Кривая концентрации
Кривая концентрация — эффект
Источник: «Наглядная фармакология».
Автор: X. Люльман. Пер. с нем. Изд.: М.: Мир, 2008 г.
При равномерном повышении концентрации лекарства до достижения концентрации, обеспечивающей его максимальный эффект, которую точно определить невозможно, происходит снижение прироста эффекта. Концентрацию лекарства, соответствующую половине максимального эффекта ЕС50 (ЕС — эффективная концентрация), можно легко определить как точку перегиба S-образной кривой зависимости эффекта от концентрации с логарифмической шкалой концентрации. Другими важными данными, получаемыми из зависимости концентрация — эффект, являются максимально возможный эффект Етах и «напряженность» функции (область концентраций, где наблюдаются максимальные изменения физиологической функции).
Кривые концентрация — эффект
Кривая концентрация — связывание
Для достижения эффекта молекулы лекарственного вещества должны проникать в клетки целевого органа, где чаще всего связываются со специальными клеточными структурами — рецепторами. При проведении фармакологических исследований необходимо охарактеризовать лекарство по сродству к рецепторам, фармакокинетическому поведению и по типу взаимодействия. Изучение сродства проводят на суспензии мембран разных тканей. При этом подразумевают, что при гомогенизации тканей связывающие участки мембран сохраняют свои свойства.
Если рецепторы полностью доступны для связывания лиганда (т. е. лекарства), то, определив концентрацию связанного лиганда в суспензии фрагментов мембран, можно найти его концентрацию в организме. Для этого исследуемое вещество (с радиоактивной меткой для определения очень низких концентраций), т. е. лиганд, добавляют к суспензии мембран. После связывания лиганда с рецептором фрагменты мембран отделяют от среды (например, путем фильтрования) и измеряют количество связанного с мембранами вещества. Связывание (В) с рецепторами происходит пропорционально концентрации (с) лекарства до того момента, когда количество свободных рецепторов не начнет заметно уменьшаться (например, если с = 1, то В = 10% от максимального, а если с = 2, то В = 20%). При увеличении связывания В количество способных к взаимодействию рецепторов уменьшается, и связывание В уже не может расти пропорционально концентрации (в приведенном примере, чтобы повысить связывание В с 10 до 20%, достаточно повысить концентрацию на 1; если же требуется повысить связывание Б с 70 до 80%, необходимо повысить концентрацию лекарства на 20!).
Зависимость связывания В от концентрации лиганда с описывает закон действующих масс. После несложных преобразований классического выражения закона действующих масс можно получить зависимость связывания В от сродства (1/KD) и максимального связывания (Вmах), т. е. суммы возможных участков связывания на единицу массы гомогената мембран (уравнение гиперболы):
В = Bmах * c / (с + KD)
где KD —- константа диссоциации, соответствующая концентрации лиганда (с), при которой занято 50% рецепторов.
На рис. А и Б расчет величины В сделан, исходя из предположения, что Ко=10. С помощью таких изящных экспериментов можно определять сродство различных лигандов к рецепторам. Трудности связаны с определением роли конкретного рецептора в фармакологическом эффекте и выделении главного рецептора среди всего набора рецепторов. Заключение о связывании лиганда на рецепторах можно сделать на основании экспериментальных данных.
1. При выходе кривой на плато достигается насыщение.
2. Другие классы соединений в этих условиях не связываются (специфичность связывания).
3. Сродство вещества коррелирует с его фармакологической активностью. Эксперименты по связыванию с рецептором дают информацию о сродстве определенного Лиганда, но не позволяют сделать заключение, является ли лиганд агонистом или антагонистом/
Существует возможность маркировать рецепторные белки радиоактивными метками, вводя их с помощью лекарственных веществ, и далее проводить биохимические исследования.
