受體激動(dòng)藥(L)對(duì)相應(yīng)受體有較強(qiáng)的親和力,也有較強(qiáng)的內(nèi)在活性,α達(dá)100%。受體拮抗藥(I)雖然也有較強(qiáng)的親和力,但缺乏內(nèi)在活性,α=0,本身不能引起效應(yīng),卻占據(jù)一定量受體,拮抗激動(dòng)藥的作用。競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥(competitive antagonist)能與激動(dòng)藥互相競(jìng)爭(zhēng)與受體結(jié)合,這種結(jié)合是可逆性的。在實(shí)驗(yàn)中如果L與I同時(shí)存在則[RT]=[R]+[LR]+[IR],代入上述基本公式并加推導(dǎo)得
可見(jiàn)L和I同時(shí)存在時(shí),如L這一因素固定不變,藥理效應(yīng)大小取決于[I]/K1(K1是I的解離常數(shù))。[I]越高及(或)K1越小時(shí)效應(yīng)越弱,即拮抗效果越強(qiáng)。當(dāng)[L]>>[I]時(shí),[LR]/[RT]→100%,這就是競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥使量效曲線(xiàn)平行右移(Emax不變)的理論解釋?zhuān)▓D2-9)。
在有一定量的競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥[I]存在時(shí),增加[L]至[L’]仍可使藥理效應(yīng)維持在原來(lái)單用[L]時(shí)的水平。據(jù)此,
將之推導(dǎo)得
[L’]/[L]是劑量比 (dose ratio),即將[L]增加[L’]/[L]倍就能克服[I]的拮抗作用。該比值也取決于[I]/K1而與[L]絕對(duì)值或KD無(wú)關(guān)。將此公式兩側(cè)取log,并以log([L’]/[L]-1)為縱座標(biāo)、以-log[I]為橫座標(biāo)作圖,呈直線(xiàn),斜率為1,與橫座標(biāo)交點(diǎn)為-logK1,即pA2此即Schild 圖(圖2-10)。按Schild定義,拮抗參數(shù)pAx是指劑量比為X時(shí)競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值。常用pA2,即[L’]/[L]=2時(shí)的數(shù)值,則pA2=-log[I]=-logK1,些參數(shù)反映拮抗藥的拮抗強(qiáng)度,其值越大表示拮抗作用越強(qiáng)。醫(yī)學(xué)全在線(xiàn)www.med126.com
圖2-9 競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥(A圖)、非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥(B圖)及部分
激動(dòng)藥(D圖)對(duì)激動(dòng)藥(虛線(xiàn))量效的影響及激動(dòng)藥(C圖)
對(duì)部分激動(dòng)藥(虛線(xiàn))量效曲線(xiàn)的影響
圖2-10 競(jìng)爭(zhēng)性拮抗作用的Schild作圖
非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥(noncompetitive antagonist)與R結(jié)合非常牢固,分解很慢或是不可逆轉(zhuǎn),使能與L結(jié)合的R數(shù)量減少。另一類(lèi)非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥可阻斷受體后某一中介反應(yīng)環(huán)節(jié)而使受體-效應(yīng)功能容量減少。二者共同特點(diǎn)是使量效曲線(xiàn)高度(Emax)下降。但L與剩余的R結(jié)合動(dòng)力學(xué)不變,即KD不變。在雙倒數(shù)圖中更易看出這一關(guān)系(圖2-11)。
圖2-11 競(jìng)爭(zhēng)性拮抗作用與非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗作用比較
A圖 量效曲線(xiàn) B圖 雙倒數(shù)曲線(xiàn)
X 單用激動(dòng)藥 Y 競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥對(duì)激動(dòng)藥的拮抗作用
Z 非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗藥對(duì)激動(dòng)藥的拮抗作用
還有一類(lèi)藥物稱(chēng)為部分激動(dòng)藥(partial agonist)和R結(jié)合的親和力不小,但內(nèi)在活性有限,α<100%,量效曲線(xiàn)高度(Emax)較低。與激動(dòng)藥同時(shí)存在時(shí),當(dāng)其濃度尚未達(dá)到Emax時(shí),其效應(yīng)與激動(dòng)藥協(xié)同,超過(guò)此限時(shí)則因與激動(dòng)藥競(jìng)爭(zhēng)R而呈拮抗關(guān)系,此時(shí)激動(dòng)藥必需增大濃度方可達(dá)到其最大效能?梢(jiàn)部分激動(dòng)藥具有激動(dòng)藥與拮抗藥兩重特性。(圖2-9C、D)
目前放射性配體-受體結(jié)合技術(shù)已普遍用于受體研究,但必需和藥理效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行才有意義。
為什么化學(xué)結(jié)構(gòu)類(lèi)似的藥物作用于同一受體有的是激動(dòng)藥,有的是拮抗藥,還有的是部分拮抗藥?還可用二態(tài)模型(two-state model) 學(xué)說(shuō)解釋。按此學(xué)說(shuō),受體蛋白有兩種可以互變的構(gòu)型狀態(tài):靜息狀態(tài)(R)與活動(dòng)狀態(tài)(R*)(圖2-12)。靜息時(shí)平衡趨向R;顒(dòng)藥只與R*有較大親和力,L-R*結(jié)合后充分發(fā)揮藥理效應(yīng)。部分激動(dòng)藥(P)與R及R*都能結(jié)合但對(duì)R*的親和力大于對(duì)R的親和力,故只有部分受體被激活而發(fā)揮較小的藥理效應(yīng)。拮抗藥對(duì)R及R*親和力相等,且能牢固結(jié)合,但保持靜息狀態(tài)時(shí)兩種受體狀態(tài)平衡,拮抗藥不能激活受體但能阻斷激動(dòng)藥作用。個(gè)別藥物(如苯二氮類(lèi))對(duì)R親和力大于R*,結(jié)合后引起與激動(dòng)藥相反的效應(yīng),稱(chēng)為超拮抗藥(superantagonist)。這一學(xué)說(shuō)容易理解,但有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。