Konkurenčna inhibicija

Konkurenčna inhibicija je inhibicija encima ali receptorja s tako imenovanimi antagonisti ali inhibitorji. To so snovi, ki imajo enako kemijsko strukturo kot telesne snovi, ki naj bi se vezovale na ciljno strukturo.

Kakšna je konkurenčna inhibicija?

Različne strukture v človeški anatomiji so obdarjene z veznimi mesti. Takšne strukture vključujejo na primer receptorje in encime. Praviloma se različne snovi lahko vežejo na vezna mesta teh struktur. Če se več snovi poteguje za vezavo na anatomsko strukturo, potem lahko pride do konkurenčne inhibicije ciljne strukture.

Biokemija in farmakologija poznata konkurenčne snovi kot agoniste in antagoniste. Agonist je snov, ki zaseda receptorje in aktivira transdukcijo signala z vezavo. Agonisti so bodisi endogene snovi bodisi umetne imitacije takšnih snovi. V farmakologiji so antagonisti snovi, ki zavirajo delovanje agonista.

Kadar strukturo inhibira vezavna konkurenca agonista in antagonista, obstaja konkurenčna inhibicija. V konkurenčni inhibiciji se agonist in antagonist borita za zasedbo ciljne strukture. Praviloma sam antagonist nima biokemičnega učinka.

Razlikovati je treba med nekonkurenčno inhibicijo in nekonkurenčno inhibicijo, pri kateri se inhibitor ne veže na aktivni encimski center, temveč se veže na drugo mesto encima in na ta način doseže spremembo konformacije in inaktivacije encima.

Funkcija in naloga

Agonisti zasedajo določene receptorje v telesu in skupaj z njimi tvorijo komplekse z določenim učinkom. Receptorji so mesta, ki prejemajo dražljaje v organizmu, s posebno strukturo za vezavo na agonist. Sposobnost vezanja receptorjev in sprožitve učinkov se imenuje lastna aktivnost. Antagonisti določenemu agonistu so po kemijski strukturi podobni agonistu in zato zasedajo zanj namenjene receptorje. Vendar antagonistično-receptorski kompleks ne razvije učinka, ki je namenjen vezavi agonist-receptorjev. Učinek receptorja zavira okupacija z antagonistom.

Moč napora vezave med določeno snovjo in receptorjem se imenuje afiniteta. Antagonisti morajo imeti višji afinitet vezanja kot agonist, da lahko izpodrinejo agonist iz njegovih receptorjev. To načelo sledi zakonu množičnega ukrepanja. To pomeni, da lahko z isto afiniteto vezave agonist še vedno premaknemo, če je antagonist v večji koncentraciji. Nekonkurenčne antagoniste lahko izpodrinejo bolj koncentrirani agonisti. To načelo ne velja za konkurenčne antagoniste. Moč konkurenčnih antagonistov je tako imenovana vrednost pA2 in je določena s pomočjo Schildovega prikaza.

Večina antagonistov v farmakologiji je fizioloških, to je endogenih snovi. Poleg encimov se danes v drogah uporabljajo predvsem mediatorji in njihovi antagonisti. Na primer, histamin je tkivni hormon, ki posreduje vnetje. To je fiziološki agonist, ki se veže na specifične histaminske receptorje in povzroči rdečino, oteklino in bolečino v tkivu s pomočjo vezave. Fiziološko predvideni učinek kompleksa agonista in receptorja je v tem primeru vnetna reakcija.

Farmakologija se kot antagonisti histamina zanaša na H1 antihistaminike. Te snovi so biokemično zelo podobne histaminu in so tako sposobne izriniti histamin iz receptorja. Kot antagonistično-receptorski kompleks ti antagonisti nimajo lastnega učinka. H1 antihistaminiki lahko preprečijo ali vsaj zmanjšajo vnetje.

Ko gre za encime, medicina govori o zaviralcu, ko gre za zaviralec, ki tekmuje s predvidenim substratom za aktivni center. Encim ne more pretvoriti inhibitorja, zato preneha delovati. Inhibicija traja le, če ostane koncentracija zaviralca dovolj visoka.

Bolezni in bolezni

Inhibitorji po principu konkurenčne inhibicije se uporabljajo za zdravljenje različnih kliničnih slik. Na primer, konkurenčna inhibicijska terapija se pogosto uporablja pri zdravljenju akutnih napadov protina. Zaviralec NSAID se uporablja za zaviranje sinteze prostaglandina. Zavira ciklooksigenazo, encim, ki sodeluje pri vnetni presnovi. Ta inhibicija povzroči lajšanje bolečin in protivnetni učinek. Konvencionalna zdravila za akutni protin so ibuprofen ali diklofenak.

Pri kroničnem protinu so glavni uporabljeni inhibitorji [[uricostatični povzročitelji]. Te snovi zavirajo ksantin oksidazo. Ksantin oksidaza oksidira hipoksantin v ksantin, ki sčasoma postane sečna kislina. Inhibicija ksantin oksidaze zmanjšuje nastajanje sečne kisline in zmanjšuje simptome protina. Hkrati uporaba zaviralca poveča koncentracijo hipoksantina v telesu. Od zdaj naprej je sinteza purina zavirana.

Konkurenčna inhibicija ponuja odločilno prednost pred drugimi metodami inhibicije. Farmakolog razlikuje med reverzibilno in ireverzibilno inhibicijo. V primeru ireverzibilne inhibicije obstaja nepovratni inhibicijski postopek. Tudi pri bolj koncentriranem agonistu tega procesa ni mogoče spremeniti. V primeru reverzibilne inhibicije pa obstaja reverzibilnost. Konkurenčno inhibicijo lahko torej v večini primerov ponovno prekličemo s povečanjem koncentracije agonista. Ta vrsta zaviranja je zato eden najpomembnejših načinov delovanja zdravil.

Inhibicijski mehanizem zaviralcev ni izključno povezan s terapijami in terapevtskimi uspehi. Inhibicija na primer igra tudi vlogo pri razvoju raka. Tumorske celice sproščajo zaviralce apoptoze in s tem povečajo svojo vitalnost. Dajo odpor do imunoloških terapij in preprečujejo lastno celično smrt.