Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии Том 2 - Альберт А.
ISBN 412-26010-7
Скачать (прямая ссылка):
слишком высокой степени ионизации активность теряется полностью. Это явление объясняется тем, что ингибиторы, проникая через мембраны в виде неионизированных молекул, действуют как анионы. Такой механизм действия характерен для некоторых гербицидов: имидазолов, бензимидазолов, пуринов, пира-золов, индазолов, триазолов и бензотриазолов [Buchel, Draber, 1969]. Аналогичным образом рКа влияет на действие 2-трифтор-метилбензимидазолов [Jones, Watson, 1965].
Подобные результаты были получены и для оснований. Так, пириметамин (4.8), имеющий величину рКа 7,2, лучше поглощается клетками из достаточно щелочных растворов, где он находится преимущественно в виде неионизированных молекул. Однако ключевой фермент, находящийся внутри клетки (дигид-рофолатредуктаза) ингибируют только катионы [Wood, Ferone, Hitchings, 1961].
Эффективность местных анестетиков в основном зависит от доставки большей части их молекул к месту действия, и это условие ограничивает применение слабых оснований в клинике. Когда было обнаружено, что эффективность обычных местных анестетиков (имеющих значения рКа около 8,5) повышается при использовани их в щелочных растворах, был сделан ошибочный вывод, что неионизированные молекулы — актив-
124 ная форма этих веществ [Trevan, Вооск, 1927]. Это утверждение было опровергнуто с помощью следующего эксперимента: отрезок освобожденного от оболочки блуждающего нерва млекопитающих вымачивали в цинхокаине (7.15). Затем препарат промывали в буферном растворе с pH 7. Цинхокаин, прочно связанный с внутренней поверхностью мембраны нерва, блокировал электрические импульсы. При вымачивании препарата в буферном растворе (pH 9,5) способность передавать импульсы восстанавливалась, но снова исчезала при повторном вымачивании в буфере с pH 7. Таким образом было установлено, что в данном случае активной формой является катион [Ritchie, Greengard, 1961, 1966; Narahashi, Frazier, 1971]. Даже аналоги местных анестетиков, содержащие четвертичный атом азота, были активны при инъекции в мембрану нерва; эти опыты были выполнены на мембране аксона кальмара [Narahashi, Fra-sier, Moore, 1972]. Более того, четвертичные производные кокаина, прокаина и цинхокаина, содержащие для повышения ли-пофильности бензильную группу, также обладают местным обезболивающим действием при аппликациях [Nador et al., 1953]. Следует иметь в виду, что эти четвертичные амины полностью ионизированы при всех значениях pH. Мягкое обезболивающее действие бензокаина (7.14) (рКа 2,5) позволяет понять, что неионизированные молекулы также обладают некоторой, хотя и относительно небольшой активностью.
Так же как и широко используемые местные анестетики, большинство алкалоидов и антипсихотических лекарственных средств имеют рКа около 8, поэтому при pH 7,3 примерно 16% этих соединений остаются неионизированными. Они проникают в клетки в виде неионизированных молекул, а биологическое действие осуществляют в форме катионов. Антагонисты гистамина типа H2, например циметидин (9.58), при pH 7 активны только, если они почти полностью ионизированы, однако в случае полной ионизации при этом значении pH они не могут достичь своего рецептора [Black et al., 1974].
Степень ионизации (образование анионов) многих широко применяемых противовоспалительных средств коррелирует положительно с их биологическим действием, если ионизации подвергаются не все молекулы, их липофильность достаточна для достижения места действия, где осуществляется ингибирование простагландинов. Примерами могут служить индометацин (рКа 4,5) и салицилаты [Whitenouse, Dean, 1965].
Исследование влияния рКа на противовоспалительное действие фенилиндандионов (9.39) показало, что необходимо точнее определять рКа орто-замещенньіх арилпроизводных, несомненно обладающих наибольшей биологической активностью [Van der Berg et al., 1975].
Еще в самом начале изучения различных антибактериальных сульфаниламидов было обнаружено, что они утрачивают активность при метилировании атома азота сульфамидной груп-
125 5
? 4
а
Рис. 10.13. Влияние изменения величины рКа на бактериоста-тическое действие сульфаниламидов (организм Е. coli, pH 7, синтетическая питательная среда). Вещества, значения рКа которых ниже 6 (точки в левой части рисунка) в этих условиях, сильно ионизированы (по анионному типу) [Bell, Robin, 19421.
эты, что препятствует образованию анионов. Впервые это было установлено на примере сульфапиридина и сульфатиазола [Shepherd, Bratton, Blanchard, 1942]. Впоследствии соотношение между ионизацией и антибактериальной активностью было исследовано Bell, Roblin (1942) (рис. 10.13). Оптимальное значение рКа сульфонамидной группы находится в пределах от 6 до 8. Это указывает на то, что в клетки проникают неионизи-рованные молекулы сульфаниламидов, но их биологическое действие обусловлено ионами. Подобная работа была проведена для широкой серии более близких по структуре сульфаниламидов и оптимальные значения рКа подтвердились, хотя полученная кривая была более пологой [Seydel, 1981].
Тот факт, что сульфаниламиды действуют как анионы, но проникают в бактериальные клетки в виде неионизированных молекул, был позднее подтвержден сравнением поведения сульфаниламидов в бесклеточном фолатсинтезирующем препарате Е. coli и на интактных клетках Е. coli. Оказалось, что антибактериальное действие прямо пропорционально проценту ионизации в первом случае, а во втором — зависит еще и от липофиль-ности молекул [Miller, Doukos, Seydel, 1972].
