Введение

Предмет, задачи и методология фармакологии

Фармакология (от греч. pharmacon — лекарство, яд и logos — учение) — наука о взаимодействии лекарственных веществ и организма.

Основные задачи фармакологии — создание лекарственных средств и обоснование рационального, безопасного их применения.

Фармакология является самостоятельной наукой, но при этом представляет собой неотъемлемую часть современных клинических дисциплин, объединяя теоретические знания и практическую медицину. Фармакология — среда активного информационного обмена между естественно-научной основой медицины (биологией, химией, физиологией и морфологией), клиническими дисциплинами и фармацией.

Значение фармакологии как связующего звена теоретических и клинических дисциплин огромно. Исследование механизмов действия лекарственных веществ помогает расширить представления о химической сущности процессов, происходящих в живых клетках, а также о механизмах функционирования всех систем человеческого организма. В этом случае лекарственные вещества выступают в роли фармакологических «зондов», помогающих оценить наличие, направленность и выраженность ответных реакций со стороны клеток, тканей, органов и систем.

Выделяют теоретическую, экспериментальную и клиническую фармакологию. Теоретическая и экспериментальная фармакология составляют фундаментальный раздел науки.

Основные задачи экспериментальной фармакологии:

• моделирование механизмов взаимодействия лекарственных средств и биологических систем (организм человека или экспериментальная модель)на различных уровнях (субклеточный, тканевый, органный или системный);
• изучение эффектов взаимодействия организма и вещества;
• предотвращение потенциальных нежелательных реакций.

Основными методическими подходами экспериментальной фармакологии (как основы для решения задач фармакологической науки) являются компьютерное моделирование, биохимические, физиологические и морфологические исследования.

Компьютерное моделирование позволяет значительно ускорить создание химичеcкой формулы (молекулы) нового лекарственного вещества. Этот метод обеспечивает точное предсказание аффинности (сродства) связывания, что в значительной степени снижает расходы на создание нового лекарственного вещества.

Используя биохимический подход, фармакологи изучают природу реакций взаимодействия между лекарственными веществами и биологическими молекулами. Физиологический и морфологический подходы применяют для анализа вызываемых фармакологическим воздействием изменений функционирования и строения органов и систем.

Источники получения лекарственных веществ

• Целенаправленный дизайн низкомолекулярных молекул in silico. In silico фармакология — это быстро развивающаяся область, которая охватывает разработку методов использования программного обеспечения для сбора, анализа и интеграции биологических и медицинских данных из множества различных источников.
• Химический синтез (сульфаниламиды, парацетамол, вальпроевая кислота, прокаин, ацетилсалициловая кислота). С середины ХIХ в. лекарственные вещества активно получают химическим путем. Большинство современных лекарственных средств — продукты химического синтеза.
• Микроорганизмы (антибиотики: пенициллины, цефалоспорины, макролиды и др.). В 40-х годах ХХ в. была разработана технология получения антибиотиков из почвенных грибов, а в 80-х годах — метод генной инженерии (человеческие инсулины).
• Минеральные соединения (магния сульфат, натрия сульфат).
• Ткани и органы животных (инсулин, препараты гормонов щитовидной железы, ферментные препараты, вещества, регулирующие пищеварение).
• Растения (сердечные гликозиды, морфин, резерпин).
• Получение специфических белков (белки, контролирующие коагуляцию крови); синтез моноклональных антител: мышиных, химерных, гуманизированных, человеческих.

Этапы создания новых лекарственных средств

Разработку новых лекарственных средств осуществляют, используя многие отрасли науки, при этом основная роль принадлежит специалистам в области химии, фармакологии и фармации. Создание нового лекарственного средства представляет ряд последовательных этапов. Каждый из этапов должен отвечать определенным положениям и стандартам, регулируемым федеральными законами Российской Федерации.

Процесс создания новых лекарственных средств регулируется международными стандартами.

• GLP (Good Laboratory Practice — «Надлежащая лабораторная практика»).
• GMP (Good Manufacturing Practice — «Надлежащая производст­венная практика»).
• GCP (Good Clinical Practice — «Надлежащая клиническая прак­тика»).
• GVP (Good Pharmacovigilance Practices — «Надлежащая практика фармаконадзора»).

Существует три основных направления получения новой активной субстанции (действующего вещества или комплекса веществ).

Химический синтез лекарственных веществ

• Эмпирический путь: скрининг, случайные находки.
• Направленный синтез: воспроизведение структуры эндогенных веществ, химическая модификация известных молекул.
• Целенаправленный синтез (рациональный дизайн химического соединения): основан на понимании зависимости «химическая структура — фармакологическое действие».

Основу эмпирического пути (от греч. empeiria — опыт) создания лекарственных веществ составляет метод «проб и ошибок». Для этого фармакологи с помощью набора биологических тестов (на молекулярном, клеточном, органном уровнях) обнаруживают наличие или отсутствие определенной фармакологической активности у заранее выбранных химических соединений. Так, наличие противомикробной активности определяют в отношении микроорганизмов; спазмолитической активности — на изолированных гладкомышечных органах (ex vivo); гипогликемическое действие — по способности снижать уровень сахара в крови испытуемых животных (in vivo). Затем из всех исследуемых химических соединений выбирают наиболее активные и сравнивают степень их фармакологического действия и токсичность с существующими лекарственными средствами (их используют в качестве стандарта). Такой путь отбора активных веществ получил название «лекарственный скрининг» (от англ. screen — просеивать, сортировать). Внедрение в медицинскую практику некоторых препаратов произошло в результате случайных находок. Так обнаружили противомикробную активность азокрасителя с сульфаниламидной боковой цепью (красный стрептоцид), в результате была создана целая группа химиотерапевтических средств — сульфаниламидов.