Neznámá látka: detektivka o receptorech a Schildově grafu

V orgánové lázni visí v roztoku proužek tkáně. Když se do lázně přidá látka, tkáň odpoví, třeba se stáhne. Z toho, jak odpověď roste s koncentrací, vzniká křivka účinku. Farmakologie z takových křivek čte, jestli látka receptor zapíná, jak silně, nebo jestli ho jen blokuje. Ty teď dostaneš lahvičky bez nálepky a omezený počet pokusů.

Jak hrát: nahoře vyber lahvičku, pod grafem spusť pokus. Pokusů máš omezený počet a každý se dělá na čerstvém proužku tkáně. Šedá čárkovaná křivka patří samotnému známému plnému agonistovi, s ní porovnávej. Výsledky se zapisují do sešitu a čísla v něm odpovídají číslům u křivek. Až budeš mít jasno, vyber, co v lahvičce je. Po špatném verdiktu se úroveň hraje znovu a lahvičky se zamíchají.

Co se tu doopravdy děje

Odpověď na lék závisí na vlastnostech léku, na jeho afinitě a vnitřní účinnosti, i na vlastnostech tkáně, na tom, kolik má receptorů a jak signál zesiluje. Plný agonista dotáhne tkáň ke stropu, částečný se zastaví níž, i když obsadí všechny receptory. Strop přitom závisí i na počtu receptorů, a proto se plní a částeční agonisté dají porovnat jen ve stejné tkáni. Rezervní receptory se dají prokázat tak, že se část receptorů zničí. Víc o modelu, ze kterého hra vychází, je v kapitole Podání ruky zblízka.

Kompetitivní antagonista soupeří s agonistou o totéž místo. Křivku agonisty posune rovnoběžně doprava a dávkový poměr splní Schildovu rovnici DR − 1 = [B]/K_B, takže Schildův graf má sklon 1. Donald Jenkinson ji v roce 1960 ověřil na žabím svalu s tubokurarinem a přímka vydržela přes tisícinásobný rozsah koncentrací. Nevratný antagonista receptory vyřadí natrvalo. Fenoxybenzamin se na receptory α pro noradrenalin váže kovalentně a α-bungarotoxin se nevratně váže na receptory pro acetylcholin, a proto se jím dají spočítat i zviditelnit.

Mnoho receptorů spřažených s G-bílkovinami je trochu aktivních i bez agonisty. Inverzní agonista tuhle samovolnou aktivitu stlumí, neutrální antagonista ji nechá být. Kde samovolná aktivita chybí, chová se inverzní agonista jako obyčejný kompetitivní antagonista. V přehledu 380 látek vedených jako antagonisté u 73 receptorů bylo 322 inverzních agonistů a jen 58 neutrálních antagonistů. Podle přehledu z roku 2002 jsou inverzními agonisty i všechna do té doby zkoumaná antihistaminika H₁.

Zdroje

Rosenbaum S. E. (ed.) Basic Pharmacokinetics and Pharmacodynamics, 2. vyd. Wiley, 2017. Kap. 1 (S. E. Rosenbaum): rezervní receptory a jejich prokázání zničením části receptorů (s. 7), vlastnosti léku a tkáně (s. 8). Kap. 19 (D. Mould, P. Hutson): Clark, Ariëns, Stephenson a Furchgott (s. 394), model účinnosti (s. 397–402), E_max závisí na počtu receptorů a plné a částečné agonisty odliší jen srovnání ve stejné tkáni (s. 403–404).

Nicholls J. G. a kol. From Neuron to Brain, 5. vyd. Sinauer, 2012. α-bungarotoxin se váže na receptory pro acetylcholin nevratně a slouží k jejich počítání (s. 190); rámeček 11.3: Schildova rovnice, Jenkinsonův pokus s tubokurarinem (s. 191).

Neubig R. R. a kol. International Union of Pharmacology Committee on Receptor Nomenclature and Drug Classification. XXXVIII. Update on terms and symbols in quantitative pharmacology. Pharmacological Reviews 55(4): 597–606, 2003. Předpoklady Schildovy analýzy: přímka se sklonem 1 a pA₂ rovné pK_B.

Fenoxybenzamin: monografie AHFS Drug Information (Phenoxybenzamine Hydrochloride), drugs.com. Kovalentní vazba na receptory α, nekompetitivní blokáda.

Kenakin T. Efficacy as a vector: the relative prevalence and paucity of inverse agonism. Molecular Pharmacology 65(1): 2–11, 2004. Leurs R., Church M. K., Taglialatela M. H₁-antihistamines: inverse agonism, anti-inflammatory actions and cardiac effects. Clinical and Experimental Allergy 32(4): 489–498, 2002.

Hra je zjednodušený model: látky soupeří o receptory podle zákona působení hmoty, podnět je součet účinností obsazených receptorů (u tkáně se samovolnou aktivitou i neobsazených) a odpověď S/(1 + S). Nevratný antagonista vyřadí část receptorů podle své koncentrace. Tkáň v úrovni Rezerva má tolik receptorů, že ze stejného podílu obsazených receptorů vzniká stokrát větší podnět. Afinity, účinnosti, rezerva receptorů, samovolná aktivita tkáně a rozptyl měření jsou ilustrační.