Racémate

Comme Racémate est un mélange de deux substances chimiques qui ne diffèrent que par leur structure tridimensionnelle. Celles-ci se rapportent l'une à l'autre comme l'image et l'image miroir et peuvent chacune avoir des effets pharmacologiques très différents sur le corps humain.

Qu'est-ce qu'un racémate?

Un racémate (également un mélange racémique) décrit un mélange de deux substances chimiques qui sont présentes dans la même proportion l'une par rapport à l'autre. Ils diffèrent par leur structure tridimensionnelle, qui résulte de la disposition respective des atomes.

Si un atome a quatre liaisons à quatre autres atomes ou groupes d'atomes différents, cet atome est appelé chiral. Si un composé chimique a au moins un atome chiral, les quatre partenaires de liaison peuvent adopter deux arrangements différents autour de l'atome chiral.

Il en résulte deux substances, dites énantiomères, qui se rapportent l'une à l'autre dans leur structure spatiale comme l'image et l'image miroir ou comme le gant gauche et droit: bien qu'ils contiennent exactement les mêmes atomes ou groupes d'atomes, ils ne peuvent pas être mis en congruence et sont donc séparés l'un de l'autre clairement distinguable. Ils sont généralement appelés énantiomères (R) et (S).

Effet pharmacologique

Les énantiomères d'une substance ne diffèrent par leurs propriétés physiques que par leur activité optique. Une substance est optiquement active lorsqu'elle change de manière mesurable une certaine propriété de la lumière lorsqu'elle la traverse. C'est l'une des façons de différencier les énantiomères respectifs et c'est un critère essentiel lors du test de la pureté d'un mélange potentiellement racémique.

Les énantiomères diffèrent souvent considérablement dans leurs propriétés physiologiques, ce qui signifie que leur différenciation ou la pureté d'un racémate est d'une grande importance en pharmacie. Chaque médicament a un lieu d'action dans le corps humain, une soi-disant cible, où il est reconnu par les propres structures du corps. Ces structures sont pour la plupart elles-mêmes chirales et ne reconnaissent généralement qu'un certain énantiomère d'une substance.

Par conséquent, dans la fabrication de médicaments, il est extrêmement important que seul l'énantiomère efficace soit inclus dans le produit. Sinon, des effets secondaires graves peuvent survenir, car l'énantiomère (souvent moins efficace) formant un miroir, par exemple, se lie à un endroit complètement différent du corps et peut déclencher une réaction indésirable.

Il est également possible que le mauvais énantiomère soit décomposé par une enzyme dans le corps avant même d'atteindre sa cible. Ou il se lie à une protéine de transport et atteint ainsi un emplacement indésirable dans le corps. Les possibilités d'interaction sont extrêmement diverses, c'est pourquoi les effets secondaires sont difficilement prévisibles si un racémate ou un mélange non énantiomériquement pur est présent dans le produit.

Les arômes sont un exemple moins sérieux mais pratique. Les récepteurs olfactifs de notre nez ont également une chiralité et sont conçus pour reconnaître certaines substances. Un énantiomère du produit naturel carvone sent le carvi, l'énantiomère formant un miroir correspondant, cependant, la menthe.

Application médicale et utilisation

De nombreux composés organiques qui sont utilisés comme ingrédients actifs dans les médicaments ont des atomes chiraux et donc différents énantiomères. Par conséquent, lors de la synthèse de ces substances, il faut veiller à obtenir un produit aussi énantiomériquement pur que possible.

La séparation ultérieure est techniquement très complexe, c'est pourquoi les effets secondaires sont tolérés dans certains cas et un racémate est approuvé comme médicament. Les énantiomères associés ayant souvent une activité différente, le médicament final doit être dosé plus haut dans ce cas afin d'obtenir la même efficacité que celle d'un médicament énantiomériquement pur.

Par exemple, la kétamine anesthésique a un énantiomère (S), qui a un meilleur effet analgésique et anesthésique et moins d'effets secondaires psychotropes que l'énantiomère (R) correspondant. Ici, il est avantageux pour le patient d'utiliser la substance médicamenteuse (S) -énantiomériquement pure.

Un autre exemple est l'ibuprofène, analgésique, généralement disponible sous forme de racémate. Seul l'énantiomère (S) a un effet analgésique, l'énantiomère (R) est cependant aussi bon qu'inefficace. Cependant, une certaine proportion de ces derniers est transformée en forme (S) efficace dans l'organisme par une enzyme endogène. Il n'y a donc pas besoin d'une synthèse complexe ou d'une séparation ultérieure des énantiomères.

Risques et effets secondaires

L'inefficacité d'un énantiomère est un effet secondaire comparativement inoffensif de l'utilisation d'un mélange racémique comme médicament. Un exemple tragique d'effets secondaires très graves est le somnifère Contergan avec l'ingrédient actif thalidomide. Contergan a été annoncé comme un somnifère non létal dans les années 1950 et était populaire auprès des femmes enceintes car il réduisait également les nausées matinales. Les expérimentations animales menées jusque-là n'ont montré pratiquement aucun effet secondaire. Cependant, après le lancement sur le marché, davantage de malformations se sont produites chez les nouveau-nés et le médicament a été retiré du marché allemand après quatre ans.

De nombreuses études ont ensuite examiné le mode d'action de la thalidomide et ont pu montrer que la molécule se lie à un facteur de croissance chez l'enfant à naître et interfère ainsi avec le développement embryonnaire. Jusqu'à présent, cet effet tératogène ne pouvait être définitivement attribué à aucun des deux énantiomères, d'autant plus que les deux énantiomères se transforment l'un en l'autre dans le corps. Cependant, des études similaires suggèrent que l'énantiomère (S) de la thalidomide peut avoir des effets plus néfastes.

Avec la bupivacaïne anesthésique locale, il existe un risque important d'entrée accidentelle dans la circulation sanguine. L'énantiomère (R) déclenche une baisse plus forte de la fréquence cardiaque que l'énantiomère (S) correspondant. Cependant, les deux montrent un effet anesthésique comparable. Si un ingrédient actif (S) -énantiomériquement pur est utilisé ici, ces effets secondaires graves pour le patient peuvent être réduits.