Kako lijekovi djeluju - drugi dio
Sve se u početku činilo jednostavnim, bili smo juha spojeva miješana okretajem planeta i krčkana toplinom Sunca, malo kalcija, malo ugljika i puno vode, posoli, premaži slojem cinka i dodaj mali hrđavi čavao. Kad je kemija krenula u pohod osvajanja periodnog sustava elemenata imali smo nade da ćemo strastveni tango lijekova i ljudskog tijela moći opisati muzikom elemenata u kemijskoj tikvici. Miješali smo sumpor s listovima podbjela. Živom i arsenom smo pokušali pobijediti sifilis. Promiješaš, reagira, nešto nastane, nešto se razgradi. Nastali su zakoni opće i anorganske kemije i ako smo iskreni, bez njihovog razumijevanja nikada ne možemo duboko shvatiti djelovanje lijekova; ne postaje se dirigent tako da samo mašeš pred orkestrom.
Kasnije je postalo komplicirano. Otkrili smo nivo proteina i enzima, malih ubrzivača kemijskih reakcija ljudskog tijela, otkrili smo genetsko nasljeđe i epigenetiku, kontrolu gena, otkrili smo suptilnost metabolizma ili metabolom, otkrili smo da smo holobionti, zoološki vrt i poljana, našli smo riječ smo mikrobiom, arheom, virom, fungom, sve te silne beštije koje čine i moje ja. Djelovanje lijekova postalo je složeno, kako smo otkrivali jednu razinu otvorilo se njih još deset. Odjednom, razumijevanje kako lijekovi djeluju odlijepili su se od obične anorganske kemije. Neki koče, neki potiču enzime, neki aktiviraju gene, neki koče njihovu funkciju, neki sudjeluju u toku naboja u stanicama, pa da nas proklinju svi studenti farmakologije.
Ipak, neki lijekovi ostali su jako jednostavni i tajna mehanizma njihovog djelovanja i dalje je ostala u domeni anorganske i opće kemije. Dodaj magnezijev ili natrijev karbonat, anorganske soli u kiselinu i počet će šuštati. Obična kemijska reakcija tih spojeva s kiselinom neutralizira tu istu kiselinu. To su antacidi, lijekovi koji smanjuju kiselost želuca kada je to potrebno. U ovom slučaju, trebamo zahvaliti starim zakonima kiselina i lužina i neutralizaciji. Tanka je linija između jednostavne reakcije i složenijeg mehanizma. Kalijev citrat, sol kalija i limunske kiseline, smanjuje kiselost urina, no mehanizam već uključuje proteine u bubregu i postaje složeniji od reakcija u kemijskoj tikvici.
U slučaju da netko slučajno ili namjerno popije preveliku dozu lijekova protiv povišenog krvnog tlaka ili se otruje digitalisom, možemo povećati šansu za preživljavanjem zahvaljujući kemijskoj pojavi zvanoj adsorpcija. Ukoliko dovoljno brzo damo u probavni sustav prah aktivnog ugljena, te će se tvari vezati čvrsto na njegovu površinu. Čvrsto vezanje na površinu spriječit će da barem dio tih tvari uđe u naš krvotok. Na žalost, neke spojeve aktivni ugljen ne može vezati na svoju površinu, poput alkohola etanola i etilen glikola. Strahovitom neodgovornošću nekih tvrtki, u Africi djeca su se otrovala etilen glikolom u sirupu, a aktivni ugljen ne može napraviti puno.
Kad se osjećamo naduti, gomila mjehurića plinova koje stvara naš mikrobiom pomiješa se kao oni u čaši pjenušca ili mineralnoj vodi. To osjećamo kao nelagodu, čak i bol. Plinovi ostaju zarobljeni kao mali mjehurići zbog napetosti površine vode koja sprječava da se odvoje. Silicijevi spojevi poput simetikona smanjuju napetost vode, pa se plinovi lakše oslobode, baš kao što bi se oslobodili kada čašu s mineralnom vodom izmiješate ili udarite u stol. Na ispitu iz farmakologije, na žalost, zabranjeno je reći da olakšavaju prdac.
Neki će lijekovi i tvari djelovati tako da prekriju ili obgrle neki dio nas. Shea maslac prekrije kožu poput filma i smanji gubitak vode kroz kožu slično vazelinu. Gusti gel alginata na vrhu želuca sprječava refluks, povratak sadržaja želuca u jednjak. Ipak, nije svaki gel tek zaštitnik ili podmazivač. Gel psiliuma djelomično razgrade uvijek gladne bakterije i arheje, odnosno naš mikrobiom, tako da je već kod njega mehanizam složeniji od običnog lubrikanta. Isto vrijedi i za molekule slične sluzima, pentozan polisulfat, lijek koji se koristi kod upalne bolesti mokraćnog mjehura, intersticijskog cistitisa. Premda bismo mislili kako on oblaže mokraćni mjehur i time ga štiti, njegov mehanizam je daleko kompliciraniji i uključuje djelovanje na naše proteine.
Neke tvari navlače vodu zakonom kojeg poznajemo kao osmoza. Natrijev i magnezijev sulfat, Glauberova i Epsomova sol, „navlače“ vodu u crijevima i to navlačenje opisuje zakon osmoze. Zbog toga se natrijev sulfat koristi da „očistite“ crijeva prije kolonoskopije. Vremena se mijenjaju, pa sam ja još kao student učio kako šećer laktuloza, koji se koristi da pomogne kod crijevnog zatvora, djeluje na isti način, osmozom. Međutim, to je samo dio istine. Laktuloza je prebiotik, hrana dijela dobrih bakterija, pa je ne možemo više gurati u tu jednostavnu kategoriju.
Imao sam prilike susresti pacijente otrovane olovom zbog nekontroliranih preparata. Kod trovanja olovom aktivni ugljen ne može ništa, a kad i uđe u krvotok ugljen ne može trčati po krvnim žilama. Stoga postoje lijekovi koji mogu trčati po krvnim žilama i tkivima i kao što rak svojim kliještima zgrabi plijen, tako i ti spojevi zagrabe olovo. To su lijekovi poput dimerkaprola (dimerkapto 2,3 propanol) i EDTA (etilen-diamin-tetraoctene kiseline). Kliješta raka kažu se na grčkom χηλή, kele, pa takve tvari nazivamo kelatori, a liječenje kelacijska terapija. Liječenje nije jednostavno jer neki kelatori hvataju i nama neophodne metale poput kalcija i trebamo skinuti kapu medicinskim djelatnicima koji moraju paziti na sve finese u održavanju ljudskog života u toj terapiji. Penicilamin hvata u kliješta bakar, pa se koristi kod bolesti viška bakra u tijelu, Wilsonove bolesti.
Postoje smole koje na sebi imaju vezan jedan element, poput natrija. No, spremne su ga „đorati“ za nešto drugo što im se svidi. Oni podvode ione natrija poput makroa i nazivaju se ionski izmjenjivači. Makroi u farmakologiji koriste se danas relativno rijetko, kad je potrebno smanjiti žučne soli u tijelu. Žučne soli, koje služe probavi masnoća i nizu drugih funkcija, ali mogu biti opasne. Smole poput kolestiramina vežu za sebe višak žučnih kiselina, a nama daju natrij.
Premda većina današnjih lijekova ima biološki složen mehanizam koji uključuje receptore poput proteina, ovi opisani lijekovi djeluju relativno jednostavnim kemijskim zakonitostima i procesima. Došli bismo u napast metale poput željeza, cinka i kalcija ugurati u ovu kategoriju, baš kao i one plinove „za uspavljivanje“, anestetičke plinove. Bili bismo u krivu. Njihovi mehanizmi duboko su usječeni u složenije molekule našeg tijela.
Sve se u početku činilo jednostavnim. Tisućama godina zakoni opće kemije drže farmakologiju da se ne raspadne, pa čak i kada ne zamjećujete kemijske zakonitosti u složenim mehanizmima lijekova. Voljet će ju još tisuću godina, pa i duže, vjerojatno dovijeka, dok je Svemira.
U sljedećim pričama dotaknut ćemo „složenije mehanizme“ lijekova i receptore. Da bih u tome uspio morat ću prekršiti niz pravila uobičajenih rutina učenja farmakologije. Ali, kad su to pravila postojala, a da se bar malo ne krše?
Posvećemo MEMEohodu obiteljskog liječnika koji je traumatiziran MKBK. Duboko vjerujem da je samo trebalo drugačije ispričati priču.
Foto: Dexter Fernandes
Za dodatno učenje:
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
