Racemate viitab kahe keemilise aine segule, mis erinevad ainult nende kolmemõõtmelise struktuuri poolest. Need käituvad üksteise suhtes nagu pilt ja peegelpilt ning neil kõigil võib olla inimorganismile väga erinev farmakoloogiline toime.
Mis on ratsemaat?
. valu leevendaja ibuprofeen on tavaliselt ratsemaadina. Ratseem (ka ratseemiline segu) viitab kahe keemilise aine segule, mis esinevad üksteisega samas kvantitatiivses vahekorras. Need erinevad oma kolmemõõtmelise struktuuri poolest, mis tuleneb aatomite vastavast paigutusest. Kui aatomil on neli sidet nelja erineva aatomi või aatomirühmaga, nimetatakse seda aatomit kiraalseks. Kui keemilisel ühendil on vähemalt üks kiraalne aatom, võivad neli sidumispartnerit kiraalse aatomi ümber rakendada kahte erinevat korraldust. Selle tulemuseks on kaks ainet, nn enantiomeerid, mis käituvad üksteisele oma ruumilises struktuuris nagu pilt ja peegelpilt või nagu vasak- ja parempoolsed kindad: Kuigi need sisaldavad täpselt samu aatomeid või aatomirühmi, ei saa neid panna kokku langema ja on seega üksteisest selgelt eristatavad. Neid nimetatakse tavaliselt (R) - ja (S) -enantiomeerid.
Farmakoloogiline toime
. enantiomeerid aine füüsikalised omadused erinevad ainult optilise aktiivsuse poolest. Aine on optiliselt aktiivne, kui see muudab seda läbides teatud valguse omadust mõõdetavalt. See on üks viise, kuidas vastavaid enantiomeere saab eristada ja mis on potentsiaalse ratseemilise segu puhtuse testimisel oluline kriteerium. Enantiomeerid erinevad sageli oma füsioloogiliste omaduste poolest märkimisväärselt, mistõttu on nende eristamine või ratsemaadi puhtus farmatseutikas väga oluline. Igal ravimil on inimkehas toimimiskoht, nn sihtmärk, kus selle tunnevad ära keha enda struktuurid. Need struktuurid on tavaliselt ise kiraalsed ja tunnevad tavaliselt ära ainult aine konkreetse enantiomeeri. Seetõttu on see ülitähtis ravimid et tootes sisaldub ainult aktiivne enantiomeer. Vastasel juhul võivad tekkida tõsised kõrvaltoimed, kuna (sageli vähem efektiivne) peegelpildi enantiomeer võib näiteks seonduda keha täiesti erineva kohaga ja käivitada soovimatu reaktsiooni. Samuti on võimalik, et vale enantiomeer laguneb organismi ensüümi poolt, enne kui see jõuab sihtmärgini. Või võib see seonduda transpordivalguga ja jõuda soovimatusse kohta kehas. Koostoime võimalused on äärmiselt erinevad, mistõttu on kõrvaltoimeid raske ennustada, kui tootes esineb ratsemaat või mitteenantiomeerselt puhas segu. Vähem tõsiseltvõetav, kuid praktilisem näide on aroomiühendid. Haistmisretseptorid meie nina omavad ka kiraalsust ja on kohandatud konkreetsete ainete äratundmiseks. Seega lõhnab loodusliku aine karvooni enantiomeer köömne, kuid vastav peegelpildi enantiomeer lõhnab piparmündi järele.
Ravimite kasutamine ja kasutamine
Paljud orgaanilised ühendid, mida kasutatakse toimeainetena ravimid omavad kiraalseid aatomeid ja seega erinevaid enantiomeere. Seetõttu tuleb nende ainete sünteesimisel juba olla ettevaatlik võimalikult enantiomeerselt puhta toote saamiseks. Järgnev eraldamine on tehniliselt väga keeruline, mistõttu mõnel juhul on kõrvaltoimed talutavad ja ratsemaat heaks kiidetakse ravimina. Kuna seotud enantiomeeridel on sageli erinev toime, tuleb lõpp-ravimit sel juhul annustada suurema efektiivsusega kui enantiomeerselt puhta ravimi efektiivsus. Näiteks anesteetikum ketamiin on (S) -enantiomeer, millel on parem analgeetiline ja anesteetiline toime, samuti madalamad psühhotroopsed kõrvaltoimed kui vastaval (R) -enantiomeeril. Sellisel juhul on patsiendile kasulik, kui kasutatakse (S) -enantiomeerselt puhast ravimit. Teine näide on valuvaigisti ibuprofeen, mis tavaliselt esineb ratsemaadina. Ainult (S) -enantiomeeril on analgeetiline toime, samas kui (R) -enantiomeer on praktiliselt ebaefektiivne. Kuid teatud osa viimasest muundatakse organismis aktiivseks (S) vormiks endogeense ensüümi abil. Seetõttu ei ole vaja enantiomeeride kompleksset sünteesi ega järgnevat eraldamist.
Riskid ja kõrvaltoimed
Enantiomeeri ebaefektiivsus on suhteliselt kahjutu kõrvaltoime, kui kasutatakse ratseemilist segu ravimina. Traagiline näide väga tõsistest kõrvaltoimetest on unerohi talidomiid, mis sisaldab toimeainena talidomiidi. Talidomiidi reklaamiti 1950ndatel kui mittesurmavat uneaega ja see oli rasedate naiste seas populaarne, kuna see vähendas lisaks hommikust iiveldust. Kuni selle ajani läbi viidud loomkatsed ei näidanud peaaegu mingeid kõrvaltoimeid. Kuid pärast turuletulekut ilmnes vastsündinutel rohkem väärarenguid ja ravim eemaldati nelja aasta pärast Saksamaa turult. Seejärel uuriti paljudes uuringutes talidomiidi toimeviisi ja suudeti näidata, et molekul seondub sündimata lapse kasvufaktoriga ja häirib seega embrüo arengut. Siiani ei saanud seda teratogeenset toimet lõplikult omistada kummalegi enantiomeerile, eriti kuna need kaks enantiomeeri muunduvad kehas üksteiseks. Samasugused uuringud näitavad, et talidomiidi (S) -enantiomeeril võib olla tugevam kahjustav toime. Juhul kui lokaalanesteetikum bupivakaiin, tuleneb märkimisväärne oht juhuslikust vereringesse sattumisest. Siin vallandab (R) -enantiomeer suurema languse süda määr kui vastav (S) -enantiomeer. Mõlemad näitavad aga võrreldavat anesteetilist toimet. Kui siin kasutatakse puhast (S) -enantiomeerset ainet, saab neid tõsiseid kõrvaltoimeid patsientidele vähendada.
