Secondo la definizione IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) "La chimica farmaceutica è una disciplina chimica che coinvolge aspetti di scienze biologiche, mediche e farmaceutiche. Riguarda l’invenzione, la scoperta, la progettazione, l’identificazione e la preparazione di composti biologicamente attivi, lo studio del loro metabolismo, l’interpretazione dei loro meccanismi d’azione a livello molecolare e la costruzione delle relazioni struttura e attività (S.A.R.), che indicano il rapporto tra la struttura chimica e l’azione farmacologica per una serie di composti.”
In considerazione di ciò, la prima parte del corso (parte generale) si propone di fornire agli studenti alcune conoscenze teoriche generali necessarie a comprendere l’azione dei farmaci, con accenni ai principali approcci di studio delle relazioni tra struttura chimica ed attività biologica.
A questo scopo, verranno spiegate le proprietà chimico-fisiche dei farmaci: comportamento acido-base, solubilità, lipofilia, effetti elettronici dei sostituenti, dimensione molecolare, reattività, stereochimica, interazioni farmaco-recettore.

Saranno inoltre trattati i seguenti argomenti:
- alcuni metodi impiegati nella scoperta e nello sviluppo dei farmaci (es:identificazione di composti guida attraverso screening ad alto rendimento, approcci razionali e serendipity; strategie di ottimizzazione dei composti guida per ottenere candidati allo sviluppo pre-clinico);
- meccanismi molecolari alla base dell’azione dei farmaci (attivazione/inibizione di recettori o enzimi); 
- fattori che influenzano il decorso farmacocinetico (assorbimento, distribuzione, metabolismo, eliminazione) e la tossicità dei farmaci.

La seconda parte del corso (sistematica), oltre ad illustrare i risultati raggiunti dalla ricerca farmaceutica, mira a fornire alcuni esempi di applicazione dei principi e dei metodi discussi nella parte generale. Tratterà le principali classi di sostanze attive sul sistema nervoso centrale e periferico, e alcune di quelle in grado di bloccare i processi infiammatori. Per ciascuna classe, partendo dalla scoperta delle sostanze guida, si esamineranno le relazioni tra struttura, proprietà chimico-fisiche, farmacodinamica (meccanismi molecolari alla base dell'azione biologica) e farmacocinetica.

Nel complesso, il corso mira a trasferire conoscenze caratterizzanti ed indispensabili a ricoprire ruoli professionali in ambito farmaceutico e sanitario.

L'insegnamento affronterà i seguenti argomenti secondo l'ordine indicato: 1. Generalità: definizioni di farmaco, tipi di farmaco, small drugs e farmaci biotecnologici; tipi di utilizzo e tipi di azione. Aspetti storici e generali sui metodi di scoperta e sviluppo dei farmaci. 2. Principali target molecolari: recettori canale ligando-dipendenti, recettori canale voltaggio-dipendenti, recettori accoppiati a proteine G, recettori nucleari (fattori di trascrizione); agonisti, antagonisti, agonisti inversi; affinità, potenza, efficacia, curve dose-risposta e test di binding; enzimi e inibitori enzimatici. 3. Interazioni farmaco-recettore e forze coinvolte: forze di London o interazioni di Van der Waals, interazioni idrofobiche, legame a idrogeno, interazione a trasferimento di carica, coordinazione ione-metallo, interazione dipolo-dipolo, interazione ionica e ione-dipolo, interazione catione-pi-greco, legame covalente. Stereoisomeria e interazioni stereospecifiche. Isomeria conformazionale, analoghi rigidi e studio della conformazione bioattiva. Individuazione del farmacoforo. 4. Proprietà chimico-fisiche dei farmaci: effetti dei sostituenti (elettronici, lipofili, sterici) e metodi di misura; comportamento acido-base ed equazione di Henderson-Hasselbach; lipofilia/idrofilia: coefficiente di ripartizione (P) e coefficiente di distribuzione (D); solubilità (S), predizione solubilità e velocità di dissoluzione (equazione di Noyes-Whitney); potere ottico rotatorio; dimensioni molecolari. 5. Proprietà chimico-fisiche, forme farmaceutiche e vie di somministrazione. Proprietà chimico-fisiche e comportamento farmacocinetico: tratto gastro intestinale, meccanismi di assorbimento e velocità di assorbimento (equazione di Fick ed equazione di Michaelis-Menten); predizione dell'assorbimento di un farmaco somministrato per via orale: regola di Lipinski, PSA (area di superficie polare) e "flessibilità"; principali parametri farmacocinetici e loro determinazione (AUC, biodisponibilità, Cmax, Tmax, Css, volume apparente di distribuzione (Vd), clearance, % di legame a proteine plasmatiche, T1/2 e durata di azione.) 6. Reazioni metaboliche di Fase I e Fase II (ossidazioni, riduzioni, idrolisi, coniugazioni); tossicità dei farmaci. 7. Ottimizzazione dell'attività del farmaco: composto guida (prototipo o lead) e modifica dei gruppi funzionali. Isosteria e bioisosteria. 8. Profarmaci. 9. Classificazione dei farmaci. 10. Farmaci attivi sulla neurotrasmissione colinergica (agonisti e antagonisti muscarinici, inibitori dell'acetil colinesterasi, antagonisti nicotinici). 11. Anestetici locali. 12. Analgesici maggiori o centrali (oppioidi). 13. Analgesici minori: antipiretici e antiinfiammatori non stereoidei (paracetamolo, COX1/COX2 inibitori, antigottosi). 14. Corticosteroidi. 15. Antistaminici (anti H1) e antiallergici correlati. 16-17. Farmaci attivi sulla neurotrasmissione dopaminergica (antipsicotici e antiparkinson). 18. Farmaci attivi sulla neurotrasmissione GABAergica (Anticonvulsivanti, Ansiolitici, Ipnotici, Sedativi, miorilassanti centrali).

Chimica Organica

(NB: La "Chimica Farmaceutica  e Tossicologica" tratta per definizione le relazioni tra la struttura chimica e l'attività biologica delle sostanze farmacologicamente attive (si veda definizione IUPAC). Risulta dunque evidente che per affrontare i contenuti del corso e comprenderne il linguaggio tecnico è necessario aver acquisito non solo le conoscenze derivanti dallo studio della Chimica Organica e della Chimica Generale e Inorganica , ma anche quelle derivanti dallo studio della Fisiologia Generale e delle materie ad essa propedeutiche, come Anatomia Umana e Biochimica Generale.)
 

D1 (conoscenza e comprensione): lo studente dovrà dimostrare di aver compreso i concetti e i contenuti previsti dal corso, rispondendo ad apposite domande, in forma scritta e orale.

D2 (capacità di applicare conoscenza e comprensione): lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze e la logica acquisite per formulare ipotesi plausibili sul comportamento farmacodinamico e farmacocinetico di specifiche sostanze.

D3 (autonomia di giudizio): lo studente dovrà indicare le molecole più opportune al trattamento terapeutico di una patologia, basandosi sulla conoscenza delle relazioni tra caratteristiche chimico-fisiche dei principi attivi, farmacocinetica e farmacodinamica.

D4 (abilità comunicative): lo studente dovrà essere in grado di comunicare in maniera corretta e comprensibile le risposte alle domande proposte, in forma scritta e orale, utilizzando, a seconda del contesto, la terminologia e gli schemi tipici del linguaggio matematico-fisico, chimico, biologico, farmacologico.

D5 (capacità di apprendimento): lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito le conoscenze necessarie ad intraprendere lo studio di materie affini al corso stesso e/o di livello più avanzato.
 

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni a fine argomento

Obblighi

La frequenza è consigliata ma non obbligatoria.

Testi di studio

Testi di riferimento per lo studio:

W.O Foye, T.L. Lemke, D.A. Williams: "Principi di Chimica Farmaeutica". Piccin. settima edizione (gli argomenti trattati a lezione sono discussi nei capitoli 1-4, 6-15, 21, 25-28, 35. In alternativa, resta valida anche la sesta edizione italiana sulla settima americana, capitoli 1-4, 7-9, 13-18, 20, 28, 31, 32).
G. Greco: "Farmacocinetica e farmacodinamica su basi chimico-fisiche". Loghia. (capitoli 1-3)

Testi di consultazione e/o approfondimento:

Foye - Lemke - Zito - Roche - Williams: "Principi di chimica farmaceutica - L'essenziale" (Prima edizione: riporta alcuni aggiornamenti, rispetto alla sesta edizione del testo integrale (sopra indicato), e fornisce un'utile sintesi delle relazioni struttura attività delle principali classi chimiche di farmaci terapeuticamente rilevanti. Capitoli 2,3, 5,7, 8, 9, 12, 18, 21, 22)
G.L. Patrick: "Introduzione alla chimica farmaceutica". EdiSES, Napoli.
A. Gasco, F. Gualtieri, C. Melchiorre: "Chimica farmaceutica". Casa Editrice Ambrosiana.
R. B. Silverman, M. W. Holladay: "Manuale di chimica farmaceutica. Progettazione, meccanismo d'azione e metabolismo dei farmaci". Edra, Milano.
C.G. Wermuth: "Le applicazioni della chimica farmaceutica", EdiSES, Napoli.
Laurence Brunton, Bruce A. Chabner, Björn C. Knollmann: "Goodman & Gilman: Le basi farmacologiche della terapia", Zanichelli
Bertram G. Katzung e P. Preziosi: "Farmacologia generale e clinica", Piccin.
Testi universitari di: Biologia Generale, Chimica Generale e Organica, Chimica Biologica, Fisiologia Generale, Farmacologia e Patologia Generale.

Modalità di
accertamento

Prova orale, subordinata al superamento di una prova scritta della durata di due ore (15 domande aperte; in base al grado di apprendimento globalmente espresso, si attribuiranno alla prova scritta i seguenti giudizi: insufficiente, sufficiente, discreto, buono, ottimo).

Finalità degli accertamenti: 1) La prova scritta, con domande aperte, intende verificare in modo accurato la preparazione degli studenti  su un ampia gamma di argomenti, e valutare la capacità di ragionare ed esprimersi anche attraverso descrizioni grafiche (es: formule di struttura, schemi di reazione), in base a criteri tipici della disciplina. (esempi di domande aperte effettuate sui vari argomenti, saranno forniti durante le lezioni frontali, e in formato cartaceo, su richiesta). 2) Il colloquio orale intende completare la verifica delle conoscenze acquisite, e valutare la capacità degli studenti di esporre  alcuni argomenti di studio in modo corretto e comprensibile, rispondendo anche a domande che riprendono quanto lasciato incompleto nella prova scritta.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Valgono le stesse informazioni fornite agli studenti frequentanti

Obblighi

Stessi NON-obblighi

Testi di studio

Stessi testi consigliati agli studenti frequentanti

Modalità di
accertamento

Stesse modalità utilizzate per gli studenti frequentanti

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.