Konkurenčná inhibícia

Konkurenčná inhibícia je inhibícia enzýmu alebo receptora takzvanými antagonistami alebo inhibítormi. Sú to látky, ktoré majú rovnakú chemickú štruktúru ako vlastná látka tela, ktorá sa má viazať na cieľovú štruktúru.

Čo je to konkurenčná inhibícia?

Rôzne štruktúry ľudskej anatómie majú väzobné miesta. Takéto štruktúry zahŕňajú napríklad receptory a enzýmy. Spravidla sa rôzne látky dokážu viazať na väzbové miesta týchto štruktúr. Ak niekoľko látok súťaží o väzbu na anatomickú štruktúru, potom môže dôjsť k konkurenčnej inhibícii cieľovej štruktúry.

Biochémia a farmakológia pozná konkurenčné látky ako agonisty a antagonisty. Agonista je látka, ktorá obsadzuje receptory a aktivuje transdukciu signálu väzbou. Agonisti sú buď endogénne látky alebo umelé imitácie takýchto látok. Vo farmakológii sú antagonisty látky, ktoré inhibujú pôsobenie agonistu.

Keď je štruktúra inhibovaná väzobnou konkurenciou agonistu a antagonistu, existuje kompetitívna inhibícia. Pri kompetitívnej inhibícii sa agonista a antagonista snažia obsadiť cieľovú štruktúru. Samotný antagonista spravidla nemá biochemický účinok.

Je potrebné rozlišovať medzi nekompetitívnou inhibíciou a nekompetitívnou inhibíciou, pri ktorej sa inhibítor neviaže na aktívne enzýmové centrum, ale skôr sa viaže na iné miesto enzýmu, čím sa dosiahne zmena konformácie a inaktivácie enzýmu.

Funkcia a úloha

Agonisti obsadzujú určité receptory v tele a spolu s nimi tvoria komplexy s určitým účinkom. Receptory sú miesta prijímajúce stimuly so špecifickou štruktúrou pre väzbu na agonistu. Schopnosť viazať receptory a spúšťacie účinky sa nazýva vnútorná aktivita. Antagonisty konkrétneho agonistu sú chemickou štruktúrou podobné agonistovi, a teda obsadzujú receptory, ktoré sú preň určené. Komplex antagonista-receptor však nevyvíja účinok, ktorý je určený na väzbu agonista-receptor. Účinok receptora je inhibovaný obsadením antagonistom.

Sila väzbového úsilia medzi určitou látkou a receptorom sa nazýva afinita. Antagonisty musia mať vyššiu väzobnú afinitu ako agonista, aby mohli vytesniť agonistu z jeho receptorov. Táto zásada sa riadi zákonom hromadného konania. To znamená, že s rovnakou väzobnou afinitou sa agonista môže stále vytesniť, ak je antagonista prítomný vo vyššej koncentrácii. Nekonkurenčné antagonisty môžu byť nahradené vysoko koncentrovanými agonistami. Táto zásada sa nevzťahuje na konkurenčných antagonistov. Sila kompetitívnych antagonistov je tzv. Hodnota pA2 a určuje sa pomocou Schildovho grafu.

Väčšina antagonistov vo farmakológii sú fyziologické, t.j. endogénne látky. Okrem enzýmov sa dnes v drogách používajú hlavne mediátory a ich antagonisty. Napríklad histamín je tkanivový hormón sprostredkujúci zápal. Je to fyziologický agonista, ktorý sa prostredníctvom väzby viaže na špecifické histamínové receptory a spôsobuje začervenanie, opuch a bolesť v tkanive. Fyziologicky zamýšľaným účinkom komplexu agonista-receptor je v tomto prípade zápalová reakcia.

Farmakológia sa spolieha na H1 antihistamíny ako na antagonisty histamínu. Tieto látky sú biochemicky veľmi podobné histamínu, a preto sú schopné vytesniť histamín z receptora. Ako komplex antagonista-receptor nemajú títo antagonisti žiadny účinok. Antihistaminiká H1 môžu zabrániť alebo aspoň znížiť zápal.

Pokiaľ ide o enzýmy, medicína hovorí o inhibítore, pokiaľ ide o inhibítor, ktorý konkuruje zamýšľanému substrátu pre aktívne centrum. Enzým nemôže konvertovať inhibítor, a preto prestane fungovať. Inhibícia trvá iba vtedy, ak koncentrácia inhibítora zostáva dostatočne vysoká.

Choroby a choroby

Inhibítory založené na princípe kompetitívnej inhibície sa používajú na ošetrenie rôznych klinických obrázkov. Napríklad, kompetitívna inhibičná terapia sa široko používa pri liečbe akútnych záchvatov dny. Inhibítor NSAID sa používa na inhibíciu syntézy prostaglandínov. Inhibuje cyklooxygenázu, enzým zapojený do zápalového metabolizmu. Táto inhibícia vedie k úľave od bolesti a protizápalovému účinku. Bežnými liekmi na akútnu dnu sú ibuprofén alebo diklofenak.

Hlavnými inhibítormi používanými pri chronickej dne sú [urikostatiká]. Tieto látky inhibujú xantín oxidázu. Xantín oxidáza oxiduje hypoxantín na xantín, ktorý sa nakoniec stáva kyselinou močovou. Inhibíciou xantín oxidázy sa znižuje tvorba kyseliny močovej a zmierňujú sa príznaky dny. Súčasne podávanie inhibítora zvyšuje koncentráciu hypoxantínu v tele. Syntéza purínu je odteraz tiež inhibovaná.

Konkurenčná inhibícia ponúka rozhodujúcu výhodu v porovnaní s inými metódami inhibície. Farmakológ rozlišuje medzi reverzibilnou a ireverzibilnou inhibíciou. V prípade ireverzibilnej inhibície existuje ireverzibilný inhibičný proces. Tento proces nie je možné zvrátiť ani u vysoko koncentrovaného agonistu. V prípade reverzibilnej inhibície však existuje reverzibilita. Konkurenčná inhibícia sa preto vo väčšine prípadov môže znova zrušiť zvýšením koncentrácie agonistu. Tento typ inhibície je preto jedným z najdôležitejších spôsobov pôsobenia liekov.

Inhibičný mechanizmus inhibítormi však nie je spojený iba s terapiami a terapeutickými úspechmi. Inhibícia tiež hrá úlohu vo vývoji rakoviny. Nádorové bunky uvoľňujú inhibítory apoptózy, a tým zvyšujú ich vitalitu. Dávajú si rezistenciu na imunologické terapie a zabraňujú vlastnej bunkovej smrti.