一、受体动力学

受体动力学一般用放射性同位素标记的配体（L）与受体（R）做结合试验研究。取一定量组织，磨成细胞匀浆，分组加入不同浓度的放射性同位素标记的配体（药物），温孵待反应达平衡后，迅速过滤或离心分出细胞，用缓冲液洗去尚未结合的放射性配体，测定标本的放射强度，这是药物与细胞结合的总量，此后用过量冷配体（未用同位素标记的配体）洗脱特异性与受体结合的放射性配体再测放射强度，这是药物非特性结合量。将总结合量减去非特性结合量就可以获得L-R结合（B）曲线。如果L只与单一R可逆性结合，以B为纵座标，[L]为横座标，L-R结合曲线为直方双曲线（图2-5）。如将横座标改用log[L]（[]表示摩尔浓度）则呈典型的S形量效曲线。 按质量作用定律 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue005.jpg[alt][/alt][/img] （E代表效应） 反应达到平衡时 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue006.jpg[alt][/alt][/img] （K[XB]D[/XB]是解离常数） 因为[R[XB]T[/XB]]=[R]+[LR]（R[XB]T[/XB]为受体总量），代入上式并经推导得 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue007.jpg[alt][/alt][/img] 由于只有LR才发挥效应，故效应的相对强弱与LR相对结合量成比例，即 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue008.jpg[alt][/alt][/img] 按此公式以E为纵座标，log[L]为横座标作图，结果与实验数据图形完全一致。 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue009.jpg[alt][/alt][/img] 当[L]=0时，效应为0， 当[L]>>K[XB]D[/XB]时，[LR]/[R[XB]T[/XB]]=100%，达最大效能，即[LR][XB]max[/XB]=[R[XB]T[/XB]]。 当[LR]/[R[XB]T[/XB]]=50%时，即EC[XB]50[/XB]时，K[XB]D[/XB]=[L]。 K[XB]D[/XB]表示L与R的亲和力（affinity），单位为摩尔。各药（L）与R亲和力不同，K[XB]D[/XB]越大时亲和力越小，二者成反比。令pD[XB]2[/XB]=-logK[XB]D[/XB]则其值不必用摩尔单位、数值变小且与亲和力成正比，在半对数座标上也较易理解，故pD[XB]2[/XB]较为常用。 药物与受体结合产生效应不仅要有亲和力，还要有内在活性(intrinsicactivity),后者用α表示，0≤α≤100%。故上述公式应加入这一参数：E/E[XB]max[/XB][SB]=[/SB]α[LR]/[R[XB]T[/XB]]。两药亲和力相等时其效应强度取决于内在活性强弱，当内在活性相等时则取决于亲和力大小（图2-6）。 将上述受体动力学基本公式（[LR]/[R[XB]T[/XB]]=[L]/K[XB]D[/XB]+[L]）加以推导改变可将S形量效曲线改变为直线关系，使计算方便很多也准确很多： 1．双倒数图　将上述基本公式两侧取倒数后加以推导得1/[LR]=K[XB]D[/XB]/[L][R[XB]T[/XB]]+1/[R[XB]T[/XB]]。以1/[LR]为纵座标、1/[L]为横座标作图得直线（图2-7）,斜率为K[XB]D[/XB][R[XB]T[/XB]],即K[XB]D[/XB]/E[XB]max[/XB]，与纵座标交点为1/[R[XB]T[/XB]]，即1/E[XB]max[/XB]，与横座标交点为-1/K[XB]D[/XB]。 2．Scatchard图 推导得公式[LR]/[L]=[R[XB]T[/XB]]/K[XB]D[/XB]-[LR]/K[XB]D[/XB]以[LR]/[L]，为纵座标，[LR]为横座标作图也呈直线（图2-8），斜率为-1/[K[XB]D[/XB]]，与纵座标交点为[R[XB]T[/XB]]/K[XB]D[/XB]，与横座标交点为[R[XB]T[/XB]]。 这些直线关系图解在受体研究中有重要用途，也可加深对受体动力学的理解 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue010.jpg[alt]药物与受体的亲和力及其内在活性对量效曲线的影响[/alt][/img] 图2－6　药物与受体的亲和力及其内在活性对量效曲线的影响 A图　a,b,c三药与受体的亲和力（pD2）相等，但内在活性（E[XB]max[/XB]）不等 B图 a,b,c 三药与受体的亲和力（pD2）不等，但内在活性（E[XB]max[/XB]）相等 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue011.jpg[alt]受体结合量效关系的双倒数作图[/alt][/img] 图2－7　受体结合量效关系的双倒数作图 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue012.jpg[alt]受体结合量效关系的Scatchard作图[/alt][/img] 图2－8　受体结合量效关系的Scatchard作图 一些活性高的药物与相应受体结合的量效曲线 （B-log[L]曲线）并不一定与结合后产生效应的量效曲线（E-log[L]曲线）相重合。因为这类药物只需与一部分受体结合就能发挥最大效应（E[XB]max[/XB]），剩余下未结合的受体为储备受体(spare receptor)。这对理解拮抗药作用机制有重要意义，因为这类拮抗药必须在完全占领储备受体后才能发挥其拮抗效应。 受体激动药（L）对相应受体有较强的亲和力，也有较强的内在活性，α达100%。受体拮抗药（I）虽然也有较强的亲和力，但缺乏内在活性，α=0，本身不能引起效应，却占据一定量受体，拮抗激动药的作用。竞争性拮抗药(competitiveantagonist)能与激动药互相竞争与受体结合，这种结合是可逆性的。在实验中如果L与I同时存在则[R[XB]T[/XB]]=[R]+[LR]+[IR]，代入上述基本公式并加推导得 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue013.jpg[alt][/alt][/img] 可见L和I同时存在时，如L这一因素固定不变，药理效应大小取决于[I]/K[XB]1[/XB]（K[XB]1[/XB]是I的解离常数）。[I]越高及（或）K[XB]1[/XB]越小时效应越弱，即拮抗效果越强。当[L]>>[I]时，[LR]/[R[XB]T[/XB]]→100%，这就是竞争性拮抗药使量效曲线平行右移（E[XB]max[/XB]不变）的理论解释（图2-9）。 在有一定量的竞争性拮抗药[I]存在时，增加[L]至[L’]仍可使药理效应维持在原来单用[L]时的水平。据此， [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue014.jpg[alt][/alt][/img] 将之推导得 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue015.jpg[alt][/alt][/img] [L’]/[L]是剂量比 (dose ratio)，即将[L]增加[L’]/[L]倍就能克服[I]的拮抗作用。该比值也取决于[I]/K[XB]1[/XB]而与[L]绝对值或K[XB]D[/XB]无关。将此公式两侧取log，并以log（[L’]/[L]-1）为纵座标、以-log[I]为横座标作图，呈直线，斜率为1，与横座标交点为-logK[XB]1[/XB]，即pA[XB]2[/XB]此即Schild 图（图2-10）。按Schild定义，拮抗参数pA[XB]x[/XB]是指剂量比为X时竞争性拮抗药浓度的负对数值。常用pA[XB]2[/XB]，即[L’]/[L]=2时的数值，则pA[XB]2[/XB]=-log[I]=-logK[XB]1[/XB]，些参数反映拮抗药的拮抗强度，其值越大表示拮抗作用越强。 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue016.jpg[alt]竞争性拮抗药（A图）、非竞争性拮抗药（B图）及部分[/alt][/img] 图2-9 竞争性拮抗药（A图）、非竞争性拮抗药（B图）及部分 激动药（D图）对激动药（虚线）量效的影响及激动药（C图） 对部分激动药（虚线）量效曲线的影响 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue017.jpg[alt]竞争性拮抗作用的Schild作图[/alt][/img] 图2-10 竞争性拮抗作用的Schild作图 非竞争性拮抗药(noncompetitiveantagonist)与R结合非常牢固，分解很慢或是不可逆转，使能与L结合的R数量减少。另一类非竞争性拮抗药可阻断受体后某一中介反应环节而使受体-效应功能容量减少。二者共同特点是使量效曲线高度（E[XB]max[/XB]）下降。但L与剩余的R结合动力学不变，即K[XB]D[/XB]不变。在双倒数图中更易看出这一关系（图2-11）。 [img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue018.jpg[alt]竞争性拮抗作用与非竞争性拮抗作用比较[/alt][/img] 图2-11 竞争性拮抗作用与非竞争性拮抗作用比较 A图 量效曲线 B图 双倒数曲线 X 单用激动药 Y 竞争性拮抗药对激动药的拮抗作用 Z 非竞争性拮抗药对激动药的拮抗作用 还有一类药物称为部分激动药(partialagonist)和R结合的亲和力不小，但内在活性有限，α<100%，量效曲线高度（E[XB]max[/XB]）较低。与激动药同时存在时，当其浓度尚未达到E[XB]max[/XB]时，其效应与激动药协同，超过此限时则因与激动药竞争R而呈拮抗关系，此时激动药必需增大浓度方可达到其最大效能。可见部分激动药具有激动药与拮抗药两重特性。（图2-9C、D） 目前放射性配体-受体结合技术已普遍用于受体研究，但必需和药理效应实验结合进行才有意义。 为什么化学结构类似的药物作用于同一受体有的是激动药，有的是拮抗药，还有的是部分拮抗药？还可用二态模型(two-statemodel) 学说解释。按此学说，受体蛋白有两种可以互变的构型状态：静息状态（R）与活动状态（R[SB]*[/SB]）（图2-12）。静息时平衡趋向R。活动药只与R[SB]*[/SB]有较大亲和力，L-R[SB]*[/SB]结合后充分发挥药理效应。部分激动药（P）与R及R[SB]*[/SB]都能结合但对R[SB]*[/SB]的亲和力大于对R的亲和力，故只有部分受体被激活而发挥较小的药理效应。拮抗药对R及R[SB]*[/SB]亲和力相等，且能牢固结合，但保持静息状态时两种受体状态平衡，拮抗药不能激活受体但能阻断激动药作用。个别药物（如苯二氮[img]https://baike.zhuayao.net/Uploads/zyzy/lilunshuji/yaolixue/yaolixue019.jpg[alt][/alt][/img]类）对R亲和力大于R[SB]*[/SB]，结合后引起与激动药相反的效应，称为超拮抗药(superantagonist)。这一学说容易理解，但有待进一步实验证实。