Часть первая. Химическая технология пестицидов. 5

Содержание

Разделы стр.

Введение Цель курса. Задачи дисциплины. 3

Часть первая. Химическая технология пестицидов. 5

Тема 1. Механизмы биологического действия пестицидов.

Классификация пестицидов. Синтез инсектицидов. 6

1.1. Виды классификаций пестицидов. Основные определения.

Классификация пестицидов по видам биологического

действия.

Классификация пестицидов по объектам

Применения.

Классификация пестицидов по химическому

Происхождению.

Механизмы биологического действия пестицидов.

Классификация пестицидов по механизму действия.

Инсектициды и акарициды.

Фунгициды.

Гербициды.

Механизм действия инсектицидов.

Механизм действия регуляторов роста растений.

Классификация пестицидов по способу проникновения и характеру действия.

Инсектициды.

1.2.4.3. Феромоны и регуляторы роста насекомых.

Фунгициды.

Гербициды.

Основные классы и группы химических соединений,

Проявляющих биологическую активность против вредных

Для сельхозпроизводства видов организмов и

Микроорганизмов.

Фосфорорганические препараты для борьбы с

Вредителями растений.

Примеры фосфорсодержащих пестицидов.

Хлорорганические препараты для борьбы с вредителями растений.

Производные карбаминовой кислоты для борьбы с

Вредителями растений.

Современные представления о взаимосвязи химического

Строения веществ и их пестицидной активности.

Влияние молекулярной структуры на свойства

Пестицидов.

Тема2

Производство современных инсектицидов.

Производство современных акарицидов.

Производство современных фунгицидов и регуляторов роста растений.

2. 4. Семестровое задание.

Часть 2. Химическая технология синтетических

Лекарственных препаратов.

Тема 3. Лекарственные вещества, определение,

применение, особые требования к лекарственным

Препаратам. Основные пути синтеза лекарственных

Веществ.

Лекарственные вещества, определение, применение,

особые требования к лекарственным препаратам.

Фармакокинетика.

Фармакодинамика лекарственных средств.

Классификация лекарственных веществ.

Превращения лекарственных веществ в биологических

Системах.

Основные принципы действия лекарственных веществ.

Взаимодействие лекарства с рецептором.

Основные механизмы действия лекарств.

История создания производства лекарственных

Препаратов.

Общая методология получения лекарственных веществ.

Выбор источников сырья.

Принципы изыскания новых лекарственных средств

И усовершенствования существующих, пути введения

Их в медицинскую практику.

Методология изыскания новых лекарственных средств.

Технология синтеза противомикробных

Лекарственных веществ.

Противомикробные средства.

Классификация.

Сульфаниламидные препараты.

Механизм действия сульфаниламидных препаратов.

Антибиотики, действующие на клеточную

Стенку бактерий.

Антимикробные препараты, нарушающие

Синтез белка.

Антимикробные препараты, воздействующие

На нуклеиновые кислоты.

Особенности механизмов действия

антимикробных препаратов.
4.5. Общие методы синтеза сульфаниламидных

Препаратов.

История создания сульфаниламидных препаратов.

Схема синтеза сульфаниламидных препаратов.

Корреляционная связь между химическим строением и физиологическим действием сульфаниламидных препаратов.

Химические свойства сульфаниламидных препаратов.

Синтез белого стрептоцида,

Сульфадимезина, сульфадиметоксина и

Фталазола. Технологическая схема получения.

Особенности техники безопасности.

Противотуберкулезные препараты I-го ряда

(ПАСК, изониазид).

Гидразид изоникотиновой кислоты и его

Производные.

Противотуберкулезные препараты II-го ряда

(солютизон, этоксид, протионамид).

Комбинированные препараты.

Механизм действия. Методы синтеза.

Механизм действия и фармакологические

Эффекты противотуберкулезных препаратов.

Методы синтеза противотуберкулезных препаратов.

Метод синтеза фтивазида.

Тема 5. Технология синтеза противовирусных препаратов.

Классификация противовирусных препаратов.

Виды классификаций противовирусных препаратов.

Классификация противовирусных препаратов по происхождению.

Распределение противовирусных препаратов

В зависимости от направленности их действия.

Ремантадина и оксолина.

Примеры производства противовирусных препаратов.

 

 

 

Введение.

Дисциплина «Химическая технология биологически активных веществ для медицины и сельского хозяйства» является дисциплиной по выбору профессионального цикла основной образовательной программы при подготовке магистров по направлению подготовки 18.04.01 «Химическая технология», программам подготовки: «Химия и технология продуктов основного органического и нефтехимического синтеза (с подготовкой к научно-исследовательской деятельности)» и «Химия и технология органических веществ (с подготовкой к производственно-технологической деятельности)».

Целью изучения курса является подготовка специалистов, имеющих навыки инженерного подхода к организации современных технологий производства биологически активных веществ для нужд медицины и сельского хозяйства.

Основными задачами при изучении курса являются:

- успешное приобретение студентами комплекса современных знаний о биологически активных веществах;

- обретение знаний классификации и форм выпуска пестицидов;

- обретение знаний классификации лекарственных веществ, лекарственных и препаративных форм;

- обретение знаний технологий синтеза биологически активных веществ и приготовления различных форм в промышленных масштабах,

- формирование у студентов навыков инженерного подхода к разработке малоотходных производств биологически активных веществ в соответствии с современными технологическими принципами и уровнем техники.

Применение биологически активных химических соединений в фармакологии и сельском хозяйстве в настоящее время имеет широкое распространение. В области сельского хозяйства биологически активные химические соединения имеют хорошо развитую и формализованную систему применения и обновления химических средств защиты растений.

Целью дисциплины является подготовка специалистов, имеющих навыки инженерного подхода к организации современных технологий производства биологически активных веществ для нужд медицины и сельского хозяйства.

Основные задачи при изучении дисциплины заключаются в успешном приобретении студентами комплекса современных знаний о биологически активных веществах, лекарственных формах, препаративных формах и формах выпуска пестицидов.

Получение знаний о технологиях получения и приготовления биологически активных веществ. Формирование у студентов навыков инженерного подхода к разработке малоотходных производств биологически активных веществ в соответствии с современными технологическими принципами.

В фармакологии биологически активные химические соединения имеют хорошо развитую систему скрининга новых химических соединений и последующих исследований возможности применения и постановки на производство новых лекарственных препаратов.

Собирательное название химические средства защиты растений (ХСЗР) – пестициды, то есть химические вещества, используемые для борьбы со всем многообразием вредных для сельхозпроизводства видов организмов и микроорганизмов. К ним относятся, в том числе, регуляторы роста растений и регуляторы роста насекомых.

Лекарственные средства – вторая часть биологически активных веществ, позволяющая предотвращать и проводить медикоментозное лечение различных заболеваний человека.

 

 

Теоретическая часть дисциплины.

План первой чати.

Для изучения первой части данного курса необходимо рассмотреть следующие вопросы:

1. Виды классификаций пестицидов. Основные определения.

2. Механизмы биологического действия пестицидов.

3. Основные классы и группы химических соединений, проявляющих биологическую активность против вредных для сельхозпроизводства видов организмов и микроорганизмов.

4. Современные представления о взаимосвязи химического строения веществ и их пестицидной активности.

5. Моделирование структур инсектицидов и последовательность химических превращений при создании новох структур.

6. Технологии производства современных акарицидов, инсектицидов, фунгицидов, регуляторов роста растений.

Цель курса дисциплины «Химическая технология биологически активных веществ для медицины и сельского хозяйства» является: подготовка специалистов, имеющих навыки инженерного подхода к организации современных технологий производства биологически активных веществ.

Основными задачами при изучении курса являются:

 

· успешное приобретение студентами комплекса современных знаний о биологически активных веществах;

· обретение знаний классификации и форм выпуска пестицидов;

· обретение знаний классификации лекарственных веществ, лекарственных и препаративных форм;

· обретение знаний технологий синтеза биологически активных веществ и приготовления различных форм в промышленных масштабах,

· формирование у студентов навыков инженерного подхода к разработке малоотходных производств биологически активных веществ в соответствии с современными технологическими принципами и уровнем техники.

 

 

Тема 1.

Цель курса. Задачи дисциплины. Механизмы биологического действия пестицидов. Классификация пестицидов. Синтез инсектицидов.

Перечень вопросов первой темы:

1. Виды классификаций пестицидов. Основные определения.

2. Механизмы биологического действия пестицидов.

3. Основные классы и группы химических соединений, проявляющих биологическую активность против вредных для сельхозпроизводства видов организмов и микроорганизмов.

4. Современные представления о взаимосвязи химического строения веществ и их пестицидной активности.

 

1.1. Виды классификаций пестицидов. Основные определения.

1.1.1. Классификация пестицидов по видам биологического действия.

 

В решении задачи интенсификации сельского хозяйства кроме широкого использования минеральных удобрений, ирригации и правильного применения агротехники все большее значение приобретает борьба с вредителями и болезнями растений. Чтобы представить себе, насколько это важно, достаточно сказать, что. ежегодно применение пестицидов позволяет сохранить сельскохозяйственной продукции на сумму около 5 млрд. рублей. Подсчитано, что производство необходимого количества пестицидов позволило бы Ежегодно сохранять 20 млн. т зерна, почти 10 млн. т картофеля, 8—10 млн. т сахарной свеклы, 1 млн. т хлопка-сырца. Кроме того, применение ядохимикатов сильно облегчает такие трудоемкие работы, как предуборочное удаление листьев хлопчатника для обеспечения возможности механизированного сбора хлопка, высушивание высадков сахарной свеклы перед механизированным сбором семян, Прополка от сорных растений и др.

Химические средства защиты животных играют большую роль в борьбе с различными паразитами — переносчиками болезней животных, а также в качестве ветеринарных и дезинфекционных средств и др. Еще совсем недавно, основную роль в качестве химических средств защиты растений играли вещества неорганического происхождения. В последнее время они все более и более вытесняются органическими препаратами, ассортимент и объем производства которых непрерывно увеличиваются.

Химические средства защиты растений и животных носят общее название пестициды (от лат. «пестис» — зараза и «циде» — убивать).

По своему назначению пестициды подразделяются на несколько основных групп, изображенных на схеме.

Инсектициды и акарициды.

Инсектициды и акарициды делятся на две большие группы и подгруппы внутри них.

Вещества, нарушающие функции нервной системы:

• соединения, действующие на ионные каналы (нарушающие прохождение нервного импульса по аксону), натрий-калиевые каналы и обмен кальция: синтетические пиретроиды, галогенпроизводные углеводородов;

• ингибиторы ацетилхолинэстеразы: органические соединения фосфора, эфиры карбаминовой кислоты.

Вещества, блокирующие постсинаптические рецепторы:

• холинэргические рецепторы, реагирующие на никотин: неони-котиноиды, бенсултап;

• рецепторы гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и глутамата: авермектины и фенилпиразолы.

Ингибиторы митохондриального дыхания (окислительного фосфори-лирования): феназахин, пиридабен.

Ингибиторы синтеза хитина: производные бензоилмочевины.

 

Фунгициды.

Ингибиторы общих клеточных процессов:

• неорганические соединения: соли меди, сера;

• дитиокарбаматы;

• фталимиды;

• другие соединения: хлоротоланил.

Ингибиторы биосинтеза стеринов:

• ингибиторы С14α-деметилирования: азолы (1,2,4-триазолы и имидазолы), пиримидины (пирмидилкабинолы) и пиперазины;

• ингибиторы Δ8,7-изомеразы и Δ|4-редуктазы: морфолины и спиро-ксамины.

Ингибиторы биосинтеза нуклеиновых кислот:

• ингибиторы синтеза ДНК: химексазол;

• ингибиторы синтеза РНК: фениламиды, гидроксипиримидины.

Ингибиторы биосинтеза тубулина: бензимидазолы.

Ингибиторы дыхания: карбоксамиды, стробилурины, нитрофенолы.

Вещества, действующие на клеточные мембраны: гуанидины.

Соединения с неопределенным местом действия: ароматические углеводороды.

 

Гербициды.

Ингибиторы биосинтеза аминокислот:

• ингибиторы биосинтеза ароматических аминокислот: глифосат;

• ингибиторы биосинтеза аминокислот с разветвленной цепочкой (ингибиторы ацетолактат-синтетазы или ацетогидроксикислот-синтетазы): производные сульфонилмочевины, имидазолиноны, триазолпиримидин сульфонамиды, пиримидинилтиобензоаты.

Ингибиторы биосинтеза липидов:

• ингибиторы ацетил-СоА-карбоксилазы: производные арилокси-феноксикислот, циклогександион оксимы;

• ингибиторы синтеза жирных кислот с длинной цепочкой: тиокарбаматы.

Гербициды гормоноподобного действия: производные арилоксиал-килкарбоновых кислот, бензойной и никелиновой кислот.

Ингибиторы фотосинтеза:

• ингибиторы нециклического фотофосфорилирования: 1,3,5-триазины, производные фенилмочевины; ацетанилиды, гидроксибензонитрилы, фенилкарбаматы, производные урацила, триазиноны, бентазон и хлоридазон;

• ингибиторы циклического фотофосфорилирования: производ­ные дипиридилия.

Ингибиторы деления клеток: 2,6-динитроанилины, 2-хлорацет-анилиды.

Гербициды с другим механизмом действия: производные ариламинопропионовой кислоты.

Инсектициды.

По характеру проникновения и поражения организма насекомого инсектициды разделяются на следующие основ­ные подгруппы:

1. Контактные, поражающие насекомых при контакте вещества с любой частью тела.

2. Кишечные, поступающие в организм насекомого с пищей и отравляющие его при попадании яда в кишечник.

Большинство применяемых инсектицидов могут проникать в организм раз­личными путями, в связи с этим определенные препараты относят к той или иной подгруппе, учитывая основной путь их проникновения в организм насекомого.

Контактно-кишечного действия - при более выраженной контактной токсичности отравление вредителей происходит также при питании обработанными растениями.

Кишечно-контактного действия - более выражена токсичность при попадании пестицида в организм с пищей.

3. Системные пестициды проникают в растение и передвигаются по ксилеме или по флоэме и отравляют насекомых в результате питания ими отравленными растениями. Большинство системных пестицидов проникает через семена, корни, стебли в растение и передвигаются акропитально (снизу вверх) по ксилеме к растущим органам, защищая их от вредителей.

Если при опрыскивании такой препарат попадает на верхние листья, системного действия не наблюдается.

4. Фумиганты - пестициды проявляющие токсичность в газообразном или парообразном состоянии, проникающие в организм через органы дыхания (бромистый метил - инсектицид фумигационного действия).

Некоторые инсектициды оказывают чисто физическое действие на организм, а именно: они вызывают закупорку дыхательных путей насекомого, вследствие чего оно гибнет от асфиксии.

 

 

1.2.4.2. Акарициды

Акарициды - (от греч. akari-клещ и лат. caedo-убиваю), вещества и препараты, убивающие клещей. В основном используют для борьбы с растительноядными клещами - вредителями хлопчатника, плодовых, овощных, зерновых и др. культур. Старейшие акарициды, не утратившие своего значения, - минеральные масла и 4,6-динитро-о-крезол, применяемые в садах во время зимней диапаузы клещей, а также сера и известково-серный отвар.

Начиная с 1950-х гг. разработаны и введены в практику высокоэффективные акарициды представители различных групп органических соединений. Все акарициды имеют контактное действие.

Системные свойства препаратов пока не оказывают достаточно хорошего действия. Выбор акарицида определяется биологическими особенностями клещей, длительностью и силой действия препарата на те или иные стадии их жизненного цикла (яйца, личинки, нимфы, взрослые клещи). Многие клещи размножаются очень быстро (паутинные дают до 20-30 генераций в год) у них быстро происходит отбор, и возникают расы, устойчивые к тем или иным акарицидам.

Фунгициды.

Все фунгициды обычно делят на две основные подгруппы:

· Фунгициды для вегетирующих растений.

· Протравители семян.

 

А. Фунгициды для вегетирующих растений.

Фунгициды - (от лат. fungus — гриб и caedo — убиваю), химические вещества, способные полностью (фунгицидность) или частично (фунгистатичность) подавлять развитие возбудителей болезней сельскохозяйственных растений и используемые для борьбы с ними.
Фунгициды подразделяют на группы:
В зависимости от химических свойств:
• неорганические (соединения серы - известково-серный отвар, молотая и коллоидная сера; меди - медный купорос, хлорокись меди, ртути - хлорная ртуть);
• органические (производные карбаминовой кислоты, фтальимиды, хиноны, эфиры динитроалкалфенолов, ртутьорганические соединения, оксатииновые соединения, препараты на основе бензимидазолов).
В зависимости от действия на возбудителя:
• профилактические, или защитные (предупреждают заражение растения или приостанавливают развитие и распространение возбудителя в месте скопления инфекции до того, как произойдёт заражение, подавляя главным образом его репродуктивные органы);
• лечебные, или искореняющие (действуют на мицелий, репродуктивные органы и зимующие стадии возбудителя, вызывая их гибель после заражения растения).

По характеру использования:
• протравители семян (используются для борьбы с болезнями, возбудители которых распространяются с семенами или находятся в почве);
• препараты для обработки почвы (уничтожают почвенных возбудителей болезней растений, особенно эффективны в парниках и теплицах);
• препараты для обработки растений в период покоя (уничтожают зимующие стадии возбудителя, используются рано весной до распускания почек, поздно осенью и зимой);
• препараты для обработки во время вегетации (в основном препараты профилактического действия, применяемые летом);
• препараты для опрыскивания, фумигациии хранилищ, в частности зернохранилищ и овощехранилищ.
Фунгициды также подразделяются на химические классы в зависимости от строения действующих веществ (таблица):

Б. Протравители семян.

Протравители семян - химические препараты из группы фунгицидов для обеззараживания (протравливания) семян и другого посадочного материала (рассады, сеянцев, клубней и т. п.) с целью защиты растений от болезней в начальном периоде роста и развития. По своему назначению протравители семян могут быть одноцелевыми, т. е. предохранять растения только от болезней, и комбинированными.

Комбинированные, в которые входят несколько действующих веществ, защищают семена и всходы от почвенной микрофлоры и обитающих в почве насекомых; предохраняют семенные клубни и корнеплоды от болезней при хранении, семена - от склевывания птицами; улучшают развитие растений и повышают их устойчивость к неблагоприятным условиям погоды, иногда и к действию гербицидов.
Действие основных одноцелевых протравителей семян на различные сельскохозяйственные культуры показано в таблице:

Гербициды.

Все гербициды по характеру дей­ствия на растения делятся на две основные подгруппы:

1. Сплошного действия, поражающие все виды растений.

2. Избирательные (селективные), опасные только для одних видов растений.

По внешним признакам действия и особенностям применения (введение в корни через почву, нанесение на поверх­ность растения и др.) гербициды делят на три подгруппы:

а) контактные;

б) системные;

в) действующие на корневую систему растений или на прорастающие семена.

К контактным гербицидам относятся вещества, поражающие листья и стебли. При непосредственном их контакте с препаратом растение гибнет в резуль­тате нарушения нормальных процессов жизнедеятельности.

К системным гербицидам относятся вещества, способные передвигаться по сосудистой системе растений. Такие гербициды, попав на листья и корни растения, быстро распространяются по всему, растению, вызывая его гибель. Применение препаратов системного действия особенно эффективно в борьбе с сорняками, имеющими мощную корневую систему.

Третью подгруппу составляют гербициды, которые вносят в почву для уничтожения семян, в том числе прорастающих, и корней сорных растений.

Механизмы проникновения и характер действия пестицидов третьего поколения (биологически активных веществ) весьма специфичны, особенно это касается препаратов, обладающих прежде всего феромонной активностью. Воспринимает молекулу феромона рецепторная мембрана сенсилл насекомых. Конечную связь с феромоном осуществляет белок гомогенанты (усиков). Этот белок является веществом и не обнаруживается в других тканях и в гемолимфе насекомых. Белок гомогенанты антенн (его называют феромон - связующим) присутствуют здесь в значительном количестве - (15 мкг на 1 антенну), его молекулярная масса - приблизительно 15 000 международных еди­ниц. Дополнительно в гомогетах обнаружено несколько эстераз, субстратом для которых служат альфа и бета - нафтил ацетаты.

Две формы эстераз представляют наибольший интерес, так как одна обнаруживается только в антеннах женских особей, а вторая - во всех кутикулярных тканях крыльев, головы, трахей, брюшка, но в мозге, вентральной нервной цепи, жировом теле и гемолимфе ее нет. Вторая эстераза в противоположность первой имеется в антеннах мужских особей и обеспечивает инактивацию молекул феромона.

В целом белок гомогенаты антенн обладает специфичностью в соединении с молекулами феромона, а эстеразы участвуют в инактивации феромонного вещества.

 

 

Примеры фосфорсодержащих пестицидов.

Фосфорсодержащие органические соединения находят все более широкое применение в качестве инсектицидов и акарицидов. Наиболее известными из них являются карбофос, хлорофос, авенин, фозалон, фталофос и цидиал.

Карбофос применяется в, качестве контактного инсектицида и акарицида, а также для борьбы с мухами, личинками комаров, куриными клещами и другими паразитами животных.

Хлорофос — эффективное средство для борьбы с различными видами мух и кожным оводом крупного рогатого скота.

Авенин — специфический препарат для борьбы со свекловичным долгоносиком. Фталофос — один из лучших препаратов для уничтожения вредителей хлопчатника, плодовых и других культур.

Фазолон применяется как активный инсектицид, а также в качестве протравителя семян; весьма перспективен как заменитель ДДТ (см. стр. 282).

Цидиал используют в качестве инсектицида широкого действия а также для борьбы с клещами и сосущими насекомыми.

Весьма эффективными инсектицидами являются метилэтилтиофос и метилнитрофос:

Оба инсектицида применяются для борьбы со многими вредителями. Советскими учеными предложен оригинальный метод борьбы с зараженными «пятнистой болезнью» яйцами, откладываемыми бабочкой тутового шелкопряда. Метод заключается в том, что мешочки с бабочками и отложенными ими здоровыми яйцами вносят в камеру, насыщенную парами дихлорофоса:

Дихлорофос проникает в мешочек с бабочками и убивает их, не причиняв вреда отложенным здоровым яйцам и предупреждая таким образом откладывание бабочкой зараженных яиц. Внедрение этого метода в шелководство может дать очень большую дополнительную прибыль.

Содержание лекционного курса

 

Тема 3. Лекарственные вещества, определение, применение, особые требования к лекарственным препаратам. Основные пути синтеза лекарственных веществ.

План темы (лекции).

3.1 Лекарственные вещества, определение, применение, особые требования к лекарственным препаратам.

3.2. Классификация лекарственных веществ.

3.3. Превращения лекарственных веществ в биологических системах.

3.4. Основные принципы действия лекарственных веществ.

3.5. История создания производства лекарственных препаратов.

3.6. Общая методология получения лекарственных веществ. Выбор источников сырья.

 

3.1 Лекарственные вещества, определение, применение, особые требования к лекарственным препаратам.

 

 

Лекарственные средства

Лекарственные средства (лекарства, ЛС) — вещества или их комбинации, вступающие в контакт с организмом человека или животного, проникающие в органы, ткани организма человека или животного, применяемые для профилактики, диагностики (за исключением веществ или их комбинаций, не контактирующих с организмом человека или животного), лечения заболевания, реабилитации, для сохранения, предотвращения или прерывания беременности и полученные из крови, плазмы крови, из органов, тканей организма человека или животного, растений, минералов методами синтеза или с применением биологических технологий. К лекарственным средствам относятся фармацевтические субстанции и лекарственные препараты.

Оригинальное лекарственное средство — лекарственное средство, содержащее впервые полученную фармацевтическую субстанцию или новую комбинацию фармацевтических субстанций, эффективность и безопасность которых подтверждена результатами доклинических исследований лекарственных средств и клинических исследований лекарственных препаратов.

 

Таблица 3.4.1. Основные принципы действия лекарственных средств (ЛС)

Вид взаимодействия	Механизм взаимодействия ЛС и рецептора	Цель создания и примеры таких препаратов
Воспроизведение действия (миметический эффект, агонизм)	ЛС по физико-химической структуре очень похоже на сигнальную молекулу (гормон, медиатор). Рецептор, взаимодействуя с ЛС, активирует или тормозит соответствующую функцию клетки. Таким образом, ЛС имитирует действие естественного гормона или медиатора	Препараты оказывают более выраженное, стабильное и длительное по сравнению с медиатором действие. Так действуют адрено- и холиномиметики (смотри адренергические и холинергические средства) и некоторые другие препараты
Конкурентное действие (блокирующий, литический эффект, антагонизм)	ЛС по структуре частично похоже на сигнальную молекулу, что позволяет взаимодействовать с рецептором, образуя над ним экран. Возникает конкурентная борьба за рецептор, в которой ЛС имеет “численное преимущество”! Поэтому естественный медиатор или гормон остается “не у дел”, и реакция не “запускается”	Препараты позволяют корректировать (блокировать) физиологические реакции клетки. Примером таких препаратов являются адрено-, холино- и гистаминоблокаторы (смотри соответствующие главы)
Неконкурентное взаимодействие	Молекула ЛС связывается с рецепторной макромолекулой не в месте ее взаимодействия с медиатором, а на другом участке. При этом изменяется пространственная структура рецептора, что облегчает или затрудняет его контакт с естественным медиатором	Бензодиазепины (оказывают анксиолитическое, седативное и противосудорожное действие), взаимодействуя с бензодиазепиновыми рецепторами, увеличивают прочность связи ГАМК (нейромедиатор с тормозящим действием на центральную нервную систему) с ГАМК-рецепторами

 

Следующий тип взаимодействия лекарства с рецептором называют неконкурентным, и в этом случае молекула лекарства связывается с рецепторной макромолекулой не в месте ее взаимодействия с медиатором, а на рядом расположенном участке, то есть действует опосредованно. При этом происходит изменение пространственной структуры рецептора, вызывающее раскрытие или закрытие его для естественного медиатора. В этих случаях рецептор для лекарства и рецептор для медиатора не совпадают, но находятся в одном рецепторном комплексе, и лекарство не вступает в прямое взаимодействие с рецептором.

Ярким примером лекарств, действующих по этому типу, являются бензодиазепины – большая группа структурно родственных соединений, обладающих анксиолитическими, снотворными и противосудорожными свойствами. Соединяясь со специфическими бензодиазепиновыми рецепторами, которые взаимосвязаны с рецепторами гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), лекарственное средство изменяет пространственную конфигурацию ГАМК-рецепторов и увеличивает прочность их связи с субстратом – гамма-аминомасляной кислотой. В результате усиливается тормозящее влияние этого медиатора на центральную нервную систему, чем обеспечивается лечебный эффект препаратов.

Некоторые лекарства способны повышать или понижать синтез естественных регуляторов (медиаторов, гормонов и так далее), влиять на процессы их накопления в клетках или ферментного разрушения. Подробнее такие эффекты будут рассмотрены, в частности, в посвященной средствам, влияющим на функции центральной нервной системы.

Механизм действия лекарств на молекулярном и клеточном уровнях имеет очень большое значение, но не менее важно знать, на какие физиологические процессы влияет препарат, то есть каковы его эффекты на системном уровне. Возьмем, к примеру, лекарственные средства, снижающие артериальное давление. Один и тот же результат – снижение давления – может быть достигнут разными способами:

1) угнетением сосудодвигательного центра (магния сульфат);

2) угнетением передачи возбуждения в вегетативной нервной системе (ганглиоблокаторы);

3) ослаблением работы сердца, уменьшением его ударного и минутного объемов (бета-адреноблокаторы);

4) расширением сосудов (альфа-адреноблокаторы и средства, расслабляющие гладкую мускулатуру – спазмолитики);

5) уменьшением объема циркулирующей крови (мочегонные средства);

6) снижением активности системы ренин-ангиотензин (ингибиторы АПФ, антагонисты ангиотензиновых рецепторов) и другие.

Таким образом, одни и те же фармакологические эффекты (увеличение частоты сокращений сердца, расширение бронхов, устранение боли и так далее) можно получить с помощью нескольких препаратов, имеющих различные механизмы действия.

	Одни и те же фармакологические эффекты можно получить с помощью нескольких препаратов, имеющих различные механизмы действия.

Еще один пример – кашель. Если кашель обусловлен воспалением дыхательных путей, назначают противокашлевые средства периферического действия, причем, часто комбинируют их с отхаркивающими препаратами. Кашель у больных туберкулезом или при новообразованиях бронхов устраняют центрально действующие наркотические анальгетики (кодеин). А в детской практике в тяжелых случаях коклюша кашель лечат введением нейролептика хлорпромазина (препарат Аминазин). Выбор лекарства, необходимого конкретному больному, осуществляет врач, руководствуясь знанием механизма действия лекарственных препаратов и обусловленных им терапевтических и побочных эффектов. Мы надеемся, что теперь вам стало понятнее, как сложен этот выбор, и какими знаниями и опытом надо обладать, чтобы правильно его сделать.

Поскольку все органы и системы взаимосвязаны, то какие-либо изменения функции одного органа или системы вызывают сдвиги в работе других органов и систем. Кроме того, субстраты для взаимодействия могут находиться в разных органах, что также обеспечивает их взаимосвязь. Она проявляется как на физиологическом, так и на биохимическом уровнях, определяя неоднозначность и многогранность действия лекарств,