Роль биоорганической химии в создании лекарственных средств (стр. 5 )

С этих позиций представляют интерес природные комплексы, растительные и животные препараты, поступающие перорально и содержащие в концентрированном виде биологически активные вещества (БАВ). От них зависит сохранение высокого уровня здоровья, поддержание длительной работоспособности, профилактика заболеваний и, как следствие, увеличение продолжительности жизни. Ещё Гиппократ мечтал о том, чтобы наша пища была лекарством, а лекарство пищей.

Сегодня различные фирмы выпускают множество БАД, обеспечивая организм всеми необходимыми организму микронутриентами, которые мы недополучаем с обычной пищей. Что касается побочного действия биодобавок, то по данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения) побочные эффекты от применения БАД ничтожны – 0,003%, в то время как синтетические лекарства дают от 20–40% побочных эффектов и разного рода осложнений. Благодаря многим своим преимуществам популярность БАД растет во всем мире. Например, сегодня 40-50% европейцев, более 50% американцев, около 80% японцев и т. д. пользуются витаминно-минеральными комплексами для укрепления своего здоровья и улучшения самочувствия.

Биологически активные добавки (БАДы) - это концентраты натуральных биологически активных веществ (БАВ), предназначенные для обогащения рациона питания отдельными компонентами или их комплексами.

Они подразделяются на нутрицевтики и парафармацевтики.

Нутрицевтики - БАД к пище применяются для коррекции химического состава пищи человека. Смысл их применения заключается в том, чтобы довести содержание естественных незаменимых макро - и микронутриентов до уровня их содержания в суточном рационе, соответствующем физиологической потребности здорового человека в них. В этой связи нутрицевтики - источники витаминов, гидролизатов, полиненасыщенных жирных кислот, макро - и микроэлементов, пищевых волокон, пектинов, других веществ, не нуждающихся в оценке их профилактической эффективности в эксперименте или клинических наблюдениях. Оценку эффективности нутрицевтика проводят на основе общеизвестных литературных данных с учётом рекомендованных доз его компонентов в сравнении с физиологической суточной потребностью.

Парафармацевтики - БАД к пище применяются для профилактики, вспомогательной терапии и поддержки в физиологических границах функциональной активности органов и систем. Суточная доза фармацевтика или в случае композиции суточная доза действующего начала парафармацевтика, не должна превышать разовую терапевтическую дозу, определённую при применении этих веществ в качестве лекарственных средств.

Клиническая эффективность нутрицевтиков и парафармацевтиков различна. Это обусловлено тем, что нутрицевтики восполняют дефицит определенных макро - и микронутриентов в организме человека - белков, жиров, углеводов, витаминов, микроэлементов, и скорее являются средствами профилактики. Парафармацевтики за счет содержания вторичных метаболитов пищи - биофлавоноидов, сапонинов, терпеноидов и многих других, обладают биологической активностью.

Основные отличия БАД от лекарств

а) действующие начала БАД-парафармацевтиков специфически поддерживают и регулируют в физиологических пределах функции отдельных органов и систем.

б) эффект БАД реализуется путём инициации универсальных механизмов адаптационно-приспособительных реакций на воздействие раздражителей самой различной природы.

в) широкий (гораздо более чем у лекарств) диапазон используемых доз, при которых БАД оказывают своё нормализующее и корректирующее действие на функции отдельных органов и систем организма при отсутствии побочных эффектов.

Принципы экспериментального изучения БАД

Учитывая комплексность и множественность физиологических эффектов БАД, предпочтение отдаётся экспериментальным моделям in vivo. БАДы должны исследоваться при введении per os. Тестирование проводиться с готовой формой БАД на уровне доз, рекомендуемых для человека (в пересчёте на кг массы тела). При оценке действия БАД должно исследоваться их влияние на общие механизмы реализации адаптационного синдрома.

Для большей информативности и удешевления исследований эффективности БАД следует использовать унифицированные экспериментальные модели. Примером может служить модель истощающей физической нагрузки, которая кроме непосредственного изучения адаптационного действия БАВ и БАД даёт возможность исследования его влияния на показатели иммунной и окислительно-восстановительной систем. Использование данной модели позволяет установить функциональную безопасность БАД для здоровья человека.

Оптимальная схема определения функциональной активности БАВ и БАД должна включать изучение их влияния на систему иммунитета, резистентность к стрессорным воздействиям разнообразной природы и на окислительно-восстановительный статус организма. Взаиморегуляция нервной, иммунной и окислительно-восстановительной систем определяет надёжность их совместной деятельности. Нарушение же функциональной активности одной из этих систем резко повышает риск развития функциональных расстройств общих механизмов защитно-приспособительных реакций на воздействие факторов окружающей и внутренней среды организма человека.

Когда назначение БАВ или БАД-парафармацевтика предполагает наличие какого-либо преимущественного эффекта или эффектов (например, действие на тканевые рецепторы сердечно-сосудистой или гепатобилиарной систем организма), они будут проходить дополнительное исследование в экспериментах, моделирующих соответствующие нарушения. Например, для оценки эффективности БАД к пище, рекомендуемых для профилактики и вспомогательной терапии при заболеваниях печени, используют модели токсического гепатита, а для БАД, рекомендуемых для профилактики и вспомогательной терапии при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, используют модели гиперхолестеринемий и липидемий.

Клинические испытания БАВ и БАД проводятся на базе медицинских учреждений, имеющих многопрофильную клиническую базу и аккредитованных для проведения подобных исследований в порядке, установленном МЗ РФ.

БАДы применяются в качестве средств дополнительной терапии и оказывают как системное, так и направленное действие на конкретные органы, например на сердечно-сосудистую, гепатобилиарную и т. д. Использование БАД позволяет достаточно легко и быстро ликвидировать дефицит питательных компонентов, необходимых организму, повысить его сопротивляемость к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, наладить безопасные пути регулирования и поддержания функций отдельных органов и систем организма человека. Это ведет к укреплению здоровья, снижает риск заболеваемости и продлевает жизнь человека.

Согласно современным представлениям, развитие заболеваний часто сопровождается нарушением синтеза промежуточных метаболитов, вследствие чего снижается синтез конечного продукта метаболического обмена: АТФ, белков-рецепторов, холестерина, гормонов, медиаторов и т. д. В тканях накапливаются извращенные продукты обмена, свободные радикалы, альдегиды. В эти моменты терапевтический эффект может быть достигнут поступлением в организм недостающего промежуточного метаболита, замыкающего цепь последовательности биохимических реакций. Эти недостающие звенья в обмене веществ организма как раз и могут быть восполнены потреблением БАД. Они могут представлять собой в растении или животном низкомолекулярные вторичные метаболиты и биогликаны: органические кислоты, стероиды, терпеноиды, пектины, полисахариды, биофлавоноиды и т. д. Их действие может быть направлено на коррекцию метаболических процессов в органах и тканях организма. Поэтому употребление БАД целесообразно и патогенетически оправдано при хронических процессах как действенный противорецидивный метод лечения.

Основными эффектами БАД-парафармацевтиков являются повышение резистентности организма к инфекциям, стрессорным, агрессивным воздействиям разной природы. Такие эффекты БАД в большинстве случаев обусловлены положительным влиянием их на различные звенья адаптационно-приспособительных реакций, в том числе за счёт поддержания функции иммунной, детоксикационной, антиоксидантной и других систем организма.

Многие БАВ из растений и животных, входящие в состав БАД, обладают достаточно широким спектром терапевтического действия, четкое знание которого позволяет подходить с научных позиций к составлению их сложных рецептов. Это особенно важно при проведении профилактического лечения. Поэтому полезно включение БАД в комплекс лечебно-профилактических мероприятий при лечении наиболее распространенных заболеваниях.

Основные этапы разработки новых лекарственных средств

Скрининг БАВ

Создание лекарства начинается обычно в лаборатории химика - специалиста по органическому синтезу или в лаборатории биоорганика. Первый создает пока еще не исследованные соединения, второй выделяет либо индивидуальные химические соединения из растений, животных и микроорганизмов, либо группу близких по структуре веществ. Затем созданные или выделенные вещества передаются биоиспытателю, определяющему, обладают ли эти вещества нужным эффектом. Предположим, что биоиспытатель ищет вещества, обладающие противоопухолевым эффектом. Он может идти двумя путями. Первый путь носит название "скрининг", при этом биоиспытателю часто неизвестно даже предположительно, какой химической структурой должно обладать противоопухолевое средство, и он испытывает в опытах на животных одно вещество за другим, отсеивая неэффективные (скрининг-сито). Это весьма трудоемкий метод и часто малоэффективный, однако иногда единственно возможный, особенно когда речь идет о разработке новых неизвестных групп лекарственных веществ.

Чаще используется метод направленного биотестирования in vitro. Исследователь постепенно накапливает материал, показывающий, какие химические структуры ингибируют деление опухолевых клеток. Все больше накапливается данных, на основании которых составляются программы для компьютеров. Уже с большей долей вероятности можно предсказать характер действия планируемого к синтезу и последующему изучению соединения. Однако всегда решающим остается эксперимент, но знание общих закономерностей "структура-действие" сокращает путь к успеху.

Скрининг новых БАВ из различных природных объектов и изучение их механизма действия представляют собой одну из важнейших задач современной биохимии и биотехнологии. Начиная с последней четверти 19 столетия скрининг БАВ природного происхождения носит глобальный характер и охватывает все страны и континенты независимо от научно-технического уровня государств. Характерная черта современного научного поиска и утилизации БАВ - использование сырьевых источников, отстоящих на тысячи километров от научных центров. Однако с каждым годом всё труднее становится возможность открытия новых природных БАВ, всё дороже обходится осуществление лекарствоведческого поиска. Так, при тотальном скрининге синтетических и природных метаболитов в среднем из 12 тыс. образцов только один проявляет желательный фармакологический эффект. По данным самого авторитетного журнала «Nature», полная стоимость нового лекарственного препарата, созданного на основе вновь открытых БАВ природного происхождения, достигла 500 млн. долларов. За 25 лет цена нового препарата возросла в 50 раз, главным образом, вследствие расширения объектов и методов исследования, использования новейшей аппаратуры, а также ужесточения требований к качеству и безопасности препаратов. Известно также, что разработка нового лекарства связана с высоким риском получения отрицательного результата из-за возможного выявления побочных токсических эффектов. Поэтому возрастает потребность современной медицины в новых эффективных БАВ, в решении проблем совершенствования их поиска, отбора и т. д.