserviamo che liperbole che viene fuori

(curva verde) un po schiacciata, ma leffetto massimo rimane invariato. Nel grafico andiamo a vedere per esempio

lEC50 (concentrazione di agonista che da sola d il 50% delleffetto) in presenza di antagonista, notiamo che rispetto

allEC50 dellagonista da solo pi spostata a destra e questa nuova concentrazione data dalla seguente

equazione:

C= C (1+ [l]/ Ki)

dove: C lEC50 in presenza di antagonista competitivo, C lEC50 di agonista da solo, l la conc. di antagonista e

Ki la costante di dissociazione dellantagonista. La conc. equiattiva di agonista in presenza di antagonista, quindi,

uguale alla concentrazione di agonista che determina quelleffetto quando da solo moltiplicata per il parametro

presente nellequazione ( 1+ [l]/ Ki). In presenza di antagonista per avere lo stesso effetto richiesta una quantit

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maggiore di agonista, dallequazione infatti si deduce che tanto pi elevata la concentrazione di antagonista [l],

tanto maggiore sar il valore C.

E possibile per gli antagonisti determinare sperimentalmente la costante di dissociazione a partire dalleffetto.

Grafico B. Questo grafico mostra come cambia la curva dose-effetto di un agonista in presenza di un antagonista

irreversibile o di un modulatore allosterico. Si evidenzia come venga modificato leffetto massimo. In questo caso

lEC50 non modificata, anche se in alcuni casi pu esserlo. Si parla di ANTAGONISMO NON SORMONTABILE,

perch viene diminuito leffetto massimo. Ci significa che in presenza di una conc. data di antagonista irreversibile

o modulatore allosterico, possiamo aumentare la conc. di agonista ma non si otterr mai leffetto massimo che si

aveva in assenza di antagonista.

Osserviamo ora landamento in grafici semilogaritmici.

Grafico A. Abbiamo in ascissa il log[Farmaco] e in ordinata la % delleffetto massimo. La curva X la curva concentrazione risposta in presenza di agonista da solo. In presenza di una concentrazione fissa di antagonista

competitivo avremo la curva Y, quindi abbiamo uno spostamento a destra della curva X. Questo spostamento si dice

spostamento parallelo, abbiamo sempre lo stesso effetto massimo nelle curve X e Y. Il caso dellantagonismo non

competitivo mostrato dalla curva Z, si ha uno spostamento a destra e una depressione del massimo.

Grafico B. Se noi costruiamo una curva concentrazione risposta di un agonista in presenza di concentrazione via via crescenti di antagonista competitivo osserviamo che la curva X, man mano che aumentiamo la concentrazione

di antagonista, si sposta sempre di pi verso destra, ma in modo parallelo. Questo tipo di antagonismo viene detto

ANTAGONISMO SORMONTABILE, perch se mettiamo una concentrazione di agonista sufficiente possiamo

sempre raggiungere leffetto massimo.

SCHILD PLOT. ANTAGONISMO COMPETITIVO.

Il (rapporto di dose -1) uguale al rapporto tra la conc. dellantagonista e la costante di dissociazione

dellantagonista. Il rapporto di dose la dose di agonista che in presenza di antagonista determina lo stesso effetto

della dose di agonista in assenza di antagonista (nellimmagine sottostante il rapporto A/A). Consideriamo

luguaglianza che segue:

dose ratio 1 = [Antag.] / Kantag

se applichiamo ad entrambi i membri il logaritmo di base 10 (Log), avremo:

Log (dose ratio -1) = Log [Antag.] Log Kantag

Questequazione che abbiamo ottenuto lequazione di Schild ed lequazione di una retta. Rappresentiamo su

di un sistema di assi cartesiani tale equazione, riportiamo sullasse delle ordinate Log(dose ratio -1), sullasse delle

ascisse Log [Antag.]. Il coefficiente angolare di questequazione (la pendenza della retta) quando lantagonismo

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competitivo uguale a 1. Questo coefficiente angolare detto fattore di Schild e se diverso da 1, si parla di

antagonismo non competitivo e questanalisi non valida. Questa analisi valida soltanto quando la pendenza

uguale ad 1. Invece ( Log Kantag) lintercetta della retta sullasse delle x.

Consideriamo il primo grafico dellimmagine nella pagina seguente. Abbiamo la rappresentazione dellantagonismo

competitivo, che si ha quando la curva conc.-risposta di un agonista viene spostata verso destra in presenza di una

concentrazione fissa di antagonista. Si ha uno spostamento parallelo, per cui leffetto massimo che si raggiunge

rimane sempre lo stesso ed inoltre c una corrispondenza tra i punti della curva in presenza di antagonista ed in

assenza, per cui possiamo trovare delle dose equiattive. Quando si realizzano delle misurazioni conc.-risposta in

presenza di diverse conc. di antagonista competitivo, otteniamo diverse curve e tanto maggiore la conc. di

antagonista tanto pi la curva spostata verso destra, proprio come si vede nel primo grafico. Consideriamo ora

lEC50 per ognuna delle curve costruite che nellimmagine indicata con A (solo agonista) o A (con antagonista).

Consideriamo ora la tabella in cui sono riportate le conc. di antagonista, il rapporto A/A, ovvero il rapporto tra le

conc. equiattive, che un valore sperimentale; per esempio se abbiamo lantagonista ad una conc. di 1x10-9 tale

Log [ Antag]

Log (dose ratio -1)

- Log Kantag

Log [ Antag]

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rapporto risulter pari a 4, ad una conc. di 1x10-8 sar pari a 18 e cos via. LogB invece il log negativo della conc

dellantagonista e infine calcolo il log((A/A-1)).

A questo punto costruisco il grafico logaritmico presente in basso nellimmagine sopra, mettendo sullasse delle

ordinate log((A/A-1)) e sulle ascisse LogB, riporto i valori presenti nella tabella e ottengo cos i punti in nero. Per

esempio per LogB=9, lordinata vale 0.47 e ottengo il primo punto, per LogB=8, lordinata vale 1.23 e ottengo il

secondo punto e cos via. Dopo aver rappresentato tutti i punti faccio una regressione lineare ed ottengo una retta

che avr unintercetta sullasse delle ascisse, che si ottiene quando log((A/A-1))=0, che si ha quando il rapporto di

dose (A/A) =2, infatti:

se (A/A) =2, Log((A/A-1)) = Log (2-1)= Log (1) = 0

Questintercetta viene anche detta pA2, proprio perch si osserva quando il rapporto di dose uguale a 2 ed un

valore utile perch il Log negativo della costante di dissociazione dellantagonista (Kantag).

pA2 = -Log (Kantag)

Questo studio di Schild risale al 1959 e ha permesso di evidenziare in maniera dettagliata linterazione tra antagonista

e recettore, dando la possibilit di evidenziare se lantagonismo di tipo competitivo (pendenza della retta deve

essere 1 o circa uguale ad 1, per esempio 0.8 o 1.2, ma se 0.65 non si parla pi di antagonismo competitivo) e di

calcolare la costante di dissociazione dellantagonista.

ANTAGONISMO NON COMPETITIVO- INIBIZIONE ALLOSTERICA

In questo tipo di antagonismo leffetto massimo non pu essere

recuperato aumentando la conc. di agonista, per cui si parla di

antagonismo non sormontabile. Nel grafico a sinistra evidenziamo la

curva conc.-effetto in assenza di antagonista indicata con 0, le curve

1 e 2 invece si ottengono in presenza di antagonista in una conc. pi

alta nella curva 2. Confrontando le 3 curve si evidenzia che la parte

lineare delle curve non parallela e quindi si ha una depressione

delleffetto massimo.

DETERMINAZIONE SPERIMENTALE DELLESISTENZA DEI RECETTORI DI RISERVA.

Nel grafico in basso, A la curva conc.-risposta in assenza di antagonista, mentre B, C, D e E, sono curve conc-

risposta in presenza di un antagonista irreversibile in concentrazioni crescenti. Un antagonista irreversibile si lega

covalentemente ad un recettore e lo inattiva. Quando mettiamo piccole conc. di antagonista irreversibile, grazie alla

presenza dei recettori di riserva, come se si avesse un antagonismo competitivo, cio leffetto massimo si pu

sempre raggiungere, perch vengono utilizzati i recettori di riserva (curve B e C). Oltre certe conc. di antagonista,

invece, leffetto massimo viene diminuito, perch tutti i recettori di riserva sono stati legati e cominciano ad essere

occupati anche quei recettori che sono fondamentali per raggiungere leffetto massimo, che pertanto non potr

essere raggiunto.

20

Un recettore attiva un trasduttore, il trasduttore attiva uno o

pi effettori. Il rapporto non mai di 1:1:1 e quindi per ottenere

un effetto massimo non necessario attivare tutti i recettori

disponibili, quelli che non vengono attivati sono i recettori di

riserva.

AGONISTI PARZIALI

Sono dei composti che hanno affinit per il recettore, ma hanno attivit intrinseca inferiore allagonista pieno, cio

non riescono a determinare un effetto massimo paragonabile a quello dellagonista pieno. La loro efficacia una

frazione dellefficacia di un agonista pieno.

21

Nel grafico B, abbiamo

due curve conc-risposta, i

quadrati blu

rappresentano lagonista

totale, che arriva ad un

effetto massimo del

100%, mentre lagonista

parziale, rappresentato

con i quadrati bianchi

arriva ad un effetto

massimo dello 0.40 %.

Questo non si verifica a

parit di concentrazione,

quando si fa questo

confronto si fa riferimento

alleffetto massimo, non

alla concentrazione. Nel

grafico leffetto massimo

si raggiunge quando la

curva arriva ad un

plateau. Se facciamo

riferimento ad agonisti

che hanno affinit diversa

ed efficacia uguale invece

si fa riferimento alla conc.

In questo caso lagonista con unaffinit pi bassa ha anche una potenza minore e quindi richiesto in

conc pi elevate per avere leffetto massimo.

Nel grafico A sullasse delle ascisse abbiamo il log [agonista parziale], mentre sullasse delle ordinate presente

la percentuale di legame al recettore dellagonista parziale (quadrati bianchi) e dellagonista pieno

(quadrati blu). Questo grafico rappresenta una condizione in cui abbiamo una conc. fissa di agonista pieno,

mentre variamo la conc. di agonista parziale. La conc. di agonista pieno non viene rappresentata poich

fissa, e quindi sullasse delle ascisse riportata solo log[agonista parziale]. Al crescere della conc.

dellagonista parziale aumenta la percentuale di legame al recettore di questo composto, da 0 fino ad

arrivare ad un massimo. La percentuale di legame dellagonista pieno in assenza di agonista parziale

massima, mentre si riduce man mano che aumenta la conc. di agonista parziale, perch questo compete

con lagonista pieno. Per conc. elevate di agonista parziale la percentuale di legame dellagonista pieno

si annulla.

Nel grafico C rappresentata una situazione simile a quella del grafico A, si ha una conc. fissa di agonista

pieno e una conc. variabile di agonista parziale, nel grafico C cambia lordinata rispetto al grafico A, infatti

abbiamo leffetto. In assenza di agonista parziale e in presenza di una data conc. di agonista pieno

abbiamo leffetto massimo, man mano che aumentiamo lagonista parziale in presenza di agonista pieno,

leffetto diminuisce e ci si verifica perch diminuisce la percentuale di agonista pieno legato al recettore

mentre aumenta quella di agonista parziale. Quando al recettore si lega solo lagonista parziale leffetto

osservato leffetto massimo di questagonista.

Questo tipo di esperienza porta alla conclusione che lagonista parziale da solo si comporta da

agonista, mentre in presenza di un agonista pieno si comporta da antagonista, perch inibisce

lazione dellagonista pieno.

Quella che segue una figura riassuntiva. In azzurro viene rappresentato il recettore con diversi siti di

legame. Quando lagonista (A) si lega abbiamo la curva dose-risp rappresentata in nero nel grafico.

Linibitore competitivo (B) ha lo stesso sito di legame di A, quindi in presenza di B si ha lantagonismo

competitivo rappresentato dalla sigmoide arancione, parallela a quella nera.

Linibitore allosterico (D) ha un sito di legame diverso da quello dellagonista e quando si lega si ha la

depressione delleffetto massimo (sigmoide lilla). Infine si ha anche lattivatore allosterico (C), un

composto che si lega a siti specifici e aumenta leffetto massimo dellagonista (sigmoide verde).

22

AGONISTA INVERSO.

E un ligando che ha unattivit intrinseca negativa, cio

determina un effetto che opposto rispetto a quello

dellagonista pieno. Cerchiamo di spiegare come ci pu

essere possibile. I recettori generalmente hanno unattivit

costitutiva, cio una frazione di essi attiva anche in assenza

di agonisti, perch hanno una conformazione tale, che permette

loro di determinare un effetto fisiologico, di interagire quindi con

un sistema di trasduzione in assenza di agonista. Lagonista

inverso un ligando che si lega a questi recettori e ne

diminuisce lattivit costitutiva. In alto nella figura a sinistra

rappresentato uno schema dove in blu mostrato il recettore

inattivo Ri e in rosso la forma attiva del recettore Ra, queste

sono le due potenziali conformazioni che il recettore pu avere

e tra le quali oscilla. I ligandi non fanno altro che stabilizzare

una forma rispetto allaltra:

Gli agonisti pieni tendono a stabilizzare la forma attiva,

Gli agonisti inversi la forma inattiva,

Gli agonisti parziali hanno una certa preferenza verso la forma

attiva,

Gli agonisti inversi parziali hanno una certa preferenza verso la

forma inattiva,

Gli antagonisti non hanno preferenze per nessuna delle due

forme e quindi non spostano lequilibrio.

Il grafico in basso nella figura a sinistra mostra le curve dose-risposta per i vari casi descritti, considerando

linterazione con un recettore con unattivit costitutiva.

Limmagine a destra una scala concettuale.

Se noi consideriamo lattivit intrinseca, cio lefficacia

relativa degli agonisti endogeni, abbiamo:

100% di attivit con lantagonista pieno,

0% di attivit con lantagonista,

100% di attivit negativa con lagonista inverso,

lagonista parziale ha unattivit intermedia tra agonista pieno e antagonista,

lagonista parziale inverso ha unattivit intermedia tra antagonista e agonista inverso,

il superagonista ha unefficacia superiore allagonista pieno.

Lantagonista svolge la sua funzione sia nei confronti dellagonista pieno che dellagonista inverso.

ALTRI TIPI DI ANTAGONISMO (NON RECETTORIALE).

Antagonismo fisiologico o funzionale. Due farmaci che esercitano un antagonismo fisiologico sono due farmaci che influenzano un determinato parametro in senso opposto, per esempio un farmaco ipotensivo e uno ipertensivo,

un farmaco che determina uno stato di vigilanza e un sonnifero. Queste coppie di farmaci non agiscono

necessariamente sullo stesso recettore, per questo si parla di antagonismo non recettoriale.

Antagonismo chimico o antidotismo. Esistono antitodi interni ed esterni. Antagonismo farmaco-cinetico. Si verifica quando un farmaco inibisce un altro farmaco perch ne influenza il

destino farmaco-cinetico, inibisce leliminazione, interferisce con lassorbimento o nel caso pi frequente influenza il

metabolismo. Per esempio abbiamo un farmaco A che viene metabolizzato dal citocromo P450 nel fegato e un

farmaco B che un induttore del citocromo P450, questultimo accelera la velocit di trasformazione del farmaco A,

questo un esempio di antagonismo farmaco-cinetico.

23

RECETTORI

Una cellula che esprime dei recettori un target (bersaglio). La maggior parte dei recettori vengono espressi sulla

membrana cellulare, perch questa la struttura della cellula pi facilmente accessibile. C unaltra classe di

recettori che invece agiscono nel nucleo, in forma inattiva alcuni di questi sono presenti nel citoplasma altri nel nucleo

stesso.

I recettori di membrana legano neurotrasmettitori o fattori di crescita.

I recettori nucleari invece sono riconosciuti dagli ormoni steroidei.

RECETTORI DI MEMBRANA.

1. I recettori 7TM, a sette domini trans membrana, presentano 7 -eliche che attraversano la membrana plasmatica.

Sono accoppiati a proteine G.

2. I recettori canale sono formati da pi sub-unit che assemblandosi costituiscono un poro ionico della membrana,

cio rendono quella regione della membrana in cui si trovano permeabile agli ioni.

3. I recettori 1TM, ad un dominio trans membrana presentano una sola -elica che attraversa la membrana. Sono di

natura enzimatica e lattivit enzimatica pi comune quella tironsin-chinasica, presente per esempio nei recettori

per i fattori di crescita, per linsulina, per le citochine (mediatori dellinfiammazione). Altre recettori 1TM hanno invece

attivit guaninil-ciclasica, per esempio il recettore per il fattore natriuretico atriale (ANP).

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RECETTORI NUCLEARI

Gli ormoni steroidei sono agonisti per alcuni di questi recettori, per esempio gli ormoni cortico-surrenalici (cortisolo),

gli ormoni sessuali (androgeni, testosterone, estrogeni). Ogni ormone riconosce un recettore diverso: ER (Estrogen

Receptor), AR (Androgen Receptor), GR (Glucocorticoids Receptor) e altri. Tutti questi recettori riconoscono e

legano non solo ligandi endogeni ma anche farmaci, per esempio i cortisonici, tra cui -metasone, il triamcinolone e

altri farmaci steroidei che vengono utilizzati come anti-infiammatori, anti-allergici, anti-reumatici ecc

Gli ormoni tiroidei sono agonisti per altri recettori nucleari, per esempio la triiodiotironica (T3) si lega al recettore TR.

Alcune vitamine hanno recettori nucleari, per esempio la vitamina D e i retinoidi tra cui la vitamina A.

I farmaci che si usano per la cura dellacne interagiscono con questi recettori.

Tutti questi composti riconoscono ognuno il proprio recettore, ma hanno una caratteristica in comune che la

lipofilia, ed ovvio che possiedano questa caratteristica perch devono attraversare la membrana plasmatica

liberamente per arrivare nel citosol o nel nucleo, dove si trovano i recettori. Invece le catecolamine (monamine,

dopamine) o i fattori di crescita, che sono proteine, non possono attraversare la membrana e quindi riconoscono

recettori di membrana.

Questi recettori si trovano associati ad altre proteine, che hanno funzione di inibizione oppure possono funzionare

da co-attivatore o co-repressore.

Nei recettori nucleari distinguiamo due domini principali:

1. ligand binding domain (LDB), questo il dominio che riconosce il ligando (agonista-antagonista)

2. DNA binding domain (DBD) che il dominio che interagisce con sequenze specifiche del DNA, chiaramente si

tratta di sequenze non codificanti che si trovano nei promotori dei geni e vengono indicate come HREs (Hormone

Responsive Elements). Gli HREs sono quasi tutti delle palindromi e ognuno di essi specifico per un recettore.

I recettori nucleari si possono considerare dei fattori di trascrizione,

infatti, dopo aver legato lagonista legano il DNA e in linea di massima

attivano lespressione genica, solo in alcuni casi la reprimono.

Svolgono tale funzione solo dopo aver legato il ligando, quindi

potremmo considerarli dei fattori di trascrizione attivati da ligandi.

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Limmagine mostra il meccanismo dazione

dei glucocorticoidi. Il recettore, in assenza di

ligando, si trova nel citosol ed complessato

alla proteina hsp90 (heat shock protein 90).

Nota: Le hsp appartengono alla categoria

degli chaperon molecolari, queste proteine

sono indotte dallo shock termico e per questo

sono dette heat shock proteins, il numero che

segue indica il peso molecolare in Kdalton.

Furono scoperte negli anni 80 e sono presenti

in tutti i metazoi, probabilmente anche nei

protozoi. Prendiamo un animale, per esempio

una Drosophila, o anche un topo, e li

riscaldiamo a 42C, quindi andiamo ad

esaminare lespressione di tutte le proteine

mediante western-blot. Confrontando il profilo

proteico ottenuto con quello di un controllo, si

evidenzia la presenza di proteine assenti nel

controllo e che quindi sono state indotte dallo

shock termico, queste proteine vengono

evidenziate come hsp. Le hsp, dopo lo shock termico, servono a guidare il corretto ripiegamento delle proteine

affinch riacquistino la struttura terziaria che hanno perso a seguito dellesposizione ad elevate temperature, in

pratica guidano le proteine parzialmente denaturate e rinaturare. Tutte le hsp sono proteine inducibili, alcune sono

costitutive, cio si trovano nella cellula anche in assenza di shock termico.

Hsp90 indotta da shock termico, ma anche una proteina costitutiva, presente in abbondanza e si trova

complessata con alcune proteine segnale o recettori, in particolare con il recettore per il glucocorticoidi. Il recettore

legato ad hsp90 inattivo e si trova nel citosol. In presenza dello steroide, questo si lega al suo dominio di legame

sul recettore e fa dissociare hsp90. Una volta che il recettore attivo dimerizza, cio si lega ad un altro recettore. Il

recettore dei glucocorticoidi forma un omodimero, perch si legano due recettori dello stesso tipo, questo

complesso che migra nel nucleo e va a legarsi allelemento HRE, che in questo caso detto GRE (Glucocorticoids

Responsive Element). Il recettore presenta anche il dominio di attivazione della trascrizione, il quale interagisce con

dei coattivatori presenti nel nucleo attivando la trascrizione. Questi coattivatori interagiscono anche con la RNApol e

con vari fattori che devono rimodellare la cromatina per renderla accessibile alla polimerasi. I recettori nucleari dei

glucocorticoidi vengono chiamati recettori nucleari di classe I.

I recettori nucleari sono classificati in 4 gruppi:

11.. Recettori di classe I

22.. Recettori di classe II

33.. Recettori di classe III

44.. Recettori di classe IV

I RECETTORI NUCLEARI DI CLASSE I:

Agiscono nel nucleo, ma in forma inattiva sono presenti nel citosol,

Formano omodimeri, che vengono traslocati nel nucleo (per esempio per trasporto attivo),

Riconoscono sequenze palindromiche,

Il recettore interagisce con coattivatori che rimodellano la cromatina rendendola accessibile alla RNApol.

Esempi: recettore per glucocorticoidi,per gli androgeni,per gli estrogeni e per il progesterone.

I RECETTORI NUCLEARI DI CLASSE II:

Si trovano nel nucleo e in genere sono anche gi legati al DNA, ma non attivano la trascrizione perch sono

legati ad un co-repressore,

Formano eterodimeri, la maggior parte lega il recettore per i retinoidi (RXR),

Nota: il recettore per i retinoidi un recettore un po promiscuo, perch lega i retinoidi ma dimerizza con recettori di

tipo diverso.

Meccanismo dazione: quando arriva lormone, si stacca il co-repressore, interagisce con il co-attivatore e ci

consente di reclutare la RNApol e di attivare la trascrizione.

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Nellimmagine mostrato il meccanismo dazione del recettore per lormone tiroideo (TR).

Esempi: recettori per acido retinoico, per i retinoidi e per gli ormoni tiroidei.

I RECETTORI DI CLASSE III.

Sono simili ai recettori di classe I, solo che riconoscono sul DNA HREs non palindromiche, ma costituite da sequenze ripetute dirette.

I RECETTORI DI CLASSE IV.

In forma attiva sono presenti sia come dimeri che come monomeri, ma, a differenza di tutti gli altri tipi di recettore che ne riconoscono due, si legano ad un solo dominio HRE, in entrambe le forme.

PROTEINE COREGOLATRICI.

I recettori nucleari quando legano gli elementi HREs reclutano un numero significativo di altre proteine (denominate

coregolatori di trascrizione che attivano o inibiscono la trascrizione). Le funzioni di questi regolatori sono varie, tra

cui il rimodellamento della cromatina (rendendo il gene target pi o meno accessibile per la trascrizione) o fungono

da ponte per stabilizzare il legame di altre proteine regolatrici.

Esistono due tipi di coregolatori:

11.. Coattivatori. Sono proteine a cui spesso associata unattivit istone-acetiltransferasica (HAT) e quindi

acetilando gli istoni permettono lo svolgimento del DNA e promuovono la trascrizione. Quando i recettori nucleari

legano il ligando, assumono una conformazione che consente il legame preferenziale del coattivatore.

22.. Corepressori. Sono proteine a cui spesso associata unattivit istone-deacelilasica (HDAC), che rafforza

lassociazione del DNA agli istoni e quindi rende pi difficile svolgimento del DNA, reprimendo la trascrizione. Quando

un antagonista si lega al recettore nucleare induce un cambiamento conformazionale del recettore che consente il

legame preferenziale del corepressore.

I recettori nucleari legano agonisti pieni, inversi e antagonisti e vale tutto ci che abbiamo visto in generale.

Lagonista qualcosa di naturale, infatti esiste il recettore che lo lega, per esempio gli ormoni tiroidei, i glucocorticoidi

o altri ormoni sono prodotti naturali per cui esiste un recettore. Mentre gli antagonisti in genere sono molecole

artificiali, per esempio il MIFEPRISTONE pi comunemente noto come RU-486, che la pillola abortiva, un

antagonista del recettore per il progesterone e del recettore per gli ormoni gluco-corticosteroidei. Questo composto

quindi antagonizzando lazione del progesterone impedisce il proseguo della gravidanza; ma per determinare

lespulsione del prodotto del concepimento necessario somministrare una prostaglandina, che fa contrarre lutero.

Modulatore recettoriale selettivo (SRMs).

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Sono farmaci che si legano ai recettori nucleari ma a secondo dellorgano o del tessuto che raggiungono esercitano

effetti diversi, in alcuni tipi cellulari si comportano da agonista, in altri da antagonista. Esempi: Selective Androgen

Receptor Modulators (SARMs), Selective Estrogen Receptor Modulators (SERMs) and Selective Progesterone

Receptor Modulators (SPRMs).

Una serie di molecole di sintesi che si hanno a disposizione stata concepita come modulatore selettivo del recettore

degli estrogeni, tra questi il TAMOXIFENE utilizzato nel trattamento medico del carcinoma mammario a tutti gli stadi.

Il CLOMIFENE il capostipite dei modulatori selettivi degli estrogeni e veniva utilizzato come induttore

dellovulazione. Il tamoxifene si comporta da antagonista a livello delle cellule del carcinoma mammario, ma si

comporta da agonista a livello dellutero e questa potrebbe essere unazione dannosa perch pu determinare il

rischio di sviluppare il tumore uterino. Il tamoxifene si comporta da agonista anche a livello del tessuto osseo, come

il RALOXIFENE, quindi si ha la possibilit di utilizzarli nel trattamento preventivo dellosteoporosi che si sviluppa in

menopausa.

RECETTORI DI MEMBRANA.

1. Canali ionici regolati da ligandi, si tratta di canali il cui stato di apertura o chiusura regolato dal legame di agonisti

endogeni o esogeni (farmaci).

2. Canali ionici voltaggio-dipendenti il cui stato di gating regolato dalla ddp della membrana. Sono dei recettori per

farmaci molto importanti.

3. Recettori accoppiati a G-proteine

4. Recettori con attivit enzimatica

o tirosina kinasi (GF, cytok.)

o serina threonina kinasi (bone morphogenetic protein)

o guanilato ciclasi (ANP)

Nota: Gli ioni che si trovano in soluzione acquosa hanno un guscio di molecole dacqua che li circondano, se uno

ione negativo il dipolo acquoso rivolge i protoni verso di esso, se uno ione positivo rivolge lossigeno. La membrana

plasmatica un doppio strato lipidico ed semipermeabile, non fa passare n acqua n ioni, ma consente il passaggio

solo a piccole molecole lipofile. Quindi i canali che si trovano sulla membrana consentono il passaggio di ioni e di

acqua.

Limmagine mostra i meccanismi di trasduzione che avvengono attraverso la membrana.

1. Il farmaco attraversa

liberamente la membrana

plasmatica, questo si applica

alle molecole liposolubili che

si legano a recettori nucleari.

2. Recettori con attivit

enzimatica. Il ligando si lega

al recettore il quale trasforma

un substrato A in un prodotto

B.

3. Recettore transmembrana

che interagisce con una

protein-chinasi determinando

la fosforilazione di un

substrato cellulare.

-I recettori che hanno attivit

tirosinchinasica sono a met

strada tra il tipo 3 e il tipo 4

(dellimmagine seguente),

infatti una volta legato il

ligando determinano auto

fosforilazione di tirosine e

successivamente dimerizzano e legano dei trasduttori che attivano altri effettori.

4. Recettore canale regolato da ligandi

5. Recettore che interagisce, in seguito al legame con il farmaco, con un trasduttore che una proteina G, che

attivata attiva a sua volta un effettore che svolge attivit enzimatica trasformando un substrato cellulare C in D.

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Lezione 4 Farmacologia Generale

I canali ionici si studiano attraverso il PATCH CLAMP. Patch significa pezzettino di membrana, clamp significa

bloccare, una tecnica che determina il blocco del voltaggio, viene imposto artificialmente una differenza di

potenziale ai due lati della membrana. una tecnica indispensabile per studiare i canali voltaggio-dipendenti, o in

generale i canali.

Nel secondo caso otteniamo una corrente che ha avuto una media dellattivit di tutti i canali, che trasportano ioni.

Imponiamo il nostro voltaggio che 100-+80 mV, per ogni depolarizzazione che abbiamo imposto noi, imponiamo

Questa una microfotografia che mostra una cellula attaccata ad una

pipetta, si utilizzano quelle di vetro, vi sono degli strumenti che al calore

tirano questo vetro per dare una punta molto piccola. Si hanno delle

cellule in coltura, possono essere cellule dissociate da un organo,

applichiamo la pipetta che riempita con una soluzione salina specifica,

la pipetta attaccata allelettrodo, ci sono due possibilit:

1) tirare e strappare un pezzettino di membrana e in questo caso si

studiano solo i canali che si trovano in quel pezz