Som racemat er en blanding af to kemiske stoffer, der kun adskiller sig i deres tredimensionelle struktur. Disse vedrører hinanden som billede og spejlbillede og kan hver især have meget forskellige farmakologiske virkninger på den menneskelige krop.
Hvad er en racemate?
Et racemat (også en racemisk blanding) beskriver en blanding af to kemiske stoffer, der er til stede i samme forhold til hinanden. De adskiller sig i deres tredimensionelle struktur, hvilket er resultatet af atomenes respektive arrangement.
Hvis et atom har fire bindinger til fire andre forskellige atomer eller grupper af atomer, kaldes dette atom chiral. Hvis en kemisk forbindelse har mindst et chiralt atom, kan de fire bindingspartnere vedtage to forskellige arrangementer omkring det chirale atom.
Dette resulterer i to stoffer, såkaldte enantiomerer, som har relation til hinanden i deres rumlige struktur som billede og spejlbillede eller som venstre og højre handske: Selvom de indeholder nøjagtigt de samme atomer eller atomgrupper, kan de ikke bringes i kongruens og er derfor adskilt fra hinanden klart skelnen. De omtales normalt som (R) og (S) enantiomerer.
Farmakologisk virkning
Enantiomererne af et stof adskiller sig kun i deres fysiske egenskaber med hensyn til deres optiske aktivitet. Et stof er optisk aktivt, når det målbart ændrer en bestemt egenskab ved lyset, når det passerer gennem det. Dette er en af måderne til at differentiere de respektive enantiomerer på og er et vigtigt kriterium, når man tester renheden af en potentielt racemisk blanding.
Enantiomerer adskiller sig ofte markant i deres fysiologiske egenskaber, hvilket betyder, at deres differentiering eller renhed af et racemat er af stor betydning i apoteket. Hvert lægemiddel har et sted, hvor det virker i den menneskelige krop, et såkaldt mål, hvor det genkendes af kroppens egne strukturer. Disse strukturer er for det meste i sig selv chirale og genkender normalt kun en bestemt enantiomer af et stof.
Derfor er det ved fremstillingen af medikamenter ekstremt vigtigt, at kun den effektive enantiomer er inkluderet i produktet. Ellers kan der forekomme alvorlige bivirkninger, da den (ofte mindre effektive) spejldannende enantiomer, for eksempel, binder til et helt andet sted i kroppen og kan udløse en uønsket reaktion.
Det er også muligt, at den forkerte enantiomer kunne nedbrydes af et enzym i kroppen, før det endda når sit mål. Eller det binder til et transportprotein og når således et uønsket sted i kroppen. Mulighederne for interaktion er ekstremt forskellige, og derfor er bivirkningerne næppe forudsigelige, hvis der er en racemat eller en ikke-enantiomerisk ren blanding i produktet.
Et mindre seriøst, men praktisk eksempel, er smagsstoffer. De lugtende receptorer i vores næse har også en chiralitet og er skræddersyet til at genkende visse stoffer. Én enantiomer af det naturlige produkt, carvone, lugter af karve, den tilsvarende spejldannende enantiomer, dog, af mynte.
Medicinsk anvendelse og anvendelse
Mange af de organiske forbindelser, der bruges som aktive ingredienser i medikamenter, har chirale atomer og dermed forskellige enantiomerer. Derfor skal man under syntese af disse stoffer sørge for at få et produkt, der er så enantiomerisk rent som muligt.
Den efterfølgende adskillelse er teknisk set meget kompliceret, og derfor tolereres bivirkninger i nogle tilfælde, og et racemat er godkendt som et lægemiddel. Da de tilknyttede enantiomerer ofte har forskellig styrke, skal det endelige lægemiddel doseres højere i dette tilfælde for at opnå den samme effektivitet som for et enantiomerisk rent lægemiddel.
For eksempel har den anæstetiske ketamin en (S) -enantiomer, der har en bedre smertestillende og anæstetisk virkning og færre psykotrope bivirkninger end den tilsvarende (R) -enantiomer. Her er det fordelagtigt for patienten, hvis (S) -enantiomerisk rent lægemiddel anvendes.
Et andet eksempel er smertestillende ibuprofen, som normalt findes som racemat. Kun (S) -enantiomeren har en smertestillende effekt, (R) -enantiomeren er imidlertid så god som ineffektiv. Imidlertid omdannes en vis andel af sidstnævnte til den effektive (S) form i kroppen af et endogent enzym. Der er derfor ikke behov for en kompleks syntese eller efterfølgende adskillelse af enantiomererne.
Risici og bivirkninger
En enantiomeres ineffektivitet er en forholdsvis ufarlig bivirkning ved at bruge en racemisk blanding som et lægemiddel. Et tragisk eksempel på meget alvorlige bivirkninger er sovepillerne Contergan med den aktive ingrediens thalidomid. Contergan blev annonceret som en ikke-dødelig søvnhjælp i 1950'erne og var populær blandt gravide kvinder, fordi det også reducerede morgensyge. De dyreforsøg, der blev udført indtil da, viste næppe nogen bivirkninger. Efter markedsføringen forekom der dog flere misdannelser hos nyfødte, og stoffet blev trukket tilbage fra det tyske marked efter fire år.
Mange studier undersøgte derefter virkningen af thalidomid og var i stand til at vise, at molekylet binder til en vækstfaktor hos det ufødte barn og således griber ind i embryonal udvikling. Indtil videre kunne denne teratogene virkning ikke helt sikkert tilskrives nogen af de to enantiomerer, især da de to enantiomerer omdannes til hinanden i kroppen. Imidlertid antyder lignende undersøgelser, at (S) -enantiomeren af thalidomid kan have mere skadelige virkninger.
Med den lokale anæstetikum bupivacain er der en betydelig risiko for utilsigtet indtræden i blodomløbet. (R) -enantiomeren udløser et stærkere fald i hjerterytmen end den tilsvarende (S) -enantiomer. Begge viser imidlertid en sammenlignelig bedøvelseseffekt. Hvis der anvendes en (S) -enantiomerisk ren aktiv ingrediens her, kan disse alvorlige bivirkninger for patienten reduceres.
.jpg)
