Of een medicijn door de dokter wordt voorgeschreven, over de toonbank wordt gekocht of illegaal wordt verkregen, we nemen hun actiemechanisme meestal als vanzelfsprekend en vertrouwen erop dat ze zullen doen wat ze geacht worden te doen.

Maar hoe kan de ibuprofen-pil je hoofdpijn uitschakelen? En wat doet het antidepressivum om uw hersenchemie in balans te brengen?

Voor iets dat zo ongelooflijk lijkt, is medicijnmechanica wonderbaarlijk eenvoudig. Het gaat meestal om receptoren en de moleculen die ze activeren.

receptoren

Receptoren zijn grote eiwitmoleculen ingebed in de celwand of het membraan. Ze ontvangen (vandaar "receptoren") chemische informatie van andere moleculen - zoals medicijnen, hormonen of neurotransmitters - buiten de cel.

Deze externe moleculen binden aan receptoren op de cel, activeren de receptor en genereren een biochemisch of elektrisch signaal in de cel. Dit signaal zorgt ervoor dat de cel bepaalde dingen doet, zoals ons pijn doen.

Agonist-medicijnen

Die moleculen die binden aan specifieke receptoren en ervoor zorgen dat een proces in de cel actiever wordt, worden agonisten genoemd. Een agonist is iets dat een specifieke fysiologische reactie in de cel veroorzaakt. Ze kunnen natuurlijk of kunstmatig zijn.

Endorfines zijn bijvoorbeeld natuurlijke agonisten van opioïde receptoren. Maar morfine - of heroïne die in het lichaam verandert in morfine - is een kunstmatige agonist van de belangrijkste opioïde receptor.

Een kunstmatige agonist is zo structureel vergelijkbaar met de natuurlijke agonist van een receptor dat het hetzelfde effect op de receptor kan hebben. Veel geneesmiddelen worden gemaakt om natuurlijke agonisten na te bootsen, zodat ze kunnen binden aan hun receptoren en dezelfde, of veel sterkere, reactie kunnen uitlokken.

Simpel gezegd, een agonist is als de sleutel die in het slot past (de receptor) en draait deze om de deur te openen (of stuurt een biochemisch of elektrisch signaal om een ​​effect uit te oefenen). De natuurlijke agonist is de hoofdsleutel maar het is mogelijk om andere sleutels (agonistgeneesmiddelen) te ontwerpen die hetzelfde werk doen.

Morfine bijvoorbeeld, werd niet door het lichaam ontworpen maar kan van nature in opiumpapavers worden gevonden. Bij toeval bootst het de vorm na van de natuurlijke opioïde agonisten, de endorfines, die natuurlijke pijnstillers zijn die verantwoordelijk zijn voor de "endorfine-high".

Specifieke effecten zoals pijnverlichting of euforie gebeuren omdat opioïde receptoren alleen aanwezig zijn in sommige delen van de hersenen en het lichaam die van invloed zijn op die functies.

Het belangrijkste actieve ingrediënt in cannabis, THC, is een agonist van de cannabinoïde receptor en hallucinerend medicijn LSD is een synthetisch molecuul dat de agonistische werking van de neurotransmitter serotonine nabootst bij een van de vele receptoren ervan: de 5HT2A-receptor.

 CC BY-ND AntagonistgeneesmiddelenEen antagonist is een medicijn dat is ontworpen om direct te verzetten tegen de acties van een agonist.

Nogmaals, met behulp van de slot en sleutel analogie, is een antagonist als een sleutel die mooi in het slot past, maar niet de juiste vorm heeft om het slot te draaien. Wanneer deze sleutel (antagonist) in het slot wordt geplaatst, kan de juiste sleutel (agonist) niet in hetzelfde slot gaan.

Dus de acties van de agonist worden geblokkeerd door de aanwezigheid van de antagonist in het receptormolecuul.

Nogmaals, laten we denken aan morfine als een agonist voor de opioïde receptor. Als iemand een potentieel dodelijke morfine-overdosis ervaart, kan de opioïdereceptorantagonist naloxon de effecten omkeren.

Dit komt omdat naloxon (in de handel gebracht als Narcan) snel alle opioïde receptoren in het lichaam inneemt en voorkomt dat morfine zich eraan bindt en activeert.

Morfine botst binnen enkele seconden in en uit de receptor. Wanneer het niet aan de receptor is gebonden, kan de antagonist instappen en het blokkeren. Omdat de receptor niet kan worden geactiveerd als een antagonist de receptor bezet, is er geen reactie.

De effecten van Narcan kunnen dramatisch zijn. Zelfs als het slachtoffer met een overdosis bewusteloos is of in de buurt van de dood is, kunnen ze binnen enkele seconden na de injectie volledig bewust en alert worden.

Membraantransportremmers

Membraantransporters zijn grote eiwitten ingebed in het membraan van een cel die kleinere moleculen - zoals neurotransmitters - van buiten de cel die ze afgeven, terug naar binnen verplaatsen. Sommige medicijnen werken om hun actie te remmen.

Selectieve serotonineheropnameremmers (SSRI's) - zoals het antidepressivum fluoxetine (Prozac) - werken op deze manier.

Serotonine is een neurotransmitter in de hersenen die stemming, slaap en andere functies zoals lichaamstemperatuur reguleert. Het wordt vrijgegeven van zenuwuiteinden, bindend aan serotoninereceptoren op nabijgelegen cellen in de hersenen.

Om het proces soepel te laten verlopen, moeten de hersenen snel de signalen uitschakelen die afkomstig zijn van de serotonine kort nadat de chemicaliën uit de terminals zijn vrijgegeven. Anders zou moment-tot-moment controle van de hersen- en lichaamsfuncties onmogelijk zijn.

De hersenen doen dit met behulp van serotoninetransporters in het zenuwuiteindemembraan. Net als een stofzuiger scheppen de transporteurs serotoninemoleculen die niet aan receptoren gebonden zijn en transporteren ze terug naar de binnenkant van de terminal voor later gebruik.

SSRI-medicijnen werken door vast te zitten in de vacuümslang, zodat ongebonden serotoninemoleculen niet terug naar de terminal kunnen worden getransporteerd.

Omdat meer serotoninemoleculen dan langer in de buurt van receptoren blijven hangen, blijven ze deze stimuleren.

We kunnen grof zeggen dat de extra serotonine het volume van het signaal matig verhoogt om de positieve stemming te verbeteren. Maar de manier waarop dit effect heeft op depressie en angst is veel gecompliceerder.

Rond 40% van alle medicinale middelen richten zich op slechts één superfamilie van receptoren - de G-eiwit gekoppelde receptoren. Er zijn variaties op deze medicamenteuze mechanismen, waaronder gedeeltelijke agonisten en diegenen die zich als antagonisten gedragen, maar iets anders. Over het algemeen vallen veel geneesmiddelenacties onder de hierboven beschreven categorieën.

Over de auteur

MacDonald Christie, hoogleraar farmacologie, Universiteit van Sydney. is een cellulaire en moleculaire neurofarmacoloog met onderzoeksinteresses, waaronder cellulaire en moleculaire mechanismen van opioïdesceptorsignalering in neuronen en synapsen in pijnpaden, de biologische basis van aanpassingen die chronische pijn en drugsverslaving produceren, en preklinische ontwikkeling van nieuwe pijntherapeutica afgeleid van conotoxines.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon