Биохимия для фармацевтов кратко

Обновлено: 04.07.2024

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Фармацевтическая биохимия теснейшим образом связана с наукой о лекарствах - фармакологией (греческое pharmakon - лекарства), ее разделами-фармакокинетикой, фармакодинамикой и фармакогенетике, изучающих

соответственно движение лекарственных средств в организме и влияние наследственных (генетических) факторов на эффективность медикаментозной терапии.

Создание общей теории метаболизма лекарств в организме фактически основывается на функционировании ферментных систем на разных этапах контакта лекарств с организмом и специфичности взаимодействия с естественными процессами регуляции. Исключительное значение имеет также проблема экзо-и эндогенного влияния различных факторов на синтез ферментов, участвующих в метаболизме лекарств.

Образование ферментов лекарственного метаболизма и других белков осуществляется под строгим генетическим контролем. Генетическая информация, необходимая для синтеза ферментов, в закодированной форме находится в ДНК хромосом клеточного ядра (см. Перенос генетической информации и биосинтез белка).

Среди различных причин и условий, влияющих на чувствительность организма к лекарственным средствам и эффективность фармакотерапии, важную роль играют энзимопатии - наследственные нарушения структуры и свойств ферментов лекарственного метаболизма. При энзимопатиях в ответ на введение некоторых лекарственных веществ могут возникать побочные реакции и осложнения. Энзимопатии обусловлены мутацией соответствующих генов (см. Мутации). В зависимости от характера мутации гена может измениться структура фермента. Любые нарушения в молекулярной структуре фермента сопровождаются изменениями его свойств: каталитической активности, стабильности, отношение к индукторов и ингибиторов т.д.. Многие мутации генов вызывают нарушение каталитической активности ферментов, а это влияет на метаболизм лекарственных средств. Чаще всего встречаются Энзы-мопатии, связанные со снижением активности ферментов лекарственного метаболизма вплоть до полной ее потери. Мутации в области активного центра ферментов приводят к потере их активности, в других участках - отражаются на их стабильности. Такие ферменты значительно быстрее расходуются в биохимических реакциях, обеспечивающих метаболизм лекарств. Мутация может сказаться на скорости синтеза фермента: в одних случаях она растет, в других - падает. В первом случае интенсивность метаболизма фармпрепаратов усиливается, во втором - ослабляется. Мутации могут сказаться на образовании ряда внутриклеточных индукторов и ингибиторов, влияющие на каталитические свойства ферментов. Иногда встречаются мутации, которые приводят к синтезу ферментов с качественно новыми каталитическими свойствами. Выяснить этиологию ензимопа-той, особенно у человека, тяжело и нередко невозможно. Новые исследования в области биохимической генетики уже в ближайшее время будут способствовать разработке определенных методов, которые облегчат выяснение сути эн-зимопатий в каждом конкретном случае.

Вместе с изменениями активности ферментов меняется и интенсивность метаболизма фармпрепаратов, что сказывается на их лечебных и токсическому действию. Трудно переоценить важность и такого направления, как выявление в лекарственных веществ свойств изменять активность ферментов, их метаболизируют. Уже есть данные о том, что некоторые лекарственные препараты могут депресуваты или репрессировать матричную активность хроматина. Таким образом, появилась возможность регулировать функциональное состояние оперона, а значит, синтез РНК, несущих информацию в Белоксинтезирующая аппарата клеток. Первые исследования в этом направлении показали, что под влиянием одних фармпрепаратов активность ферментов в печени и других органах возрастает (индуктивная действие), под влиянием других - падает (ингибиторная действие). В связи с увеличением активности ферментов ускоряется метаболизм лекарств, снижается степень и продолжительность фармакологического действия. Лекарственные средства, угнетающие синтез и активность ферментов, снижают интенсивность метаболизма лекарств, что приводит к росту их фармакологической активности и в большинстве случаев - токсичности.

Издавна было известно, что одно и то же лекарственное вещество у большинства больных вызывает определенный фармакологический эффект, в других отмечается очень слабая фармакологическая реакция и даже ее полное отсутствие, поскольку лекарства в этом случае очень быстро метабол-зуються и не достигают необходимой концентрации в области рецептора ; у остальных больных выявляется необычно резкая фармакологическая реакция, связанная с накоплением лекарственного средства, поскольку он очень медленно метаболизируется, а больной продолжает его принимать, что может привести к возникновению так называемых лекарственных болезней, аллергических реакций и отравления.

В настоящее время в клинике применяется так называемый антипирин-ный тест, когда по скорости метаболизма чужеродной соединения антипирина (однократной стандартной дозе) определяется антитоксическое состояние печени у больного и генетическая способность организма синтезировать ферменты лекарственного метаболизма. Антипирин - это вещество, которое легко распределяется в водной среде организма, почти не связывается с белками крови и имеет анальгезирующее, жаропонижающее и противовоспалительное действие.

Определение Т1 / 2 позволяет контролировать наличие фармакологического эффекта у больного, а также предупредить негативное косвенное действие фармпрепарата благодаря взаимозаменяемости лекарств, приема фармакологических средств, которые усиливают или замедляют биосинтез ферментов лекарственного метаболизма, проведению специальных профилактических мероприятий.

Сейчас врачу необходимо иметь не только определенный анамнез больного, результаты клинических исследований крови, мочи и т.д., но и информацию о способности организма больного метаболизировать и выводить лекарственные вещества и их метаболиты. Зависимости от этого совместно с клиническим провизором составляется индивидуальная программа лечения больного. Особенно это важно в случае комбинированного лечения несколькими препаратами. Здесь необходимо знать метаболизм каждого, а также совокупное влияние препаратов на организм, на пути их обезвреживание и выведение. Следует избегать назначения лекарств, имеющих общие пути обезвреживания, это может замедлить их метаболизм. Сегодня насчитывается более 5000 наименований лекарств. Врач и клинический провизор должны выбрать только те, которые необходимы конкретному больному с учетом вышеупомянутых и многих других факторов.

От скорости метаболизма лекарственных веществ зависит доза, частота и длительность их приема. Так, если препарат метаболизуеть-ся быстро, то для достижения терапевтического эффекта необходимы большие дозы или увеличение частоты приема (это касается пенициллина, сульфаниламидов короткого и среднего действия). Если обмен замедлен, нужно действовать наоборот (это касается сульфаниламидов длительного действия, гормонов щитовидной железы и т.д.). При приеме некоторых лекарств, особенно имеющих способность к связыванию с белками, необходимо делать перерыв.

Создавать новые лекарственные средства и изучать механизм их действия нельзя без всестороннего изучения метаболизма. Метаболизм лекарственных веществ является обширной участком исследований в таких областях, как фармакология, фармация, биохимия, аналитическая и токсикологическая химия. Результаты и обобщения этих исследований является той фундаментальной основой, на которой строится и развивается научная и рациональная фармакотерапия заболеваний и их профилактика.

ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ Инсулин– гормон белковой природы, синтезируется в альфа-клетках островков Лангерганса, запасается в секреторных гранулах в связи с цинком и выделяется в кровь в ответ на повышение концентрации глюкозы в крови. По чувствительности к инсулину все ткани можно разделить на 3 группы: 1) Главные ткани-мишени или абсолютно зависимые от инсулина ткани. Они обладают максимальной […]

ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В щитовидной железе синтезируются тиреоидные гормоны– тироксин (Т4) и трииодтиронин (Т3). Для синтеза этих гормонов необходим иод, который активно захватывается из крови клетками фолликулов щитовидной железы. Тироксин и трииодтиронин являются производными аминокислоты тирозина. Тироксин содержит в своей молекуле4 атома иода, в состав трииодтиронина входит 3 атома иода. В клетках эпителия фолликулов щитовидной […]

Гормоны. Из всех биологически активных соединений и субстратов,
принимающих участие в регуляции биохимических процессов и
функций, особая роль

Биохимия мышечной ткани. Мышцы составляют у взрослого человека 40 % от массы тела. Функция мышц — напряжение и укорочение с последующим расслаблением.

Биохимия печени. Печень играет центральную роль в обмене веществ. Масса печени у взрослого человека составляет ≈ 1,5 кг, на воду приходится 70–75 % .

Биохимия ротовой жидкости. Ротовая жидкость — это суммарный секрет слюнных желез, детрит полости рта, десневая жидкость, зубной ликвор, микрофлора

Биохимия соединительных тканей и органов полости рта. Главный минеральный компонент костной ткани и твердых тканей зуба — кристаллы апатитов

Биохимия питания. Содержание макроэлементов превышает 50 мг/кг массы тела. Содержание микроэлементов составляет менее 50 мг/кг массы тела.

Гормоны — это класс регуляторных молекул, синтезируемых специальными клетками. Особенности биологического действия: низкая концентрация в крови

Современные методы молекулярной биологии. Основными инструментами в работе молекулярного биолога с нуклеиновыми кислотами являются ферменты.

Биосинтез ДНК, РНК и белка. Репликация — процесс удвоения ДНК. Принципы репликации: комплементарность; антипараллельность; однонаправленность

Гормоны гипофиза. Простагландины и другие эйкозаноиды

ГОРМОНЫ ГИПОФИЗА. В передней и средней доле гипофиза (аденогипофиз) образуются тропные гормоны. Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) только секретирует

Гормоны поджелудочной железы. Гормоны надпочечников

Гормоны щитовидной и паращитовидной желез

Гормоны. Классификация, функции, свойства, типы

Биохимия мышечной ткани. Механизм мышечного сокращения

Биохимия печени. Функции печени

Биохимия ротовой жидкости. Химический состав слюны

Биохимия соединительных тканей и органов полости рта

Биохимия питания. Макро-, микроэлементы и витамины

Гормоны стероидные и половые. Механизм действия гормонов.

Современные методы молекулярной биологии. Метод ПЦР

Биосинтез ДНК, РНК и белка. Репликация, транскрипция

В учебном пособии изложены на современном уровне основные сведения о процессах биохимической трансформации лекарственных веществ в организме и факторах, которые оказывают влияние на эти процессы.

Фармацевтическая биохимия представляет собой совокупность биохимических знаний, которые используются для выполнения задач фармации, и изучает метаболизм лекарственных средств в условиях живого организма в сочетании с нормальным обменом веществ. Лекарственное вещество, которое попадает в организм, проходит в нем сложный путь. На первой стадии – стадии ввода – действующее вещество должна высвободиться из лекарственной формы, в которой она находится (таблетки, мази и т.д.), и пройти путь до места всасывания. Согласно законам диффузии на второй стадии лекарственное вещество всасывается, т.е. транспортируется через биомембраны, попадая в биологическую жидкость. При этом на кинетику диффузии влияют различные факторы. Еще большую роль физиологические и биохимические факторы играют на последующих стадиях, когда лекарственное вещество поступает из крови в ткани и подвергается различным ферментативным превращениям, до тех продуктов, которые способны выводиться из организма. Знания по фармацевтической биохимии широко востребованы при изучении фармакологии, фармацевтической химии, технологии лекарств, токсикологической химии.

В пособии материал расположен следующим образом: после общей характеристики фармацевтической биохимии и методов, которые используются в этой науке, в основной части пособия характеризуются лекарства как чужеродные соединения и описываются такие процессы как всасывание, распределение, метаболизм и выведение лекарственных веществ. Далее оцениваются такие факторы, влияющие на метаболизм лекарств как видовые , половые , возрастные и генетические различия, дана характеристика таких эндогенных факторов , как беременность, гормональные изменения, а также экзогенных факторов, включающих физические и химические факторы. Подробно охарактеризована группа химических факторов, представляющих различные соединения промышленного синтеза, пестициды и др.

Завершается пособие разделом, где приводятся задания для закрепления изученного материала и тестового контроля.

Знание основных закономерностей метаболизма лекарственных веществ в организме необходимо для характеристики лечебных и токсических свойств лекарства, для правильного проведения фармакотерапии и служит основанием для создания и внедрения новых фармакологических препаратов и лекарственных форм с заданными свойствами.

Фармацевтическая биохимия- это совокупность биохимических знаний, используемых в решении задач фармации. Биохимические исследования необходимы при разработке рациональных лекарственных средств, стандартизации и контроле качества лекарств, анализе и производстве лекарственных средств и оценке их эффективности на основе изучения их метаболизма. Создание общей теории метаболизма лекарства в организме основывается на деятельности ферментных систем на различных этапах контакта лекарства с организмом и специфического взаимодействия с природными процессами регуляции. Знание особенностей фармацевтических превращений лекарств в организме позволяет обосновать целесообразность использования определенной лекарственной формы для эффективного влияния препарата на определенный орган или ткань, вскрыть причины его неадекватного эффекта и помочь оценить действующее начало лекарств. Оптимизация терапии фарма-копрепаратами достигается не только путем создания и внедрения в клиническую практику новых, но и путем рационализации применения уже существующих лекарственных препаратов. Изучение фармакокинетики во многом способствует разработке эффективных схем лечения, позволяющих поддерживать заданную концентрацию препарата в течение всего необходимого времени.

ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА:познание механизмов превращения ксенобиотиков, в том числе и лекарственных веществ в организме.

ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА:усвоить:

- основные этапы метаболизма лекарственных препаратов;

- принципы поиска новых лекарственных препаратов;

- факторы, активно изменяющие метаболизм лекарственных препаратов в организме;

- принципы научной основы химиотерапии, обеспечивающей избирательное разрушение клеток-возбудителей, нейтрализацию токсинов, замещение необходимых клеточных компонентов.

Раздел 8. Фармацевтическая биохимия.

Тема 8.1. Поступление и распределение лекарственных препаратов в организме

Тема 8.2. Рецепция лекарственных препаратов, их превращение в организме

Тема 8.3. Факторы, влияющие на метаболизм лекарственных препаратов

Лабораторные работы по разделу.

Тема 8.1. Поступление и распределение лекарственных

Препаратов в организме

Вопросы для самоподготовки.

1. Назовите основные виды изменения биологической активности ксенобиотиков.

2. Перечислите основные пути введения лекарств в организм.

3. На какие этапы делится метаболизм ксенобиотиков?

4. Перечислите механизмы транспорта ксенобиотиков через клеточную мембрану.

5. Охарактеризуйте процесс простой диффузии лекарственного препарата через биологическую мембрану (скорость проникновения, участие ферментов, затраты энергии, графическая зависимость скорости проникновения от концентрации вещества).

6. Охарактеризуйте процесс облегченной диффузии.

7. Охарактеризуйте механизм активного транспорта.

8. Напишите формулу, характеризующую математическую зависимость скорости диффузии лекарственного препарата через биологическую мембрану. Что обозначают буквенные выражения, входящие в состав формулы?

9. Назовите и охарактеризуйте факторы, от которых зависит коэффициент диффузии.

10. От каких, в основном, факторов будет зависеть скорость диффузии лекарственных веществ-электролитов?

11. От каких, в основном, факторов будет зависеть скорость диффузии лекарственных веществ-неэлектролитов?

12. Что будет преобладать: процесс поступления в клетку или обратного выхода из нее лекарственного препарата (рК=6), если рН снаружи клетки 4, а внутри - 6,2?

13. Какой из препаратов будет всасываться быстрее: А (рК=6,2) или В (рК=7,8), если рН снаружи и внутри клетки равен 7,2?

14. Какой из препаратов будет всасываться быстрее: А (рК=5) или В (рК=8), если снаружи клетки рН=6, а внутри - 7,2?

15. Укажите место локализации метаболизма лекарственных веществ в организме.

16. Охарактеризуйте всасывание лекарственных веществ из полости рта по следующим параметрам:

- наличие ферментов в секрете полости рта и их воздействие на лекарственные препараты;

- особенности кровоснабжения слизистой ротовой полости;

- основной способ проникновения через мембрану клеток слизистой ротовой полости лекарств-электролитов;

- основной способ проникновения через мембрану клеток слизистой ротовой полости лекарств-неэлектролитов;

- какой фактор является решающим при всасывании лекарственных препаратов в полости рта;

24. Аналогичновопроса 16 охарактеризуйте всасывание лекарств из желудка.

25. Аналогичновопроса16 охарактеризуйте всасывание лекарственных препаратов из тонкого кишечника.

26. Аналогичновопроса16 охарактеризуйте всасывание лекарственных препаратов из толстого кишечника.

27. Назовите пять факторов, влияющих на процесс желудочно-кишечного всасывания.

28. Аналогичновопроса 16 опишите всасывание лекарств через клетку.

29. Назовите транспортные системы крови для лекарственных препаратов.

30. Какие белки крови принимают участие в переносе лекарственных веществ?

31. Назовите неспецифические белковые переносчики крови для лекарственных веществ.

32. Существует ли понятие - специфический белковый переносчик лекарственного препарата в крови?

33. Какие форменные элементы крови принимают участие в переносе лекарственных препаратов?

34. В чем биологический смысл связывания ксенобиотиков с транспортными системами крови?

35. Почему у людей с гипоальбуминемией чаще развиваются побочные явления, реакции на лекарственные препараты?

36. В чем особенности проникновения лекарственных веществ через гемато-энцефалический барьер?

37. В чем особенности проникновения ксенобиотиков через плацентарный барьер?

38. Какие свойства лекарственных препаратов предопределяют их особенности накопления в различных тканях организма?

39. С какими органическими компонентами клеток организма, в основном, связываются лекарства-неэлектролиты?

40. С какими органическими компонентами клеток организма, в основном, связываются лекарства-электролиты?

41. По каким физико-химическим закономерностям происходит распределение лекарственных препаратов в тканях?

42. Что такое коэффициент распределения лекарственного препарата в тканях? Напишите формулу, обозначающую коэффициент распределения.

43. Есть ли лекарственные препараты, имеющие сродство к определенным органам и тканям? Приведите примеры.

Вопросы, задачи и упражнения для самоконтроля

1.Назовите этапы метаболизма ксенобиотиков в организме.

2.Назовите основные изменения активности лекарств.

3.Укажите пути введения препаратов в организм.

4.Перечислите виды транспорта лекарств через мембраны.

5.Особенности всасывания лекарств через желудочно-кишечный тракт?

6.Перечислите факторы влияющие на всасывание в желудочно-кишечный тракт?

7.Назовите сывороточные белки, играющие основную роль в транспорте лекарств.

8.Напишите формулу зависимости скорости диффузии от толщины мембраны.

9.Нарисуйте схему процесса облегченной диффузии.

10.Нарисуйте схему процесса активного транспорта.

11.Напишите формулу коэффициента распределения лекарственного препарата в тканях.

12.Чужеродные вещества поступающие в организм из окружающей среды называются:

13.Укажите последовательность этапов проникновения ксенобиотиков в ткани.

- распределение в тканях

- проникновение через тканевые барьеры

14.Укажите соответствие обозначений в формуле Фика.

1. К а) толщина мембраны

2. А б) площадь мембраны

3. С₁-С₂ в) градиент концентрации по обе

4. d г) коэффициент диффузии

15.Большинство лекарственных препаратов проникают в клетки с помощью:

16.При каком способе введения препарат попадает в общий кровоток, минуя печень:

- через прямую кишку

- через слизистую ротовой полости

17.Каково физиологическое значение связывания низкомолекулярных веществ с транспортными сывороточными белками?

Читайте также: