Конкурентное торможение

Конкурентное торможение представляет собой ингибирование фермента или рецептора так называемыми антагонистами или ингибиторами. Это вещества, которые имеют ту же химическую структуру, что и собственное вещество организма, которое предназначено для связывания с целевой структурой.

Что такое конкурентное торможение?

Различные структуры анатомии человека наделены сайтами связывания. Такие структуры включают, например, рецепторы и ферменты. Как правило, различные вещества способны связываться с сайтами связывания этих структур. Если несколько веществ конкурируют за связывание с анатомической структурой, то может иметь место конкурентное ингибирование целевой структуры.

Биохимия и фармакология знают конкурирующие вещества как агонисты и антагонисты. Агонист - это вещество, которое захватывает рецепторы и активирует передачу сигнала путем связывания. Агонисты - это либо эндогенные вещества, либо искусственные имитации таких веществ. В фармакологии антагонисты - это вещества, угнетающие действие агониста.

Когда структура ингибируется конкуренцией связывания агониста и антагониста, происходит конкурентное ингибирование. При конкурентном ингибировании агонист и антагонист борются за то, чтобы занять целевую структуру. Как правило, сам антагонист биохимического действия не оказывает.

Следует различать неконкурентное ингибирование и неконкурентное ингибирование, при котором ингибитор не прикрепляется к активному ферментному центру, а скорее связывается с другим участком фермента и, таким образом, достигает изменения конформации и инактивации фермента.

Функция и задача

Агонисты занимают определенные рецепторы в организме и вместе с ними образуют комплексы с определенным эффектом. Рецепторы представляют собой сайты приема стимулов со специфической структурой для связывания с агонистом. Способность связывать рецепторы и запускать эффекты называется внутренней активностью. Антагонисты конкретного агониста подобны по химической структуре агонисту и, таким образом, занимают предназначенные для него рецепторы. Однако комплекс антагонист-рецептор не проявляет эффекта, который предназначен для связывания агонист-рецептор. Действие рецептора подавляется занятием антагонистом.

Сила усилий связывания между определенным веществом и рецептором называется сродством. Антагонисты должны иметь более высокую аффинность связывания, чем агонист, чтобы иметь возможность вытеснить агонист с его рецепторов. Этот принцип следует закону действия масс. Это означает, что при той же аффинности связывания агонист все еще может вытесняться, если антагонист присутствует в более высокой концентрации. Неконкурентные антагонисты могут быть заменены более концентрированными агонистами. Этот принцип не распространяется на конкурентных антагонистов. Сила конкурентных антагонистов представляет собой так называемое значение pA2, которое определяется с использованием графика Шильда.

Большинство антагонистов в фармакологии - это физиологические, то есть эндогенные вещества. Помимо ферментов, сегодня в лекарствах в основном используются медиаторы и их антагонисты. Например, гистамин является тканевым гормоном, опосредующим воспаление. Это физиологический агонист, который связывается со специфическими рецепторами гистамина и вызывает покраснение, отек и боль в тканях через связывание. В этом случае физиологически предполагаемый эффект комплекса агонист-рецептор представляет собой воспалительную реакцию.

Фармакология полагается на антигистаминные препараты H1 в качестве антагонистов гистамина. Эти вещества очень похожи на гистамин биохимически и, таким образом, способны вытеснять гистамин из рецептора. Как комплекс антагонист-рецептор, эти антагонисты сами по себе не действуют. Антигистаминные препараты H1 могут предотвратить или, по крайней мере, уменьшить воспаление.

Что касается ферментов, медицина говорит об ингибиторе, когда речь идет об ингибиторе, который конкурирует с предполагаемым субстратом за активный центр. Фермент не может преобразовать ингибитор и поэтому перестает работать. Ингибирование длится, только если концентрация ингибитора остается достаточно высокой.

Болезни и недуги

Ингибиторы, основанные на принципе конкурентного ингибирования, используются для лечения различных клинических картин. Например, терапия конкурентного торможения широко используется при лечении острых приступов подагры. Ингибитор НПВП используется для подавления синтеза простагландинов. Он ингибирует циклооксигеназу, фермент, участвующий в воспалительном метаболизме. Это торможение оказывает болеутоляющее и противовоспалительное действие. Обычными средствами от острой подагры являются ибупрофен или диклофенак.

Основными ингибиторами, применяемыми при хронической подагре, являются [[урикостатики]. Эти вещества подавляют ксантиноксидазу. Ксантиноксидаза окисляет гипоксантин до ксантина, который в конечном итоге становится мочевой кислотой. Подавляя ксантиноксидазу, снижается выработка мочевой кислоты и уменьшаются симптомы подагры. В то же время прием ингибитора увеличивает концентрацию гипоксантина в организме. Синтез пурина с этого момента также подавлен.

Конкурентное торможение дает решающее преимущество перед другими методами торможения. Фармаколог различает обратимое и необратимое торможение. В случае необратимого торможения происходит необратимый процесс торможения. Процесс не может быть отменен даже более концентрированным агонистом. Однако в случае обратимого торможения существует обратимость. Следовательно, конкурентное ингибирование в большинстве случаев можно снова отменить, увеличив концентрацию агониста. Таким образом, этот тип подавления является одним из наиболее важных способов действия лекарств.

Однако механизм ингибирования ингибиторами не связан исключительно с терапией и терапевтическими успехами. Например, торможение также играет роль в развитии рака. Опухолевые клетки выделяют ингибиторы апоптоза и тем самым повышают свою жизнеспособность. Они сопротивляются иммунологической терапии и предотвращают гибель собственных клеток.