Фармакологія

Джерело отримання. Лікарські речовини добувають з природної сировини і продуктів синтетичного походження. Джерелами отримання лікарських речовин є лікарські рослини, продукти надр землі, органи тварин, продукти життєдіяльності мікроорганізмів і грибів, продукти синтетичного та напівсинтетичного виробництва, а також генно-інженерних технологій.

Фізичні та фізико-хімічні властивості. Фізичні властивості (агрегатний стан, ступінь подрібнення або леткості, молекулярна маса, розчинність у воді чи ліпідах, ступінь дисоціації) визначають характер, силу і швидкість дії лікарської речовини.

ВЗАЄМОДІЯ ОРГАНІЗМУ Й ЛІКАРСЬКОЇ РЕЧОВИНИ.

Наприклад, ртуті дихлорид має виразну протимікробну дію, оскільки легко дисоціює в організмі з утворенням йонів ртуті й хлору. Цинку оксид слабко дисоціює, тому протимікробні властивості його менш виразні.

Саме від фізичних властивостей речовини залежать не тільки специфічність фармакологічного ефекту, а й лікарська форма і шлях уведення її в організм.

Важливе значення має розчинність речовини в різних середовищах. Ця властивість зумовлена, з одного боку, поляризацією молекули речовини, з другого - природою розчинника. Неполярні сполуки добре розчиняються в неполярних або малополярних розчинниках (ефір, етанол, ліпіди) і погано розчиняються у воді, молекули якої є чітким диполем. Навпаки, полярні сполуки добре розчинні у воді. Якщо неполярна сполука здатна перетворюватися в організмі на полярну, наприклад шляхом утворення в молекулі ОН- або СООН-груп, вона набуває властивостей розчинності у воді. Розчинність речовини поліпшується також при йонізації її в кислому середовищі шлунка (алкалоїди), в лужному середовищі кишок (барбітурати) або в умовах фізіологічного значення рН крові (алкалоїди).

Фармакологічна активність полярних і неполярних сполук різна. Неполярні речовини добре розчиняються в ліпідах і тому легко проходять крізь фізіологічні бар'єри: шкіру, слизову оболонку, гемато-енцефалічний бар'єр, багату на ліпіди клітинну мембрану та ін.(наприклад, фенол, формальдегід).

Полярні сполуки недостатньо йонізовані, погано проникають крізь фізіологічні бар'єри, можуть зовсім не проникати в кров через шкіру або слизову оболонку, а введені безпосередньо в кров - погано або взагалі не надходять до деяких тканин, наприклад, мозкової. Такі речовини часто мають меншу активність і токсичність при резорбтивній дії, ніж неполярні сполуки.

Таку залежність можна показати на прикладі деяких серцевих глікозидів.

У травному каналі добре абсорбуються (всмоктуються) малополярні ліпофільні (і відповідно, погано розчинні у воді) дигітоксин (90-95 %) і дигоксин (50-80 %). Навпаки, погано абсорбується (2-5 %) високополярний (водорозчинний) строфантин. Тому дигітоксин і дигоксин доцільно вводити ентерально, а строфантин - парентерально. З розчинністю у воді й ліпідах пов'язані, ймовірно, також особливості метаболізму й виведення глікозидів. Малополярні ліпофільні речовини (дигітоксин) переважно піддаються метаболізму (кон'югації) в печінці і виводяться з жовчю у вигляді метаболітів, а полярні речовини (строфантин) виділяються нирками практично в незміненому вигляді.

Леткі речовини, що надходять у легені під час дихання, мають дуже коротку дію і, як правило, тим самим шляхом швидко виділяються з організму, майже не зазнавши змін.

Обізнаність з особливостями розчинності та інших фізико-хімічних властивостей лікарських речовин має велике практичне значення для правильного вибору лікарської форми, шляху введення і дози препарату, а також дає змогу уникати деяких побічних ефектів, наприклад, кумуляції у випадках захворювання печінки і нирок.

Хімічна структура. Дія лікарських речовин на організм значною мірою залежить від їхньої хімічної будови - наявності функціонально активних груп, форми й розміру молекул.

Речовини, близькі за хімічною будовою, мають, як правило, подібні фармакологічні властивості. Наприклад, різні похідні барбітурової кислоти (барбітурати) викликають пригнічення центральної нервової системи, застосовуються як снодійні засоби і засоби для наркозу. Проте однакова дія може бути властива речовинам різної хімічної будови (наприклад, морфін і промедол). Інколи подібні за структурою речовини мають різні фармакологічні властивості (наприклад, препарати чоловічих і жіночих статевих гормонів).

Залежність дії лікарських речовин від хімічної структури має надзвичайно важливе значення для цілеспрямованого синтезу нових лікарських засобів. Синтез багатьох засобів (наприклад, наркотичних анальгетиків - промедолу, фентанілу, пентазоцину) було здійснено наслідуванням (у тому числі ускладненням або спрощенням) хімічної будови відомих лікарських речовин рослинного походження (морфіну).

Специфічна дія лікарських речовин насамперед залежить від характеру і послідовності атомів у молекулі, наявності й положення в ній функціонально активних радикалів. Заміна навіть одного атома в молекулі фармакологічно активної речовини може спричинити суттєві зміни активності. Так, заміна однієї етильної групи в молекулі новокаїнаміду на бензольне кільце значно збільшує, а заміна обох метальних груп на ізопропільний радикал - знижує протиаритмічну активність препарату.

Фармакологічна активність речовин залежить не тільки від характеру й послідовності атомів, а й від їх просторового розташування в молекулі, тобто від просторової ізомерії (стереоізомерії) молекул -оптичної, геометричної і конформаційної.

Для взаємодії фармакологічної речовини з рецепторами клітинних мембран дуже важливою є просторова відповідність функціональних груп молекул речовини функціональним групам макромолекул рецептора, тобто наявність комплементарності. Чим більша комплементарність, тим більшу спорідненість має лікарська речовина з відповідними рецепторами і тим більшою може бути її фармакологічна активність. Цей факт підтверджується різною активністю стереоізомерів однієї й тієї самої речовини. Так, за впливом на артеріальний тиск лівообертальний ізомер адреналіну є значно активнішим, ніж правообертальний. Ці дві молекули розрізняються між собою просторовим розташуванням структурних елементів, що виявилось вирішальним чинником для їх взаємодії з адренорецепторами.

Фармакологічна активність деяких сполук може бути пов'язана не тільки з хімічною будовою. Наприклад, ступінь фармакологічної активності снодійних і наркотичних засобів залежить від спорідненості їх з певними рецепторами і від насичення ними цитоплазми клітин. Безумовно, властивість- цих речовин насичувати цитоплазму залежить від певних фізичних властивостей (зокрема від здатності розчинятися в системі ліпід - вода), а останні визначаються структурою речовин. Однак у цьому випадку фармакологічну активність визначають не властивості атомів або їх просторове розташування, а переважно співвідношення гідрофільних і гідрофобних атомних груп у молекулі речовини.

Доза. Кількість лікарської речовини, що виражена в одиницях маси, об'єму або біологічної активності, називають дозою, а ступінь розведення її в біологічних середовищах організму або в розчинниках - концентрацією. Кількість уведеної в організм лікарської речовини є одним з важливих чинників, що визначають швидкість, характер, силу і тривалість дії речовини. Від дози залежить концентрація речовини в крові і в міжклітинному просторі, де речовина може вступити в первинну фармакологічну реакцію. Ймовірність взаємодії молекул лікарської речовини з рецепторами є тим більшою, чим вища концентрація її навколо рецепторів. Фармакологічний ефект не завжди прямо залежить від концентрації або дози. Така залежність властива тільки деяким речовинам. В інших випадках спостерігається гіпер- або параболічна, а найчастіше - сигмоподібна (S-подібна) залежність між дозою і фармакологічним ефектом.

Різноманітність форм залежності доза -ефект є підтвердженням того, що на концентрацію речовини всередині й на поверхні клітин впливає велика кількість чинників (мал. 3).

В окремих випадках, змінюючи дозу, можна викликати не тільки кількісні, а й якісні зміни фармакологічного ефекту, оскільки фармакологічний ефект визначається певним виміром - діапазоном доз, перевищення якого обов'язково спричинить появу іншого фармакологічного ефекту.

Наприклад, фенобарбітал у певному діапазоні доз має снодійний ефект, ступінь якого (глибина і тривалість сну) у визначених межах зростає з підвищенням дози. При подальшому збільшенні дози виникає якісно новий стан - наркоз, глибина його у визначеному діапазоні доз також зростає. Перевищення цього діапазону супроводжується якісно новим ефектом - токсичним або смертельним.

Дозозалежний ефект властивий також для спирту етилового, барбітуратів, похідних бензодіазепіну та інших лікарських речовин.

Інколи якісна зміна призводить до спотворення фармакологічного ефекту. Так, якщо в терапевтичних дозах кофеїн стимулює центральну нервову систему, то у високих дозах, навпаки, пригнічує.

В експерименті на ізольованому серці тварин новокаїнамід у малих дозах збільшує скоротливість міокарда, середніх — не виявляє інотропного ефекту, а при подальшому збільшенні дози викликає токсичний негативний інотропний ефект.

У медичній практиці розрізняють такі види доз: разову, добову, курсову. У свою чергу разова доза може бути мінімальною (пороговою), середньою й вищою. Крім того, у клінічній, особливо в експериментальній, практиці велике значення мають токсичні дози: мінімальна токсична, середня смертельна - DL5() (dosis letalis), що викликає за певний час загибель 50 % експериментальних тварин, абсолютно смертельна, що викликає за певний час загибель 99 % експериментальних тварин.

Разова доза (dosis pro dosi) - це кількість лікарської речовини на один прийом. З разових доз складається добова доза (dosis pro die). Інколи вказують дозу на курс лікування - курсова доза (dosis pro cursu). Це дуже важливо при застосуванні протимікробних, зокрема, хіміотерапевтичних засобів.

Найменшу кількість речовини, що викликає певний (початковий) лікувальний ефект, позначають як мінімальну (порогову) (dosis therapeutica minima) - це кількість лікарської речовини, яка викликає специфічний, властивий для даного препарату ефект.

Найчастіше у практичній медицині використовують середню терапевтичну дозу (dosis therapeutica media), в якій речовини виявляють оптимальну фарма-котерапевтичну дію. Якщо ефект недостатній, дозу підвищують до вищої терапевтичної (dosis therapeutica maxima), яка є разовою гранично допустимою (dosis therapeutica pro dosi maxima). Крім того, виділяють вищу добову дозу (dosis pro die maxima). Для отруйних (Venena, група А) і сильнодіючих (Негоіса, група Б) засобів вищі разові й добові дози наведено у Фармакопеї. Ці дози не повинні бути перевищені (крім особливих випадків). У клініці вищі дози використовують рідко, оскільки при цьому часто виникають токсичні ефекти. Доза, яка починає викликати токсичні явища, називається мінімальною токсичною (dosis toxica minima). Кількість речовини, що викликає загибель біологічного об'єкта, називається смертельною, або летальною, дозою (dosis letalis).

Діапазон між мінімальною терапевтичною й мінімальною токсичною дозами називається широтою терапевтичної дії (терапевтичним діапазоном) лікарської речовини. Чим вона більша, тим більшу терапевтичну цінність має лікарський засіб, оскільки полегшується підбір оптимальної дози для конкретного хворого і зменшується ризик розвитку токсичних явищ.

У тих випадках, коли є потреба швидко створити високу концентрацію лікарської речовини в організмі, перша доза {ударна) має перевищувати наступні (підтримувальні).

Дозу виражають у грамах або частках грама. Для точнішого дозування кількість речовини розраховують на 1 кг маси тіла (1 мг/кг, 1 мкг/кг). В окремих випадках надають перевагу дозуванню речовини, виходячи з площі поверхні тіла (на 1м2) або з розрахунку на рік життя (у дитячій практиці). Для речовин, що вводять інгаляційно (наприклад, газоподібні або леткі засоби, засоби для наркозу), головне значення має концентрація їх у вдихуваній суміші(позначається у відсотках об'ємної частки). Деякі лікарські засоби (антибіотики, гормони тощо) прийнято дозувати в одиницях дії (ОД).

Лікарська форма. Серед чинників, що впливають на дію лікарських речовин, певне значення має лікарська форма, яка створюється за допомогою різних допоміжних, коригуючих і формоутворювальних речовин. Слід враховувати, що ці речовини можуть впливати на характер взаємодії лікарського засобу й організму: вступати в реакцію з лікарськими інгредієнтами, змінюючи їх активність, порушувати процеси транспортування (абсорбції, всмоктування) і розподілу діючих речовин в організмі та їх виведення (елімінацію).

Наприклад, для виготовлення очних мазей як основу найчастіше використовують суміш вазеліну з ланоліном у співвідношенні 9:1. Вазелін забезпечує дію лікарських речовин на поверхні тканин, ланолін сприяє їх абсорбції. Якщо використовувати тільки вазелін, лікарські речовини будуть діяти поверхнево, не проникаючи у внутрішні середовища ока. Чистий ланолін, поглинаючи вологу, може викликати підсушування слизової оболонки ока.

Інколи лікарські речовини вміщують у капсули, з яких вони повільно вивільняються, що забезпечує поступову і тривалу терапевтичну дію, а також захищає лікарську речовину від руйнівної дії хлоро-водневої (соляної) кислоти і ферментів шлунка.

Особливі лікарські форми використовують, щоб запобігти небажаним ефектам з боку лікарської речовини. Наприклад, препарати заліза приймають у капсулах або драже з покриттям, щоб уникнути взаємодії заліза з сірководнем у ротовій порожнині і запобігти утворенню сульфіду заліза й осіданню його на емалі зубів (забарвлення емалі в чорний колір).

Таким чином, лікарську форму слід розглядати як складний комплекс взаємопов'язаних компонентів, що впливають на ефективність лікарського засобу.