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), основанный на понимании зависимости «химическая структура - фармакологи­ческое действие».

Эмпирический путь (от греч. empeiria — опыт) создания лекарственных веществ основан на методе «проб и ошибок», при котором фармакологи берут ряд хими­ческих соединений и определяют с помощью набора биологических тестов (на молекулярном, клеточном, органном уровнях и на целом животном) наличие или отсутствие у них определенной фармакологической активности. Так, наличие противомикробной активности определяют на микроорганизмах; спазмолитичес­кой активности — на изолированных гладкомышечных органах (ex vivo); гипо-гликемической активности - по способности понижать уровень сахара в крови испытуемых животных (in vivo). Затем среди исследуемых химических соедине­ний выбирают наиболее активные и сравнивают степень их фармакологической активности и токсичности с существующими лекарственными средствами, кото­рые используются в качестве стандарта. Такой путь отбора активных веществ получил название лекарственного скрининга (от англ. screen — отсеивать, сорти­ровать). Ряд препаратов был внедрен в медицинскую практику в результате слу­чайных находок. Так было выявлено противомикробное действие азокрасителя с сульфаниламидной боковой цепью (красного стрептоцида), в результате чего по­явилась целая группа химиотерапевтических средств - сульфаниламиды.

Другой путь создания лекарственных веществ состоит в получении соедине­ний с определенным видом фармакологической активности. Он получил назва­ние направленного синтеза лекарственных веществ. Первый этап такого синтеза заключается в воспроизведении веществ, образующихся в живых организмах. Так были синтезированы адреналин, норадреналин, ряд гормонов, простагландины, витамины.

Химическая модификация известных молекул позволяет создать лекарствен­ные вещества, обладающие более выраженным фармакологическим эффектом и меньшим побочным действием. Так, изменение химической структуры ингиби­торов карбоангидразы привело к созданию тиазидных диуретиков, обладающих более сильным диуретическим действием.

Введение дополнительных радикалов и фтора в молекулу налидиксовой кис­лоты позволило получить новую группу противомикробных средств - фторхинолонов с расширенным спектром противомикробного действия.

Целенаправленный синтез лекарственных веществ подразумевает создание веществ с заранее заданными фармакологическими свойствами. Синтез новых структур с предполагаемой активностью чаще всего проводится в том классе хи­мических соединений, где уже найдены вещества, обладающие определенной на-

правленностью действия. Примером может служить создание блокаторов Н₂-ги-стаминовых рецепторов. Было известно, что гистамин является мощным стиму­лятором секреции хлористоводородной кислоты в желудке и что противогиста-минные средства (применяемые при аллергических реакциях) не устраняют этот эффект. На этом основании был сделан вывод, что существуют подтипы гистами­новых рецепторов, выполняющих различные функции, и эти подтипы рецепто­ров блокируются веществами разной химической структуры. Была выдвинута гипотеза, что модификация молекулы гистамина может привести к созданию се­лективных антагонистов гистаминовых рецепторов желудка. В результате рацио­нального дизайна молекулы гистамина в середине 70-х годов XX века появилось противоязвенное средство циметидин — первый блокатор Н₂-гистаминовых рецепторов.