Ce este un medicament?

Definiția Medicamentului

• Medicamentul este orice compus chimic, simplu sau complex.
• Medicamentul interacționează cu organismul pentru diagnostic, prevenire, tratament sau ameliorare.
• Organizația Mondială a Sănătății(OMS) definește medicamentul ca orice substanță utilizată într-un produs farmaceutic.
• Produsul farmaceutic este definit de OMS ca o formă de dozare ce conține unul sau mai multe medicamente.
• Scopul medicamentelor este de a modifica sau explora sistemele fiziologice ori stările patologice.
• Medicamentele sunt substanțe chimice folosite pentru a preveni sau vindeca boli la oameni, animale și plante.

Acțiunea Medicamentului

• Acțiunea medicamentului reprezintă efectul farmaceutic asupra subiectului, fie el persoană sau animal.
• Exemple de acțiuni includ analgezice (calmarea durerii) și antipiretice (reducerea febrei).

Medicamente Generice vs. Originale

• Medicamentele generice au aceeași substanță activă ca și cele originale.
• Medicamentele generice trebuie să aibă aceeași formă de dozare ca medicamentele originale.
• Medicamentele generice trebuie să demonstreze bioechivalența cu medicamentele de referință(originale).
• Bioechivalența înseamnă că medicamentele generice și cele originale pot fi înlocuite reciproc.
• Medicamentele generice sunt lansate după expirarea brevetului medicamentului original.

Scopurile Utilizării Medicamentelor

• Aport de elemente deficitare: vitamine, minerale, hormoni.
• Prevenirea bolilor: vaccinuri.
• Combaterea infecțiilor: chimioterapice (antibiotice, antifungice, antivirale).
• Blocarea temporară a unei funcții normale: anestezice locale, contraceptive.
• Corectarea funcțiilor:
  • Disfuncții: cardiotonice pentru insuficiența cardiacă congestivă.
  • Hipofuncții: hidrocortizon pentru insuficiența suprarenală.
  • Hiperfuncții: metildopa(ALDOMET) pentru hipertensiune arterială.
• Detoxifierea organismului: antidoturi.
• Agenți de diagnostic: substanțe de contrast.

Chimia Medicamentului (Medicinal Chemistry)

• Este știința care se ocupă cu proiectarea și descoperirea de noi agenți terapeutici.
• Chimia medicamentului se ocupă și de transformarea agenților terapeutici în medicamente.
• Are rolul de a descoperi noi medicamente sau de a îmbunătăți medicamentele existente.
• Procesul de descoperire a medicamentelor este interdisciplinar, implicând chimie (și chimie computațională), biologie, biochimie, farmacologie, medicină, matematică și altele.
• Descoperirea unui nou medicament implică designul și sinteza, optimizarea dozei, găsirea metodei de administrare, stabilirea modului de acțiune în organism, efectele secundare, și modul în care este metabolizat.
• Cunoștințe esențiale despre natura biologică și chimică a bolii sunt necesare.
• Un chimist în acest domeniu trebuie să aibă cunoștințe vaste, nu doar de chimie, ci și din domenii conexe.
• Medicamentele interacționează cu procesele biologice din organism.
• Niciun medicament nu este complet sigur, având potențiale efecte secundare.

Importanța Noilor Medicamente

• Este esențială apariția de noi medicamente deoarece există boli care nu răspund la tratamentele actuale.
• O problemă majoră este rezistența la medicamente, care face ca unele medicamente să devină ineficiente.
• Rezistența la medicamente apare când organismul dezvoltă enzime care metabolizează rapid medicamentul.
• Stimularea repetată a receptorilor poate duce la distrugerea/blocarea lor, reducând eficiența medicamentului.
• Pot apărea specii/tulpini rezistente de virusuri, fungi sau celule tumorale.
• Noile medicamente sunt așteptate să trateze boli noi, să combată rezistența, să îmbunătățească tratamentele existente, să fie mai sigure și mai eficiente.

Scurt Istoric al Medicamentelor

• Din cele mai vechi timpuri, oamenii au folosit produse naturale (animale, vegetale, minerale) în scopuri medicinale.
• Deși benefice, produsele naturale pot fi și foarte toxice.
• Medicina tradițională stă la baza tratamentelor moderne.
• Dezvoltarea semnificativă a științei medicamentelor a avut loc în ultimul secol, deși remediile naturale sunt folosite de mii de ani.
• Unul dintre cele mai vechi izvoare privind utilizarea plantelor medicinale datează de acum 5000 de ani în urmă și constă în scrierea de către Sumerieni pe o placă de lut a unor rețete de remedii din plante.
• În Mesopotamia au fost de asemenea găsite plăci de lut cu inscrieri similar cuneiforme datate 2600 ÎH.
• Cele mai vechi inscrieri din China sunt de pe vremea imparatului chinez Shen Nung (3500-2600 ÎH).
• Shen Nung este cunoscut ca și „părinte al medicinei” și a descris efectul a aproximativ 300 de plante medicinale.
• Opiumul este un medicament eficient utilizat încă din lumea antică, având ca principiu activ morfina.
• Morfina a fost descoperită abia în secolul al XIX-lea.
• Egiptenii au lăsat cunoștințe despre remedii pe papirusuri.
• 'Ebers Papyrus' (circa 1550 ÎH) conține informații despre aproximativ 600 de plante.
• Hipocrate (460–377 ÎH) a lăsat informații despre clasificarea și acțiunea fiziologică a peste 200 de plante.
• Popoarele indigene americane au utilizat plantele ca remedii, unele medicamente anticanceroase folosite astăzi fiind derivate din compuși din America de Nord.
• Copacul tisa Pacific (Taxus brevifolia) este sursa medicamentului anticanceros paclitaxel (Taxol).
• Medicina tradițională africană a fost practicată cu mult timp în urmă, dar dovezile sunt limitate comparativ cu alte regiuni.
• Informații scrise despre leacuri naturale au apărut abia în secolul al XV-lea, odată cu apariția tiparnițelor.
• Informațiile despre beneficiile remediilor au fost distribuite prin cărți precum Farmacopeea.
• În secolul al XVII-lea, scoarța arborelui de Cinchona a fost introdusă în Europa pentru tratarea malariei.
• Ingredientul activ, chinina, a fost izolat abia în 1820.
• În secolul al XVIII-lea, Withering a folosit degetarul (Digitalis lanata) pentru a trata ascita, în zilele noastre folosindu-se digoxina.
• Digoxina pură a devenit disponibilă în secolul al XIX-lea.
• Alcaloizi precum morfina și efedrina au fost extrași din plante.
• Uneori, utilizarea excesivă a remediilor a dus la efecte adverse din cauza toxicității.
• Datorită îmbunătățirii comunicațiilor, farmacopeele au fost îmbunătățite.
• Au fost eliminate remediile cu mai multe efecte adverse decât beneficii.
• Au fost puse bazele elaborării științifice a medicamentelor.
• La începutul secolului al XIX-lea, au fost dezvoltate metode de extracție a substanțelor pure din plante.
• Doar o mică parte dintre compușii izolați au fost identificați ca activi și utilizabili ca medicamente.
• Alții s-au dovedit prea toxici, deși compuși precum morfina și cocaina au fost prescrise extensiv.
• Chimia medicală a început cu dorința de a găsi substanțe mai puțin toxice decât cele naturale.
• Acest fenomen s-a bazat pe structura compușilor cunoscuți cu un profil farmacologic (compuși activi).
• Compusii activi au primit titlul de „lider”.
• Au fost sintetizate diferite structuri asemănătoare pe care au le-au fost testate, acestea au primit numele de analogi ai reperului(liderului).
• Prima dezvoltare rațională a medicamentelor sintetice a fost arsfenamina (Salvarsan), un medicament pe bază de arsen ce vindeca sifilisul creat în 1910 de Paul Ehrlich și Sacachiro Hata.
• Ehrlich a subliniat importanța evaluării medicamentelor (efecte benefice/negative) și necesitatea selectivității asupra țintei.
• Ehrlich a introdus indicele chemoterapeutic pentru a compara eficacitatea medicamentelor. - indice chemoterapeutic = doză minimă curativă/doză maximă tolerată
• Cercetătorii au căutat compuși mai puțin toxici decât Atoxilul (folosit pentru sifilis).
• Au catalogat peste 600 de compuși cu arsen, descoperind Salvarsanul, tot toxic, dar folosit până în 1940, când a apărut penicilina.
• Metoda de evaluare a toxicității a lui Erlich este fundamentală, și este exprimată prin indicele terapeutic.
• Mai întâi a fost definit: indice chemotherapeutic (TI) = LD50/ED50. - LD50 este doza letală pentru 50% din animalele testate. - ED50 este doza care produce efect terapeutic la 50% din animale.
• Deoarece LD50 este greu de determinat, se folosește: indice chemotherapeutic (TI) = TD50/ED50 -TD50 este doza toxică pentru 50% din animale.
• Teoretic, un indice terapeutic (TI) mai mare înseamnă o marjă de siguranță mai mare.
• Indicele terapeutic este folosit cu precauție și corelat cu alte date.
• Erlich a introdus relația structură-activitate biologică (SAR), care se referă la designul, sinteza și evaluarea biologică a compușilor înrudiți pentru a determina grupările structurale importante pentru acțiunea medicamentului.
• Au existat încercări de a evalua cantitativ actiunea structurală prin prisma acțiunii biologice.
• Relația cantitativă structură-activitate (QSAR) a fost introdusă în 1960 de Hansch și Fujita.
• Metodele QSAR au fost îmbunătățite în 1970 la dezvoltarea cimetidinei și ranitidinei.
• SAR și QSAR au devenit „cărămizi” în chimia medicinală.
• John Langle a formulat teoria receptorilor substanțelor la începutul secolului XX.
• El a propus existența substanțelor receptoare ce acceptă compuși stimulatori (ducând la un răspuns biologic) sau compuși nestimulatori (prevenind răspunsurile biologice).
• Ideile sale au pus bazele teoriei receptorilor, un concept fundamental în chimia medicinală.
• Situsurile receptoare sunt de obicei buzunare, cavități, sau bucle pe proteine/glicoproteine.
• Agonist: medicament/substanță endogenă cu afinitate pentru receptor, producând un răspuns biologic.
• Răspunsul poate fi total, parțial sau invers (agonist invers).
• Agonismul invers apare când receptorul are activitate fără ligand; interacțiunea cu agonistul invers reduce activitatea.
• Antagonist: medicament cu afinitate pentru receptor, fără a produce un răspuns biologic.
• Legarea unui agent chimic (ligand) de un receptor generează evenimente biochimice ce cauzează un efect fiziologic.
• Un medicament este mai eficace când structura sa este complementară cu structura stereoelectronică a receptorului pentru efectul dorit.
• Conformația medicamentului la legarea de receptor este conformatie activa.
• Porțiunea moleculei implicată în interacțiunea cu receptorul este numită farmacofor.
• Conceptul de receptor a explicat efectele secundare și a ajutat la dezvoltarea medicamentelor cu mai puține efecte secundare.
• Efectele secundare apar când un medicament se leagă și de alți receptori decât cel responsabil de efectul scontat.
• Dezvoltarea înțelegerii proceselor chimice/biochimice implicate în boli a avansat din a doua jumătate a sec. al XX-lea.
• A făcut posibilă înțelegerea modului în care medicamentele sunt distribuite, transportate și metabolizate.
• S-au îmbunătățit, printr-un design rațional (plasarea anumitor grupări), absorbția, stabilitatea, distribuția, metabolismul și excreția medicamentelor.
• Creșterea stabilității unui medicament poate crește durata de acțiune sau șansele de a ajunge la țintă.
• Introducerea/modificarea unei grupări poate schimba acțiunea medicamentului.
• Medicamentele trebuie să traverseze bariere, cum ar fi membranele lipidice nepolare.
• Medicamentele care contin grupari incarcate(pozitive sau negative) nu pot traversa aceste membrane.
• Sărurile de amoniu cuaternar, încărcate permanent, pot fi folosite pentru a împiedica trecerea unui medicament printr-o membrană, oprind trecerea lor prin bariera hemato-encefalică.
• În ciuda eforturilor de a înțelege mecanismele de acțiune, descoperirea de noi medicamente depinde de de accidente/noroc accidente.
• Penicilina este un exemplu notabil.
• Modelarea moleculară (1970) și chimia combinatoriale (1990) au rolul de a reduce șansa în descoperirea medicamentelor.
• Pentru acțiunea sa, un medicament trebuie să se potrivească și să se lege de un receptor țintă.
• Chimia combinatoriale implică generarea unei game largi de compusi structural diversiți, numita librărie chimica, prin legarea sistematica, repetitiva și covalentă a diferitelor “blocuri de constructție”.