Farmaci: la trasmissione chimica delle informazioni nell'organismo

categoria: medicina

Il sistema mediatore-recettore è un sistema di trasmissione del segnale, capace di superare anche spazi troppo grandi per la trasmissione  "elettrica".

Il recettore è una molecola proteica, la cui configurazione tridimensionale realizza una complementarietà specifica con il mediatore (“riconosce” e “lega” il mediatore); l'unione tra mediatore/recettore  permette all'informazione di arrivare alle strutture cellulari responsabili della risposta biologica.

    Figura: interazione mediatore-recettore e risposta biologica

La grossa molecola proteica del recettore, in seguito al legame con il mediatore o il farmaco che lo imita (per dimensione, carica elettrica e forma), cambia la sua forma, dando inizio all’evento biochimico alla base della risposta caratteristica della cellula (es. apertura dei canali del sodio).

La differenza fra mediatore e farmaco è che il primo è una sostanza fisiologica elaborata dall’organismo, mentre la seconda è una molecola estranea, per la quale gli esseri viventi non hanno costruito un sistema recettoriale specifico.

La risposta è direttamente proporzionale alla concentrazione del complesso mediatore-recettore ottenuto.
L’interazione mediatoretore-recettore può essere paragonata all’unione di una chiave con la serratura. La complessità della struttura proteica del recettore fornisce la selettività di forma e di carica necessaria per interagire solo con il corrispondente trasmettitore chimico, evitando interferenze con altre sostanze.Nella trasmissione mediatore/recettore, basato su sostanze chimiche, si distinguono tre fasi:

- sintesi, deposito e liberazione delle molecole di mediatore

- l’ambiente che il mediatore deve superare (spazio sinaptico)

- il recettore che si lega al mediatore dando inizio alla risposta.

I farmaci si classificano in agonisti ed antagonisti.

I farmaci agonisti si legano al recettore e determinano un effetto (ad esempio l’apertura di un canale ionico) in grado di indurre una risposta biologica.

I farmaci antagonisti bloccano la risposta al mediatore o al farmaco agonista; sono molecole che hanno una certa somiglianza con il mediatore e riescono quindi ad occupare il recettore, ma non determinano una risposta.

Il legame fra farmaco e recettore può essere di tipo covalente, elettrostatico o idrofobico (molto debole e relativamente meno importante).

Il legame covalente è molto forte ed in molti casi non è reversibile in condizioni biologiche. Il recettore è bloccato e una nuova risposta è possibile solo quando la cellula sintetizza un nuovo recettore, ma il processo può richiede circa 48 ore.

Il legame elettrostatico è più debole del legame covalente e questo permette l'allontanamento del farmaco.

Esempi:

- l’acetilcolina è un mediatore che interagisce con il recettore colinergico, il quale può essere ulteriormente classificato nei sottotipi nicotinici e muscarinici. L’acetilcolina modifica facilmente la propria conformazione ed è in grado di stimolare entrambi i recettori, mentre i farmaci agonisti/antagonisti dei suoi recettori sono meno “elastici” e possono stimolare/bloccare solo un sottotipo di recettori.

- l’atropina blocca i recettori colinergici, impedendo l’azione dell’acetilcolina e farmaci agonisti.

- i farmaci inibitori della colinesterasi impediscono il legame dell’acetilcolina all’enzima acetilcolinesterasi incaricato di distruggerlo, così che il mediatore può continuare la sua azione sul recettore per più tempo; l’azione degli inibitori della colinesterasi è simile a quella dei farmaci agonisti del recettore colinergico.

- il naloxone è un antagonista della morfina capace di allontanarla dai suoi recettori in tempi brevi (1-3 minuti) normalizzando la respirazione, il livello di coscienza ed il diametro pupillare.