Метаболические изменения веществ, ведущие к их активации, пролекарства
Наряду с целенаправленным созданием пролекарств бывает и так, что полученное предполагаемое лекарственное вещество в действительности оказывается пролекарством и только после введения в организм превращается в истинно активный агент (см.
рис. 3.2).Первым целенаправленно созданным пролекарством был уротропин (3.22), выпущенный берлинской фирмой «Шеринг» еще в 1899 г., но до снх пор широко применяющийся в качестве уроантисептика. Это соединение — гексаметилентетрамин (гексамин), легко образуется при смешивании аммиака и формальдегида; структура молекулы гексамина относится к типу «клетки». Уротропин — источник формальдегида, образующегося из него под действием кислоты в мочевых путях. Препарат принимают натощак, чтобы предотвратить его расщепление в желудке и обеспечить беспрепятственное прохождение в мочевыделительную систему.
Некоторые пролекарства были открыты случайно. С давних пор производные антраценогликозидов применяли как слабительные (крушина, кассий, ревень) и только недавно было установлено, что истинно активное вещество — содержащиеся в них агликоны (например, эмодин) [Straub, Triendl, 1937]. Касторовое масло (действующее начало — рицинолевая кислота) и цитрат натрия, часто окисляющийся в организме в бикарбонат натрия и тем самым определяющий щелочную реакцию мочи, также можно считать примерами первых пролекарств. К ним же относятся ацетанилид (3.23) и фенацетин (3.24), приобретающие аналгезирующую и противовоспалительную активность после превращения в пара-ацетамидофенол. В связи с тем что, ацетанилид способствует образованию метгемоглобина, а фенацетин повреждает почки [Brodie, Axelrod, 1949], в медицинской практике применяют истинное лекарственное вещество — пара-ацетамидофенол (парацетамол).
Препарат хлоралгидрат в организме восстанавливается до трихлорэтанола (3.26) [Butler, 1948], при этом оба вещества оказывают наркотическое действие.
С давних пор известно противолихорадочное действие коры ивы (Salix alba), обусловленное наличием в ней гликозида салицина. В желудочно-кишечном тракте салицин гидролизуется с образованием глюкозы и салицилового спирта, а последний окисляется в цитоплазме до салициловой кислоты, представляющей собой истинное лекарственное вещество. Для перорального применения Buss предложил салицилат натрия (1875), который в связи с его раздражающим действием был постепенно вытеснен ацетилсалициловой кислотой (аспирин) [Dresser, 1899], также относящейся к пролекарствам.
При изучении органических соединений мышьяка — фенилар- сенокислот (3.27), фениларсеноксидов (3.28) и арсенобензолов (3.29), Пауль Эрлих установил, что фениларсенокислоты превращаются в живой клетке в соответствующие активные арсеноксиды [Ehrlich, 1909]. Позже Carl Voegtlin (1925) показал, что знаменитый препарат Эрлиха сальварсан (арсфенамин) также является пролекарством и приобретает активность только после окисления в арсеноксид. С учетом этого в США было создано лекарственное вещество оксофенарсин (мафарсен) (6.4), применяемый для лечения сифилиса вместо арсфенамина (сальварсана), что позволило достичь лечебного эффекта при значительно меньших терапевтических дозах, а следовательно, уменьшило побочное действие этого препарата [Tatum, Cooper, 1934]. Его применяли для лечения сифилиса чрезвычайно широко вплоть до 40-х годов, когда в медицинскую практику вошел пенициллин, полностью заменивший препараты мышьяка. Однако при трипаносомозе и нейросифилисе приходится назначать пролекарство меларсопрол (13.3), несмотря на явное преимущество истинного лекарственного вещества, оксофенарсина, так как арсеноксиды не проходят через ГЭБ, а пролекарство проникает в пораженные участки нервной системы и там превращается в активное лекарственное вещество. Подробнее о препаратах мышьяка см. разл. 13.0.
В 1935 г.
в медицинскую практику вошел первый антибактериальный сульфаниламид-—пронтозил. Однако сам пронтозил не обладает антибактериальными свойствами, а истинным лекарственным веществом является продукт восстановительного расщепления пронтозила — пара-аминобензолсульфамид (3.31) (сульфаниламид, стрептоцид). Превращение пронтозила в стрептоцид происходит в кишечнике под действием кишечной флоры и клеток стенки кишечника [Trefoiile et al., 1935; Gin- gell, Bridges-, 1973]. Быстрота и направленность действия стрептоцида были причиной того, что он стал применяться в клинике вместо пронтозила.
В ЭР печени очень легко идет процесс N-деметилирования.. Поэтому при создании лекарственных веществ для увеличения липофильности, а следовательно, и всасываемости вещества,, в его молекулу вводят N-метильную группу. Такое N-метильное производное превращается в истинное лекарственное вещество- после первого прохождения через печень [Butler, 1955]. Пролекарства этого типа вошли в фармакопеи разных стран и относятся главным образом к классу противоэпилептических средств. Примерами могут служить мефобарбитал (1-метилфенобарби- тон), который деметилируется в положении 1 и превращается в- фенобарбитал (15.2); метоин (мефенитоин) (3.32), 5-этил-З-ме- тил-5-фенилгидантоин, теряет метальную группу в положении 3 и превращается в нирванол, который не применяется в деметилированном виде из-за высокой токсичности [Butler, 1953].. 3,5,5-Триметил-2,4-оксазолидиндион (триметин, троксидон, три- метадиоп) и 5-этил-3,5-диметил-2,4-оксазолидиндион (парамета- дион) (3.33) также превращаются в истинные активные агенты, подвергаясь деметилированию в положении 3 при прохождении через печень [Butler, Waddell, Poole, 1965].
Если между средней концентрацией лекарственного вещества в плазме и его терапевтической активностью нет прямой корреляции, то можно предположить, что этот препарат представляет собой пролекарство.
Именно так было установлено, что- противомалярийное средство бигумаль (3.34) приобретает активность только после того, как в организме произойдет его- циклизация с образованием соответствующего дигидротриази- на (циклогуанил) (3.35) [Crowther, Levy, 1953]. Бигумаль не оказывает почта никакого, действия. на культуру малярийных плазмодиев in vitro, тогда как циклогуанил в этих условиях высоко активен. На основании аналогичных предпосылок было установлено, что гаметоцидные препараты, созданные на основе 8-амино-6-метоксихинолина, такие как примахин (3.36), приобретают антибактериальную активность только после того, как в организме произойдет окисление и деметилирование их в соответствующий 5,6-хинон (3.37) [Smith, 1956]. Примечательно и то, что при создании большинства применяемых в клинике противомалярийных препаратов (хингамин, хлоридин, акрихин) их считали истинно активными агентами. В настоящее время истинное лекарственное вещество, циклогуанил, полностью заменило пролекарство бигумаль при лечении малярии.
3.6.1.