Racematul se referă la un amestec de două substanțe chimice care diferă doar prin structura lor tridimensională. Acestea se comportă reciproc ca imaginea și imaginea în oglindă și fiecare poate avea efecte farmacologice foarte diferite asupra corpului uman.
Ce este un racemat?
durere scutitor ibuprofen este de obicei prezent ca un racemat. Un racemat (de asemenea, un amestec racemic) se referă la un amestec de două substanțe chimice care sunt prezente în același raport cantitativ. Ele diferă prin structura lor tridimensională, care rezultă din dispunerea respectivă a atomilor. Dacă un atom are patru legături cu alți patru atomi diferiți sau grupuri de atomi, acest atom se numește chiral. Dacă un compus chimic are cel puțin un atom chiral, cei patru parteneri de legătură pot adopta două aranjamente diferite în jurul atomului chiral. Acest lucru are ca rezultat două substanțe, așa-numitele enantiomeri, care se comportă unii cu alții în structura lor spațială, precum imaginea și imaginea în oglindă sau ca mănușile din stânga și din dreapta: Deși conțin exact aceiași atomi sau grupuri de atomi, nu pot fi făcute să coincidă și astfel se disting clar unul de celălalt. De obicei sunt denumiți (R) - și (S) -enantiomeri.
Acțiune farmacologică
enantiomeri ale unei substanțe diferă în ceea ce privește proprietățile lor fizice numai în ceea ce privește activitatea lor optică. O substanță este activă optic dacă schimbă măsurabil o anumită proprietate a luminii pe măsură ce trece prin ea. Acesta este unul dintre modurile prin care enantiomerii respectivi pot fi distinși și reprezintă un criteriu esențial în testarea purității unui amestec potențial racemic. Enantiomerii diferă adesea considerabil în ceea ce privește proprietățile fiziologice, făcând distincția sau puritatea unui racemat de mare importanță în domeniul farmaceutic. Fiecare medicament are un loc de acțiune în corpul uman, așa-numita țintă, la care este recunoscut de propriile structuri ale corpului. Aceste structuri sunt ele însele chirale și de obicei recunosc doar un anumit enantiomer al unei substanțe. Prin urmare, este extrem de important în fabricarea medicamente că numai enantiomerul activ este conținut în produs. În caz contrar, pot apărea efecte secundare grave, deoarece enantiomerul (adesea mai puțin eficient) al imaginii oglindă se poate lega de un loc complet diferit din corp și poate declanșa o reacție nedorită. Este, de asemenea, posibil ca enantiomerul greșit să fie degradat de o enzimă din organism înainte ca aceasta să-și atingă ținta. Sau se poate lega de o proteină de transport și poate ajunge la o locație nedorită în corp. Posibilitățile de interacțiune sunt extrem de diverse, motiv pentru care efectele secundare sunt greu de prezis atunci când este prezent un produs racemat sau un amestec neenantiomeric pur. Un exemplu mai puțin serios, dar mai practic, sunt compușii aromatici. Receptorii olfactivi din nas posedă, de asemenea, chiralitate și sunt adaptate pentru a recunoaște substanțe specifice. Astfel, un enantiomer al substanței naturale carvone miroase chimen, dar enantiomerul corespunzător al imaginii în oglindă miroase a menta.
Aplicarea și utilizarea medicamentului
Mulți dintre compușii organici folosiți ca ingrediente active în medicamente au atomi chirali și astfel diferiți enantiomeri. Prin urmare, trebuie să aveți deja grijă în timpul sintezei acestor substanțe pentru a obține un produs cât mai pur din punct de vedere enantiomeric. Separarea ulterioară este foarte complexă din punct de vedere tehnic, motiv pentru care reacțiile adverse sunt tolerate în unele cazuri și un racemat este aprobat ca medicament. Deoarece enantiomerii înrudiți au adesea potențe diferite, produsul medicamentos final în acest caz trebuie dozat mai mare pentru a obține aceeași eficacitate ca cea a unui medicament enantiomeric pur. De exemplu, medicamentul anestezic ketamină are un (S) -enantiomer, care are efecte analgezice și anestezice mai bune, precum și efecte secundare psihotrope mai mici decât (R) -enantiomerul corespunzător. În acest caz, este avantajos pentru pacient dacă este utilizat medicamentul (S) -enantiomeric pur. Un alt exemplu este analgezicul ibuprofen, care este de obicei prezent ca un racemat. Numai enantiomerul (S) are efect analgezic, în timp ce enantiomerul (R) este practic ineficient, însă o anumită proporție din acesta din urmă este transformată în forma activă (S) în organism de către o enzimă endogenă. Prin urmare, nu este necesară nicio sinteză complexă sau separarea ulterioară a enantiomerilor.
Riscuri și efecte secundare
Ineficiența unui enantiomer este un efect secundar relativ inofensiv al utilizării unui amestec racemic ca medicament. Un exemplu tragic de efecte secundare foarte grave este talidomida de somnifer, care conține ingredientul activ talidomidă. Talidomida a fost promovată în anii 1950 ca un ajutor neletal pentru somn și a fost populară în rândul femeilor însărcinate, deoarece a redus în plus boala de dimineață. Studiile la animale efectuate până în acel moment nu au arătat aproape niciun efect secundar. Cu toate acestea, după lansarea pe piață, au apărut mai multe malformații la nou-născuți, iar medicamentul a fost retras de pe piața germană după patru ani. Multe studii au investigat apoi modul de acțiune al talidomidei și au reușit să arate că molecula se leagă de un factor de creștere la copilul nenăscut și astfel perturbă dezvoltarea embrionară. Până în prezent, acest efect teratogen nu a putut fi atribuit definitiv niciunui enantiomer, mai ales că cei doi enantiomeri se transformă unul în celălalt în corp. Cu toate acestea, studii similare sugerează că (S) -enantiomerul talidomidei poate avea un efect dăunător mai puternic. În cazul anestezic local bupivacaină, un pericol semnificativ vine de la intrarea accidentală în sânge. Aici, enantiomerul (R) declanșează o scădere mai mare a inimă rata decât (S) -enantiomerul corespunzător. Cu toate acestea, ambele prezintă un efect anestezic comparabil. Dacă aici se utilizează un agent (S) -enantiomer pur, aceste reacții adverse grave pentru pacienți pot fi reduse.
