Farmacognosia e farmacologia

Sommario

• Farmacologia generale .............................................................................................................................. 1
• Farmacognosia ........................................................................................................................................... 38
• Principi attivi ................................................................................................................................................ 46
• Alcaloidi .................................................................................................................................................... 46
• Droghe contenenti tannini .................................................................................................................. 59
• Droghe ad antrachinoni ....................................................................................................................... 59
• Droghe contenenti flavonoidi ........................................................................................................... 62
• Droghe a principi attivi steroidei ...................................................................................................... 62
• Droghe contente saponine ................................................................................................................... 67
• Le droghe contenenti carboidrati: .................................................................................................... 68
• Droghe contenenti essenze e resine ................................................................................................... 70
• Immunità .................................................................................................................................................. 75
• Allucinogeni ............................................................................................................................................ 75

Farmacologia generale

La farmacologia è una scienza biomedica, biologica non chimica, che studia i farmaci e le interazioni tra la molecola e gli organismi viventi. È suddivisa in farmacodinamica e farmacocinetica. La prima studia cosa il farmaco fa all’organismo e la seconda studia cosa l’organismo fa al farmaco. Ogni farmaco è un veleno ogni veleno è un farmaco, dipende tutto dalla dose.

Le interazioni possono essere studiate a livello:

• Molecolare: sono le interazioni che la molecola ha con il suo recettore. Ogni via della cellula è un potenziale bersaglio del farmaco. I componenti della risposta sono i bersagli del farmaco che sono o i classici recettori o anche la molecola direttamente, come enzimi, canali ionici, molecole di trasporto.
• Cellulare: si parla di trasduzione del segnale. I componenti della risposta sono gli elementi biochimici legati al bersaglio del farmaco, per esempio canali ionici, enzimi o proteine G.
• Tissutale: ha un effetto sulla funzione del tessuto. I componenti della risposta sono elettrogenesi, contrazione, secrezione, attività metabolica, proliferazione.
• Sistemico: effetto sulla funzione del sistema: sistemi integrati, compresi i sistemi collegati come per esempio il sistema nervoso, il sistema cardiovascolare.

La trasduzione del segnale è composta da 7-8 passaggi per avere più controllo, poi il segnale viene spento. Le interazioni di tipo deboli sono preferibili, così si spegne il segnale. Se il farmaco lega covalentemente una proteina è pericoloso perché il segnale non si interrompe. Un caso è quello dell’acido acetilsalicilico che acetila la cicloossigenasi.

La farmacologia moderna è suddivisa in numerosi settori (farmacologia dei sistemi, farmacocinetica, tossicologia etc.). Nuovi settori sono:

• Biotecnologie: uso di tecniche di DNA ricombinante per fini terapeutici (anticorpi monoclonali), per fini sperimentali (es. animali transgenici), per la diagnostica (es. cancro).
• Farmacogenetica: studia l’influenza genetica nella risposta ai farmaci.
• Farmacogenomica: si occupa di indagare sugli effetti di un farmaco in base al genotipo dell’individuo. Sulla base delle osservazioni fatte su vari pazienti si può cercare di individuare specifici trattamenti per diverse categorie della popolazione suddivise a secondo del "profilo" genetico.
• Farmacoepidemiologia: studia la variabilità degli effetti dei farmaci fra i diversi individui della stessa popolazione o fra popolazioni diverse.
• Farmacoeconomia: valuta il rapporto costi-benefici dei farmaci comunemente utilizzati in terapia.
• Farmacovigilanza: branca della farmacologia che tiene sotto controllo la sicurezza di un farmaco monitorando nella popolazione l’insorgenza di effetti collaterali o tossici.

Definizioni fondamentali

Farmaco: sostanza che è impiegata o che si intende impiegare per esplorare un sistema fisiologico (farmaco come strumento sperimentale) oppure per modificare uno stato patologico al fine di riuscire vantaggioso per chi lo riceve (farmaco come medicina).

Droga: parte di vegetali, animali o minerali contenente sostanze dotate di attività farmacologiche insieme ad altre inerte. Le sostanze capaci di produrre effetti farmacologici sono dette principi attivi.

Farmacocinetica

Branca della farmacologia generale che studia le relazioni esistenti fra le diverse concentrazioni di un farmaco osservate nel tempo nelle diverse regioni dell’organismo durante e dopo la sua somministrazione (quello che il corpo fa al farmaco).

Farmacodinamica

Branca della farmacologia generale che studia gli eventi conseguenti all’interazione del farmaco con il suo recettore o il suo bersaglio molecolare.

Interazioni tra farmaco e organismo

• Recettore: molecola la cui funzionalità è modificata dall’interazione con il farmaco.
• Affinità: è la misura della capacità di un farmaco di legarsi al suo recettore.
• Competizione: due farmaci che riconoscono lo stesso sito recettoriale.
• Agonista: farmaco che legandosi allo specifico recettore lo attiva generando una risposta biologica.
• Antagonista: farmaco che legandosi allo specifico recettore impedisce l’interazione con l’agonista riducendone l’effetto. È una molecola che non ha risposta biologica.

Definizioni inerenti la misura degli effetti

• Efficacia: misura dell’entità dell’effetto generato, come e in quanto tempo riesce a riportare allo stato fisiologico l’organismo.
• Potenza: la dose (o la concentrazione) di farmaco necessaria per produrre un effetto di entità prestabilita (es. il 50% dell’effetto massimo). Non sempre più farmaco prendi più risposta avrai, dopo una certa soglia compaiono gli effetti collaterali.
• Selettività: capacità del farmaco di interagire con un numero ristretto di macromolecole. Molti effetti collaterali sono dovuti a interazioni errate.
• Sensibilizzazione: aumento graduale nel tempo della risposta ad una dose costante di farmaco.
• Tolleranza: riduzione della capacità di un organismo di rispondere alla somministrazione ripetuta di un farmaco. La tolleranza più comune è quella della morfina, il tossicodipendente per avere euforia deve aumentare le dosi progressivamente perché c’è una riduzione nel numero e nell’attività dei recettori. Se il tossico si disintossica ritorna a regime la quantità di recettori attivi e se lui si fa alle dosi che assumeva prima delle disintossicazioni va in overdose e muore.

Criteri di classificazione dei farmaci

Esistono numerosi criteri di classificazione dei farmaci:

1. Origine del farmaco
2. Modalità di azione
3. Natura della patologia verso la quale il farmaco è rivolto
4. Struttura chimica
5. ATC (Anatomico – Terapeutico – Chimico)

1. Origine dei farmaci

1. Farmaci di origine naturale:
   • Dal regno vegetale: es. digossina (glicoside cardioattivo)
   • Da procarioti: es. eritromicina (antibiotico)
   • Da funghi: es. penicillina-G (antibiotico)
   • Dal regno animale: es. Insulina
2. Farmaci di semisintesi e sintesi:

   La modificazione chimica di sostanze di origine naturale dà luogo ai cosiddetti farmaci di semisintesi e mira ad ottimizzare le caratteristiche del farmaco, in particolare a migliorare l’attività, la selettività, il profilo farmacocinetico, e ridurre la tossicità. Ad esempio, nel caso delle penicilline derivate dalla penicillina G, lo scopo è quello di ampliare lo spettro di azione e superare il problema della resistenza. Il farmaco di sintesi è una sostanza di cui non esiste corrispettivo naturale.

3. Farmaci di origine biotecnologica:
   • Prodotti con varie metodiche:
   • DNA-ricombinante
   • Colture batteriche e cellulari
   • Sono oggi disponibili svariati farmaci: insulina, interferone, fattore VIII della coagulazione, anticorpi monoclonali; interleuchina I, II etc.

2. Classificazione dei farmaci in base alla modalità d’azione

• Etiologici: quelli che curano la patologia, agiscono direttamente sugli agenti causali di una patologia, come chemioterapici ed antibiotici. Lo scopo è quello di trovare una via metabolica fondamentale per il batterio che sia di pertinenza esclusiva del batterio o del fungo e non ci sia sull’uomo così da non avere effetti sull’uomo (ci si riesce con antifungini e antibatterici).
• Sintomatici: alleviano la patologia, come gli antinfluenzali es. paracetamolo o i decongestionanti nasali. La distinzione tra farmaci eziologici e sintomatici non è sempre chiara, in quanto alcuni farmaci possono esplicare entrambe le azioni (es. i farmaci antiipertensivi riducono i sintomi causati dall’eccessiva pressione arteriosa ma prevengono allo stesso tempo gravi patologie del sistema cardiovascolare indotte dal perdurare di uno stato di ipertensione).
• Sostitutivi: integrano una carenza dovuta a diverse cause come quella metabolica, insulina nel diabete o supplementi vitaminici.

3. Classificazione in base alla patologia

Classificazione in base alla natura della patologia verso la quale il farmaco è rivolto. Classificazione statistica internazionale delle malattie e dei problemi connessi con la salute (elaborata dal WHO).

• Malattie infettive e parassitarie
• Neoplasmi
• Malattie del sangue e degli organi ematopoietici, e disordini del sistema immunitario
• Malattie endocrine, nutrizionali e metaboliche
• Malattie mentali e disordini comportamentali
• Malattie del sistema nervoso
• Malattie dell’occhio e dei suoi annessi
• Malattie dell’orecchio e del processo mastoideo
• Malattie del sistema circolatorio

4. Classificazione ATC, anatomica-terapeutica-chimica

I farmaci sono divisi in diversi gruppi in base all’organo o all’apparato su cui agiscono e alle loro proprietà chimiche, farmacologiche e terapeutiche. La classificazione avviene a 5 diversi livelli:

1. Primo livello: gruppo anatomico
2. Secondo: un sottogruppo terapeutico
3. Terzo-quarto: gruppo chimico-farmacologico
4. Quinto: sostanza chimica vera e propria

Metformina: A10BA02: A (sistema digerente) 10 (farmaci usati per il diabete) B (ipoglicemizzanti) A (biguanidi) 02 (metformina)

Scoperta di un nuovo farmaco

La scoperta del capostipite per una patologia avviene per esperienze indirette. Es. Parkinson: indagando su pazienti affetti è venuto naturale vedendo livelli bassi di dopamina somministrare precursore della dopamina L-DOPA. In questo modo però spesso si causano effetti collaterali che poi devono essere curati. Tale evenienza è però oggi piuttosto rara. Spesso molecole di farmaci già note sono manipolate chimicamente per modificare utilmente l'azione farmacologica o per eliminare gli eventuali effetti secondari. Nuove conoscenze fisiopatologiche possono portare a prospettive importanti in determinati settori della farmacologia.

Effetto placebo

Dal latino significa "compiacerò", è una risposta psicologica al farmaco, non c’è peggior paziente di chi non vuol guarire. Nel gruppo in cui viene dato il placebo (pillola senza principio attivo) ci sono risposte chimiche in percentuali elevate. L’effetto psicologico a volte è più veloce del farmaco stesso. L’effetto placebo spesso è tanto maggiore quanto più è difficoltosa l’assunzione del farmaco. Stesso discorso anche per gli effetti collaterali, effetto nocebo es. acidi inibitori agiscono bloccando l’angiotensina, un effetto collaterale che colpisce il 20 % dei pazienti è una tosse secca molto pesante, perché la bradichinina è un agente irritante polmonare e l’angiotensina alla fine del suo percorso degrada la bradichinina a livello polmonare se blocchiamo l’angiotensina la bradichinina non viene degradata ed essendo irritante causa la tosse, il sarcanon non ha questo effetto collaterale ma i pazienti che prima usavano gli acidi inibitori hanno la tosse lo stesso.

Sperimentazione farmacologica

• Sintetizzazione molecola
• Ricerca e sviluppo: consentono di affinare le tecniche di produzione della molecola, e di ottimizzare le reazioni chimiche, ora la molecola è pronta. Dopo una 15 anni le molecole si sono ridotte a due, questo è il motivo per cui il costo dei farmaci è elevato perché se qualcosa va storto la produzione del farmaco viene bloccata. Uno dei farmaci più costosi è un derivato della teratinomide, fece bambini focomelici molto teratogeno, viene riutilizzato per certi tumori, la donna non deve essere né incinta né fertile, un mese costa 12000 euro per una molecola chimicamente vecchia.
• Sviluppo preclinico: ha diverse fasi, prima fai una ricerca della via metabolica poi animali piccoli roditori e poi grandi roditori, poi sull’essere umano, first in man, per vedere tossicità, sono pazienti sani pagati. Fase due dove i numeri aumentano sono pazienti che hanno la malattia per cui il farmaco è stato sviluppato e si cerca di trovare la dose giusta senza avere effetti collaterali, poi si passa alla fase tre: si prendono anche un migliaio di pazienti patologici e si fa il confronto con il placebo o con un farmaco di riferimento se la malattia è invalidante, quest’ultimo è detto studio invalidante, i pazienti vengono randomizzati in due gruppi e poi si va a vedere se ha raggiunto il livello degli altri farmaci o se funziona meglio.
• Efficacia o meno nel lungo periodo del farmaco: dovrebbe essere fatta a livello del farmacista.

Farmacodinamica

Studia gli effetti biochimici e i meccanismi d’azione dei farmaci, come il farmaco funziona. Se prendiamo la cellula essa studia tutte le interazioni possibili che la molecola ha con la cellula, attivazione risposta, amplificazione, ecc. identifica i siti d’azione, fino ad arrivare alla sequenza completa, farmacoeffetto. Se il recettore o l’enzima bersaglio è dentro la cellula la caratteristica della molecola è quella di attraversare la membrana, se no non serve, altre molecole possono non essere lipofile se il loro target è sulla membrana.

Dopo si deve studiare come il segnale arriva dalla superficie della cellula a dove deve arrivare, generalmente deve arrivare al SNC, con produzione delle proteine che modificheranno la conformazione cellulare. Non solo la molecola viene studiata per i suoi effetti terapeutici, ma anche per effetti negativi, se ne occupa in maniera più dettagliata la tossicologia. Interazione di un farmaco con il proprio recettore, struttura proteica che in qualche modo quando è legato con il farmaco cambia la propria conformazione e induce un segnale di qualsiasi tipo. Da qui parte la farmacodinamica. La facilità con cui il farmaco lega il recettore ed induce un cambiamento conformazionale rende la risposta più efficace. Vi sono delle regole che quantificano la formazione del legame del recettore, ciò serve nella fase di sperimentazione in vitro, a livello tecnico non ci dice nulla.

I recettori di un farmaco sono: tutti i recettori di molecole endogene, recettori per neurotrasmettitori ed ormoni, poi abbiamo gli enzimi, se una via metabolica è alterata perché manca un enzima possiamo fare una terapia sostitutiva, ci sono delle case come la GENZIAN che si è specializzata in terapie sostitutive; poi ci sono i canali ionici, gli anestetici locali interagiscono bloccando dei canali ionici, i canali non sono di un unico tipo; poi abbiamo gli acidi nucleici. I recettori sono responsabili della selettività dell’azione farmacologica, dovrebbe essere la molecola, ma una volta che c’è l’interazione la risposta è a carico del recettore. I recettori determinano le relazioni quantitative tra dose ed effetti farmacologici.

Immagine slide: Possibili siti di interazione di un farmaco: interagiamo con un neurotrasmettitore, o blocchiamo o potenziamo il segnale. Per quanto riguarda gli ormoni, i loro recettori sono intracellulari, la peculiarità della molecola (farmaco) è che deve attraversare la membrana. L’Azione della molecola è diretta su un enzima o sul metabolismo. Farmaco può interagire con un trasportatore attivo, che richiede energia o con uno ionico che non richiede energia. Farmaco si lega all’esterno della cellula ed è il recettore che si preoccupa di trasmettere il segnale, è detto recettore di superficie, oppure entra ed agisce all’interno della cellula.

Interazione farmaco-recettore

L’interazione tra un farmaco e un recettore segue la legge dell’azione di massa. Il legame farmaco-recettore è saturabile, stereospecifico e reversibile. L’interazione farmaco-recettore è responsabile sia degli effetti farmacologici sia degli effetti indesiderati.

L’interazione tra farmaco e recettore è mediata da legami chimici deboli come:

• Attrazioni elettrostatiche
• Forze di van der Waals
• Interazioni idrofobiche

Il recettore è costituito da amminoacidi, la tasca recettoriale avrà amminoacidi con carica positiva e negativa, se le cariche non sono ben posizionate l’affinità per il recettore diminuisce. Ciò che cambia è la distanza normalmente è 10^-9 Nm e possiamo arrivare a 0.5nM. Interazioni idrofobiche.