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• Francisco Perea Rsdz

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Resumen El efecto de un antagonista sobre un agonista se puede observar fácilmente mediante el uso de un simulador, tal como se llevó a cabo en la práctica, se utilizó a la acetilcolina para obtener una relación dosis-respuesta gradual y con ello comprender las interacciones farmacológicas entre un agonista (acetilcolina) y su correspondiente antagonista (atropina), finalmente al ser un antagonismo de tipo competitivo, fue notable (mediante las gráficas obtenidas) el hecho de que se puede superar el efecto producido por la atropina al incrementar en cantidades suficientes la concentración de acetilcolina a nivel de receptores. Abstract The effect of an antagonist on an agonist can be observed easily through the use of a simulator, as it was carried out in the practice, acetylcholine was used to obtain a gradual dose-response relationship with that understand the pharmacological interactions between an agonist ( acetylcholine) an its correspondent antagonist (atropine), finally to be competitive antagonism, it was remarkable (through the graphics obtained) the fact that effect produced by atropine can be overcome by increasing at a sufficient level the concentration of acetylcholine to receptors level Introducción Para que un fármaco pueda llevar a cabo un efecto terapeútico en el organismo, debe unirse a un receptor, mismo que se encontrará situado en las membranas externas, protoplasma o núcleo de las células diana. Se le llama Agonista a un compuesto químico capaz de simular el efecto de una sustancia producida por el propio cuerpo, el agonista al imitarlas actúa sobre sus receptores y de esta forma logra los efectos que aquella sustancia natural produce en la célula. A su vez, los fármacos Antagonistas también pueden unirse a los receptores de las células, pero éstos no producen respuesta alguna, es decir no habrá ningún efecto. Por lo que poseen propiedades que les permite inhibir la acción de los agonistas. A dicho mecanismo de inhibición se le conoce como Antagonismo y existe en dos tipos: el competitivo, donde los fármacos agonistas y antagonistas competirán por ocupar los receptores celulares. Este tipo de antagonismo puede ser revertido si la dosis del agonista aumenta, puesto que podrá ocupar más receptores y de esta forma inhibirá el antagonismo. Y el no competitivo, en el cual una sustancia antagonista se unirá fuertemente a los receptores celulares mediante mecanismos alquilantes o alostéricos; por lo que, aunque la dosis del agonista aumente, este antagonismo no podrá ser revertido puesto que los receptores ya no podrán ser ocupados. Ejemplos de fármacos agonistas y antagonistas son la acetilcolina y la atropina respectivamente; los cuales se emplearon en la práctica con ayuda de un simulador. Materiales y métodos Equipo  Computadora personal con el programa Organ Bath Simulation v2.6. Procedimiento Para iniciar un experimento (práctica 8). 1. Presionar el botón new experiment, y seleccionar el tipo de tejido guinea pig ileum. 2. De la lista de fármacos disponibles, en la sección de agonistas, seleccionar acetilcolina.

3. Presionar el botón Record para dar inicio al registro y registrar el estado basal del músculo durante 1 minuto. Para adicionar el agonista. 4. Seleccionar la menor concentración stock del agonista. 5. Ingresar un mililitro en el espacio denominado volumen. 6. Presionar el botón Add to Organ Bath y registrar la reacción durante 20 segundos. 7. Pasado el tiempo presionar el botón Flush Reservoir Bath. para lavar el músculo y retirar la acetilcolina. 8. Permitir que el músculo regrese a su estado basal y que se estabilice por 10 segundos. Medición de la respuesta del músculo. 9. Presionar el botón stop para detener el registro. 10. Realizar tres mediciones de la contracción del músculo donde se estabiliza la respuesta (meseta) y calcular el promedio de éstas (promedio de respuesta). Construcción de la curva dosis-respuesta. 11. Repetir los pasos 4 al 10 para cada una de las soluciones stock de acetilcolina, yendo de la más pequeña a la más grande y registrar el promedio de cada una de las mesetas. 12. Calcular la concentración final en el baño (CFB) donde se encuentra el órgano para cada concentración de acetilcolina adicionada al baño, utilizando la siguiente fórmula: [CFB]= [stock de acetilcolina]x Volumen adicionadoVolumen del baño Donde: el volumen del baño es de 10 mL. 13. Calcular el porcentaje del efecto obtenido de cada concentración de acetilcolina, utilizando la respuesta máxima (la meseta más alta) observada como el 100% del efecto. 14. Construir la curva dosis- respuesta gradual. Para iniciar un experimento (práctica 9). 15. Seleccionar nuevamente guinea pig ileum como tipo de tejido. 16. De la sección de fármacos agonistas disponibles seleccionar acetilcolina. 17. De la sección de antagonistas disponibles seleccionar atropina. 18. Presionar el botón Record para iniciar el registro del estado basal, y mantenerlo durante 1 minuto. Adición de los fármacos. 19. Seleccionar de nuevo la menor concentración de acetilcolina e ingresar un mililitro como volumen. 20. En la sección de la atropina seleccionar la concentración de 1x10-2 M, la cual permanecerá constante a lo largo de todo el experimento. Como volumen se deberá ingresar un mililitro. 21. Adicionar el agonista y registrar la reacción durante 20 segundos. 22. Transcurrido el tiempo, adicionar el antagonista con el botón Add to y registrar el efecto nuevamente por 20 segundos. 23. Lavar el músculo y permitir que regrese a su estado basal y se estabilice por 10 segundos. 24. Detener el registro. 25. Medir la contracción del músculo donde se estabilizan (meseta) las respuestas tanto para acetilcolina como para acetilcolina con atropina. Se tomarán tres mediciones de esta meseta y se promediarán. 26. Repetir los pasos de la sección “Construcción de la curva dosis-respuesta”.

27. Realizar la curva dosis-respuesta gradual y calcular la CE50 tanto para la acetilcolina sola, como para la interacción entre ambos fármacos (acetilcolina y atropina). Resultados de agonista (acetilcolina)

Concentración acetilcolina

CFB (M)

log CFB

Promedio de concentración según la meseta

Porcentaje (%)

1x10

1x10

-9

2.4719

18.98934

1x10

1x10

-8

9.2558

71.10383

1x10

1x10

-7

12.4636

95.74642

1x10

1x10

-6

12.8936

99.04972

1x10

1x10

-5

12.9033

99.12424

1x10

1x10

-4

12.985

99.75186

1x10

1x10

-3

13.0173

100

1x10

1x10

-2

12.8543

98.74782

-8

-9

-7

-8

-6

-7

-5

-6

-4

-5

-3

-4

-2

-3

-1

-2

Ordenada al origen: 132.1218 Pendiente: 8.5104 r =0.5342 E= m logC + b log C50= 50-132.1218/8.5104 C50= 10 C50= 2.2408x10 2

-9.6495

-10

Resultados de agonista (carbacol) Concentración carbacol

CFB (M)

log CFB

Promedio de concentración según la meseta

Porcentaje (%)

1x10

1x10

-9

2.1853

16.6422

1x10

1x10

-8

8.9888

68.4548

1x10

1x10

-7

12.35

94.0522

1x10

1x10

-6

12.809

97.5477

1x10

1x10

-5

12.955

98.6596

1x10

1x10

-4

13.014

99.1089

1x10

1x10

-3

13.131

100

1x10

1x10

-2

13.102

99.7791

-8

-9

-7

-8

-6

-7

-5

-6

-4

-5

-3

-4

-2

-3

-1

-2

Ordenada al origen: 133.7783 Pendiente: 8.9995 r = 0.5659 E= m logC + b log C50= 50-133.7783/8.9995 C50= 10 C50= 4.9066x10 2

-9.3092

-10

Resultados de agonista (Pilocarpina) Concentración

CFB

log

Promedio de concentración

Porcentaje

Pilocarpina

(M)

CFB

según la meseta

(%)

1x10

1x10

-9

0.1172

0.8453

1x10

1x10

-8

0.8891

6.4130

1x10

1x10

-7

5.53

39.8874

1x10

1x10

-6

12.057

86.9662

1x10

1x10

-5

13.473

97.1797

1x10

1x10

-4

13.864

100

1x10

1x10

-3

13.766

99.2931

1x10

1x10

-2

13.835

99.7908

-8

-9

-7

-8

-6

-7

-5

-6

-4

-5

-3

-4

-2

-3

-1

-2

Ordenada al origen: 154.5307 Pendiente: 16.0425 r = 0.8130 E= m logC + b log C50= 50-154.5307/16.0425 C50= 10 C50= 3.0488x10 2

-6.5158

-7

Resultados de antagonista vs acetilcolina

Concentración Concentración promedio acetilcolina Porcentaje de atropina en el baño Log(Concentración (g) efecto (M) atropina en el baño) 14.88666667

0

0

-

14.68833333

1.15726959 1x10-9

13.42766667

9.62569772 1.10x10-8

-7.958607315

7.054233333

52.4387295 1.11x10-7

-6.954677021

1.159433333

92.0365799 1.111x10-6

-5.954285941

0.195406667

98.5123524 1.1111x10-5

-4.954246852

0.068393467

99.3655535 1.11111x10-4

-3.954242944

0.107477333

99.1030107 1.111111x10-3

-2.954242553

0.026054467

-9

100 1.1111111x10-2

Log(Concentración atropina en el baño) Porcentaje de efecto -9

1.157269592

-7.958607315

9.625697716

-6.954677021

52.43872951

-1.954242514

Pendiente (h) Ordenada al origen R

2

Cálculos

-5.954285941

92.03657994

-4.954246852

98.51235244

-3.954242944

99.36555352

-2.954242553

99.10301075

-1.954242514

100

22.62776571 205.09 0.898761994

Ce50=10-205.09/22.62776571=8.6368x10-10

Análisis de resultados Después de haberse llevado a cabo el correspondiente tratamiento de los datos obtenidos en el simulador, finalmente se obtuvo la curva dosis-respuesta para los siguientes agonistas: Acetilcolina, Carbacol y Pilocarpina. Comenzando por la Acetilcolina, se puede observar cómo a medida que aumenta su concentración el efecto producido también se va elevando, de forma que en un tiempo específico, por más que aumente la dosis del agonista el efecto ya no subirá más. Esto, se debe a que todos los receptores de la acetilcolina ya han sido ocupados, por lo que, aunque la concentración del fármaco siga en aumento ya no habrá sitios de unión a los cuales unirse. Éste es el efecto máximo y se representa como la meseta en la curva dosis-respuesta. En cuanto a la CE50 se refiere a la concentración que produce el 50% de la máxima respuesta, y para Acetilcolina se obtuvo un resultado de 2.2408x10 mg/mL, en cuestión a los otros dos agonistas, resultaron concentraciones de 4.9066x10 mg/mL y 3.0488x10 mg/mL de Carbacol y Pilocarpina respectivamente. Por lo que como se puede observar, la Acetilcolina y el Carbacol alcanzaron el 50% del efecto máximo a una menor concentración que la Pilocarpina. En la literatura se tiene que tanto la Acetilcolina como el Carbacol tienen usos oftalmológicos. Mientras que la Pilocarpina estimula la secreción de las glándulas exocrinas (salivales, lagrimales, sudoríparas, etc). Estos tres agonistas actúan sobre el Sistema Nervioso. Respecto a la curva dosis-respuesta de agonista-antagonista, donde se utilizó Acetilcolina como el primero y Atropina como el segundo respectivamente, puede observarse como ésta es de forma inversa, si se compara con las anteriores curvas dosis-respuesta -10

-10

-7

obtenidas. Esto se debe a que, al tratarse de un antagonista, su efecto es contrarrestar al agonista, y ésto se logra con el aumento de su dosis. Es por eso que, cuando la dosis administrada de Atropina no causa ningún efecto, la curva se mantiene en una forma de meseta que representa la fuerza del músculo contraído por la Acetilcolina administrada; a medida que se va aumentando la concentración de la Atropina se puede ver a la curva descender lo que significa que está produciendo un efecto. Finalmente, llega al estado basal, lo que podría interpretarse como su 100% de efectividad al inhibir totalmente el efecto de la Acetilcolina. De ésta forma y mediante los cálculos pertinentes se encontró que la CE50 de la Atropina es de 8.6368x10-10mg/mL. Concentración necesitada para obtener el 50% del efecto máximo del antagonista administrado sobre el tejido de experimentación. Conclusiones. En tanto concluimos que el uso del simulador nos presentó la respuesta de un músculo liso al agregar un agonista (acetilcolina), llegando a una dosis-respuesta máxima CE50, refiriéndose a que los receptores ya que se mantienen anclados a la acetilcolina. Por otra parte se manejo el efecto del antagonista competitivo por los receptores, anteriormente anclados a la acetilcolina, que al agregar menor concentración del agonista el efecto de la inhibición del antagonista llegó a su punto máximo, casi llegando al estado basal. Por lo que se llevó satisfactoriamente la experimentación por puntos de receptores de la acetilcolina y la topina en conjunto, sobre el músculo liso, presenciando la CE50 en ambos casos. Referencias  Flores Soto ME, Segura Torres JE, Estructura y función de los receptores acetilcolina del tipo muscarínico y nicotínico. [Fecha de acceso: 19 de Abril del 2019]. Disponible en: https://www.medigraphic.cgi.  Bases técnicas de la interacción fármaco-receptor. Tratamiento de datos. [Internet]. [Fecha de acceso: 19 de Abril del 2019]. Disponible en: www.uah.es/farmamol/Public/PDF_files/Bases_inter_FR.pdf. J. Sallés y A. Badía. Caracterización y cuantificación del antagonismo farmacológico. [Fecha de acceso: 18 de Abril del 2019]. Disponible en: https:farmacomedia.files.wordpress.com/2010/03/farmacodinamia.pdf.