После того, как пациент принял препарат внутрь, вдохнул его или получил через кожу, слизистую оболочку под языком или слизистую оболочку щек, большинство препаратов попадают в кровоток и циркулируют с кровью по всему организму. (См. также Определение динамики лекарственных препаратов). Некоторые лекарственные препараты вводятся непосредственно в ту область, где необходимо их действие. Например, глазные капли закапываются прямо в глаза. Затем препараты взаимодействуют с клетками или тканями, где они оказывают желаемое действие (т. е. с сайтами-мишенями). Это взаимодействие называет селективностью.
Селективность — степень действия лекарственного препарата на данный сайт относительно других сайтов.
Относительно неселективные препараты воздействуют на много различных тканей или органов. Например, атропин — препарат, предназначенный для расслабления мускулатуры пищеварительного тракта, может также расслаблять мышцы глаз и дыхательной системы.
Относительно селективные препараты, например, нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), такие как аспирин и ибупрофен (см. Неопиоидные анальгетики), воздействуют на любую область, где имеется воспаление.
Высокоселективные препараты воздействуют, главным образом, на один орган или систему. Например, дигоксин — препарат, применяемый для лечения сердечной недостаточности, оказывает влияние в основном на сердце, усиливая, таким образом, его насосную функцию. Снотворные воздействуют на определенного вида нервные клетки в головном мозге.
Как лекарства «узнают», где им оказывать свое воздействие? Ответ содержится в том, каким образом они взаимодействуют с клетками или с такими веществами, как ферменты.
Клеточные рецепторы
На поверхности большинства клеток находится большое количество различных видов рецепторов. Рецептор — это молекула с особой трехмерной структурой, которая позволяет связываться с ней только тем химическим веществам, которые в точности ей соответствуют, подобно ключу и замку.
Рецепторы позволяют естественным (вырабатываемым в самом организме) веществам, находящимся вне клетки, оказывать влияние на активность клетки. Примеры таких веществ включают нейромедиаторы (химические вещества, которые передают импульсы между клетками в нервной системе) и гормоны (химические вещества, высвобождаемые в кровоток одним органом, чтобы оказывать влияние на другой орган). Это влияние может стимулировать или подавлять определенного рода процессы, происходящие внутри клетки. Лекарственные препараты имитируют эти естественные химические вещества и, таким образом, используют рецепторы точно таким образом, как указано выше. Например, морфин и схожие обезболивающие препараты воздействуют на одни и те же рецепторы в головном мозге, которые используются эндорфинами, классом веществ особого рода, образуемых в организме и обеспечивающих обезболивание.
Некоторые препараты способны связываться только с одним типом рецепторов. Другие же, подобно отмычке, могут связываться с рецепторами нескольких типов по всему организму. Селективность препарата часто объясняется тем, насколько селективно он связывается с рецепторами.
Идеальная совместимость
Рецептор на поверхности клетки имеет трехмерную структуру, которая позволяет определенному химическому веществу, например, лекарственному препарату, гормону или нейромедиатору связываться с ним, поскольку это вещество имеет такую трехмерную структуру, которая идеально подходит к рецептору, подобно тому, как ключ подходит к замку. |
Агонисты и антагонисты
Лекарственные препараты, которые обладают направленным действием на рецепторы, делятся на агонисты и антагонисты. Препараты-агонисты активируют или стимулируют соответствующие им рецепторы, вызывая реакцию, которая проявляется усилением или ослаблением активности клеток. Препараты-антагонисты блокируют доступ к рецепторам или препятствуют связыванию с рецепторами естественных агонистов, содержащихся в организме; таким образом, эти препараты предотвращают или уменьшают реакции данных клеток на действие естественных агонистов.
Как агонисты, так и антагонисты могут параллельно применяться у людей с бронхиальной астмой. Например, альбутерол может применяться с ипратропием. Альбутерол (агонист) связывается со специфическими (адренергическими) рецепторами на поверхности клеток дыхательных путей, что приводит к расслаблению гладкомышечных клеток и, как следствие, расширению просвета дыхательных путей (бронходилатации). Ипратропий (антагонист) связывается с рецепторами другого типа (холинергическими), блокируя связывание ацетилхолина, нейромедиатора, который вызывает сокращение гладкомышечных клеток и, как следствие, сужение просвета дыхательных путей (бронхоконстрикцию). Оба препарата расширяют дыхательные пути (облегчая, тем самым, дыхание), но делают это по-разному.
Бета-блокаторы, например, пропранолол, представляют собой широко применяемую группу антагонистов. Эти препараты применяются для снижения повышенного артериального давления, облегчения стенокардии (боли в груди, вызываемой недостаточным кровоснабжением сердечной мышцы), лечения определенных видов нарушений сердечного ритма и профилактики мигрени. Они блокируют или ослабляют стимуляцию сердца нейромедиаторами-агонистами эпинефрином (адреналин) и норэпинефрином (норадреналин), которые высвобождаются во время стресса. Антагонисты, например, бета-блокаторы, наиболее эффективны, когда концентрация агонистов повышена в определенном участке организма. Подобно тому, как если перекрыть дорогу в «час пик» в 5:00 часов вечера, то будет остановлено больше автомобилей, чем в 3:00 часа ночи, бета-блокаторы, которые применяются в дозах, оказывающих минимальное воздействие на нормальное функционирование сердца, могут оказывать более выраженное воздействие во время резких гормональных всплесков при стрессе и, таким образом, защищать сердце от излишней стимуляции.
ферменты
Для некоторых лекарственных препаратов вместо рецепторов мишенью являются ферменты, которые регулируют скорость химических реакций. Лекарственные препараты, для которых мишенью являются ферменты, классифицируются как ингибиторы или активаторы (индукторы). Например, препарат для снижения уровня холестерина, ловастатин, ингибирует фермент HMG-CoA-редуктазу, который играет ключевую роль в синтезе холестерина в организме. Побочным эффектом антибиотика рифампина является активация ферментов, принимающих участие в метаболизме пероральных контрацептивов. Когда женщины, принимающие оральные контрацептивы, также принимают рифампин, контрацептивы метаболизируются (т. е. расщепляются на неактивные компоненты) и выводятся из организма быстрее, чем обычно; вследствие этого, они могут утратить свою эффективность.
Химические взаимодействия
Некоторые препараты оказывают воздействие без изменения функции клетки и без прикрепления к рецептору. Например, большинство антацидов снижают кислотность желудка посредством простых химических реакций. Антациды — это щелочи, которые вступают в химическое взаимодействие с кислотами для нейтрализации желудочной кислоты.
