Синергизм и антагонизм в действиях мышц. Комбинированное действие лекарственных веществ Описание данного явления

При рассмотрении механизмов развития биологической реакции под действием двух или нескольких различных ксенобиотиков возможно три ситуации: аддитивность, синергизм и антагонизм.

Антагонизм – ослабление или подавление биологического эффекта при совместном действии по сравнению с влиянием отдельных агентов.

Аддитивность - отсутствие влияния одного ксенобиотика на характер действия другого.

Синергизм - усиление биологического ответа при совместном действии ксенобиотиков по сравнению с эффектами, вызываемыми каждым веществом в отдельности.

Антогонисты делят на классы:

1.Конкурентный антагонизм проявляется когда антагонист взаимодействует с теми же сайтами, что и агонист, но в отличие от последнего антагонист не вызывает биологической реакции.

2.Неконкурентный антагонизм Взаимодействие неконкурентного антагониста с собственными рецепторами не приводит к независимому биологическому эффекту, а снижает эффект при образовании комплекса агонист-рецептор.

А) метакоидным. Антагонизм, приводящий к уменьшению внутренней активности агониста

Б).метаффиноидным. антогонизм, при котором занятие антагонистом неконкурентного центра вызывает некоторые изменения рецептора агониста, приводящие к снижению его сродства к агонисту

5. Функциональный антагонизм взаимодействием двух агентов с независимыми рецепторными системами, вызывается противоположное влияние в одной и той же эффекторной системе.

6.физический антагонизма вызывается противоположным физиологическим действием эффекторов, активирующих полностью независимые рецсптор-эффекторные системы.

7.Бесконкурентный антагонизм инактивация комплекса агонист-рецептор лигандом, не способным образовывать комплекс с рецептором, не занятым агонистом.

Взаимодействие бесконкурентного антагониста с агонист- рецепторным комплексом возможен только когда агонист и антагонист обладают сродством к различным функциональным группам рецептора.

8. Смешанный антагонизм представляет собой более общую схему взаимодействия агониста А и антагониста В с рецепторами, допускающую комплексообразование рецепторов с обоими лигандами, а также образование тройного комплекса.

Эквивалентен действию смеси конкурентного и бесконкурентного антагонистов в равных концентрациях.

Химический антагонизм, или антагонизм через нейтрализацию, проявляется при непосредственном взаимодействии антагониста с агонистом, приводящим к инактивации последнего. Подобные взаимо­действия можно представить в простейшем случае в виде обратимой бимолекулярной реакции образования неактивного комплекса Е: с константой диссоциации К в = С А * С в / С Е, где С А, С в и С Е - концентрация агониста, антагониста и продукта реакции соответственно.

Химический антагонизм является конкурентным взаимодействием, снижающим кажущуюся константу диссоциации агонист-рецепторного комплекса вследствие «конкуренции» между антагонистом и рецепторами за связывание с агонистом.

Функциональный и физический антагонизмы могут быть представлены в виде следующей общей схемы:

где R 1 и R 2 - рецепторы агониста и антагониста; р А и р в - результати-рующие субэффекты в рецептор-эффекторных цепях А и В; р АВ - первый субэффект, величина которого зависит от стимула в обоих цепях; р ав - наблюдаемый эффект.

Смешанный антагонизм представляет собой более общую схему взаимодействия агониста А и антагониста В с рецепторами, допус­кающую комплексообразование рецепторов с обоими лигандами, а также образование тройного комплекса.

Синергизм (от греч. synergos – действующий вместе) – вид взаимодействия при котором эффект комбинации превышает сумму эффектов каждого из веществ взятых по отдельности. Т.е. 1+1=3 . В основе синергизма могут лежать фармакокинетические и фармакодинамические механизмы, которые будут рассмотрены ниже.

Синергизм может касаться как желаемых (терапевтических), так и нежелательных эффектов лекарств. Так, например, сочетанное введение тиазидного диуретика дихлотиазида и ингибитора ангиотензинпревращающего фермента эналаприла приводит к усилению гипотензивного действия каждого из средств и данная комбинация с успехом применяется при лечении гипертонической болезни. Напротив, одновременное назначение аминогликозидных антибиотиков (гентамицина) и петлевого диуретика фуросемида вызывает резкое возрастание риска ототоксического действия и развития глухоты.

Ослабление эффектов лекарственных средств при их совместном применении называют антагонизмом. Различают несколько видов антагонизма:

· Химический антагонизм или антидотизм – химическое взаимодействие веществ между собой с образованием неактивных продуктов. Например, химическим антагонистом ионов железа является дефероксамин, который связывает их в неактивные комплексы. Протамина сульфат (молекула, имеющая избыточный положительный заряд) является химическим антагонистом гепарина (молекула которого имеет избыточный отрицательный заряд). Протамин образует с гепарином в крови неактивные комплексы. Химический антагонизм лежит в основе действия антидотов (противоядий).

· Фармакологический (прямой) антагонизм – антагонизм, вызванный разнонаправленным действием 2 лекарственных веществ на одни и те же рецепторы в тканях. Фармакологический антагонизм может быть конкурентным (обратимым) и неконкурентным (необратимым). Рассмотрим их несколько подробнее:

[ Конкурентный антагонизм. Конкурентный антагонист обратимо связывается с активным центром рецептора, т.е. экранирует его от действия агониста. Из курса биохимии известно, что степень связывания вещества с рецептором пропорциональна концентрации этого вещества. Поэтому, действие конкурентного антагониста можно преодолеть если увеличить концентрацию агониста. Он будет вытеснять антагонист из активного центра рецептора и вызовет ответную реакцию ткани в полном объеме. Т.о. конкурентный антагонист не изменяет максимальный эффект агониста, но для взаимодействия агониста с рецептором требуется его более высокая концентрация. Данная ситуация показана на схеме 9А. Нетрудно заметить, что конкурентный антагонист сдвигает кривую «доза-эффект» для агониста вправо относительно исходных значений и увеличивает ЕС 50 для агониста, не влияя на величину Е max .

В медицинской практике достаточно часто используют конкурентный антагонизм. Поскольку эффект конкурентного антагониста может быть преодолен, если его концентрация упадет ниже уровня агониста, при лечении конкурентными антагонистами необходимо постоянно поддерживать его уровень достаточно высоким. Иными словами, клинический эффект конкурентного антагониста будет зависеть от периода его полуэлиминации и концентрации полного агониста.

[ Неконкурентный антагонизм. Неконкурентный антагонист связывается практически необратимо с активным центром рецептора или же взаимодействует вообще с его аллостерическим центром. Поэтому, как бы ни повышалась концентрация агониста – он не в состоянии вытеснить антагонист из связи с рецептором. Поскольку, часть рецепторов, которая связана с неконкурентным антагонистом уже не способна активироваться, значение Е max понижается. Напротив, сродство рецептора к агонисту не изменяется, поэтому значение ЕС 50 остается прежним. На кривой зависимости «доза-эффект» действие неконкурентного антагониста проявляется в виде сжатия кривой относительно вертикальной оси без ее смещения вправо.

Неконкурентные антагонисты применяются в медицинской практике реже. С одной стороны они имеют несомненное преимущество, т.к. действие их не может быть преодолено после связывания с рецептором, а значит не зависит ни от периода полуэлиминации антагониста, ни от уровня агониста в организме. Эффект неконкурентного антагониста будет определяться лишь скоростью синтеза новых рецепторов. Но с другой стороны, если происходит передозировка данного лекарства, устранить его эффект будет чрезвычайно сложно.

Таблица 2. Сравнительная характеристика конкурентного и неконкурентного антагонистов

Конкурентным антагонистом в отношении АТ 1 -рецепторов ангиотензина является лозартан, он нарушает взаимодействие ангиотензина II с рецепторами и способствует снижению артериального давления. Действие лозартана можно преодолеть, если ввести высокую дозу ангиотензина II. Неконкурентным антагонистом в отношении этих же АТ 1 -рецепторов является валсартан. Его действие нельзя преодолеть даже при введении высоких доз ангиотензина II.

Интересным является взаимодействие, которое имеет место между полным и парциальным агонистами рецепторов. Если концентрация полного агониста превышает уровень парциального, то в ткани наблюдается максимальный ответ. Если уровень парциального агониста начинает повышаться, он вытесняет полный агонист из связи с рецептором и ответ ткани начинает уменьшаться от максимального для полного агониста, до максимального для парциального агониста (т.е. такого уровня, при котором он займет все рецепторы). Данная ситуация представлена на схеме 9С.

· Физиологический (непрямой) антагонизм – антагонизм, связанный с влиянием 2 лекарственных веществ на различные рецепторы (мишени) в тканях, что приводит к взаимному ослаблению их эффекта. Например, физиологический антагонизм наблюдается между инсулином и адреналином. Инсулин активирует инсулиновые рецепторы в результате чего увеличивается транспорт глюкозы в клетку и уровень гликемии понижается. Адреналин активирует b 2 -адренорецепторы печени, скелетных мышц и стимулирует распад гликогена, что в итоге приводит к повышению уровня глюкозы. Данный вид антагонизма часто используется при оказании неотложной помощи пациентам с передозировкой инсулина, которая привела к гипогликемической коме.

Большинство сточных вод промышленных и бытовых предприятий имеют сложный химический состав; следо­вательно, важно знать не только токсичность отдельных компонентов, но и их комбинированное действие. Комби­нированное действие компонентов сточных вод проявля­ется в виде синергизма, антагонизма или независимого совместного действия.

Синергизм - явление взаи­модействия двух или нескольких компонентов, три котором токсический эффект выше, чем каждого компонента в отдельности.

Антагонизм - отрицательный синергизм, то есть действие компонентов, противоположное друг другу, в результате чего токсический эффект смеси сни­жается. Антагонизм может быть физиологический (про­тивоположное действие на одну и ту же функцию орга­низма) и химический (нейтрализация веществ в резуль­тате химического взаимодействия).

Синергическими являются комбинации тяжелых ме­таллов (меди и цинка, меди и кадмия, никеля и цинка), аммония и фенола, аммония и цианидов, аммония и хло­ра, муравьиной кислоты и сульфатов. Хлорирование некоторых среднетоксичных соединений приводит к рез­кому возрастанию токсичности соединения. Примером может служить синтезированный хлорированный моллюскоцидный препарат - салициланилид.

Антагонистами являются соли калия, кальция и соли натрия. Соли магния обезвреживаются солями кальция. Растворы хлористого натрия нейтрализуются солями хлористого кальция, хлористый натрий снижает токсич­ность хлористого кальция и калия. Синильная кислота снижает свою токсичность при одновременном действии окиси и закиси железа; наоборот, присутствие солей меди стабилизирует синильную кислоту.

Известковое мо­локо нейтрализует или снижает токсичность сточных вод, содержащих соли тяжелых металлов (меди, цинка, олова, железа), фторидов и кремнефторидов и другие сое­динения. Поэтому токсичность солей тяжелых металлов и фторидов в мягкой и дистиллированной воде более высокая, чем в жесткой и морской. Это свойство извести и других щелочных элементов используется на некоторых очистных сооружениях для обезвреживания сточных вод.

Соединения металлов с цианидами образуют металлцианистые комплексы, токсичность которых значительно меньше, чем цианидов и солей тяжелых металлов по­рознь. Известно также, что наблюдается снижение ток­сичности, (вплоть до полной нейтрализации, сточных вод сульфатцеллюлозных предприятий от примеси коммунально-бытовых вод.

ЧАСТНАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ

Расстановка ударений: АНТАГОНИ`ЗМ ЛЕКА`РСТВЕННЫХ ВЕЩЕ`СТВ

АНТАГОНИЗМ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ - результат совместного применения фармакологических средств, выражающийся отсутствием или ослаблением эффекта.

Результат совместного действия лекарственных веществ оценивается как антагонистический только в отношении конкретных эффектов и при определенном соотношении доз (концентраций); при изменении сочетания доз и в отношении других эффектов комбинируемые вещества могут не проявлять антагонизма или даже усиливать друг друга. Наиболее точная оценка антагонистических отношений веществ достигается при помощи графических методов, позволяющих при различных вероятных количественных соотношениях комбинируемые веществ установить наличие антагонизма, при к-ром два вещества в дозах, сумма к-рых составляет 1 (напр., 1 / 4 A+ 3 / 4 В, 1 / 2 А+ 1 / 2 В), не могут при совместном воздействии вызвать такого эффекта (или той же степени эффекта), какой наблюдается при использовании полных доз любого из комбинируемых веществ в отдельности.

Различают физ., хим. и функциональный антагонизм. Примером физичесдого антагонизма может служить адсорбция ядов активированным углем. В основе хим. антагонизма лежит хим. взаимодействие веществ, протекающее с образованием неактивного соединения. Такой антагонизм отмечается между тиосульфатом и цианидами, к-рые сульфируются, превращаясь в малоядовитые роданиды.

Антагонистами являются тиоловые соединения (напр., цистеин или унитиол) и соединения мышьяка, ионов ртути, кадмия и нек-рых других металлов. Хим. антагонизм проявляется также при взаимодействии комплексонов (см.) с ионами многих металлов; он широко используется при лечении отравлений (см. Противоядия ).

Процессы, лежащие в основе физ. и хим. антагонизма, протекают в организме так же, как и вне его. Функциональный антагонизм реализуется исключительно через функциональные системы организма, т. е. опосредуется биосубстратом. Различают прямой и косвенный (непрямой) функциональный А. л. в. В последнем случае противодействие веществ осуществляется через разные клеточные элементы. Напр., курареподобные вещества, воздействуя на холинорецептивную область волокон скелетных мышц, устраняют судороги, обусловленные воздействием стрихнина на мотонейроны спинного мозга. Прямой функциональный антагонизм имеет место при воздействии веществ на одни и те же клетки; он бывает конкурентным, неравновесным, неконкурентным и независимым.

При конкурентном антагонизме вещество-антагонист обратимо взаимодействует с теми же воспринимающими структурами (рецептивными субстанциями, биорецепторами) клетки, что и вещество-агонист. При этом молекулы антагониста пропорционально их концентрации в биофазе уменьшают вероятность взаимодействия молекул агониста с биорецепторами клетки. Влияние антагониста преодолевается соответствующим повышением концентрации (дозы) агониста, так что максимум его эффекта достигается и в присутствии антагониста, а кривые «логарифм концентрации - эффект агониста», полученные в отсутствие и в присутствии антагониста, параллельны.

Многие лекарственные вещества являются конкурентными антагонистами функционально значимых метаболитов (витаминов, гормонов, медиаторов), выступая в роли антиметаболитов (см.). Напр., сульфаниламиды обнаруживают конкурентный антагонизм с парааминобензойыой кислотой (ПАБК), фентоламин - с адреналином и норадреналином, (-)-гиосциамин и атропин - с ацетил-холином, димедрол - с гистамином. Отношения конкурентного антагонизма существуют также между соединениями, среди к-рых ни одно не является метаболитом. Напр., атропин - -конкурентный антагонист пилокарпина; (+)-тубокурарин является конкурентным антагонистом не только ацетилхолина, но и дитилина. Конкурентные отношения с функционально значимыми метаболитами положены в основу современных представлений о механизме действия ряда лекарственных веществ. Так, проти-вомикробный эффект сульфаниламидов объясняют их конкуренцией с ПАБК; холинолитическое действие атропина, ганглиоблокаторов и ряда курареподобных веществ определяется как результат их конкуренции с медиатором ацетилхолином в холинергических синапсах. На принадлежности соединений к конкурентным антагонистам определенного метаболита основана классификация многих лекарственных веществ.

При неравновесном антагонизме агонист и антагонист также взаимодействуют с одними и теми же биорецепторами, но взаимодействие антагониста с биорецепторами практически необратимо. Восстановление активности ингибированного неравновесным антагонистом биосубстрата обычно достигается лишь применением реактиваторов. В присутствии неравновесного антагониста (напр., дибенамина) максимальный эффект агониста (напр., норадреналина или гистамина) не достигается даже при самых высоких его концентрациях, а кривая «логарифм концентрации - эффект агониста» имеет меньший максимум и наклон и оказывается непараллельной кривой, полученной в присутствии антагониста.

При неконкурентном антагонизме антагонист взаимодействует с биорецептором вне его активного центра (аллостерически, в аллотопическом месте), изменяя эффективность взаимодействия с этим рецептором агониста и уменьшая эффект последнего. Нередко, однако/этим термином обозначают также все случаи функционального антагонизма (неравновесного, собственно неконкурентного и независимого), которые не удовлетворяют критериям конкурентного.

При независимом антагонизме лекарственные вещества действуют на разные биорецепторы клетки, изменяя ее функцию в противоположных направлениях. Напр., спазм гладких мышц, вызываемый карбахолином в результате его воздействия на м-холинорецепторы мышечных волокон, уменьшается адреналином, расслабляющим гладкие мышцы через адренорецепторы.

См. также Синергизм лекарственных веществ .

Библиогр .: Альберт Э . Избирательная токсичность, пер. с англ., с. 173 и др., М., 1971, библиогр.; Вулли Д . Учение об актиметаболитах, пер. с англ., М., 1954; Карасик В. М . О конкурентных отношениях в фармакологических реакциях, Усп. совр. биол., т. 20, № 2, с. 129, 1945, библиогр.; он же, Прошлое и настоящее фармакологии и лекарственной терапии, с. 131, Л., 1965; Комиссаров И. В . Элементы теории рецепторов в молекулярной фармакологии, с 43 М., 1969, библиогр.; Лазарев Н. В . Общие основы промышленной токсикологии, с. 337 и др., М.-Л., 1938, библиогр.; Ariëns E. J . а. Simonis A. M . Drugreceptor interaction, Acta physiol pharmacol. neerl., v. 11, p. 151, 1962 bibliogr.; Bürgi E . Die Arzneikombinationen, В., 1938; Clark A. J . General pharmacology, Handb. exp. Pharmakol. hrsg. v. W. Heubner u. J. Schüller, Bd k S 95 u. а., В., 1937; Drug antagonism, Pharmacol. Rev., v. 9, p. 211, 1957, bibliogr.; Loewe S . Die quantitativen Probleme der Pharmakologie, Ergebn Physiol., Bd 27, S. 47, 1928; Marquardt P . Konkurrenzphänomene als Grundlage pharmakologischer Wirkung, Pharmazie, Bd 4 № 6, S. 249, 1949, Bibliogr.; Quantitative methods in pharmacology, ed. by H. Jonge, Amsterdam, 1961; Zipf H. F . u Hamacher J . Kombinationseffekte, Arzneimittel-Forsch., Bd 15, S. 1267 1965, Bd 16, S. 329, 1966, Bibliogr.

Страница 5 из 12

Антагонизм (от греч. anti- против, agon- борьба) лекарств в ком­бинациях проявляется в ослаблении или полном исчезновении их фармакотерапевтического действия. В медицине антагонизм как вид фармакологической несовместимости условно можно подразделить на фи­зико-химический и физиологический. К физико-химическому относят так называемые конкурентный, физический и химический антагонизмы (фар­мацевтическая несовместимость); к физиологическому- прямой и косвен­ный (фармакологическая несовместимость).

Конкурентный антагонизм в фармакологии наблюдается между структурно сходными веществами, например, сульфаниламидами и ПАБК, являющейся нормальным продуктом обмена (метаболитом) у ряда бактерий. В этом случае сульфанила­миды расцениваются как антиметаболиты. Аналогичные ситуации могут отмечаться с гормонами, витаминами и другими соединениями.

Физический антагонизм в фармакологии возможен между адсорбентами (активирован­ный уголь, белки, бентонит) и действующими лекарственными веществами, эф­фект которых исключается благодаря их адсорбции на адсорбентах.

Химический антагонизм в фармакологии проявляется в результате химического взаи­модействия лекарств в комбинациях с последующим образованием фар­макологически инертных продуктов. Например, действие катионных поверх- ностно-активных антисептиков может быть нейтрализовано анионными поверхностно-активными веществами.

Физические и химические антагонисты на практике чаще используют в качестве противоядий, или антидотов (от греч. antidotos- противоядие). Так, при отравлении бария хлоридом в качестве антидота можно использовать натрия сульфат; тяжелые металлы прочно связываются и обезвреживаются унитиолом и т. д.

Физиологический антагонизм в фармакологии обусловлен взаимодействием лекарствен­ных веществ с клетками и(или) их рецепторами. В таких случаях различают прямой антагонизм, когда лекарственные вещества в комбинации действуют противоположно (например, М-холиномиметик ацеклидин и М-холинолитик атропина сульфат, оба действующие на М-холинорецепторы), и косвенный антагонизм, когда лекарственные вещества в комбинации действуют на фи­зиологические системы-мишени, проявляющие антагонистические функции (на­пример, М-холиномиметик ацеклидин, возбуждающий тормозные М-холиноре­цепторы сердца и замедляющий частоту его сокращений, является антагонистом Р-адреномиметика изадрина, возбуждающего адренорецепторы и за счет этого ускоряющего сердцебиение).