B8.1 Lægemidler og receptorer
Supplerende stof
En hovedpinetablet vejer lidt over et halvt gram. Alligevel kan den dæmpe smerten i en krop på 70 kg. Det kan den, fordi molekylerne i tabletten passer præcist ind bestemte steder i kroppen, som en nøgle passer i en lås.
Lægemidler
Et lægemiddel er et stof, der bruges til at forebygge, lindre eller helbrede sygdom. En tablet indeholder et virksomt stof og nogle hjælpestoffer, som holder tabletten sammen og får den til at gå i opløsning det rigtige sted.
De fleste virksomme stoffer er organiske molekyler med de funktionelle grupper, du kender fra kapitel B3 og B4. Mange af dem har også en benzenring.
Benzenringen
Benzen er en ring af seks carbonatomer med formlen C6H6. Du mødte den i afsnit 6.4 i bogen til C-niveau. I en zigzagformel tegnes den som en sekskant med tre dobbeltbindinger.
Benzenringen er flad og upolær. De tre dobbeltbindinger opfører sig ikke som almindelige dobbeltbindinger. Elektronerne fra dobbeltbindingerne er fordelt jævnt i hele ringen, så de tre dobbeltbindinger tilsammen udgør ét stærkt sammenhængende system.1 Det gør ringen meget stabil.
Ved en additionsreaktion skulle en af dobbeltbindingerne brydes, og så ville det sammenhængende system gå i stykker. Benzen indgår derfor ikke i additionsreaktioner, sådan som alkenerne gør. Benzen affarver derfor ikke bromvand.
Når der sidder en gruppe på ringen, har det carbonatom ikke noget hydrogenatom. En OH-gruppe, der sidder direkte på en benzenring, er mere sur end OH-gruppen i en almindelig alkohol.
Tre smertestillende lægemidler
- Acetylsalicylsyre er det virksomme stof i fx Aspirin og Magnyl. Molekylet har en carboxylgruppe og en estergruppe.
- Paracetamol er det virksomme stof i fx Panodil og Pinex. Molekylet har en hydroxygruppe på ringen og en amidgruppe.
- Ibuprofen er det virksomme stof i fx Ipren. Molekylet har en carboxylgruppe og en lang, upolær del.
De funktionelle grupper bestemmer, hvordan stoffet opfører sig: om det kan opløses i vand, om det er en syre eller en base, og hvad det kan binde sig til i kroppen.
Signalstoffer og receptorer
Kroppens celler taler sammen med kemi. En celle sender et lille molekyle afsted, og en anden celle opfanger det. Molekylet kaldes et signalstof. Adrenalin, noradrenalin, dopamin og serotonin er signalstoffer.
Signalstoffet opfanges af en receptor. En receptor er et protein, og de fleste receptorer sidder i cellens membran. Proteinet er foldet, så der er en lomme, hvor netop ét signalstof passer ind. Lommen kaldes receptorens bindingslomme. Sådan en lomme lærte du om i afsnit B7.8. Når signalstoffet sætter sig i lommen, ændrer receptoren form, og det sætter en reaktion i gang inde i cellen.
Adrenalin er et godt eksempel. Når du bliver bange, sender binyrerne adrenalin ud i blodet. Adrenalinen sætter sig på receptorer i hjertet, og hjertet slår hurtigere.
Agonister og antagonister
Mange lægemidler virker ved at sætte sig i en receptor i stedet for kroppens eget signalstof.
- En agonist ligner signalstoffet så meget, at den tænder receptoren. Den giver samme virkning som signalstoffet.
- En antagonist passer i lommen, men tænder ikke receptoren. Den optager pladsen, så signalstoffet ikke kan komme til. Virkningen bliver dæmpet.
| Lægemiddel | Type | Virkning |
|---|---|---|
| salbutamol i astmaspray | agonist for adrenalin | musklerne om luftvejene slapper af |
| betablokkere | antagonist for adrenalin og noradrenalin | hjertet slår langsommere |
| morfin | agonist for kroppens egne smertedæmpende stoffer | smerten dæmpes |
| naloxon | antagonist i de receptorer, morfin virker på | ophæver en forgiftning med morfin eller heroin |
Ikke alle lægemidler virker på receptorer. Acetylsalicylsyre og ibuprofen sætter sig i stedet i det aktive center i et enzym og stopper det. Enzymet laver de stoffer, der giver smerte og feber. Princippet er det samme: molekylet skal passe i en lomme i et protein.
Bindingerne i lommen
De fleste lægemidler sidder ikke fast i lommen med elektronparbindinger. De holdes på plads af de samme svage bindinger, som holder proteiner foldet. Dem kender du fra afsnit B3.2 og afsnit B7.8.
- Hydrogenbindinger mellem OH-grupper eller NH-grupper i lægemidlet og polære grupper i lommen.
- Ionbindinger mellem en ladet gruppe i lægemidlet og en modsat ladet sidekæde i lommen. I figuren har aminogruppen i adrenalin optaget en hydron og er positivt ladet.
- Londonbindinger mellem upolære dele som benzenringen og upolære sidekæder i lommen. I biokemi kaldes de hydrofobe vekselvirkninger.
Hver binding er svag, men tilsammen holder de molekylet fast. Fordi bindingerne er svage, sidder molekylet ikke fast for altid. Det slipper igen, og kroppen nedbryder det og udskiller det. Derfor skal de fleste lægemidler tages igen efter nogle timer.
Acetylsalicylsyre er en undtagelse. Den afleverer en del af sin estergruppe til enzymet, og den del bliver siddende med en elektronparbinding. Enzymet er så ude af spillet, til cellen har lavet et nyt.
Jo flere bindinger der passer, jo bedre sidder molekylet. Selv en lille ændring i molekylet, fx en OH-gruppe, der flyttes, kan gøre et virksomt stof uvirksomt.
Sådan et system kaldes et konjugeret system. Det opstår, når dobbeltbindinger og enkeltbindinger skifter i en kæde eller en ring. Elektronerne fra dobbeltbindingerne kan så bevæge sig hen over alle atomerne i systemet, og det gør stoffet mere stabilt. Konjugerede systemer er også grunden til, at mange farvestoffer har farve.↩︎