Après avoir été ingérés, injectés, inhalés ou absorbés à travers la peau, les muqueuses en dessous de la langue ou les muqueuses à l’intérieur de la joue, la plupart des médicaments passent dans le sang et circulent dans tout l’organisme. (Voir aussi Définition de la pharmacodynamie.) Certains sont administrés directement dans le site à traiter. Par exemple, le collyre est directement mis dans les yeux. Les médicaments interagissent ensuite avec les cellules et les tissus sur lesquels ils produisent l’effet souhaité (site d’action). Cette interaction est appelée sélectivité.
La sélectivité est le degré d’action d’un médicament sur un site donné par rapport à d’autres sites.
Les médicaments relativement peu sélectifs agissent sur de nombreux organes ou tissus. Par exemple, l’atropine, médicament administré pour son effet myorelaxant au niveau du tube digestif, agit également comme myorelaxant oculaire et respiratoire.
Les médicaments relativement sélectifs, par exemple, les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) comme l’aspirine et l’ibuprofène (voir Antalgiques non opiacés) agissent au niveau de toute zone enflammée.
Les médicaments hautement sélectifs agissent principalement sur un seul organe ou processus biologique. Par exemple, la digoxine, médicament administré pour traiter l’insuffisance cardiaque, agit essentiellement au niveau du cœur dont elle augmente la contractilité. Les somnifères agissent sur certaines cellules nerveuses du cerveau.
L’endroit où les médicaments exercent leurs effets dépend de la manière dont ils interagissent avec des cellules ou des substances spécifiques, telles que les enzymes.
Récepteurs cellulaires
La plupart des cellules présentent divers types de récepteurs à leur surface. Un récepteur est une molécule dotée d’une structure tridimensionnelle ne pouvant se lier qu’aux substances qui s’adaptent avec précision à elle, comme une clé dans une serrure.
Les récepteurs permettent à des substances naturelles extracellulaires (mais venant de l’organisme) d’influer sur l’activité de la cellule. Des exemples de ces substances incluent les neurotransmetteurs (substances chimiques transmettant des messages entre les cellules du système nerveux) et les hormones (substances chimiques libérées dans la circulation sanguine par un organe pour affecter un autre organe). Cette influence peut être de stimuler ou d’inhiber un processus à l’intérieur de la cellule. Les médicaments tendent à mimer ces substances naturelles et à utiliser les récepteurs de la même manière. À titre d’exemple, la morphine et d’autres médicaments antalgiques agissent ou touchent les mêmes récepteurs cérébraux que ceux utilisés par les endorphines, substances endogènes permettant de contrôler la douleur.
Certains médicaments ne se fixent qu’à un type de récepteur. D’autres, tels des passe-partout, peuvent se fixer à plusieurs types de récepteurs dans l’organisme. La sélectivité d’un médicament s’explique souvent par la façon selon laquelle il se lie sélectivement aux récepteurs.
Une adaptation parfaite
Le récepteur présent sur la surface cellulaire a une structure tridimensionnelle qui permet à une substance spécifique, comme un médicament, une hormone ou un neurotransmetteur, de s’y lier. Cette substance a une structure tridimensionnelle qui coïncide parfaitement avec celle du récepteur, comme une clé dans une serrure. |
Agonistes et antagonistes
Les médicaments qui se fixent aux récepteurs sont classés en agonistes ou antagonistes. Les agonistes activent ou stimulent leurs récepteurs, et entraînent une réponse qui augmente ou diminue l’activité de la cellule. Les antagonistes bloquent l’accès ou la liaison des agonistes endogènes, le plus souvent des neurotransmetteurs, à leurs récepteurs et préviennent ou réduisent ainsi les réponses cellulaires aux agonistes naturels.
Les médicaments agonistes et antagonistes peuvent être utilisés en association chez les personnes asthmatiques. Par exemple, l’albutérol peut être utilisé avec l’ipratropium. L’albutérol, un agoniste, se lie à des récepteurs spécifiques (adrénergiques) sur les cellules de l’appareil respiratoire ; il provoque un relâchement des cellules musculaires lisses et dilate ainsi les voies respiratoires (bronchodilatation). L’ipratropium, un antagoniste, se lie à d’autres récepteurs (cholinergiques) ; il bloque la liaison de l’acétylcholine, neurotransmetteur qui entraîne la contraction des cellules musculaires lisses et provoque ainsi un rétrécissement des voies respiratoires (bronchoconstriction). Les deux médicaments dilatent les voies respiratoires (et facilitent la respiration), mais de manière différente.
Les bêtabloquants, tels que le propranolol, constituent un groupe d’antagonistes largement utilisés. Les bêtabloquants sont utilisés dans le traitement de l’hypertension, l’angine de poitrine (douleur thoracique provoquée par une insuffisance d’apport de sang au muscle cardiaque) et dans celui de certains troubles du rythme cardiaque, ainsi que dans la prévention des migraines. Ils bloquent ou diminuent la stimulation cardiaque induite par les neurotransmetteurs agonistes, l’épinéphrine (adrénaline) et la norépinéphrine (noradrénaline), libérées lors d’un effort. Les antagonistes, comme les bêtabloquants, sont plus efficaces quand la concentration de l’agoniste est élevée dans une région spécifique de l’organisme. De même qu’un embouteillage bloque plus de véhicules vers 17 h qu’à 3 h du matin, les bêtabloquants administrés à des doses ayant une faible action sur la fonction cardiaque normale peuvent s’avérer très efficaces lors d’une émission soudaine d’hormones due à un effort et protéger ainsi le cœur d’un excès de stimulation.
Des cibles dans l’organisme : Récepteurs cellulaires
Certaines substances naturelles présentes dans l’organisme, telles que les neurotransmetteurs et les hormones, se fixent sur des récepteurs à la surface de la cellule. Lorsque ces substances se lient au récepteur présent sur la cellule, elles activent le récepteur ce qui induit ou inhibe une action cellulaire spécifique. Certains médicaments sont en mesure de se lier à ces récepteurs. Certains médicaments agissent comme des agonistes, en stimulant le récepteur de la même façon que les agonistes naturels. D’autres agissent comme des antagonistes, en bloquant l’action de la substance naturelle sur le récepteur. Chaque type de récepteur a de nombreux sous-types et les médicaments peuvent agir sur un ou plusieurs sous-types de récepteurs. | |||
Type de récepteur | Agoniste naturel de l’organisme | Activité induite | Médicaments qui se lient au récepteur |
Adrénergique | |||
Alpha 1 | Adrénaline et noradrénaline | Réactions de « lutte ou de fuite » : Constriction des vaisseaux sanguins de la peau, du tube digestif et de l’arbre urinaire Clivage du glucose dans le foie (libération d’énergie) Diminution de l’activité gastrique et intestinale Contraction de la musculature lisse présente dans les organes génitaux et urinaires | Agoniste : méthoxamine et phényléphrine Antagoniste : doxazosine, prazosine, tamsulosine et térazosine |
Alpha 2 | Adrénaline et noradrénaline | Diminution de la sécrétion d’insuline, de l’agrégation plaquettaire, du rétrécissement des vaisseaux sanguins de la peau et des intestins et de la libération de noradrénaline par les nerfs | Agoniste : Clonidine Antagoniste : yohimbine |
Bêta 1 | Adrénaline et noradrénaline | Augmentation de la fréquence cardiaque, de la force de la contraction myocardique et de la sécrétion de rénine (hormone impliquée dans le contrôle de la tension artérielle) | Agoniste : dobutamine et isoprotérénol Antagoniste : bêtabloquants (utilisés dans le traitement de l’hypertension et des maladies cardiaques), comme l’aténolol et le métoprolol |
Bêta 2 | Adrénaline et noradrénaline | Distension de la musculature lisse présente dans les vaisseaux sanguins, dans les voies respiratoires, dans le tube digestif et dans le système urinaire Clivage du glycogène dans les muscles squelettiques (production de glucose pour production d’énergie) | Agoniste : albutérol, isoétharine et terbutaline Antagoniste : Propranolol |
Cholinergique | |||
Muscarinique | Acétylcholine | Diminution de la fréquence cardiaque et de la force de contraction Constriction des voies respiratoires Dilatation des vaisseaux sanguins dans tout l’organisme Augmentation de l’activité gastrique, intestinale, vésicale ou des glandes salivaires, lacrymales et sudorales | Agoniste : béthanéchol et carbachol Antagoniste : atropine, ipratropium et scopolamine |
Nicotinique | Acétylcholine | Contraction des muscles squelettiques | Agoniste : aucun n’est communément utilisé Antagoniste : atracurium, pancuronium et tubocurarine |
Histaminergique | |||
H1 | Histamine | Production d’une réponse allergénique Contraction des muscles des voies respiratoires et du tube digestif Dilatation des capillaires sanguins Somnolence (sédation) | Agoniste : aucun n’est communément utilisé Antagoniste : cétirizine, chlorphéniramine, clémastine, diphénhydramine, fexofénadine et loratadine |
H2 | Histamine | Stimulation de la sécrétion gastrique | Agoniste : aucun n’est communément utilisé Antagoniste : cimétidine, famotidine et nizatidine |
Sérotoninergique | |||
Sérotonine | Dilatation des vaisseaux sanguins dans le cerveau Stimulation de l’activité du tube digestif (motilité) Contraction des vaisseaux sanguins Effets sur le sommeil, la mémoire, la perception sensorielle, la thermorégulation, l’humeur, l’appétit et la sécrétion hormonale | Agoniste partiel : buspirone Agoniste* : sumatriptan et zolmitriptan Antagoniste : méthysergide et ondansétron | |
Dopaminergique | |||
Dopamine | Implication dans les mouvements, l’humeur, la réflexion, l’apprentissage et la recherche de récompense Augmente également le flux sanguin vers les reins, ce qui augmente l’excrétion urinaire | Agoniste : pramipexole et ropinirole Antagoniste : olanzapine et rispéridone | |
* Les antidépresseurs appelés inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS) agissent en majorant les effets de la sérotonine, mais ne sont pas des agonistes (ils n’agissent pas sur le récepteur de la sérotonine). | |||
Enzymes
Certains médicaments ciblent les enzymes, ce qui régule la vitesse des réactions chimiques, plutôt que de se lier aux récepteurs sur les cellules. Les médicaments qui ciblent les enzymes sont classés comme inhibiteurs ou activateurs (inducteurs). Par exemple, la lovastatine, médicament hypocholestérolémiant, inhibe une enzyme appelée HMG-CoA réductase, nécessaire à la production du cholestérol endogène. L’activation des enzymes impliquées dans le métabolisme des contraceptifs oraux correspond à un effet secondaire de la rifampicine (antibiotique). Chez les femmes qui prennent simultanément un contraceptif oral et de la rifampicine, le contraceptif peut être inefficace, car il est métabolisé (c’est-à-dire dégradé en composants inactifs) et éliminé plus rapidement qu’en temps normal.
Interactions chimiques
Certains médicaments génèrent des effets sans modifier la fonction d’une cellule et sans se fixer à un récepteur. Par exemple, la plupart des antiacides diminuent l’acide gastrique grâce à des réactions chimiques simples. Les antiacides sont des bases qui interagissent chimiquement avec les acides pour neutraliser l’acide gastrique.
