Зв'язок структура – біологічна активність

Біологічна активність речовини визначається її хімічною та просторовою будовою. Однак, рівень такої активності (ефективність дії) може суттєво залежати і від інших факторів. Так, важливим фактором для багатьох ЛР є добра розчинність у воді, тому що вони переносяться в організмі, головним чином, током крові, що сприяє створенню концентрації, достатньої для виявлення фармакологічної дії. Також лікарські речовини повинні мати добру ліпофільність і володіти здатністю проникати крізь клітинні напівпроникні мембрани, щоб впливати на біохімічні процеси метаболізму. Препарати, які діють на центральну нервову систему, повинні вільно переходити з крові до спино-мозкової рідини та мозку, тобто долати гематоенцефалічний бар'єр, який захищає мозок від проникнення до нього сторонніх речовин, розчинених в крові.

Іншим бар'єром для проникнення лікарської речовини з крові до тканин органу-мішені є стінки капілярів. Для більшості лікарських речовин з невеликою молекулярною масою цей бар'єр є нездоланним. Існує ще один бар'єр – плацентарний, який відокремлює організм матері від плоду. Зазвичай, він є легкопроникним для лікарських речовин, тому вибір препаратів для вагітних жінок відбувається надзвичайно ретельно. В цілому, молекула ліків крім основного фармакофорного угрупування, яке безпосередньо відповідає за терапевтичний ефект, повинна містити також гідрофільні та (або) ліпофільні фрагменти (бути по ним збалансованою), щоб здійснювати її нормальний перенос до відповідної системи організму.

В процесі конструювання лікарського препарату намагаються враховувати наведені вище фактори при введенні відповідних хімічних угруповань в потенційну лікарську речовину. Так, введення в структуру фенольних угруповань, карбоксильних або сульфогруп, основного або амонійного атома Нітрогену (четвертинна сіль) покращує розчинність у воді органічної молекули лікарської речовини, змінює її основність або кислотність, як правило, посилює її біоактивність. Наявність н-алкільних ланцюгів, їх подовження, а також введення галогенів, навпаки, підвищують ліпофільність лікарських речовин (розчинність в жирових тканинах, які можуть виконувати роль лікарського депо) та полегшують їх проходження крізь біомембрани. Присутність розгалужених алкільних замісників та атомів галогенів ускладнюють метаболізм (зокрема, біоокиснення) лікарських речовин. Циклоалкільні угрупування покращують сполучення з біорецептором за рахунок Ван-дер-Ваальсових сил. Застосування лікарських речовин з спиртовою або карбоксильною групами (у вигляді їх складних або простих ефірів) змінює полярність молекули лікарської речовини та гальмує біодекарбоксилювання. Біологічні системи при дії на них синтетичних лікарських речовин не відчувають різниці між речовинами, в молекулах яких бензенове кільце замінене на піридинове, або фуранове – на пірольне чи тіофенове. Тобто заміна одного плоского кільця на інше суттєво не впливає на корисну біодію.

На цей час виявлено ряд фармакофорних груп, введення яких в молекулу потенційної лікарської речовини надає їй необхідної біоактивності. Наприклад, наявність фенольного угрупування може надавати речовині антисептичних властивостей. Введення карбамідного фрагменту сприяє виявленню снодійного ефекту. Діарил(аміноалкіл)метанове угрупування відповідає за антигістамінну дію.

1.7. Классифікація лікарських засобів

Проблема класифікації ліків є дуже важливою, оскільки дозволяє систематизувати підходи як для застосування відомих, так і створення нових лікарських засобів. Існує три основних типи класифікації лікарських засобів: за хімічною будовою; за джерелами походження; за лікувальною дією.

За хімічною будовою лікарські речовини поділяють на неорганічні (солі, оксиди, комплексні сполуки), органічні синтетичні – похідні аліфатичного, аліциклічного, ароматичного і гетероциклічного рядів (всередині кожного ряду лікарські речовини підрозділяють на групи, ґрунтуючись на наявності тих чи інших функціональних груп та замісників), органічні природні сполуки (алкалоїди, антибіотики, гормони, вітаміни, глікозиди та інші).

За джерелами походження лікарські речовини поділяють на синтетичні (складають близько 70% усіх лікарських речовин), напівсинтетичні (отримують з природних речовин шляхом їх хімічної модифікації (наприклад, антибіотики цефалоспоринового та пеніцилінового рядів) і природні (наприклад, алкалоїди, вітаміни, гормональні речовини та ін.).

За лікувальною дією лікарські речовини поділяють на три великі групи – хіміотерапевтичні, нейрофармакологічні та регуляторні.

До хіміотерапевтичних відносять протиінфекційні лікарські речовини, які діють на паразитичні організми: антивірусні, антимікробні (антибіотики, антисептики), антитуберкульозні, антималярійні, фунгіцидні, протипухлинні, антигельмінтні препарати.

У нейрофармакологічній групі розрізняють лікарські речовини, які діють на центральну нервову систему (наркотичні знеболюючі засоби, снодійні та інші психотропні препарати), і речовини, які діють на периферичну нервову систему (наприклад, місцеві анестетики).

Група регуляторних лікарських речовин включає вітаміни, гормони, метаболіти та антиметаболіти (речовини, які регулюють активність ферментних, гормональних, імунних і генних систем).

Однак, слід зазначити, що існує також значно більша та деталізована класифікація: «Міжнародна класифікація лікарських засобів» Всесвітньої організації охорони здоров'я. Наприкінці 60-их років ХХ ст. Всесвітня організація з охорони здоров'я запропонувала варіант «Анатомо-терапевтично-хімічної класифікації лікарських субстанцій» (АТХ від лат. АТС). Завершений (доповнений) варіант класифікації був опублікований в 1996 році.

Відповідно до цієї класифікацієї всі субстанції лікарських препаратів поділяють на групи в залежності від органу або системи, на які вони діють, а також їх терапевтичних і хімічних характеристик. Всі ліки поділені на 14 груп (позначаються буквами латинського алфавіту). Кожна група включає терапевтичні та фармакологічні, а в деяких випадках, хімічні підгрупи. Підгрупи мають свої позначення буквами та додаткові цифрові позначення. Кожна лікарська субстанція та лікарські форми мають свій індекс, який складається з букв і цифр.

Класифікація АТХ достатньо детальна і чітко «індексує» кожний лікарський препарат. Це великий банк даних про сучасні лікарські препарати та їх розподіл за вказаними групами. Дана класифікація є цінним класифікаційним документом, проте вона є досить складною для користування. В нашій країні широко використовується також класифікація М.Д. Машковського, яка передбачає такі основні групи лікарських засобів:

1. Лікарські засоби, що діють переважно на центральну нервову систему.

2. Лікарські засоби, що діють переважно на периферичні нейромедіаторні процеси.

3.Засоби, що діють переважно на чутливі нервові закінчення.

4. Засоби, що діють на серцево-судинну систему.

5. Засоби, що підсилюють видільну функцію нирок.

6. Засоби, що стимулюють і розслаблюють мускулатуру матки.

7. Засоби, що регулюють метаболічні процеси.

8. Антигіпоксанти і антиоксиданти.

9. Імуномодулятори та імунокоректори.

10. Протимікробні, противірусні та протипаразитарні засоби.

11. Препарати для лікування онкологічних захворювань.

12. Рентгеноконтрастні та інші діагностичні препарати.

Ці класи лікарських препаратів поділені на групи (а останні, в свою чергу, в деяких випадках – на підгрупи), виходячи з таких основних ознак: основних фармакологічних властивостей; основних сфер медичного застосування (у випадках, коли лікарські препарати спеціально використовуються для цих цілей); хімічної подібності.

Класифікувати лікарські препарати можна не тільки посилаючись на фармакологічні властивості, а також поділяючи їх на фармакотерапевтичні групи, в залежності від сфери їх медичного застосування. Такого принципу дотримуються в основному автори у клінічній фармакології та фармакотерапії. У відповідності до цього, одні і ті самі лікарські препарати можуть входити до різних груп, а до одної фармакотерапевтичної групи можуть входити лікарські препарати різних фармакологічних груп. Це пов'язане, по-перше, з тим, що одні й ті самі ліки можна застосовувати для лікування різних захворювань; по-друге, з тим, що лікування одного й того захворювання може відбуватися за допомогою ліків з різними механізмами дії. Прикладами таких сучасних фармакотерапевтичних груп можуть бути:

А. Група препаратів для лікування гіпертонічних захворювань.

Б. Група препаратів для лікування ішемічної хвороби серця.

В. Група препаратів для лікування бронхіальної астми та ін.

Необхідно зазначити, що жодна класифікація на може в повній мірі систематизувати величезну кількість лікарських засобів, що застосовуються в сучасній практиці.