Методичні рекомендації. Тема: Комплексні сполуки в медицині та фармації

План

Тема: Комплексні сполуки в медицині та фармації

Позааудиторна самостійна робота № 3

1.Поняття про метало – лігандний гомеостаз.

2.Поняття про хелатотерапію. Застосування комплексонів в медичній практиці.

3.Застосування багатоядерних КС, клатратів та йонофорів.

Час виконання: 2 години

Мета роботи: ознайомитися із застосуванням комплексних сполук в медицині та фармації.

За нормальних умов функціонування організму концентрація металів і лігандів підтримується на рівні, оптимальному для виконання певних біологічних функцій. Це пояснюють механізмом авторегуляції живих організмів, що забезпечує підтримання сталих умов, який називають гомеостазом. Причому в живих системах безперервно відбувається утворення і руйнування біокомплексів, які складаються з катіонів різних біметалів та біолігандів – амінокислот, пептидів, порфіринів, нуклеотидів тощо. Постійний обмін речовин з навколишнім середовищем дає можливість організму підтримувати на певному рівні концентрації речовин, що беруть участь у рівноважних процесах комплексоутворення, забезпечуючи стан так званого метало – лігандного гомеостазу.

Для кожного біметалу характерна своя сукупність рівноважних процесів метал – біоліганд. Детально вивченою є така рівновага катіонів Феруму, які перебувають у зв’язаному стані (в складі таких біокомплексів як міоглобін, гемоглобін, цитохроми, ферити), а також метало ферментів, зокрема каталази та пероксидази. Кожна з цих біологічно активних речовин виконує в організмі свою специфічну функцію, але в цілому їх поєднує наявність у молекулах йонів Fe(II) і Fe (III). Отже, умовою нормального функціонування багатьох біокомплексів Феруму є певна концентрація цих йонів у крові. Порушення сумарної рівноваги призводить до патологічних явищ – ферумнадлишкових або ферумдефіцитних станів, тобто сидерозу, в першому випадку, або анемій – у другому.

Порушення метало – лігандного гомеостазу можливе з різних причин, а саме:

· дефіциту або надлишку біоелементів;

· надходження катіонів токсичних металів;

· надходження або утворення сторонніх лігандів;

· надходження ксенобіотиків.

Катіони токсичних металів (Pb, Hg, Cd, Be, Sr) та деяких неметалів (As, Sb), токсичні ліганди (CO, CN^-, S^2-), ксенобіотики (пестициди, канцерогени) надходять у довкілля внаслідок антропогенної діяльності людини. Внаслідок потрапляння токсичних металів або лігандів в організм людини з повітрям, водою чи продуктами харчування до природних рівноваг долучаються нові, неприродні для організму, рівноваги. Це призводить до утворення чужих для організму комплексів, не здатних виконувати певних біологічних функцій.

Для підтримання метало – лігандного гомеостазу, а також для виведення йонів токсичних металів з організму використовують комплексони.

Полідентантні ліганди, до яких належать поліамінкарбонові кислоти називають комплексонами. Важливими комплексонами є нітрилацетатна кислота (НТА) та етилендіамінотетраацетатна кислота (ЕДТА):

Найбільше значення мають солі ЕДТА, зокрема натрієва сіль цієї кислоти Na₂ЕДТА, або трилон Б, яка знаходить своє застосування в аналітичній хімії та в медичній практиці при отруєнні сполуками Кальцію (СаС₂, Са(ОН)₂, СаО) та інших металів. Наприклад, трилон Б, зв’язуючи йони Кальцію, перетворюється на тетацин Na₂СаЕДТА, як видно з рівняння:

Препарати на основі трилону Б використовують і при отруєннях солями важких металів для виведення їх з організму. Механізм їх дії ґрунтується на здатності трилону Б утворювати хелатні комплекси з металами. Зокрема, з йонами Плюмбуму (ІІ) утворений комплекс має таку будову:

Високою здатністю до утворення хелатів з важкими металами характеризується і фосфорорганічний препарат фітин, а також сполуки з групи дитіолів – БАЛ, унітіол.

Перспективним препаратом, який знайшов широке застосування при отруєннях організму радіонуклідами, є пентацин – СаNa₃ДТПА - похідна діетилентриамінпентаацетатної кислоти.

Науковий пошук, впровадження в медичну практику і застосування лікарських засобів, дія яких ґрунтується на утворенні хелатів між йонами металів та комплексонами, називають хелатотерапією.

Особливим типом координаційних сполук є сполуки включення, або клатрати. Вони утворюються методом включення одних молекул (їх умовно називають «гостями») у порожнини кристалічної гратки інших речовин, які умовно називають «господарями»:

Велике біологічне значення мають КС, які називають йонофорами. Йонофори - це природні сполуки, здатні утворювати комплекси з катіонами лужних і лужноземельних металів. Йонофори можуть утримувати йони в порожнині комплексу і переносити їх крізь мембрани.

На основі макроциклічних поліптерів одержано синтетичні аналоги йонофорів,

які називають краун – етерами, або «коронами»:

«Корони», як видно з наведених формул, істотно різняться розмірами макроциклів і відповідно отворами всередині циклу, крізь які можуть проникати катіони тільки певних металів. Тобто «корони» можна використовувати як «молекулярні сита».

Перспективними для медичної практики є поліциклічні сполуки, які називають криптандами. Криптанди – це макробіциклічні ліганди, які утворюють халатні сполуки з катіонами металів. Вони діють подібно до «корон», але характеризуються більшою специфічністю щодо йонів металів. Наприклад, синтезовано представники криптандів, що мають високу специфічність до йонів Стронцію, радіонуклід якого ⁹⁰Sr дуже небезпечний для здоров’я людини.

Комплексні сполуки знаходять застосування в лікарській практиці як протимікробні, протипухлинні та вітамінні препарати, збагачені мікроелементами. Наприклад, сполуки Ауруму з прадавніх часів використовували для лікування прокази. Нині комплекси цього елемента застосовують для лікування ревматоїдних артритів, наприклад, хризолан Na₃[Au(S₂O₃)₂] та деякі комплекси ауруму з органічними лігандами (кризанол, санакризин). Ці сполуки інгібують гідролітичні ферменти, що пошкоджують суглоби. Деякі біологічно активні препарати Ауруму використовують для лікування туберкульозу.

Комплексні сполуки Цинку широко використовують у дерматології як протимікробні засоби, а карбоніли Феруму, зокрема фероцерон належить до нових препаратів для лікування залізодефіцитних анемій.

Серед комплексних сполук Платини важливе значення має електронейтральний комплекс дихлордиаміноплатина Pt(NH₃)₂Cl₂. У 1969 р. було виявлено протипухлинну активність цієї сполуки, оскільки вона здатна інгібувати синтез молекул ДНК у канцерогенних клітинах.

1. Скласти опорний конспект опрацьованого матеріалу, що висвітлює перше питання.

2. При розгляді другого питання звернути увагу на будову комплексонів.

3. Розглядаючи третє питання,звернути увагу на застосування даного виду КС у медицині.

Завдання для самоконтролю:

1.Що таке метало – лігандний гомеостаз? Для яких біометалів він детально вивчений?

2. Скільки зв’язків утворює катіон Кальцію з комплексоном Б у молекулі тетацину?

Тести для самоконтролю:

Дата добавления: 2015-05-23