-
meccanismo
d'azione
-
sito d'azione
-
vicino all'organo di risposta finale
- es. atropina→midriasi
-
lontano dall'organo di risposta finale
- es. morfina → SNC → miosi
-
farmaco
-
aspecifico
-
effetto ad alte concentrazioni (10^-3<<10^-2)
effetto collegato alle caratteristiche chimico-fisiche
non stretta correlazione struttura-azione
- es. lassativi osmotici
-
specifico
- effetto a basse concentrazioni (10^-8<<10^-6)
interazione con recettori specifici
specificità biologica
-
SITO RECETTORIALE
- tipo
- proteina
- acido nucleico
- sede
- membrana plasmatica (ligandi grandi idrofili)
- intracellulare (citosol, organelli, nucleo) (ligandi lipofili)
- funzione
- EFFETTORE
- effetto inibito dal farmaco
azione diretta
- farmaco
- INIBITORE COMPETITIVO
- INIBITORE NON COMPETITIVO (allosterico)
- Topic
- acidio nucleico
- es. antivirali: nucleotidi antisenso
- proteina strutturale
- es. antimitotici: Taxolo
- enzima
- COX 1,2
- es. FANS: Aspirina
- immunofillina
- es. immunosoppressori: Ciclosporina
- proteina di trasporto
- passivo
(diffusione facilitata - uniporter)
- canali
- Na+
- V dip: cellule nervose e cardiache
- es. anestetici locali
- V indip: cellule endoteliali
- es. diuretici
- K+ V dip
- tutte le cellule
- ricerca per regolatori metabolici es. ipoglicemizzanti
antiaritmici: Amiodarone
- Ca2+ V dip
- HVA
- LVA
- es. calcio antagonisti: Verapamil
- trasportatori
- attivo
- primario
- pompe ioniche
- Na+/K+ ATPase
- es. cardiotonici: Digitale (CICR)
- H+/K+
- es. inibitori pompa protonica gastrica: Omeprazolo
- secondario
- cotrasportatri
(simporter / antiporter)
- neurotrasportatori
(reuptake neurotrasmettitori)
- Na+/Cl- dipendenti
- simporto
GABA, serotonina, catecolamine
- es. SSRI: fluoxetina
- Na+/K+ dipendenti
- antiporto
aa eccitatori (Glu, Asp)
- H+ dipendenti
- acetilcolina, aa
- RECETTORE
- risposta al ligando modulata dal farmaco
azione indiretta
- farmaco
- AGONISTA: mima l'azione del ligando
- es. morfina → recettori oppiacei
- ANTAGONISTA: ostacola l'azione del ligando
- es. atropina → recettori ach muscarinici
- proteina
recettoriale
- intracellulare
- ore, anni
ligandi lipofili
eterodimero (recettore-ligando) interagisce direttamente con il genoma
DBD (Zn finger) N-term
LBD C-term
- localizzazione
- citosol (hsp)
- glucocorticoidi
mineralcorticoidi
testosterone
- nucleare
- Vit A, D
retinoidi
estrogeni, progesterone
tiroxina
- farmaci
- agonisti
- glucocorticoidi (antinfiammatori)
estrogeni e progestinici (anticoncezionali)
- antagonisti
- antiandrogeni (cancro prostata)
antiestrogeni (cancro mammella, osteoporosi*)
antiprogestinici (cancro utero)
- membrana
- LGICs
- msec
neurotrasmettitori veloci
porz extracell - legame ligando e modulatori
porz transmembrana - selezione e conduzione ioni
porz intracell - siti di fosforilazione modulatori
- ECCITATORI
(catione)
- es. N-Ach
- ligando: Ach
ione: non selettivo (Na+, K+)
Nn - SNC SNP
Nm - placca motrice
bloccato da succinilcolina (agonista degradato da pseudoacetilcolinesterasi)
D-tubocurarina (antagonista competitivo)
- es. Glu
- SNC: memoria, apprendimento, nocicezione
AMPA - Na+
NMDA - Ca2+ : inibito allostericamente da ketamina
- es. 5-HT3
- ligando: 5-HT (Serotonina)
ione: K+, Na+, Ca2+
SNC: riflesso del vomito
SNP: nocicezione
- INIBITORI
(anione)
- es. GABAA
- ligando: GABA
modulatori allosterici facilitanti: etanolo, barbiturici, benzodiazepine, propofol
ione: Cl-
risposte inibitorie SNC
- es. Gly
- ligando: Gly
ione: Cl-
risposte inibitorie midollo spinale
- GPCRs
- sec
neurotrasmettitori lenti, ormoni
7TM
N-term extracell - ligandi grandi
3αhelix loop extracell - ligandi piccoli idrofilici
5αhelix loop intracell - GP
- Gs
- α → +AC → ↑AMPc → +PKA (PDE → ↓AMPc)
βγ → +canali L per il Ca2+ → ↑Ca2+
- es. β1,2,3-adrenergici
- tox COLERICA → -GTPase → +++AC
- Gi
- α → -AC → ↓AMPc → -PKA
βγ → + canali K+ cardiaci atriali →↑ K+
- es. α2-adrenergici
Ach muscarinico
- tox PERTOSSE → -GTPase → ---AC
- Topic
- PKA
- inotropismo cardiaco (+canali Ca2+ Vdip →↑Ca2+)
rilasciamento muscolatura liscia bronchiale (-MLCK → -MLC)
attivazione tx (+CREB → +CRE → prolif e diff)
- Gs e Gi spesso presenti nello stesso tessuto
- es. cuore (M2 → Gi; β1 → Ga)
- Go
- α → +PLCβ → (PIP2→IP3 + DAG); IP3 → +IP3R → ↑Ca2+; DAG → +PKC
βγ → -canali per il Ca2+ neuronali → ↓rilascio di neurotrasmettitori
- es. α2-adrenergici
- Gq
- α → +PLCβ → (PIP2→IP3 + DAG); IP3 → +IP3rR → ↑Ca2+; DAG → +PKC
- es. α1-adrenergici
- Topic
- PLC
- IP3 e DAG rapidamente metabolizzati e riciclati in PIP2 da chinasi e fosfatasi
Li+ inibisce una chinasi → ↓PIP2
- RTKs
- min
a. risposte rapide transitorie (met cell)
b. risposte ritardate prolungate (exp gen)
monomeri transmembrana (insulina, IGF, cyt dimeri)
N-term extracell - recettore
transmembr idrof
C-term intracell - TK
- es.
insulina, GF, citochine
farmaci biologici (mAb) es. Trastuzumab
- Topic
- TK intrinseca
- dimerizzazione
transfosforilazione (Tyr)
attivazione di trasduttori citoplasmatici specifici (SH2)
- JAK-STAT
- recettori per CITOCHINE
- Type I & II
- TNFR
- GCs
- attività GC intrinseca
- es. NP
- TLR
- SI
- CAMs
- adesione intercell, cell-ecm
- LDLR
- circolazione lipoproteine
-
interazione
farmaco-recettore
(QSAR)
- legame
- farmacologico (debole e reversibile: non covalente - H, elettrostatico, HI, VdW)
tossicologico (solido e irreversibile: covalente)
- eccezioni
- es. inibitori pompa protonica gastrica: Omeprazolo
- specificità biologica
- strutturale
- ISOMERI COSTITUZIONALI
- gruppi laterali
- spaziale
- Topic
- DIASTEROISOMERI
- proprietà biologiche, chimiche e fisiche diverse
facilmente separabili
- ENANTIOMERI
- proprietà chimiche e fisiche uguali
difficilmente separabili
proprietà ottiche diverse
proprietà biologiche diverse (60% farmaci) - recettore asimmetrico
- efficacia
tossicità
- a. quanti-qualitativamente uguali
b. quantitativamente diverse
c. qualitativamente diverse
- tossicità meno specifica dell'efficacia
- es.
ketamina (anestetico): L efc 4x, tox --
terbutalina (broncodilatatore): L efc 3000x
metadone (oppiaceo): L tox (despressione respiratoria) 3x
flecainide (antiaritmico): L efc =, tox =
- sintesi chimica → miscela
- 55% farmaci commercializzati come racemi
45% unico enantiomero attivo
- modulazione delle
risposte recettoriali
- Topic
- FARMACOCINETICA
- INDUZIONE ENZIMATICA
con riduzione [S] nel sito d'azione
- es. barbiturici, etanolo
- FARMACODINAMICA
- ADATTAMENTO RECETTORIALE
- es.
farmaci attivi sul SNC: nicotina, oppioidi
β2-agonisti: broncodilatatori
- Topic
- a. DESENSITIZZAZIONE (agonisti)
- OMOLOGA
specifica per il recettore attivato
- es. LGICs (NAchR placca motrice)
proprietà intrinseca del recettore
conformazioni: R - A - I - D
ligando → D
inibizione da curari depolarizzanti (es. succinilcolina)
favorita da fosforilazioni (PKA, PKC)
- es. GPCRs (βadrenergici)
fosforilazioni (βARK)
↓affinità ligando
↓accoppiamento GP (β-Ar)
downregulation recettore (internalizzazione fino a defosforilazione/degradazione)
- DOWN REGULATION
- RAPIDA
- internalizzazione
- TARDIVA
- internalizzazione
degradazione
- ETEROLOGA
coinvolge recettori che condividono via di trasduzione o effettori
- es. GPCRs β,α2 adrenergici
kinasi attivate
- b. UP REGULATION (antagonisti)
- RAPIDA
- pool di recettori di riserva
- LENTA
- neosintesi recettori
- es.
denervazione muscolare →NAchR
βbloccanti → EFFETTO RIMBALZO
- Topic
- TOLLERANZA
- def: graduale riduzione della risposta ad un farmaco dopo somministrazione ripetuta
giorni, settimane
reversibile con sospensione tp
- TACHIFILASSI
- def: rapida riduzione della risposta ad un farmaco dopo somministrazione ripetuta
minuti, ore
reversibile con sospensione tp
- DEPLEZIONE di NEUROTRASMETTITORI
- es. anfetamine - noradrenalina
-
analisi
quantitativa
-
CURVE
-
GRADUALI
-
analizzano l'intensità graduale di un effetto in una singola unità biologica (recettore, cellula, tex, organo, individuo)
- EFFICACIA
- capacità del farmaco di provocare l'effetto max
- es. morfina = codeina (agonisti totali)
- POTENZA
- quantità di farmaco necessaria per 50%effetto max
- es. morfina >>> codeina
-
Topic
- DOSE
- quatità di farmaco da somministrare per ottenerne una data concentrazione nel sito d'azione
- 98% farmaci legano sito recettoriale reversibilmente
- legge di azione di massa applicabile, oppure considerati reversibili all'infinito
- semilogaritmiche
- confronto ampie dosi (esp basse conc, contr alte conc)
linearità 20% - 80% (pendenza)
- pendenza → scarsa maneggevolezza (meccanismo d'azione)
parallelismo → = efficacia (meccanismo d'azione comune)
- es.
potenza morfina > idromorfone > codeina - parallelismo
efficacia morfina > aspirina
-
Topic
- effettori
E + S → effetto
- LEGGE DI AZIONE DI MASSA
-
Michaelis-Menten
-
Lineweaver-Burk
- Topic
- inibitori competitivi
- Vmax =
Km ↑
- es. sulfamidici - folico sintetasi batterica
- inibitori non competitivi
- Vmax ↓
Km =
- es. metotrexate - deidrofolato reduttasi umana
- recettori
R + A → stimolo → effetto
- 1) OCCUPAZIONE
(radiofarmaci)
- LEGGE DI AZIONE DI MASSA
-
Isoterma di Langmuir
Curva dose-risposta graduale
- Topic
-
Scatchard Plot
-
Curva (Log) dose-risposta graduale
- 2) EFFETTO
(bagni)
- Topic
- AMPLIFICAZIONE
- Topic
- recettori di riserva
- = logKf/logDE50
recettori la cui occupazione non è richiesta per Emax
se inattivati (exp con alchilazione irreversibile) →↓potenza; = efficacia
tessuto e farmaco specifici
modificazioni fisiologiche (invecchiamento) e patologiche
- es. m. anococcigeo ratto
noradrenalina: 95%
oxymetazolina: 87%
- es.
risposta all'isoprotenerolo nella progressione
dell'insufficienza cardiaca congestizia
- ipotesi funzionale: ↑efficienza trasduzione (latenza, risposta a basse concentrazioni di ligando)
- amplificazione del segnale
- diversi livelli di amplificazione in stadi successivi della trasduzione
(modificazioni di pendenza, forma, posizione della curva)
- es. Carbacolo - MAchR → captazione Ca2+ → contrazione
- DEAMPLIFICAZIONE
(sempre presente)
- Topic
- un farmaco può interagire con attività intrinseca diversa
con sottotipi diversi di recettore
- es. oppioidi
- Topic
- agonisti parziali
- un agonista parziale si comporta da antagonista rispetto ad un agonista totale
- antagonisti
- ANTAGONISMO
- RECETTORIALE
- REVERSIBILE
cinetica/affinità di legame antagonista ≈ agonista
- COMPETITIVO
- ↓potenza (↑D50 apparente)
= efficacia (sormontabile)
- tp
- pat da eccesso di mediatori endogeni
- es. βbloccanti → aritmie da adrenalina
- intossicazioni
- es. Atropina → avvelenamento da muscarina
- in tp è necessario variare
la dose se si modifica la quantità di agonista
- NON COMPETITIVO
(allosterico)
- ↓efficacia (insormontabile)
- in tp non è necessario variare
la dose se si modifica la quantità di agonista
- IRREVERSIBILE
cinetica/affinità di legame antagonista <<< agonista
- antagonista lega siti per il legando e/o siti allosterici
modificazione permanente del recettore
reazione non arriva all'equilibrio (analisi termodinamica non cinetica)
trattata come reversibile all'infinito
- in tp non è necessario variare
la dose se si modifica la quantità di agonista
- FARMACOCINETICO
- induzione enzimatica con riduzione della quantità di farmaco attivo
- es. fenobarbital → warfarin
- FISIOLOGICO
- attivazione di recettori con effetti opposti
- es. adrenalina → istamina
- ATTIVITA' BASALE
- RECETTORI COSTITUTIVAMENTE ATTIVI
- fisiologici
- R* > R
- es. recettori per la Dopamina
- mutati iperattivi
- ↑R* > R
- es. LHR nella pubertà precoce maschile familiare
- iperespressi
- ↑R e R*
- ANTAGONISTI INVERSI
- ↓attività basale
- teorie
- OCCUPAZIONE
i ligandi inducono nei recettori
una nuova conformazione attiva
- curva dose-effetto graduale
- curva (Log) dose-effetto graduale
- Clark: EFFETTO = OCCUPAZIONE
- legame reversibile
Occupazione totale = Effetto max
Kf = DE50
effetto = k occupazione
rapporto1:1
recettori omogenei
legami indipendenti
equilibrio istantaneo
[F]indip[FR]
- Topic
- non spiega amplificazione, deamplificazione, attività basale
- Ariens: EFFETTO ← AFFINITA' + ATTIVITA' INTRINSECA
- α = 1 agonisti totali
0< α < 1 agonisti parziali
α = 0 antagonisti
- es.
adrenalina
pilocarpina
atropina
- Topic
- spiega deamplificazione
non spiega amplificazione e recettori costitutivamente attivi
- Stephenson: EFFETTO ← STIMOLO ← EFFICACIA ← farmaco + tessuto
- Topic
- spiega amplificazione e deamplificazione
non spiega attività basale
funzione non lineare non chiarita
- VELOCITA' DI INTERAZIONE
- INATTIVAZIONE DEL RECETTORE
- ALLOSTERICA (DEI DUE STATI) Monod
i ligandi selezionano nei recettori
una conformazione esistente
- Topic
- Topic
-
QUANTALI
-
analizzano la presenza quantale di un effetto in una popolazione
- VARIABILITA'
- SELETTIVITA' (effetto terapeutico vs indesiderati)
SICUREZZA (effetto terapeutico vs avversi (tossico grave, morte))
- IT = DL50 / DE50 (studi preclinici); DT50 / DE50 (studi clinici)
(IT>10: sicurezza ragionevole → ampia FT; IT<3: scarsa maneggevolezza → limitata FT, monitoraggio)
FINESTRA TERAPEUTICA = MCT - MCE (es.1, 20)
MS = DL99 / DE1
(MS>1: dose efficace nel 99% < dose letale nellì1%; valutare possibili iperdosaggi in pz iposensibli)
CFS o ISS = (DL1-DE99) / DE99 * 100 (Δ% DL1-DL99)
-
lineari
- distribuzione
- curva cumulativa
- pendenza: variabilità
parallelismo: effetto tossico estensione di quello terapeutico (meccanismo comune)
non parallelismo: effetto tossico segue meccanismo diverso dal terapeutico