Фармакологія
ТЕМА 1. ФАРМАКОЛОГІЯ В СИСТЕМІ МЕДИЧНИХ І БІОЛОГІЧНИХ НАУК.
Фармакологія (грец. pharmacon - лікарський засіб або отрута і logos - наука вчення) -наука, що вивчає дію лікарських та інших біологічно активних речовин на організм людини і тварин. Видатний український учений академік О.І.Черкес дав таке визначення фармакології: «Фармакологія -це наука про фізіологічні та біохімічні механізми дп лікарських засобів, про їх фізи-ко-хімічні властивості, шляхи введення в організм, розподіл, перетворення, виведення, дозування, про всі аспекти взаємодії лікарських засобів з організмом».
Фармакологія вивчає такі головні питання:
1. Зміни, які відбуваються в органах і системах організму під впливом лікарських засобів.
2. Перетворення лікарських речовин в організмі.
3. Залежність між хімічною будовою фізико-хімічними властивостями і фармакологічною дією лікарських речовин
4. Використання лікарських засобів для лікування хворих і з профілактичною метою
Одним з важливих завдань фармакологи є створення нових високоефективних лікарських засобів на основі продуктів хімічного і напівхімічного синтезу, сировини природного походження (рослини, тканини органи тварин, мінерали, продукти життєдіяльності мікроорганізмів і грибів) на основі генно-інженерних технологій, а також вивчення механізмів їхньої дії з наступним впровадженням у медичну практику.
Фармакологічні дослідження проводяться на біологічних системах різної складності - на цілому організмі, на окремих клітинах, субклітинних утвореннях, рецепторах, ферментах, клітинних мембранах окремих молекулах та ін. Зміни функціонування біологічної системи є проявом біологічної дії (активності) хімічної або лікарської речовини.
Фармакологія тісно пов'язана з фармацевтичними науками: фармацевтичною хімією - наукою про хімічну будову і фізико-хімічні властивості лікарських речовин фармакогнозією - наукою про сировину рослинного і тваринного походження для отримання лікарських засобів, технологією лікарських форм. Вивчаючи різні механізми дії лікарських речовин, фармакологія спирається на досягнення інших наук - фізіології, біохімії, фізики, біофізики, фізичної хімії тощо. Крім того, досліджуючи вплив лікарських речовин на організм хворої людини, фармакологія грунтується на даних патологічної анатомії й патологічної фізіолога. Оскільки останнє слово відносно цінності лікарських засобів належить клінічній медицині, виникла нова наука - клінічна фармакологія. Таким чином фармакологія як фундаментальна медико-біологічна наука в системі вищої медичної освіти є сполучною ланкою між теоретичними і клінічними дисциплінами, яка допомагає лікареві будь-якої спеціальності успішно використовувати її можливості в медичній практиці.
Природничо-наукова основа фармакологи це насамперед фізіологія, а також деякі хімічні, медичні та загальнобіологічні науки: патологічна фізіологія, мікробіологія, фізична хімія, біофізика, біохімія та ін. Без засвоєння цих дисциплін неможливо правильно орієнтуватися у тих складних процесах, які відбуваються в організмі людини і тварин, а отже, призначати ті чи інші лікарські засоби з лікувальною або профілактичною метою. З іншого боку, фармакологія є основою сучасної терапії, зокрема фармакотерапії.
Знання фармакології є, безперечно, важливими для лікаря будь-якої спеціальності. Більшість лікарських засобів - це високоактивні речовини з чіткою спрямованістю дії, і найменша неточність у призначенні їх може спричинити серйозні порушення в організмі хворого.
Часто перед лікарем стоїть складне завдання - вибрати з великого арсеналу лікарських засобів не тільки найефективніший, а й найменш токсичний препарат, а також зменшити ризик його негативного впливу на організм. Це потребує глибокого розуміння того, що одна й та сама речовина за неоднакових умов (наприклад, різні дози, чинники зовнішнього середовища, стан організму тощо) може мати ефект лікувальний або токсичний. Так, атропін, дигоксин, стрептоміцин у терапевтичних дозах мають лікувальний ефект, проте з підвищенням дози діють токсично. Відомий з цього приводу вислів видатного лікаря і природознавця епохи Відродження Парацельса «Dosa sola facit venenum» («Тільки доза робить речовину отруйною»), проголошений ним ще у XVI ст., став постулатом.
Фармакологія охоплює три основні розділи: теоретичний (загальний), експериментальний і клінічний.
Теоретична (загальна) фармакологія вивчає основні закономірності взаємодії організму й лікарських речовин, обґрунтовує методи дослідження нових біологічно активних сполук і раціональне застосування відомих лікарських засобів, а також створює теорії і концепції щодо механізмів дії і фармакологічної активності цих речовин.
Експериментальна фармакологія вивчає вплив біологічно активних і лікарських речовин на організм тварин в умовах експерименту, виконує роль сполучної ланки між теоретичною і клінічною фармакологією. Складовими частинами її є фізико-хімічна, біохімічна і фізіологічна фармакологія.
Фізико-хімічна фармакологія вивчає фізико-хімічні процеси (комплексо-утворення, адсорбція, каталіз), що лежать в основі взаємодії лікарських речовин і біомембран.
Біохімічна фармакологія з'ясовує суть первинної фармакологічної реакції, тобто взаємодії лікарських речовин і біохімічних структур (рецепторів)*.
Фізіологічна фармакологія здійснює аналіз функціональних змін з боку органів і систем, що виникають під впливом лікарських речовин.
Важливим для експериментальної фармакології є вивчення дії лікарських речовин на моделях патологічних процесів, або захворювань експериментальних (лабораторних) тварин.
Вагомий внесок до систематичного вивчення дії лікарських речовин при різних патологічних процесах зробили М. П. Ніколаєв, М. В. Лазарев, О. І. Черкес, Ф. П. Тринус, Я. Б. Максимович та інші вчені. Для визначення досліджень у цьому напрямі ними було введено терміни «патологічна фармакологія», «фармакологія патологічних процесів». Сьогодні вивчення дії лікарських речовин у інтактних лабораторних тварин і в умовах експериментальної патології проводиться за міжнародними стандартами, що отримали назву GLP (Good laboratory practice).
Терапевтична дія лікарських засобів реалізується шляхом впливу її на ті чи інші структури організму. Розкриття суті цього впливу дає змогу уявити механізм дії лікарських засобів і прогнозувати побічні ефекти. Для проведення досліджень при створенні нових або поглибленому вивченні відомих лікарських засобів сучасна фармакологія широко використовує різні методи: біохімічні (активність ферментів, стан обміну білків, вуглеводів, ліпідів),
Під рецепторами розуміють молекулярні структури (наприклад, на клітинній оболонці), яким властива вибіркова спорідненість до певних речовин і здатність вступати з ними у взаємодію.
У свою чергу, фармакологічні методи широко використовують у різних галузях медицини, передусім у фізіології та патологічній фізіології.
Успіхам сучасної фармакології сприяло застосування методів математичного моделювання, які дають можливість проникати в найтонші механізми дії лікарських речовин, оцінювати їх кількісно та якісно (питання фармакокінетики, теорії рецепторів тощо).
Останнім часом розроблено велику кількість методик пошуку і створення лікарських засобів, серед яких найпродуктивнішими слід вважати скринінг (від англ. screen -просіювати) та моделювання молекул фармакологічно активних сполук. Результатом є створення ефективних лікарських засобів, близьких за будовою до медіаторів, гормонів, метаболітів та інших біогенних регуляторів, і накопичення великої кількості матеріалу про зв'язок між хімічною структурою і біологічною (фізіологічною) дією різних хімічних речовин. Принцип моделювання сполук з різною спрямованістю фармакологічної дії став значним кроком уперед порівняно з емпіричним (від грец. етреігіа -дослід) шляхом пошуку лікарських засобів. Використовуючи сучасні комп'ютерні методи та квантово-хімічні розрахунки, фармакологи разом з хіміками намагаються на основі накопичених відомостей про залежність структура - дія створити принципово нові сполуки із заданими фармакологічними властивостями.
Клінічна фармакологія вивчає вплив лікарських речовин на організм людини. Згідно з визначенням ВООЗ, клінічна фармакологія вивчає взаємодію лікарських речовин з організмом людини в умовах патології. Цю галузь науки розвивали Ю. О. Петровський, Б. Є. Вотчал, В. В. Закусов, К. М. Лакін, Я. Б. Максимович та інші вчені. Завданням клінічної фармакології є дослідження нових і переоцінення відомих препаратів, удосконалення лікарської терапії, розроблення методів ефективнішого і безпечнішого використання лікарських засобів.Під час клінічного дослідження нової лікарської речовини для визначення її фармакотерапевтичної дії (вилучення психогенного чинника) використовують плацебо (лат. ріасео - подобаюсь), тобто фармакологічно індиферентну речовину, яка за зовнішнім виглядом і смаком імітує досліджувану. При цьому хворого не слід інформувати про властивості речовини, яку він приймає. Такий метод дослідження називають сліпим. Лікувальну дію досліджуваної речовини вважають доведеною, якщо вона істотно переважає ефект плацебо, який може бути у 25-30 % випадків. Сьогодні більш адекватним вважають подвійний сліпий метод, коли в невідомій для хворого і лікаря послідовності почергово вводять лікарську речовину і плацебо. Про застосування такого методу повідомляють третю особу (наприклад, керівника дослідження). Такий підхід дає змогу нівелювати суб'єктивність як з боку хворого, так і з боку лікаря під час клінічних випробувань.
У процесі розвитку фармакології від неї відокремились і стали самостійними деякі розділи (наприклад, токсикологія, вітамінологія), сформувались нові наукові напрями.
Створення високоефективних знеболювальних, психотропних, протипухлинних, гормональних, протимікробних лікарських засобів сприяло розвитку анестезіології, психіатрії, ендокринології, підвищенню рівня хіміотерапії при онкологічних, інфекційних та інших захворюваннях.
Реакція організму на введення лікарських речовин не завжди однотипна і залежить від генетичних чинників, які визначають характер метаболічних процесів. Спадкові (типові й нетипові) реакції організму при взаємодії його з лікарськими речовинами вивчає фармакогенетика.
Різні системи організму генетично детерміновані і скоординовані з імунною системою. Тому застосування лікарських засобів може тією чи іншою мірою впливати на імунітет у вигляді імуностимуляції чи імунодепресії. Це зумовило виникнення в 60-х роках імунофармакології, яка вивчає вплив на імунітет різних лікарських засобів.
У міру становлення суміжних медико-біологічних наук фармакологія, збагачуючись їх досягненнями і грунтуючись на своєму досвіді, має істотний вплив на їх розвиток. Наприклад, завдяки успіхам ембріології, педіатрії, геронтології і геріатрії (грец. дегоп - старий і iatreia - лікування) почали широко розроблятися питання вікової фармакології, зокрема таких її галузей, як педіатрична фармакологія (вивчає особливості дії лікарських засобів на дитячий організм), геріатрична фармакологія (вивчає особливості дії лікарських засобів на організм у похилому і старечому віці, обґрунтовує принципи застосування і дозування їх, проводить пошук лікарських засобів, здатних запобігати або зменшувати передчасне старіння організму, а також займається лікуванням осіб похилого і старечого віку і профілактикою їх захворювань).
Радіаційна фармакологія вивчає дію відомих лікарських засобів на організм людини і тварин при ураженні йонізуючим випромінюванням, проводить пошук нових високоефективних радіопротекторів і речовин, що сприяють виведенню радіонуклідів.
Сукупність процесів, що зумовлюють взаємодію лікарської речовини й організму, позначають як систему організм - лікарський засіб. Вивчення цієї системи в комплексі із взаємодією її з навколишнім середовищем є методологічною основою сучасної фармакології.
Фармакотерапія (грец. pharma-соп - лікарський засіб, отрута, зілля і therapeia - лікування) - науково обґрунтоване застосування лікарських засобів для лікування при конкретному захворюванні з урахуванням особливостей його перебігу, тривалості, форми і стадії, патогенетичних механізмів розвитку, супутніх захворювань.
У XX ст. відокремились деякі розділи фармакологічної науки. Фітотерапія (від грец. phytos - рослина) вивчає дію на організм біологічно активних речовин рослин. Токсикологія (грец. toxicon -отрута і logos - наука) вивчає механізм токсичної дії лікарських засобів і розробляє методи запобігання отруєнь лікарськими та іншими засобами, лікування у випадках отруєнь та ускладнень фармакотерапії. Хіміотерапія вивчає застосування хіміотерапевтичних засобів для лікування, а також профілактики інфекційних, паразитарних, онкологічних та інших захворювань.
Фармакологія вивчає такі головні питання:
1. Зміни, які відбуваються в органах і системах організму під впливом лікарських засобів.
2. Перетворення лікарських речовин в організмі.
3. Залежність між хімічною будовою фізико-хімічними властивостями і фармакологічною дією лікарських речовин
4. Використання лікарських засобів для лікування хворих і з профілактичною метою
Одним з важливих завдань фармакологи є створення нових високоефективних лікарських засобів на основі продуктів хімічного і напівхімічного синтезу, сировини природного походження (рослини, тканини органи тварин, мінерали, продукти життєдіяльності мікроорганізмів і грибів) на основі генно-інженерних технологій, а також вивчення механізмів їхньої дії з наступним впровадженням у медичну практику.
Фармакологічні дослідження проводяться на біологічних системах різної складності - на цілому організмі, на окремих клітинах, субклітинних утвореннях, рецепторах, ферментах, клітинних мембранах окремих молекулах та ін. Зміни функціонування біологічної системи є проявом біологічної дії (активності) хімічної або лікарської речовини.
Фармакологія тісно пов'язана з фармацевтичними науками: фармацевтичною хімією - наукою про хімічну будову і фізико-хімічні властивості лікарських речовин фармакогнозією - наукою про сировину рослинного і тваринного походження для отримання лікарських засобів, технологією лікарських форм. Вивчаючи різні механізми дії лікарських речовин, фармакологія спирається на досягнення інших наук - фізіології, біохімії, фізики, біофізики, фізичної хімії тощо. Крім того, досліджуючи вплив лікарських речовин на організм хворої людини, фармакологія грунтується на даних патологічної анатомії й патологічної фізіолога. Оскільки останнє слово відносно цінності лікарських засобів належить клінічній медицині, виникла нова наука - клінічна фармакологія. Таким чином фармакологія як фундаментальна медико-біологічна наука в системі вищої медичної освіти є сполучною ланкою між теоретичними і клінічними дисциплінами, яка допомагає лікареві будь-якої спеціальності успішно використовувати її можливості в медичній практиці.
Природничо-наукова основа фармакологи це насамперед фізіологія, а також деякі хімічні, медичні та загальнобіологічні науки: патологічна фізіологія, мікробіологія, фізична хімія, біофізика, біохімія та ін. Без засвоєння цих дисциплін неможливо правильно орієнтуватися у тих складних процесах, які відбуваються в організмі людини і тварин, а отже, призначати ті чи інші лікарські засоби з лікувальною або профілактичною метою. З іншого боку, фармакологія є основою сучасної терапії, зокрема фармакотерапії.
Часто перед лікарем стоїть складне завдання - вибрати з великого арсеналу лікарських засобів не тільки найефективніший, а й найменш токсичний препарат, а також зменшити ризик його негативного впливу на організм. Це потребує глибокого розуміння того, що одна й та сама речовина за неоднакових умов (наприклад, різні дози, чинники зовнішнього середовища, стан організму тощо) може мати ефект лікувальний або токсичний. Так, атропін, дигоксин, стрептоміцин у терапевтичних дозах мають лікувальний ефект, проте з підвищенням дози діють токсично. Відомий з цього приводу вислів видатного лікаря і природознавця епохи Відродження Парацельса «Dosa sola facit venenum» («Тільки доза робить речовину отруйною»), проголошений ним ще у XVI ст., став постулатом.
Фармакологія охоплює три основні розділи: теоретичний (загальний), експериментальний і клінічний.
Теоретична (загальна) фармакологія вивчає основні закономірності взаємодії організму й лікарських речовин, обґрунтовує методи дослідження нових біологічно активних сполук і раціональне застосування відомих лікарських засобів, а також створює теорії і концепції щодо механізмів дії і фармакологічної активності цих речовин.
Експериментальна фармакологія вивчає вплив біологічно активних і лікарських речовин на організм тварин в умовах експерименту, виконує роль сполучної ланки між теоретичною і клінічною фармакологією. Складовими частинами її є фізико-хімічна, біохімічна і фізіологічна фармакологія.
Фізико-хімічна фармакологія вивчає фізико-хімічні процеси (комплексо-утворення, адсорбція, каталіз), що лежать в основі взаємодії лікарських речовин і біомембран.
Біохімічна фармакологія з'ясовує суть первинної фармакологічної реакції, тобто взаємодії лікарських речовин і біохімічних структур (рецепторів)*.
Фізіологічна фармакологія здійснює аналіз функціональних змін з боку органів і систем, що виникають під впливом лікарських речовин.
Важливим для експериментальної фармакології є вивчення дії лікарських речовин на моделях патологічних процесів, або захворювань експериментальних (лабораторних) тварин.
Вагомий внесок до систематичного вивчення дії лікарських речовин при різних патологічних процесах зробили М. П. Ніколаєв, М. В. Лазарев, О. І. Черкес, Ф. П. Тринус, Я. Б. Максимович та інші вчені. Для визначення досліджень у цьому напрямі ними було введено терміни «патологічна фармакологія», «фармакологія патологічних процесів». Сьогодні вивчення дії лікарських речовин у інтактних лабораторних тварин і в умовах експериментальної патології проводиться за міжнародними стандартами, що отримали назву GLP (Good laboratory practice).
Терапевтична дія лікарських засобів реалізується шляхом впливу її на ті чи інші структури організму. Розкриття суті цього впливу дає змогу уявити механізм дії лікарських засобів і прогнозувати побічні ефекти. Для проведення досліджень при створенні нових або поглибленому вивченні відомих лікарських засобів сучасна фармакологія широко використовує різні методи: біохімічні (активність ферментів, стан обміну білків, вуглеводів, ліпідів),
Під рецепторами розуміють молекулярні структури (наприклад, на клітинній оболонці), яким властива вибіркова спорідненість до певних речовин і здатність вступати з ними у взаємодію.
У свою чергу, фармакологічні методи широко використовують у різних галузях медицини, передусім у фізіології та патологічній фізіології.
Успіхам сучасної фармакології сприяло застосування методів математичного моделювання, які дають можливість проникати в найтонші механізми дії лікарських речовин, оцінювати їх кількісно та якісно (питання фармакокінетики, теорії рецепторів тощо).
Останнім часом розроблено велику кількість методик пошуку і створення лікарських засобів, серед яких найпродуктивнішими слід вважати скринінг (від англ. screen -просіювати) та моделювання молекул фармакологічно активних сполук. Результатом є створення ефективних лікарських засобів, близьких за будовою до медіаторів, гормонів, метаболітів та інших біогенних регуляторів, і накопичення великої кількості матеріалу про зв'язок між хімічною структурою і біологічною (фізіологічною) дією різних хімічних речовин. Принцип моделювання сполук з різною спрямованістю фармакологічної дії став значним кроком уперед порівняно з емпіричним (від грец. етреігіа -дослід) шляхом пошуку лікарських засобів. Використовуючи сучасні комп'ютерні методи та квантово-хімічні розрахунки, фармакологи разом з хіміками намагаються на основі накопичених відомостей про залежність структура - дія створити принципово нові сполуки із заданими фармакологічними властивостями.
У процесі розвитку фармакології від неї відокремились і стали самостійними деякі розділи (наприклад, токсикологія, вітамінологія), сформувались нові наукові напрями.
Створення високоефективних знеболювальних, психотропних, протипухлинних, гормональних, протимікробних лікарських засобів сприяло розвитку анестезіології, психіатрії, ендокринології, підвищенню рівня хіміотерапії при онкологічних, інфекційних та інших захворюваннях.
Реакція організму на введення лікарських речовин не завжди однотипна і залежить від генетичних чинників, які визначають характер метаболічних процесів. Спадкові (типові й нетипові) реакції організму при взаємодії його з лікарськими речовинами вивчає фармакогенетика.
Різні системи організму генетично детерміновані і скоординовані з імунною системою. Тому застосування лікарських засобів може тією чи іншою мірою впливати на імунітет у вигляді імуностимуляції чи імунодепресії. Це зумовило виникнення в 60-х роках імунофармакології, яка вивчає вплив на імунітет різних лікарських засобів.
У міру становлення суміжних медико-біологічних наук фармакологія, збагачуючись їх досягненнями і грунтуючись на своєму досвіді, має істотний вплив на їх розвиток. Наприклад, завдяки успіхам ембріології, педіатрії, геронтології і геріатрії (грец. дегоп - старий і iatreia - лікування) почали широко розроблятися питання вікової фармакології, зокрема таких її галузей, як педіатрична фармакологія (вивчає особливості дії лікарських засобів на дитячий організм), геріатрична фармакологія (вивчає особливості дії лікарських засобів на організм у похилому і старечому віці, обґрунтовує принципи застосування і дозування їх, проводить пошук лікарських засобів, здатних запобігати або зменшувати передчасне старіння організму, а також займається лікуванням осіб похилого і старечого віку і профілактикою їх захворювань).
Радіаційна фармакологія вивчає дію відомих лікарських засобів на організм людини і тварин при ураженні йонізуючим випромінюванням, проводить пошук нових високоефективних радіопротекторів і речовин, що сприяють виведенню радіонуклідів.
Сукупність процесів, що зумовлюють взаємодію лікарської речовини й організму, позначають як систему організм - лікарський засіб. Вивчення цієї системи в комплексі із взаємодією її з навколишнім середовищем є методологічною основою сучасної фармакології.
Фармакотерапія (грец. pharma-соп - лікарський засіб, отрута, зілля і therapeia - лікування) - науково обґрунтоване застосування лікарських засобів для лікування при конкретному захворюванні з урахуванням особливостей його перебігу, тривалості, форми і стадії, патогенетичних механізмів розвитку, супутніх захворювань.
У XX ст. відокремились деякі розділи фармакологічної науки. Фітотерапія (від грец. phytos - рослина) вивчає дію на організм біологічно активних речовин рослин. Токсикологія (грец. toxicon -отрута і logos - наука) вивчає механізм токсичної дії лікарських засобів і розробляє методи запобігання отруєнь лікарськими та іншими засобами, лікування у випадках отруєнь та ускладнень фармакотерапії. Хіміотерапія вивчає застосування хіміотерапевтичних засобів для лікування, а також профілактики інфекційних, паразитарних, онкологічних та інших захворювань.
