Idealization in pharmacology and pharmacy: Symbol of the chemical formula of one molecule of a substance and a real pharmaceutical product

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Фармакология как наука сформировалась в начале-середине XIX в. благодаря Мажанди, Клоду Бернару, Рудольфу Бухгейму и Освальду Шмидебергу, которые предложили изучать биологическую активность лекарств в экспериментах на животных, чем освободили фармакологию от алхимии и гипноза [1–3]. В связи с тем, что становление фармакологии на научные рельсы произошло на 200 лет позже химии, философия фармакологии с самого начала стала формироваться под влиянием философии химии и опираться на достижения химии, которая к этому периоду времени уже смогла заслужить большой авторитет и огромную известность в обществе [4]. Химия оказала мощное влияние на формирование философии фармакологии с самого ее зарождения. Практически вся информация, содержащаяся в большинстве учебников, справочников, энциклопедий, научных статей и руководств, посвященных поиску, разработке новых лекарственных средств и изучению механизма их действия, до сих пор традиционно пронизана философией химии [5]. В последние десятилетия информация о механизмах действия лекарств стала активно дополняться и философией биохимии [6].

Однако философия химии и биохимии, сыгравшая большую роль в развитии фармации и фармакологии, стала одновременно с этим и ограничением этих наук. Дело в том, что благодаря опоре на философию химии и биохимии информация о механизмах действия лекарственных средств оказалась ограниченной рамками этой философии, которая даже в наши дни все еще сохраняет черты иллюзорности, так как не достигла своего совершенства. Кроме этого, такое ограничение исключило равное участие философии других наук, философии религии и традиционной медицины, в недрах которой сформировались фармация, фармакология и медицина в целом [5, 7].

Таким образом, философия химии и биохимии как основа теории фармации и фармакологии помогла человечеству в формировании качественной информации в области понимания механизма действия лекарств. Но эта информация осталась ограниченной рамками в основном философии химии и биохимии, поскольку формировалась без равного участия философии иных наук и философии врачевания, то есть философии медицины. Поэтому современная информация о механизмах действия лекарственных средств только с первого взгляда кажется полностью пронизанной философией науки в полном объеме. В то же время, в последние годы появились философские и аналитические работы не только в области химии и физики, но и биологии [8, 9], фармации и фармакологии [10, 11]. При этом следует подчеркнуть, что философия химии продолжает лежать в основе выдающихся исследований в области фармакологии, хотя, как правило, с сильным историческим компонентом [9, 12, 13]. Так, начиная с 1990-х годов и далее философия химии начала развиваться очень быстро, и появились научные исследования, бросающие вызов редукционистским аргументам. Примером такого вызова является сообщение E.R. Scerri, сделанное им в 2008 г., об идеализации в чистых химических субстанциях [8, 9]. Кроме этого, в указанный период времени прогресс философии химии был в значительной мере модернизирован также благодаря специализированным конференциям и выпускам журналов, посвященных проблеме идеализации и реальности в химии [14–16].

Параллельно в эти же годы появились первые научные сообщения в области фармации и фармакологии, которые также не вписывались в представления о механизмах действия лекарств, опирающиеся на философию химии и считавшиеся единственно правильными [10, 11, 17–20]. В связи с этим приверженцам обновленной фармакологической философии пришлось начать формировать новую область ее применения. Это было необходимо сделать, так как изначально вся фармацевтическая и фармакологическая информация была не только сформирована под влиянием философии химии, но за многие десятилетия оказалась надежно «обжитой» исследователями и потребителями лекарств во всем мире [4]. Фармацевтические науки, фармакологическая наука, фармацевтическая промышленность, фармацевтический бизнес, стандартная схема поиска и разработки новых лекарств, классификация лекарственных средств и контроль качества лекарств были полностью сформированы на философии химии и «отточены» химическими представлениями [3, 21–23].

КРАТКИЙ ЭКСКУРС В ЭВОЛЮЦИЮ ТОГО, КАК ЕСТЕСТВОИСПЫТАТЕЛИ, ХИМИКИ И ФАРМАЦЕВТЫ ВОСПРИНИМАЛИ МАТЕРИАЛЬНЫЙ МИР И ВЗАИМОДЕЙСТВОВАЛИ С НИМ

С древних времен вплоть до середины XIX в. в умах людей доминировала Materia medica, что было связано с культурой гиппиатрии, которую разделяли знахари и шарлатаны [3]. Materia medica — это латинский термин древней философии, которая более двух тысяч лет охватывала собой всю область фармации и фармакологии и проявлялась дидактическим описательным исследованием фармакогнозии, фармации, дозологии и показаний к применению лекарств с терапевтической целью. Materia medica определяла описывать источники растительного, животного и минерального происхождения, природу, приготовление и свойства веществ или смесей веществ, которые использовались лекарями и разного рода целителями в качестве средств для лечения заболеваний. При этом универсальный механизм действия, лежащий в основе всех лекарств, был основан на благости Бога. Поэтому в те времена не требовалось какого-либо рациональной трактовки механизмов действия лекарств. При изложении информации о лекарствах приоритет состоял в расположении ее в алфавитном порядке. Для каждого растения или продукта было дано описание исходных, физических и химических свойств, методов приготовления экстрактов, методов их формулирования в широком диапазоне классов продуктов и многих способов введения и количества для каждого вида. Информация о физиологических действиях на животное указывалась очень редко, и нередко фантазировалась. При этом научное обоснование механизма действия лекарств отсутствовало. В связи с этим Materia medica стойко сохраняла влияние религии и догм на терапию на протяжении более двух тысячелетий. До 1800 г. фундаментальная поддержка медицины биологическими науками либо отсутствовала, либо находилась в зачаточном состоянии. Труды греческих врачей Педания Диоскорида (ок. 40–90 гг. н. э.) и Галена (129–201 гг. н. э.) были доктринальными «библиями» медицины [24]. Вплоть до середины XIX в. большинство учителей не занималось исследовательской деятельностью, не публиковало статей и не руководствовалось ими. Лекции «профессора-бога» были почти единственным источником информации для студентов, а преподавание терапии вплоть до XVIII и начала XIX в. напоминало религию, с использованием источника Materia medica в качестве Библии, но с небольшими вариациями в посланиях [3].

Первыми исследователями фармакологии у человека были ученики Рудольфа Бухгейма (1820–1879) в Дерпте (ныне Тарту, в Эстонии, в то время являвшейся частью Российской Империи) и его ученика Иоганна Эрнста Освальда Шмидеберга (1838–1921) в Страсбурге (Германия в то время). Благодаря этому позже Рудольф Бухгейм был признан отцом-основателем фармакологии человека. Из двух его основных вкладов первый был концептуальным. Рудольф Бухгейм отказался от одного из основных столпов Materia medica, а именно от традиционной ботанической и химической классификации лекарств, и заменил ее на классификацию, основанную на способе действия лекарств. Во-вторых, Рудольф Бухгейм ввел метод биоанализа, основанный на измерении количественных ответов, которые явились основополагающими для достижений в фармакологии [1–3, 25, 26].

В последующие годы пастеровская и фармакологическая революции второй половины XIX в. привели к существенному расширению научных знаний, предоставлению новых терапевтических возможностей, таких как вакцинация, что постепенно привело к повсеместному отказу от Materia medica. Жирную точку в этом противостоянии поставила успешная профилактика инфекционных болезней, достигнутая с помощью вакцин и показавшая практически полную неадекватность Materia medica [3, 25]. Это объяснялось тем, что плохие терапевтические результаты, предоставляемые Materia medica, были обусловлены с почти полным отсутствием знаний о медицинской патофизиологии. Это препятствовало рациональному использованию традиционных лекарств, большинство из которых не обладало терапевтическим потенциалом.

Тем не менее вплоть до середины ХХ в. химия и физика как точные и прогрессивные науки прочно занимали ведущее место в открытии лекарств и в объяснении механизма действия лекарственных средств [3, 27, 28]. Прогресс в химии позволил появиться новым парадигмам для объяснения эффектов лекарств и синтеза новых веществ. Лавуазье (1743–1794) был отцом-основателем химии, и в начале XIX в. эта дисциплина была хорошо известна. В итоге достижения в области химии и многие искусственные продукты (кислоты, спирты, соли и др.) рекламировались как лекарства, не требующие религиозного одобрения, несмотря на отсутствие фармакологического или терапевтического обоснования. Скорее, химические свойства лекарств были использованы для объяснения их эффектов в новой парадигме [3]. При этом еще многие годы никакие серьезные применения фармакодинамических принципов к терапии не были возможны вплоть до тех пор, пока клиницисты не приняли физиопатологические механистические концепции. Например, в те времена лихорадка не рассматривалась как симптом специфических расстройств; скорее, сами лихорадки считались категориями болезней. Только в середине XX в. было установлено, что доказательной базой для терапии должно быть наблюдение и измерения пациентов в клинике, а не «бездоказательная терапия», о которой говорилось в более ранних книгах. Наиболее ярко об этом указал Мейер Джонс во введении к первому изданию своей эпохальной книги в 1953 г.: «Различные лекарства рассматриваются, во-первых, с точки зрения их базовой фармакологии (фармакодинамики) и, во-вторых, с точки зрения клинического применения этой информации (терапевтические средства)» [29].

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЛОСОФИЯ ФАРМАЦИИ И ФАРМАКОЛОГИИ. ПРЕИМУЩЕСТВА И ОГРАНИЧЕНИЯ

Несмотря на то что человечество применяет «лекарства» для лечения болезней уже более 3000 лет, механизм действия многих реальных фармацевтических продуктов и сущность их терапевтической эффективности до сих пор не имеет полного научного объяснения [23]. Причиной этого является длительное доминирование авторитета жрецов, уповающих на Бога, многогранность ответной реакции пациентов после взаимодействия их с лекарствами, сложность получения указанной информации, позднее формирование медицины, запоздалое формирование основ научной фармации и фармакологии как основы современного лечения болезней и химическая философия этих наук, созданная по подобию философии химии. Дело в том, что огромное влияние на прогресс фармации и фармакологии оказало опережающее формирование химии как науки, достижения которой обеспечили прогресс мировой фармацевтической индустрии в конце XIX в. [10]. В указанный период времени произошли великие научные достижения в области органической химии, обеспечившие великие открытия в фармации и фармакологии, общие результаты сотрудничества которых обеспечили успешные финансовые вложения в формирование мощной фармацевтической промышленности. Дополнительным стимулирующим фактором прогресса фармацевтической индустрии, фармации и фармакологии в те годы послужила Вторая мировая война, способствовавшая выделению государственных заказов для массового производства лекарственных препаратов [22]. Затем вплоть до конца XX в. философия фармации и фармакологии оставалась полностью пронизанной философией химии без существенных изменений. Следствием этого стало то, что до сих пор стандартная схема поиска и разработки новых лекарств базируется на скрининге многих тысяч вновь синтезированных оригинальных химических соединений [30].

Тем не менее мы до сих пор не знаем о всех потенциальных возможностях терапевтического применения любого химического вещества, используемого в роли реального лекарственного препарата (реального фармацевтического продукта, как например, таблетки, раствора, аэрозоля и др.). К сожалению, современная философия фармации и фармакологии не обеспечивает получения такой информации. Сообщалось, что причиной этого является лежащая в их основе философия химии, основанная на идеализации веществ и подменой их чистыми химическими субстанциями [11, 19, 20, 23]. Именно поэтому мы не знаем, какое вещество и каким образом можно быстро и надежно превратить в лекарственный препарат (а именно в определенный фармацевтический продукт) с «нужным» механизмом действия [23, 31–33].

Было показано, что причиной указанной ограниченности фармацевтической и фармакологической информации является идеализация лекарств. Это наглядно демонстрирует содержание учебников, научных энциклопедий, химических справочников и научных статей, в которых характеристика химических веществ, равно как и лекарственных средств, и их свойств носит теоретический (иллюзорный) характер [10]. Именно вследствие этого в мире фармации и фармакологии (так же как в мире физики, химии и материаловедения) исследователи вплоть до последних лет традиционно представляют вещества химическими субстанциями их основных ингредиентов, которые нередко подменяют их химическими формулами и химическими названиями. Более того, сложившаяся философия химии, фармации и фармакологии привели к подмене конкретных веществ (конкретных продуктов), включая лекарственные препараты (таблетки, растворы, крема и прочее), химическими символами (химическими формулами) молекул «главных» ингредиентов независимо от агрегатного состояния веществ (твердое, жидкое, газообразное состояние). Следствием этого стало то, что механизм действия лекарственных препаратов, включающих различные ингредиенты, рассматривается в фармации и фармакологии с позиции идеализированной химии «основного действующего ингредиента». Мало этого, даже этот главный ингредиент (химическое соединения, химическая субстанция) подменяется химическим символом одной его молекулы.

Таким образом, современная философия фармации и фармакологии опирается на идеализированную химическую сущность лекарственных средств, в роли которых подразумеваются химически чистые реактивы, идеальные субстанции (химические вещества), и которые необдуманно подменяются символами одной молекулы выбранного вещества [10]. Об идеализированной химической сущности веществ ярче всех заявлял Frederick Suppe: «Чистая субстанция есть идеализированная сущность» [34].

Идеализация лекарств стала причиной того, что в философии фармации и фармакологии рассматриваемый фармацевтический продукт имеет идеальное высокое качество. При этом подразумевается, что в нем полностью отсутствуют примеси, оно не смешивается с иными активными веществами, не представляет собой определенный материальный предмет в определенном агрегатном состоянии с определенными физическими, химическими и другими свойствами и не содержит газы [10, 20, 35, 36].

В то же время реальные лекарства (фармацевтические продукты) всегда представляют собой не химические формулы и их символы, не молекулы, не химические субстанции, не чистые химические реактивы, а определенные предметы, которые к тому же могут изготавливаться разными производителями с разным качеством. Об этом ярко повествует русская пословица: «Та же мучка, да не те ручки». Кроме этого, любой реальный лекарственный препарат в реальных условиях всегда отличается своими физическими, химическими, физико-химическими свойствами и биологической активностью не только от аналогичного реального продукта, произведенного иным производителем и/или в ином месте, в иное время, либо хранимого в иных условиях, но и от своего иллюзорного энциклопедического эталона [37–39]. В то же время было показано, что искусственное изменение физико-химических свойств реальных лекарств за счет приданиям им «нужной» температурной, кислотной (щелочной), осмотической активности и/или за счет обогащения их газами позволяет превращать «старые» лекарства в «новые». Такой путь разработки новых лекарств зародился в России в 1983 г. и в настоящее время получил название «физико-химическое перепрофилирование лекарств» [23].

Следовательно, чистая химическая субстанция — это далеко не реальный фармацевтический продукт, и не единственно возможное реальное вещество с единственно возможными свойствами, и не единственное лекарство с единственно возможным механизмом действия с единственно возможной областью терапевтического применения. Это объясняется тем, что реальный фармацевтический продукт очень редко аналогичен (идентичен) идеально химической субстанции, используемой в качестве основного ингредиента этого продукта.

Поэтому настало время модернизировать философию фармации и фармакологии, начав этот процесс, как минимум, с прекращения необдуманной подмены реального фармацевтического продукта символом одной молекулы и/или химической формулы основного действующего ингредиента. За пример модернизации представлений можно взять модернизацию идеализированных химических представлений о воде, которую философы идеализированной химии на длительный период времени подменили символом H₂O, забыв, что вода — это и пар, и снег, и лед… Однако природа демонстрирует нам, что вода может быть твердой в виде снега и льда, а также может быть газообразной в виде пара. Все это свидетельствует о том, что молекула воды и общепринятые ее символы вовсе не отражают существо натуральных предметов из воды, ее пара, снега и льда. Ярче всех об этом сказал Sibel Erduran: «H₂O is the chemical essence of water, not the essence of water» [15].

С другой стороны, механизм действия идеализированных лекарственных средств и реальных фармацевтических продуктов различен не только по определению, но и еще как минимум по двум обстоятельствам.

Во-первых, описанный (предсказанный) механизм действия лекарств относится лишь к теоретическому миру, подразумеваемому в виде виртуального пациента среднего возраста, среднего пола, среднего состояния здоровья (живущего вечно, то есть «бессмертного»), имеющего массу тела около 70 кг, а лекарство проникает в его кровь таинственным образом в дозе, называемой «средней терапевтической дозой» [40].

Во-вторых, реализуемый в режиме реального времени механизм действия лекарства в организме конкретного пациента относится к реальному миру, который не повторим как река, в которую нельзя ступить дважды. При этом некуда деться от того, что «не лекарство действует, а организм реагирует на него».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, философия фармации и фармакологии, основанная на философии идеализированной химической сущности химических субстанций, тормозит прогресс медицины, так как идеализированные субстанции далеки от сущности реальных фармацевтических продуктов, перечень которых непрестанно расширяется. Химическое название и химическая формула — это всего лишь символ одной молекулы химического элемента, отражающий его идеализированную химическую сущность, но не сущность реальной «таблетки», «ампулы» и/или «тюбика» с кремом. В свою очередь, подразумеваемый стандартами медицинской помощи виртуальный пациент среднего пола, среднего возраста, среднего состояния здоровья, с массой тела около 70 кг — это всего лишь идеализированный (виртуальный) пациент, взаимодействующий с идеализированным «лекарством». В связи с этим изучение связи между идеализированной и реальной сущностью лекарств, пациентов и их взаимодействием в реальном мире является важнейшей частью проблемы взаимоотношений между теорией и реальностью в фармации, фармакологии и в медицине, требующей разрешения в будущем.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией. Вклад каждого автора: А.Л. Ураков, П.Д. Шабанов — написание статьи, анализ данных, редактирование статьи, разработка общей концепции.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

ADDITIONAL INFORMATION

Authors’ contribution. Thereby, all authors made a substantial contribution to the conception of the study, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the article, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the study. The contribution of each author: A.L. Urakov, P.D. Shabanov — manuscript drafting, writing and pilot data analyses; paper reconceptualization and general concept discussion.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

About the authors

Aleksandr L. Urakov

Izhevsk State Medical Academy

Author for correspondence.
Email: urakoval@live.ru
ORCID iD: 0000-0002-9829-9463
SPIN-code: 1613-9660

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Izhevsk

Petr D. Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-code: 8974-7477

Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References