Capire come funzionano i farmaci

Se un farmaco viene prescritto dal medico, comprato al banco o ottenuto illegalmente, per lo più diamo per scontato il loro meccanismo d'azione e crediamo che faranno ciò che dovrebbero.

Ma come fa la pillola ibuprofene a spegnere il mal di testa? E cosa fa l'antidepressivo per aiutare a bilanciare la chimica del cervello?

Per qualcosa che sembra così incredibile, la meccanica della droga è meravigliosamente semplice. Riguarda principalmente i recettori e le molecole che li attivano.

recettori

I recettori sono grandi molecole proteiche incorporate nella parete cellulare o membrana. Ricevono (quindi "recettori") informazioni chimiche da altre molecole - come farmaci, ormoni o neurotrasmettitori - al di fuori della cellula.

Queste molecole esterne si legano ai recettori della cellula, attivando il recettore e generando un segnale biochimico o elettrico all'interno della cellula. Questo segnale quindi fa sì che la cellula faccia certe cose come farci provare dolore.


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Farmaci agonisti

Quelle molecole che si legano a specifici recettori e fanno sì che un processo nella cellula diventi più attivo sono chiamati agonisti. Un agonista è qualcosa che causa una specifica risposta fisiologica nella cellula. Possono essere naturali o artificiali.

Ad esempio, le endorfine sono agonisti naturali dei recettori oppioidi. Ma la morfina - o eroina che si trasforma in morfina nel corpo - è un agonista artificiale del principale recettore oppioide.

Un agonista artificiale è così strutturalmente simile all'agonista naturale di un recettore che può avere lo stesso effetto sul recettore. Molti farmaci sono fatti per imitare gli agonisti naturali in modo che possano legarsi ai loro recettori e suscitare la stessa reazione, o molto più forte.

In poche parole, un agonista è come la chiave che si inserisce nella serratura (il recettore) e la gira per aprire la porta (o inviare un segnale biochimico o elettrico per esercitare un effetto). L'agonista naturale è la chiave ma è possibile progettare altre chiavi (farmaci agonisti) che fanno lo stesso lavoro.

La morfina, ad esempio, non è stata progettata dal corpo ma può essere trovata naturalmente nei papaveri da oppio. Per fortuna imita la forma degli agonisti oppiacei naturali, le endorfine, che sono i naturali antidolorifici responsabili dell '"endorfina alta".

Effetti specifici come sollievo dal dolore o euforia si verificano perché i recettori oppioidi sono presenti solo in alcune parti del cervello e del corpo che influenzano tali funzioni.

Il principale ingrediente attivo della cannabis, il THC, è un agonista del recettore dei cannabinoidi e il farmaco allucinogeno LSD è una molecola sintetica che imita le azioni agoniste del neurotrasmettitore serotonina in uno dei suoi numerosi recettori: il recettore 5HT2A.

 Farmaci antagonisti CC BY-NDFarmaci antagonisti CC BY-NDUn antagonista è un farmaco progettato per opporsi direttamente alle azioni di un agonista.

Di nuovo, usando l'analogia con il lucchetto e la chiave, un antagonista è come una chiave che si adatta bene alla serratura ma non ha la forma giusta per girare la serratura. Quando questa chiave (antagonista) è inserita nella serratura, la chiave corretta (agonista) non può entrare nello stesso blocco.

Quindi le azioni dell'agonista sono bloccate dalla presenza dell'antagonista nella molecola del recettore.

Ancora una volta, pensiamo alla morfina come a un agonista per il recettore oppioide. Se qualcuno sta vivendo un sovradosaggio di morfina potenzialmente letale, il naloxone antagonista del recettore oppioide può invertire gli effetti.

Questo perché il naloxone (commercializzato come Narcan) occupa rapidamente tutti i recettori oppioidi nel corpo e impedisce alla morfina di legarsi e attivarli.

La morfina rimbalza dentro e fuori dal recettore in pochi secondi. Quando non è legato al recettore, l'antagonista può entrare e bloccarlo. Poiché il recettore non può essere attivato una volta che un antagonista sta occupando il recettore, non vi è alcuna reazione.

Gli effetti di Narcan possono essere drammatici. Anche se la vittima da overdose è incosciente o vicina alla morte, può diventare pienamente cosciente e vigile entro pochi secondi dall'iniezione.

droghe3 5 2Inibitori del trasporto di membrana

I trasportatori di membrana sono grandi proteine ​​incorporate nella membrana di una cellula che spola piccole molecole - come i neurotrasmettitori - dall'esterno della cellula che le rilascia, di nuovo all'interno. Alcuni farmaci agiscono per inibire la loro azione.

Gli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI) - come l'antidepressivo fluoxetina (Prozac) - funzionano così.

La serotonina è un neurotrasmettitore cerebrale che regola l'umore, il sonno e altre funzioni come la temperatura corporea. Viene rilasciato dai terminali nervosi, legandosi ai recettori della serotonina nelle cellule vicine nel cervello.

Affinché il processo funzioni senza intoppi, il cervello deve disattivare rapidamente i segnali provenienti dalla serotonina subito dopo che i prodotti chimici sono stati rilasciati dai terminali. In caso contrario, il controllo da momento a momento delle funzioni del cervello e del corpo sarebbe impossibile.

Il cervello lo fa con l'aiuto di trasportatori di serotonina nella membrana del terminale nervoso. Come un aspirapolvere, i trasportatori raccolgono le molecole di serotonina che non si sono legate ai recettori e le trasportano all'interno del terminale per un uso successivo.

 

I farmaci SSRI funzionano bloccandosi all'interno del tubo del vuoto in modo che le molecole di serotonina non legate possano essere trasportate nel terminale.

Poiché più molecole di serotonina si appendono più a lungo ai recettori, continuano a stimolarle.

Possiamo dire che la serotonina in eccesso aumenta moderatamente il volume del segnale per migliorare l'umore positivo. Ma il modo in cui questo ha un effetto sulla depressione e l'ansia è molto più complicato.

Intorno al 40% di tutte le droghe si concentra una sola superfamiglia di recettori - il Recettori accoppiati a proteine ​​G. Ci sono variazioni su questi meccanismi farmacologici, inclusi gli agonisti parziali e quelli che agiscono come antagonisti ma in modo leggermente diverso. Nel complesso, tuttavia, molte azioni sulle droghe rientrano nelle categorie sopra descritte.

Circa l'autore

macdonald cristoMacDonald Christie, professore di farmacologia, Università di Sydney. è un neurofarmacologo cellulare e molecolare con interessi di ricerca che includono meccanismi cellulari e molecolari di segnalazione dei recettori oppioidi nei neuroni e sinapsi nei percorsi del dolore, basi biologiche di adattamenti che producono dolore cronico e dipendenza da farmaci e sviluppo preclinico di nuove terapie terapeutiche derivate da conotossine.

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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