47

14. Hemija lekova

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 14. Hemija lekova
Page 2: 14. Hemija lekova

Šaman-vrač (doktor, na ruskom jeziku)

Page 3: 14. Hemija lekova

Ajurvedska medicina i akupunktura su grane tradicionalne

medicine Indije i Kine.

Page 4: 14. Hemija lekova

Jatrohemija (gr. γιατρός-doktor) je preteča savremene medicine i hemije,

a proistekla je iz alhemije. Najpoznatiji jatrohemičar bio je Paracelzus(1493-1541).

Paracelzusova izreka: “Ništa nije otrov i sve je otrov-zavisi samo od doze”.

Jatrohemičari su bili u potrazi za “eliksirom mladosti”

-eliksirom večne mladosti i besmrtnosti.

Page 5: 14. Hemija lekova

Homeoptaija je alternativna medicina koju karakteriše holistički pristup-gleda čoveka kao celinu.

Otac homeopatije je Samuel Hahnemann koji je praktikovao metod “potentizacije” pomoću koga se lek pravi

velikim razblaženjem originalnog leka koji je prirodnog porekla (biljnog, životinjskog ili mineralnog porekla.

Page 6: 14. Hemija lekova

Stari Grci, a naročito stari Kinezi-preparati

dobijeni od biljaka i plesni ili mineralnog

porekla.

arsenik ili mišomor(As4O6)

i strihnin: U veoma malim količinama upotrebljava se kao

analeptik (sredstvo za jačanje i okrepljenje).

Strihnin se najviše koristi za uništavanje pacova,

miševa i drugih štetočina.

Jedan od najpoznatijih otrova.

Strihnin se dobija iz biljaka

Strihinos vrste.

Page 7: 14. Hemija lekova

Aspirin je najviše korišćeni lek na svetu i najuspešniji lek u istoriji ljudske vrste.

U Mesopotamiji i starom Egiptu korišćeni su kora i loist vrbe. Krajem 19. veka počinje da se koristi kao antipiretik i analgetik. Zbog nadražujućeg efekta na želudac korišćeni su: Na-so (Na-salicilat) i fenil-estar (fenil-salicilat ili salol). Aspirin je 1897. sintetizovao Hofman koji je manje iritirao želudac i imao antiinflamatorno dejstvo. Godišnja proizvodnja aspirina je 45000 tona.

Saliclina kiselina je aktivni sastojak kore vrbovog drveta (rod Salix)

Page 8: 14. Hemija lekova
Page 10: 14. Hemija lekova
Page 11: 14. Hemija lekova

Yersinia pestis-bakteriju prenosi buva sa glodara na čoveka

Bolesnik sa plućnim oblikom kuge zarazu može da širi vazduhom.

Crna smrt je u Evropi ubila 100 miliona ljudi-trećinu tadašnje populacije.

Page 12: 14. Hemija lekova

Justinijanova

kuga kojoj se pripisuje

da je odgovarna za

konačni nestanak

Rimskog carstva, i

kuga iz 14. veka,

nazvana Crna

smrt, nastale su od

dve bakterije koje su

boravile u istom

domaćinu - crnom

pacovu.

Page 13: 14. Hemija lekova

U ovom trenutku postoji 62 zarazne bolesti.

u kuga, kolera, tifus, sifilis, velike boginje, one i dalje zauzimaju

prioritetno mesto u sistemu zdravstvene zaštite stanovništva

planete

Stručnjaci predviđaju da će tek u 21. veku virusne i bakterijske epidemije nepoznatog porekla, posebno one čiji su prenosioci životinje, nemilosrdno satirati ljudski rod

Ebola je grupa virusa (Genus Ebolavirus) koja

kod čoveka izaziva oboljenje:

Hemoragična groznica ebola

Ili virusno oboljenje ebola

Page 14: 14. Hemija lekova

1906. lek Atoksil protiv bolesti Afričkog

spavanja (uzročnik CeCe muva). Koristi se u

veterinarskoj medicini-protiv dizenterije.

1909. Salvarsan-lek za sifilis

Nobelova nagrada za

medicinu 1908.

Page 15: 14. Hemija lekova

je bio škotski mikrobiolog.

1928. godine je iz gljive Penicillium notatum izolovao prvi antibiotik, penicilin.

Nobelovu nagradu za medicinu 1945. godine podelio je sa engleskim biohemičarem Čejnom i australijskim

lekarom Florijem, koji su njegov izum prvi put primenili.

Page 16: 14. Hemija lekova

Jednog dana, dok je okopavao posnu zemlju da obezbedi hranu svojoj porodice, Fleming je čuo zapomaganje iz obližnje močvare. Bacio je alat i potrčao. Tamo je zatekao do pojasa zaglibljenog u crnom živom blatu preplašenog mališana, koji je vrištao u naporu da se izbavi. Farmer je bez oklevanja spasao momka spore i užasne smrti.

Sutradan otmene dvokolice stigoše u tu škotsku bestragiju. Elegantni gospodin izađe iz kola i prestavi se kao otac deteta koga je farmer spasao.

- Želim da se novčano odužim. Spasli ste život moga sina. - Ne mogu da prihvatim pare za ono što sam uradio! –

reče ubogi farmer, kome se iz porodične straćare pridruži podrpani mališa.

- To je vaš sin? - Da - ponosno odgovori farmer.

- Da napravimo dogovor.

Dozvolite mi da ga školujem na isti način kao i svog sina. Ako je imalo na oca, odrašće u čoveka na koga ćemo obojica biti ponosni.

Tako i bi. Farmerov sin je pohađao elitne engleske obrazovne ustanove da bi kao najbolji diplomirao na Medicinskoj školi bolnice Svete Marije u Londonu. Postao je u svetu poznat kao ser Aleksandar Fleming, čovek koji je otkrio penicilin.

Godinama kasnije, sin bogataša, onomad spašen iz močvare, biva pogođen zapaljenjem pluća. Šta mu je ovoga puta spasilo život? Peniclin!

Page 17: 14. Hemija lekova

Postoji naša poslovica koja kaže : Dobro se dobrim vraća!

Page 18: 14. Hemija lekova

Antibiotici predstavljaju grupu hemijskih jedinjenja koja usporavaju rast ili uništavaju

mikroorganizme, u prvom redu bakterije, na takav način koji nije (u propisanim

dozama) štetan za domaćina. Produkti su metabolizma nekih mikroorganizama koji

nepovoljno deluju na razavoj ili razmnožavanje drugih mikroorganizama. Antibiotici

predstavljaju jedno od najvećih otkrića moderne medicine.

Koriste za lečenje bakterijskih infekcija, nekih gljivičnih i parazitskih infekcija, dok na

viruse ne deluju.

Mikroorganizmi mogu razviti rezistenciju na antibiotike. Ona može biti prirodna i stečena.

Pod prirodnom se podrazumeva prirodna karakteristika mikroorganizma, koju druge

bakterije nemaju i zbog koje određeni antibiotik ne može normalno da deluje.

Stečena rezistencija se prenosi sa bakterije na bakteriju usled čega neki antibiotik

gubi delotvornost tokom promene.

Page 19: 14. Hemija lekova

Prema mehanizmu delovanja:

1. Inhibicija sinteze ćelijskog zida (penicilin, ampicilin, cefalosporini...)

2. Inhibicija sinteze proteina (streptomicin,

gentamicin, hloramfenikol, tetraciklin i eritromicin,....)

3. Inhibicija sinteze nukleinskih kiselina (ciprofloksacin, rifampicin,...)

4. Inhibicija metabolizma (sulfonamid, izonijazid...)

Page 21: 14. Hemija lekova

Penicilin i ostali β-laktamski antibiotici

deluje tako što se vezuje i inhibira

odgovarajuće proteine

(Penicilin-binding proteins) čija je

uloga da katalizuju vezivanje

bakterijskog ćelijskog zida (cross-linking).

Page 22: 14. Hemija lekova

Primer je Gramicidin S-ciklični dekapeptid (deluje na širok spektar gram-pozitivnih i gram-negativnih bakterija. Primenjuje se kod veoma ozbljnih rana).

Page 23: 14. Hemija lekova

STREPTOMICIN- Dobija se na podlozi na kojoj raste Streptomyces griseus

-Veoma je jak tuberkulostatik (zaustavlja razmnožavanje bacila tuberkuloze)

- Uglavnom se kombinuje sa penicilinom kod klica koje se brzo razmnožavaju

Sastoji se iz tri šećera povezanih

glikozidnim vezama:

-Streptoza

-Streptidin i

-N-metil L-glukozamin

Page 24: 14. Hemija lekova

U ovu grupu antibiotika se ubrajaju oni koji u svojoj strukturi

sadrže makrociklični laktonski prsten (sa 14 ili više C atoma) i monosaharide koji su glikozidnom vezom povezani sa

laktonskim sistemom.

Proizvode ih različite Streptomyces vrste. Spektar njihovog delovanja odgovara

penicilinima ali deluju i na one izazivače bolesti koji su rezistentni na penicilin

Eritromicin

-Proizvodi ga Streptomyces erythreus

-Sadrži dva specifična šećera:

aminošećer-dezozamin

i metoksišećer-kladinozu

Page 25: 14. Hemija lekova

Izuzetno značajna grupa sa širokim spektrom delovanja i malom

toksičnošću.

Prirodni tetraciklini su izolovani sa podloga gde se gaje različite

Streptomyces kulture

Oksitetraciklin (Terramycin) izgradjen je od četiri kondenzovana prstena

Iz oksitetraciklina dobijaju se različiti polusintetski antibiotici (npr. rolitetraciklin)

Page 26: 14. Hemija lekova

Molekul nistatina

Imaju antifungalno delovanje- koriste se u lečenju gljivičnih oboljenja

Page 27: 14. Hemija lekova

Struktura hloramfenikola (izolovan je prvi put iz Streptomyces venezuelae)

Mehanizam delovanje hloramfenikola

podrazumeva inhibiciju sinteze proteina

Ne primenjuje se oralno već u obliku

masti za spoljašnju upotrebu

Page 28: 14. Hemija lekova
Page 29: 14. Hemija lekova

Naziv bakteriofagi znači "proždirači

bakterija" zbog toga što su to obligatni

paraziti bakterija.

Page 30: 14. Hemija lekova

Interferon (IFN) je protein (belančevina) iz grupe glikoproteina, koje stvaraju ćelije imunskog sistema (bela krvna zrnca, fibroblasti), kao odgovor na prisutnost patogenih faktora, kao što su virusi, bakterije, ili paraziti, ili razne vreste tumorskih ćelija. Interferon omogućava „komunikaciju“ između ćelija u cilju pokretanje zaštitne odbrana imunskog sistema, koja ima za cilj da ukloni ili spreči dalje dejstvo patogenih faktora ili tumora.

Lekovi protiv virusnih oboljenja mogu se podeliti na one

1. koji vrše zamenu nukleozida u virusu i na one

2. Koji blokiraju enzim proteaze tako da nova kopija virusa ne može napadati nove zdrave ćelije

Humani interferon α

Page 31: 14. Hemija lekova

Grip je ozbiljno oboljenje respiratornih organa

Koje godišnje napada milione ljudi i od koga umire veliki broj

Ljudi.Simptomi gripa su slični prehladi ali su jače izraženi.

U lečenju gripe efikasni su ribavirin i preparat tamiflu.

Ribavirin je antivirusni nukleozid.

Derivat je D-riboze i ima tri

slobodne hidroksilne grupe,

veoma je hidrofilan i dobro se

rastvara u vodi.

Ima analognu strukturu sa

purinskim nukleozidima koje

može da zameni i dovede do

mutacija letalnih za virus.

Ribavirin je efikasan i u lečenju

hepatitisa C.

Page 32: 14. Hemija lekova

Aciklovir (zoviraks) je guaninski derivat čiji je

spektar antivirusnih aktivnosti ograničen na ljudske

patogene herpes viruse. Jedan je od najefikasnijih

preparata protiv herpesa i varičela.

Zbog svoje selektivnosti je najmanje citotoksičan,

a deluje tako što inhibira replikaciju virusne DNK.

Aciklovir se u ćeliji konveruje u trifosfat koji je

konkurentan GTP i inhibira DNK polimerazu.

Herpes simpleks je uobičajena virusna infekcija koja ima svoju primarnu a potom i sekundarnu fazu kada se povremeno vraća. Postoje dva tipa herpesa simplexa: herpes simplex tip 1(najčešće se prenosi kontaktom preko usta)i herpes simplex tip 2 (genitalni herpes).

Page 33: 14. Hemija lekova

HIV je retrovirus koji napada i postepeno razara imuni sistem

inficirane osobe što dovodi do sindroma stečene

imunodeficijentnosti (AIDS). Zbog oslablejnog imunog sistema

stavarju se pogodni uslovi za sekundarne infekcije koje iscrpljuju

organizam što na kraju dovodi do smrti. Procenjuje se da je oko 40

miliona ljudi medju kojima je 2 miliona dece zaraženo HIV virusom.

Svake godine zarazi se približno 4 miliona ljudi, a godišnje umre oko

3 milona ljudi.

1987. Godine odobrena je klinička

primena zidovudina (retrovira).

Zidovudin je nukleozid,

azido-timidinski derivat.

Deluje kao inhibitor virusnog enzima

reversne transkriptaze (RT).

Zidovudin (retrovir)

Page 34: 14. Hemija lekova

Retrovirusi pripadaju velikoj grupi

RNK virusa, familiji Retroviridae.

Termin retro odnosi se na proces

reverzne transkripcije, koja

predstavlja obrnutu dogmu

molekularne biologije.

Znamo da informacije u celiji teku

u smeru DNK – RNK, a u

ovom procesu dolazi do

prepisivanja baza sa lanca RNK

na lanac DNK, za sta je

zasluzanenzim reverzna

transkriptaza.

Ovi virusi su, zahvaljujuci reverznoj

transkripciji, kao i brojnim

mutacijama, izuzetno otporni na

lekove I zato kazemo da imaju

evolutivno veoma uspesan dizajn.

Page 36: 14. Hemija lekova
Page 37: 14. Hemija lekova

Maligne bolesti nastaju neoplastičnom transformacijom

ćelija i tkiva.

Neoplastična transformacija je proces

narušavanja tkivne homeostaze u pravcu nekontrolisane

proliferacije ćelija i inhibicije ćelijskog umiranja po tipu

Apoptoze.

Neoplastična transformacija je posledica aktivacije

onkogena-gena koji kontrolišu ćelijske deobe.

Page 38: 14. Hemija lekova

Hemoterapija kancera najčešće deluje tako što lek deluje na sve

ćelije koje se brzo razmnožavaju. Hemoterapijom se tako

uništavaju i zdrave ćelije koje se brzo razmnožavaju poput ćelija

u koštanoj srži i u korenu dlake.

Podela citostatika:

1. Alkilujući agensi (vrše alkilovanje funkcionalnih grupa u DNK maligne ćelije-npr.

cisplatin i karboplatin)

2. Antimetaboliti (to su mdifikovane azotne baze koje se ugradjuju u DNK ćelije

imitirajući stvarne baze azotne izazivajući mutacije i tako zaustavljaju razvoj i deobu ćeije)

3. Biljni alkaloidi (to su alkaloidi biljaka koji blokiraju deobu ćelija sprečavajući funkciju

mikrotubula-npr. vinka alkaloidi iz zimzelena (Vinca rosea) i taksani izolovani iz tise (Taxus brevifolia)

4. Inhibitori topoizomeraze (inhibicjom topoizomeraza menja se topologija u DNK,

a time i replikacija i reprodukcija)

5. Citotoksični antibiotici (aktinomicin, antraciklin i dr.)

Page 39: 14. Hemija lekova

To su kopleksi sa Pt2+ kao centralnim atomom i planarne su strukture. Ovi komplesi se poprečno vezuju za lance DNK

preko Pt2+ i tako inhibiraju njihovu deobu. Efikasni su u lečenju

različitih karcinoma. Karboplatin je znatno povoljniji od

cisplatina koji žestoko oštećuje bubrege.

Page 40: 14. Hemija lekova

Antimetaboliti su najefikasniji citostatici i u najširoj su upotrebi

6-merkaptopurin Adenin

Antimetaboliti inhibiraju sintezu nukleinskih kiselina formirajući

pseudonukleotide koji zamenjuju stvarne nukleotide. Fluorouracil imitira timin,

a merkaptopurin adenin i tako se ugradjuju u lanac DNK. Novonastali

mutirani lanac DNK nije funkcionalan i tako se zautavlja ćelijska deoba.

Fluorouracil se uspešno koristi za

lečenje kancera dojke i digestivnog

trakta.

Merkaptopurin se uspešno koristi

u terapiji leukemije.

Page 41: 14. Hemija lekova

Ekstrakt iz biljke Vinca rosea (zimzelen) sadrži više alkaloida od kojih su

najznačajniji vinblastin i vinkristin koji su strukturno veoma slični.

Efikasnost ekstrakata zimzelena u suzbijanju raznih vrsta kancera je otkrivena još

1958.

Mehanizam delovanja ovih lekova je da inhibiraju stvaranje mirotubula vezivajući

se za tubulin.

U početku su se vink-alkaloidi koristili za lečenje tumora pluća,

kancera testisa, dojke, Hočkinsovog limfoma i Kapošijevog sarkoma.

Vinblastin se danas najviše primenjuje za lečenje dečije leukemije.

Primena vinblastina izaziva sporedne efekte kaošto su neurološki

problemi, problemi u digestivnom traktu kao i anemiju.

Strukturna formula i model vinblastina

Vinca rosea (zimzelen)

Page 42: 14. Hemija lekova

Strukturna formula i model kolhicina

Mrazovac (Colhicum autominale)

Kolhicin je alkaloid izolovan iz biljke mrazovac (Colchicum autumnale).

Koristi se u medicini još od 1763. kada je prvi put upotrebljen za lečenje gihta.

Kolhicin je citostatik koji zaustavlja mitozu ćelija tako što sprečava obrazovanje

deobnog vretena, odnosno polimerizaciju mikrotubula.

Preparati mrazovca služe za lečenje podagre, nekih oblika

hroničnih leukemija i karcinoma kože u početnom stadijumu.

Kolhamin je alkaloid slične strukture i dejstva kao kolhicin

ali manje toksičan. Za lečenje raka kože upotrebljava se

0,5% kolhaminova mast.

Page 43: 14. Hemija lekova

- Taksol (Paklitaksel) je alkaloid koji se upotrebljava za lečenje kancera jajnika, dojke,

kancera pluća, Kapošijevog sarkoma i dr. Izolovan je iz iglica evropske tise (Taxus baccata).

- Taksol je mikrotubularni agens.

- Mikrotubule su proteinska vlakna koja nastaju pri deobi ćelije.

- Taksol se snažno vezuje za mikrotubule i na taj način nastaju veoma stabilne mikrotubule

koje ne mogu da se razdvoje čime se zaustavlja ćelijska deoba.

- Docetaksel (Taksoter) je sličan taksolu i dobija se polusintetički.

- Godišnji promet ova dva leka je oko 4 milijarde dolara što ukazuje na njihovu

efikasnost u lečenju.

Page 44: 14. Hemija lekova

- Svake godine se otkriva kancer dojke kod više od pola miliona žena u

svetu. Tamoksifen je se uspešno koristi u lečenju kancera dojke kako

u početnim tako i u poodmaklim fazama. Tamoksifen se ponaša kao antagonist za estrogene receptore jer blokira vezivanje

estrogena za receptore.

Za rast ćelija kancera dojke je neophodan estrogen koji se vezuje

za estrogene receptore i utiče na replikaciju DNK ubrzavajući

tako ćelijske deobe.

Stereohemijska analogija izmedju tamoksifena i estradiola

-estrogenog hormona.

Tamoksifen

Estradiol

Page 45: 14. Hemija lekova

Nanomedicina je medicinska primena nanotehnolgije.

U nanomedicini se primenjuju nanomaterijali u koje se

uvode odgovarajuće funkcionalne grupe i aktivni

molekuli sa ciljem da izvrše odgovarajući fiziološki

uticaj.

U osnovi nano-lekova su odgovarajući nosači aktivnih materija kao što su

Specijalno modelovani polimeri, dendrimeri (razgranati molekuli), koloidne micele ili lipozomi.

U molekule nosača se unose terapeutski agensi (lekovi, proteini ili nukleinske kiseline), kao i

“imaging” agensi putem kojih možemo da pratimo kretanje leka u organizmu.

Page 46: 14. Hemija lekova

Šematski prikaz mehanizma ciljanog

dopremanja citostatika u ćeliju

upotrebom funkcionalizovanog

polimernog nano-nosača

Lipozomi predstavljaju male vezikule. Izgrađeni su iz istog materijala kao i ćelijske membrane.

Tehnološkim postupcima dizajniraju se od prirodno dobijenih fosfolipida koji se kombinuju sa lancima lipida ili surfaktantima. Njihova glavna odlika je mogućnost da se napune lekovitom supstancom i iskoriste za njeno oslobađanje. Rastvor lekovite supstance je zatvoren unutar hodrofobne membrane. Spoljašnji omotač se funkionalizuje kako bi se lipozomi zaštitili od delovanja imunog sistema i kako bi učinili “vidljivim” odgovarajućim tehnikama, dok se u hidrofilnoj unutrašnjosti nalaze rastvorene aktivne materije. Imajući u vidu da je pH citoplazme tumorskih ćelija niska, kada nano-čestice dospeju u unutrašnjost ćelije raka, lipozomi se raslojavaju, a aktivna materija-lek se oslobađa može da deluje.