agoniste partiel / agoniste full / antagoniste

1. Les récepteurs post-synaptiques :
pharmacologie agonistes et antagonistes
Nts libération
autorécepteur
recaptur
e
récepteur post synaptique
prèsynaptique
post synaptique
transmission

2. Les récepteurs monoaminergiques : DA -
NA et 5-HT
Multiplicité
d
es récepteurs
Noradrénaline
dopamine
sérotonine
5-HT 1
A
/
1B
/ 1D
/ 1
E
5-HT 3
5
-
H
T
2
A
/2C
5-HT 4
5-HT 5
5-HT 6
5-HT 7
5-
H
T
1B

3. NA
α
2
α
2
DA
D2
D2Les récepteurs pré
s
ynaptiques 5-HT, DA et NA :
Localisation : somatodendriti
que et axonale
5-HT
5-HT 1B
5-HT 1A

4. Récepteurs et 2
nd
messagers
dépolarisation hyperpolarisation
NTS -
R
réponse
•
sites saturables ( # limité)
•
interaction spécifique (stéréospécifique)
⇒
1 Nts
•
liaison réversible
→
action limitée dans le temps
•
mo
lécule protéique incluse dans la membrane cel
l
récepteurs métabotropiques et ionotropiques

5. Récepteurs métabotropiques
Famille récepteurs 7 domaines transmembranaires –
c
ouplés protéines G
intracel
lul
a
ir
e
extracell
u
la
ire
COOH
TM1
TM2
TM3
TM4
TM5
TM6
TM7
NH
2
Longue chaîne
N-termi
n
al
Spécificité
c
ouplage
protéines G
récepteur
Nts
(1
er
messager)
G
α
i/0
↓
AMPc
G
α
q /11
↑
IP3/D
A
G
G
α
S
↑
AMPc
Protéines G
famille
effecteur
sou
s
un
ité
α
(2nd messager)
Protéines G
-
identifiées par
Gilman
et coll
-
c
ouplées nucléotide guanine (G
TP –
G
DP)
-
hétéro trimètre (sous unités
α
–
β
-
γ
)
-
3
familles principal
es (en fonction de
α
)

6. Récepteurs métabotropiques
protéines G cycle fonctionnel
Nts
α
γ
β
GDP
GTP
→
GDP
α
γ
β
GTPase
Fixation Nts
–
R :
-
association
α
-R
-
↓
affinité
G
DP -
↑
GTP
-
liaison GTP-
α
α
γ
β
GTP
canaux ioniques ,
adénylate cyclase
phospholi
p
ase C, autres protéi
nes
Liaiso
n
GTP :
-
dissociation
α
–
β
/
γ
-
sous unités actives
α
γ
β
GDP
GTP
GTPase
(activité
intrinsèque
α
):

-
dégradation GTP
→
GDP
⇒
…..
retour à
l
’état basal
-
r
éassociation
α
+
β
/
γ
-
d
issociation Nts-R

7. Récepteurs ionotropiques
•
Complexe macromoléculaire
-
T
étramèr
i
que
(NMDA)
-
P
entamérique
(GABA)
•
Sous unités:
-
3
domaines transmembranaires
( Glutamate)
C
N
sites
glutamate
région flip
flo
p
TM1
TM2
TM3
C
TM1
TM2
TM3
TM4
N
-
4
domaines transmembranaires
(GABA / glycine)
=
sous
unité
4
TM
•
Hétérogénéité
i
mportante

8. Récepteurs ionotropiques
canal ionique
Nts barrière
C
TM1
TM2
TM3
TM4
N
C
TM1
TM2
TM3
TM4
N
C
TM1
TM2
TM3
TM4
N
C
TM1
TM2
TM3
TM4
N
C
TM1
TM2
TM3
TM4
N
5 sous unités à
4
TM
canal
=
Complexe macromoléculaire pentamèrique

9. Structure du récepteur NMDA
Complexe tétramèrique hétéromère NR1 –
NR2
Ca
2+
/ Na
+
2B
NH
2
1
2B
1
2A
1
2B
COOH
K
+
NH
2
1
2B
1
2A
1
NR 1 NR 2A NR 2B NR 2C NR 2D
> 9 spli
ce
variants
•
canal cationique
•
sites agonistes / antagonistes
•
sites régulation allostérique

10. Récepteur NMDA
: sites de régulations / pharmacologie
Ca
2+
K+
NR2
NR1
glutamate NMDA
agonis
t
es
D-APV
antagonistes compétitifs
glycine
co-agoniste
↓ν
ouverture canal
(supprim
ée à
p
H=6)
Zn
2+
polyamines
modulateur
modulateur
H+
↑
Activation R,
↓
[forte]
(blocage canal)
PCP
MK-801
ketamine
mémantine
antagonistes
non compétitifs
Mg
2+
magnésium
Blocage
voltage -
dépendent

11. Les récepteurs GABA-A
: structure -
pharmacologie
•
GABA-A : act
i
vation
→
ouve
rture canal anionique
→
hy
pe
rpolarisation
→
inhibition
•
complexe macr
omoléculaire pentamérique
•
sous unités:
4 domaines transmembranaires
(
α
-
β
-
γ
-
δ
-
ρ
-
ε
-
π
)
2
α
1
-2

β
2
-1
γ
2
•
Récepteur plu
s
commun SNC :

•
canal anionique Cl
-
•
sites agonistes / anta
gonistes compétitifs
•
sites régulat
ion allost
érique
GABA
Cl
-
β
site neurostéroïdes site barbiturique
site benzodiazépine
site picrotoxine

12. Transmission synaptique
métabotropiques
(protéine G)
canal ionique
récepteur
Nts
intracellulaire
barrière
ion
∆
directe perméabilité
i
onique
Réc
e
pteurs:
nicotinique (ACh) Glutamate
(NMDA-
AM
PA-Kainate)
GAB
A
-A
5-HT
3
•
complexe macr
omoléculaire
•
3 –
5
sous unités
ionotropiques
(canaux)
lente
(
sec
)
rapide
(
msec
)
Récepteurs
•
7 domaines transmembr
anaires
G
Nts
2nd messager
canal ionique
cAMP, cGMP, DAG
protéines kinases et phosphatases
P
Effets intracellulaires
phosphorylation protéines ∆
Transcription génique
ion
intracellulaire

13. Etude des récepteurs
•
approches électrophysiologiques
•
approches comportementales
(inject
i
on systémiques/locales)
•
appr
oches biochimiques
-
m
esure 2nd messager ( taux AMPc, …)
-
é
tude de liaison (
binding
)
in vitro in vivo
agonistes / antagonistes
-
m
étabolisme Nts
homogénats synaptosomes
→
récepteurs prèsynaptiques
coupes (
autoradiographie
)

14. La liaison ligand -
r
écepteurs
•L
*
(
3
H,

14
C,
125
I) + tissue
→
totale
-
I
ncubation
–
f
iltration
–
m
esure radioactivité
•
L
* + tissue + ligand froid
→
non spécifique
non spécifique = fraction de
la liaison non saturable
•
t
otale –
non spécifique =
spécifique
B (fmol/ mg tissue)
to
tal
sp
écifiqu
e
non spécifique
Courbe de saturation
•
f
onction de la [L*]
•
s
pécifique / stéréoselective
•
s
aturable (# R limité
)
•
steady
state
(équilibre , t°
, temps)
Liaison:
[L*] nM

15. La liaison spécifique ligand
–
r
éce
pte
u
r : qua
n
tification
B
max
et K
d
Bmax
Kd
Bmax
Kd
(50 %
)
B (fmol/ mg)
B (fmol/ mg)
0
0
[L*] nM
log
[L*] nM
Bmax
Liaison maximale = # sites maximal x 1 ligand donné
Kd
⇒
affi
nité
du site x le ligand
définie x la [ligand] qui occupe
50% des sites de liaison spécifique
constante de dissociation d’1 ligand x 1 site donné
↑
valeurs =
↓
affinité
R + L*
K
1
K
2
[R + L*]
K
d
=
K
2
/ K
1

16. La liaison ligand –
r
écepteur
: transformation de scatchard
Scatchard
Courbe de saturation
B (fmol/ mg)
B / F
to
tal
•
•
•
•
•
•
Bmax
pe
nte
=
-
1
/ Kd
sp
écifiqu
e
non spécifique
Bmax (50 %
)
Kd
[L*] nM
B
(fmol/ mg)
B = Bound
= sp
écifiqu
e
F = Free
= total -
b
ound
(spécifique)

17. La liaison ligand –
r
écepteur
: courbes de compétition
Capacité
d’un composé
à
d
éplacer la liai
son d’un Ligand * sur 1 site donné
l
o
g [c
ompos
é]
K
i
L *
(
%
spéc)
100
50
0
log [drug]
% spécificbinding
100
50
0
-
1
1
-
9-
7-
5-
3
A
BC
affinité: A > B > C
K
i
concentration du composé
(
ligand
froid) qui déplace 50% (IC
50
) de
la liaison spécifique du Ligand* sur 1 site donné ⇒
affinité
du composé
x
le site marqué
(x le ligand H*)

18. agonistes –
a
ntagonistes des récepteurs
•
agoniste
substance capable de reconnaître et de se fixé
à
un récepteur, de le stimuler
⇒
réponse physiologique, en mimant toute ou partie
de l’action du
neurotransmetteur endogène spécifiques du R
agonist
e
Condition basale
Liaison AGO-R ouverture canal

19. agonistes –
a
ntagonistes des récepteurs
•
antagoniste substance capable de reconnaître et de se fixé
à
un récepteur,
⇒
pas
réponse
physiologique; il réduit la réponse des
agonistes et du neurotransmetteur
endogène spécifiques du R antagoniste
repos
ANTAG
:

pas effet
(pas
∆
taille canal)
ANTAG
:
bloque effet AGO
⇒
repos
AGO :
ouvertur
e
canal
agoniste

20. Antagonisme compétitif et non compétitif
réponse
Log [agoniste]
1
0.5
0
AGO seul
AGO +ANTAG
antagonisme compétitif
antagonisme non compétitif
Log [agoniste]
réponse
1
0.5
0
0.4 0.2
AGO seul AGO +ANTAG
agoniste et antagonistes :
-
f
ixation même site
→
compétition
antagoniste non compétitif :
-
f
ixation sur site
≠
de l’agoniste
-
pas de compétition
Effet allostérique

21. Le récepteur NMDA
agonistes
glutamate NMDA
Ca
2+ K+
NR2
NR1
PCP
Mg
2+
antagonistes compétitifs
D-APV
antagonistes non compétitifs
PCP MK-801 mémantine

22. Interaction ligand –récepteu
r : efficacité
et puissance
•
activité
i
ntrinsèque :
capacité
à
→
réponse quantifiable après fixation -
efficacité
•
affinité
(x un récepteur donné) :
aptitude à
s
e fixer sur le récepteur -
puissance
Concentrati
o
n M
o
la
ir
e
⇒
50 % de l’effet M
a
x (D
E50) =
-log [DE50]
Log [composé]
réponse
1
0.5
0
0.4 0.2
A B C
réponse
Log [composé]
1
0.5
0
XY
Z
act. Intrinsèque
: A > B > C
affinité
: A = B = C
affinité
: X > Y > Z
act. intrinsèque: X = Y = Z

23. •
agoniste :
↑
affinité
↑
activité
i
ntrinsèque = 1
puissance
e
fficacité
•
antagoniste :
↑
a
f
fi
nité
activ
ité
i
ntrinsèque =
0
•
agoniste partiel :
↑
affinité
faible
activ
ité
i
ntrinsèque 0
-
1
repos
ouvertur
e
totale
ouvertur
e
par
tielle
agoniste
agoniste partiel

24. •
agoniste :
↑
affinité
↑
activité
i
ntrinsèque = 1
puissance
e
fficacité
•
antagoniste :
↑
a
f
fi
nité
activ
ité
i
ntrinsèque =
0
•
agoniste partiel :
↑
affinité
faible
activ
ité
i
ntrinsèque 0
-
1
Log [composé]
réponse
1
0.5
0
Kd
Kd
agoniste
fu
ll
agoniste partiel
compétition avec : -
agoniste
-
neurotransmetteur endogène
cas intéressa
nt :
Effet agoniste -
a
ntagoniste
puissance (Kd) > agoniste efficacité
< agoniste

25. Agonistes partie
ls
: e
ffet agoniste -
a
ntagoniste
réponse
1
0.5
Agoniste seul
AGO +
A P [faible]
AGO + A P [forte]
Effet agoniste -
a
ntagoniste
-
puissance (Kd) de l’agoniste par
tiel
-
p
résence agoniste / NTS endogène
agoniste
agoniste partiel
0
Log [agoniste]
R
R
R

26. Agonistes partie
ls
: e
ffet agoniste -
a
ntagoniste
off
on
synap
se –
l
igand/récepteur
⇒
rhéostat
pas Agoniste -
A
P
a
goniste partiel
agoniste
+ AP
effet agoniste
+ AP
effet antagoniste
-
a
goniste partiel : possède son propre «
potentiel lumière
»
(
act. intrinsèque)
-
e
ffet agoniste/ antagoniste: dépend de la présence de l’agoniste

27. Spectre d’action des agonistes
antagoniste
agonist
e
agonist
e

in
verse
agoniste in
verse
partiel
agonist
e

partiel
-Log [composé], M
%
répons
e
ago
n
iste
full

ago
n
iste inverse
0
100
50
-5
0
-1
0
0
agonistes inverses
•
1ère identif
i
cat
ion:
récepteur
GABA-A et
β
-carbolines
•
effet opposé
aux agonistes

28. agonist
e
agoniste in
verse
A
N
T
A
GO
NISTE
retour état repos
repos
o
u
ver
t
u
r
e

canal
Agonistes inverses: pharmacologie
fermeture
canal
•
effet opposé
a
ux agonistes
activité
b
asale du Récepteur : activité
c
onstitutive
•
effet bloqué
x antagonistes (= agonistes)

29. Les récepteurs GABA-A
GABA
Cl
-
β
site neurostéroïdes site barbiturique
site benzodiazépine
site picrotoxine
Diazepam
aff
i
n
i
té
R x GABA
ν
ouverture canal Cl
-
effets
anxiolytique anticonvulsivant
agonistes
β
-carboline
ν
ouverture canal Cl
-
efficacité
l
iaison GABA
anxiogène convulsivant
agonistes inverses
Flum
azenil
•
b
l
ocage site b
e
nzo
(
pas
∆
fonction canal)
•
(-
)
ef
fets agonistes / agonistes
inverses
antagonistes compét
itifs

30. Spectre d’action des agonistes : effet sur le canal ionique
agonist
e
agonist
e

partiel
agonist
e
inverse
partiel
agonist
e

inverse
antagoniste

31. Autoradiographie quantitative

32. Les récepteurs 5-HT
1A
Autoradiograms
of
the
s
pecific
labeling
of
rat brain
5-HT1A receptors
b
y [3H]8-OH-D
PAT and
[3H]WAY 100635. Both
radioligands
b
ind
t
o the
s
ame
areas.
Cer.cx
(IV): layer IV of
the
c
e
r
e
b
r
a
l
c
ortex
;

lat. sept.: la
teral
s
eptu
m;
diag. band: diagonal band
of
Broca;
hippo. CA
1: CA1 area of
Ammon's horn
in the
hippocampus; gyrus d.: gyrus dentatus; subst. ni
gra: substanti
a
ni
gra;
amyg
d.: a
m
ygd
a
la
; sup. col
l.: su
perio
r
c
oll
iculi; d
o
rsal
r.n.: dorsal raphe
n
ucl
e
us;
ent. cx: entorhinal cortex; med. r.n.: median
raphe
n
ucl
e
us.

33. Régulation des récepteurs pré
e
t post-synaptiques:
hypo et hyper-sensibilité
↓
Recepteurs
post-synaptiques
↑
Recepteurs
post-synaptiques

34. SERTSERT
R
5-HT
( -
)
Fluoxètine

35. Table 1. Effects
o
f
c
hronic
f
luoxetine
t
re
atment
on the
s
pecific
b
inding
of
[3H]WAY
100635 in the
d
orsal raphe
nucleus, the
c
erebral
cortex and
t
he
hippocampus
a
Fluoxetine x n: pas
∆
Bmax
récepteurs 5-HT
1A

36. Fluoxetine en chronique
(8 mg/kg ip
x 21 j)
:
désensibilisation récepteurs 5-HT
1A
du RD mais pas dans l’hippocampe
•
pas
∆
r
éponses 5-HT
1A
dépendantes dans l’hippocampe
(CA1 cell
ul
es pyramidal
es)
•
↓
Effet inhibiteur
8-OH-PAT dans le RD
∆
adaptatives région dépendantes de la transmission 5-HT
en absence
∆
Bmax