Inibizione competitiva è l'inibizione di un enzima o recettore da parte dei cosiddetti antagonisti o inibitori. Queste sono sostanze che hanno la stessa struttura chimica della sostanza del corpo che è destinata a legarsi alla struttura bersaglio.
Qual è l'inibizione competitiva?
Diverse strutture dell'anatomia umana sono dotate di siti di legame. Tali strutture includono, ad esempio, recettori ed enzimi. Di norma, varie sostanze sono in grado di legarsi ai siti di legame di queste strutture. Se più sostanze competono per il legame a una struttura anatomica, potrebbe esserci un'inibizione competitiva della struttura bersaglio.
La biochimica e la farmacologia conoscono le sostanze concorrenti come agoniste e antagoniste. L'agonista è una sostanza che occupa i recettori e attiva la trasduzione del segnale legandosi. Gli agonisti sono sostanze endogene o imitazioni artificiali di tali sostanze. In farmacologia, gli antagonisti sono sostanze che inibiscono l'azione di un agonista.
Quando una struttura è inibita dalla competizione vincolante di agonista e antagonista, c'è inibizione competitiva. Nell'inibizione competitiva, un agonista e un antagonista combattono per occupare la struttura bersaglio. Di regola, l'antagonista stesso non ha alcun effetto biochimico.
Si deve fare una distinzione tra inibizione non competitiva e inibizione non competitiva, in cui l'inibitore non si lega al centro enzimatico attivo, ma piuttosto si lega ad un altro sito dell'enzima e in questo modo ottiene un cambiamento di conformazione e inattivazione dell'enzima.
Funzione e compito
Gli agonisti occupano determinati recettori nel corpo e insieme a loro formano complessi con un certo effetto. I recettori sono siti che ricevono lo stimolo con una struttura specifica per il legame a un agonista. La capacità di legare i recettori e innescare gli effetti è chiamata attività intrinseca. Gli antagonisti di un particolare agonista sono simili nella struttura chimica all'agonista e quindi occupano i recettori a esso destinati. Tuttavia, un complesso antagonista-recettore non sviluppa l'effetto previsto per il legame agonista-recettore. L'effetto del recettore è inibito dall'occupazione con un antagonista.
La forza degli sforzi di legame tra una certa sostanza e un recettore è chiamata affinità. Gli antagonisti devono avere un'affinità di legame più elevata rispetto all'agonista per poter spostare un agonista dai suoi recettori. Questo principio segue la legge dell'azione di massa. Ciò significa che con la stessa affinità di legame, l'agonista può ancora essere spostato se l'antagonista è presente in una concentrazione più elevata. Gli antagonisti non competitivi possono essere rimpiazzati da agonisti più concentrati. Questo principio non si applica agli antagonisti competitivi. La forza degli antagonisti competitivi è il cosiddetto valore pA2 ed è determinato utilizzando il diagramma di Schild.
La maggior parte degli antagonisti in farmacologia sono fisiologici, cioè sostanze endogene. Oltre agli enzimi, i mediatori e i loro antagonisti sono usati principalmente nei farmaci oggi. Ad esempio, l'istamina è un ormone tissutale che media l'infiammazione. È un agonista fisiologico che si lega a specifici recettori dell'istamina e provoca arrossamento, gonfiore e dolore nel tessuto attraverso il legame. L'effetto fisiologicamente voluto del complesso agonista-recettore in questo caso è la reazione infiammatoria.
La farmacologia si basa sugli antistaminici H1 come antagonisti dell'istamina. Queste sostanze sono estremamente simili biochimicamente all'istamina e sono quindi in grado di spostare l'istamina dal recettore. In quanto complesso antagonista-recettore, questi antagonisti non hanno alcun effetto proprio. Gli antistaminici H1 possono prevenire o almeno ridurre l'infiammazione.
In termini di enzimi, la medicina parla di un inibitore quando si tratta di un inibitore, che compete con il substrato previsto per un centro attivo. L'enzima non può convertire l'inibitore e quindi smette di funzionare. L'inibizione dura solo se la concentrazione dell'inibitore rimane sufficientemente alta.
Malattie e disturbi
Gli inibitori basati sul principio dell'inibizione competitiva sono usati per trattare vari quadri clinici. Ad esempio, la terapia di inibizione competitiva è ampiamente utilizzata nel trattamento degli attacchi di gotta acuta. L'inibitore dei FANS viene utilizzato per inibire la sintesi delle prostaglandine. Inibisce la cicloossigenasi, un enzima coinvolto nel metabolismo infiammatorio. Questa inibizione produce un effetto antidolorifico e antinfiammatorio. I rimedi convenzionali per la gotta acuta sono l'ibuprofene o il diclofenac.
I principali inibitori utilizzati nella gotta cronica sono [[uricostatici]. Queste sostanze inibiscono la xantina ossidasi. La xantina ossidasi ossida l'ipoxantina in xantina, che alla fine diventa acido urico. Inibendo la xantina ossidasi, la produzione di acido urico diminuisce e i sintomi della gotta sono ridotti. Allo stesso tempo, la somministrazione dell'inibitore aumenta la concentrazione di ipoxantina nel corpo. D'ora in poi anche la sintesi delle purine è inibita.
L'inibizione competitiva offre un vantaggio decisivo rispetto ad altri metodi di inibizione. Il farmacologo distingue tra inibizione reversibile e irreversibile. In caso di inibizione irreversibile, c'è un processo di inibizione irreversibile. Il processo non può essere invertito nemmeno con un agonista più concentrato. Nel caso dell'inibizione reversibile, tuttavia, c'è reversibilità. Pertanto, nella maggior parte dei casi, l'inibizione competitiva può essere nuovamente annullata aumentando la concentrazione di agonisti. Questo tipo di inibizione è quindi una delle modalità d'azione più importanti dei farmaci.
Tuttavia, il meccanismo di inibizione da parte degli inibitori non è esclusivamente associato a terapie e successi terapeutici. Ad esempio, l'inibizione gioca anche un ruolo nello sviluppo del cancro. Le cellule tumorali rilasciano inibitori dell'apoptosi e quindi aumentano la loro vitalità. Si danno una resistenza alle terapie immunologiche e prevengono la propria morte cellulare.
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