1.7: Legami farmaco-recettore

I legami farmaco-recettore si formano attraverso varie forze chimiche quando i farmaci interagiscono con le cellule bersaglio. I legami covalenti, forti e irreversibili, sono esemplificati dagli agenti anticancro che alchilano il DNA e inibiscono la divisione cellulare. Tuttavia, questo tipo di legame irreversibile manca di selettività e può modificare il DNA delle cellule sane circostanti. Il legame covalente contribuisce spesso alla tossicità dei tessuti, come nel caso del cloroformio e dei metaboliti del paracetamolo che si legano al fegato, causando epatotossicità.

Al contrario, le interazioni non covalenti sono più deboli ma più selettive, e richiedono una corrispondenza precisa tra il farmaco e il suo bersaglio. La maggior parte delle interazioni farmaco-recettore avviene attraverso interazioni elettrostatiche, che vanno da legami ionici forti a legami deboli ad idrogeno e forze di van der Waals. L'effetto idrofobico si verifica quando i farmaci lipofili interagiscono con tasche idrofobiche all'interno dei recettori, escludendo le molecole d'acqua circostanti.

La selettività delle interazioni farmaco-recettore deve consentire ai farmaci di modificare l'attività delle cellule bersaglio senza influenzarne altre. I legami covalenti sono altamente reattivi ma mancano di selettività, mentre i legami più deboli offrono una maggiore selettività grazie alla necessità di una corrispondenza esatta. La progettazione di farmaci altamente selettivi comporta l'evitare molecole altamente reattive che formano legami covalenti, preferendo invece la formazione di legami più deboli.

I farmaci legano i loro bersagli o recettori utilizzando forze chimiche, come legami covalenti, interazioni elettrostatiche ed effetti idrofobici.

I legami covalenti sono forti e irreversibili e si verificano raramente, tranne che in situazioni tossiche.

agenti antitumorali alchilanti del DNA formano legami covalenti con il DNA delle cellule tumorali e arrestano la loro divisione cellulare. Tuttavia, tali agenti non sono selettivi e modificano il DNA delle cellule sane circostanti.

Al contrario, le interazioni non covalenti sono più deboli ma più selettive perché un farmaco deve adattarsi con precisione al suo bersaglio per formare tali legami.

La maggior parte dei farmaci e dei recettori interagisce tramite interazioni elettrostatiche. Le interazioni elettrostatiche sono forti tra molecole ionizzate con carica opposta e deboli nel caso dei legami idrogeno e delle forze di van der Waals.

Un altro tipo di interazione debole si verifica a causa dell'effetto idrofobico quando i farmaci interagiscono con le tasche idrofobiche interne dei recettori ed escludono le molecole d'acqua circostanti.

Tali interazioni selettive dei farmaci con i loro recettori modificano l'attività delle cellule bersaglio senza influenzare altre cellule.