55
BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR. TRATAMIENTO Y REPRESENTACION GRAFICA DE LOS DATOS (Segunda edición, Noviembre de 1992) Federico Gago Badenas Departamento de Fisiología y Farmacología Universidad de Alcalá de Henares

BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

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Page 1: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR. TRATAMIENTO Y REPRESENTACION GRAFICA DE LOS DATOS (Segunda edición, Noviembre de 1992) Federico Gago Badenas

Departamento de Fisiología y Farmacología

Universidad de Alcalá de Henares

Page 2: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

2

Page 3: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

3

Page 4: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

4

Introducción

Page 5: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

5

Page 6: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

6

2. Ensayos enzimáticos.

Vmáx VO Km

V

Km V = Vmáx/2:

(1) [S] + K

[S] V = V

m

máxO

(2) [S] = K 2; = 1 + [S]

Km

m

Page 7: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

7

V

1 + [S]

K

= V

1

máx

m

(3) V

1 +

[S]

1

V

K =

V

1

máxmáx

m

Page 8: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

8

(1)

(4) [EI]

[I] [E] = K I

K

[I] [E] = [EI]

I

(5) K

[I] + 1 [E] + [ES] = total][Enzima

I

(6)

[S] + K

[I] + 1 K

[S] V = V

I

m

máxI

Page 9: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

9

(1)

[I] = CI50, VO = 2 VI, (6):

[S] + K

[S] V =

[S] + K

CI + 1 K

[S] V 2

m

máx

I

50m

máx

Page 10: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

10

(1)

[I] = CI50, VO = 2 VI

KIE = KIES

(7) K

[S] + 1 K = CI

m

I50

(8)

K

[I] + 1[S]+

K

[I] + 1 K

[S] V = V

IESIE

m

máxI

[S] + K

[S] V =

K

CI + 1[S]+

K

CI + 1 K

[S] V 2 = V

m

máx

IES

50

IE

50m

máxI

(9)

K

[S] +

K

K

[S] + K = CI

IESIE

m

m50

Page 11: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

11

-1/Km

(9)

CI50 = KIES ó KIE, CI50 = KI (10)

KIES > KIE, Km

KIES < KIE, Km [S] >>

Km

(9)

Km/[S] << KIE/KIES

Km/[S] (11)

CI50 = KIES (13)

(7)

(11)

K

1 +

K

1

[S]

K

1 = CI

IESIE

m50

(12)

K

K +

[S]

K

K = CI

IES

IEm

IE50

Page 12: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

12

Vmáx 1 + [I]/KI

Km

1/Vmáx

-1/Km

CI50 = KI [S] >> Km

1 + [I]/KI

Page 13: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

13

KI 1/V

[I] KI

(1)

(3) V Vmáx

V V/[S]

(3) [S] [S]/V [S]

Figura 6 Figura 7

(14) [S]

V K - V = V mmáx

Page 14: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

14

3. Respuestas graduales y teoría ocupacional.

log [F1] - log [F2] (15)

Page 15: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

15

R F

k1 [F] [R] = k2 [FR] k1 k2

[FR] [R]

= K = [FR]

[R] [F] =

K

KD

1

2Constante de disociación en el equilibrio (16)

[Rt]

[Rt] = [FR] + [R] [R] = [Rt] - [FR]

KD

[FR] = [Rt]/2, KD = [F]

Ka = K1/K2

KAKD

(17) 1 - [FR]

]R[ [F] =

[FR]

[FR]) - ]R([ [F] = K

ttD

(18) FK + 1

FK =

F + K

F =r =

R

FR

a

a

Dt

Page 16: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

16

[F]

[F]por KD

E

F

Emáx

E(KD + [F]) = Emáx [F]

(20) K

[F] =

EE

E

Dmáx

[FR] ([KD]+ [F]) = [Rt] [F]

(19) ]R[

[FR] =

[F] + K

[F] =

E

E

tDmáx

(21) K

[F] =

[FR] - ]R[

[FR]

Dt

Page 17: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

17

log([FR]/([Rt]-[FR])) log[F]

log(E/Emáx-E) log[F]

Emáx = K3 [Rt]

[F] = [F]total

(19):

(1)

E = Emáx/2

KD/[F] + 1 = 2; KD = [F] (23)

(21)

(3)

(22) [F] + K

[F] E = E

D

máx

(24) E

1 +

[F]

1

E

K =

E

1 + [F]

K

= E

1

máxmáx

D

máx

D

Page 18: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

18

(19)

(19)

(25) ]R[

[FR] =

E

E

tmáx

Page 19: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

19

(22):

0 < < 1

α

(24)

1/[F] Emáx/E = 1/α

Emáx/E 1/[F] = -1/KD

(26) [F] + K

[F] =

E

E

Dmáx

(27) 1

+ [F]

1

K =

E

E Dmáx

Page 20: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

20

β

e

(28) K + [F]

[F] e =

]R[

[FR] e = S

Dt

Page 21: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

21

f

(29) K + [F]

[F] e f = (S) f =

E

E

Dmáx

Page 22: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

22

4. Respuestas equivalentes.

Kant

Kant

(28) Kant

Kant

1 + K [A] + K ][F

K ][F =

K ][F + 1

K ][F =Respuesta

anta2

a2

a1

a1

(28) 1 + K [A] = ][F

][F = d ant

1

2

Page 23: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

23

[FR]) - [AR] - ]R([ [A] K = [AR] tant

[AR] [A] K - [FR]) - ]R([ [A] K = [AR] anttant

[FR]) -] R([[A] K =[A]) K + (1[AR] tantant

[A] K + 1

[A] K [FR]) - ]R([ = [AR]

ant

antt

(29) (30)

[FR] K = [FR]) - [AR] - ]R([ [F] K 2t1

[FR]) - [AR] - ]R([ [F]

[FR] =

K

K = K

t2

1a

(29) [FR]) - [AR] - ]R([

[FR] =[F] K

t

a

(30) [FR]) - [AR] - ]R([

[AR] =[A] K

t

ant

K [A] [FR]) - ]R([

)K [A] + (1 [FR] =

[AR]

[FR] =

K [A]

K [F]

antt

ant

ant

a

Page 24: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

24

[F]2

[A]

[F]1 (17)

[FR]

[F]1 [A]

[F]2

)K [A] + (1 [FR] - ]R[

[FR] =

[FR]) - ]R([

)K [A] + (1 [FR] = K [F] ant

tt

anta

[FR] - ]R[

[FR] = K ][F

t

a1

(28) 1 + K [A] = d = ][F

][Fant

1

2

0 = [A] + K 1 = [A] K antant loglog

(31) pA = [A]- = K 2ant loglog

Page 25: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

25

x

d = 10, pA2 - pA10 = log 9 = 0.95

log(d-1) -log[A]

pA - pA = pA + pA- = 1) - (d

(32) K + ][A = 1) - (d

K ][A = 1 - d

x22x

antx

antx

log

logloglog

(33) K - [B] = 1) - (d Blogloglog

Page 26: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

26

β β

5. Ensayos de unión de ligandos.

Page 27: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

27

[LR]

log[L]

[LR]/[L] [LR]

Page 28: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

28

(21)

D

t

K

LRR =

L

LR, de donde:

[LR]/[L] [LR]

[Rt]= OC

[LR]= OB OBOCR .

(35)

k

(34) [LR] K

1 -

K

]R[ =

[L]

[LR]

dd

t

(35) [L] k + 1

[L] k =

]R[

[LR]

t

(36) [L] k + 1

[L] k n +

[L] k + 1

[L] k n =

]R[

[LR]

2

22

1

11

t

Page 29: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

29

n1 n2

(36)

(36) kd1 kd2

OP + OP = OP 21 .

(37) k + [L]

]R[ +

k + [L]

]R[ =

[L]

[LR]

d

2t

d

1t

21

Page 30: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

30

"n x m" n m

Page 31: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

31

6. Experimentos de desplazamiento de ligandos.

KI

(7)

(37) K

[L] + 1 K = CI

D

I50

Page 32: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

32

(38)

K

[L] + 1

CI = K

D

50I

Page 33: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

33

Page 34: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

34

7. Receptores de reserva.

Page 35: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

35

β

β

Page 36: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

36

Page 37: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

37

8. Respuestas cuantizadas: efectos de todo-o-nada.

Page 38: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

38

positivo) es )x - (x ; 0 = )x - (x( x2

(39) 1 - n

d = s

2

39

Page 39: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

39

dN e 2

1 = P N 1/2-

N

N

22

1

Page 40: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

40

N = -

N = 0

(40) sN x = x

Page 41: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

41

(41) n 2

s2 = ESDE50

(42) st DE = LC 50DE50

Page 42: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

42

Page 43: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

6

9. Margen de seguridad. Evaluación del índice terapéutico.

Page 44: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

7

REFERENCIAS SELECCIONADAS.

Page 45: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

8

% % % % %

0 20 4,1584 40 4,7467 60 5,2533 80 5,8416

1 2,6737 21 4,1936 41 4,7725 61 5,2793 81 5,8779

2 2,9463 22 4,2278 42 4,7981 62 5,3055 82 5,9154

3 3,1192 23 4,2612 43 4,8236 63 5,3319 83 5,9542

4 3,2493 24 4,2937 44 4,8490 64 5,3585 84 5,9945

5 3,3551 25 4,3255 45 4,8743 65 5,3853 85 6,0364

6 3,4452 26 4,3567 46 4,8996 66 5,4125 86 6,0803

7 3,5242 27 4,3872 47 4,9247 67 5,4399 87 6,1264

8 3,5949 28 4,4172 48 4,9498 68 5,4677 88 6,1750

9 3,6592 29 4,4466 49 4,9749 69 5,4959 89 6,2265

10 3,7184 30 4,4756 50 5,0000 70 5,5244 90 6,2816

11 3,7735 31 4,5041 51 5,0251 71 5,5534 91 6,3408

12 3,8250 32 4,5323 52 5,0502 72 5,5828 92 6,4051

13 3,8736 33 4,5601 53 5,0753 73 5,6128 93 6,4758

14 3,9197 34 4,5875 54 5,1004 74 5,6433 94 6,5548

15 3,9636 35 4,6147 55 5,1257 75 5,6745 95 6,6449

16 4,0055 36 4,6415 56 5,1510 76 5,7063 96 6,7507

17 4,0458 37 4,6681 57 5,1764 77 5,7388 97 6,8808

18 4,0846 38 4,6945 58 5,2019 78 5,7722 98 7,0537

19 4,1221 39 4,7207 59 5,2275 79 5,8064 99 7,3263

Page 46: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

9

Tabla 2. Distribución t de Student.

grados 90% 95% 99%

de

libertad (P=0,1) (P=0,5) (P=0,01)

1 6,314 12,706 63,657

2 2,920 4,303 9,925

3 2,353 3,182 5,841

4 2,132 2,776 4,604

5 2,015 2,571 4,032

6 1,943 2,447 3,707

7 1,895 2,365 3,499

8 1,860 2,306 3,355

9 1,833 2,262 3,250

10 1,812 2,228 3,169

11 1,796 2,201 3,106

12 1,782 2,179 3,055

13 1,771 2,160 3,012

14 1,761 2,145 2,977

15 1,753 2,131 2,947

16 1,746 2,120 2,921

17 1,740 2,110 2,898

18 1,734 2,101 2,878

19 1,729 2,093 2,861

20 1,725 2,086 2,845

21 1,721 2,080 2,831

22 1,717 2,074 2,819

23 1,714 2,069 2,807

24 1,711 2,064 2,797

25 1,708 2,060 2,787

26 1,706 2,056 2,779

27 1,703 2,052 2,771

28 1,701 2,048 2,763

29 1,699 2,045 2,756

30 1,645 1,960 2,576

Page 47: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

10

PROBLEMA 1.

μ

Page 48: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

6

PROBLEMA 2.

β

μ

β

Page 49: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

7

PROBLEMA 3.

α

Page 50: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

8

PROBLEMA 4.

Page 51: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

9

PROBLEMA 5.

μ

μ

Page 52: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

10

Page 53: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

11

PROBLEMA 6.

μ

Page 54: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

12

PROBLEMA 7.

Δ Δ

Page 55: BASES TEORICAS DE LA INTERACCION FARMACO-RECEPTOR

13

INDICE DE MATERIAS. Pág.

1. Ecuación de Michaelis-Menten ................... 6

2. Ecuación y representación de Lineweaver-Burk.... 7,18

3. Inhibición competitiva.......................... 8

4. Inhibición no-competitiva ..................... 10

5. Ecuaciones de Cheng-Prusoff:

5.1. Inhibidores competitivos................... 9

5.2. Inhibidores no-competitivos................ 10-11

6. Representación de Dixon......................... 13

7. Representaciones de Eadie-Hoffstee y Hanes-Woolf 13

8. Potencia relativa de los fármacos............... 13

9. Aplicación de la ley de acción de masas......... 13-14

10. Ecuación de Clark............................... 15

11. Ecuación y representación de Hill............... 17

12. Eficacia y actividad intrínseca................. 18

13. Agonistas parciales o "dualistas"............... 19

14. Respuestas equivalentes (Gaddum)................ 22

15. Representación de Schild. Concepto de pA2....... 24-25

16. Ecuación y representación de Scatchard.......... 26-27

17. Técnica de Rosenthal para un sistema con más de

un receptor...................................... 29-30

18. Determinación de la CI50 y la Ki en un ensayo de

fijación ........................................ 31

19. Capacidad de reserva de los receptores........... 34

20. Sistemas de amplificación........................ 34

21. Respuestas cuantizadas todo-o-nada............... 37

22. Probits.......................................... 40

23. Cálculo de la DE50: método de Miller y Tainter... 41

24. Margen de seguridad. Evaluación del índice

terapéutico...................................... 43

29. Referencias seleccionadas........................ 44

26. Tabla de probits................................. 45

27. Distribución t de Student........................ 46

28. Ejercicios numéricos ............................ 47-51