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Definizioni
Si definiscono “farmaci” le sostanze chimiche usate per prevenire o
curare malattie nell’uomo, negli animali e nelle piante.
L’ ”attività” di un farmaco è il suo effetto farmacologico sul soggetto
(ad es. effetto analgesico, b-bloccante, antibiotico, etc..).
La “potenza” è una misura dell’effetto farmacologico
I farmaci agiscono interferendo con i processi biologici; dunque nessun
farmaco è completamente sicuro.
Tutti i farmaci presentano “effetti collaterali” indesiderati.
COOH
OCOCH3
Aspirina
Attività : antiinfiammatoria e analgesica
Effetti collaterali: irritazione gastrica, attività
anticoagulante
CH3COO
Attività : potente antidolorifico (usato nei malati
di cancro terminali)
O
N CH3
CH3COO
Eroina
(Diamorfina)
Effetti collaterali: potente attività stupefacente
sul CNS
Farmaco Generico
Farmaco Copia
Farmaco Orfano
“Farmaco Naturale”
“Farmaco Omeopatico”
Farmaco Generico
• Farmaco con identica bioequivalenza cinetica
(riferita al prodotto finito) con il farmaco di
marca non più coperto dal brevetto
• Identificato con il nome del principio attivo
• Risparmio del 20%
• In Italia 11,1% della spesa farmaceutica
Farmaco Copia
• Farmaco identico come principio attivo all’originale
ma con un nome commerciale differente
• Prima del 1978 era possibile copiare qualsiasi
farmaco già in commercio senza chiedere
l’autorizzazione all’ azienda che lo aveva inventato
• Nessun risparmio per il consumatore o per lo Stato
“Farmaci naturali”
• Fitofarmaci: la sostanza attiva è costituita
da una preparazione vegetale e quindi da
miscele complesse di composti chimici
• Caratteristiche terapeutiche proprie che
derivano:
– contemporanea presenza di composti con attività
biologiche distinte
– possibili interazioni fra questi composti
“Farmaci Omeopatici”
• In Italia non sono considerati dei veri e propri
farmaci ma sono considerati come terapia non
convenzionale.
• Per il momento sono stati condotti solo 100 studi
clinici. L’efficacia non è provata per tutti i
prodotti in commercio.
• Le terapie non convenzionali vengono comunque
applicate in alcune strutture pubbliche.
Farmaci Orfani
• Destinati alla cura di malattie rare
• Non sono commercializzati in quanto non hanno un
mercato sufficiente per ripagare le spese del suo
sviluppo
• In Europa 1 persona su 2000 è affetta da una
malattia rara
• Nel mondo il numero di malattie rare è stimato
intorno a 4 mila
Definizione di farmaco orfano
un farmaco non diffuso dall'industria farmaceutica ma che
risponde a un bisogno di salute pubblica
Concretamente possono presentarsi tre casi :
- i prodotti destinati al trattamento delle malattie rare
- i prodotti ritirati dal mercato per ragioni economiche e
terapeutiche
- i prodotti non diffusi (sviluppati):
- sia perché derivano da un processo di ricerca non
brevettabile;
- sia perché riguardano mercati importanti ma non
solvibili
Farmaci Orfani
Per stimolare la ricerca le autorità pubbliche
hanno implementato degli incentivi per le industrie
e per i centri di ricerca
•
•
•
•
1983 Stati Uniti
1993 Giappone
1997 Australia
1999 Europa
In Italia
Decreto 8 maggio 2003 autorizza
l’impiego di un farmaco al di fuori
della
sperimentazione
clinica
quando non esista una valida
alternativa
terapeutica
al
trattamento di patologie gravi o
malattie rare
Cenni storici
Già le popolazioni antiche usano molti prodotti naturali per scopi medicinali.
I Cinesi (3000 a.c.) usavano una pianta (Ch’ang shung) per la cura della malaria;
Oggi è noto che questa pianta contiene alcaloidi (febrifugina) utilizzati nella
cura della malaria.
Gli Incas combattevano la febbre e la malaria con la corteccia di Cinchona;
da questa pianta è stato estratto il “chinino” ancora oggi usato contro la malaria.
Gli Incas usavano masticare foglie di coca come stimolante ed euforizzante;
da questa pianta nel 1859 (Wöhler) è stata estratta la cocaina.
Ippocrate (V sec. a.c.) raccomandava l’uso dei sali di metalli.
Galeno (131-200) contribuì alla diffusione dell’idea che l’uso di miscele di piccole
quantità di prodotti naturali potesse curare tutte le malattie.
Tappe salienti dello sviluppo della
Chimica Farmaceutica
 1618: pubblicazione della London Pharmacopoeia
 1700-1800: sviluppo della Chimica Organica
 A partire dal 1800 entrano nell’uso clinico farmaci di sintesi: etere
etilico, acido acetilsalicilico (Aspirina), acido dietilbarbiturico
(Veronal), arsfenamina (Salvarsan), etc..
 All’inizio del XX secolo nasce la moderna chemioterapia (P. Ehrlich)
e l’industria farmaceutica si afferma fino a raggiungere un ruolo di
primaria importanza in campo mondiale
Alcuni importanti successi della Chimica
Farmaceutica nel XX secolo
scoperta dei sulfamidici (1935)
sintesi di nuovi antimalarici derivati dalla chinina
avvento della penicillina G (1942)
produzione di ormoni steroidici semisintetici (anni ’50)
scoperta dell’isoniazide (1952)
introduzione in terapia degli antibiotici a largo spettro:
cloramfenicolo (1949), ossitetraciclina (1950), ampicillina (1964),
cefaloridina (1965)
scoperta delle benzodiazepine (1960)
scoperta dell’acido nalidixico (1962)
avvento dei fluorochinoloni: norfloxacina (1981)
avvento degli antifungini imidazolici: chetoconazolo (1983)
introduzione in terapia della AZT, primo farmaco anti-AIDS (1987)
Cenni storici
Sviluppo razionale di farmaci di sintesi:
Erlich e Hata (1910): Sintesi e produzione di arsfenamina (agente
antiprotozoale)
H2N
HO
As As
NH2
OH
Selezionato tra oltre 600 composti sulla base
dell’indice chemoterapeutico
Indice Chemoterapeutico 
Minima dose terapeutica
Massima dose tollerata
Tuttavia, tenendo conto della variabilità individuale, oggi si preferisce
utilizzare l’indice terapeutico:
LD50
Indice Terapeutico 
ED50
LD50 : Dose letale richiesta per uccidere il 50% degli animali test
ED50: Dose che produce un’ effettiva risposta terapeutica nel 50% del
campione test.
Più l’indice terapeutico è elevato, maggiore è il margine di sicurezza del
farmaco.
Il termine “relazione struttura-attività” (SAR) viene ora usato per definire
l’approccio di Erlich alla drug discovery.
Esso consiste nella sintesi e nel test farmacologico di una serie di analoghi
strutturali.
Negli anni ’60 Hansch e Fujita hanno messo a punto un metodo integrato
di misure quantitative e determinazioni di relazioni struttura-attività.
Nascita del concetto di QSAR (relazioni quantitative struttura-attività)
HN
N
N
O
S
HN
Cimetidina HN
NCN
S
HN
Ranitidina HN
CHNO2
Scoperta di nuovi composti bioattivi (hits)
Metodi razionali
•
•
•
•
Genomica
Proteomica
Bioinformatica
Modellistica molecolare
Scoperta di nuovi composti bioattivi (hits)
Metodi razionali
• La genomica è una branca della biologia molecolare che si
occupa dello studio del genoma degli organismi viventi. In
particolare si occupa della struttura, contenuto, funzione
ed evoluzione del genoma
• ll genoma umano è composto da un numero, ancora non del
tutto confermato, di circa 30.000 geni, presenti su 23
coppie di cromosomi presenti nel nucleo di ciascuna
cellula
• Ogni gene è formato da un tratto di DNA, e contiene una
sequenza di coppie di basi azotate
Scoperta di nuovi composti bioattivi (hits)
Metodi razionali
Dal gene al genoma: i successivi livelli di organizzazione
dell'informazione genetica nel DNA di un organismo
Scoperta di nuovi composti bioattivi (hits)
Metodi razionali
• La proteomica studia l’insieme di tutte le proteine di un
organismo, con l'obbiettivo di determinarne la sequenza,
la funzione, la struttura 3D e le interazioni
• Molti dei farmaci di uso corrente si prefiggono di
curare le malattie sopprimendo, aumentando o regolando
le funzioni di specifiche proteine
• La conoscenza di un numero sempre maggiore di
strutture di proteine faciliterà la predizione delle
strutture delle proteine bersaglio di farmaci,
un’informazione basilare per il drug design
Scoperta di nuovi composti bioattivi (hits)
Metodi razionali
Progetti di
sequenziamento
del genoma
Sforzi sperimentali per
determinare la struttura e le
funzioni di molecole biologiche
Massa di dati senza precedenti
DB di biologia
molecolare
(geni e proteine)
interpretazione
bioinformatica
Tecniche, strumenti, algoritmi per
analizzare, confrontare, classificare
Teoria dei recettori
Langley (1905): Le sostanze cosiddette “recettive” del corpo possono
accettare sia un composto stimolante, che causi una risposta biologica,
sia un composto non-stimolante, che prevenga la risposta biologica.
Oggi: concetto di interazione “ligando-recettore”. La teoria dei
recettori è oggi uno dei concetti fondamentali della medicinal chemistry.
E’ ormai assodato che il binding di un ligando (agente chimico esogeno o
endogeno che si lega al recettore) mette in moto una serie di eventi
biochimici che determinano un effetto biochimico o farmacologico.
Il concetto di recettore ha permesso inoltre la comprensione degli
effetti collaterali dei farmaci e l’approccio razionale per il loro
superamento.
Farmaci strutturalmente specifici:
esplicano i loro effetti interagendo con componenti cellulari specifici,
noti come recettori.
Farmaci strutturalmente non specifici:
causano i loro effetti senza interagire con recettori specifici.
In questo caso sono determinanti le caratteristiche fisiche dei
composti.
Es.:
antiacidi
diuretici osmotici
mostarde azotate
Meccanismi di azione dei farmaci - Definizioni
Ligando:
biologica
qualunque molecola che si lega a una macromolecola
Enzima:
biocatalizzatore endogeno; converte 1 o più
substrati in 1 o più prodotti
Inibitore:
ligando che previene il legame di un substrato al
suo enzima, in modo sia diretto (competitivo) che indiretto
(non competitivo), reversibilmente o irreversibilmente.
Trasportatore:
proteina che trasporta ioni o molecole
lungo la membrana cellulare contro un gradiente di
concentrazione e con consumo di energia.
Agonista:
recettoriale.
ligando di un recettore che media la risposta
Antagonista:
ligando che impedisce l’azione dell’agonista in
modo diretto (competitivo) o indiretto (allosterico).
Agonista parziale:
antagonista (ad alta affinità) che di
per sé ha un’attività intrinseca più o meno pronunciata.
Molecola
effettrice
allosterica:
ligando che
modifica la funzione di una proteina cambiando la sua struttura
3D o in grado di modulare l’affinità di un recettore per un
ligando (es. benzodiazepina / recettore del GABA).
Aspetti fondamentali dei farmaci
Il farmaco è “qualunque sostanza usata in un prodotto farmaceutico con
lo scopo di modificare o esplorare sistemi fisiologici o stati patologici per
il benessere del paziente” (WHO)
Il prodotto farmaceutico è “una forma di dosaggio contenente uno o più
farmaci insieme ad altre sostanze incluse durante il processo di
produzione” (WHO)
Liquida (soluzioni, sospensioni e emulsioni)
Forme di dosaggio
Semisolida (creme, unguenti e gel)
Solida (compresse, pasticche, capsule e supposte)
Vie di somministrazione
(Tratto GI)
FLUSSO
SANGUIGNO
ESCREZIONE
RENI
(urine)
Membrana
Via ENTERALE
Membrana
Via PARENTERALE
INTESTINO
(feci)
DEPOSITO
NEI TESSUTI
POLMONI
(gas esalati)
Attività
biologica
desiderata
Recettore
“target”
Recettore
“non target”
Effetti
collaterali
indesiderati
Forma del farmaco
Molti farmaci sono sia acidi che basi organiche, e si tende
ad usarne le forme salificate.
Perché si preferiscono i sali?
1) Modifica delle principali proprietà chimico-fisiche come solubilità,
stabilità, fotosensibilità e caratteristiche organolettiche
2) Aumentano la biodisponibilità, attraverso le modifiche dell’assorbimento, la potenza e la durata dell’efficacia
3) Riduzione della tossicità
Utilizzo del farmaco
I farmaci sono utilizzati per uno o più dei seguenti scopi:
1) Fornire all’organismo elementi mancanti (VITAMINE, SALI MINERALI,
PROTEINE e ORMONI)
2) Prevenire malattie o infezioni (SIERI e VACCINI)
3) Combattere un’infezione (CHEMOTERAPICI e ANTIBIOTICI)
4) Bloccare temporaneamente alcune funzioni normali (ANESTETICI LOCALI e
CONTRACCETTIVI ORALI)
5) Correggere un disturbo funzionale: a) disfunzione (CARDIOTONICI nel
trattamento dell’infarto); b) ipofunzione (CORTISONE nell’ insufficienza
renale); c) iperfunzione (METILDOPA nell’ipertensione arteriosa)
6) Detossificare l’organismo (ANTIDOTI)
7) Uso come ausiliari diagnostici (Composti RADIOPACHI)
Modalità di azione
Possiamo distinguere medicamenti che:
1. Curano la causa di una malattia
2. Compensano la carenza di una data
sostanza
3. Si limitano ad alleviare i sintomi di una
malattia
 I farmaci che agiscono sugli agenti causali
di una patologia sono detti EZIOLOGICI e
rappresentano
i
‘veri’
farmaci.
La
maggioranza di essi appartiene alla classe
dei chemioterapici, sono quindi utilizzati
contro le malattie infettive (antibatterici,
antifungini, antivirali) e contro le malattie
parassitiche.
 La loro efficacia si basa sulla capacità di
distruggere
l’agente
invasivo
senza
danneggiare l’ospite (tossicità selettiva).
In questa categoria sono ragionevolmente
da annoverare le sostanze utilizzate da
persone sane nella profilassi di alcune
patologie
(es. vaccini, aspirina e anticoagulanti per
prevenire infarti cardiaci; vitamine e
antiossidanti per prevenire disordini
neurovegetativi).
Altri medicamenti possono servire per
modificare temporaneamente un processo
fisiologico (es. contraccetivi steroidei).
I farmaci SOSTITUTIVI integrano una sostanza
mancante, la cui carenza può essere dovuta a:
 motivi dietetici (es. carenze vitaminiche)
 disturbi fisiologici (es. insulina nel diabete o
estrogeni nella menopausa)
 Il trattamento sostitutivo può avvenire per un
tempo
molto
breve
(es.
reidratazione
endovenosa in caso di emorragia o di diarrea),
o per tutta la vita (morbo di Addison)
I trattamenti SINTOMATICI sono applicati
per attenuare o eliminare disturbi originati
da uno stato patologico, per eliminare quei
sintomi ‘generali’ come febbre, dolore o
insonnia.
 Essi possono svolgere anche una azione più
specifica e indirizzata ad un sistema in
particolare: esistono infatti farmaci
sintomatici per malattie cardiovascolari,
neuropsichiatriche, respiratorie, digestive
e così via.
Classificazione dei farmaci
I farmaci sono classificati secondo vari criteri:
 Struttura chimica:
i farmaci sono raggruppati per struttura o classificazione chimica (alcoli,
ammidi, esteri, eteri, lattoni, solfonammidi, uree, etc..).
Lo svantaggio di questa classificazione è che farmaci dello stesso gruppo
possono avere varie attività farmacologiche.
Ad es. tra gli steroidi il testosterone è un ormone sessuale, mentre lo
spironolattone è un diuretico e l’acido fusidico è un antibatterico.
O
OH
H
O
H
H
HOOC
H
HO
OCOCH3
H
H
O
O
Testosterone
H
SCOCH3
Spironolattone
H
HO
H
Acido fusidico
Classificazione dei farmaci
 Azione Farmacologica:
I farmaci sono raggruppati sulla base del comportamento farmacodinamico
(diuretici, ipnotici, stimolanti del sistema respiratorio, vasodilatatori,
etc..).
 Classificazione chimico-farmaceutica:
È una classificazione sviluppata dalla WHO (World Health Organization)
che si basa sul modo d’azione del farmaco.
Sono 4 le principali classi identificate:
1- Farmaci che agiscono sul CNS (suddivisi in psicotropici e
neurologici)
2- Agenti farmacodinamici; agiscono sull’organismo interferendo
con le normali funzioni (vasodilatatori, stimolanti della respirazione e
antiallergici)
3- Agenti chemoterapeutici; inizialmente si consideravano
chemoterapici gli antibiotici e i fungicidi. Attualmente riguarda
soprattutto i farmaci usati nella cura del cancro.
4- Farmaci delle malattie metaboliche e endocrine
(ormoni, farmaci del sistema endocrino, etc..)
Farmaci attivi sul SNC
Il SNC nell’uomo comprende il cervello e il midollo
spinale, esso controlla le emozioni, le sensazioni e le
funzioni motorie. I farmaci che appartengono a
questa categoria includono:
 Farmaci psicotropi
 gli antidepressivi,
 gli ansiolitici e psicotomimetici, che agiscono sulle
funzioni mentali e sull’umore.
 Farmaci neurologici
 sono gli anticonvulsivanti per il trattamento
dell’epilessia,
 i sedativi e gli ipnotici per i disturbi del sonno,
 gli analgesici per sopprimere la sensazione del
dolore
 i farmaci anti-Parkinsoniani.
Agenti farmacodinamici
 Sono quei farmaci in grado di influenzare le
normali funzioni dell’organismo, come l’apparato
cardiovascolare
(antiaritmici,
antianginosi,
vasodilatatori,
antipertensivi,
diuretici,
antitrombotici e tutti i preparati che direttamente
o indirettamente agiscono sul cuore o sulla
circolazione sanguigna).
 Gli antiallergici e i farmaci che agiscono sul
tratto gastrointestinale e sui sistemi respiratorio e
genitourinario
sono
considerati
agenti
farmacodinamici.
Farmaci Chemioterapici
 Originariamente
venivano
considerati
appartenenti a questa categoria quei farmaci
selettivi nei confronti degli agenti infestanti quali
protozoi, funghi, microbi, virus e parassiti, cioè
quegli agenti in grado di provocare le malattie
infettive.
 Nel contesto della tossicità selettiva, anche la
terapia anticancro è considerata chemioterapia.
Nomenclatura dei farmaci
I farmaci hanno 3 o più nomi:
1- Codice
Di solito è formato dalle iniziali dell’azienda, del laboratorio o del chimico che
lo hanno sintetizzato e da un numero. Non dà indicazioni sulla natura chimica o
sulla struttura. Viene abbandonato non appena viene scelto il nome
“adeguato”.
2- Nome chimico
Identifica in maniera univoca la struttura del farmaco. Viene attribuito
secondo precise regole di nomenclatura (IUPAC). Può essere molto complicato
e quindi di solito non è adatto all’uso di routine.
3- Nome proprietario
E’ il nome selezionato e usato dal produttore. Se un farmaco ha vari
produttori, ciascuna azienda assegna un nome. Il nome proprietario può
indicare anche un’associazione di principi attivi.
4- Nome non proprietario
E’ il nome comune mediante il quale il farmaco è noto come sostanza isolata,
indipendentemente dal produttore.