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

электив-пособие

.pdf
Скачиваний:
51
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
627 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

терапии— создание 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 моделей” известных 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 “пролекарство” появился 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

доставки” в

 

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