Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

электив-пособие

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
627.19 Кб
Скачать

ПРОЛЕКАРСТВА. ХИМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ, ИХ ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ. КОНЦЕПЦИЯ ПРОЛЕКАРСТВ

В настоящее время всем понятна важнейшая роль синтетических лекарственных средств в системе здравоохранения. При этом, конечно, необходимо как очевидна и необходимость постоянного совершенствования лекарственной терапии - создания более активных и наиболее

безвредных средств.

 

 

 

 

Следует

напомнить, что

для

лечения ряда

заболеваний

до

сих

пор

нет

достаточно

эффективных

лекарств.

Это относится, например,

к сердечно-сосудистым, онкологическим, вирусным, аллергическим и некоторым другим заболеваниям.

Имеющиеся

средства

довольно

часто

имеют

существенные недостатки.

 

 

Недостатки

современных

лекарственных

средств:

 

 

 

 

 

-плохо адсорбируются из места введения,

- трудно преодолевают

биологические

барьеры

на пути к биомишени,

 

 

- кратковременность

лечебного

действия

(например,

из-за

слишком

быстрого

разрушения

в организме или

быстрого

выведения),

 

 

 

-раздражающее или какое-либо иное побочное действие,

- плохая

растворимость

в

воде

или

органическом растворителе,

 

 

-недостаточная стабильность в водном раство- ре ,что препятствует созданию инъекционной лекарственной формы и т.д.

Врезультате эти вещества не отвечают требованиям по активности, безвредности, длительности, избирательности действия и т.д.

71

Совершенствование лекарственных средств проводят по трем направлениям:

1)синтез новых, более активных и менее токсичных лекарств;

2)разработка более эффективных способов (форм) применения лекарств;

3) улучшение

свойств известных лекарств

путем

их

химической

модификации

с

превращением в пролекарства.

 

1. По первому пути ведут разработки как принципиально новых лекарств, так и более совершенных аналогов известных соединений.

а) Естественно, что при создании принципиально новых лекарств стараются учесть все недостатки уже имеющихся лекарственных средств. Но избежать недостатков, иногда су- щественных, все равно не удается. Особенно плохо, что некоторые из них выявляются лишь на поздних стадиях внедрения препарата в практику при клинических испытаниях и разработке готовой лекарственной формы.

б) Синтез нового препарата аналога с улучшенными свойствами дело долгое, дорогое и ненадежное. Поскольку все свойства препарата связаны с его структурой, улучшение одного из свойств при изменении структуры вызывает изменение других свойств, и не всегда в лучшую сторону.

Следует иметь и виду, что биологические и фармацевтические исследования каждого нового препарата приходится проводить заново и в полном объеме. К тому же совершенно реальным представляется достижение цели в результате синтеза лишь одного нового соединения. Задачу удается решить (и то не всегда) созданием серии новых соединений.

Крупнейшим достижением за последние 10—15 лет является создание новой группы лекарств

физиологически активных

ОЛИГОПЕПТИДОВ. Они

 

72

представляют собой синтетические аналоги естественных регуляторных пептидов.

Создание принципиально новых лекарств и более совершенных аналогов известных соединений довольно сложно, длительно, а следовательно требует чрезвычайно больших затрат на разработки новых лекарств, вообще и на организацию их промышленного производства.

2.

Второе

направление

совершенствования

синтетических

лекарственных

средств,

так

называемое

фармацевтическое,

включает

в себя

разработку

более

эффективных

способов

(форм)

применения лекарств. Одним из перспективных способов является создание и использование новых лекарственных форм, которые обеспечивают контролируемое поступление лекарств в организм с преимущественным его транспортом в орган-мишень.

К

таким

новым

 

лекарственным

 

формам

относятся:

 

 

 

 

 

 

-

диффузионные

и

осмотические

 

системы

(“микронасосы”)—полимерные

 

капсулы

с

лекарственным

веществом,

 

принимаемые

внутрь

или

имплантируемые

под

кожу

и

даже

непосредственно в орган-мишень.

-трансдермальные терапевтические системы,

-разрабатываемые более сложные вы- сокомолекулярные терапевтические системы для парентерального применения, состоящие из блоков”: солюбилизирующего, лекарственного и

транспортного

 

(имеющего

избирательное сродство

к биомишени),

и некоторые другие.

Разработка

новых лекарственных форм систем

встречает большие трудности принципиального характера; производство их не будет дешевым, поскольку потребует использования сложной и совершенной технологии.

3.Третий путь совершенствования

лекарственной

терапиисоздание пролекарств.

73

Метод основан на биообратимой и химической модификации лекарства, которая приводит к изменению в нужном направлении некоторых физико- химических свойств вещества и, в результате, к улучшению его фармацевтических и (или) фармакокинетических свойств (повышению биодоступности лекарства, продление срока его действия, улучшение транспорта к биомишени, снижение токсичности, побочных эффектов и т. д). Синтезированы, производятся и успешно ис- пользуются в практической медицине уже многие десятки таких улучшенных моделейизвестных лекарств.

Достоинства метода создания пролекарств-

-Производство пролекарств в большинстве случаев является достаточно легко осуществимым и недорогим.

-Накопленный к настоящему времени опыт создания пролекарств дает возможность во многих случаях заранее определять, к какому именно способу химической модификации лекарства следует прибегнуть, чтобы достичь желаемого результата.

-Используемые при этом реакции, как правило, несложны, реагенты просты и доступны.

-При разработке пролекарств значительно

упрощается

не

только химическая, но и

биологическая

часть

исследований, поскольку в

организме в кровоток поступает, как правило, не пролекарство, а лекарство, фармакологические свойства которого известны.

- Отщепляющаяся модифицирующая частица (“про”) также заранее известна, возможность образования в организме токсических ее концентраций исключается еще при конструировании

пролекарства.

 

В итоге, разработка пролекарства

может

быть

осуществлена

в значительно

более короткий

срок

и много дешевле, чем разработка нового

лекарства. Цена

исследований,

например, по

 

 

 

74

лекарства от момента его выявления до выпуска на рынок в настоящее время созданию нового состав- ляет в среднем 70 млн. долл. Модификация лекарства с целью улучшения его свойств требует дополнительных затрат в сумме 1- 3 млн. долл.

За рубежом исследования по созданию пролекарств стали особенно многочисленными. В нашей же стране этому направлению не уделяется достаточного внимания. Работы советских ученых в этой области малочисленны и носят случайный характер.

Создание пролекарств является комплексной задачей, требующей участия в ее решении

специалистов разных

профилей: химиков-

биотехнологов,

биохимиков,

фармакологов,

терапевтов и некоторых других. Однако главной фигурой, по-видимому, является все же химик- биотехнолог, специализирующийся в области органической химии, имеющий опыт работы по конструированию и синтезу лекарственных веществ и достаточно компетентный в смежных областях знаний, особенно в биохимии и фармакологии.

2.

Определение понятия «ПРОЛЕКАРСТВО».

 

 

 

 

Термин пролекарствопоявился довольно

давно.

Были

предложены

и другие

определения,

но

первый термин, введенный Альбертом

в

1958

г.

,

прижился

лучше

других

и

является

общепринятым.

 

 

 

 

 

 

 

Под этим термином в настоящее

время

понимают

вещества с видоизмененным

по

сравнению

с

лекарством химическим строением,

способные,

в

условиях организма ферментативно или спонтанно превращаться почти количественно в исходное лекарство и проявлять характерную для него биологическую активность.

В то же время, модификация химического строения приводит к изменению некоторых физико- химических свойств и химической реакционной способности вещества, к изменению тех или иных

75

его фармацевтических и (или) фармакокинетических свойств в желаемом направлении. С этой точки зрения пролекарство можно рассматривать как структурный вариант лекарства с улучшенными фармацевтическими и (или) фармакокинетическими

характеристиками,

(но

с

той

же

фармакодинамикой).

Поскольку

при

получении

пролекарств в подавляющем большинстве случаев

исходят

из

субстанции

самого

лекарства,

превращение

лекарства

в

пролекарство

рассматривают

как

биообратимую

химическую

модификацию лекарства.

 

 

 

Исторически

пролекарства

появились задолго

до того, как сложилось представление о них. Наблюдаемую терапевтическую активность в ряде случаев относили за счет исходного вещества, хотя действующим началом фактически является его метаболит. С середины прошлого века и по настоящее время широко используется в качестве противовоспалительного и жаропонижающего средства аспирин (ацетилсалициловая кислота).

Фактически это лишь менее токсичная

модификация

(пролекарство) салициловой кислоты,

в которую,

он превращается в условиях организма.

 

Случайно созданные пролекарства:

 

-стрептоцид красный (пронтозил) (1), превращающийся в организме в сульфаниламид

(2)родоначальник большой группы антибактериальных средств ;

 

 

 

 

H2N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2NO2S_

 

 

 

_ N=N_

 

 

 

 

 

NH2

 

H2NO2S_

 

 

 

 

 

NH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

- фенацетин

(3),

превращающийся

в

парацетамол (4),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

C2H5O_

_ NHCOCH3

HO_

_ NHCOCH3

 

3

 

4

 

 

 

-кодеин (5), деметилирующийся в организме в более сильный наркотик морфин (6) :

CH3O

HO

O

 

N

C H3

O

 

N

C H3

HO

HO

5

6

Вполне вероятно, что широко применяемые при сердечно-сосудистых заболеваниях органические нитраты (нитроглицерин, эринит, нитросорбит) также являются лишь удобными транспортными формами нитрат-аниона, т. е. его пролекарствами.

Отсутствие во многих случаях данных о метаболизме лекарственных веществ приводило и до сих пор приводит к ошибочному отнесению

наблюдаемой

активности

к исходному

веществу,

хотя

на

самом

деле

они

являются

лишь

пролекарствами.

 

 

 

 

 

Пролекарствами

являются

и

производные

антрагликозидов.

На протяжении

веков

они

применяются в виде настоек, отваров, экстрактов из растительного материала (крушина, кассия, ревень) в качестве слабительных. Только недавно выяснилось, что истинными лекарствами являются не сами гликозиды, а входящие в их состав агликоны (например, эмодин). Возможно, что некоторые из сердечных гликозидов также могут быть отнесены к пролекарствам.

К

первым

сознательно

созданным

пролекарствам

относят

гексаметилентетрамин

77

 

 

 

 

(уротропин, гексамин), введенный в медицинскую практику еще в 1899 г. Его используют для дезинфекции мочевыводящих путей как источник неспецифического антисептика формальдегида, выделяющегося при распаде уротропина в кислой среде.

Однако целенаправленное создание пролекарств началось сравнительно недавно.

3.

ЦЕЛИ

И ЗАДАЧИ СОЗДАНИЯ ПРОЛЕКАРСТВ.

 

До

сих пор конструирование и создание

пролекарств

осуществляется

на

основе

эмпирических

подходов.

Поиск

структуры

пролекарства

зависит

от

конкретной

цели,

которую стремятся достичь путем химической модификации лекарства. Разработчики ставят перед собой цели улучшить фармацевтические и (или) фармакокинетические свойства веществ. (Табл 1.)

Фармацевтические

Нежелательные

 

Пути устранения

 

свойства

 

 

 

 

лекарств.

 

 

 

 

Неприятный

вкус,

Маскировка

 

 

запах.

 

функциональных групп.

 

 

 

Маскировка

ионогенных

Боль при инъекции.

групп.

 

 

Плохая растворимость.

Введение

ионогенных

Нестабильность

в

групп.

 

 

лекарственной

 

Получение

пролекарств,

форме.

 

чувствительных

к

ферментативному Плохая всасываемость расщеплению, но из места введения. стабильных in vitro.

Введение изменяющих растворимость фрагментов.

78

Фармакокинетические

Низкая

Замедление

метаболизма

биодоступность.

и

 

оптимизация

 

растворимости

 

 

преобразованием

 

Короткое действие.

функциональных групп.

 

Достижение

 

оптимума

 

гидрофильность-

 

Токсичность, побочные

липофильность,

 

эффекты.

определяемого

способом

 

введения пролекарства.

 

Изменение

 

 

 

распределения

вещества

 

в органах и тканях,

 

блокирование

 

 

Недостаточная

токсофорных

 

групп,

избирательность

модификация

с

целью

действия.

изменения

 

пути

 

введения

 

 

или

 

поддержания

 

 

Быстрый метаболизм.

концентрации

 

лекарств

 

на

терапевтическом

 

уровне.

 

 

 

 

Изменение

соотношения

 

гидрофильность-

 

 

липофильность,или

 

реализация

химической

 

системы

доставкив

 

пролекарстве.

 

 

Маскировка

 

 

 

метаболически

 

 

чувствительных групп.

 

 

 

 

 

Каждая из перечисленных задач фармацевтического и фармакокинетического характера имеет свои

особенности и

свои подходы к решению.

 

 

Комментарии к

таблице 1.

 

 

 

Решение

фармацевтических

задач,

 

 

 

 

 

перечисленных

в табл. 1, в общем,

проще, чем

79

 

 

 

 

решение задач фармакокинетических. Устранение неприятного вкуса, запаха лекарства и боли при инъекции являются частными задачами и требуют для своего решения индивидуального подхода.

Следует

заметить,

что

необходимость

в

исследованиях такого

рода

возникает не

так

часто.

 

 

 

 

 

 

Значительно

чаще

приходится

заниматься

вопросами

стабилизации

лекарств при

хранении в

водном растворе,

а иногда и

в виде

субстанций.

Но и в этих случаях решение задачи требует индивидуального подхода в зависимости от хими- ческого строения вещества. Каких-либо общих принципов стабилизации лекарств с помощью биообратимой химической модификации не существует.

Достаточно более общий характер имеет проблема повышения водорастворимости лекарств с помощью их биообратимой химической модификации. Единым принципом достижения этой цели является введение в молекулу вещества ионогеной группы, причем связь в этой новой структуре должна легко

разрываться. При

этом

должно

образовываться

исходное лекарство.

 

 

При создании

пролонгированных

форм лекарства

в виде масляных растворов для инъекции иногда необходимо повысить его растворимость в масле. В этом случае целесообразно получить пролекарство с большей липофильностью.

Наиболее важной и в то же время наиболее трудной задачей фармацевтического характера является повышение, всасываемости лекарства при том или ином способе его применения. Эта проблема является одновременно и фармакокинетической, поскольку всасываемость лекарства определяет его биодоступность. Чаще всего с необходимостью улучшения всасываемости сталкиваются при создании пероральных форм лекарств, хотя этот вопрос возникает и при трансдермальном, ректальном и других способах

80