Конкурентне гальмування

Конкурентне гальмування - інгібування ферменту або рецептора так званими антагоністами або інгібіторами. Це речовини, хімічна структура яких схожа на власну речовину організму, яка покликана зв’язуватися з цільовою структурою.

Що таке конкурентне гальмування?

Різні структури в анатомії людини наділені місцями зв’язування. Такі структури включають, наприклад, рецептори та ферменти. Як правило, різні речовини здатні зв'язуватися з місцями зв'язування цих структур. Якщо кілька речовин конкурують за зв'язування з анатомічною структурою, то може виникнути конкурентне пригнічення цільової структури.

Біохімія та фармакологія знають конкуруючі речовини як агоністи та антагоністи. Агоніст - це речовина, яка займає рецептори і активує передачу сигналу шляхом зв'язування. Агоністи - це або ендогенні речовини, або штучні імітації таких речовин. У фармакології антагоністи - це речовини, які пригнічують дію агоніста.

Коли структура інгібується зв'язуванням конкуренції агоніста і антагоніста, відбувається конкурентне гальмування. У конкурентному гальмуванні агоніст та антагоніст борються за те, щоб зайняти цільову структуру. Як правило, сам антагоніст не має біохімічного ефекту.

Слід розрізняти неконкурентне інгібування і неконкурентне інгібування, при якому інгібітор не приєднується до активного ферментного центру, а швидше зв'язується з іншим сайтом ферменту і таким чином досягається зміна конформації та інактивації ферменту.

Функція та завдання

Агоністи займають певні рецептори в організмі і разом з ними утворюють комплекси з певним ефектом.Рецептори - це сайти, що приймають стимули в організмі, зі специфічною структурою для зв'язування з агоністом. Здатність зв'язувати рецептори та викликати ефекти називається внутрішньою активністю. Антагоністи конкретному агоністу за хімічною структурою схожі на агоніст і, таким чином, займають призначені для нього рецептори. Однак антагоніст-рецепторний комплекс не розвиває ефекту, призначеного для зв'язування рецептора агоніст. Дія рецептора гальмується за рахунок заняття антагоністом.

Сила зусиль зв’язку між певною речовиною та рецептором називається спорідненістю. Антагоністи повинні мати більш високу спорідненість до зв'язування, ніж агоніст, щоб мати можливість витіснити агоніст з його рецепторів. Цей принцип слідує закону масових дій. Це означає, що при однаковій спорідненості зв'язування агоніст все ще може бути зміщений, якщо антагоніст присутній у більш високій концентрації. Неконкурентні антагоністи можуть бути витіснені більш висококонцентрованими агоністами. Цей принцип не стосується конкурентних антагоністів. Сила конкурентних антагоністів - це так зване значення pA2 і визначається за допомогою графіку Шильда.

Більшість антагоністів у фармакології - це фізіологічні, тобто ендогенні речовини. Окрім ферментів, сьогодні медикатори та їх антагоністи в основному застосовуються у лікарських засобах. Наприклад, гістамін - це тканинний гормон, що опосередковує запалення. Це фізіологічний агоніст, який зв’язується зі специфічними гістаміновими рецепторами і викликає почервоніння, набряк та біль у тканинах через зв’язування. Фізіологічно призначений ефект агоніст-рецепторного комплексу в даному випадку - це запальна реакція.

Фармакологія покладається на антигістамінні препарати H1 як антагоністи гістаміну. Ці речовини надзвичайно схожі на гістамін біохімічно і тому здатні витісняти гістамін з рецептора. Як антагоніст-рецепторний комплекс, ці антагоністи не мають власного ефекту. H1 антигістамінні засоби можуть запобігти або принаймні зменшити запалення.

Стосовно ферментів медицина говорить про інгібітор, коли мова йде про інгібітор, який конкурує із призначеним субстратом для активного центру. Фермент не може перетворити інгібітор, і тому він перестає працювати. Інгібування триває лише в тому випадку, якщо концентрація інгібітора залишається достатньо високою.

Хвороби та недуги

Інгібітори, засновані на принципі конкурентного гальмування, використовуються для лікування різних клінічних картин. Наприклад, конкурентна інгібіторна терапія широко застосовується при лікуванні гострих нападів подагри. Інгібітор НПЗЗ використовується для інгібування синтезу простагландинів. Він пригнічує циклооксигеназу, фермент, що бере участь у запальному обміні. Це гальмування справляє знеболюючу та протизапальну дію. Звичайними засобами лікування гострої подагри є ібупрофен або диклофенак.

При хронічній подагрі основними застосовуваними інгібіторами є [[сечостатеві засоби]. Ці речовини інгібують ксантиноксидазу. Ксантиноксидаза окислює гіпоксантин до ксантину, який з часом стає сечовою кислотою. Пригнічення ксантиноксидази зменшує вироблення сечової кислоти та зменшує симптоми подагри. У той же час прийом інгібітора збільшує концентрацію гіпоксантину в організмі. Синтез пурину також інгібується відтепер.

Конкурентне гальмування пропонує вирішальну перевагу перед іншими методами гальмування. Фармаколог розрізняє оборотні та незворотні гальмування. У разі необоротного гальмування відбувається незворотний процес гальмування. Процес неможливо змінити навіть із більш висококонцентрованим агоністом. У разі оборотного гальмування, однак, є оборотність. Таким чином, конкурентне гальмування в більшості випадків може бути скасовано знову шляхом підвищення концентрації агоніста. Таким чином, такий тип гальмування є одним з найважливіших способів дії наркотиків.

Механізм гальмування інгібіторами не пов'язаний виключно з терапією та терапевтичними успіхами. Наприклад, гальмування також відіграє певну роль у розвитку раку. Пухлинні клітини вивільняють інгібітори апоптозу і тим самим підвищують їх життєздатність. Вони надають собі стійкість до імунологічних методів терапії та запобігають їх власної загибелі клітин.