Фармакодинаміка
Фармакодинаміка (грец. pharmacon -ліки, отрута, зілля і dynamis - сила) вивчає комплекс змін в організмі під впливом лікарських засобів. Головне завдання - вивчення механізму дії лікарських речовин, насамперед первинної фармакологічної реакції.
Фармакологічний ефект - це результат взаємодії між лікарською речовиною і організмом, яка починається з впливу лікарської речовини на мішені, або рецептори, клітини. Далі відбуваються зміни - гальмування (пригнічення) або збудження (стимуляція) функції, обміну речовин у тканинах і органах.
Розглядаючи взаємодію лікарської речовини й організму, потрібно визначити поняття первинної фармакологічної реакції, механізм якої ґрунтується на посиленні чи пригніченні біофізичних, хімічних, біохімічних і фізіологічних процесів у клітинах. Для фармакологічного ефекту лікарська речовина повинна вступити у зв'язок з молекулами клітин організму. Такий вплив визначає складний механізм дії лікарських засобів. Існує кілька гіпотез, що пояснюють цей механізм.
Відповідно до окупаційної теорії, за A. Clark, ефект, що викликає лікарський засіб, є пропорційним поверхні рецепторів, які зайняті молекулами цієї сполуки. Максимальний ефект розвивається тоді, коли всі рецептори зайняті молекулами лікарської речовини. Однак дію медіаторів (ацетилхолін, норадреналін, гістамін, серотонін, до-фамін) та деяких інших фізіологічно активних лікарських речовин пояснити за цією гіпотезою неможливо. Такого типу речовини називають агоністами (що протистоять антагоністам). Агоністи мають властивість стимулювати фізіологічні функції.
Складну окупаційну теорію розробив Е. Ariens, доповнивши теорію A. Clark. Е. Ariens висунув припущення, що лікарський засіб має дві не залежні одна від одної властивості: спорідненість з рецептором і внутрішню, або власну, активність. Для антагоністів (інгібіторів) достатньо мати спорідненість з рецептором, тобто міцно фіксуватися на його активних центрах. Агоністи повинні мати як спорідненість з рецепторами, так і внутрішню активність. Остання властивість дає змогу викликати позитивну фармакологічну реакцію. Утворюється комплекс, який стимулює або пригнічує функціональний стан рецептора, клітини, органа чи організму в цілому. Лікарський засіб утворює коип-лекс з певною біохімічною структурою організму, наприклад, рецептором ф-адре-ноблокатори: анаприлін, метопролол) або ферментом (наприклад, антихолінесте-разний засіб армін), внаслідок чого активність рецептора тимчасово пригнічується, а активність ферменту не відновлюється або відновлюється частково. В цьому випадку потрібен новий синтез ферменту.
Спробу подальшого поглиблення зазначених положень проводив R. Stephenson. Він доводить, що максимальний фармакологічний ефект досягається тоді, коли лікарська речовина займає незначну частину рецепторів, оскільки інтенсивність біологічної реакції залежить від кількості зайнятих рецепторів нелінійно. У таких випадках засіб називають високоефективним.
Від усіх попередніх теорій відрізняється гіпотеза W. Paton, відповідно до якої інтенсивність фізіологічної реакції, що викликана агоністом, пропорційна швидкості його взаємодії з рецептором і не залежить від ступеня насичення ним рецептора. На думку автора, якщо лікарська речовина недовго затримується на рецепторі, то вона є стимулятором (агоністом), якщо повільно дисоціює з комплексу з рецептором, - антагоністом.
Цікавим є спостереження Z. Hurwitz і співавторів про активізацію транспортування Са2+ під час реакції агоніста з рецептором. Власне комплекс рецептор -медіатор або формує пори для Са2+, або є носієм цього йона крізь біологічну мембрану.
Основою первинної фармакологічної реакції є перенесення протонів і електронів з однієї речовини на іншу, що здійснюється за допомогою хімічних зв'язків кількох типів.
Універсальним типом зв'язків є ван-дер-ваальсові, які виникають між будь-якими двома атомами лікарської речовини і біомолекули, коли вони перебувають на дуже близькій відстані (до 0,2 нм). Найбільше значення в дії лікарських засобів мають водневі зв'язки. Вони виникають тільки в тому випадку, коли атом, що бере участь в їх утворенні, розміщений на одній прямій з групою - ОН або - NH і на відстані не більше 0,3 нм. Йонні зв'язки (солеутворювальні) виникають між ионами з різними зарядами і мають певне значення для сполучення лікарської речовини з рецепторами тканин.
Важливу роль у фармакологічних і біохімічних реакціях відіграє йон - дипольний зв'язок, що орієнтує молекули лікарської речовини відносно функціонально активної групи ферменту або рецептора. Для багатьох нейонізованих молекул лікарських засобів властивим є дипольний момент. Деякі атоми мають частковий позитивний або негативний заряд. Таким чином, виникає полярність молекул. Диполь - дипольні зв'язки беруть участь у фіксації лікарської речовини на функціональній групі рецептора.Найміцнішим зв'язком є ковалентний, що утворюється між двома атомами за рахунок загальної пари електронів. Власне до резонансу електронів між атомами відносять енергію ковалентного зв'язку, яка виникає при взаємодії арсену з SH-міст-кими ферментами, фосфорорганічних речовин з холінестеразою, бісмуту та інших важких металів з білками.