Studi di Legame e Costante di Dissociazione (Kd)

L’interazione tra farmaco e recettore si studia su due livelli. Gli studi di legame (primo livello) analizzano l’interazione molecolare e forniscono parametri biochimico-farmacologici come l’affinità e le informazioni sulle isoforme presenti in un tessuto, ma non dicono cosa fa il farmaco sul recettore (se lo attiva o lo blocca): per quello servono gli studi funzionali (curve dose-risposta). Nello sviluppo di un farmaco si fa prima uno screening per affinità, scartando le molecole che non legano il bersaglio.

Equilibrio: kon e koff

Il complesso farmaco-recettore [RX] è ciò che produce la risposta biologica. La sua formazione è regolata da due costanti:

• kon — quanto il ligando è propenso a legarsi al recettore;
• koff — quanto è propenso a staccarsi.

All’equilibrio la velocità di associazione eguaglia quella di dissociazione (Von = Voff), con Von = kon·[R]·[X] e Voff = koff·[RX] (dove [R] = recettore libero, [X] = ligando, [RX] = complesso).

Costante di dissociazione (Kd)

Kd = ([R]·[X]) / [RX] è la costante di dissociazione, indice dell’affinità del farmaco per il suo bersaglio (recettore, pompa, canale). Vale la regola: Kd bassa = affinità alta (rapporto sbilanciato a favore del complesso [RX]). Tra due farmaci sullo stesso recettore, quello con Kd più bassa è il più affine. L’affinità è imparentata con la potenza del farmaco.

Teoria dell’occupazione

Dietro l’azione di un farmaco c’è la teoria dell’occupazione: più recettori sono occupati, maggiore è la risposta biologica (conseguenza della legge d’azione delle masse). La quota di recettori occupati dipende dal numero totale di recettori, soprattutto dalla concentrazione del ligando, e dall’affinità di legame/dissociazione (diversa per ogni coppia farmaco-recettore).

Quantificazione: isoterma di Hill-Langmuir

Poiché i recettori totali sono Rt = [R] + [RX], con i passaggi si ricava il recettore legato:

B = (Bmax·[X]) / (Kd + [X])

Misurando sperimentalmente la quantità legata in funzione della concentrazione del ligando si derivano sempre Bmax (massimo legame possibile nel tessuto) e Kd.

Nel grafico dell’isoterma di Hill-Langmuir (asse x = concentrazione del ligando; asse y = recettore legato) la curva sale fino al plateau, raggiunto quando tutti i recettori sono saturi. In forma semi-logaritmica (logaritmo della concentrazione sull’asse x) la curva diventa sigmoide: graficamente la Kd è la concentrazione di farmaco che occupa il 50% dei recettori, e ha le dimensioni di una concentrazione.

🔗 Collegamenti

• Recettore (Definizione Farmacologica) — ⬆️ presuppone il legame farmaco-recettore
• Curve Dose-Risposta - Efficacia e Potenza — ➡️ secondo livello di studio (funzionale)
• Agonista e Antagonista — 🔗 l’occupazione recettoriale ne governa l’azione