Výuka tohoto profilového předmětu Farmaceutická chemie probíhá ve dvou semestrech 3. ročníku jako Farmaceutická chemie I (GF341) a Farmaceutická chemie II (GF342) formou přednášek, cvičení, seminářů, průběžných písemných testů a e-learningu (s využitím MOODLE). Předmět je ukončen písemnou zkouškou. Předmět úzce navazuje na přípravné disciplíny přírodovědného a medicínského charakteru. Poskytuje ucelený obraz o léčivech a pomocných látkách chemického charakteru, nezbytný pro zvládnutí dalších navazujících disciplín, zejména kontroly léčiv a farmakologie. Z tohoto pohledu lze farmaceutickou chemii chápat jako z části interdisciplinární předmět s určitou spojovací funkcí mezi chemickými, biologickými a specificky farmaceutickými subdisciplínami. Materie farmaceutické chemie zahrnuje teorii a systematickou část. V teoretické části je vedle historických aspektů vývoje léčiv, zdrojů jejich získávání, pozornost věnována i otázkám názvosloví. Širší pozornost je pak věnována významu a vlivu chemické struktury, včetně jejich modifikací, na farmakokinetické i farmakodynamické procesy, které probíhají při podání léčiva do organismu. Sleduje se i příčinná souvislost mezi chemickou strukturou a stálostí léčiv, jakož i předpoklady k možnými interakcím (chemické inkompatibility). Systematická část třídí léčiva podle charakteru a druhu jejich použití, t.j. z hlediska funkčního. Třídící měřítko chemické zůstává až na druhém místě. Je tak dána možnost porovnání léčiv, která jsou si blízká svým klinickým využitím, ačkoliv mechanismem účinku či chemicky jsou odlišná. Zvolený způsob klasifikace dokládá nejen logickou spojitost mezi farmaceutickou chemií a farmakologií, ale je významný i z hlediska praxe. Koresponduje totiž z dnes běžně používaným rozdělením léčiv v rámci jejich anatomicko-terapeuticko-chemické klasifikace (ATC). Specifickou oblastí farmaceutické chemie je pak studium vztahů mezi chemickou strukturou a biologickými vlastnostmi chemicky definovaných látek a využití těchto poznatků pro navrhování a vývoj nových účinnějších a bezpečnějších látek. Zvládnutí farmaceutické chemie spolu s dalšími vědomostmi umožňují v řadě případů vyslovit nejen predikci biologické aktivity, ale i dalších vlastností potřebných pro zacházení, uchování a praktické používání léčiv.<br>
Předmět Farmaceutická chemie I (GF341) lze zakončit společně s předmětem Farmaceutická chemie II (GF342), rozdělení na dva různé předměty a dva různé kódy je pouze formálního rázu, tvoří nedělitelný celek.
Poslední úprava: Doležal Martin, prof. PharmDr., Ph.D. (18.02.2025)
Pharmaceutical Chemistry is a specific pharmaceutical subject representing the link between chemical and biological disciplines. Its task is to provide students with a complex understanding of drug and auxiliary substance chemistry. The drugs are studied from the point of view of their rational selection and preparation, quality criteria, suitable ways of storage, structure-activity and structure-metabolism relationships, and practical usage. The brief information concerning mechanisms of drug action covered in this subject forms the basis for a more profound study of this topic in pharmacology. This subject belongs to the state final examination group of subjects.
Poslední úprava: Doležal Martin, prof. PharmDr., Ph.D. (18.02.2025)
Podmínky zakončení předmětu -
Pro ukončení předmětu je třeba získat zápočet do konce zkouškového období příslušného semestru.
Předmět Farmaceutická chemie I a Farmaceutická chemie II vyžaduje ještě pro ukončení předmětu složení zkoušky, které se skládají v termínech vypsaných ve zkouškovém období příslušného semestru.
Poslední úprava: Doležal Martin, prof. PharmDr., Ph.D. (18.02.2025)
mastering the subject matter according to the syllabus.
Poslední úprava: Doležal Martin, prof. PharmDr., Ph.D. (18.02.2025)
Literatura -
Povinná:
Doležal, Martin a kol.. Farmaceutická chemie léčiv působících na autonomní nervový systém. Praha: Karolinum, 2009, 134 s. ISBN 978-80-246-1633-9.
Hartl, Jiří; Doležal, Martin; Krinková, Jana; Miletín, Miroslav; Opletalová, Veronika. Farmaceutická chemie III (oběhová a krevní soustava, trávící a vylučovací soustava). Praha: Karolinum, 2000, 117 s. ISBN 80-246-0195-8.
Doležal, Martin a kol.. Farmaceutická chemie léčiv působících na centrální nervový systém. Praha: Karolinum, 2013, 188 s. ISBN 978-80-246-2382-5.
Zimčík, Petr a kol.. Farmaceutická chemie : návody k praktickým cvičením. Praha: Univerzita Karlova v Praze, nakladatelství Karolinum, 2016, 73 s. ISBN 978-80-246-3382-4.
Hartl, J. a kol.. Farmaceutická chemie IV (chemoterapeutika). Praha: Karolinum, 2006, s. ISBN .
Hartl, Jiří; Palát, Karel. Farmaceutická chemie I (obecná část), Praha, Karolinum 1998.. Praha: Karolinum, 1998, s. ISBN .
. . In Hartl, Jiří, Doležal, Martin, Krinková, Jana Miletín, Miroslav, Opletalová, Veronika. Farmaceutická chemie III . Praha: Karolinum, 2000, s. -. ISBN 80-246-0195-8..
Doležal, Martin a kol.. Farmaceutická chemie léčiv působících na kardiovaskulární, trávicí a vylučovací systém. Praha: Karolinum, 2022, 320 s. s. ISBN 978-80-246-5102-6.
. . In Hartl, Jiří, Doležal, Martin, Krinková, Jana Miletín, Miroslav, Opletalová, Veronika. Farmaceutická chemie III . Praha: Karolinum, 2000, s. -. ISBN 80-246-0195-8..
Doporučená:
Patrick, Graham L.. An introduction to medicinal chemistry. Oxford: Oxford University Press, 2017, 877 s. ISBN 978-0-19-874969-1.
Lemke, Thomas, Williams, David A. Roche, Victoria F. (eds.). Foye´s principles of medicinal chemistry. Philadelphia ; Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2013, 1500 s. ISBN 978-1-4511-7572-1.
Wilson, Charles Owens, Gisvold, Ole. Textbook of organic medicinal and pharmaceutical chemistry. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2004, 991 s. ISBN 0-7817-3481-9.
Poslední úprava: Doležal Martin, prof. PharmDr., Ph.D. (18.02.2025)
Obligatory:
. . In Williams, David A., Lemke, Thomas L. (eds.). Principles of medicinal chemistry . Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2002, s. -. ISBN 0-683-30737-1..
Poslední úprava: Doležal Martin, prof. PharmDr., Ph.D. (18.02.2025)
Sylabus -
Definice a charakteristika disciplíny
Etapy vývoje chemických léčiv
Názvosloví léčiv
Zdroje nových chemických léčiv
Strukturální faktory, jejich vliv a význam na procesy, které následují po podání léčiv do organismu
Modifikace struktury (izomerie, analogie, homologie, proléčiva)
Fyzikálně-chemické vlastnosti a jejich význam pro účinek léčiv
Poslední úprava: Doležal Martin, prof. PharmDr., Ph.D. (18.02.2025)
Definition and characterization of the subject
Historical development of pharmaceutical chemistry
Sources of new drugs
Drug nomenclature
Structural factors affecting biological activity
Drug structure modifications
Physicochemical properties in relation to biological activity
Drugs affecting the central nervous system:
General anesthetics
Sedative-hypnotics
Anticonvulsants
Neuroleptics
Anxiolytics
Antidepressants
Psychostimulants
Hallucinogens
Antiparkinsonian agents
Opiate analgesics
Nonopiate analgesics
Nonsteroidal anti-inflammatory agents
Antiemetics
Antitussives
Expectorants
Drugs affecting the peripheral nervous system
Local anesthetics
Skeletal muscle relaxants
Poslední úprava: Doležal Martin, prof. PharmDr., Ph.D. (18.02.2025)
Výsledky učení -
Základní cíle výuky Farmaceutická chemie navazuje na přípravné disciplíny přírodovědného a medicínského charakteru. Poskytuje ucelený obraz o léčivech a pomocných látkách chemického charakteru, nezbytný pro zvládnutí dalších navazujících disciplín, zejména farmaceutické analýzy a farmakologie. Z tohoto pohledu lze farmaceutickou chemii chápat jako z části interdisciplinární předmět s určitou spojovací funkcí mezi chemickými, biologickými a specificky farmaceutickými subdisciplínami. Širší pozornost je věnována významu a vlivu chemické struktury, včetně jejich modifikací, na farmakokinetické i farmakodynamické procesy, které probíhají při podání léčiva do organismu. Sleduje se i příčinná souvislost mezi chemickou strukturou a stálostí léčiv, jakož i předpoklady k možnými interakcím (chemické inkompatibility). Farmakochemie třídí léčiva podle charakteru a druhu jejich použití, tj. z hlediska funkčního. Třídící měřítko chemické zůstává až na druhém místě. Je tak dána možnost porovnání léčiv, která jsou si blízká svým klinickým využitím, ačkoliv mechanismem účinku či chemicky jsou odlišná. Zvolený způsob klasifikace dokládá nejen logickou spojitost mezi farmaceutickou chemií a farmakologií, ale je významný i z hlediska praxe. Koresponduje totiž z dnes běžně používaným rozdělením léčiv v rámci jejich anatomicko-terapeuticko-chemické klasifikace (ATC). Specifickou oblastí farmakochemie je pak studium vztahů mezi chemickou strukturou a biologickými vlastnostmi chemicky definovaných látek a využití těchto poznatků pro navrhování a vývoj nových účinnějších a bezpečnějších látek. Zvládnutí farmaceutické chemie spolu s dalšími vědomostmi umožňují v řadě případů vyslovit nejen predikci biologické aktivity, ale i dalších vlastností potřebných pro zacházení, uchování a praktické používání léčiv. Základní literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv působících na centrální nervový systém. Praha, Karolinum 2013, 2016. Hartl J., Palát K.: Farmaceutická chemie I (obecná část), Praha, Karolinum 1998 a další vydání tohoto textu Zimčík P. a kol.: Farmaceutická chemie – Návody k praktickým cvičením. Praha, Karolinum, 3. vydání, 2022.
Obecná farmaceutická chemie
Navazuje na přípravné disciplíny přírodovědného a medicínského charakteru. Poskytuje základní informace o struktuře léčiv a případně pomocných látek, potřebné pro porozumění fyzikálním, fyzikálně-chemickým a chemickým vlastnostem léčiv a z toho vyplývajících jejich farmaceuticko-technologických a farmakokinetických vlastností. Studenti by po absolvování předmětu měli umět zodpovědět následující zadání:
Pojmenujte historické etapy vývoje chemických léčiv.
Popište historické i aktuální zdroje nových léčiv.
Definujte základy názvosloví léčiv (INN, další typy názvů).
Pojmenujte základní chemické vazby v molekulách léčiv, a především jejich vlastnosti důležité pro porozumění chování léčiv přírodního i syntetického původu ve farmaceutických přípravcích a v lidském organismu.
Uveďte rysy struktury léčiv, které ovlivňují jejich farmakokinetické vlastnosti a interakce s cílovými místy v organismu.
Uveďte, jaké modifikace struktury léčiv se provádějí a jaký mají význam pro chování molekul léčiv, resp. pro účinek léčiv.
Vysvětlete, které funkční skupiny mají kyselé a které zásadité vlastnosti, jak můžeme aciditu a bazicitu molekul léčiv ovlivnit a jaký mají tyto vlastnosti význam pro účinek léčiva.
Vysvětlete, které substituenty mají lipofilní a které hydrofilní vlastnosti, jak můžeme lipofilitu molekul léčiv ovlivnit a jaký mají tyto vlastnosti význam pro účinek léčiva.
Popište, jaké typy izomerie znáte a jaký mohou mít vliv na účinek léčiv.
Pojmenujte základní kroky metabolismu léčiv a jejich vliv na farmakokinetiku.
Definujte proléčiva a jakými vazbami (obměnami) molekuly léčiva se připravují.
Praktická cvičení se soustředí na experimenty a ukázky vlivu vybraných fyzikálně-chemických vlastností na účinek léčiv (zvýšení rozpustnosti ve vodě, snížení rozpustnosti ve vodě, zvýšení rozpustnosti v lipidech, adsorpce, bazicita a kyselost aj.), dále na studium stereochemického uspořádání molekuly léčiv ve vztahu k interakci léčivo – organismus. Osvojení vědomostí obecné farmaceutické chemie spolu s dalšími vědomostmi pomáhají posoudit nebo předvídat chování molekul léčiv ve farmaceutických aplikačních formách i po podání do organismu. Tyto znalosti jsou důležité i pro správné zacházení, uchování a praktické používání léčiv.
Centrální nervový systém Antiepileptika (antikonvulziva) Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině antikonvulziv. Definujte roli inhibičního mediátoru gama-aminomáselné kyseliny a excitačního mediátoru glutamové kyseliny v patogenezi epilepsie. Diskutujte základní strukturní typy antiepileptik: monocyklická antiepileptika, benzodiazepiny, dibenzazepiny, antiepileptika strukturně odvozená od gama-aminomáselné kyseliny, antiepileptika se sulfonamidovou či karboxamidovou funkční skupinou. Uveďte příklady léčiv v jednotlivých chemických skupinách. Popište strukturní podobnost levetiracetamu, levotočivého eutomeru etiracetamu a gama-aminomáselné kyseliny. Vysvětlete pojmy eutomer a distomer. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv působících na centrální nervový systém. Praha, Karolinum 2013, 2016, s. 43-54. Léčiva používaná k terapii Parkinsonovy a Alzheimerovy nemoci Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině používaných léčiv k terapii některých neurodegenerativních onemocnění. Definujte roli dopaminu a acetylcholinu v patogenezi Parkinsonovy choroby. Vysvětlete roli základních enzymových systémů (DOPA-dekarboxylasa, COMT, MAO-B), které se podílejí na metabolizaci katecholaminů, resp. léčiv s podobnou strukturou. Jmenujte základní typy dopaminergních léčiv používaných při terapii parkinsonismu. Zhodnoťte současnou roli anticholinergik v terapii parkinsonismu a uveďte příklady používaných léčiv. Diskutujte možné příčiny Alzheimerovy nemoci. Jakým způsobem lze na molekulární úrovni ovlivnit, zpomalit rozvoj této nemoci. Jmenujte nejdůležitější cílové struktury (enzymy, receptory aj.). Uveďte nejpoužívanější léčiva skupiny. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv působících na centrální nervový systém. Praha, Karolinum 2013, 2016, s. 90-102. Hypnosedativa a anxiolytika Časová dotace: Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině léčiv tlumících CNS. Definujte roli inhibičního mediátoru gama-aminomáselné kyseliny (GABA) a GABA-receptorového komplexu pro mechanismus účinku hypnosedativ. Diskutujte další, tělu vlastní mediátory s excitačním či tlumivým účinkem na CNS (melatonin, orexin). Uveďte a diskutujte nejpoužívanější hypnotika z jednotlivých chemických podskupin (barbituráty, benzodiazepiny, imidazopyridiny, pyrazolopyrimidiny, cyklopyrrolony). Popište obecnou strukturu benzodiazepinů, vysvětlete základní vztahy mezi strukturou a účinkem ve skupině. Jmenujte nejdůležitější anxiolytika ze skupiny benzodiazepinů. Vysvětlete pojmy hetrazepiny, glycerolethery, azaspirony, uveďte příklady používaných léčiv za skupiny anxiolytik. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv působících na centrální nervový systém, Praha, Karolinum 2013, 2016, s. 19-42. Antipsychotika (neuroleptika) Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině antipsychotik. Na příkladech v praxi používaných antipsychotik diskutujte základní strukturní typy. Popište vztahy mezi strukturou a účinkem ve skupině tricyklických antipsychotik (fenothiaziny, thioxantheny, sloučeniny se sedmičlenným centrálním cyklem), butyrofenonů a difenylbutylpiperidinů. Na příkladu tricyklických antihistaminik (2 atomy uhlíku) a tricyklických antipsychotik (3 atomy uhlíku) vysvětlete význam pojmu “alkylenová homologie”. Vysvětlete význam pojmu “neuroleptický substituent” v poloze 2 tricyklického uspořádání. Vysvětlete a ve správném kontextu použijte pojmy “depotní antipsychotika” a “proléčivo s prolongovaným účinkem”, uveďte příklady takových antipsychotik. Popište obecnou strukturu, způsob aplikace a délku působení depotního antipsychotika paliperidon-palmitát ve vztahu k risperidonu. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv působících na centrální nervový systém. Praha, Karolinum 2013, 2016, s. 55-68. Ustohal L. Dlouhodobě působící antipsychotika v praxi. Klin Farmakol Farm 2017; 31(3): 10–15. kff_03_17_zaloha.indd (solen.cz) Antidepresiva, lithium Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině antidepresiv. Definujte roli mediátorů CNS (zejm. noradrenalin, serotonin, dopamin) v patogenezi depresí. Najděte souvislosti a vysvětlete hlavní strukturní odlišnosti mezi tricyklickými antipsychotiky a tricyklickými antidepresivy, zejm. jaké substituenty jsou připojeny na tricyklickém skeletu, popř. jaké mají zmíněná tricyklická psychofarmaka prostorové uspořádání. Vysvětlete pojem inhibice zpětného vychytávání mediátorů na příkladech antidepresiv, co znamenají zkratky SSRI, SARI, NARI, DARI, popř. SNRI, DNRI a NaSSA. Vysvětlete, v čem spočívá rozdíl mezi antidepresivy citalopram a escitalopram z hlediska stereochemického, resp. z hlediska prostorové izomerie. Uveďte příklady léčiv, které inhibují enzym monoaminooxidasu. Jak lze vysvětlit antimanické působení lithných iontů, jaké sloučeniny lithia se používají v praxi nejčastěji. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv působících na centrální nervový systém. Praha, Karolinum 2013, 2016, s. 69-85.
Opioidní analgetika, lokální anestetika Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině analgetik-anodyn a místních anestetik. Definujte a ve správném kontextu použijte následující pojmy: opium, morfin, enkefaliny, dynorfiny a endorfiny, resp. opiopeptiny. Definujte základní chemickou strukturu farmakoforu analgetika-anodyna, popř. popište posloupnost zjednodušování struktury morfinu od morfinanů, přes benzomorfany, fenylpiperidiny až k fenylpropylaminům. Jak lze z chemického hlediska označit vztah morfinu ke kodeinu či k heroinu. Jaká biologická aktivita bude zvýrazněna etherifikací morfinu fenolové skupiny v poloze 3? Analgetikum�anodynum tramadol se používá v praxi jako (1R,2S)-(±)trans-izomer, vysvětlete, co znamenají jednotlivé lokanty v závorkách, popř. označení trans. Co vyjadřují prefixy dextro- a levo- u analgetika/antitusika propoxyfenu. V jaké indikaci se používají periferně účinné deriváty 3,3-difenylpropylaminu difenoxylát a loperamid. Jmenujte nejdůležitější anodyna anilinového typu. Charakterizujte obecný vzorec lokálních anestetik, popište základní tři typy spojovacího řetězce, tj. spojovacího článku mezi lipofilní aromatickou částí a bazickou hydrofilní částí na příkladech lokálních anestetik kokain, prokain, cinchokain, lidokain a ropivakain. Z hlediska celosvětové spotřeby je kokain dlouhodobě nejpoužívanějším léčivem, nejedná se však o jeho používání jako vynikajícího lokálního anestetika, ale jeho ilegální výroba, distribuce a zneužívání jsou spojeny s jeho dalším výrazným farmakologickým účinkem. O jaký efekt se jedná? Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv působících na centrální nervový systém. Praha, Karolinum 2013, 2016, s. 120-134. Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv působících na autonomní nervový systém. Praha, Karolinum 2009, 2016, 2023, s. 124-132. Oběhová a krevní soustava Antihypertenziva Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině antihypertenziv. Popište osu renin-angiotensin-aldosteron a diskutujte význam jednotlivých mediátorů v patogenezi hypertenze. Jaká další místa zásahu antihypertenziv znáte? Definujte a ve správném kontextu vysvětlete následující morfémy: prily/priláty, sartany, ololy, dipiny. Na příkladu inhibitorů angiotensinkonvertasy vysvětlete pojem “peptidomimetika”. Která aminokyselina je ve struktuře starších “prilů” zachována, popř. u novějších chemicky modifikována. Co jsou to enantiomerně čistá léčiva, co jsou to eutomery. Jmenujte příklady inhibitorů angiotensinkonvertasy typu thiolů, karboxylového a fosfinylového typu. Angiotensinkonvertasa je peptidasa charakteru metaloenzymu, který kov je součástí aktivního místa tohoto enzymu? Popište obecnou strukturu “sartanů” a jmenujte nejpoužívanější léčiva této skupiny. Popište vztahy mezi strukturou a účinkem u derivátů aryloxyaminopropanolu, tzv. „ololů“. Uveďte nejvýznamnější léčiva této chemické skupiny antihypertenziv. Čím se strukturně vyznačuje esmolol, jak se modifikace struktury tohoto ololu projeví na jeho farmakologickém účinku? Popište obecnou strukturu “dipinů” a jmenujte nejvýznamnější léčiva skupiny. Jakým způsobem se projeví bazická aminosubstituce (amlodipin) na farmakokinetickém profilu léčiva. Jakou chemickou modifikací “dipinu” bylo dosaženo záměrné zkrácení účinku (“soft drug” klevidipin). Vyjmenujte základní chemické skupiny diuretik, definujte vztahy mezi strukturou a účinkem ve skupině thiazidů. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv kardiovaskulárního, trávícího a vylučovacího systému. 1. vyd., Praha, Karolinum, 2022, 2023, s. 29-70, s. 262-279. Léčiva používaná při léčbě a prevenci ischemické choroby srdeční Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině léčiv ischemické choroby srdeční. K nejstarším vazodilatačním léčivům používaným při léčbě anginy pectoris patří nitráty, popište strukturu používaných léčiv a vysvětlete jejich mechanismus účinku. Jakou roli v endoteliu hraje oxid dusnatý. Popište osu renin-angiotensin-aldosteron a diskutujte místa zásahu léčiv (prily, sartany). Vysvětlete vztahy mezi strukturou a účinkem u derivátů aryloxyaminopropanolu. Uveďte nejvýznamnější léčiva této chemické skupiny antihypertenziv. Zhodnoťte obecnou strukturu “dipinů” a jmenujte nejvýznamnější léčiva skupiny. Jakým způsobem se projeví bazická aminosubstituce (amlodipin) na farmakokinetickém profilu léčiva. Jakou roli hrají blokátory aldosteronu, v čem spočívá výhoda jejich používání. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv kardiovaskulárního, trávícího a vylučovacího systému. 1. vyd., Praha, Karolinum, 2022, 2023, s. 5-11, s. 29-70, s. 262-279. Léčiva používaná při chronickém srdečním selhání Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině léčiv chronického srdečního selhání. Inhibitory angiotensinkonvertasy snižují koncentraci cirkulujícího angiotensinu II, což vede ke snížené degradaci bradykininu, jenž stimuluje vazodilatační NO syntasu. Popište osu renin-angiotensin-aldosteron a diskutujte místa zásahu léčiv (prily, sartany). Diskutujte vztahy mezi strukturou a účinkem u derivátů aryloxyaminopropanolu. Uveďte nejvýznamnější léčiva této chemické skupiny. Vyjmenujte základní chemické skupiny diuretik, popište vztahy mezi strukturou a účinkem ve skupině thiazidů. Diskutujte a popište struktury nejpoužívaných inotropik (digoxin, nesteroidní léčiva, inhibitory fosfodiesterasy 3, bradiny). Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv kardiovaskulárního, trávícího a vylučovacího systému. 1. vyd., Praha, Karolinum, 2022, 2023, s. 29-70, s. 262-279. Antitrombotika (antikoagulancia, antiagregancia, trombolytika) Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině antitrombotik. Jaké inhibitory cyklooxygenasy a blokátory receptorů pro adenosindifosfát se využívají v antiagregační terapii. Diskutujte roli a terapeutické využití endogenních, a především polosyntetických prostaglandinů ovlivňujících adhezi a agregaci trombocytů. Diskutujte a objasněte na příkladu mechanismu působení acetylsalicylové kyseliny pojem “kovalentní léčiva”. Definujte, uveďte injekčně podávaná a perorálně podávaná antikoagulancia. Popište mechanismus účinku a strukturu warfarinu, diskutujte význam a použití vitaminu K. Co jsou to tzv. xabany. Co je to heparin z chemického hlediska, jaké výhody a jakou strukturu mají enoxaparin a nandroparin oproti heparinu. Jak lze chemicky definovat hirudin, jak se připravují jeho analoga a jaké použití má bivalirudin. Jaká léčiva řadíme mezi trombolytika. Co jsou to biologická léčiva. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv kardiovaskulárního, trávícího a vylučovacího systému. 1. vyd., Praha, Karolinum, 2022, 2023, s. 117-155. Antidyslipidemika (hypolipidemika) Cíle učení: Cílem je získat základní přehled o chemických modifikacích ve skupině hypolipidemik. Definujte z chemického pohledu lipidy. Definujte a ve správném kontextu použijte následující pojmy: cholesterol, lipoprotein, fosfolipid. Popište roli 3-hydroxy-3-methylglutarylkoenzym A reduktasy, popř. mevalonové kyseliny v patogenezi hyperlipidemie. Jak lze vysvětlit hypolipidemický efekt vysokomolekulárních sloučenin typu pryskyřic. Na příkladu dvojice léčiv klofibrát/klofibrová kyselina demonstrujte význam přípravy proléčiv. Co jsou to hybridní léčiva, vysvětlete důvody jejich designu (etofylin-klofibrát)? Popište obecnou strukturu vastatinů, a to jednak deriváty se zbytkem 2-methylbutyrylovým, jednak se zbytkem 4-fluorfenylovým. Který ze dvou zmíněných zbytků je výhodnější z hlediska dlouhodobé terapie hypercholesterolemie. Diskutujte názvosloví této skupiny léčiv, uveďte příklady jejich INN názvů a odpovězte, zda nystatin patří do této farmakoterapeutické skupiny. Které léčivo inhibuje absorpci cholesterolu ve střevě a často se kombinuje s vastatiny? Která biologická léčiva (monoklonální protilátky a oligonukleotidy) se používají v léčbě patologicky vysokých hladin lipidů v krvi? Definujte inklisiran z hlediska jeho chemické struktury a mechanismu účinku. Vysvětlete pojem antisense oligonukleotid. Literatura: Doležal M. a kol.: Farmaceutická chemie léčiv kardiovaskulárního, trávícího a vylučovacího systému. 1. vyd., Praha, Karolinum, 2022, 2023, s. 99-116.
Poslední úprava: Miletín Miroslav, doc. PharmDr., Ph.D. (05.03.2025)
Basic learning objectives Pharmaceutical chemistry builds on the preparatory disciplines of science and medicine. It provides a comprehensive picture of drugs and excipients of a chemical nature, necessary for mastering other related disciplines, in particular pharmaceutical analysis and pharmacology. From this perspective, it is possible to pharmaceutical chemistry can be seen as a partly interdisciplinary subject with a certain connecting function between chemical, biological and specifically pharmaceutical subdisciplines. Broader attention is given to the importance and influence of chemical structures, including their modifications, on the pharmacokinetic and pharmacodynamic processes that take place when a drug is administered into the body. It also looks at the causal relationship between chemical structure and drug stability, as well as the prerequisites for possible interactions (chemical incompatibilities). Pharmacochemistry classifies drugs according to the nature and type of their use, i.e. from a functional point of view. Classification scale chemical remains in second place. This gives the possibility of comparing drugs that are similar in clinical use, although they are different in mechanism of action or chemistry. The chosen classification method not only demonstrates the logical link between pharmaceutical chemistry and pharmacology, but is also significant in terms of practice. It corresponds to the now commonly used classification of drugs within their anatomical-therapeutic-chemical classification (ATC). A specific area of pharmacochemistry is the study of the relationships between chemical structure and biological properties of chemically defined substances and the use of this knowledge for design and development of new, more effective and safer substances. Mastery of pharmaceutical chemistry, together with other knowledge, allows in many cases not only to make predictions biological activity but also other properties needed for the handling, preservation and practical use of pharmaceuticals. PATRICK, GRAHAM L. An introduction to medicinal chemistry. Oxford: Oxford University Press, 7th Ed., 2023, 960 p. ISBN 9780198866664. LEMKE, THOMAS, WILLIAMS, DAVID A. ROCHE, VICTORIA F. (EDS.). Foye´s principles of medicinal chemistry. Philadelphia; Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins, 2013, 1500 s. ISBN 978-1-4511-7572-1. WILSON, CHARLES OWENS, GISVOLD, OLE. Textbook of organic medicinal and pharmaceutical chemistry. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2004, 991 s. ISBN 0-7817-3481-9.
General Pharmaceutical chemistry
Builds on the preparatory disciplines of natural and medical sciences. It provides basic information on the structure of drugs and, where appropriate, excipients, necessary for understanding the physical, physicochemical and chemical properties of drugs and their resulting pharmaceutical-technological and pharmacokinetic properties. After completing the course, students should be able to answer the following assignments:
Name the historical stages in the development of chemical drugs.
Describe historical and current sources of new drugs.
Define the basics of drug nomenclature (INN, other types of names).
Name the basic chemical bonds in drug molecules, and especially their properties important for understanding the behaviour of drugs of natural and synthetic origin in pharmaceutical products and in the human body.
Describe features of the structure of drugs that influence their pharmacokinetic properties and interactions with target sites in the body.
Indicate what modifications are made to the structure of drugs and their importance to the behaviour of drug molecules or the effect of drugs.
Explain which functional groups have acidic and basic properties, how we can affect the acidity and basicity of drug molecules, and what relevance these properties have to drug action.
Explain which substituents have lipophilic and which have hydrophilic properties, how we can affect the lipophilicity of drug molecules, and what importance these properties have for drug action.
Describe what types of isomerism you are familiar with and how they can affect drug action.
Name the basic steps in drug metabolism and their effect on pharmacokinetics.
Define prodrugs and by what bonds (modifications) of the drug molecule are used to prepare them.
Practical classes focus on experiments and demonstrations of the influence of selected physicochemical properties on the effect of drugs (increase in aqueous solubility, decrease in aqueous solubility, increase in lipid solubility, adsorption, basicity and acidity, etc.), as well as the study of the stereochemical arrangement of the drug molecule in relation to drug-organism interaction. The acquisition of knowledge of general pharmaceutical chemistry together with other knowledge helps to assess or predict the behaviour of drug molecules in pharmaceutical dosage forms and after administration to the body. This knowledge is also important for the proper handling, storage and practical use of pharmaceuticals.
Poslední úprava: Miletín Miroslav, doc. PharmDr., Ph.D. (05.03.2025)
