Kao racemat je mješavina dviju kemijskih tvari koje se razlikuju samo po svojoj trodimenzionalnoj strukturi. One se međusobno odnose poput slike i zrcalne slike i mogu svaka imati vrlo različite farmakološke učinke na ljudsko tijelo.
Što je trkač?
Racemat (također racemična smjesa) opisuje mješavinu dviju kemijskih tvari koje su prisutne u jednakom omjeru jedna prema drugoj. Razlikuju se po svojoj trodimenzionalnoj strukturi koja proizlazi iz odgovarajućeg rasporeda atoma.
Ako atom ima četiri veze na četiri drugačija atoma ili grupe atoma, taj se atom naziva kiralnim. Ako kemijski spoj ima najmanje jedan kiralni atom, četiri vezujuća partnera mogu usvojiti dva različita rasporeda oko kiralnog atoma.
To dovodi do dvije tvari, takozvanih enantiomera, koje se međusobno odnose u svojoj prostornoj strukturi poput slike i zrcalne slike ili poput rukavica lijevo i desno: Iako sadrže potpuno iste atome ili skupine atoma, one se ne mogu dovesti u sklad i stoga su odvojene jedna od druge jasno razlikovati. Obično ih se naziva (R) i (S) enantiomerima.
Farmakološki učinak
Enantiomeri tvari se razlikuju po fizičkim svojstvima samo u pogledu njihove optičke aktivnosti. Tvar je optički aktivna kad mjerljivo mijenja određeno svojstvo svjetlosti kad prolazi kroz njega. Ovo je jedan od načina diferencijacije odgovarajućih enantiomera i presudni je kriterij za ispitivanje čistoće potencijalno racemične smjese.
Enantiomeri se često znatno razlikuju po svojim fiziološkim svojstvima, što znači da je njihova farmacija ili čistoća racemata od velikog značaja u farmaciji. Svaki lijek ima mjesto djelovanja u ljudskom tijelu, takozvanu metu, po kojoj ga tijelo prepoznaje po vlastitim strukturama. Ove strukture su uglavnom same po sebi kiralne i obično prepoznaju samo određeni enantiomer neke tvari.
Zbog toga je u proizvodnji lijekova izuzetno važno da u proizvod bude uključen samo učinkovit enantiomer. U protivnom se mogu pojaviti ozbiljne nuspojave, jer se (često manje učinkovit) zrcali enantiomer, na primjer, veže na sasvim drugo mjesto u tijelu i može izazvati neželjenu reakciju.
Također je moguće da se pogrešan enantiomer može razgraditi enzimom u tijelu prije nego što uopće dosegne cilj. Ili se veže na transportni protein i tako doseže neželjeno mjesto u tijelu. Mogućnosti interakcije vrlo su raznolike, zbog čega su nuspojave teško predvidljive ako je u proizvodu racematna ili ne-enantiomerno čista smjesa.
Manje ozbiljan, ali praktičan primjer su arome. Olfaktorni receptori u našem nosu također imaju kiralnost i prilagođeni su prepoznavanju određenih tvari. Jedan enantiomer prirodnog proizvoda karvona miriše na kumu, odgovarajući enantiomer u obliku zrcala, na metu.
Primjena i upotreba u medicini
Mnogi organski spojevi koji se koriste kao aktivni sastojci u lijekovima imaju kiralne atome, a time i različite enantiomere. Stoga se tijekom sinteze ovih tvari mora paziti da dobijete proizvod koji je što enantiomerno čisti.
Daljnje odvajanje tehnički je vrlo složeno, zbog čega se nuspojave toleriraju u nekim slučajevima i racemat je odobren kao lijek. Budući da pridruženi enantiomeri često imaju različitu snagu, konačni se lijek u ovom slučaju mora dozirati veći kako bi se postigla ista učinkovitost kao i enantiomerno čisti lijek.
Na primjer, anestetik ketamin ima (S) -enantiomer, koji ima bolji analgetski i anestetički učinak i manje psihotropnih nuspojava od odgovarajućeg (R) -enantiomera. Ovdje je za pacijenta korisno ako se koristi (S) -enantiomerno čista ljekovita tvar.
Drugi primjer je sredstvo za ublažavanje boli ibuprofen, koji je obično dostupan u obliku racemata. Samo (S) -enantiomer ima analgetski učinak, međutim, (R) -enantiomer je dobar kao neučinkovit. Međutim, određeni udio potonjeg se endogenim enzimom pretvara u učinkovit (S) oblik u tijelu. Stoga nije potrebna složena sinteza ili naknadno odvajanje enantiomera.
Rizici i nuspojave
Neučinkovitost enantiomera je relativno bezopasna nuspojava korištenja racemične smjese kao lijeka. Tragičan primjer vrlo ozbiljnih nuspojava je tableta za spavanje Contergan s aktivnim sastojkom talidomidom. Contergan je oglašen kao ne-smrtonosno sredstvo za spavanje 1950-ih i bio je popularan kod trudnica jer je umanjio i jutarnju mučninu. Do tada izvedeni pokusi sa životinjama pokazali su da jedva ima nuspojava. Nakon pokretanja tržišta, međutim, došlo je do više malformacija u novorođenčadi, a lijek je povučen s njemačkog tržišta nakon četiri godine.
Mnoge su studije ispitale način djelovanja talidomida i pokazale da se molekula veže za faktor rasta nerođenog djeteta i tako ometa embrionalni razvoj. Do sada se ovaj teratogeni učinak nije mogao definitivno pripisati nijednom od dva enantiomera, posebno zato što se dva enantiomera u tijelu pretvaraju jedan u drugi. Međutim, slične studije sugeriraju da (S) -enantiomer talidomida može imati više štetnih učinaka.
Uz lokalni anestetik bupivakain, postoji značajan rizik od slučajnog ulaska u krvotok. (R) -enantiomer izaziva jači pad otkucaja srca u odnosu na odgovarajući (S) -enantiomer. Međutim, oboje pokazuju usporediv anestetički učinak. Ako se ovdje koristi (S) -enantiomerno čisti aktivni sastojak, te ozbiljne nuspojave za pacijenta mogu se umanjiti.
