Zahamowanie konkurencji

Zahamowanie konkurencji jest hamowaniem enzymu lub receptora przez tak zwanych antagonistów lub inhibitory. Są to substancje, które mają taką samą strukturę chemiczną jak własna substancja organizmu, która ma wiązać się ze strukturą docelową.

Co to jest zahamowanie konkurencji?

Różne struktury w anatomii człowieka są wyposażone w miejsca wiązania. Takie struktury obejmują na przykład receptory i enzymy. Z reguły różne substancje mogą wiązać się z miejscami wiązania tych struktur. Jeśli kilka substancji konkuruje o wiązanie się ze strukturą anatomiczną, może wystąpić konkurencyjne hamowanie struktury docelowej.

Biochemia i farmakologia znają konkurujące substancje jako agonistów i antagonistów. Agonista to substancja, która zajmuje receptory i aktywuje przekazywanie sygnału poprzez wiązanie. Agoniści to albo substancje endogenne, albo sztuczne imitacje takich substancji. W farmakologii antagoniści to substancje hamujące działanie agonisty.

Gdy struktura jest hamowana przez współzawodnictwo wiązania agonisty i antagonisty, zachodzi konkurencyjne hamowanie. W hamowaniu konkurencyjnym agonista i antagonista walczą o zajęcie docelowej struktury. Z reguły sam antagonista nie ma efektu biochemicznego.

Należy rozróżnić hamowanie niekonkurencyjne i hamowanie niekonkurencyjne, w którym inhibitor nie przyłącza się do aktywnego centrum enzymatycznego, ale raczej wiąże się z innym miejscem enzymu i w ten sposób uzyskuje zmianę w konformacji i dezaktywację enzymu.

Funkcja i zadanie

Agoniści zajmują określone receptory w organizmie i razem z nimi tworzą kompleksy o określonym działaniu. Receptory to miejsca otrzymujące bodziec o specyficznej strukturze do wiązania się z agonistą. Zdolność do wiązania receptorów i wywoływania efektów nazywana jest działaniem wewnętrznym. Antagoniści konkretnego agonisty mają podobną budowę chemiczną do agonisty, a zatem zajmują przeznaczone dla niego receptory. Jednak kompleks antagonista-receptor nie wywołuje efektu przewidzianego dla wiązania agonista-receptor. Działanie receptora jest hamowane przez zajęcie antagonistą.

Siła wysiłków wiązania między pewną substancją a receptorem nazywa się powinowactwem. Antagoniści muszą mieć większe powinowactwo wiązania niż agonista, aby móc wyprzeć agonistę z jego receptorów. Zasada ta jest zgodna z prawem akcji masowej. Oznacza to, że przy takim samym powinowactwie wiązania agonista może nadal zostać wyparty, jeśli antagonista jest obecny w wyższym stężeniu. Niekonkurencyjni antagoniści mogą zostać zastąpieni przez bardziej skoncentrowanych agonistów. Zasada ta nie dotyczy konkurencyjnych antagonistów. Siła konkurencyjnych antagonistów to tak zwana wartość pA2 i jest określana za pomocą wykresu Schilda.

Większość antagonistów w farmakologii to substancje fizjologiczne, czyli endogenne. Oprócz enzymów, obecnie w lekach stosowane są głównie mediatory i ich antagoniści. Na przykład histamina jest hormonem tkankowym pośredniczącym w zapaleniu. Jest fizjologicznym agonistą, który wiąże się z określonymi receptorami histaminowymi i powoduje zaczerwienienie, obrzęk i ból tkanki poprzez wiązanie. Fizjologicznie zamierzonym efektem kompleksu agonista-receptor w tym przypadku jest reakcja zapalna.

Farmakologia opiera się na lekach przeciwhistaminowych H1 jako antagonistach histaminy. Substancje te są niezwykle podobne pod względem biochemicznym do histaminy i dzięki temu są w stanie wyprzeć histaminę z receptora. Jako kompleks antagonista-receptor, ci antagoniści nie mają własnego efektu. Leki przeciwhistaminowe H1 mogą zapobiegać stanom zapalnym lub przynajmniej je zmniejszać.

Jeśli chodzi o enzymy, medycyna mówi o inhibitorze, jeśli chodzi o inhibitor, który konkuruje z zamierzonym substratem o centrum aktywne. Enzym nie może przekształcić inhibitora i dlatego przestaje działać. Hamowanie trwa tylko wtedy, gdy stężenie inhibitora pozostaje wystarczająco wysokie.

Choroby i dolegliwości

Inhibitory oparte na zasadzie konkurencyjnego hamowania są stosowane do leczenia różnych obrazów klinicznych. Na przykład konkurencyjna terapia hamująca jest szeroko stosowana w leczeniu ostrych napadów dny. Inhibitor NLPZ służy do hamowania syntezy prostaglandyn. Hamuje cyklooksygenazę, enzym biorący udział w metabolizmie zapalnym. To hamowanie powoduje działanie przeciwbólowe i przeciwzapalne. Konwencjonalne leki na ostrą dnę to ibuprofen lub diklofenak.

Głównymi inhibitorami stosowanymi w przewlekłej dnie są [[uricostics]. Substancje te hamują oksydazę ksantynową. Oksydaza ksantynowa utlenia hipoksantynę do ksantyny, która ostatecznie przekształca się w kwas moczowy. Poprzez hamowanie oksydazy ksantynowej zmniejsza się wytwarzanie kwasu moczowego i objawy dny moczanowej. Jednocześnie podanie inhibitora zwiększa stężenie hipoksantyny w organizmie. Odtąd hamowana jest również synteza puryn.

Hamowanie konkurencyjne oferuje zdecydowaną przewagę nad innymi metodami hamowania. Farmakolog rozróżnia odwracalne i nieodwracalne hamowanie. W przypadku nieodwracalnego zahamowania zachodzi nieodwracalny proces hamowania. Procesu nie można odwrócić nawet w przypadku bardziej skoncentrowanego agonisty. Jednakże w przypadku odwracalnego hamowania istnieje odwracalność. W większości przypadków hamowanie współzawodnictwa można zatem ponownie anulować poprzez zwiększenie stężenia agonisty. Dlatego ten rodzaj hamowania jest jednym z najważniejszych sposobów działania leków.

Jednak mechanizm hamowania przez inhibitory nie jest związany wyłącznie z terapiami i sukcesami terapeutycznymi. Na przykład hamowanie odgrywa również rolę w rozwoju raka. Komórki nowotworowe uwalniają inhibitory apoptozy, a tym samym zwiększają ich witalność. Uodparniają się na terapie immunologiczne i zapobiegają własnej śmierci komórkowej.