Взаимодействие на уровне рецепторов

Коергизм веществ на уровне рецепторов может реализовываться следующими способами:

- путем действия на один и тот же рецептор биологически активной макромолекулы (энзима, ионного канала, рецептора эндогенного биорегулятора); участвующие коергисты выступают в качестве агонистов или конкурентных антагонистов;

- путем действия на разные сайты связывания одного и того же рецептора биологически активной молекулы; участвующие коергисты выступают либо в качестве агонистов, либо неконкурентных антагонистов.

Интерпретация феномена коергизма на уровне рецепторов возможна с нескольких позиций.

1. Классическая модель основывается на представлении об известном химическом подобии агонистов и антагонистов и их комплементарности к соответствующим рецепторам. Концепция подтверждается рядом наблюдений над действием серий препаратов, возбуждающих и блокирующих синаптические рецепторы нейромедиаторов центральной и периферической нервной системы (холинергические, катехоламинергические, ГАМК-ергические и др.). Конкурентные антагонисты имеют большую молекулярную массу, чем агонисты, и образуют более прочную связь с рецепторами, блокируя их.

2. Конформационная модель исходит из того, что рецептор может находиться в двух состояниях: активном (R⁺) и неактивном (R^-), между которыми в норме существует динамическое равновесие. Активный рецептор взаимодействует с агонистом, неактивный - преимущественно с антагонистом. Вследствие такого взаимодействия агонисты сдвигают равновесие в сторону преобладания активной формы рецептора, антагонисты - неактивной. Частичные агонисты могут взаимодействовать с обеими формами рецептора, следовательно, одновременно и возбуждать и блокировать систему (рисунок 2).

Рисунок 2. Взаимодействие рецептора с агонистом и антагонистом:

1. Агонист сдвигает равновесие в сторону R⁺

2. Антагонист сдвигает равновесие в сторону R

3. Частичный агонист частично изменяет соотношение R⁺ и R

4. Конкуренция между агонистом и антагонистом

Эта модель позволяет понять, почему между агонистами и антагонистами должны существовать структурные различия. В некоторых случаях равновесие между состояниями R^- и R⁺ рецепторов определяется факторами окружающей среды. Так, состояние опиатных рецепторов in vitro определяется концентрацией ионов натрия в инкубационной среде. Действие неэлектролитов на липидные мембраны также, возможно, сопровождается изменением соотношения активной и неактивной форм рецепторов в нервной системе.

Возможны и другие гипотезы, объясняющие явление коергизма на уровне рецепторов.

Конкуренция за рецепторы одного типа

Принципиально возможные механизмы конкуренции двух токсикантов на уровне рецептора представлены на рисунке 3.

Рисунок 3. Механизмы конкуренции двух токсикантов на уровне рецептора

В качестве рецептора для токсикантов (А, В) могут выступать активный (Е) и аллостерический (R) центры энзима, участвующего в превращении субстрата (S) и собственно рецепторы для эндогенных биорегуляторов (нейромедиаторов, гормонов). Биологическая активность энзима проявляется скоростью превращения субстрата, рецепторного протеина - инициацией физиологической реакции (выделение секрета железой, сокращение мышечного волокна, изменение потенциала биологической мембраны и т.д.)

При изучении серии веществ по их способности конкурировать за рецептор можно прийти к определенным типам коергизма (таблица 9).

Таблица 9. Типы коергизма токсикантов при действии на рецептор