약리학의 개념과 역사, 그리고 과학적 배경

개념

약리학은 생물의 기능을 변화시키기 위해 상호작용을 어떻게 하는지에 대한 조제학, 생물학 혹은 기초의학의 한 분야이며, 의약품과 약의 과학을 대상으로 하는 학문이다. 임상의학적 성질을 가진 물질을 약이라 부르며, 이 약을 구성하는 것은 약물이라고 한다. 약리학은 약의 기원, 성분, 성질, 약동학, 상호작용, 치료적 용도, 독성학 등을 포함한다. 또한 생물과 화학물질 사이에서 일어나는 상호작용으로 정상적이거나 비정상적으로 생화학적 기능에 영향을 미치는 것을 연구한다. 

 

약리학의 두 가지 주요 영역은 약력학과 약동학이다. 약력학은 생물학적 시스템에 대한 약의 영향을 연구하며 생물학적 수용체를 가진 화학물질에 대해 논의한다. 약동학은 생물학적 시스템에서 화학물질의 흡수, 분배, 대사, 배출(ADME)에 대해 연구한다.

 

약의 개발은 의학, 경제, 종교, 정치에서의 필수적인 관심사이다. 소비자의 약의 남용을 막고 보호하기 위해 여러 정부는 투약, 판매, 제조를 규제한다. 대한민국은 식품의약품안전처, 유럽연합은 EMEA, 미국은 FDA라는 곳에서 하고 있다.

신약 개발에는 막대한 기술력과 비용이 필요하기 때문에 국내에서의 신약 개발은 많지 않다.

 

하위 분야로는 임상약리학, 독성학, 신경정신약리학, 이론약리학이 있다.

약리학의 개념

 

약리학의 역사

약리학의 기원은 중세시대로 거슬러 올라가며, 약리학과 아비케나의 의학규범, 스페인의 피터의 아이작 해설, 성 아만드의 요한의 니콜라스의 주석서 등에 설명이 있다. 초기의 약리학은 약초와 천연물질, 주로 식물 추출물에 초점을 맞추었다. 생약은 선사시대부터 천연물에서 나오는 물질로 제조되었으며 생약의 유효 성분은 정제되지 않고 다른 물질과 혼합되어 있었다.

전통약학은 문화마다 다르고 중국, 몽골, 티베트, 한국의 전통의학과 같은 특정 문화에 따라 다를 수 있다. 그러나 이 중 많은 부분이 사이비 과학으로 간주되고 있다. 엔테오젠으로 알려진 약리학적 물질은 영적, 종교적 용도와 역사적 맥락을 가지고 있을 수 있다.

17세기 영국의 의사 니콜라스 컬페퍼는 약리학 문헌을 번역하여 사용했으며, 컬페퍼는 세부적인 식물과 그들이 치료할 수 있는 조건을 상세하게 설명했다.

18세기에는 윌리엄 위딩의 연구에 의해 임상약리학의 많은 부분이 확립되었고, 이 시기의 위대한 생물의학의 부활 속에서 19세기 중반까지 약학은 더 발전하지 못했다.

19세기 후반 이전에는 모르핀, 퀴닌, 디지탈리스 등의 같은 약물의 놀라운 효력과 특이성은 막연하게 설명되었고,  특정 장기나 조직에 대한 화학적 작용과 친화성이 설명되었다.

최초의 약대는 1847년 루돌프 부흐하임에 의해 타르투 대학에 설립되어 치료약과 독이 어떻게 그 효과를 내는지 이해할 필요성을 인식했다. 그 후 1905년 영국 최초의 약학대학이 런던 대학에 설립되었다.

약리학은 19세기에 과학적 실험의 원리를 치료적 맥락에 적용하는 생물의학으로 발전했다. 연구 기술의 발전은 약리학 연구와 이해를 촉진시켰다. 조직 샘플을 근전도 등의 기록 장치에 연결하고 약을 투여한 후 생리학적 반응을 기록하는 장기욕 제제의 개발은 약이 조직에 미치는 영향을 분석할 수 있게 했다. 또한 1945년 리간드 결합 분석법의 개발로 화학 표적에서 약의 결합 친화성 정량화를 가능해졌다. 현대 약리학자들은 유전학, 분자 생물학, 생화학 및 기타 고급 도구의 기술을 사용하여 분자 메커니즘과 표적에 대한 정보를 질병, 결함 또는 병원체에 대한 치료법으로 변환하고 예방적 치료법, 진단 및 궁극적으로 개인화된 의학을 위한 방법을 만든다.

약리학의 역사

 

과학적 배경

화학물질을 연구하려면 그 물질이 영향을 미치는 유기체에 대한 자세한 지식이 필요하다. 세포생물학과 생화학에 대한 지식이 증가하면서 약리학 분야도 근본적인 변화를 겪고 있다. (세포 내) 수용체의 분자(구조) 분석을 통해 특정 세포 신호 전달 또는 대사 경로에 작용하는 약을 설계할 수 있다. 이는 세포 표면의 수용체 부위에 직접적인 영향을 준다. 세포 표면의 수용체는 세포 신호 전달 경로를 중재하여 세포 기능을 조절한다.

 

약리학적 관점에서 화학물질은 다양한 특성을 가지고 있다. 약동학은 화학물질이 신체에 미치는 영향(반감기 또는 분포용적)을 연구한다. 한편, 약력학은 화학물질이 신체에 미치는 영향(기대 효과 또는 독성)을 연구한다.

약동학적 특성을 설명할 때 약리학자는 첫 글자 "ADME"에 관심을 둔다.

Absorption(흡수) : 약물이 흡수되는 정도(피부, 장, 구강점막)

Distribution (분포) : 유기체 내에서 확산되는 방식

Metabolism (대사) : 약물이 체내에서 다른 물질로 바뀌는지, 그렇다면 어떤 물질로 변할 것인지, 변형된 물질은 반응성이 있거나 독성이 있는지.

Excertion(배설) : 약물이 배설되는 방식(호흡, 소변, 피부, 담즙 등을 통해)

 

약은 치료 지수나 범위가 좁거나 또는 넓다고 한다. 화합물의 치료 지수가 좁은 경우 이는 해당 약이 독성 용량에 가까운 용량으로 원하는 효과를 생성할 수 있음을 의미한다. 치료지수가 좁은 약은 식별 및 투여가 어렵고 임상적 약물감시가 필요하다(예: 항경련제, 와파린(항응고제), 아미노글리코사이드계 항생제). 대부분의 항암제는 치료 범위가 좁다. 종양을 죽이는 용량에서는 거의 항상 독성 부작용이 발생한다.

약리학의 과학적 배경