Medicína

V jiném kontextu a v jiných rozměrech nazýváme zámek receptorem a klíč ligandem, což je látka. která se na receptor váže. Vazba ligandu na receptor je obecný princip, který nám pomůže porozumět dějům, jimiž se zabývá imunologie (antigen je klíč a protilátka je receptor), endokrinologie (hormon je klíč a ve tkáni, na kterou působí, jsou pro něj “připraveny” receptory), neurofyziologie (molekula neurotransmiteru je klíč zapadající do zámku receptoru na membránách nervových spojení – synapsí) nebo infekční medicína (molekula léku je klíč a cílová molekula na bakterii je receptor).

Každý zámek (cílová molekula, receptor) má trochu odlišnou chemickou skladbu a tvar. Často je to jen tvar – prostorová struktura molekuly proteinu, která umožňuje jejich působení. Tak může určitý receptor poznat podle jeho přesného tvaru jen ten svůj hormon. Farmakolog často hledá způsob, jak tento mechanismus ošidit a nabídnout receptoru molekulu, která sice do jeho zámku přesně zapadne, udělá tam však něco jiného než její přirozený ligand.

Většinou byla časová následnost vědeckého zkoumání těchto dějů obrácená. Účinek morfinu byl znám po tisíciletí. Teprve ve druhé polovině 20. století však objevil Kosterlitz v Anglii a nezávisle na něm Li v USA, že morfin působí tak, že se váže na určitě receptory v mozku. Farmokologové usoudili, že není možné, aby mozek měl zvláštní struktury, které by příroda připravila pro lék vyrobený mimo organismus a podaný zvenku. Usoudili, že receptor musí normálně fungovat tak, že se na něj váže ligand, který vzniká v organismu přirozeně, a že morfin do jeho zámku zapadá jen šťastnou náhodou, díky stereochemické struktuře své molekuly. Hledali tento vnitřní (endogenní) ligand a našli posléze celou skupinu peptidů, kterě dnes označujeme jako endorfiny. Mají podobné účinky jako morfin, vyvolávají pocit spokojenosti a snižuji vnímání bolesti. Tvoří se např. při intenzivním stresu, který zpravidla pro pračlověka znamenal hrozbu bolestivého poranění při boji nebo útěku. Endorfiny tedy chrání organismus před šokem z nadměrné bolesti. Lidé si dnes připravují některé stresové situace záměrně (např. saunováním nebo joggingem) a prožívají pak příjemnou relaxaci zajišťovanou uvolněnými endorfiny.

V historii farmakologie zatím zcela převažoval podobný sled kroku výzkumu. Napřed známe lék a pak teprve objevíme mechanismus jeho účinku. Napřed jsme víceméně náhodně syntetizovali nebo v přírodě našli klíč (nebo spíš paklíč), který zapadá do zámku receptoru, a využívali toho v terapii. Pak jsme teprve objevili zámek, jeho endogenní klíč a roli, kterou vazba přirozeného ligandu na receptor (otočení klíče v zámku) hraje při regulaci určitých funkcí organismu.

Terapeutická praxe tak dosud předbíhala teorii, která teprve na známých zkušenostech lékařů dobudovávala konstrukci budovy, pro kterou tato zkušenost položila základy. Při uvažování o takové budově to lze vidět i obráceně: napřed zde byla nepříliš spolehlivá střecha, která jakžtakž chránila před deštěm (před rozvojem nemoci). Pod tuto střechu pak vědečtí pracovníci staví pevnější pilíře, které zakotvují v základech tvořených zpravidla fyzikou, chemií a jinými vědami. V takové budově pak mohou nalézt přístřeší a ubytování nejen vědci, ale také úředníci a organizátoři vědy.