L’interazione farmaco-recettore

Cercherò di affrontare un argomento molto complesso, limitandomi a fornire pochi concetti chiari e di facile comprensione per quello che a mio avviso è la base della farmacologia, ovvero l’interazione tra farmaco e recettore. Le caratteristiche dei recettori farmacologiche sono state riassunte in modo molto elementare nel post del 12-2-2009 La domanda immediatamente successiva è: che cosa accade quando un farmaco entra in contatto con il suo recettore specifico?

Il concetto importante da capire è come il sito attivo di un recettore consenta l’interazione solo con strutture molecolari adatte. Una molecola per legarsi ad un recettore deve possedere una specifica chiave molecolare. La chiave molecolare è rappresentata da una particolare combinazione di atomi di dimensioni, forma, composizione e carica elettrica corrette in modo che la molecola possieda con il recettore una complementarietà sterica e elettrostatica.

COMPLEMENTARIETÀ STERICA: dimensione e forma devono corrispondere in modo complementare a quella del recettore. Analogamente ad una chiave che deve entrare in una serratura, il farmaco può occupare un recettore solo se le strutture steriche sono complementari. Se una molecola varia anche di un singolo atomo nel posto sbagliato, la suaconformazione sterica può cambiare al punto da non interagire più con il recettore.

COMPLEMENTARIETÀ ELETTROSTATICA: E’ determinata dalla presenza di cariche elettriche sugli atomi che circondano il sito attivo. Rappresentano i contatti che consentono alla chiave di attivare la serratura. La complementarità elettrostatica permette che, una volta occupato il recettore, il farmaco interagisca con questo innescando la successiva azione biologica.

Complementarietà sterica ed elettrostatica determinano il farmacoforo ovvero è la componente strutturale della molecola di un farmaco responsabile dell’attività biologica. Il farmacoforo, quindi, ed è costituito dall’insieme di requisiti sterici ed elettronici necessari per assicurare interazioni tra una molecola biologicamente attiva e il suo target.

Nel momento in cui farmaco e recettore entrano in contatto, la loro interazione è basata su legami a bassa energia:

• legami idrogeno
• attrazione di Van der Waals
• interazioni idrofobiche
• ponti salini

Il legame deve essere a bassa energia perché deve essere facilmente reversibile. Un legame difficilmente reversibile (caratteristico di alcuni veleni, per esempio gli inibitori irreversibili dell’acetilcolinesterasi come il sarin, un gas nervino) rende l’effetto farmacologico molto prolungato e di difficile gestione.

L’interazione chimico-fisica che avviene a seguito del legame tra farmaco e recettore determina una modifica nella conformazione tridimensionale di quest’ultimo, inducendo l’effetto biologico quale ad esempio l’apertura di un canale, l’esposizione di un gruppo reagente o l’attivazione di un complesso enzimatico, ecc.