Классическая теория действия JIB в настоящее время имеет больше историческое значение. По мере накопления экспериментального материала было выявлено немало фактов, не объяснимых с позиций этой теории. Одним из таких фактов является несовпадение (иногда на несколько порядков) кажущейся и истинной констант [4, 7, 9, 19]. Данное несоответствие — результат того, что максимальный эффект JIB часто наблюдается при оккупации лишь небольшой части рецепторов. Это противоречит одному из положений рассмотренной выше классической теории действия лекарств. Попытку устранить это противоречие предпринял R.B. Stephenson в 1956 г. [20]. Он модифицировал классическую теорию, предложив концепцию свободных рецепторов, основанную на трех постулатах: • максимальный эффект, вызываемый агонистом, имеет место при оккупации лишь части рецепторов; • величина эффекта есть неизвестная функция числа занятых рецепторов, и она не прямо пропорциональна их числу, как следует из классической теории; • образование комплекса Л-Р приводит к возникновению стимула S, величина которого прямо пропорциональна количеству оккупированных рецепторов (Y): S= eY. Коэффициенте, согласно R.B. Stephenson, есть эффективность, а эффект является неизвестной функцией стимула: Таким образом, R.B. Stephenson выделил линейную дозозависимую часть S=eY и неизвестную, возможно нелинейную, дозонезависимую часть E=f(S). Следовательно, из кривых доза — ответ нельзя непосредственно определить величину как ЕД50, если е * а.
Согласно рассматриваемой концепции эффективность полных агонистов очень велика, хотя величина Y мала. В отличие от внутренней активности, которая связывает величину эффекта с оккупацией рецепторов, эффективность связывает величину стимула с оккупацией рецепторов. Поэтому ЛВ с разной эффективностью вызывают различные стимулы, но связь между стимулом и эффектом есть свойство ткани, а не ЛВ. Вещество с низкой эффективностью способно индуцировать ответ, который может быть меньше максимально возможного даже при оккупации всех рецепторов. Это и есть эффект частичных агонистов. Они взаимодействуют с теми же рецепторами, что и полные агонисты, но вследствие конкуренции за связывание уменьшают их эффект (рис. 3.11), т.е. частичный агонист действует как конкурентный антагонист в присутствии полного агониста [4, 18]. Однако нельзя не отметить, что данная теория не отвергает возможности для некоторых агонистов вызывать максимальный ответ при оккупации всех рецепторов (граничное условие, когда понятие агонист и частичный агонист тождественны). Как классическая теория действия ЛВ, так и концепция, предложенная R.B. Stephenson, не дают ответа на вопрос, почему в некоторых случаях зависимость доза — ответ имеет не гиперболическую, а сигмовидную или колоколообразную форму. Необъяснимыми также остаются различия в эффектах агонистов и антагонистов. Для разрешения этих противоречий были предложены две теории — скоростная и аллостерическая. Первую предложил в 1961 г. W.D. Paton [21]. Он считал, что величина эффекта лекарства определяется скоростью его ассоциации с рецептором. Реакция образования и распада комплекса Л-Р имеет следующий вид: Она характеризуется константами скоростей К+1 и соответственно. При этом чем больше К , тем больше биологический ответ клетки. Если К { велика, то вещество является полным агонистом, если имеет промежуточное значение — частичным агонистом и, наконец, если мала — антагонистом. Следовательно, согласно концепции W.D. Paton, антагонистом является вещество, скорость взаимодействия которого с рецептором низка, но образующийся комплекс стабилен. Агонист же связывается с рецептором с высокой скоростью, однако образующийся комплекс является короткоживущим. Скоростная теория объясняет наличие постоянного эффекта антагонистов и снижение ответа при многократном воздействии агонистов. Ее характерной чертой является то, что при использовании констант скоростей отпадает необходимость вводить третью константу — а, не зависящую от природы лиганда. Эта концепция может быть с успехом применена к веществам нейромедиаторного типа действия, эффекты которых связаны с изменением проницаемости плазматических мембран для ионов, а также в том случае, когда агонисты и антагонисты взаимодействуют с одними и теми же участками связывания, т. е. при прямой конкуренции между агонистами и антагонистами. Однако скорость распада комплексов Л-Р для полных агонистов не всегда высока. Например, для стероидных или белково-пептидных гормонов, регулирующих метабо
лические процессы, скорость которых исчисляется минутами и часами, характерны низкие значения [19]. Кроме того, антагонист может взаимодействовать с участками, отличными от мест связывания агониста, и изменять их конформацию, а, следовательно, и эффект. В таком случае ближе к истине, по-видимому, аллостерическая теория или теория 2-х состояний, предложенная в 1967 г. А.Т. Karlin [4, 9]. Суть ее заключается в том, что постулируется существование рецепторов в двух кон- формационных состояниях, называемых R (relaxed) и Т (tense). R-форма соответствует активному состоянию, Т — неактивному. В отсутствие JIB обе формы находятся в равновесии. Отношение [T]/[R]=_ATL есть аллостерическая константа. Агонист — D обладает сродством к R-, антагонист — I (ингибитор) к Т-форме. Частичный агонист в одинаковой степени способен взаимодействовать с обеими формами. Главное отличие аллостерической теории от рассмотренной выше скоростной состоит в том, что антагонист необязательно должен иметь низкую скорость диссоциации. Если такой лиганд взаимодействует с аллостерическим участком, то неважно, как долго он с ним связан. Важно, чтобы его концентрация была достаточно высока, и он индуцировал такое изменение конформации рецептора, при котором последний не может взаимодействовать с агонистом. Такое предположение оправдано, т.к. движение боковых цепей в водно-белковой матрице происходит во времени, и в какой-то один момент рецептор находится в конформации, комплементарной агонисту, а в другой — соответствующей антагонисту. При связывании агонисты и антагонисты «фиксируют» указанные конформации, в результате по аллостерическому механизму изменяется вся конформация рецептора. Эта концепция хорошо согласуется с тем фактом, что число оккупированных рецепторов не всегда эквивалентно числу активированных. В рамках аллостерической теории находит объяснение регулирующее влияние ионов Na+ и Li+ на опиоидные рецепторы (см. также разд. 10), при отсутствии которых эти мишени взаимодействуют, главным образом, с агонистами. Однако при инкубировании рецепторов в среде, содержащей ионы Na+ в концентрации < 5 мМ (значительно ниже физиологической нормы —150 мМ), наблюдается преимущественное связывание рецепторов с молекулами антагонистов. Следовательно, ионы Na+, согласно предложенной концепции, сдвигают равновесие в сторону Т-формы. Присутствие этих ионов в организме в указанной концентрации и обеспечивает повышенную аффинность опиоид- ных рецепторов к антагонистам по сравнению с агонистами [9]. Следует отметить, что все рассмотренные выше теории во многом утратили свое значение. На сегодняшний день накоплен экспериментальный материал, свидетельствующий, что скорости взаимодействия агонистов и антагонистов во многих случаях не отличаются друг от друга. Более того, скорость ассоциации антагониста с рецептором может значительно превышать скорость связывания агониста с тем же рецептором.
Главное противоречие теории 2-х состояний состоит в том, что число мест связывания агонистов и антагонистов с биологическими мишенями существенно не отличается друг от друга. Следует также принять во внимание то, что один из основных постулатов классической оккупационной теории и ее модификаций — взаимоотношения J1-P есть простая бимолекулярная реакция — не всегда обоснован. Все J1B — полифункциональные соединения, и для каждой части молекулы лиганда может существовать комплементарный участок рецептора. В этом плане интересна предложенная A. De Lean в 1979 г. теория связывания гибких полифункциональных лигандов со специфическими субучастками рецепторов [22]. Основные положения этой теории состоят в следующем: • субучасток представляет собой функциональную часть рецептора, способную взаимодействовать с лигандом. Рецепторная область состоит из нескольких таких субучастков. Лиганд содержит функциональные группы, которые распознаются соответствующими специфическими субучастками рецепторной области на поверхности клеток; • взаимодействие функциональных групп лиганда с субучастками рецептора должно происходить одновременно (для жестких молекул по типу ключ — замок). В большинстве же случаев лиганд обладает гибкостью и может находиться в нескольких конформациях как в свободном, так и в связанном состоянии. В свою очередь, рецепторная область также обладает гибкостью и характеризуется изменением конформации при связывании жесткого лиганда; • величина ответа на действие JIB определяется не оккупацией всех рецепторов, а зависит от концентрации.
Добавить комментарий