Dopo l’ingestione, l’iniezione, l’inalazione o l’assorbimento attraverso la cute, la mucosa sotto la lingua o la mucosa all’interno della guancia, la maggior parte dei farmaci entra nel torrente ematico e circola in tutto l’organismo. (Vedere anche Definizione di dinamica dei farmaci.) Alcuni farmaci vengono somministrati direttamente nell’area che si intende trattare. Per esempio, le gocce oculari sono inserite direttamente negli occhi. I farmaci interagiscono quindi con cellule o tessuti (siti bersaglio), provocando l’effetto desiderato. Questa interazione prende il nome di selettività.
La selettività è il grado in base al quale un farmaco agisce su un dato sito rispetto ad altri siti.
I farmaci relativamente non selettivi influiscono su molti tessuti od organi diversi. Per esempio, l’atropina, un farmaco somministrato come rilassante del tubo digerente, può anche rilassare la muscolatura dell’occhio e dell’apparato respiratorio.
I farmaci relativamente selettivi, per esempio gli antinfiammatori non steroidei (FANS), quali l’aspirina e l’ibuprofene (vedere Antidolorifici non oppioidi), agiscono in qualsiasi sede in cui sia presente un’infiammazione.
I farmaci altamente selettivi influenzano soprattutto un unico organo o sistema. Per esempio, la digossina, un farmaco somministrato per trattare lo scompenso cardiaco, agisce soprattutto al livello del cuore, aumentandone l’efficienza di contrazione. I sonniferi agiscono su alcune cellule nervose del cervello.
La sede in cui i farmaci esercitano i loro effetti ha a che vedere con il modo in cui interagiscono con cellule o sostanze specifiche, come gli enzimi.
Recettori cellulari
In superficie, la maggior parte delle cellule presenta molti tipi diversi di recettori. Un recettore è una molecola con una specifica struttura tridimensionale, che si lega solo a sostanze in grado di adattarsi con precisione alla sua struttura, come una chiave si inserisce nella serratura.
I recettori permettono a sostanze naturali extracellulari (originate nell’organismo) di influire sull’attività della cellula. Esempi di queste sostanze comprendono neurotrasmettitori (composti chimici che trasmettono messaggi fra le cellule nel sistema nervoso) e ormoni (composti chimici rilasciati in circolo da un organo affinché svolgano un’azione in un altro organo). L’azione potrebbe stimolare o inibire un processo all’interno della cellula. I farmaci tendono a simulare queste sostanze naturali, servendosi quindi dei recettori allo stesso modo. Per esempio, la morfina e altri farmaci antidolorifici utilizzano gli stessi recettori cerebrali usati dalle endorfine, sostanze prodotte dall’organismo per il controllo del dolore.
Alcuni farmaci si legano a un solo tipo di recettore. Altri, come una chiave passe-partout, si legano a numerosi tipi di recettori in tutto l’organismo. La selettività di un farmaco può essere spiegata dal modo esclusivo con cui si lega al recettore.
Un legame perfetto
Un recettore posto sulla superficie cellulare presenta una struttura tridimensionale che permette a una sostanza specifica, come un farmaco, un ormone o un neurotrasmettitore, di legarsi ad esso, in quanto la sostanza presenta una struttura tridimensionale che si lega perfettamente al recettore, come una chiave nella serratura. |
Agonisti e antagonisti
I farmaci che si legano ai recettori vengono classificati come agonisti o antagonisti. I farmaci agonisti attivano o stimolano i loro recettori, determinando una risposta che aumenta o diminuisce l’attività della cellula. I farmaci antagonisti bloccano l’accesso o il legame degli agonisti naturali dell’organismo, spesso neurotrasmettitori, ai loro recettori, prevenendo o riducendo in tal modo le risposte cellulari agli agonisti naturali.
I farmaci agonisti e antagonisti possono essere utilizzati in associazione nei soggetti con asma. Per esempio, l’albuterolo può essere utilizzato con l’ipratropio. L’albuterolo, un agonista, si lega a specifici recettori (adrenergici) delle cellule dell’apparato respiratorio, causando rilassamento delle cellule muscolari lisce e dilatando, quindi, le vie aeree (broncodilatazione). L’ipratropio, un antagonista, si lega ad altri recettori (colinergici), bloccando il legame dell’acetilcolina, un neurotrasmettitore che causa la contrazione delle cellule muscolari lisce e quindi un restringimento delle vie aeree (broncospasmo). Entrambi i farmaci dilatano le vie aeree (e facilitano la respirazione), ma in modo diverso.
I beta-bloccanti, come il propranololo, sono un gruppo di antagonisti ampiamente impiegati. I beta-bloccanti vengono utilizzati per il trattamento dell’ipertensione arteriosa, dell’angina (dolore toracico causato da un insufficiente apporto di sangue al muscolo cardiaco) e di alcune alterazioni del ritmo cardiaco (aritmie cardiache), e per prevenire le emicranie. Essi bloccano o riducono la stimolazione cardiaca causata dai neurotrasmettitori agonisti, epinefrina (adrenalina) e norepinefrina (noradrenalina), che vengono rilasciati sotto sforzo. Gli antagonisti come i beta-bloccanti sono molto efficaci quando la concentrazione locale di agonisti è elevata in una parte specifica del corpo. Allo stesso modo in cui un blocco stradale ferma più veicoli durante le ore di punta, alle 5 del pomeriggio più che alle 3 del mattino, i beta-bloccanti, somministrati in dosi minime e, quindi, con conseguente effetto minimo sulla normale funzionalità cardiaca, possono risultare notevolmente efficaci in presenza di una grossa quantità di ormoni rilasciata sotto sforzo e, pertanto, proteggere il cuore da stimolazioni eccessive.
Target nell’organismo: recettori cellulari
Alcune sostanze naturali presenti nell’organismo, come i neurotrasmettitori e gli ormoni, si legano a specifici recettori sulla superficie delle cellule. Quando queste sostanze si legano al recettore presente sulla cellula, esse stimolano il recettore a svolgere la propria funzione, cioè, queste sostanze si comportano da agonisti. I farmaci sono anche in grado di mirare e legarsi a questi recettori. Alcuni svolgono un’azione agonista, stimolando il recettore analogamente alle sostanze naturali prodotte dall’organismo. Altri agiscono da antagonisti, bloccando l’azione della sostanza naturale sul recettore. Ogni tipo di recettore ha molti sottotipi e i farmaci possono agire su uno o più sottotipi di recettori. | |||
Tipo di recettore | Agonista naturale dell’organismo | Azione risultante | Farmaci mirati al recettore |
Adrenergici | |||
Alfa 1 | Epinefrina e norepinefrina | Reazioni di attacco o fuga (“fight-or-flight”): Contrazione dei vasi sanguigni nella cute, nel tubo digerente e nelle vie urinarie Scomposizione del glucosio nel fegato (con rilascio di energia) Riduzione dell’attività gastrica e intestinale Contrazione della muscolatura liscia negli organi genitali e urinari | Agonista: Metossamina e fenilefrina Antagonista: Doxazosina, prazosina, tamsulosina e terazosina |
Alfa 2 | Epinefrina e norepinefrina | Riduzione della secrezione di insulina, della coagulazione piastrinica, della contrazione dei vasi sanguigni a livello cutaneo e intestinale e del rilascio di norepinefrina dai nervi | Agonista: Clonidina Antagonista: Yohimbina |
Beta 1 | Epinefrina e norepinefrina | Aumento della frequenza cardiaca, della potenza della contrazione cardiaca e della secrezione di renina (ormone coinvolto nel controllo della pressione sanguigna) | Agonista: Dobutamina e isoproterenolo Antagonista: Beta-bloccanti (usati per il trattamento dell’ipertensione e di cardiopatie), come atenololo e metoprololo |
Beta 2 | Epinefrina e norepinefrina | Dilatazione della muscolatura liscia nei vasi sanguigni, nelle vie aeree, nel tubo digerente e nelle vie urinarie Scomposizione del glicogeno nei muscoli scheletrici (con rilascio di glucosio a scopo energetico) | Agonista: Albuterolo, isoetarina e terbutalina Antagonista: Propranololo |
Colinergici | |||
Muscarinici | Acetilcolina | Ridotta frequenza cardiaca e potenza della contrazione cardiaca Restringimento delle vie aeree Dilatazione dei vasi sanguigni in tutto l’organismo Aumento dell’attività gastrica, intestinale, della vescica e salivare, lacrimale e delle ghiandole sudoripare | Agonista: Betanecolo e carbacolo Antagonista: Atropina, ipratropio e scopolamina |
Nicotinici | Acetilcolina | Contrazione dei muscoli scheletrici | Agonista: Nessun agente d’uso comune Antagonista: Atracurio, pancuronio e tubocurarina |
Istaminergici | |||
H1 | Istamina | Produzione di una risposta allergica Contrazione dei muscoli nelle vie aeree e nel tubo digerente Dilatazione dei piccoli vasi sanguigni Sonnolenza (sedazione) | Agonista: Nessun agente d’uso comune Antagonista: Cetirizina, clorfeniramina, clemastina, difenidramina, fexofenadina e loratadina |
H2 | Istamina | Stimolazione delle secrezioni gastriche | Agonista: Nessun agente d’uso comune Antagonista: Cimetidina, famotidina e nizatidina |
Serotoninergici | |||
Serotonina | Restrizione dei vasi sanguigni cerebrali Stimolazione dell’attività (motilità) nel tubo digerente Contrazione dei vasi sanguigni Effetti sul sonno, sulla memoria, sulla percezione sensoriale, sulla regolazione della temperatura, sull’umore, sull’appetito e sulla secrezione ormonale | Agonista parziale: Buspirone Agonista*: Sumitriptan e zolmitriptan Antagonista: Metisergide e ondansetron | |
Dopaminergici | |||
Dopamina | Interessamento dell’attività motoria, dell’umore, della funzione cognitiva, dell’apprendimento e della ricerca di ricompensa Aumentano inoltre il flusso ematico ai reni, che consente un incremento dell’escrezione urinaria | Agonista: Pramipexolo e ropinirolo Antagonista: Olanzapina e risperidone | |
* Gli antidepressivi detti inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (selective serotonin reuptake inhibitors, SSRI) agiscono attraverso un potenziamento degli effetti della serotonina, ma non sono agonisti (non agiscono sul recettore della serotonina). | |||
Enzimi
Alcuni farmaci agiscono sugli enzimi che regolano la velocità delle reazioni chimiche, invece di legarsi ai recettori cellulari. I farmaci che si legano agli enzimi vengono classificati come inibitori o attivatori (induttori). Per esempio, la lovastatina, un farmaco che riduce i livelli di colesterolo, inibisce un enzima definito HMG-CoA reduttasi, fondamentale per la produzione di colesterolo nell’organismo. Un effetto collaterale dell’antibiotico rifampicina consiste nell’attivazione degli enzimi coinvolti nel metabolismo dei contraccettivi orali. Nel caso in cui alle donne che assumono contraccettivi orali venga somministrata anche rifampicina, il contraccettivo viene metabolizzato (ovvero decomposto in componenti inattivi) e rimosso dall’organismo più rapidamente del normale e può pertanto risultare inefficace.
Interazioni chimiche
Alcuni farmaci producono effetti senza alterare la funzione di una cellula e senza legarsi a un recettore. Per esempio, la maggior parte degli antiacidi diminuisce la percentuale acida nello stomaco attraverso semplici reazioni chimiche. Gli antiacidi sono basi che interagiscono chimicamente con gli acidi per neutralizzare gli acidi gastrici.
