Posobie_farmakologia_chast_1

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ФАРМАКОЛОГИИ.

В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог. Оно было в начале у Бога. Все через Него нáчало быть, и без Него ничто не нáчало быть, что нáчало быть.

Евангелие от Иоанна 1:1-3.

Определение фармакологии и ее место среди других медико-биологических наук. Цели и задачи фармакологии.

Фармакология (греч. pharmakon – лекарство) – наука о взаимодействии лекарственных веществ с живыми системами. Фармакология является одной из частей лекарствоведения – науки о лекарствах вообще. Лекарствоведение помимо фармакологии включает в себя фармацию, состоящую из фармацевтической химии (науки о физико-химических свойствах лекарства), фармакогнозии (науки о лекарственных веществах растительного происхождения), технологии лекарственных форм (науки об изготовлении лекарственных препаратов) и организации фармации.

вызывает в организме лекарство).

В свою очередь, та сумма знаний, которую создает фармакология, служит базой для фармакотерапии (т.е. лечения заболеваний с помощью лекарств).

Основная цель фармакологии – изыскание новых высокоэффективных и безопасных лекарственных средств.

Задачами фармакологии являются:

Изучение механизма действия и влияния лекарственных веществ на органы и системы организма.

Исследование нежелательных (побочных) и токсических реакций лекарственных веществ.

Установление показаний и противопоказаний к назначению лекарств.

Разработка схем рационального дозирования лекарств.

Фармакологию подразделяют на:

1.Экспериментальную (базисную) фармакологию – изучает действие лекарств в эксперименте.

2.Клиническую фармакологию – изучает клиническую эффективность и безопасность применения лекарств у пациентов, оптимизирует программу лечения пациента с учетом его состояния.

3.Токсикологию – изучает токсическое действие на органы различных веществ (в том числе и лекарственных).

Природа лекарств. Основные понятия лекарствоведения.

Лекарственное средство (лекарство) – одно или несколько лекарственных веществ разрешенных в установленном порядке для практического применения с целью лечения, профилактики, диагностики заболеваний у человека и животных, а также для применения с целью контрацепции. Лекарственное вещество – индивидуально чистое химическое соединение. Лекарственное средство необходимо отличать от фармакологического средства

– вещества с установленной биологической активностью, которое может быть или явля-

2

ется предметом клинических испытаний (т.е. в отличие от лекарственных средств фармакологические средства это еще не разрешенные для практического применения соединения).

Лекарственная форма – придаваемое лекарственному средству удобное для практического применения состояние, при котором достигается необходимый терапевтический эффект. Лекарственные формы делят на твердые, жидкие, мягкие и лекарственные формы для инъекций.

Лекарственный препарат – лекарственное вещество (средство) в приданной ему определенной лекарственной форме.

Лекарственное сырье – необработанные природные материалы минерального, растительного, животного или микробиологического происхождения, которые используются для выделения лекарственных веществ. По способу получения лекарственных препаратов из лекарственного сырья выделяют: 1) простые лекарственные формы – получают механической обработкой лекарственного сырья (сборы, порошки); 2) галеновы препараты – получают при помощи сложной обработки, которая позволяет извлечь из сырья действую-

щее начало в относительно чистом виде (настои, отвары, экстракты и настойки); 3) новогаленовы препараты – получают из галеновых лекарственных препаратов путем их дальнейшей очистки, они могут применяться для парентерального введения.

Например: лекарственным веществом является антибиотик ампициллин, лекарственным средством – ампициллина тригидрат, который может выпускаться в форме таблеток или капсул. Лекарственным препаратом являются таблетки ампициллина тригидрата по 0,25 г.

В самом общем виде лекарство можно определить как вещество, которое вызывает полезные изменения биологической функции за счет химического взаимодействия. Для того, чтобы обеспечить такое взаимодействие лекарство должно иметь определенную структуру, размеры и форму молекулы, реакционную способность, а также липофильность. Остановимся на каждом из этих факторов подробнее.

Структура лекарств. Молекулы лекарственного вещества принадлежат к различным классам органических соединений. Однако, подавляющее большинство лекарств содержит кислотные или оснóвные группировки и, поэтому, могут рассматриваться как слабые кислоты или основания.

Размеры молекулы лекарства. Молекулярные массы лекарств колеблются от очень малых (масса иона лития 7 Да), до чрезвычайно больших (молекула фибринолитического средства альтеплазы имеет молекулярную массу 59.050 Да). Однако, масса большинства лекарств лежит в пределах 100-1000 Да. Нижний уровень этого диапазона определяется, по-видимому, требованиями к избирательности действия лекарства: чтобы точно соответствовать лишь одному типу рецептора молекула лекарства должна иметь какой-то минимальный набор функциональных группировок, формирующих ее реакционный центр.

Верхняя граница массы определяется необходимостью проникновения лекарства через гисто-гематические барьеры в ткани. Лекарственные вещества с массой более 1000 Да чрезвычайно плохо проникают в патологические очаги и их применение может быть затруднено. Однако, высокая масса лекарства может рассматриваться и как позитивный фактор. Так, через плаценту практически не проникают лекарственные вещества с массой более 600 Да, поэтому при лечении инфекций у беременных женщин можно применять эритромицин (молекулярная масса 733 Да), назначать дигоксин для лечения сердечной недостаточности (молекулярная масса 780 Да).

Реакционная способность лекарства. Большинство лекарств не относится к классу высокореакционных соединений. Наиболее распространенный тип связи, который устанавливает лекарство со своим биологическим субстратом – электростатическое взаимодействие.

Форма молекул лекарства. В идеальном лекарственном средстве форма молекулы должна быть полностью комплиментарна форме биологического субстрата, с которым она взаимодействует, т.е. подходить к нему как «ключ к замку». Большинство лекарств

3

являются хиральными соединениями, т.е. имеют центр ассимметрии и существуют в виде нескольких пространственных конфигураций. При этом возможно 4 принципиальных ситуации:

Оба изомера являются фармакологически активными молекулами, хотя могут и отличаться по способности к метаболизму, токсичности и др. факторам. Например, хинин и его правовращающий изомер хинидин являются одинаково мощными противоаритмическими и противомалярийными средствами (хотя хинидин обладает лучшей переносимостью).

Только один из изомеров является фармакологически активным, а второй – лишен фармакологического эффекта или оказывает его в незначительной степени. Например, l-пропранолол является -адреноблокатором, тогда как d-пропранолол не способен блокировать адренорецепторы.

Каждый из изомеров обладает уникальным фармакологическим действием. Например, l-соталол блокирует -адренорецепторы, а d-соталол – не действует на адренорецепторы, но блокирует калиевые каналы.

Один из изомеров оказывает фармакологическое, а другой – токсическое действие. Например, R-талидомид является снотворным, а S-талидомид – вызывает фокомелию (тератогенный эффект).

В настоящее время подавляющее большинство лекарственных средств выпускается в виде рацемических смесей. Как правило, так поступают из экономических соображений – производство лекарства в виде чистого изомера дорогостоящий процесс. Однако, в ряде случаев осуществляется производство именно чистых изомеров (гормон щитовидной железы l-тироксин, l-хлорамфеникол или левомицетин).

Липофильность лекарства. Для того, чтобы лекарственное вещество проникло из места введения к органам и тканям мишеням оно должно пройти через ряд клеточных биологических мембран, которые представляют собой липидные структуры. Поэтому, чем более липофильным является лекарственное вещество, тем оно быстрее проникает из места введения к месту своего действия.

Источники получения лекарственных средств. Пути изыскания новых лекарств.

Основные этапы их внедрения в медицинскую практику.

Источниками получения лекарств могут быть:

1.Продукты химического синтеза. В настоящее время большинство лекарств получают именно этим путем. Различают несколько путей изыскания лекарств среди продуктов химического синтеза:

Фармакологический скрининг (англ. to screen – просеивать). Метод поиска веществ с определенным типом фармакологической активности среди множества химических соединений синтезированных химиками по специальному заказу. Впервые фармакологический скрининг применил немецкий ученый Домагк, который работал в химическом концерне IG-FI и проводил поиск антимикробных средств среди соединений, синтезированных для крашения тканей. У одного из этих красителей – красного стрептоцида и было обнаружено противомикробное действие. Так были открыты сульфаниламидные средства. Проведение скрининга – чрезвычайно трудоемкий и затратный процесс: для обнаружения одного лекарственного средства исследователю приходится тестировать несколько сотен или тысяч соединений. Так, Пауль Эрлих, при поиске противосифилитических средств изучил около 1000 органических соединений мышьяка и висмута и только 606-й препарат – сальварсан, оказался достаточно эффективным. В настоящее время, для проведения скрининга необходимо синтезировать не менее 10.000 исходных соединений, чтобы с большей долей уверенности полагать, что среди них имеется одно (!) потенциально эффективное лекарственное средство.

Молекулярное конструирование лекарств. Создание сканнирующей томографии и рентгенструктурного анализа, развитие компьтерных технологий позволили получать

4

трехмерные изображения активных центров рецепторов и ферментов и подбирать к ним молекулы, конфигурация которых точно соответствует их форме. Молеуклярное конструирование не требует синтеза тысяч соединений и их тестирования. Исследователь сразу создает несколько молекул идеально подходящих к биологическому субстрату. Однако, по своей экономической стоимости данный метод не уступает скринингу. Методом молекулярного конструирования были получены ингибиторы нейраминидазы – новая группа противовирусных препаратов.

Воспроизведение биогенных веществ. Таким образом были получены медиаторные средства – адреналин, норадреналин, простагландины; средства с активностью гормонов гипофиза (окситоцин, вазопрессин), щитовидной железы, надпочечников.

Целенаправленная модификация молекул с уже известной активностью. Так, например, было установлено, что введение атомов фтора в молекулы лекарств, как правило повышает их активность. Путем фторирования кортизола были созданы мощные глюкокортикоидные препараты, при фторировании хинолонов были получены наиболее активные противомикробные средства – фторхинолоны.

Синтез фармакологически активных метаболитов. При изучении метаболизма транквилизатора диазепама было установлено, что в печени из него образуется вещество с транквилизирующей активностью – оксазепам. В настоящее время оксазепам синтезируется и выпускается как отдельное лекарственное средство.

Случайные находки («серендипитный» метод). Метод получил свое название по сказке Горация Уолпола «Три принцессы Серендипи». Эти сестры часто совершали удачные открытия и находили решения проблем сами специально не желая того. Примером «серендипитного» получения лекарства является создание пенициллина, которое произошло во многом благодаря тому, что A. Fleming случайно обратил внимание на то, что в заплесневелой чашке, забытой в термостате на Рождество, погибли микроорганизмы. Иногда случайные открытия совершаются в результате ошибки. Так например, ошибочно полагая, что противосудорожное действие фенитоина связано с тем, что он является антагонистом фолиевой кислоты, сотрудники концерна Glaxo Wellcome синтезировали ламотриджин – новое противосудорожное средство. Однако, оказалось что, во-первых, действие фенитоина не связано с фолиевой кислотой, а вовторых, сам ламотриджин не вмешивается в обмен фолатов.

2.Компоненты растительного сырья. Многие растения содержат вещества, обладающие полезными фармакологическими свойствами, причем до настоящего времени продолжается открытие все новых и новых соединений. Широко известными примерами лекарственных средств, полученных из лекарственного растительного сырья являются морфин, выделенный из опийного мака (Papaver somniferum), атропин, полученный из красавки (Atropa belladonna).

3.Ткани животных. Из тканей животных получают некоторые гормональные препараты – инсулин из тканей поджелудочной железы свиней, эстрогены из мочи жеребцов, ФСГ из мочи женщин.

4.Продукты жизнедеятельности микроорганизмов. Ряд антибиотиков, средства для лечения атеросклероза из группы статинов получают из культуральной жидкости различных грибков и бактерий.

5.Минеральное сырье. Из попутных продуктов нефтеперегонки получают вазелин, используемый в качестве мазевой основы.

Каждое лекарственное средство до того, как начнет применяться в практической меди-

цине должно пройти определенную процедуру изучения и регистрации, которая гарантировала бы, с одной стороны эффективность лекарства при лечении данной патологии, а с другой стороны – его безопасность. Внедрение лекарственных средств делят на ряд этапов (см. таблицу 1).

На схеме 2 показаны основные этапы движения лекарства в процессе его разработки и изучения. После завершения III фазы клинических испытаний документация вновь поступает

5

в Фармакологический комитет (объем полного досье может составлять до 1 млн. страниц) и в течение 1-2 лет регистрируется в Государственном реестре лекарственных средств и изделий медицинского назначения. Только после этого фармакологический концерн имеет право начать промышленный выпуск лекарственного средства и его распространение через аптечную сеть.

Таблица 1. Краткая характеристика основных этапов при разработке новых лекарств.

Схема 2. Основные этапы исследования и внедрения лекарства в медицинскую практику.

Однако, параллельно с продажей лекарства фармацевтический концерн организует IV фазу клинических испытаний (постмаркетинговые исследования). Цель этой фазы – выявить редко встречающиеся, но потенциально опасные нежелательные эффекты лекарства. Участниками этой фазы являются все практикующие врачи, которые назначают лекарство и пациенту, которые его применяют. При обнаружении серьезных недостатков лекарство может быть отозвано концерном. Например, после того как новый фторхинолон третьего поколения

6

грепафлоксацин успешно прошел все этапы испытаний и поступил в продажу фирмапроизводитель отозвала лекарство менее чем через год. В ходе постмаркетинговых исследований было обнаружено, что грепафлоксацин может быть причиной летальных аритмий.

При организации и проведении клинических испытаний должны выполняться следующие требования:

Исследование должно быть контролируемым – т.е. параллельно с группой принимающей исследуемое лекарство, должна быть набрана группа, которая получает стандартный препарат сравнения (позитивный контроль) или неактивный препарат, который внешне имитирует изучаемое лекарство (плацебо контроль). Это необходимо для того, чтобы исключить элемент самовнушения при лечении данным лекарством. В зависимости от вида контроля различают:

Простое слепое исследование: пациент не знает, что он принимает – новое лекарство или контрольный препарат (плацебо).

Двойное слепое исследование: и пациент, и врач, который выдает препараты и оценивает их эффект не знают, что получает пациент – новое лекарство или контрольный препарат. Информацией об этом обладает только руководитель исследования.

Тройное слепое исследование: ни пациент, ни врач и руководитель исследования не знают, какая группа получает лечение новым лекарство, а какая контрольными средствами. Информация об этом находится у независимого наблюдателя.

Исследование должно быть рандомизированным – т.е. однородная группа пациентов должна быть случайным образом разделена на экспериментальную и контрольную группу.

Исследование должно быть организовано с соблюдением всех этических норм и принципов, которые изложены в Хельсинской декларации.

Фармакологический и Фармакопейных комитеты и их назначение.

Национальная и международная фармакопея.

Фармакологический комитет – экспертный орган Министерства здравоохранения страны, основной задачей которого является рассмотрение вопросов эффективности и безопасности лекарственных средств, экспертиза исследовательской документации на новые лекарственные средства и средства, исключаемые из Государственного реестра.

Фармакопейный комитет – экспертный орган Министерства здравоохранения страны, основной задачей которого является подготовка и издание Государственной фармакопеи, экспертиза нормативной документации, определяющей качество лекарственных средств.

Государственная (национальная) фармакопея (греч. pharmakon – лекарство, poieo - делаю) – официальный сборник, содержащий перечень основных лекарственных средств, которые выпускаются в стране с указанием утвержденной номенклатуры, химической структуры, стандартов, норм и методов на основе которых контролируется качество лекарственных средств и правильность их дозировки1.

Международная фармакопея – сборник издаваемый ВОЗ и содержащий унифицированную номенклатуру лекарств, рекомендуемые методы их анализа и требования к контролю качества лекарственных препаратов. В отличие от национальной фармакопеи носит не законодательный, а рекомендательный характер.

Принципы классификации лекарственных средств

До настоящего времени нет универсальной классификации лекарственных средств, это связано с тем, что требования, которые предъявляют врачи, фармакологи и химики к лекарственным средствам различаются. Наиболее распространенной является фармако-терапевтическая классификация, которая разделяет лекарственные средства на группы в зависимости от:

A. Влияния на органы и системы организма:

1 Дозировка – количество лекарственного вещества в единице лекарственной формы (в таблетке, капсуле, ампуле). Не следует путать с дозой – количеством вещества прописанного врачом на прием (курс лечения). Последней вышедшей Государственной фармакопеей является Государственная фармакопея СССР XI издания (ГФXI, 1987-1990 гг). В настоящее время в Беларуси нет своей национальной фармакопеи, ее роль выполняет ГФXI, а также отдельные фармакопейные статьи и временные фармакопейные статьи.