Природа образования комплекса
Связывание лекарства с рецепторной мишенью представляет собой сумму множественных межмолекулярных взаимодействий. Для того чтобы обеспечить надежное сцепление, одной слабой связи недостаточно. Типичный комплекс удерживается одновременно за счет десятка ван-дер-ваальсовых взаимодействий и нескольких водородных мостиков. При этом сильные взаимодействия (ионные и особенно ковалентные) встречаются значительно реже.
Сильные химические связи
К наиболее прочным вариантам межмолекулярного взаимодействия относятся ковалентные и ионные связи.
- Ковалентные связи. Образуются за счет общей пары электронов. Это самый прочный вид связи, который приводит к необратимому соединению препарата с рецептором. В фармакологии такой тип взаимодействия встречается крайне редко.
- Ионные связи. Возникают благодаря электростатическому притяжению разноименных зарядов. По силе они уступают ковалентным, но превосходят водородные.
- Ион-дипольные и диполь-дипольные связи. Формируются при появлении индуцированных диполей в электрическом поле мембран. По характеристикам они близки к ионным и очень характерны для взаимодействия лекарств с мишенями.
Слабые взаимодействия
Несмотря на малую силу каждой отдельной связи, в совокупности они обеспечивают надежное присоединение лекарства к рецептору.
- Водородные связи. Возникают между положительным атомом водорода и электроотрицательными элементами (азот, кислород, сера). Обязательное условие — дистанция между молекулами не должна превышать 0,3 нм.
- Ван-дер-ваальсовы связи. Универсальные взаимодействия, возникающие между любыми атомами за счет наведенной полярности (сдвиг электронов). Они возможны только на критически малых дистанциях — до 0,2 нм. При малейшем отдалении молекул связь разрывается.
- Гидрофобные связи. Представляют собой объединение неполярных молекул в водной среде с целью минимизации контакта с водой.
Обратимое и необратимое связывание
Характер образованных связей напрямую определяет длительность и особенности эффекта препарата.
Обратимое связывание Является основным механизмом для подавляющего большинства препаратов. Комплекс удерживается за счет слабых связей (водородных, ван-дер-ваальсовых) и нестабилен во времени. Периодически он распадается на свободное вещество и рецептор, что описывается кинетикой обратимой реакции.
Необратимое связывание Возникает при образовании прочной ковалентной связи. В этом случае лекарство невозможно вытеснить с рецептора, а его действие нельзя быстро прекратить. Чтобы клетка вновь стала чувствительной, ей необходимо синтезировать новые рецепторные белки. Яркий пример — $\alpha$-адреноблокатор феноксибензамин, чей эффект длится до 48 часов (время ресинтеза рецепторов).
Вопросы с занятий и экзамена
Какие связи наиболее характерны для взаимодействия лекарств с рецепторами?
Чаще всего комплекс удерживается за счет комбинации слабых связей: множества ван-дер-ваальсовых, водородных, а также ион-дипольных и диполь-дипольных взаимодействий.
Почему ковалентные связи редко встречаются в фармакологии?
Ковалентные связи приводят к необратимому связыванию препарата с рецептором. Это лишает возможности быстро прекратить действие лекарства, что часто нежелательно в клинической практике.
От чего зависит продолжительность эффекта при необратимом связывании?
При необратимом связывании (например, у феноксибензамина) длительность эффекта определяется не скоростью выведения лекарства из организма, а скоростью синтеза новых рецепторов клеткой.
Что ещё разобрать по теме
- Кинетика обратимой реакции: константы ассоциации и диссоциации
- Механизмы ресинтеза рецепторных белков клеткой
- Специфичность связывания ЛВ с альфа-адренорецепторами
- Роль индуцированных диполей в формировании ион-дипольных связей
Разберите тему целиком в курсе «Фармакология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Химические связи лекарственных веществ с рецепторами» и ещё 5 262 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Общие вопросы фармакологии»
Бесплатные видеоуроки: фармакологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.