Фармакодинамика
Как в клинической, так и экспериментальной медицине существует понятие «обратимое действие», когда после фармакологического воздействия восстанавливается деятельность органа или организма (например, пробуждение после наркоза). Необратимое действие лекарства обусловлено деструкцией клеток и тканей. Таким действием обладают средства против бородавок, мозолей опухолевой ткани. Действие почти всех лекарств в токсических дозах необратимо.
Реакция ксенобиотика с биологическим субстратом-лигандом может осуществляться при помощи физических, физико-химических и химических взаимодействий. Редко эффект лекарства обусловлен каким-либо одним характером взаимодействия, например вещество А может адсорбироваться на поверхности белковой молекулы, растворяться в липидной части мембраны и тем самым изменять состояние клетки. Физические π физико-химические реакции присущи тем из лекарств, которые выделяются из организма в неизмененном и малоизмененном виде (инертные газы, азот и др.). Большинство ксенобиотиков подвергаются в организме химическим превращениям, поэтому их действие в основном обусловлено способностью образовывать различные химические связи с мишенями. Некоторые вещества, в частности алкилирующие агенты, образуют с биологическими субстратами ковалентные связи; действие таких веществ необратимо. Важное значение имеет образование координационных ковалентных связей, довольно распространенных в живой природе. Лекарства и антидоты, способные образовывать стабильные комплексы (циклические системы), называют хелатными комплексами (например, комплекс унитиола с мышьяком или тистацин-кальция со свинцом).
Определенную роль в механизме действия лекарств играют ионные связи; они гораздо слабее ковалентных и возникают в тех случаях, когда лекарства содержат катионную или анионную группу, а противоположные структуры находятся в биологических лигандах. Действие лекарства в подобных случаях носит обратимый характер. Часто ионные связи образуются на первых ступенях фармакологической реакции между ксенобиотиками и рецепторами.
Связи, возникающие в результате дипольных взаимодействий, на» называются водородными. Обычно они имеются в молекулах, где атом водорода ковалентпо связан с другим электроотрицательным атомом. Водородные связи обеспечивают поддержание стабильности двойной спирали ДНК И вторичные структуры белков, лежат в основе сократимости. Для них характерен эффект кооперативное водородных связей, когда энергия суммы водородных связей с увеличением числа отдельных связей возрйтает.
Понятно, что ксенобиотик, встраиваясь в биологические структуры, существенно изменяет их функцию. Кроме того, водородные связи участвуют в процессах узнавания и фиксации лекарства к физиологически важным структурам.
Самые слабые силы взаимодействия, возникающие между, лекарствами и биологическим лигандом, вандервальсовые, обусловлены дипольными взаимодействиями. В реакции ксенобиотика с биологическим субстратом они имеют меньшее значение, чем ковалентные связи, но принимают участие в определении специфичности взаимодействия вещества с биохимическими реактивными системами.
Кроме того, существует гидрофобное взаимодействие. Хотя энергия его связей мала, взаимодействие большого числа длинных алифатических цепей приводит к возникновению стабильных систем. Гидрофобные взаимодействия играют определенную роль в стабилизации конформаций биополимеров и образовании биологических мембран. В свою очередь ксенобиотик, обладающий способностью образовывать гидрофобные связи, нарушает структуру мембран, а следовательно, и соответствующие биохимические и биофизические процессы. В фармакологической реакции важное значение имеет среда, соответствующие составные части которой в значительной степени могут моделировать конечный эффект.