Demostración del efecto sinergista y antagonista en un sistema simulado.

FACULTAD DE QUÍMICA, UNAM.FARMACOLOGÍA I. LABORATORIO

EQUIPO 6

Concepto de receptor y ligando. Receptor. Ligando.

Molécula blanco de naturaleza protéica a donde se enlaza el fármaco y donde se median las acciones farmacológicas

Sustancia (fármaco) que se une a receptores.

Tipos de ligandos:Agonista. Antagonista.

Sustancia que se puede unir a un receptor para generar una respuesta.

Sustancia que reduce la acción de un agonista. Eficacia igual a cero

Tipos de agonistas:

Agonista puro: Produce el máximo efecto. Eficacia = 1

Agonista parcial: No es capaz de producir el máximo efecto. 0<Eficacia<1

Agonista inverso: Disminuye la fracción de conformación activa del receptor. Efecto contrario.

Eficacia: Capacidad de un fármaco unido a un receptor de producir un efecto.

Tipos de Agonistas.

Tipos de antagonistas.

Antagonista competitivo: Cuando el agonista y el antagonista compiten por el ortostérico del mismo receptor.

Antagonista no competitivo: Cuando se une al sitio alostérico del mismo receptor o al sitio ortostérico de otro receptor para inhibir el efecto del agonista.

Agonista + antagonista = antagonismo superable.

Cuando disminuye la potencia del agonista pero la eficacia no cambia.

Agonista + antagonista = antagonismo insuperable.

Cuando disminuye la eficacia sin cambiar la potencia.

Histamina: Compuesto amino derivado de la histidina

Segregada y liberada por los mastositos y basófilos.

Es liberada por las reacciones alérgicas provocando inflamación, contracción de músculo liso, etc.

Actua en los receptores H localizados en el músculo liso.

El receptor H2 de la histamina,acoplado a la proteína Gs produce la activación de la adenililciclasa, lo que acidifica a la célula parietal

Formulas Experimento 1 y Experimento 2

Experimento 2:

Experimento 3:

HistaminaExperimento 1

Modelo rLineal 0.19

Semi-Log 0.901

Efecto máximo 0.999Hill 0.304

Se usa modelo del efecto máximo

y = 1E-07x + 0.008

1/E=(CE50/Emax)(1/C)+1/Emax

CE50=mEmax

CE50=(1E-07)(100) CE50=0.00001 M

Tabla 1. Curva concentración- respuesta de Histamina

Concentración Histamina

(mol/L)

Fuerza de Contracción (g)

%E Contracción

(g)

0.00000001 0.1123 0

0.0000001 0.2198 0.911596354

0.000001 1.2697 9.814712741

0.00001 5.8922 49.01335595

0.0001 9.2502 77.48908204

0.001 9.8745 82.78312487

0.01 10.24 85.88255247

0.1 11.205 94.06571974

1 11.7925 99.04769981

0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000 120000000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

f(x) = 1.08681559018165E-07 x + 0.00863124405608742R² = 0.999725499516477

Curva Concentración- Efecto de Histamina (modelo del Efecto Máximo)

1/C

1/E

Experimento 2 Histamina con [Mepiramina]= 1X10^-6 M Con el modelo de Hill y = 0.730x + 3.111

R² = 0.981DE50= 10^(-b/h) =10^(-3.111/0.730) = 5.47465E-05 M

Histamina con [Mepiramina]= 1X10^-4 M Con el modelo de Hill y = 0.673x + 1.667

R² = 0.957DE50= 10^(-b/h) =10^(-1.667/0.673) = 0.003334504 M

Histamina con [Mepiramina]= 1X10^-2 M y = 386.4x + 0.303

R² = 0.966DE50= (50-Eo)*(1/m) =(50-0.303)*(1/386.4)= 0.128615424 M

Cáculo de pA2 de Histamina

Concentración antagonista (M)

log((A/A´)-1) (-)log(Mepiramina)

0.000001 0.65075883 60.00001 2.52172682 5

0.01 4.10925929 2

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.50

0.51

1.52

2.53

3.54

4.5pA2

y = -0.787x + 5.838R² = 0.896

pA2= -b/m =7.418043202

Experimento 3Concentración de Mepiramina

(M)

Fuerza de Contracción (g)

%E Contracción

0.00000001 11.1325 -0.975056689

0.0000001 11.1225 -0.884353741

0.000001 11.21 -1.678004535

0.00001 10.855 1.541950113

0.0001 9.773 11.35600907

0.001 6.942 37.03401361

0.01 2.8725 73.94557823

0.1 0.4225 96.16780045

1 0.1075 99.02494331

Modelo rLineal 0.299

Semi-Log 0.858Efecto máximo 0.346

Hill 0.996

Se usa modelo del efecto máximo sigmoide (Hill)

y =0.760x + 2.056

Log(E/Emax-E)=h log C-h log CE50

CE50=10^(-b/h)

CI50=10^(-2.056/0.760)=0.001971 M

CarbacolResultados

Experimento 1:Concentracion

Contracción %Contraccion

mol/L g fuerza %C

0 0.0513 00.00000001 0.1246 0.79490.0000001 0.4177 3.97360.000001 3.2342 34.51870.00001 7.7138 83.1002

0.0001 8.9642 96.66080.001 9.0865 97.98720.01 9.1282 98.43940.1 9.205 99.2723

1 9.2208 100.0000

r=modelo lineal 0.107modelo semilog 0.823modelo 1/C VS 1/E 0.9651modelo hill 0.92

Se usa modelo 1/C vs 1/Ey = 1E-08x + 0.0244

1/E=m(1/C)+1/Eo

1/CE50= (1/Eo-1/50)*(1/m)

CE50=1/440000

CE50=2.27273E-06 M

Carbacol Resultados

Curva Concentración-Efecto del Carbacol

0 50000000 100000000 1500000000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

f(x) = 1.243768470587E-08 x + 0.024381580779056R² = 0.991224898379702

1/C

1/C

1/E

Resultados Experimento 2: Carbacol con [Atropina]= 1X10^-6 M

Carbacol con [Atropina]= 1X10^-4 M

Carbacol con [Atropina]= 1X10^-1 M

r=modelo lineal 0.1445modelo semilog 0.8621modelo 1/C VS 1/E 0.6754modelo hill 0.9821

Se usa modelo de Hilly = 0.7233x + 3.3313

CE50=-b/h ; h=m CE50= 1.53718E-05 M

r=modelo lineal 0.3486modelo semilog 0.8261modelo 1/C VS 1/E 0.8736modelo hill 0.9753

Se usa modelo de Hilly = 0.7961x + 2.1733

CE50=-b/h ; h=m CE50= 0.00186237 M

r=modelo lineal 0.9986modelo semilog 0.3889modelo 1/C VS 1/E 0.7397modelo hill 0.9463

Se usa modelo de Linealy = 98.839x + 1.4296

E=mC+EoCE50=(50-Eo)*(1/m) CE50= 0.491409262 M

CE50 mol/LCarbacol 2.27273E-06Carbacol+Atropina 1X10^-6 1.53718E-05Carbacol+Atropina 1X10^-4

0.001862373

Carbacol+Atropina 1X10^-1

0.491409262

Experimento 2: Calculo de la potencia de la atropina (pA2)B (Atropina)-Log (B)

0 ----0.000001 6

0.0001 40.1 1

log (A´/A)------

0.760691972.912988945.33489401

0 1 2 3 4 5 6 70123456

f(x) = − 0.90635050761714 x + 6.3261435008971R² = 0.993462295072311

pA2

-log(B)

log(

(A´/

A)-1

)

Para conocer el pA2:y=-0.9064x+6.3261Log ((A´/A)-1)=m(-

logB)+b

pA2= -(b/m)pA2=-(6.3261/-0.9064)

pA2= 6.9794

Resultados Experimento 3:

Concentracion Contracción mol/L g fuerza %E relajacion

0 10.9125 00.00000001 10.8775 -0.172210560.0000001 10.855 0.034994660.000001 10.7775 0.748701510.00001 9.1182 16.0293955

0.0001 3.7812 65.17847280.001 0.5667 94.78119130.01 0.1807 98.33591190.1 0.0757 99.3028696

1 0.0537 99.5054702

Curva Concentración-Efecto del Carbacol con Atropina

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

f(x) = 0.949813196669472 x + 3.6791251984325R² = 0.960460772958436

Modelo de Hill

log C

log

(E/1

00-E

)

Obtención de la Concentración inhibitoria 50 (CI50) de la atropina:

r=modelo lineal 0.1844modelo semilog 0.8727modelo 1/C VS 1/E 0.0511modelo hill 0.9605

Se usa modelo de Hilly = 0.9498x + 3.6791

CI50=-b/h ; h=m CI50= 0.000133797 M

Agonista + Antagonista CE50 ( mol/L) pAxHistamina 1x10-5  

7.2Histamina + Mepiramina 1x10-6 5.47x10-5

Histamina + Mepiramina 1x10-4 3.33x10-3

Histamina + Mepiramina 1x10-2 0.128

Carbacol 4.48x10-6  6.42Carbacol + Atropina 1x10-6 1.54x10-05

Carbacol + Atropina 1x10-4 1.22x10-3

Carbacol + Atropina 1x10-1 0.485

Resultados:

Agonista + Antagonista CI50Histamina + Mepiramina 0.001971228 mol/LCarbacol + Atropina 6.56381x10-5 mol/L

Efecto relajante del antagonista

Efecto de antagonista sobre la CE50 del agonista

Análisis de Resultados:A partir de la construcción de una curva concentración-respuesta para el Carbacol y para la Histamina se pudo determinar la CE50 para dichos fármaco que fueron 4.4848110^-06mol/L y 1x10^-1 mol/L respectivamente.

Se pudo observar en ambos casos que a mayor cantidad de antagonista, la CE50 del agonista aumentó. [La potencia del agonista se ve disminuida, por lo que se requerirá más agonista para ejercer el mismo efecto biológico, que el que se necesitaría si no hubiera antagonista]. En términos numéricos si se compara la potencia de agonista con respecto al antagonista de mayor concentración , la Histamina es 12800 veces mas potente sin la presencia del antagonista, en cambio el carbacol es 108258 veces más potente sin la presencia de la atropina.

Al determinar la CI50, que se define como la concentración necesaria de antagonista para reducir el efecto del agonista en un 50% se obtuvo un valor para la mepiramina de 0.00197 mol/L y para la atropina de 6.56381x10^-5.En general cuanto mayor sea la CI50 del antagonista, la actividad del agonista se reducirá más.

Una forma de medir la afinidad de un antagonista por sus receptores es mediante la potencia antagónica (PAx). En nuestro caso podemos decir que el fármaco con mayor potencia antagónica fue la Mepiramina por lo que se requerirá una menor cantidad de este fármaco para lograr la inhibición debido a que tiene una mayor afinidad por sus receptores.

Conclusiones:A partir de los clásicos estudios concentración -respuesta fue posible identificar los efectos antagónicos que tienen la Atropina sobre el Carbacol y la Mepiramina sobre el efecto de la Histamina.

En ambos casos en presencia de diferentes concentraciones de atagonista la curva se ve desplazada hacía la derecha (lo que significa que en presencia de antagonista la CE50 del agonista aumenta), cuando las concentraciones del antagonista son más altas se observa una disminución de la respuesta máxima de agonista, esto se debe por la reducción de receptores para ejercer dicho efecto.

La competitividad de un agonista y un antagonista por un receptor en común, depende en gran medida de la afinidad que cada uno de éstos presente.Una forma de cuantificar esta afinidad en los antagonistas es por medio de la potencia antagónica (PAx), el fármaco que presentó una mayor especificidad de afinidad por su respectivo receptor fue la Mepiarmina por lo tanto es el fármaco con mayor actividad antagónica.