Polopiryna Polopiryna S jest lekiem produkowanym przez firmę Polpharma. Lek ten jest obdarzany zaufaniem przez wielu Polaków, gdy zachorują na jesienną grypę czy przeziębienie. Lek ten jest na tyle popularny, że otrzymał nawet nagrodę w kategorii „Produkty Farmaceutyczne” podczas XXVIII edycji konkursu „Teraz Polska”. Substancją czynną owej sławnej, oryginalnej Polopiryny S jest kwas acetylosalicylowy. A więc, czym jest ta substancja i jak ona działa?
1. Czym jest kwas acetylosalicylowy? Kwas acetylosalicylowy to organiczny związek chemiczny, stosowany jako składnik leków o działaniu przeciwbólowym, przeciwgorączkowym i przeciwzapalnym. Jego mniej znanym zastosowaniem jest wspomaganie odporności roślin uprawnych. Nazwa systematyczna według systemu IUPAC to kwas 2‑acetoksybenzoesowy. Jego inne nazwy brzmią: ASA oraz aspiryna.
2. Historia odkrycia aspiryny. Historia odkrycia aspiryny zaczyna się od kwasu salicylowego zawartego w korze wierzby, która znana była ze swojego przeciwbólowego działania już od starożytności, jednak związek który odpowiadał za te właściwości, został wyizolowany dopiero w XIX wieku. Motywacją do stworzenia aspiryny były wady kwasu salicylowego. Jego pierwsza synteza odbyła się ok. 200 lat temu i był on stosowany jako skuteczny lek przeciwbólowy i przeciwreumatyczny. Miał on jednak poważny skutek uboczny. Podrażniał on błonę śluzową żołądka. W 1897 r. niemieckiej firmie Bayer udało się uzyskać ASA w formie, która pozwoliła na stosowanie go jako lek. Gdy zostało wykazane, że wszystkie wymagania zostały spełnione, został wprowadzony do użytku i ponad 100 lat posiada niesłabnącą popularność. Mimo długo znanych właściwości aspiryny dopiero w 1971 odkryto mechanizm jej działania. Dokonał tego John Robert Vane, który wykazał, że aspiryna inhibuje syntezę prostaglandyn i tromboksanów.
3. Budowa i właściwości ASA. Kwas acetylosalicylowy jest zbudowany z pierścienia aromatycznego, który został podstawiony grupą karboksylową. Dodatkowo do pierścienia została przyłączona grupa alkilowa -CH3 za pomocą wiązania estrowego. Możemy również przez to powiedzieć, że z tlenem z grupy hydroksylowej, która występuje w kwasie salicylowym, łączy się grupa acetylowa. Stąd nazwa kwas acetylosalicylowy. Wzór chemiczny kwasu acetylosalicylowego ASA w temperaturze pokojowej jest trudno rozpuszczalnym w wodzie ciałem stałym występującym pod postacią białych kryształów. Mimo tego jest uważany za cząsteczkę w pewnym stopniu polarną. Jest to związane z tym, że mimo występowania dużego, niepolarnego pierścienia aromatycznego występują dwie polarne grupy (karboksylowa i hydroksylowa). Do jego rozpuszczania stosuje się eter dietylowy oraz chloroform. Jest bezwonny. Jedną z właściwości fizycznych kwasu 2‑acetoksybenzoesowego jest polimorfizm, czyli zdolność substancji do występowania w różnych formach krystalicznych. Przez długi czas tylko jedna forma krystaliczna aspiryny była znana, jednak w latach 60 XX wieku zaczęto podejrzewać, że występuje inna forma krystaliczna aspiryny. Udało się ją uzyskać dopiero w 2005 roku, przez Vishweshwar’a i współpracowników. Udało się to zrobić podczas rekrystalizacji aspiryny i lewetyracetamu z gorącego acetonitrylu. Forma ta jest jednak niestabilna w temperaturze pokojowej. „Typowa” forma krystaliczna ASA zawiera centrosymetryczne dimery.
Tabela 1 Właściwości kwasu acetylosalicylowego
Właściwości kwasu acetylosalicylowego
Wzór sumaryczny: C9H8O4
Gęstość
1,4 g/cm³
Temperatura topnienia
136 °C
Temperatura rozkładu
140 °C
Rozpuszczalność w wodzie (25 °C)
0,46 g/100 ml
Masa molowa
180,16 g/mol
4. Otrzymywanie kwasu 2‑acetoksybenzoesowego. Kwas acetylosalicylowy otrzymuje się poprzez reakcję kwasu salicylowego z bezwodnikiem octowym. Katalizatorem w tym procesie jest kwas siarkowy lub ortofosforowy. Alternatywną ścieżką syntezy jest reakcja kwasu salicylowego z kwasem octowym. Zachodzi wtedy reakcja estryfikacji, w której bierze udział grupa hydroksylowa ASA oraz grupa karboksylowa kwasu octowego, jednakże jest to reakcja wolna i o małej wydajności, więc jest w praktyce nie stosowana. Równanie syntezy ASA z użyciem bezwodnika octowego Synteza ASA na skalę przemysłową różni się od firmy, jednakże praktycznie wszystkie te metody obejmują reakcję kwasu salicylowego z nadmiarem bezwodnika octowego. Jest to reakcja substytucji nukleofilowej. W laboratorium kwas 2‑acetoksybenzoesowy otrzymuje się takim samym sposobem. Metodą sprawdzenia czystości otrzymanego produktu, jest dodanie do otrzymanego produktu FeCl3, który reaguje z fenolami. Jeśli po dodaniu FeCl3 zaobserwujemy fioletowy kolor, oznacza to, że nadal część kwasu salicylowego nie przereagowała. Po przeprowadzeniu reakcji nadmiar bezwodnika octowego może zostać zneutralizowany za pomocą wody (tworząc kwas octowy). Kwas acetylosalicylowy łatwo odseparować za pomocą rekrystalizacji, a potem filtracji.
5. Aspiryna jako lek.
Aspiryna jest uznawana za niesteroidowy lek przeciwzapalny (NLPZ). Ma działanie przeciwzapalne, przeciwbólowe oraz przeciwgorączkowe. 5.1Wskazania do użycia aspiryny. Typowym wskazaniem do użycia aspiryny są objawy przeziębienia oraz grypy, takie jak ból np. gardła oraz mięśni lub gorączka. Dodatkowo kwas acetylosalicylowy jest typowo stosowany w różnych dolegliwościach bólowych o niskim lub średnim natężeniu. Można go stosować przy np. w przypadku bólu gardła, zębów, głowy oraz bólów mięśniowych. ASA został uznany za lek I stopnia w drabinie analgetycznej. Oznacza to, że jest to bardzo dobry lek do stosowania w przypadku początkowych (słabych lub silnych) objawów bólowych związanych z np. chorobą nowotworową. Aspiryna w kombinacji aspiryna/paracetamol/kofeina jest uznawana za terapię pierwszego wyboru w przypadku migreny. Innym zastosowaniem aspiryny jest jej użycie do leczenia chorób powodujących stan zapalny, takie jak choroba Kawaskiego, gorączka reumatyczna czy zapalenie osierdzia. Choroba Kawaskiego to zapalenie tętnic, szczególnie średnich i małych. Dotyka ona głównie osoby poniżej 5 roku życia. Gorączka reumatyczna to choroba spowodowana nieprawidłowym działaniem naszego układu odpornościowego jest związana z zakażeniem paciorkowcem beta-hemolizującym z grupy A. Zapalenie osierdzia to stan zapalny obejmujący zewnętrzną warstwę serca, czyli worek osierdziowy, jego przyczyna może być bardzo różna, często są nią np. wirusy. W 2009 roku Antithrombotic Trialists’ Collaboration (ATT) opublikowało w czasopiśmie Lancet artykuł, o wykorzystaniu aspiryny w profilaktycznym użyciu aspiryny w celu zapobiegania zawałom serca i udarom mózgu. Badanie to dotyczyło użycia ASA w prewencji pierwotnej, czyli zapobieganiu chorobie, zanim wystąpiła ona kiedykolwiek wcześniej u tego pacjenta. Badanie wskazywało na to, że ryzyko powikłań krążeniowych spadło z 0,57 proc./rok do 0,51 proc./rok, ale niestety tym samym częstość poważnych krwawień z przewodu pokarmowego i pozaczaszkowych wzrosła o 0,03 proc./rok. Z tego względu europejskie wytyczne nadal nie rekomendują aspiryny jako środka prewencji pierwotnej chorób sercowo-naczyniowych. „Amerykanie podchodzą to tej kwestii nieco inaczej. Nie ograniczają możliwości zastosowania kwasu acetylosalicylowego w prewencji sercowo-naczyniowej wyłącznie do pacjentów, którzy przeżyli udar, zawał albo mają przewlekłą chorobę miażdżycową tętnic obwodowych.” – tłumaczy prof. dr. hab. n. med. Jarosław Kasprzak – „Widzą pewien sens wykorzystywania go w grupie osób między 50. a 59. r.ż., a nawet dekadę starszych, jeżeli na podstawie kalkulatora ryzyka ASCVD ustali się, że zagrożenie zawałem albo innymi powikłaniami wynosi powyżej 10 proc.”. Natomiast w przypadku prewencji wtórnej ASA wciąż pozostaje podstawą współczesnej profilaktyki. Według prof. Kasprzaka kwas acetylosalicylowy pozwala na redukcję ryzyka najgroźniejszych incydentów sercowych o 20‑30 procent. Dotyczy to pacjentów, którzy mają historię ostrych chorób sercowo‑naczyniowych i są w grupie najwyższego ryzyka. 5.2 Działanie aspiryny. Kwas acetylosalicylowy swoje działanie zawdzięcza hamowaniu syntezy prostaglandyn oraz tromboksanów. Synteza prostaglandyn zachodzi głównie z użyciem enzymów COX-1 oraz COX-2 (cyklooksygenazy). ASA doprowadza do ich nieodwracalnej inhibicji, poprzez acetylację centrum aktywnego, a dokładnie acetylację grupy hydroksylowej aminokwasu seryny. Wykazano pewną selektywność wobec COX-1, jednak mimo tego jest on inhibitorem obydwóch typów cyklooksygenazy. Model COX-1 Prostaglandyny, czyli hormony, których synteza jest hamowana przez kwas acetylosalicylowy, to pochodne kwasu arachidonowego. Należą do grupy eikozanoidów. Prostaglandyny produkowane przez enzym COX-1 chronią błonę wyścielającą żołądek. Robią to poprzez zmniejszenie wydzielania kwasu żołądkowego oraz regulację wydzielania śluzu. Wpływają też na prawidłowe ukrwienie żołądka. Prostaglandyny produkowane przez enzym COX-2, są natomiast głównie prozapalne. Są to prostaglandyny D2, prostaglandyny E2, oraz prostaglandyny F2α. Prostaglandyny D2 w stanie zapalnym wpływają głównie na skurcz dróg oddechowych. Prostaglandyny E2 swoje działanie zapalne zawdzięczają głównie swojemu oddziaływaniu z receptorami EP. Procesy te są bardzo złożone, jednak głównymi rezultatami oddziaływania prostaglandyny E2 są zaczerwienienie, gorączka, obrzęk oraz ból. Prostaglandyna E2 jest obficie wytwarzana w miejscu, gdzie rozwija się stan zapalny. Prostaglandyna E2 Innym hormonem produkowanym przez cyklooksygenazy są tromboksany. Głównymi tromboksanami są tromboksan A2 oraz tromboksan B2. Hormony te są odpowiedzialne za skurcz naczyń krwionośnych oraz za agregację trombocytów. Tromboksany są podobne w budowie do prostaglandyn, jednak rozróżnia je charakter pierścienia. Pierścień tromboksanów, w przeciwieństwie do pierścienia prostaglandyn jest sześcioczłonowy i zawiera dodatkowo atom tlenu. Wysokie stężenie tromboksanów jest związane z chorobami układu krążenia. ASA hamuje również syntezę prostacykliny, jednak nie ma to szczególnego znaczenia klinicznego. 5.3 Przeciwskazania do użycia aspiryny. Przeciwskazania do użycia aspiryny są liczne. Jednym z głównych przeciwskazań jest wiek. Kwas acetylosalicylowy nie może być absolutnie stosowany u osób poniżej 12 roku życia, jest niewskazany u dzieci i młodzieży. Jest to związane z tym, że ASA może być powiązany z wystąpieniem śmiertelnego zespołu Reye’a. Zespół Reye’a to choroba, której śmiertelność wynosi 50% i dotyka głównie dzieci. Powoduje patologiczne zmiany głównie w wątrobie i mózgu. Jest spowodowany rozlanym uszkodzeniem mitochondriów. Do jego objawów należą m.in. hipoglikemia, wymioty i encefalopatia wątrobowa. Bezpośrednia przyczyna choroby nie jest znana, jednak przypuszcza się, że przyjmowanie ASA może być jej przyczyną. Badania wykazały korelację między stosowaniem leków zawierających kwas acetylosalicylowy, ale nie wykazały związku przyczynowo-skutkowego. Leki zawierające aspirynę nie powinny być stosowane przez osoby cierpiące na chorobę wrzodową żołądka czy dwunastnicy. Jest to związane ze zmniejszeniem ochrony ściany żołądka, spowodowane hamowaniem syntezy prostaglandyn. Poza tym kwas acetylosalicylowy ma drażniący wpływ na błony śluzowe żołądka oraz jelit. Badania wykazały, że dzieci kobiet, które stosowały ASA w czasie ciąży, mają zwiększone ryzyko występowania poważnych wad, takich jak rozszczepy podniebienia lub wady serca. Dodatkowo eikozanoidiany należą do ważnych hormonów wydzielanych podczas porodu. Aspiryna zaburza syntezę tych związków, przez co zwiększa ryzyko powikłań okołoporodowych. Mogą być one niebezpieczne zarówno dla zdrowia dziecka, jak i dla zdrowia matki. Kwas acetylosalicylowy jest niezalecany osobom cierpiącym na astmę, ponieważ zwiększa ryzyko wystąpienia tzw. astmy aspirynowej. Astma aspirynowa to jednostka chorobowa, której obraz kliniczny jest taki jak obraz kliniczny astmy oskrzelowej. Może być spowodowana przez wszystkie NLPZ. Może się pojawić nagle, nawet u osób, u których nie wystąpiły wcześniej powikłania spowodowane stosowaniem aspiryny lub innych niesteroidowych leków przeciwzapalnych. Po raz pierwszy została opisana w 1922 roku. Kwas acetylosalicylowy nie może być stosowane również przez osoby uczulone na ten składnik czynny. 5.4 Farmakokinetyka oraz dawkowanie aspiryny. Standardowe tabletki aspiryny różnią się dawkowaniem, np. w Wielkiej Brytanii tabletka zawiera standardowo 300 mg, w USA 325 mg, a Polopiryna S zawiera, podobnie jak w Wielkiej Brytanii – 300mg. Istnieją również tabletki o mniejszej dawce – 75 mg oraz 81 mg. Są one używane w profilaktyce chorób sercowo-naczyniowych. Dawka 75 mg jest zwykle polecana osobom poniżej 70 kg masy ciała, a dawka 81 mg osobom ważącym więcej. Dokładne dawkowanie zależy od zaleceń lekarza. Jedna osoba dorosła może jednorazowo przyjąć od 500 mg do 1000 mg ASA. Maksymalna dawka dobowa to 4000 mg. Dzieci i młodzież, którym lekarz zalecił branie aspiryny (nie powinna być podawana osobom młodocianym bez zalecenia lekarza) mogą maksymalnie jednorazowo przyjąć 500 mg, a w ciągu doby 1500 mg. Okres półtrwania w organizmie dawki 1 g wynosi 5 godzin, dawki 2 g – 9 godzin. Metabolizm aspiryny jest wątrobowy, jest ona wydalana wraz z moczem. Dawka śmiertelna aspiryny: LD50 – 1500 mg/kg (szczur, doustnie).
Wykres- Zmiany stężenia aspiryny we krwi w ciągu 6 godzin od podania 6. Etymologia nazwy „aspiryna” Nazwa „aspirin”, która została spolszczona do aspiryna, powstała w wyniku połączenia elementów: a – od acetylosalicowego kwasu spir – od dawnej nazwy rośliny wiązówki błotnej, która była ówczesnym źródłem leku (Spirea ulmaria) -in – dawna końcówka, która była dodawana do nazw leków przeciwbólowych. 7. ASA w rolnictwie Kwas acetylosalicylowy może być podawany roślinom, w celu poprawienia ich odporności, a także w roli biostymulatora, który wspiera prawidłowy rozwój rośliny i zwiększa plony. Jest to związane z tym, że wiele roślin wykorzystuje kwas salicylowy. Kwas acetylosalicylowy jest szybko przekształcany przez rośliny do kwasu salicylowego, który ma korzystny wpływ na reakcje obrony przed patogenami jak np. grzyby, jako cząsteczka która stymuluje wytwarzanie białek odpornościowych. 8. Podsumowanie Polopiryna S, a właściwie zawarty w niej kwas acetylosalicylowy jest bardzo dobrym lekiem o wielu zastosowaniach. Mimo tego, że w użyciu jest już ponad wiek, wciąż pozostaje jednym z najważniejszych leków zarówno w naszych domowych apteczkach podczas jesiennego przeziębienia, jak i w szpitalach.
Powyższe zadanie zostało zweryfikowane przez nauczyciela
Wzór chemiczny kwasu acetylosalicylowego
