Конкурентно инхибиране

Конкурентно инхибиране е инхибирането на ензим или рецептор от така наречените антагонисти или инхибитори. Това са вещества, чиято химична структура е подобна на собственото вещество на организма, което е предназначено да се свърже с целевата структура.

Какво е конкурентното инхибиране?

Различни структури в човешката анатомия са надарени със места на свързване. Такива структури включват например рецептори и ензими. По правило различни вещества са в състояние да се свързват към местата на свързване на тези структури. Ако няколко вещества се състезават за свързване с анатомична структура, тогава може да има конкурентно инхибиране на целевата структура.

Биохимията и фармакологията познават конкурентните вещества като агонисти и антагонисти. Агонистът е вещество, което заема рецептори и активира предаването на сигнала чрез свързване. Агонистите са или ендогенни вещества, или изкуствени имитации на такива вещества. Във фармакологията антагонистите са вещества, които инхибират действието на агонист.

Когато една структура се инхибира от свързващата конкуренция на агонист и антагонист, съществува конкурентно инхибиране. При конкурентно инхибиране агонист и антагонист се борят за заемане на целевата структура. По правило самият антагонист няма биохимичен ефект.

Трябва да се прави разлика между неконкурентно инхибиране и неконкурентно инхибиране, при което инхибиторът не се свързва с активния ензимен център, а се свързва с друг сайт на ензима и по този начин се постига промяна в конформацията и инактивирането на ензима.

Функция и задача

Агонистите заемат определени рецептори в организма и заедно с тях образуват комплекси с определен ефект.Рецепторите са места, приемащи стимул в организма, със специфична структура за свързване с агонист. Способността да се свързват рецепторите и да задейства ефекта се нарича присъща активност. Антагонистите на определен агонист са сходни по химическа структура с агониста и по този начин заемат предназначените за него рецептори. Обаче, антагонистично-рецепторният комплекс не развива ефекта, който е предназначен за свързване на рецептора агонист. Ефектът на рецептора се инхибира от заемането с антагонист.

Силата на усилията за свързване между определено вещество и рецептор се нарича афинитет. Антагонистите трябва да имат по-висок афинитет на свързване от агониста, за да могат да изместят агонист от неговите рецептори. Този принцип следва закона за масовите действия. Това означава, че със същия афинитет на свързване, агонистът все още може да бъде изместен, ако антагонистът присъства в по-висока концентрация. Неконкурентните антагонисти могат да бъдат изместени от по-силно концентрирани агонисти. Този принцип не се прилага за конкурентните антагонисти. Силата на конкурентните антагонисти е така наречената pA2 стойност и се определя с помощта на схемата на Шилд.

Повечето от антагонистите във фармакологията са физиологични, т.е. ендогенни вещества. В допълнение към ензимите, днес медикаментите и техните антагонисти се използват главно в лекарствата. Например, хистаминът е тъкан хормон, медииращ възпаление. Това е физиологичен агонист, който се свързва със специфични хистаминови рецептори и причинява зачервяване, подуване и болка в тъканта чрез свързване. Физиологично предвиденият ефект на агонист-рецепторния комплекс в този случай е възпалителната реакция.

Фармакологията разчита на Н1 антихистамини като антагонисти на хистамина. Тези вещества са изключително подобни на хистамин биохимично и по този начин са в състояние да изместят хистамина от рецептора. Като комплекс антагонист-рецептор, тези антагонисти нямат свой собствен ефект. Н1 антихистамини могат да предотвратят или поне да намалят възпалението.

По отношение на ензимите, медицината говори за инхибитор, когато става дума за инхибитор, който се конкурира с предвидения субстрат за активен център. Ензимът не може да преобразува инхибитора и следователно престава да работи. Инхибирането продължава само ако концентрацията на инхибитора остане достатъчно висока.

Болести и неразположения

Инхибиторите, базирани на принципа на конкурентно инхибиране, се използват за лечение на различни клинични картини. Конкурентната инхибиторна терапия се използва широко, например, при лечението на остри пристъпи на подагра. NSAID инхибиторът се използва за инхибиране на синтеза на простагландин. Той инхибира циклооксигеназата, ензим, участващ във възпалителния метаболизъм. Това инхибиране поражда болкоуспокояващ и противовъзпалителен ефект. Конвенционалните средства за лечение на остра подагра са ибупрофен или диклофенак.

При хронична подагра главните използвани инхибитори са [[урикостатици]. Тези вещества инхибират ксантиноксидазата. Ксантиноксидазата окислява хипоксантина до ксантин, който в крайна сметка се превръща в пикочна киселина. Чрез инхибиране на ксантин оксидаза производството на пикочна киселина намалява и симптомите на подагра намаляват. В същото време прилагането на инхибитора повишава концентрацията на хипоксантин в организма. Пуриновият синтез също се инхибира.

Конкурентното инхибиране предлага решаващо предимство пред останалите методи на инхибиране. Фармакологът прави разлика между обратимо и необратимо инхибиране. В случай на необратимо инхибиране, има необратим процес на инхибиране. Процесът не може да бъде обърнат дори с по-силно концентриран агонист. В случай на обратимо инхибиране обаче има обратимост. Следователно конкурентното инхибиране може в повечето случаи да бъде отменено отново чрез повишаване на концентрацията на агониста. Следователно този тип инхибиране е един от най-важните начини на действие на наркотиците.

Механизмът на инхибиране от инхибиторите обаче не е свързан изключително с терапии и терапевтични успехи. Например, инхибирането също играе роля за развитието на рак. Туморните клетки отделят инхибитори на апоптозата и по този начин повишават жизнеността си. Те си дават резистентност към имунологичните терапии и предотвратяват тяхната собствена клетъчна смърт.