עיכוב תחרותי

עיכוב תחרותי היא עיכוב של אנזים או קולטן על ידי מה שמכונה אנטגוניסטים או מעכבים. מדובר בחומרים בעלי מבנה כימי זהה לחומר של הגוף עצמו המיועד להיקשר למבנה המטרה.

מה העיכוב התחרותי?

למבנים שונים באנטומיה האנושית ניתנים אתרי קשירה. מבנים כאלה כוללים, למשל, קולטנים ואנזימים. ככלל, חומרים שונים מסוגלים להיקשר לאתרי הכריכה של מבנים אלה. אם מספר חומרים מתחרים על קשירה למבנה אנטומי, יתכן שישנה עכבה תחרותית של מבנה המטרה.

ביוכימיה ורוקחות מכירים את החומרים המתחרים כאגוניסטים ואנטגוניסטים. האגוניסט הוא חומר התופס קולטנים ומפעיל הולכת אות באמצעות כריכה. אגוניסטים הם חומרים אנדוגניים או חיקויים מלאכותיים של חומרים כאלה. בפרמקולוגיה, אנטגוניסטים הם חומרים המעכבים את פעולתו של אגוניסט.

כאשר מבנה מעכב על ידי התחרות המחייבת של אגוניסט ואנטגוניסט, ישנה עכבה תחרותית. בעיכוב תחרותי, אגוניסט ואנטגוניסט נלחמים בכיבוש מבנה המטרה. ככלל, לאנטגוניסט עצמו אין השפעה ביוכימית.

יש להבחין בין עיכוב לא תחרותי לבין עיכוב שאינו תחרותי, בו המעכב אינו מתחבר למרכז האנזים הפעיל אלא נקשר לאתר אחר של האנזים ובדרך זו משיג שינוי בקונפורמציה והפעלת האנזים.

פונקציה ומשימה

אגוניסטים תופסים קולטנים מסוימים בגוף ויחד איתם יוצרים קומפלקסים בעלי השפעה מסוימת. קולטנים הם אתרים המקבלים גירויים עם מבנה ספציפי לקשירה לאגוניסט. היכולת לקשור רצפטורים ולהפעיל תופעות נקראת פעילות מהותית. האנטגוניסטים לאגוניסט מסוים דומים במבנה כימי לאגוניסט וכך תופסים את הקולטנים המיועדים לו. עם זאת, קומפלקס אנטגוניסט-קולטן אינו מפתח את האפקט המיועד לקשירת הקולטן האגוניסט. השפעת הקולטן נעצרת על ידי הכיבוש באנטגוניסט.

עוצמת מאמצי הכריכה בין חומר מסוים לקולטן נקראת זיקה. אנטגוניסטים חייבים להיות בעלי זיקה מחייבת גבוהה יותר מהאגוניסט בכדי להיות מסוגלים להדיח אגוניסט מקולטניו. עיקרון זה עוקב אחר חוק הפעולה ההמונית. המשמעות היא שעם אותה זיקה מחייבת, עדיין ניתן לעקוף את האגוניסט אם האנטגוניסט נמצא בריכוז גבוה יותר. אנטגוניסטים לא תחרותיים יכולים לעקוף אותם אגוניסטים מרוכזים יותר. עיקרון זה אינו חל על אנטגוניסטים תחרותיים. כוחם של אנטגוניסטים תחרותיים הוא מה שמכונה ערך pA2 והוא נקבע באמצעות עלילת שילד.

מרבית האנטגוניסטים ברוקחות הם פיזיולוגיים, כלומר חומרים אנדוגניים. בנוסף לאנזימים, מתווכים ואנטגוניסטים שלהם משמשים בעיקר בתרופות כיום. לדוגמא, היסטמין הוא הורמון רקמות המתווך בדלקת. זהו אגוניסט פיזיולוגי הנקשר לקולטני היסטמין ספציפיים וגורם לאודם, נפיחות וכאבים ברקמה דרך הכריכה. ההשפעה המיועדת לפיזיולוגית של מתחם הקולטנים לאגוניסט במקרה זה היא התגובה הדלקתית.

הפרמקולוגיה מסתמכת על אנטיהיסטמינים H1 כאנטגוניסטים להיסטמין. חומרים אלה דומים באופן קיצוני להיסטמין ביוכימית ולכן הם מסוגלים להעביר את ההיסטמין מהקולטן. כמתחם קולטני אנטגוניסטים, אין לאנטגוניסטים אלה השפעה משל עצמם. אנטי-היסטמינים H1 יכולים למנוע או לפחות להפחית דלקת.

מבחינת אנזימים, הרפואה מדברת על מעכב כשמדובר במעכב, שמתחרה במצע המיועד למרכז פעיל. האנזים אינו יכול להמיר את המעכב ולכן מפסיק לעבוד. העצירה נמשכת רק אם ריכוז המעכב נשאר מספיק גבוה.

מחלות ומחלות

מעכבים המבוססים על עיקרון של עיכוב תחרותי משמשים לטיפול בתמונות קליניות שונות. לדוגמא, טיפול מעכב תחרותי נמצא בשימוש נרחב בטיפול בהתקפי גאוט חריפים. מעכב ה- NSAID משמש לעיכוב של סינתזת פרוסטגלנדין. זה מעכב cyclooxygenase, אנזים המעורב במטבוליזם דלקתי. עיכוב זה מייצר השפעה להקלה על כאבים ואנטי דלקתיים. תרופות קונבנציונאליות לניתוח גאוט חריף הן איבופרופן או דיקלופנק.

המעכבים העיקריים המשמשים את צנית כרונית הם [[uricostatics]. חומרים אלה מעכבים קסאנטין אוקסידאז. קסנטין אוקסידאז מחמצן את ההיפוקסנטין לקסנטין, שבסופו של דבר הופך לחומצת שתן. על ידי עיכוב קסנטין אוקסידאז, ייצור חומצת השתן פוחת ותופעות גאוט מופחתות. במקביל, מתן המעכב מעלה את ריכוז ההיפוקסנטין בגוף. מעכשיו גם מעכבים את סינתזת הפורין.

עיכוב תחרותי מציע יתרון מכריע על פני שיטות עיכוב אחרות. הרוקח מבחין בין עכבה הפיכה לבלתי הפיכה. במקרה של עכבה בלתי הפיכה, ישנו תהליך מעכב בלתי הפיך. לא ניתן להפוך את התהליך אפילו עם אגוניסט מרוכז יותר. במקרה של עכבה הפיכה, לעומת זאת, קיימת הפיכה. לפיכך ניתן לבטל שוב עכבה תחרותית על ידי הגדלת הריכוז האגוניסטי. סוג זה של עיכוב הוא אפוא אחד מצבי הפעולה החשובים ביותר לתרופות.

עם זאת, מנגנון ההעכבה על ידי מעכבים אינו קשור אך ורק לטיפולים והצלחות טיפוליות. לדוגמא, עיכוב משחק תפקיד גם בהתפתחות סרטן. תאי הגידול משחררים מעכבי אפופטוזיס ובכך מגדילים את חיוניותם. הם נותנים לעצמם התנגדות לטיפולים אימונולוגיים ומונעים מוות תאים משלהם.