Зеркала фармакологии

8

Фото 1: © tommasolizzul / Фотобанк Фотодженика

Зеркальное отражение  это то же самое, но с точностью до наоборот. Но всегда ли данное утверждение верно?

В сложном мире биологически активных веществ категоричность формулировок неуместна. Это относится и к свойствам оптических изомеров.

Зеркальные версии молекул лекарственных препаратов демонстрируют гораздо более широкий спектр возможных различий.

Оптические изомеры (энантиомеры, стереоизомеры) имеют одинаковое химическое строение, идентичные химические и физические свойства.

Единственное их отличие друг от друга — способность оказывать противоположное влияние на плоскость поляризации света.

Направление вращения

Свет можно описать как электромагнитные колебания с определенной длиной волны. Векторы направлений этих колебаний хаотичны. При прохождении через вещество, способное поляризовать свет, векторы упорядочиваются.

При этом движение электромагнитных колебаний начинает происходить по кругу: либо влево, либо вправо. В первом случае говорят, что свет прошел через вещество, которое отклоняет плоскость поляризации влево; во втором эта плоскость отклоняется вправо. Сами вещества при этом можно отнести к лево- и правовращающим соответственно.

Многие молекулы сложных органических веществ могут отклонять плоскость поляризации света и вправо, и влево. Это возможно, потому что они имеют левовращающие (-, L) и правовращающие (+, D) оптические изомеры.

Причина таких оптических свойств — различное расположение одних и тех же групп атомов их молекул в пространстве.

Хиральность молекул

Оптические изомеры (энантиомеры) представляют собой зеркальные отражения друг друга, которые не могут быть совмещены в реальном пространстве. Хиральность — так называют это свойство специалисты. Термин произошел от древнегреческого слова χειρ — рука. Левая рука и правая — зеркальные отражения друг друга, и они не могут быть совмещены в пространстве.

Хиральность молекул была открыта французским микробиологом и химиком Луи Пастером в 1848 г. Он описал две зеркальные формы кристаллов натрий-аммониевой соли винной кислоты, которые не совмещались в пространстве. Почему они образуются, какие структурные особенности лежат в основе их формирования, стало ясно спустя почти полвека.

Эти процессы объясняла концепция асимметрического атома углерода, которую разработали химики Якоб Г. Вант-Гофф (Голландия) и Жозеф А. Ле Бель (Франция). Сам термин «хиральность» был введен в науку английским физиком — лордом Уильямом Кельвином в конце XIX века.

Природная стереоспецифичность

Организм человека построен из сложных органических молекул. Многие из них обладают таким свойством, как хиральность. Часто эти молекулы представлены в форме только одного оптического изомера (энантиомера). Например, подавляющее большинство моносахаридов в организме человека — это D(+) изомеры. Среди аминокислот, наоборот, преобладают L(-) изомеры.

В состав белков входят только L-аминокислоты, ДНК и РНК содержат исключительно D-сахара.

Поскольку белки (ферменты, клеточные рецепторы, системы активного транспорта через клеточную мембрану и т. д.) построены из L-аминокислот, они сами приобретают способность реагировать только с определенными стереоизомерами биологически активных веществ.

Это лежит в основе стереоспецифичности биохимических процессов. Нужное организму взаимодействие происходит преимущественно с одним из энантиомеров. Второй изомер из пары может иметь гораздо менее выраженный эффект, не оказывать никакого влияния или, наоборот, приводить к прямо противоположному результату.

Адреналин имеет 2 энантиомера. Его левовращающий стереоизомер обладает выраженной активностью. Гидроксильная группа молекулы D-адреналина ориентирована в пространстве иначе, чем у L-адреналина. В результате нейромедиатор может связываться с рецептором в двух, а не в трех точках. Это приводит к существенному снижению биологического действия D-изомера.

Левые и правые

Эффект многих ЛС обусловлен их связыванием со «своими» рецепторами. В таких случаях молекула лекарственного вещества должна иметь определенную пространственную конфигурацию. Использование в качестве субстанции для производства препарата неразделенных лево- и правовращающих энантиомеров (рацемическая смесь) может привести к снижению терапевтического эффекта.

Но, поскольку разделять оптические изомеры технологически сложно и дорого, в ряде случаев производители идут на такие потери активности. Фото 2 © rrrneumi / Фотобанк Фотодженика

Антидепрессант циталопрам представляет собой рацемическую смесь. Активность в отношении обратного захвата серотонина проявляет только один из оптических изомеров — L-циталопрам. D-изомер не оказывает такого действия. Его можно отнести к терапевтически нейтральным соединениям.

Сейчас на фармацевтическом рынке представлен препарат эсциталопрам. Он содержит только L-циталопрам, превосходит циталопрам по эффективности и лучше переносится.

Изомеры офлоксацина различаются по силе действия более чем в 8 тыс. раз. В состав антимикробного препарата входит более активный L-изомер, что отражено даже в названии ЛС — левофлоксацин.

С ибупрофеном ситуация еще более интересная. В организме человека присутствует специальный фермент, который превращает неактивный D-изомер этого лекарственного вещества в его активную L-форму.

С учетом этого факта производители в качестве субстанции используют рацемическую смесь энантиомеров ибупрофена. Хотя раньше, до открытия ферментативных превращений действующего вещества, выпускался препарат дексибупрофен на основе чистого L-изомера.

Правила надлежащей аптечной практики. Приказ Минздрава 647н

Правила надлежащей аптечной практики. Приказ Минздрава 647н
посмотреть/скачать>>

Опасные «напарники»

В некоторых случаях, однако, потерей эффективности использование рацемических смесей не ограничивается. Седативный препарат талодомид выпускался в виде рацемической смеси. Он широко назначался беременным женщинам в середине XX века.

За время его применения у этих пациенток родилось более 10 тыс. детей с серьезными генетическими нарушениями. Причиной был терратогенный эффект одного из оптических изомеров.

Эта трагедия не прошла даром. Сейчас производители тщательно отделяют «зерна» от «плевел». И в тех случаях, когда один из оптических изомеров имеет опасные свойства, его исключают из состава ЛС.

Например, антимикробный препарат этамбутол содержит D-изомер действующего вещества, поскольку его «зеркальный напарник» обладает серьезными побочными действиями и может даже привести к слепоте.

Статья из журнала "Руководителю аптеки" за 2015 год.

Читайте в ближайших номерах журнала «Новая аптека»
    Читать >>


    Ваша персональная подборка

      Подписка на статьи

      Чтобы не пропустить ни одной важной или интересной статьи, подпишитесь на рассылку. Это бесплатно.

      Рекомендации по теме

      Мероприятия

      Мероприятия

      Повышаем квалификацию

      Посмотреть

      Самое выгодное предложение

      Самое выгодное предложение

      Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

      Живое общение с редакцией

      А еще...






      Наши продукты






















      © МЦФЭР, 2006 – 2017. Все права защищены.

      Портал zdrav.ru - медицинский портал для медицинских работников. Новости и статьи для главных врачей, медицинских сестер, заместителей главного врача, специалистов по качеству медицинской помощи, заведующих КДЛ, медицинских юристов, экономистов ЛПУ, провизоров и руководителей аптек.

      Информация на данном сайте предназначена только для медицинских работников. Ознакомьтесь с соглашением об использовании.
      Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-64203 от 31.12.2015.

      Политика обработки персональных данных

      
      • Мы в соцсетях
      Сайт предназначен для медицинских работников!

      Чтобы продолжить чтение статей на портале ZDRAV.RU, пожалуйста, зарегистрируйтесь.
      Это займет всего 57 секунд. Для вас будут доступны:

      — 9400 статей
      — 4000 ответов на вопросы
      — 80 видеосеминаров
      — множество форм и образцов документов
      — бесплатная правовая база
      — полезные калькуляторы

      Вы также получите подарок — журнал в формате pdf

      У меня есть пароль
      напомнить
      Пароль отправлен на почту
      Ввести
      Я тут впервые
      И получить доступ на сайт Займет минуту!
      Введите эл. почту или логин
      Неверный логин или пароль
      Неверный пароль
      Введите пароль
      Сайт предназначен для медицинских работников!

      Чтобы продолжить чтение статей на портале ZDRAV.RU, пожалуйста, зарегистрируйтесь.
      Это займет всего 57 секунд. Для вас будут доступны:

      — 9400 статей
      — 4000 ответов на вопросы
      — 80 видеосеминаров
      — множество форм и образцов документов
      — бесплатная правовая база
      — полезные калькуляторы

      Вы также получите подарок — pdf- журнал «Здравоохранение»

      У меня есть пароль
      напомнить
      Пароль отправлен на почту
      Ввести
      Я тут впервые
      И получить доступ на сайт Займет минуту!
      Введите эл. почту или логин
      Неверный логин или пароль
      Неверный пароль
      Введите пароль
      ×
      Сайт предназначен для медицинских работников!

      Чтобы скачать файл на портале ZDRAV.RU, пожалуйста, зарегистрируйтесь.
      Это займет всего 57 секунд. Для вас будут доступны:

      — 9400 статей
      — 4000 ответов на вопросы
      — 80 видеосеминаров
      — множество форм и образцов документов
      — бесплатная правовая база
      — полезные калькуляторы

      Вы также получите подарок — pdf- журнал «Здравоохранение»

      У меня есть пароль
      напомнить
      Пароль отправлен на почту
      Ввести
      Я тут впервые
      И получить доступ на сайт Займет минуту!
      Введите эл. почту или логин
      Неверный логин или пароль
      Неверный пароль
      Введите пароль
      ×
      Сайт предназначен для медицинских работников!

      Чтобы скачать файл на портале ZDRAV.RU, пожалуйста, зарегистрируйтесь.
      Это займет всего 57 секунд. Для вас будут доступны:

      — 9400 статей
      — 4000 ответов на вопросы
      — 80 видеосеминаров
      — множество форм и образцов документов
      — бесплатная правовая база
      — полезные калькуляторы

      Вы также получите подарок — pdf- журнал «Здравоохранение»

      У меня есть пароль
      напомнить
      Пароль отправлен на почту
      Ввести
      Я тут впервые
      И получить доступ на сайт Займет минуту!
      Введите эл. почту или логин
      Неверный логин или пароль
      Неверный пароль
      Введите пароль
      ×