Farmakologie č. obecná 1. POSTAVENÍ OBORU A DEFINICE POJMŮ
1.1 FARMAKOLOGIE je nauka o biologickém působení (nefyziologickými účinky) chemických individuí přírodního nebo syntetického původu. Pojem farmakon se v běžném pojetí ztotožňuje s léčivem nebo lékem. Léčiva jsou výchozí farmaceutické suroviny upravené přírodniny (drogy) a z nich získané směsi sloučenin (oleje, silice, dehty apod.), dnes však převážně chemické látky používané přímo nebo po dalším zpracování k účelům terapeutickým, preventivním a diagnostickým.
Jako léky se označují hotové výrobky (připravené v lékárně nebo jako hromadně vyráběné přípravky farmaceutického průmyslu) určené k vydání lékaři, pacientu, resp. veterinárnímu lékaři či majiteli (ošetřovateli) zvířete. Pojem farmakon pak zahrnuje tři komponenty, totiž nejen vlastní látku, nýbrž i její množství (dávku) a také biologický systém, na který látka působí. Kvantitativní nebo kvalitativní změnou v těchto složkách dochází ke změnám účinku, tedy nejen pokud jde o množství látky, ale také což je pro veterinární medicínu zvláště významné pokud jde o změny biologického systému (rozdílné druhy živočichů).
Pojem farmakon však v překladu neznamená pouze léčivo, nýbrž i jed. O jedech a speciální problematice jejich výskytu, o vzniku otrav a s tím spojených otázkách diagnostiky (klinické, patomorfologické, chemické), prevence a terapie pojednává toxikologie. Téměř všechna léčiva (i když ne bez výjimky) působí při podání v nadměrném množství toxicky (to konečně platí i pro nadměrný příjem pitné vody). Na druhé straně se řada typických jedů (látek působících toxicky na organismus v malých množstvích) při použití přiměřeného množství a způsobu podání dostala do palety používaných léků(např. fytofarmaka-rulík zlomocný-atropinový efektprotikřečový;durmon bílý-parkinson;náprstník lékařskýdigitalis)
Vzhledem k možnosti širšího pojetí pojmu farmakon, tj. neomezeného jen na léčivo, je možno i farmakologii chápat a) v užším smyslu slova jako nauku o působení léčiv nebo b) ve smyslu širším jako nauku o biologickém působení (s nefyziologickými účinky) látek vůbec. Při tomto pojetí se pak stírá nejen rozdíl mezi působením léčiva a jedu na organismus, nýbrž je tak shrnuto prakticky působení léčiv, přídavků do krmiv a potravin obsahujících biofaktory, léčiva, xenobiotika i organismu vlastní látky k ovlivnění fyziologických funkcí, pesticidů, průmyslových chemikálií apod., tedy všech biologicky aktivních látek, jejichž účinku v nefyziologických množstvích jsou vystaveny biologické systémy, ať již jde o člověka, zvíře či rostlinu.
Hlavní fáze působení léčiv Aplikace (dávka)-s ohledem na zp sob alikace 1. fáze Farmaceutická (úvodní) Desintegrace lékové formy, Uvolnění účinné látky = farmaceutická dostupnost 2. fáze Farmakokinetická (léčivo látka je schopna absorpce) Absorpce, transport, distribuce, metabolismus, exkrece = biologická dostupnost (léčivo látka je schopna působit) 3. fáze Farmakodynamická Interakce léčiva látky s příslušným receptorem = ÚČINEK
K hlavním úkolům farmakologie jako oboru lze řadit: poznávání a vysvětlování farmakokinetiky a mechanismu působení farmak, poznávání souvislostí mezi chemickou strukturou a biologickým působením farmak = obecná farmakologie, studium potenciálních léčiv v experimentu, zlepšování dosud známých a používaných léčiv, studium možnosti zábrany otrav a jejich léčení -toxikologie vzájemné ovlivňování-interace léčiv studium působení farmak u jednotlivých živočišných druhů s ohledem na jejich specifičnosti morfologické, biochemické a fyziologické v širokém smyslu slova-speciální farmakologie a připravit tak podklady pro optimální jejich využití v praxi = klinická farmakologie.
Farmakokinetika se zabývá studiem změn koncentrace farmak v organismu v závislosti na čase; jde o odpovědi na otázky kde a jak rychle je látka vstřebávána, jak je transportována a jak se v organismu rozděluje, jak je přeměňována v organismu, v jaké formě, jak rychle a kudy je vylučována. Farmakokinetika se tedy zabývá otázkami působení živého organismu na chemickou substanci. Farmakodynamika se zabývá studiem působení farmak na místě jejich zásahu; jde o odpovědi na otázky kde, jak a proč dochází k účinku. Farmakodynamika se tedy zabývá otázkami působení bioaktivních látek na organismus.
Biochemická farmakologie (molekulární farmakologie) vysvětluje specifické působení farmak na úrovni molekulární. Obecná farmakologie shrnuje poznatky z farmakokinetiky a farmakodynamiky, které je možno zobecnit. Klinická farmakologie navazuje na předchozí stupně studia farmak. Jde o studium působení farmak na příslušných pacientech. Jejím úkolem je především stanovit léčebnou hodnotu léčiva, čímž se stává základem racionální farmakoterapie, tj. léčení pomocí léčiv.
Imunofarmakologie jako hraniční obor (resp. interdisciplinární obor) mezi farmakologií a imunologií dovršuje v podstatě pojetí organismu jako celku tím, že mj. při použití farmak, zvl. s působením na živé původce onemocnění, bere v úvahu i obranné reakce napadeného organismu, které se mj. snaží farmaky ovlivnit.
Receptura (předpisování léčiv) patří do výukové náplně farmakologie, neboť recept představuje žádost podanou lékařem lékárníkovi, aby připravil a vydal určitý lék. Ovládnutí receptury je předpokladem řádné farmakoterapie. Předmětem studia farmakologie je též vedle možnosti ovlivnění patologických stavů-orgánů resp. tělových systémů zjišťování vlivu farmak na původce onemocnění (mikroby, protozoa, helminty apod.), a to jak přímo v napadeném organismu, tak i mimo organismus (terapie celková, místní, dezinfekce jemná i hrubá), dále i vlivu látek na škůdce (pesticida: rodenticida, insekticida) i na jedovaté látky (antidota). Jako jed venenum se zpravidla označují látky, které působí toxicky již v nepatrných množstvích. O speciální problematice otrav a o jedech pojednává toxikologie.
Farmakognosie, nauka o poznávání léčiv, je jednou z důležitých disciplín studia farmacie, lékárnictví. Biofarmacie studuje problematiku vztahů mezi farmaceutickou dostupností látek a jejich farmakologickým účinkem. Theophrastus Bombastus z Hohenheimu, zvaný Paracelsus, uplatňoval vědu o proměnách života a přírody při přípravě nových látek, použitelných k léčení (arkana) v podstatě chemickou cestou. Paracelsus používal do té doby jen zevně aplikovaná anorganická léčiva i vnitřně, přičemž se musel zabývat nejen zcela konkrétní problematikou dávky jako kritéria léčebného účinku a toxicity, ale i otázkami pracovní techniky při přípravě léčiv. Proto je dnes pokládán za zakladatele chemiatrie, předchůdkyně farmaceutické chemie.
Po dlouhou dobu byla výuka farmakologie v rámci studia medicíny svěřována botanikům u nás je neznámější herbář Matthioliho, přeložený Tadeášem Hájkem z Hájku r. 1562. Do rukou lékařů přešla farmakologie teprve v poměrně nedávné době. U nás se již v minulém století zabýval účinkem některých léčiv lékař- fyziolog J. E. Purkyně. Na nově založené Vyskoké škole zvěrolékařské v Brně učil jako prvý farmakologii lékař profesor Rybák, žák profesora Chodounského, posledního asistenta J. E. Purkyně.
Při moderním výzkumu léčiv má farmakologický průzkum nových látek, tzv. screening, na základě nejrůznějších testů co nejdříve (a nejlaciněji) zjistit, zda nová látka má hledanou účinnost a zda nemá takové vlastnosti, které by zásadně bránily jejímu zamýšlenému uplatnění. Uvádí se, že na jeden opravdu účinný lék připadá na 30 000-60 000 vyzkoušených připravených látek. Jen cca 10 % nových léků uvedených na trh je skutečně úspěšných (uhradí náklady na celý výzkum a jsou zdrojem zisku).
Ve vývoji léčiv došlo v posledních desetiletích k nemalým změnám. Jestliže ještě počátkem šedesátých let trvalo zavedení nového léčiva v průměru 2-3 roky, je to v osmdesátých letech již 7-10 let a v devadesátých letech 10-15 let. Tento vývoj má podstatné příčiny jednak v tom, že po neštěstí s thalidomidem (sedativum, připuštěné do používání v NSR na základě tehdejších předpisů toxikologického zabezpečení léčiv, a to do volného prodeje bez lékařského předpisu), jehož působení u těhotných žen vyvolalo malformace plodu, se výrazně zvýšily požadavky na toxikologické zabezpečení nových léčiv rozšířením nutných zkoušek, které významně vývoj prodlužuje a prodražuje, jednak i v nárůstu cen surovin na světových trzích. Vývoj původního léčiva tak v současné době zůstává omezen cca jen na 10 firem na světě, které jsou ekonomicky dostatečně silné, přičemž ke kompletaci všech požadovaných údajů o nové látce se stejně využívá různých forem kooperace.
1828 prof. Buchner (G) látka z kůry vrby mírní bolesti hlavy isoloval špinavé žluté krystaly salicin 1838 Ital Pyria čistá kyselina salicilová (silně dráždí žaludeční sliznici) 1853 Francouz Gerhardt neutralizoval kyselinu salicilovou na acetylosalicylovou 1899 (G) Hoffman patent firmy Bayer A (acety) + SPIR (spiraea = vrba) + IN (koncovka léčiv) Španělská chřipka předávkování = otok plic smrt Konec 20. století preventivní působení proti infarktu
V 80.letech bylo připomenuto sté výročí první syntézy chemického léčiva, a to fenazonu (antipyrinu). Teprve po 80. letech byl syntetizován amifenazon. V roce 1903 byl syntetizován první barbiturát (barbital). V roce 1956 byl úspěšně syntetizován insulin, následovala příprava tolbutamidu k orální aplikaci a následovala příprava a výroba insulinu genovým inženýrstvím. Biosyntézou, tedy biotechnologicky, se ve 40.letech vyrobil (a dodnes se tak vyrábí) penicilin.
Vývoj léčiv obecně je možno mj. třídit podle generací: Léčiva 1. generace získaná sběrem a úpravou přírodnin neznámého složení. Léčiva 2. generace získaná izolací komplexů sloučenin nebo chemických individuí postupně poznávaného složení a struktury. Léčiva 3. generace vzniklá obměnou předlohových struktur přírodního nebo umělého původu. Léčiva 4. generace vzniklá výpočtem struktur s předem určenými vlastnostmi, založeném na matematizaci vztahu struktura účinek. Je zřejmé, že prvé tři generace nenásledují po sobě striktně oddělené, že se dodnes prolínají. V současné době se setkáváme ponejvíce s léčivy 3. generace, tj. s látkami vyšlými jak z látek 2. generace (izolované), tak i synteticky nově připravených, ale s dále obměňovanou strukturou.
Farmakoterapie opřená o základní poznatky farmakologie se uplatňuje v medicíně humánní i veterinární. I výzkum léčiv pro člověka vychází ze základních poznatků získaných na laboratorních zvířatech.
Specifické rysy užívání veterinárních léčiv: 1) Druhová šíře živočichů v péči veterinární medicíny 2) Způsoby podávání léčiv zvířatům perorální, enterální,hromadná aplikace 3) Lékové formy léčiv intramamární, pour on, LA inj. 4) Způsoby využití účinků terapie, profylaxe, stimulace 5) Kategorizace léčivých přípravků léčiva, premixy pro medikaci krmiv, doplňkové látky 6) Ekonomické aspekty užívání léčiv 7) Zdravotně-hygienické aspekty užívání léčiv OL 8) Ekologické aspekty užívání léčiv vliv na životní prostředí 9) Výzkumné a vývojové aspekty léčiv cílová zvířata
ROZMANITOST DRUHŮ 40 druhů domácího skotu - 13 druhů je nejvýznamnějších v zemědělské výrobě ve světě 6000 plemen zvířa produkujících potraviny - 400 plemen ekonomického významu psi 400 plemen uznaných ve světě chov/výběr vývoj různosti mezi plemeny tvorba rodů - vysoce intensivní sektory (masná kuřata, produkce vajec) - laboratorní zvířata (krysy, potkani, myši, psi atd.) Druhy/Plemena(Rody - všechny hladiny jsou zdrojem vysoké varability ve veterinární farmakologii
Ve veterinární farmakologii jako základu farmakoterapie je nutno vzhledem k množství druhů zvířat, která jsou předmětem veterinární péče, počítat především s projevující se rozdílnou druhovou citlivostí k farmakům i k tomu, že jsou onemocnění specifická jen pro určitý druh zvířat. Farmakolog, pracující na úseku veterinární medicíny, musí stejně jako veterinární lékař, vždy pamatovat i na ekonomický efekt prováděné farmakoterapie. Vzhledem ke značné koncentraci zvířat je třeba počítat s tím, že podmínky velkochovů ovlivňují reaktivitu organismů i pokud jde o působení farmak. Proto také nelze zvířata v kolektivu posuzovat jen jako prostý součet jednotlivých individuí; jde o novou kvalitu, ke které musí přihlédnout ve své experimentální práci i farmakolog. Musí tedy být možné připravit takovou konečnou lékovou formu, která umožňuje hromadnou aplikaci. Při tom musí být tato léčiv dostatečně stabilní pro uchovávání a podávání v podmínkách většinou nepříznivých pro stabilitu léčiv. Dalším požadavkem na veterinární léčivo je to, že veterinární léčivo nesmí narušovat jakost a bezpečnost živočišných produktů. Vedle toho pro všechna léčiva obecně, tedy i pro léčiva veterinární, vyplývá požadavek nutnosti respektovat a zachovávat čistotu životního prostředí.
Farmakoterapie ve veterinární medicíně zůstává i nadále důležitou součástí veterinární péče. V posledních desetiletích byly rozpracovány četné úseky farmakoprofylaxe, hlavně poruch metabolismu a některých infekčních a invazních onemocnění. Léčebně-preventivní použití farmak (metafylaxe) se stává stále více nedílnou součástí speciálních programů, podle kterých probíhá odchov zvířat. Např. velkochovy drůbeže jsou zcela nemyslitelné a nerealizovatelné bez použití kokcidiostatik apod.
Vedle farmakoterapie a farmakoprofylaxe či metafylaxe byla používána farmaka, která urychlují růst a vývoj zvířat. Tato farmakostimulace živočišné produkce má veliký význam při řešení problému celosvětového nedostatku živočišných bílkovin pro výživu lidstva, přestože na druhé straně přináší s sebou i nemalé problémy (např. rezidua ze zdravotně-hygienického hlediska i z hlediska ovlivnění jakosti produktů), a to mj. i pro živelný zájem výrobců léčiv na takovémto medikování krmiv i pro nekontrolovatelné zneužívání takto působících látek bez veterinárního dozoru. K těmto látkám pak přistupují ještě další, které již zdaleka nemají charakter typického léčiva, které jsou určeny výhradně jen k ovlivňování některých fyziologických funkcí organismu v zájmu optimalizace technologie výroby např. látky ovlivňující pohlavní cyklus-tzv biotechnologické přípravky.
Před každým zákrokem je proto nutné pro daný případ zvolit nejen nejvhodnější látku, nýbrž i nejúčinnější a nejúčelnější způsob jejího použití. Zpravidla se uváží: - která skupina látek přichází v úvahu, - které látky do ní patří, - a která z nich bude v daném případě optimální, s přihlédnutím k jejím fyzikálním a chemickým vlastnostem, k jejímu působení na organismus, s ohledem na toxicitu, způsob aplikace a dávku, - podle toho se vybere požadavkům nejlépe odpovídající dostupné léčivo, resp. lék (přípravek), látka. Také ve veterinární medicíně platí, že racionální farmakoprofylaxe, metafylaxe a farmakoterapie vyžaduje řádnou znalost farmakokinetiky a farmakodynamického působení léčiv. Nedokonalé vědomosti v tomto směru mohou vést snadno k vyvolání iatrogenních onemocnění, tedy patologických stavů způsobených zákrokem lékaře.