Racemat se nanaša na mešanico dveh kemičnih snovi, ki se razlikujeta le po svoji tridimenzionalni strukturi. Ti se med seboj obnašajo podobno kot zrcalno in zrcalno in imajo lahko zelo različne farmakološke učinke na človeško telo.
Kaj je racemat?
O bolečina razbremenilnik ibuprofen je običajno prisoten kot racemat. Racemat (tudi racemična zmes) se nanaša na mešanico dveh kemičnih snovi, ki sta med seboj prisotni v enakem količinskem razmerju. Razlikujejo se po svoji tridimenzionalni strukturi, ki izhaja iz ustrezne razporeditve atomov. Če ima atom štiri vezi s štirimi različnimi atomi ali skupinami atomov, se ta atom imenuje kiralni. Če ima kemična spojina vsaj en kiralni atom, lahko štirje vezivni partnerji sprejmejo dve različni ureditvi okoli kiralnega atoma. Posledica tega sta dve snovi, tako imenovani enantiomeri, ki se v svoji prostorski strukturi obnašajo kot slika in zrcalna slika ali kot leve in desne rokavice: čeprav vsebujejo popolnoma enake atome ali skupine atomov, jih ni mogoče sovpadati in jih je zato mogoče jasno razlikovati. Običajno se imenujejo (R) - in (S) -enantiomeri.
Farmakološko delovanje
O enantiomeri snovi se po fizikalnih lastnostih razlikujejo le glede na optično aktivnost. Snov je optično aktivna, če ob prehodu skoznjo merljivo spremeni določeno lastnost svetlobe. To je eden od načinov, kako lahko ločimo ustrezne enantiomere in predstavlja bistveno merilo pri preskušanju čistosti potencialno racemične zmesi. Enantiomeri se pogosto precej razlikujejo po svojih fizioloških lastnostih, zato je njihovo razlikovanje ali čistost racemata zelo pomembna v farmacevtski industriji. Vsako zdravilo ima mesto delovanja v človeškem telesu, tako imenovano tarčo, na katerem ga prepoznajo lastne strukture telesa. Te strukture so ponavadi kiralne in običajno prepoznajo le določen enantiomer snovi. Zato je izjemno pomembna pri izdelavi droge da je v izdelku samo aktivni enantiomer. V nasprotnem primeru se lahko pojavijo resni neželeni učinki, saj se lahko (pogosto manj učinkovit) zrcalni enantiomer na primer veže na povsem drugo mesto v telesu in sproži neželeno reakcijo. Možno je tudi, da encim v telesu razgradi napačen enantiomer, še preden sploh doseže svoj cilj. Lahko pa se veže na transportne beljakovine in doseže neželeno mesto v telesu. Možnosti interakcije so izredno raznolike, zato je težko predvideti neželene učinke, če je v izdelku prisoten racemat ali neenantiomerno čista zmes. Manj resen, a bolj praktičen primer so aromatske spojine. Vohalni receptorji v našem nos imajo tudi kiralnost in so prilagojeni prepoznavanju določenih snovi. Tako enantiomer naravne snovi karvon diši po kumino, vendar ustrezni zrcalni enantiomer diši po meti.
Uporaba in uporaba zdravila
Številne organske spojine, ki se uporabljajo kot učinkovine v droge imajo kiralne atome in s tem različne enantiomere. Zato je že med sintezo teh snovi treba paziti, da dobimo čim bolj enantiomerno čist izdelek. Naknadno ločevanje je tehnično zelo zapleteno, zato se v nekaterih primerih neželeni učinki dopuščajo in je racemat odobren kot zdravilo. Ker imajo sorodni enantiomeri pogosto različno jakost, je treba končni izdelek v tem primeru odmerati višje, da dosežemo enako učinkovitost kot enantiomerno čisto zdravilo. Na primer, anestetično zdravilo ketamin ima (S) -enantiomer, ki ima boljše analgetične in anestetične učinke, pa tudi nižje psihotropne neželene učinke kot ustrezni (R) -enantiomer. V tem primeru je za bolnika koristno, če se uporablja (S) -enantiomerno čisto zdravilo. Drug primer je analgetik ibuprofen, ki je običajno prisoten kot racemat. Le (S) -enantiomer ima analgetični učinek, medtem ko je (R) -enantiomer tako rekoč neučinkovit, vendar pa se določen delež slednjega v organizmu z endogenim encimom pretvori v aktivno (S) obliko. Zato ni potrebna kompleksna sinteza ali nadaljnje ločevanje enantiomerov.
Tveganja in neželeni učinki
Neučinkovitost enantiomera je sorazmerno neškodljiv stranski učinek uporabe racemične mešanice kot zdravila. Tragičen primer zelo resnih neželenih učinkov je tableta za spanje talidomid, ki vsebuje zdravilno učinkovino talidomid. Talidomid so v petdesetih letih oglaševali kot nesmrtonosno sredstvo za spanje in je bil priljubljen pri nosečnicah, ker je dodatno zmanjšal jutranjo slabost. Do takrat opravljene študije na živalih so pokazale skoraj nobene stranske učinke. Po uvedbi na trg pa se je pri novorojenčkih pojavilo več malformacij in zdravilo je bilo po štirih letih umaknjeno z nemškega trga. Številne študije so nato preučevale način delovanja talidomida in so lahko pokazale, da se molekula veže na rastni faktor pri nerojenem otroku in tako moti razvoj zarodka. Zaenkrat tega teratogenega učinka ni bilo mogoče dokončno pripisati nobenemu enantiomeru, zlasti ker se enantiomera v telesu pretvarjata drug v drugega. Podobne študije pa kažejo, da ima (S) -enantiomer talidomida močnejši škodljiv učinek. V primeru lokalni anestetik bupivakain, velika nevarnost izhaja iz nenamernega vstopa v krvni obtok. Tukaj (R) -enantiomer sproži večji padec srce stopnja od ustreznega (S) -enantiomera. Vendar imata oba primerljiv anestetični učinek. Če se tu uporabi sredstvo (S) -enantiomer, lahko te resne neželene učinke pri bolnikih zmanjšamo.
