Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

FARMAKOLÓGIA ALAPJAI Dr. Al-Khrasani Mahmoud, Ph.D Semmelweis Egyetem.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "FARMAKOLÓGIA ALAPJAI Dr. Al-Khrasani Mahmoud, Ph.D Semmelweis Egyetem."— Előadás másolata:

1 FARMAKOLÓGIA ALAPJAI Dr. Al-Khrasani Mahmoud, Ph.D Semmelweis Egyetem

2 ALAP ELVEK Farmakológia (gyógyszertan): az élő rendszerek és a működésüket befolyásoló anyagok (farmakonok) kölcsönhatásaival foglalkozó tudomány. Orvosi gyógyszertan: Tárgya a betegségek megelőzése, diagnosztizálása és gyógyitása. A toxikológia (méregtan) a gyógyszertannak az az ága, amely az anyagoknak a szervezetre gyakorolt káros, nemkívánatos hatásaival foglalkozik.

3 Pharmacon (greece=görög)= drug (angol)  egyaránt jelent gyógyszert, mérget és kábitószert, nem azonos jelentésű a magyar gyógyszer szóval. Drog (magyarul) gyógyszerként használt növényi vagy állat szervet illetve szövetet jelent. A kábitószerek is gyakran drognak nevezik. ALAP ELVEK

4 TERÁPIA ALAPJAI - CURATIVE -SUPRESSIVE -Stimulative - PREVENTIVE Antibiotikumok Antihipertenzív szerek. Oralis antidiabetikum. malaria, anticoncipiensek

5 Természeti, szintetikus és félszintetikus Agonista, antagonista. (hormonok, transzmitterek)Endogén: A szervezetben szintetizálódik (hormonok, transzmitterek) vagy xenobiotikumok (xenos= idegen). Mérgek (Nővényi, állati és fémek: ólom és arzén). Szilárd, folyékony(nikotin) vagy gáz (nitrous oxid) Sorsuk a szervezetben (TRANSZPORTÁLÁS, INAKTIVÁLÁS/ELVÁLASZTÁS)Sorsuk a szervezetben (TRANSZPORTÁLÁS, INAKTIVÁLÁS/ELVÁLASZTÁS) DROG TERMÉSZETE

6 Fizikai tulajdonságok - Szilárd, folyékony, gáz (meghatározza a beadási módot). - Szerves vegyületek ( fehérjék, szénhidrátok, zsírok). - Gyenge savak / bázisok. DROG TERMÉSZETE

7 DROG-SZERVEZET INTERAKCIÓ FARMAKODINÁMIA: a gyógyszer szervezetre kifejtett hatásával, a gyógyszerválasz folyamatával foglalkozó tudomány. FARMAKOKINETIKA: a gyógyszerek szervezeten belüli sorsának jellemzésével foglalkozó tudomány. DROG-RECEPTOR KÖTÉSEK Elektrosztatikus (erős, gyenge (H kötés) és nagyon gyenge (van der Waals : dipol interakció). Kovalens (phenoxybenzamin, alkilazó szerek) Hydrophobos

8 DROG-RECEPTOR INTERAKCIÓ K +1 K -1 A+RAR β α AR * Válasz K +1 K -1 B+RBR Nincs válasz A= Agonista B= Antagonista

9 VÁLASZ kívánatos therapiás Nemkívánatos (mellékhatás, toxikus hatás) Therapiás Index = LD 50 / ED 50

10 AGONIST : Az a gyógyszer amikor receptorhoz kötődik, megváltoztatja a receptor aktivitását, és eredményként biológiai választ idézhet elő. Az agonista típusok : - Full (tejes) agonisták - Parciális agonisták (Buprenorphine μ, Pindolol β- receptors) - Keverd agonisták (agonista + antagonista; Nalorphine antagonista μ-on és parciális κ-on )

11 Teljes agonista Koncentráció (nM) Hatás (%) Parciális agonista Relatív hatékonyság Antagonista DÓZIS-HATÁS ÖSSZEFÜGGÉSE

12 Koncentráció (%) Agonista B (nM) Hatás Agonista A 428 Potency A is erősebb mint a B Agonista dózis-hatás összefüggés

13 Log Koncentráció (nM) Hatás (%) Relatív hatáserősség (potency) Agonista dózis-hatás összefüggés 50 A B EC 50

14 Dózis-hatás összefüggés Hatáserősség (Potency): EC 50 vagy az IC 50 (in vitro) és ED 50 vagy ID 50 (in vivo) alapján határozzuk meg. Hatékonyság (Efficacy): a válasz nagyságában mutatkozik.

15 Az agonista affinitás meghatározására használt elméleti módszer

16 ANTAGONISTA: Receptorokhoz kötődik és nem ídéz elő biológiai választ (kompetitív antagonista). Az antagonista típusok : - Kompetitív antagonismus - NemKompetitív antagonismus - Fiziológiai antagonizmus (glucocorticoids ↔ Insulin) - Kémiai antagonizmus (Heparine↔ protamin szulfat) - Farmakokinetikai antagonizmus (warfarin↔Phenobarbital)

17 (%) Agonist + antagonist Koncentráció Hatás Agonist alone Agonista dózis-hatás összefüggés antagonista nélkül (kékszín) és antagonista jelenlétében (rózsaszín ) 248

18 Log Koncentráció (nM) Hatás (%) Agonista dózis-hatás összefüggés antagonista nélkül A és antagonista jelenlétében Á 50 A Á EC 50 EC’ 50 DR= EC’ 50 EC 50 DR-1= (antagonista konc.) KeKe K e : disszociációs konstans

19 Dózis-hatás összefüggés ábrázolása -Fokozatos Null dózis-hatás görbék Kummalatív dózis-hatás görbék - Kvantális

20 Graded dose-response curves for four drugs, illustrating different pharmacologic potencies and different maximal efficacies.

21 Quantal dose-effect plots. Shaded boxes (and the accompanying curves) indicate the frequency distribution of doses of drug required to produce a specified effect; ie, the percentage of animals that required a particular dose to exhibit the effect. The open boxes (and the corresponding curves) indicate the cumulative frequency distribution of responses, which are lognormally distributed.

22 A GYÓGYSZEREK TÁMADÁSPONTJA FEHÉRJE: - RECEPTOROK (INTRACELLULÁRIS VAGY MEMBRÁNRECEPTOR) - ENZIMEK - IONCSATORNÁK - TRANSZPORTFEHÉRJE - MIKROORGANIZMUSANYAGCSEREFEHÉJE

23 RECEPTORAGONISTAANTAGONISTA Nicotine ACh receptor Acetylcholine Nicotine Tubocurarine α-Bungarotoxine β-adrenoceptorNE, IsoprenalinePropranolol Opioid (μ-receptor)Morphine, DAMGONaloxone, Naltrexone Oestrogen receptor EthinylestradiolFulvestrant breast cancer in postmenopausal women

24 ION CHANNELSBLOCKERSMODULATORS Voltage-gated Na channels Local anaesthetics Tetrodotoxin Veratridine Renal tubule Na channels AmilorideAldosterone Voltage-gated Ca-channel Divalent cations Cd 2+ Dihydropyridines Voltage-gated K channels 4-Aminopyridine ATP-sensitive K channels ATPCromakalim Sulphonylureas GABA-gated chloride channels PicrotoxinBenzodiazepines

25 ENZYMESINHIBITORSFALSE SUBSTRATES AcetylcholinestraseNeostigmine Organophosphate Choline acetyltransferase Hemicholine CyclooxygenaseAsprine Dopa decarboxylase CarbidopaMethyldopa Thymidine kinaseAciclovir HIV proteaseSaquinavir Revers transcriptase Didanosine Zidovudine

26 CARRIERSINHIBITORS FALSE SUBSTRATES Choline carrier (nerve terminal) Hemicholine Noradrenaline uptake 1 Tricyclic antidepressants Cocaine NE uptake (vesicular) Reserpine Na + /K + /Cl - co- transporter (loop of Henle) Furosemide Na + /K + pumpCardiac glycoside Proton pump (stomach) Omeprazole

27 RECEPTOR FAMILIES Intracellular receptors: the ligand must get into the cells. e.g. ( nitric oxide (NO), corticosteroids, mineralocorticoids, sex steroids, vitamin D and thyroid hormone). The observed response needs 30 minutes or more. Ligand-Regulated Transmembrane Enzymes Including Receptor Tyrosine Kinases (insulin, epidermal growth factor EGF, platelet-derived growth factor PDGF, atrial natriuretic factor ANF, transforming growth factor-β TGF β, other trophic hormones). Ligand-Gated ion chanels. The response very fast (few ms) e.g. Nicotinic, GABA receptors G Protein-coupled receptors (response second to mins)

28 Known transmembrane signaling mechanisms: 1: A lipid-soluble chemical signal crosses the plasma membrane and acts on an intracellular receptor (which may be an enzyme or a regulator of gene transcription); 2: the signal binds to the extracellular domain of a transmembrane protein, thereby activating an enzymatic activity of its cytoplasmic domain; 3: the signal binds to the extracellular domain of a transmembrane receptor bound to a protein tyrosine kinase, which it activates; 4: the signal binds to and directly regulates the opening of an ion channel; 5: the signal binds to a cell-surface receptor linked to an effector enzyme by a G protein. (R, receptor; G, G protein; E, effector [enzyme or ion channel].) (2001 The McGraw Hill Companies)

29 Mechanism of glucocorticoid action. The glucocorticoid receptor polypeptide is schematically depicted as a protein with three distinct domains. A heat-shock protein, hsp90, binds to the receptor in the absence of hormone and prevents folding into the active conformation of the receptor. Binding of a hormone ligand causes dissociation of the hsp90 stabilizer and permits conversion to the active configuration.

30 Mechanism of activation of the EGF receptor, a representative receptor tyrosine kinase. The receptor polypeptide has extracellular and cytoplasmic domains, depicted above and below the plasma membrane. Upon binding of EGF (circle), the receptor converts from its inactive monomeric state (left) to an active dimeric state (right), in which two receptor polypeptides bind noncovalently in the plane of the membrane. The cytoplasmic domains become phosphorylated (P) on specific tyrosine residues (Y) and their enzymatic activities are activated, catalyzing phosphorylation of substrate proteins (S). /2001 The McGraw Hill Companies, Inc./

31 Cytokine receptors, like receptor tyrosine kinases, have extracellular and intracellular domains and form dimers. However, after activation by an appropriate ligand, separate mobile protein tyrosine kinase molecules (JAK) are activated, resulting in phosphorylation of STAT molecules. STAT dimers then travel to the nucleus, where they regulate transcription. (2001 The McGraw Hill Companies)

32 The nicotinic acetylcholine receptor, a ligand-gated ion channel. The receptor molecule is depicted as embedded in a rectangular piece of plasma membrane, with extracellular fluid above and cytoplasm below. Composed of five subunits (two a, one b, one g, and one d), the receptor opens a central transmembrane ion channel when acetylcholine (ACh) binds to sites on the extracellular domain of its a subunits. (2001 The McGraw Hill Companies, Inc. )

33 G-PROTEIN-COUPLED RECEPTORS Consist of extracellular N-terminal and intracellular C-terminal domain connected by a single peptide chain passing the plasma membran seven times and thus forms the extra and intracellular loops. The third intracellular loop is the region to which G-proteins are coupling. G-proteins consists of three subunits , β and . GTP and GDP bind to  - subunit. At rest GDP is binding to  (GDP-  β , trimer). Upon attachment of agonist to receptor  catayses the conversion of GDP to GTP ( then  -GTP complex dissociates from β  -complex and interacts with a target protein, eg enzyme Adenylate cyclase). The GTPase activity of the  -subunit is enhanced when  -GTP complex binds to the target protein and thus results in hydrolysis of GTP to GDP.  -GTP and β  complexes are the active forms of G-proteins. Main classes of G-protein: G s, G i, G q Cholera toxin acts only on Gs → persistent activation Pertussis toxin acts on Gi Targets For G-proteins: second messengers (adenylate cyclase switch on by Gs (  cAMP production) ; Phospholipase C (generates IP3 and DAG) ; Ion channels (Ca2+, K+). e.g. adrenaline, acetylcholine, dopamine, serotonin, opioids.

34 PIP2 phospholipase C DAGIP3 Activation of protein kinase C Release of intracellular Ca 2+ PIP2= Phosphatidylinositol biphosphate

35 The guanine nucleotide-dependent activation-inactivation cycle of G proteins. The agonist activates the receptor (R), which promotes release of GDP from the G protein (G), allowing entry of GTP into the nucleotide binding site. In its GTP-bound state (G-GTP), the G protein regulates activity of an effector enzyme or ion channel (E). The signal is terminated by hydrolysis of GTP, followed by return of the system to the basal unstimulated state. Open arrows denote regulatory effects. (P i, inorganic phosphate.) /2001 The McGraw Hill Companies/

36 Transmembrane topology of a typical serpentine receptor. The receptor's amino (N) terminal is extracellular (above the plane of the membrane), and its carboxyl (C) terminal intracellular. The terminals are connected by a polypeptide chain that traverses the plane of the membrane seven times. The hydrophobic transmembrane segments (light color) are designated by roman numerals (I-VII). The agonist (Ag) approaches the receptor from the extracellular fluid and binds to a site surrounded by the transmembrane regions of the receptor protein. G proteins (G) interact with cytoplasmic regions of the receptor, especially with portions of the third cytoplasmic loop between transmembrane regions V and VI. The receptor's cytoplasmic terminal tail contains numerous serine and threonine residues whose hydroxyl (-OH) groups can be phosphorylated. This phosphorylation may be associated with diminished receptor-G protein interaction. (2001 The McGraw Hill Companies, Inc. )

37 Possible mechanism for desensitization of the           

38 The cAMP second messenger pathway. Key proteins include hormone receptors (Rec), a stimulatory G protein (G s ), catalytic adenylyl cyclase (AC), phosphodiesterases (PDE) that hydrolyze cAMP, cAMP- dependent kinases, with regulatory (R) and catalytic (C) subunits, protein substrates (S) of the kinases, and phosphatases (P'ase), which remove phosphates from substrate proteins. Open arrows denote regulatory effects. The McGraw Hill Companies, Inc

39 The Ca 2+ - phosphoinositide signaling pathway. Key proteins include hormone receptors (R), a G protein (G), a phosphoinositide-specific phospholipase C (PLC), protein kinase C (PK-C), substrates of the kinase (S), calmodulin (CaM), and calmodulin-binding enzymes (E), including kinases, phosphodiesterases, etc. (PIP 2, phosphatidylinositol- 4,5-bisphosphate; DAG, diacylglycerol. Asterisk denotes activated state. Open arrows denote regulatory effects.) 2001 The McGraw Hill Companies, Inc.

40 Possible relations between the therapeutic and toxic effects of a drug, based on different receptor-effector mechanisms.

41 The relationship between dose and effect can be separated into pharmacokinetic (dose-concentration) and pharmacodynamic (concentration-effect) components. Concentration provides the link between pharmacokinetics and pharmacodynamics and is the focus of the target concentration approach to rational dosing. The three primary processes of pharmacokinetics are absorption, distribution, and elimination.


Letölteni ppt "FARMAKOLÓGIA ALAPJAI Dr. Al-Khrasani Mahmoud, Ph.D Semmelweis Egyetem."

Hasonló előadás


Google Hirdetések