Nie wątpię, że gdybyśmy mogli odkryć kształt, rozmiar, fakturę i ruch najmniejszych składników dowolnych dwóch ciał, znalibyśmy bez przeprowadzania prób niektóre z operacji, które wykonują one jedno na drugim, tak jak teraz znamy właściwości kwadratu czy trójkąta. Gdybyśmy znali mechaniczne skłonności cząsteczek rabarbaru, szczwołu, opium i człowieka, tak jak zegarmistrz zna owe skłonności w przypadku części zegara, […] powinniśmy być w stanie przewidzieć, że rabarbar przeczyści, szczwół zabije, a opium uśpi. - John Locke „Essay concerning human understanding”

Początki teorii receptorowej

Pytanie: „w jaki sposób działają leki i trucizny?” – nurtowało filozofów, lekarzy i naukowców nawet w czasach, gdy większość leków stanowiły preparaty roślinne, a nikomu nie śniło się (there are more things in heaven and earth, Horatio, than are dreamt of in your philosophy…) przeogromne bogactwo świata cząsteczek chemicznych, receptorów, trójwymiarowych struktur i rozpoznania molekularnego. W XIX wieku  naukowcy zdali sobie sprawę z tego, że leki i trucizny to związki chemiczne albo ich mieszaniny. Konsekwencją tego było stopniowe przeniesienie głównego nurtu poszukiwania nowych substancji aktywnych z obszaru botaniki do chemii organicznej. Postępy fizjologii pokazały jednocześnie, że organizmy żywe również wytwarzają pewne czynniki (hormony), którymi regulują własne działanie i które także są związkami chemicznymi. W XX wieku prace w zakresie chemii medycznej zaczęły skutkować kolejnymi klinicznie użytecznymi lekami. Przez wiele lat brakowało jednak ogólnej i powszechnie uznanej teorii wyjaśniającej mechanizm działania substancji aktywnych.

W drodze do dzisiejszego stanu wiedzy w tym temacie, pierwsze istotne ustalenia poczynił John Newport Langley, który w latach 70. XIX wieku zauważył, że pilokarpina (wyizolowana wtedy z rośliny o „wdzięcznej” polskiej nazwie: potoślin) i atropina wzajemnie antagonizują swoje działanie. Uczony spekulował, że alkaloidy te reagują z komórką i tworzą związek chemiczny tak samo jak np. sód reaguje z wodą, dając ług sodowy. Przez wiele lat nie rozwijał jednak tego wątku z racji innych zainteresowań badawczych. W 1905 r. Langley sprawdzał wpływ nikotyny na mięśnie, którym odcięto połączenia nerwowe. Okazało się, że substancja ta powoduje skurcz, odwracalny przez podanie kurary. Wynik ten stał w sprzeczności z akceptowaną wówczas wiedzą, według której alkaloidy i hormony wpływały na funkcje określonych komórek przez drażnienie nerwów, które połączone były z tymi komórkami. Przeciwnie, zgodnie z dawnymi myślami badacza, wydawało się, że komórki same są wyposażone w „substancję receptywną”, która wchodzi w reakcję z lekami, hormonami i truciznami. Langley uważał, że substancja receptywna jest fragmentem większej „protoplazmatycznej cząsteczki”.

Mniej więcej w podobnym czasie, Paul Ehrlich rozwijał swoją teorię łańcuchów bocznych (które nazywał również receptorami) jako wyjaśnienie działania układu odpornościowego (szerzej we wcześniejszym artykule: Piotr F.J. Lipiński, Dariusz Plewczyński, Ojciec chemioterapii, „Przemysł Farmaceutyczny”, 2016, 1, 48-51). Potem, Ehrlich zaadaptował pomysł Langleya i założył istnienie „chemoceptorów”, czyli łańcuchów bocznych, które wiążą substancje chemiczne (w tym leki). Idea ta była podstawą programu badawczego, który skutkował odkryciem skutecznego leku przeciw kile.

Cały artykuł opublikowano w numerze 4-5/2016 magazynu „Przemysł Farmaceutyczny”

Fot. 123rf.com