Что такое активные ингредиенты?
В нашем первом выпуске мы познакомились с проф. доктор ч.к. Ханс-Дитер Хёльтье на территории Charité, чтобы узнать, что такое активные ингредиенты.
Бернд довольно хорошо знает мистера Хёльтье, он его научный руководитель, и на самом деле он даже подал Бернду идею - каким-то образом - сделать радио о наркотиках. Вот почему в начале есть небольшое предисловие Бернда.
Но затем мы очень быстро приходим к определению активного вещества, и, согласно г-ну Хельтье, это:
Активное вещество - это химическое вещество (или молекула), вызывающее эффект в организме. […] Этот эффект возникает потому, что эта молекула связана с другой эндогенной молекулой и вызывает химический эффект. В основе эффекта всегда лежит химическая реакция.
Откуда берутся активные ингредиенты? Старым примером этого является кора ивы, которая содержит салициламид, из которого позже была извлечена ацетилсалициловая кислота (асприн или АСК). Или смертельный паслен как источник атропина.
Г-н Хельтье также объясняет, как абсорбция АСК происходит в организме человека. Итак, какие условия преобладают в кишечнике и какой должна быть АСК, чтобы она там усваивалась. С одной стороны, АСК должна уметь растворяться в воде, но она также должна обладать свойствами жиров, чтобы иметь возможность преодолевать кровяной барьер в кишечнике.
После того как АСК попадает в организм, она связывается с циклооксигеназой, которая вырабатывает «передатчики боли» (простагландины). Это производство постгландинов ингибируется связыванием АСК, что, кстати, является механизмом действия всех обезболивающих, которые можно купить в аптеке (слабые анальгетики). Например, фермент циклооксигеназа содержится в тромбоцитах (тромбоцитах) крови.
У Андре был интересный вопрос: Как ASS попадает туда, где болит, например, если я ударю молотком по руке? Г-н Хельтье поправляет, что действующее вещество не обязательно должно идти туда, где чувствуется боль, но АСК блокирует передачу боли благодаря своему эффекту.
Конечно, существуют и другие болеутоляющие средства, «производные морфина» (получаемые из опийного мака), которые действуют только на центральную нервную систему. Морфин похож на собственные вещества организма, называемые энкефалинами. Эта встроенная обезболивающая система организма необходима для выживания.
Мы кратко поговорим о том, как лекарство прошло путь от открытия до ингредиента в лекарстве. Для АСК не нужно вырубать ивовые леса, так как исходное вещество из коры ивы не столь эффективно, а молекулу АСК также можно легко получить химическими методами. Так как мы сидели в «Шарите» для интервью, мы также вкратце коснулись туберкулинового скандала.
Мы углубляемся в то, как работают активные ингредиенты. Активные ингредиенты всегда имитируют эндогенное вещество и всегда связываются с рецептором. Здесь г-н Хёльтье уточняет свое определение с самого начала. Все вещества, активные ингредиенты, а также эндогенные вещества расщепляются в печени - это часть нормального функционирования организма. Однако, если вы хотите лечить заболевание внешним агентом, т. е. воспроизводя эндогенное вещество активным агентом, вам, возможно, придется дополнительно заменить активный агент, чтобы расщепление через печень не происходило так быстро, чтобы никакого эффекта.
В этой очереди мы обсудим, как именно работает связывание в точке эффекта. Для этого мы сначала обсудим, что такое рецептор, с которым может связываться активное вещество, а также что именно происходит, когда оно связывается. При связывании с рецептором эндогенное вещество вступает как минимум в три взаимодействия (например, водородная связь). Активное вещество также должно иметь возможность вступать в эти взаимодействия, если оно должно функционировать. Активное вещество вовсе не должно выглядеть как эндогенное вещество, но оно должно быть способно вступать в соответствующие взаимодействия на рецепторе. Однако есть также активные ингредиенты, которые предназначены для предотвращения связывания собственных веществ организма с рецептором - в этом случае активный ингредиент связывается с рецептором и НЕ запускает как минимум три взаимодействия, которые вызывают активный эффект. Здесь мы имеем дело с принципом ключ-замок, который мы рассмотрим более подробно.
Существуют разные типы рецепторов. Белки на поверхности клеток являются рецепторами, а также местами связывания двойной спирали ДНК (часто мишенью для гормонов). Некоторые современные активные ингредиенты, например, в терапии рака, состоят из антител, которые имеют очень специфический сайт связывания в организме, как описано выше. Активное вещество также может действовать таким образом, что оно блокирует выработку определенного вещества в ферменте, но и здесь связывание имеет решающее значение для эффекта - как мы уже имели с действием АСК. Там фермент циклооксигеназа блокируется, так что вещество-мессенджер для передачи боли больше не может производиться. Определение того, что такое рецептор, является сложной частью на данный момент.
Андре спрашивает: А как насчет антибиотиков и противовирусных препаратов? Здесь тоже речь идет о связи, но эти активные ингредиенты используют не сайты связывания в организме человека, а сайты связывания в бактериях или вирусах. Кроме того, эти действующие вещества должны как можно меньше воздействовать на организм человека, что не всегда так просто.
Только в начале 1970-х годов люди начали понимать, как активируются эффекты активных ингредиентов. Термин «рецептор» также был придуман в это время. Намного позже удалось получить представление о целевых местах расположения активных ингредиентов. Важные выводы по этому поводу были сделаны в 1990-х годах с помощью рентгеноструктурного анализа. И исследования в этой области далеки от завершения. Точный механизм действия АСК также все еще исследуется.
Активное вещество также можно назвать лекарством, разницы почти нет, но никогда не следует путать эти два термина с лекарством. При разработке препарата нужно думать не только об эффекте, но и о том, чтобы достаточное количество действующего вещества попало к месту действия и в течение желаемого периода времени. Например, если таблетка должна пройти через желудок без повреждений и раствориться только в кишечнике, ее можно покрыть защитным слоем (таблетка с пленочным покрытием).
Побочные эффекты ключевых слов. Речь идет о нежелательных эффектах действующих веществ. Г-н Хёльтье классифицирует, как возникают эти нежелательные эффекты и почему их трудно избежать.
Также мы говорим о БАДах и косметике и почему в них нет лечебных веществ.
Мы также хотели узнать, чем занимался г-н Хёльтье, когда он еще был активным исследователем. На протяжении всей своей научной карьеры его всегда волновали вопросы о том, как молекулы создаются в трех измерениях, как это можно измерить и визуализировать и как понять, влияют ли эти молекулы на организм.
Г-н Хёльтье защитил докторскую диссертацию в конце 1960-х и получил хабилитат в 1970-х. В то время компьютерная визуализация была еще в зачаточном состоянии, и мы также говорим о первых днях компьютерных технологий. От зеркальной системы для просмотра распечаток в 3D, от первых компьютеров размером с холодильник до современных технологий, всегда с учетом возможностей работы г-на Хёльтье.
Г-н Хёльтье защитил докторскую диссертацию вместе с Иоахимом Кнабе в Саарбрюккенском университете и после короткого знакомства с промышленностью начал там свое обучение. Он также провел год в Бостоне с исследовательской группой Лемонта Кира, что очень очаровало Бернда. Потому что это «тот самый» Кир, который разработал так называемые «Дескрипторы Киера» (молекулярные дескрипторы), с которыми Бернду приходится иметь дело каждый день в своей работе. Затем г-н Хёльтье еще немного рассказывает о своем сотрудничестве с Лемонтом Киером.
Наконец, мы спрашиваем г-на Хёльтье о его любимой молекуле или активном ингредиенте. Его ответ: ацетилхолин.
И г-н Хёльтье также рассказывает нам историю о том, почему он находит эту молекулу такой увлекательной. Когда он был в Бостоне, еще не было ясно, как именно работает связывание ацетилхолина, эндогенного вещества. Г-н Хёльтье тогда не поверил предположениям и сделал собственные расчеты, правильность которых была подтверждена почти 20 лет спустя рентгеноструктурным анализом.
Wirkstoffradio работает под лицензией CC BY-ND 4.0.