CHIMICA FARMACEUTICA - ANALISI CHIMICO-TOSSICOLOGICA DELLE PIANTE OFFCINALI E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

Obiettivi formativi

• CHIMICA FARMACEUTICA

  Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding)

  Il corso intende fornire agli studenti gli strumenti per lo studio dei concetti fondamentali che caratterizzano la Chimica Farmaceutica e Tossicologica.

  Conoscenza e capacità di comprensione applicate (applying knowledge and understanding)

  Lo studente acquisisce la conoscenza delle strategie utilizzate per la scoperta e la progettazione di nuovi principi attivi, delle tappe necessarie per l’elaborazione di questi a farmaci e per il loro sviluppo a medicamenti. Inoltre avrà conoscenza dei momenti dell’azione dei farmaci, dalla somministrazione alla eliminazione e delle proprietà condizionanti l’interazione farmaco-biofase. Lo studente avrà conoscenza di selezionate classi di farmaci e comprenderà come essi interagiscono con i recettori dei neurotrasmettitori, con i recettori intracellulari, con gli enzimi e con i canali ionici, approfondendone i meccanismi d’azione, le proprietà chimico-farmaceutiche e tossicologiche, e le relazioni struttura-attività

  RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI (Learning outcomes)

  Lo studente conoscerà e comprenderà le problematiche relative alla progettazione, al meccanismo d’azione a livello molecolare, alle interazioni farmaco-recettore, alla tossicità, al metabolismo e alle relazioni struttura-attività delle classi di farmaci prese in esame, in particolare quelli di origine naturale

• ANALISI CHIMICO-TOSSICOLOGICA DELLE PIANTE OFFICINALI E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

  Il corso ha l’obiettivo di fornire allo studente le conoscenze teoriche e pratiche, attraverso lo studio dei principali metodi analitici, per affrontare le problematiche connesse alla separazione e alla determinazione qualitativa e quantitativa dei principi attivi delle piante officinali e dei prodotti nutraceutici.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• CHIMICA FARMACEUTICA

  Il corso sarà tenuto principalmente mediante lezioni frontali. Durante le lezioni verrà richiesto allo studente di partecipare attivamente alla discussione sugli argomenti esposti e in particolare agli studi di casi. Verranno proposte esercitazioni in aula su modalità d’esame.

Prerequisiti richiesti

• CHIMICA FARMACEUTICA

  Una corretta comprensione degli argomenti sviluppati nel Corso richiede conoscenze preliminari di Chimica Organica, Chimica Biologica, Anatomia, Fisiologia, Patologia, Farmacologia.

• ANALISI CHIMICO-TOSSICOLOGICA DELLE PIANTE OFFICINALI E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

  Conoscenza della chimica generale ed inorganica ed elementi dii base di fisica e matematica

Frequenza lezioni

• CHIMICA FARMACEUTICA

  Il corso prevede lezioni frontali per 49 ore (7 CFU). La frequenza in aula, come da regolamento didattico, è obbligatoria per almeno il 70% delle lezioni del corso valutate in tutte le loro forme di espletamento.

• ANALISI CHIMICO-TOSSICOLOGICA DELLE PIANTE OFFICINALI E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

  Il corso si articola in lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio a posto singolo e di gruppo. Durante le lezioni verranno discussi gli aspetti teorici relativi alla separazione, all'analisi qualitativa e quantitativa di principi attivi delle piante officinali e dei prodotti nutraceutici. Le esercitazioni di laboratorio riguarderanno l’applicazione di alcune delle tecniche analitiche discusse durante le lezioni. La frequenza alle esercitazioni di laboratorio è obbligatoria. La frequenza in aula è obbligatoria per almeno il 70% delle ore complessive.

Contenuti del corso

• CHIMICA FARMACEUTICA

  PARTE GENERALE

  Definizione ed obiettivi della Chimica Farmaceutica, cenni storici ed evoluzione. Scoperta di farmaci da prodotti naturali. Definizione di farmaco. Diversi modi per la classificazione dei farmaci. Classificazione ATC dei farmaci. Nomenclatura dei farmaci. Fasi dell’azione dei farmaci: farmaceutica, farmacocinetica, farmacodinamica. Farmacocinetica: assorbimento, metabolismo (fase I e fase II), distribuzione ed eliminazione di un farmaco. Farmacodinamica: Bersagli dei farmaci. Interazione farmaco-bersaglio molecolare: descrizione dei differenti legami chimici coinvolti nell’interazione. Recettori: recettori accoppiati alle proteine G, recettori con intrinseca attività enzimatica, canali ionici operati da ligandi e voltaggio operati. Enzimi ed inibizione enzimatica, inibitori competitivi e non-competitivi. Acidi nucleici. Lipidi. Carboidrati. Scoperta, progettazione e sviluppo dei farmaci. Ottimizzazione dell'interazione con il bersaglio. Ottimizzazione dell'accesso al bersaglio. Prodrugs e Softdrugs. L’introduzione dei farmaci sul mercato.

  PARTE SISTEMATICA

  Esempi di farmaci derivati da sostanze naturali (i seguenti esempi saranno integrati a lezione).

  ANALGESICI OPPIOIDI. Introduzione. Morfina: struttura e proprietà, relazioni struttura –attività. Recettori oppiodi, sviluppo di analoghi della morfina, agonisti, antagonisti.

  ANTITUMORALI. Generalità sulle malattie neoplastiche e approcci terapeutici, classificazione dei farmaci antitumorali. Antitumorali di origine vegetale

  
  
  

• ANALISI CHIMICO-TOSSICOLOGICA DELLE PIANTE OFFICINALI E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

  Sicurezza nei laboratori. Norme di sicurezza e di comportamento, classi e simboli di pericolosità delle sostanze nocive, schede di sicurezza, dispositivi di protezione individuale, smaltimento rifiuti.

  Metodi di separazione e purificazione. Separazione di miscele di sostanze organiche. Filtrazione. Decantazione. Centrifugazione. Estrazione. Imbuto separatore. Coefficiente di ripartizione. Sublimazione. Cristallizzazione. Evaporazione. Distillazione e distillazione in corrente di vapore.

  Introduzione ai metodi ottici di analisi. Lo spettro elettromagnetico. Interazioni tra radiazioni e materia. Spettroscopia di assorbimento e di emissione. Spettrometria infrarossa (IR) e ultravioletto/visibile (UV/VIS). Teoria. Strumentazione. Regioni più importanti dello spettro. Scelta della lunghezza d’onda di lavoro. Legge di Lambert e Beer. Metodo della retta di taratura.

  Metodi di analisi cromatografici. Introduzione. Classificazione delle tecniche cromatografiche. Meccanismi di separazione: assorbimento, ripartizione, scambio ionico, esclusione ed affinità. Cromatografia su carta, su strato sottile (TLC), su colonna classica (CC), cromatografia in fase liquida ad alta efficienza (HPLC) e gascromatografia (GC). Introduzione. Caratteristiche della fase mobile e stazionaria. Criteri di scelta. Strumentazioni. Tecniche operative. Applicazioni nell’analisi qualitativa e quantitativa dei principi attivi delle piante officinali e dei prodotti nutraceutici.

  Tecniche di laboratorio di base La pesata. Uso di vetreria da laboratorio e di vetreria tarata

  Analisi quantitativa volumetrica. Soluzioni standard. Indicatori. Titolazioni acido-base in solventi acquosi ed in solventi non acquosi. Applicazioni nell’analisi quantitativa dei principi attivi.

  ESERCITAZIONI IN LABORATORIO

  Sicurezza in laboratorio.

  Semplici tecniche di trattamento del campione: Saggi su solubilità in acqua,

  Saggi per via secca di carbonati, acetati, borati, ione ammonio, Saggi alla fiamma

  Formazione di precipitati e tecniche di separazione solido-liquido: filtrazione su filtro liscio, su filtro a pieghe, filtrazione a pressione ridotta, centrifugazione.

  Misura del pH.

  Estrazione della caffeina dalle foglie di te: tecniche di macerazione, decantazione, estrazione con solvente organico

  Cromatografia su strato sottile della caffeina estratta

  Determinazione della purezza della caffeina mediante UV

  Titolazione acido-base

  Determinazione della percentuale di acido acetico nell’aceto

Testi di riferimento

• CHIMICA FARMACEUTICA

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

  2. T.L. LEMKE et al., Foye's L'essenziale, Principi di Chimica Farmaceutica, I Edizione italiana, Piccin,

  Padova, 2017.

  3. R.B. Silverman, M.W. Holladay., Manuale di chimica farmaceutica, progettazione, meccanismo d'azione e metabolismo dei farmaci. Edra

  3. Appunti e diapositive di lezione

• ANALISI CHIMICO-TOSSICOLOGICA DELLE PIANTE OFFICINALI E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

  R. Cozzi, P. Protti, T. Ruaro - Analisi chimica: moderni metodi strumentali - Zanichelli, Bologna.

  G. C. Porretta - Analisi DI PREPARAZIONI FARMACEUTICHE. Analisi quantitativa. - Ed. CISU, Roma.

  Farmacopea Ufficiale Italiana XII edizione. European Pharmacopoeia VII edizione e supplementi.

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• CHIMICA FARMACEUTICA

  La verifica dell'apprendimento è costituita da una prova scritta comprendente domande a risposta multipla e domande a risposta aperta.

  La prova è finalizzata a valutare il livello di conoscenza dei concetti base della Chimica farmaceutica, degli aspetti fondamentali riguardanti la progettazione,i meccanismi d'azione a livello molecolare e le relazioni struttura-attività (SAR) delle classi di farmaci illustrate durante il corso.

  Durante il corso saranno proposte alcune esercitazioni in aula impostate con la stessa modalità dell'esame

• ANALISI CHIMICO-TOSSICOLOGICA DELLE PIANTE OFFICINALI E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

  L'esame consiste in una prova scritta con quesiti a risposta multipla , successiva discussione e valutazione ; ai fini del voto finale saranno considerate anche le prove di laboratorio e le relative relazioni

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• CHIMICA FARMACEUTICA

  Se una sostanza si scioglie in olio e non in acqua, essa sarà verosimilmente

  • polare
  • apolare
  • ionica
  • tamponata
  • dissociata

  Un agonista è una sostanza che è capace di

  • bloccare irreversibilmente un sito allosterico
  • Legarsi al recettore senza attivarlo
  • Produrre un responso senza legarsi ad un recettore
  • Bloccare irreversibilmente un recettore
  • Legarsi al recettore attivandolo

  Gli enzimi della fase I di un farmaco catalizzano reazioni di

  • ossidoriduzione e idrolisi
  • coniugazione con acido glucuronico
  • Fosforilazioni
  • Coniugazione con il tripeptide glutatione
  • Alchilazione
• ANALISI CHIMICO-TOSSICOLOGICA DELLE PIANTE OFFICINALI E DEI PRODOTTI NUTRACEUTICI

  Quale delle seguenti sostanze non si usa come elemento disperdente nella preparazione della pastiglia per l'esecuzione di uno spettro IR

  A) NaCl

  B) CaCO₃

  C) KBr