11777 - CHIMICA FARMACEUTICA E TOSSICOLOGICA II

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Salute e benessere

Anno Accademico 2020/2021

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze delle principali classi di farmaci che interagiscono con i recettori dei neurotrasmettitori del sistema nervoso autonomo, dei recettori intracellulari e con l'apparato cardiovascolare. In particolare, lo studente ha le competenze fondamentali concernenti la progettazione, la sintesi, lo studio dei meccanismi d'azione a livello molecolare, le relazioni struttura-attività biologica nonché l'utilizzazione e gli aspetti chimico-tossicologici delle principali classi di farmaci.

Contenuti

Il corso si articola in tre moduli.

Modulo 1: Parte generale, Farmaci che interagiscono con i recettori del sistema nervoso autonomo e istaminergico - Docente Prof.ssa Alessandra Bisi

PARTE GENERALE

Concetto di recettore. Famiglie di recettori. I legami del complesso farmaco-recettore. L'attivazione dei recettori: teorie recettoriali. Antagonismo competitivo e non-competitivo. Agonismo inverso.

PARTE SPECIALE

Sistema colinergico: Acetilcolina (ACh), biosintesi, metabolismo, relazioni struttura-attività (SAR). Sottotipi di recettori colinergici. Interazioni dell'ACh.

Agonisti muscarinici, SAR muscarina, composti correlati.

Antagonisti muscarinici: SAR atropina e analoghi, derivati sintetici. Sintesi generale degli esteri. Antagonisti selettivi per i sottotipi recettoriali. Sintesi pirenzepina, metoctramina.

Agonisti nicotinici: SAR nicotina, composti correlati

Antagonisti nicotinici. Ganglioplegici, strutture, SAR, sintesi pempidina. Curari, strutture, SAR, sintesi succinilcolina, pancuronio.

Anticolinesterasici: Meccanismo di idrolisi enzimatica dell'ACh. Carbammati (Fisostigmina, neostigmina, piridostigmina e rivastigmina) e inibitori reversibili non covalenti (edrofonio, tacrina, donepezil, galantamina) strutture, sintesi neostigmina/edrofonio, sintesi tacrina, Inibitori irreversibili (organofosforici), strutture, SAR.

Sistema Adrenergico: Biosintesi e metabolismo catecolammine (noradrenalina, adrenalina, e dopamina). Sottotipi di recettore adrenergico e interazioni recettoriali di noradrenalina e adrenalina.

Agonisti alfa-adrenergici. Feniletilammine, imidazoline, strutture, SAR. Decongestionanti nasali, Anoressizzanti, Amfetamina ed Efedrina. SAR, sintesi adrenalina, etilefrina, sintesi clonidina.

Antagonisti alfa-adrenergici. Alcaloidi indolici, alcaloidi dell'ergot, derivati imidazolinici, derivati chinazolinici (sintesi prazosina), derivati benzodiossanici, aloalchilammine, tetrammine disolfuro: aspetti strutturali, SAR.

Agonisti beta-adrenergici. Sviluppo, strutture, SAR, sintesi terbutalina, salbutamolo.

Antagonisti beta-adrenergici. Sviluppo, SAR ariletanolammine e arilossi-propanolammine, Aspetti stereochimici. Beta-bloccanti cardioselettivi.

Sistema istaminergico: Biosintesi e metabolismo istamina, proprietà chimiche, sottotipi di recettori istaminergici, caratteristiche degli agonisti.

Anti-istaminici H1: anti-istaminici di I generazione: derivati etilendiamminici, SAR, sintesi tripelenamina; derivati etanolamminici, SAR, sintesi difenidramina; derivati propilamminici, SAR sintesi clorfenamina. Anti-istaminici di II generazione, strutture e SAR.

Inibitori del rilascio di istamina: Cromoglicato di sodio, SAR.

Anti-istaminici H2, Derivati imidazolici: progettazione, SAR, sintesi cimetidina; derivati dimetilamminometilfuranici: SAR, sintesi ranitidina; derivati guanidinotiazolici, derivati piperidinometilfenossi: strutture e SAR. Composti diarilici: SAR.

Antisecretori non anti-istaminici: omeprazolo, SAR e meccanismo di inibizione della pompa acida gastrica, composti correlati.

Modulo 2: Farmaci che interagiscono con il sistema cardiovascolare – Docente Prof. Alberto Leoni

Farmaci usati nelle scompenso cardiaco

1. Glicosidi cardioattivi (digitalici): chimica dei glicosidi cardioattivi. Derivati della digitale. Derivati dello strofanto. Derivati della scilla. Derivati della thevetia. Meccanismo d’azione dei glicosidi cardioattivi.

2. La superfamiglia delle fosfodiesterasi. Inibitori pirimidinonici (Amrinone, Milrinone). Inibitori non pirimidinonici. Inibitori delle fosfodiesterasi per la disfunzione erettile. Sviluppo del sildenafil.

Calcio antagonisti

Canali del calcio voltaggio-dipendenti (voc): classificazione. Effetti indotti dai farmaci calcio antagonisti. ADME. Meccanismo d’azione. SAR.

I farmaci calcio-antagonisti:

a) 1,4-diidropiridinici: nifedipina e composti correlati

b) benzotiazepinici: diltiazem.

c) fenilalchilamminici: verapamil, gallopamil.

Farmaci antianginosi

Classificazione dell’angina pectoris e approcci terapeutici.

a) Nitrati e nitriti organici: Nitroglicerina, Isoamile nitrato, Isosorbide dinitrato, Eritritile tetranitrato, Pentaeritritolo tetranitrato. Meccanismo di azione dei nitroderivati. Molsidomina.

b) Coronodilatatori: Dipiridamolo, Idralazina e derivati, Derivati della khellina: a struttura benzofuranica (amiodarone), a struttura crominica (Eflossato, Carbocromene)

c) Attivatori dei canali del potassio: benzopirani, scoperta del cromakalin, SAR, cianoguanidine (pinacidil), tioformamidi (aprikalim).

d) Calcio antagonisti e β-antagonisti utilizzati nel trattamento dell’angina.

Farmaci antiaritmici

Classificazione di Singh e Vaughan-Williams, meccanismi d'azione. Principali esponenti di ogni classe.

Classe I: chinidina, procainamide, disopiramide, tocainide, mexiletina, fenitoina, flecainide, propafenone.

Classe II: antagonisti recettore Beta-adrenergico.

Classe III: amiodarone,sotalolo, dofetilide, bretilio tosilato.

Classe IV: verapamil, diltiazem, bepridil.

Diuretici

Diuretici osmotici, diuretici solfonamidici, inibitori dell'anidrasi carbonica, diuretici xantinici. Diuretici tiazidici: SAR, clorotiazide, idroclorotiazide, meticlotiazide, triclorometiazide, idroflumetazide, bendroflumetazide, indapamide, clortalidone. Derivati dell'acido sulfamoilbenzoico: esempi, SAR, sintesi furosemide. Derivati carbonilici alfa-beta insaturi: SAR, acido etacrinico. Diuretici risparmiatori di potassio: antialdosteronici: SAR, spironolattone; bloccanti degli EnaC: amiloride, triamterene, SAR.

Ipolipidemizzanti

Cenni sul metabolismo lipidico. Aspetti generali dei meccanismi di trasporto dei lipidi dislipidemie.

Farmaci che riducono l’ipertrigliceridemia: fibrati (clofibrato), acido nicotinico (niacina).

Farmaci che riducono l’ipercolesterolemia: statine, resine che legano gli acidi biliari, ezetimibe, probucolo. Statine di prima/quarta generazione, esempi.

Antidiabetici

Insulina e analoghi

Solfiniluree: sulfaniluree di prima, seconda e terza generazione, esempi.

Glinidi: Meglitinide. Dalla Meglitinide, Repaglinide, Nateglinide e Mitiglinide.

Farmaci attivi sul sistema incretinico: analoghi dell’ormone GLP-1 (Exenatide, Liraglutide); inibitori dell’enzima DPP-4 (Vildagliptin e composti correlati)

Inibitori dell’α-glucosidasi: Acarbosio, Voglibosio, Miglitolo,

Tiazolidindioni: Ciglitazone e correlati.

Estratto di liquerizia: Amorfrutina 2, l’Amorfrutina B

Modulo 3: Farmaci che interagiscono con i recettori intracellulari – Docente Prof.ssa Maria Laura Bolognesi

Ormoni Steroidei: Struttura, biosintesi, recettori per gli steroidi.

Estrogeni: strutture, SAR, estrogeni naturali e sintetici, sintesi dietilstilbestrolo.

Antiestrogeni: antagonisti recettoriali e SERM, derivati trifeniletilenici, tamossifene, raloxifene e analoghi, SAR, sintesi tamossifene. Inibitori dell'aromatasi steroidei e non steroidei, esempi e SAR.

Progestativi: strutture, SAR, derivati semisintetici. Mifepristone. Contraccettivi. Sintesi del norgestrel.

Androgeni e anabolizzanti: strutture, SAR.

Antiandrogeni: antagonisti recettoriali e SARM: ciproterone, flutamide. Inibitori della biosintesi: abiraterone e finasteride.

Corticosteroidi: mineralcorticoidi, glucocorticoidi, esempi, SAR.

Testi/Bibliografia

La frequenza al corso è obbligatoria, e nel corso delle lezioni vengono sviluppati tutti gli argomenti che saranno oggetto della prova d’esame. Il materiale didattico presentato durante le lezioni è reperibile sulla piattaforma Virtuale.

Per approfondimenti si può fare riferimento ai seguenti testi:

A. GASCO, F. GUALTIERI, C. MELCHIORRE, Chimica Farmaceutica, CEA, Milano, 2019

G.L. PATRICK, Chimica Farmaceutica, III Edizione italiana, EdiSES, Napoli, 2015.

D.A. WILLIAMS, T.L. LEMKE, Foye's Principi di Chimica Farmaceutica, VI Edizione italiana, Piccin, Padova, 2014.

Metodi didattici

Il Corso è tenuto in lingua italiana e prevede attività teorica frontale. Saranno trattati tutti gli argomenti oggetto della prova d’esame.

Per l'anno accademico 2020-2021 è prevista l'erogazione di una didattica mista, in modalità blended.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Moduli 1 e 3

Vengono sostenuti insieme. La prova di verifica dell'apprendimento prevede preliminarmente l’illustrazione scritta di due tra le sintesi trattate durante i moduli del corso. Se effettuata correttamente, sarà seguita da un colloquio orale che mira a valutare il livello di conoscenza, a) dei concetti base della Chimica farmaceutica, b) degli aspetti fondamentali riguardanti la progettazione, i meccanismi d'azione a livello molecolare e le SAR delle classi di farmaci illustrate durante i moduli in oggetto. Si articolerà su due domande. Il voto minimo per superarla è di 18/30.

Relativamente al modulo 1, per gli studenti che frequentano le lezioni è possibile sostenere una prova in itinere scritta avente come oggetto la parte generale e il sistema nervoso colinergico, con l’eccezione degli anticolinesterasici, organizzata in una domanda aperta. Se superata, consentirà di affrontare la prova d’esame senza rispondere a quesiti relativi alla parte già svolta.

Modulo 2

Viene sostenuto nelle stesse date d’appello degli altri due moduli. E’ possibile sostenere la prova prima o dopo aver superato la verifica dell’apprendimento degli altri due moduli. La prova di verifica dell'apprendimento prevede un colloquio orale che mira a valutare il livello di conoscenza degli aspetti fondamentali riguardanti la progettazione, i meccanismi d'azione a livello molecolare e le SAR delle classi di farmaci illustrate durante il modulo in oggetto. Si articolerà preliminarmente in un commento di alcune tra le sintesi trattate durante il corso e su domande su un argomento sorteggiato fra quelli trattati nel corso. Il voto minimo per superare la prova è di 18/30.

Il voto finale dell’intero corso sarà calcolato come media ponderata delle votazioni riportate nei singoli moduli.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore - sistema PC, integrato con videocamera per didattica online.

Le diapositive presentate a lezione sono rese disponibili agli studenti dell’Università di Bologna tramite la piattaforma IOL.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandra Bisi

Consulta il sito web di Alberto Leoni

Consulta il sito web di Maria Laura Bolognesi