Interactions ligand-récepteur
L’interaction ligand-récepteur génère une réponse cellulaire, c'est-à-dire des modifications du comportement cellulaire, qui sont de trois ordres : a) Changements de perméabilité membranaire vis-à-vis des ions et de l’eau;
Interaction ligand - récepteur
Interaction ligand - récepteur I Introduction : la communication intercellulaire est l’une des caractéristiques des organismes pluricellulaires, elle repose en partie sur la sécrétion de signaux chimiques ou ligand qui agissent à plus ou moins grande distance sur des cellules cibles plus précisément
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L'interaction ligand-récepteur génère, la réponse cellulaire, après plusieurs étapes intermédiaires Le signal extracellulaire peut activer une réponse cellulaire par des mécanismes faisant intervenir d'autres réactions autres qu'une variation de potentiel initiale
UE 3 Cours 3 : Interactions médicament-récepteur, Relation
L’interaction ligand-récepteur répond à la Loi d’action des masses Il s’agit d’une réaction réversible : Principe : On a dans un premier temps formation de complexes ligand-R, puis dissociation de ces complexes (séparant le ligand et le récepteur qui peuvent ensuite se réassocier et ainsi de suite)
UE3 – COURS 3 : Pharmacodynamie: Interactions médicament
1) La liaison ligand-récepteur L'affinité du ligand pour son récepteur se définie comme la puissance d’interaction physico-chimique entre le ligand et son récepteur La liaison du ligand sur son site d'action est spécifique Elle déclenche ou bloque un effet biologique (une cascade de réaction)
PHARMACOLOGIE n°8 Récepteurs des médicaments et action
- soit l’interaction aboutit au blocage de l’activité du récepteur : c’est un antagoniste On a des agonistes forts (qui font mieux que le ligand naturel), faibles (qui font un peu moins bien que le ligand naturel) De la même façon, on a des antagonistes forts
Relation pharmacodynamie 2018 [Mode de compatibilité]
Liaison au récepteur (1) Liaison: Spécifique = déclenche ou bloque un effet biologique Saturable ≠ sites non spécifiques (ex albumine plasma/que) Affinité = puissance d’interaction physico-chimique entre le ligand et son récepteur
FICHE COURS 7 : ANTICORPS MONOCLONAUX & PROTEINES DE FUSION
l’interaction récepteur / ligand Ø interaction cellulaire de la partie Fc Utilisation de sérum immun dans la prévention et traitement de maladies infectieuses Avantages des AcM o Plus efficace o Reproductible o Absence de contaminants Fixation par la partie Fab et recrutement d’effecteurs immuns par la partie Fc
Relation pharmacodynamie 2011
Interaction avec les récepteurs Interaction avec les cibles des substances endogènes Substance endogène →récepteur membranaire/ nucléaire Développement des médicaments agonistes et antagonistes Antagonistes des récepteurs H1 (= antihistaminiques) et H2 de l’histamine (= anti-sécrétoires gastriques)
Electrophysiologie cellulaire « physiologie du neurone»
FACULTE DE MEDECINE D’ANNABA Electrophysiologie cellulaire « physiologie du neurone» Laboratoire de physiologie Dr Benahmed 2015-2016 [Tapez le résumé du document ici
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UE3-Pharmacologie
Dr. Florentia Kaguelidou (Service de pharmacologie clinique, Hôpital Robert Debré)Le 01/03/2017 à 15h30
Ronéotypeur : Fanélie HERNANDEZ
Ronéoficheur : Louis PETRESCU
UE3 - COURS 3 :
Pharmacodynamie: Interactions médicament-récepteur Relation concentration-effet, effet-doseObjectifs du cours :
•Comprendre les études de liaison - définir l'affinité d'un ligand pour son récepteur.
•Savoir définir et caractériser un agoniste, un antagoniste, un agoniste partiel•Décrire et interpréter une courbe dose-réponse en pharmacologie expérimentale et en clinique
(notions d'efficacité et de puissance) •Comprendre la notion de sélectivité d'une molécule Ces points peuvent tomber comme QR aux partiels ou sous forme de QCM mais aussi sous forme degraphique que l'on devra interpréter. Il peut nous être également demandé de tracer une courbe relation
dose-effet par exemple. Le cours est identique à celui de l'année dernière. Si vous avez des questions : florentia.kaguelidou@aphp.frRonéo 6 - UE 3 - Cours 3 1/18
I- Rappels
II- Pharmacodynamie pré-clinique
A- Étude de l'affinité d'une substance pour son site d'action1) Liaison ligand-récepteur
2) Méthode de liaison Binding
B- Étude de l'effet pharmacologique : courbe concentration-effet (études fonctionnelles)Agonistes
1) Définition
2) Courbes concentration-effet ou dose-effet
3) Récepteurs de réserve
4) Propriétés d'un agoniste
Antagoniste
1) Antagoniste pharmacologique
2) Antagoniste fonctionnel ou physiologique
3) Antagoniste chimique
4) Agoniste partiel
5) Agoniste inverse (antagoniste négatif)
C- Étude de la sélectivité de la molécule1) Deux types de sélectivités
2) Mécanismes de sélectivité
III- Pharmacodynamie clinique
A- Relation dose-effet clinique
B- Courbe dose-effet clinique quantitatif
C- Courbe dose-effet clinique qualitatif
Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 2/18
I- Rappels
Définitions
Pharmacologie: science des effets et du devenir dans l'organisme des médicaments . A différencier de la
pharmacie qui est la fabrication et la dispensation des médicamentsPharmacodynamie: actions du médicament sur l'organisme (effets bénéfiques et indésirables)
Pharmacocinétique: actions de l'organisme sur le médicament qui se décline en 4 étapes : Absorption,
Distribution, Métabolisme, Élimination)
Rappel sur le développement du médicament :
(la prof n'a pas commenté la diapo)II- Pharmacodynamie pré-clinique
Il faut bien différencier l'effet pharmacologique de l'effet thérapeutique.Effet pharmacologique
→ Il résulte de l'interaction entre le médicament et son site d'action (cible du médicament).
→ Il est quantifiables au niveau de la cellule, d'organe isolé (ex. contraction d'une artère isolée...) de
l'organisme entier (ex : augmentation de la tension artérielle...). → Il sera suivi d'un effet thérapeutique.Exemple : Les antiagrégants plaquettaires tel que l'aspirine provoque l'inhibition in vitro de l'agrégation
plaquettaire (effet pharmacologique) et la diminution du risque de thrombose, d'AVC et d'embolie artérielle
(effet thérapeutique). L'effet pharmacologique va donc provoquer l'effet thérapeutique.Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 3/18
Caractérisation pharmacodynamique d'un nouveau médicament Pharmacodynamie précliniqueElle consiste en :
→ L'étude de l'affinité de cette substance pour son site d'action (études de liaison ligand-récepteur).
→ L'étude de l'effet pharmacologique (que l'on vient de définir) en traçant des courbes concentration-effet
et en réalisant des études fonctionnelles. → L'étude de la sélectivité de la molécule.Pharmacodynamie clinique
Elle correspond à l'étude de l'effet thérapeutique.Les termes pharmacodynamies clinique et pharmacodynamie pré-clinique ne réfèrent donc pas à la
même chose A- Étude de l'affinité de la substance pour son site d'actionDeux types d'études peuvent être réalisées. L'étude de liaison spécifique (autrement dit les études d'affinité)
est faite sur des récepteurs purifiés, des fragments membranaires ou encore des cellules isolées. C'est donc
une étude in vitro. Les études fonctionnelles elles peuvent être réalisées sur des cellules ou organe isolés
mais aussi sur un organisme entier et donc in vivo.On s'intéresse ici à l'affinité de la substance pour son site d'action donc aux études de liaison spécifique.
Quelques principes fondamentaux
Une cellule possède plusieurs récepteurs. Le nombre de récepteurs peut varier suivant l'âge (chez les
enfants et les personnes âgées), les états pathologiques (inflammation) et l'utilisation chronique du
médicament. Les complexes médicament-récepteur se rompent continuellement et au hasard. On a donc une libération des récepteurs qui peuvent se combiner à nouveau.Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 4/18
1) La liaison ligand-récepteur
L'affinité du ligand pour son récepteur se définie comme la puissance d'interaction physico-chimique
entre le ligand et son récepteur.La liaison du ligand sur son site d'action est spécifique. Elle déclenche ou bloque un effet biologique (une
cascade de réaction). Elle est également saturable, la cellule a un nombre de récepteur limité.A la différence des sites non spécifiques (ex. albumine plasmatique) qui ne déclenchent pas d'effet biologique
et sont non saturables.L'interaction ligand-
récepteur répond à la Loi d'action des masses qui est une réaction réversible.Elle décrit la vitesse à laquelle les complexes se forment (LR) et la vitesse de dissociation de ces
complexes. Retour à L + R qui peuvent se réassocier et ainsi de suite.A l'équilibre il se forme autant de complexes qu'il y a de dissociation de ces complexes. La vitesse de
formation des complexes LR est proportionnelle à la concentration en récepteurs [R] et en ligands [L]. Tout
comme la vitesse de dissociation des complexes LR est proportionnelle à la concentration des complexes
formés.Pour résumer Kd équivaut à la concentration en ligands quand les ligands occupent la moitié de la
concentration des récepteurs totaux.Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 5/18
Kd est une constante de dissociation à l'équilibre et correspond à l'inverse de l'affinité du ligand pour le
récepteur : Affinité = 1/Kd. Plus la Kd sera faible plus l'affinité sera grande et vis versa.
Elle représente la concentration de ligand nécessaire à l'occupation de 50 % des récepteurs à l'équilibre.
Elle est le rapport des constantes cinétiques de dissociation et d'association et caractérise donc la liaison
ligand-récepteur. Cette constante Kd dépend des facteurs physiques (la température) et de la nature chimique des substances en interaction +++.On peut tracer une courbe concentration-fixation au récepteur qui représente le pourcentage de récepteurs
occupés en fonction de la concentration en ligands. On obtient une courbe hyperbolique (à gauche) ou
sigmoïde (à droite) en mettant la concentration de ligands en logarithme. Il s'agit d'un processus saturable (obtention d'un plateau à Bmax).2) Méthode liaison Binding
L'objectif de cette méthode est de déterminer la capacité de fixation du ligand sur son récepteur à l'aide la
Kd qui reflète l'inverse de l'affinité ligand-récepteur.Cette méthode permet de définir :
→ le profil pharmacologique d'une substance par la comparaison des affinités du même ligand pour
différents récepteurs (on observe pour quel récepteur la molécule a le plus d'affinité).
→ de choisir le ligand selon un objectif fixe par comparaison des affinités pour un même récepteur des
différents ligands. (Ici il s'agit du raisonnement inverse. On a un récepteur sur lequel on veut agir pour
traiter une pathologie. On va donc étudier l'affinité de différentes molécules naturelles ou chimiques sur ce
récepteur, et ainsi comparer les différentes affinités et sélectionner la molécule ayant la meilleure affinité
avec le récepteur).Cette méthode ne permet pas de définir la réponse pharmacologique (= l'activité du ligand) mais juste
l'affinité du ligand pour le récepteurIl existe deux méthodes de liaison Binding : celle de saturation et celle de déplacement.
Méthode de saturation
On place dans des tubes à essais contenant des récepteurs à la membranes des ligands radiomarqués à des
concentrations différentes dans chaque tube. On fait ensuite interagir ces ligands avec les récepteurs puis on
procède à un rinçage (élimination des ligands non fixés). On quantifie alors la radioactivité associée à chaque
concentration de ligand présente dans les tubes. Cette étude de la liaison du ligand radiomarqué au récepteur
permet de déterminer l'affinité du ligand pour le récepteur.Kd = 1 / Affinité
Moins la Kd est élevée sur le graphique plus l'affinité est grande.Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 6/18
Méthode de déplacement Il n'y a pas de fixation radioactive pour le ligand. On fait alors interagir d'autres molécules radioactives avec
le récepteur, et on observe comment ces molécules radioactives vont être déplacées du récepteur par le ligand
(car le ligand potentiel a eu une affinité supérieure à celle de la molécule radioactive). Ainsi plus le ligand a
une affinité importante pour le récepteur, plus il va déplacer rapidement les molécules radiomarquées.
Comme on observe le déplacement de la molécule radioactive on obtient des sigmoïdes décroissantes. Parmi les 3 molécules A, B et C on constate que la molécule A est celle qui déplace les molécules radioactives à la concentration la plus faible (concentration de déplacement ALes Agonistes
1) Définition
Un médicament qui se fixe sur un récepteur physiologique et qui reproduit l'effet du ligand naturel est
un agoniste.Les agonistes sont des molécules qui miment l'action de molécules endogènes sur le récepteur.
Les récepteurs de médicaments agonistes sont donc des récepteurs servant déjà de récepteurs à des ligands
naturels/endogènes.Ces médicaments vont altérer la réponse normale aux ligands naturels soit en la diminuant ou l'inhibant,
soit en l'augmentant.Exemple : Le salbutamol (nom commercial : Ventoline) qui mime l'effet de l'adrénaline (ligand naturel) qui
se fixe sur les récepteurs B2 adrénergiques (sa fixation sur le récepteur B2 d'une cellule musculaire lisse de
la paroi bronchique entraîne une relaxation/vasodilatation). Le salbutamol reproduit l'effet bénéfique de la
stimulation de ces récepteurs (une bronchodilatation) ce qui en fait un traitement pour l'asthme.2) Courbes concentration-effet (= dose-effet)
Il s'agit de la mesure de l'effet pharmacologique (in vitro ou in vivo) pour des doses croissantes de la
substance à étudier. Effet du ligand en fonction de sa concentration (déterminer la CE50) CE50 ou DE50 : Concentration efficace 50. Concentration en agoniste qui permet d'obtenir 50 % de son effet maximal.Emax : Effet maximal
C'est un processus saturable !
CE50 : étude réalisée in vitro, graphiquement représente l'effet du ligand en fonction de sa concentration. DE50 : étude réalisée in vivo chez l'animal (on lui administre le médicament), représente l'effet du ligand en fonction du log de sa dose.Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 7/18
Entre la dose seuil et la dose à partir de laquelle l'effet maximal est atteint, on délimite une zone dite zone
de relation linéaire entre la dose et la réponse (correspond à la zone d'effet thérapeutique).
Cette zone est caractérisée par une relation de proportionnalité (donc linéaire) entre la dose administrée et
l'effet résultant. La pente de la droite obtenue va avoir une importance primordiale en thérapeutique. Si cette
pente est raide, on peut observer que graphiquement une faible augmentation de la dose va grandement augmenter l'effet.Ces médicaments (ayant la même représentation graphique) sont dits à marge thérapeutique étroite. Ils faut
donc veiller à faire des dosages très fins.Exemple : la théophyline, les AVK.
3) Notion de récepteur de réserve
Il n'y a pas d'analogie entre la courbe de réponse pharmacologique (avec CE50) et celle d'affinité (avec
la Kd)Ces deux courbes ne sont pas équivalentes.
Pour provoquer 50 % de l'effet pharmacologique la concentration nécessaire de médicament n'est pas
forcément la même que la concentration nécessaire pour occuper la moitié des récepteurs.
L'effet maximal d'un ligand peut être obtenu même si sa concentration n'entraîne pas l'occupation de la
totalité des récepteurs. Les récepteurs non impliqués dans l'effet pharmacologique sont appelés :
récepteurs de réserve.Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 8/18
Certains tissus ont besoin que très peu de récepteurs soient fixés par leur ligand pour exercer leur fonction
physiologique. Cela concerne la synapse cholinergique au niveau de la jonction neuro-musculaire desmuscles. Il y a en effet un très grand nombre de récepteurs mais il ne faut pourtant que très peu
d'acétylcholine pour déclencher la contraction musculaire. Ces récepteurs non fixés sont des récepteurs de
réserves. Ils ne sont pas impliqués dans l'effet pharmacologique.Tissu avec récepteurs de réserve : CE50 Il possède une sensibilité plus importante vis à vis des substance qui fixent ces récepteurs. •Sa puissance, exprimée par la CE50 (concentration d'agoniste qui permet d'obtenir 50% de son Elle dépend de l'activité intrinsèque de l'agoniste (notée a) qui est la capacité à entraîner le couplage de Il existe des agonistes complets (= entiers) dont l'activité intrinsèque (a) est maximale (a=1). Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 9/18 La morphine est un agoniste complet des récepteurs morphiniques µ, la buprénorphine est un agoniste partiel On a donc pour la buprénorphine : Emax buprénorphine < Emax morphine donc la buprénorphine est moins efficace. Mais elle est cependant plus puissante que la morphine CE50 buprénorphine < CE50 morphine (la Pour le fentanyl on a : Emax fentanyl = Emax morphine avec l'avantage d'être plus puissant que la morphine Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 10/18 Un médicament qui se fixe sur un récepteur physiologique et qui bloque l'effet du ligand naturel est un Exemple : Le propanolol est un antagoniste des récepteurs B1-adrénergiques. La fixation de noradrénaline (ligand naturel) sur les récepteurs B1-adrénergiques provoque une augmentation de la force et du rythme des contractions cardiaques. La fixation du propanolol inhibe ces effets et en fait donc un traitement de l'HTA et On va s'intéresser aux 3 grands types d'antagonistes : antagoniste pharmacologique, fonctionnel ou Pour étudier l'effet d'un antagoniste, on réalise des courbes concentration-effet de l'agoniste en présence de Les antagonistes pharmacologiques se répartissent en 3 catégories : compétitif (interagit avec le même récepteur que celui de l'agoniste) , non compétitif (interagit sur un récepteur différent) et irréversible ( qui En présence de l'antagoniste, il faut augmenter les doses de l'agoniste pour obtenir la même réponse qu'en Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 11/18 Non compétitif : L'antagoniste interagit avec un récepteur différent de celui de l'agoniste. Il y a une diminution de l'efficacité de l'agoniste car même si on augmente la concentration en agoniste, on C'est un cas particulier d'antagonisme compétitif. Mais la liaison de cet antagoniste sur le récepteur est En pratique ce type d'antagoniste est utilisé pour mettre en évidence le rôle des " récepteurs de réserve ». Dans la plupart des tissus il existe des récepteurs de réserve, qui sont insensibles à l'effet pharmacologique. En ajoutant de plus en plus d'antagonistes les récepteurs deviennent tour à tour non fonctionnels, obligeants les agonistes à se fixer sur les récepteurs de réserves ce qui fait que l'effet de l'agoniste est tout de même Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 12/18 Cela produit des effets moins spécifiques et moins faciles à contrôler qu'avec un antagoniste spécifique d'un → Les glucocorticoïdes augmentent la glycémie, mais l'insuline la fait diminuer. Ainsi l'insuline exerce un → De même, la noradrénaline entraîne une contraction des artérioles alors que l'acétylcholine entraîne une Interaction chimique de l'agoniste avec l'antagoniste, indépendamment de toute interaction avec un Un agoniste partiel est un agoniste ayant un effet maximal inférieur à celui d'un agoniste complet. → Si le médiateur endogène est présent en quantité faible ou si il est absent :effet agoniste partiel → Si le médiateur endogène est en quantité élevée ou si un agoniste complet est aussi présent : compétition = effet pharmacologique d'antagoniste. (explications : l'agoniste partiel va induire un deplacement sur les récepteurs de l'agoniste complet. L'agoniste partiel a donc une plus forte affinité pour le récepteur que Exemple : La morphine qui est un agoniste complet des récepteurs µ et la buprénorphine un récepteur partiel En administrant de la buprénorphine à ce toxicomane, on va observer une diminution de l'effet antalgique et il va faire un syndrome de sevrage. (ne pas injecter morphine et buprénorphine simultanément ce qui risque De manière générale : ne pas administrer un médicament agoniste partiel avec son agoniste complet. Ronéo 6 - UE 3 - Cours 3 13/18 Un agoniste inverse s'oppose aux effets de l'agoniste, et provoque en plus une réponse cellulaire propre. L'activité intrinsèque d'un agoniste inverse complet est a = -1. Celle d'un agoniste inverse partiel est4) Propriétés d'un agoniste
Un agoniste possède deux propriétés principales : Exemple des antalgiques opiacés :
CE50 fentanyl < CE50 morphine.
Les Antagonistes
1) Antagoniste pharmacologique
Il y a un déplacement de la
courbe à droite. Irréversible :
2) Antagonisme fonctionnel ou physiologique
Deux agonistes se fixent sur des récepteurs distincts et exercent des effets opposés. Exemples :
3) Antagoniste chimique
4) Agoniste partiel
5) Agoniste inverse (Antagoniste négatif)