Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszék
Szerkesztette:
FAIGL FERENC Írta:
FAIGL FERENC, SZEGHY LAJOS, KOVÁCS ERVIN, MÁTRAVÖLGYI BÉLA Lektorálta:
HERMECZ ISTVÁN
GYÓGYSZEREK Egyetemi tananyag 2. javított kiadás
2012
COPYRIGHT: 2011-2016, Dr. Faigl Ferenc, Dr. Szeghy Lajos, Kovács Ervin, BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszék; Mátravölgyi Béla, MTA Szerves Kémiai Technológia Tanszéki Kutatócsoport LEKTORÁLTA: Dr. Hermecz István, Chinoin/sanofi-aventis Zrt. Creative Commons NonCommercial-NoDerivs 3.0 (CC BY-NC-ND 3.0) A szerző nevének feltüntetése mellett nem kereskedelmi céllal szabadon másolható, terjeszthető, megjelentethető és előadható, de nem módosítható. TÁMOGATÁS: Készült a TÁMOP-4.1.2-08/2/A/KMR-2009-0028 számú, „Multidiszciplináris, modulrendszerű, digitális tananyagfejlesztés a vegyészmérnöki, biomérnöki és vegyész alapképzésben” című projekt keretében.
KÉSZÜLT: a Typotex Kiadó gondozásában FELELŐS VEZETŐ: Votisky Zsuzsa AZ ELEKTRONIKUS KIADÁST ELŐKÉSZÍTETTE: Faragó Andrea ISBN 978-963-279-476-1 KULCSSZAVAK: gyógyszer, gyógyszerkémia, biomolekulák, dózis, gyógyszer kölcsönhatások, farmakokinetika, metabolizmus, gyógyszerek hatásmódjai, gyógyszerek ürülése, gyógyszerkutatás módszerei, gyulladáscsökkentők, fájdalom csillapítók, antibakteriális szerek, gombaellenes gyógyszerek. ÖSSZEFOGLALÁS: A „Gyógyszerek” című elektronikus könyv célja, a BSc képzésben tanuló vegyész- és vegyészmérnök hallgatókat megismertesse a rendkívül innováció igényes és hazánkban jelentős gyártó és fejlesztőkapacitással rendelkező gyógyszeripar sajátosságait adó különleges termékkel, a gyógyszerrel. A könyv a gyógyszergyártással, a gyógyszeripari kutató- és fejlesztőmunkával kapcsolatos elvárások mellett bemutatja a gyógyszerkémiai kutatásokhoz kapcsolódó alapvető fogalmakat, farmakokinetikai aspektusokat, valamint a biológiailag aktív anyagok hatásmódjait, gyakorlati fontosságú biológiailag aktív vegyületek szerkezetfüggő hatásváltozásainak példáival. A gyógyszerekkel kapcsolatos alapismeretek könnyebb elsajátítását a mondanivalót több, mint 200 ábra és 20 interaktív animáció illusztrálja. A jegyzet végén egy kisszótár található, amelyben a témakörben leggyakrabban használt szakkifejezések magyarázatát találhatják meg az olvasók.
ELŐSZÓ A „Gyógyszerek” című tárgy feladata, hogy az alapképzésben részt vevő vegyészmérnök-hallgatókat megismertesse a rendkívül innovációigényes és hazánkban jelentős gyártó- és fejlesztőkapacitással rendelkező gyógyszeripar sajátosságait adó különleges termékkel, a gyógyszerrel. Célunk, hogy a gyógyszergyártással, a gyógyszeripari kutató- és fejlesztőmunkával kapcsolatos elvárások mellett bemutassuk a gyógyszerkémiai kutatásokhoz kapcsolódó alapvető fogalmakat, farmakokinetikai aspektusokat, valamint a biológiailag aktív anyagok hatásmódjait, gyakorlati fontosságú farmakonok szerkezetfüggő hatásváltozásainak példáival. Az előadások a mintatanterv szerint a BSc képzés 2. évfolyamán kerülnek sorra, amikor a hallgatók már rendelkeznek alapvető szerves kémiai ismeretekkel. A tárgy keretében arra is rámutatunk, hogy a gyógyszer- és finomkémiai iparok iránt érdeklődő hallgatóknak milyen további ismeretek elsajátítására van lehetősége akkor, ha ezen a területen kívánnak szakirányú ismereteket szerezni. A jegyzetben számos gyógyszerhatóanyag szerepel példaként. Ezeket minden esetben az angolszász írásmódnak megfelelő INN néven említjük (International Nonproprietary Name: nemzetközi szabadnév), de a hétköznapi ismeretekhez való jobb kötődés érdekében sok esetben az INN név után zárójelben megadjuk az adott hatóanyagot tartalmazó hazai forgalmú gyógyszerkészítmény márkanevét is. A jegyzet végére egy „kisszótárt” is szerkesztettünk, amelyben a témakörben leggyakrabban használt szakkifejezések magyarázatát találhatják meg az olvasók.
© Faigl Ferenc, BME
www.tankonyvtar.hu
TARTALOM ELŐSZÓ...................................................................................................................................................3 TARTALOM ............................................................................................................................................4 1.
BEVEZETÉS ....................................................................................................................................6 1.2. A gyógyszer (farmakon) fogalma ..................................................................................................8 1.3. A gyógyszerkémia (farmakokémia) ............................................................................................10 1.4. Történeti áttekintés ......................................................................................................................10 1.5. A mai gyógyszerkutatás időigénye és költsége ...........................................................................15 Irodalom .............................................................................................................................................18
2.
AZ EMBERI SZERVEZETET FELÉPÍTŐ BIOMOLEKULÁK FŐ CSOPORTJAI ....................19 2.1. Aminosavak, peptidek, proteinek ................................................................................................19 2.2. Szénhidrátok ................................................................................................................................23 2.3. Lipidek ........................................................................................................................................25 2.4. Nukleinsavak ...............................................................................................................................29 Irodalom .............................................................................................................................................35
3.
A GYÓGYSZEREK SZERVEZETBE JUTTATÁSÁNAK MÓDJAI...........................................36 3.1. A gyógyszeradagolás helyei ........................................................................................................36 3.2. Gyógyszerformák ........................................................................................................................39 Irodalom .............................................................................................................................................46
4.
A GYÓGYSZEREZÉS DÓZIS–HATÁS ÉS DÓZIS–IDŐ ÖSSZEFÜGGÉSEI ...........................47 4.1. Dózis–hatás összefüggések vizsgálata ........................................................................................47 4.2. Dózis–idő összefüggések vizsgálata............................................................................................51 4.3. A biológiailag aktív anyagok szelektivitása ................................................................................55 Irodalom .............................................................................................................................................61
5.
A GYÓGYSZERHATÁS-VÁLTOZÁS JELENSÉGEI, KOMBINATÍV GYÓGYSZERHATÁSOK..............................................................................................................62 5.1. Gyógyszer-tolerancia, megszokás, hozzászokás .........................................................................62 5.2. Gyógyszer-túlérzékenység, gyógyszerallergia ............................................................................63 5.3. Kombinatív gyógyszerhatások ....................................................................................................65 Irodalom .............................................................................................................................................70
6.
GYÓGYSZEREK FELSZÍVÓDÁSA ÉS ELOSZLÁSA ...............................................................71 6.1. A biológiai membránok szerkezete .............................................................................................71 6.2. Felszívódási mechanizmusok ......................................................................................................83 6.3. A gyógyszerfelszívódás helyei ....................................................................................................89 6.4 A felszívódott hatóanyagok eloszlása a szervezetben ..................................................................93 6.5. A biológiailag aktív anyagok mozgását akadályozó gátak a szervezetben .................................97 Irodalom ...........................................................................................................................................102
7.
A GYÓGYSZEREK HATÁSMÓDJAI ........................................................................................103 7.1. Fizikai, fizikokémiai hatáson alapuló gyógyszerek...................................................................103 7.2. Gyógyszerhatás kémiai reakcióval ............................................................................................104 Irodalom ...........................................................................................................................................113
www.tankonyvtar.hu
© Faigl Ferenc, BME
Tartalom
5
8. GYÓGYSZEREK METABOLIZMUSA .........................................................................................114 8.1. A metabolizmus enzimrendszerei..............................................................................................114 8.2. A gyógyszer-metabolizmus első fázisú reakciói .......................................................................117 8.3. A gyógyszer-metabolizmus konjugációs reakciói .....................................................................131 8.4. A gyógyszer-metabolizmust befolyásoló tényezők ...................................................................143 8.5. A gyógyszerek hatása a gyógyszer-metabolizmusra .................................................................145 8.6. A metabolizmus ismeretének alkalmazása a hatóanyag-tervezésben ........................................146 Irodalom ...........................................................................................................................................148 9. GYÓGYSZEREK ÉS METABOLITOK ÜRÜLÉSE ......................................................................149 9.1. Ürülés a vesén keresztül ............................................................................................................149 9.2. Ürülés a májon, illetve a bélcsatornán keresztül .......................................................................155 9.3. Gyógyszerek kiürülése a tüdőn keresztül ..................................................................................155 9.4. Gyógyszerek ürülése egyéb váladékokkal.................................................................................156 10. A GYÓGYSZERKUTATÁS MÓDSZEREI .................................................................................157 10.1. Biológiai célpont kiválasztása .................................................................................................157 10.2. A vezérmolekulák keresése .....................................................................................................159 10.3. Számítógépes gyógyszertervezés ............................................................................................170 10.4. Nagy tagszámú vegyületcsaládok szintézisére és biológiai tesztelésére alkalmas módszerek 173 Irodalom ...........................................................................................................................................176 11. KÜLÖNBÖZŐ HATÁSTANI TERÜLETEKEN ALKALMAZHATÓ GYÓGYSZEREK, PÉLDÁK .......................................................................................................................................177 11.1. Lázcsökkentő és gyulladáscsökkentő fájdalomcsillapítók ......................................................177 11.2. Opioid analgetikumok .............................................................................................................200 11.3. Antibakteriális szerek ..............................................................................................................207 11.4. Gombaellenes szerek ...............................................................................................................220 Irodalom ...........................................................................................................................................223 AJÁNLOTT IRODALOM ...................................................................................................................224 GYÓGYSZEREK JEGYZET, KISSZÓTÁR ......................................................................................225 ÁBRÁK, TÁBLÁZATOK JEGYZÉKE ..............................................................................................245 Ábrák ................................................................................................................................................245 Táblázatok ........................................................................................................................................249
© Faigl Ferenc, BME
www.tankonyvtar.hu
