Grunnkurs i farmasøytisk kjemi på UiO moderniseres kontinuerlig

Farmasistudiet starter med undervisning i kjemi. Tidligere tok studentene emnet generell kjemi ved Kjemisk institutt. Ved utvikling av den integrerte studieplanen som ble innført ved Universitetet i Oslo (UiO) i 2003 valgte man å ta undervisningen i grunnleggende kjemi tilbake til Farmasøytisk institutt for å lage et spesialtilpasset kurs med innhold skreddersydd for farmasistudiet. Sammenliknet med den gamle studieplanen ble kjemiundervisningen redusert til rundt halvparten av hva den var før 2003, men man har forsøkt å ta vare på de delene av den basale kjemien som har størst betydning i farmasien.

Vi setter her fokus på hvordan vi har jobbet med å utvikle grunnemnet i farmasøytisk kjemi de siste 20 årene. Forfatterne er nåværende og tidligere undervisere i emnet FARM1100 Farmasøytisk kjemi på Farmasøytisk institutt (Universitetet i Oslo).

Hvorfor underviser vi i grunnleggende farmasøytisk kjemi?

Den grunnleggende undervisningen i kjemi er viktig av to årsaker. Den viktigste årsaken er av faglig karakter, nemlig at legemidler er kjemiske forbindelser. Alt fra legemidlers struktur via produksjon og utvikling, til effekt og bruk baserer seg på fysikalsk-kjemiske egenskaper og prosesser, kjemiske interaksjoner og reaksjoner. Farmasøyter er legemiddeleksperter, og det er helt avgjørende at legemiddelekspertisen er forankret i molekylær forståelse. Dette krever igjen at farmasøyter har gode kunnskaper i sentrale deler av den basale kjemien, fordi fagområdet utgjør selve fundamentet for forståelse. Dersom utdanningen i farmasi bygger molekylær forankring og forståelse, vil farmasøyten ha en unik og helhetlig kompetanse omkring legemidler. Dette er en stor fordel spesielt for industrirelaterte arbeidsoppgaver knyttet til legemidler hvor også andre yrkesgrupper enn farmasøyter konkurrerer om arbeidsplassene.

Den andre årsaken er av formell karakter, nemlig at EU stiller som krav at utdanningen til en farmasøyt skal omfatte undervisning i generell, grunnleggende kjemi som ett av en rekke basalfag (direktiv 2013/55/EU og 2005/36/EC). At norske utdanninger er harmonisert med resten av Europa, er helt avgjørende for at norske farmasøyter har lik mobilitet som resten av kontinentets farmasøyter.

Hvilke tema underviser vi i, og hvorfor har vi valgt ut akkurat disse temaene?

Tema i emnet Farmasøytisk kjemi (FARM1100) er listet opp i tabell 1. Temaene er nøye valgt ut, så de i anvendt form følger livsløpet til et legemiddel langs hele tidsaksen fra start ­(råvaresyntese) til slutt (human ekskresjon): Et legemiddel inneholder virkestoff, som er molekyler hvor atomene holdes sammen av kjemiske bindinger. Virkestoffet fremstilles vanligvis ved syntetisk organisk kjemi hvor utgangskjemikalier med ulike funksjonelle grupper reagerer med hverandre og kobles sammen på en veldefinert måte via kovalente kjemiske bindinger. Hastigheten til slike synteser avgjøres av reaksjonenes kinetikk. Virkestoffet fra syntese formuleres deretter med hjelpestoffer til det endelige legemidlet i form av et farmasøytisk preparat. Preparatet kan være på fast form eller en væske. I flytende preparater er virkestoffet vanligvis i løsning, og stoffets løselighet er derfor viktig i forståelsen av preparatets produksjon. Etter hvert brytes virkestoffet i preparatet ned, og holdbarheten er knyttet til reaksjonenes kinetikk. 

Nivå I: vektlegges
Nivå II: vektlegges i mindre grad

Legemidlet inntas vanligvis oralt, og legemidlet passerer deretter gjennom mage- og tarmsystemet. I løpet av denne passasjen frigjøres virkestoffet fra preparatet, løses opp, absorberes, transporteres rundt i kroppen med blodbanen og distribueres derfra ut i ulike vev. Et virkestoff har en bestemt molekylær struktur, og denne er nøye tilpasset slik at virkestoffet kan interagere med spesifikke reseptorer for å utøve sin effekt. Interaksjonene mellom virkestoff og reseptorer baserer seg på intermolekylære krefter. Intermolekylære krefter spiller derfor en sentral rolle i beskrivelsen og forståelsen av legemidlets farmakodynamikk. Virkestoffet omsettes etter hvert til mer vannløselige metabolitter, hvoretter virkestoffet primært skilles ut fra kroppen med urinen gjennom nyrene. Legemiddelmetabolisme er kjemiske reaksjoner hvor kinetikken påvirkes av ulike enzymer som fungerer som katalysatorer. Beskrivelsene og forståelsene av absorpsjon, distribusjon, og ekskresjon bygger i stor grad på forståelse av løselighet under ulike pH-betingelser i kroppens buffersystemer, og av virkestoffenes syre- og baseegenskaper.

I tillegg underviser vi i termodynamikk mot slutten av kurset. Dette er et viktig tema for å forstå hvorfor kjemiske reaksjoner skjer.

Hvordan undervises og vektlegges de ulike temaene i dag?

Studentene følger emnet i grunnleggende farmasøytisk kjemi ved Universitetet i Oslo i første semester av farmasistudiet, i tillegg til å ha emner i samfunnsfarmasi, og farmakologi, fysiologi og cellebiologi. Det finnes ingen dedikert lærebok i emnet som er tilpasset farmasi og farmasistudenter, og vi benytter derfor en generell lærebok i emnet (ISBN 978-1-259-06042-7), med noen tillegg fra andre læreverk. De ulike tema vi underviser er vist i tabell 1. Disse bygger videre på studentenes kjemikunnskaper fra Kjemi 2 på videregående skole. Læreboken er skrevet for kjemistudenter og er grundig i samtlige tema. I vår undervisning vektlegger vi temaene for å fremme molekylær forståelse hele veien langs legemidlenes livsløp. Temaene vi legger størst vekt på er definert som Nivå I i tabell 1, og her vektlegger vi både oversikt og forståelse. På Nivå I går vi enkelte ganger dypere enn læreboken med tilleggslitteratur. Tema på Nivå I er de temaene vi gjenfinner flere steder i legemidlenes livsløp. Tema på Nivå II er av mindre betydning i forhold til legemidlenes livsløp, og her legger vi kun vekt på overordnet forståelse.

Hvordan ivaretas undervisningen, og hvordan videreutvikles den?

Undervisningen i grunnleggende farmasøytisk kjemi ivaretas og gis av ansatte ved Farmasøytisk institutt. Farmasistudentene har sitt eget kurs i farmasøytisk rettet kjemi, og fokus i kurset er å gi dem en spisset forståelse nødvendig for å gi legemiddelkompetansen molekylær forankring. Riktig vektlegging av tema og fokus på legemidler er helt avgjørende for forståelse og motivasjon. Som nevnt over, er legemidler utgangspunkt for undervisningen. Dette gjelder også kollokvieoppgavene, noe som sikrer at studentene allerede i starten av studiet blir kjent med ­sentrale farmasøytiske begrep og virkestoffer. Et annet grep for å øke motivasjonen og sikre god farmasirelevans, er laboratoriekurset. Laboratorieundervisningen er knyttet opp til farmasifagene som våre studenter møter senere i studiet. Dette skiller FARM1100 fra de mer vanlige kursene i generell kjemi ved universitetene.

I de senere år har det vært et stort fokus på studentaktive læringsformer ved universiteter og høyskoler. Studentaktive læringsformer har som hovedmål å gi bedre læring av fagkompetansen samtidig som studentene i større grad får mulighet til å tilegne seg arbeidsrelevante ferdigheter, såkalt profesjonell kompetanse. Slike læringsformer innebærer mindre enveiskommunikasjon og en større grad av aktiv deltakelse og diskusjon mellom studentene. I FARM1100 er dette ivaretatt ved at noen av de tradisjonelle forelesningene er erstattet med videosnutter studentene skal se på forhånd. Tiden man tidligere benyttet til å forelese disse tema, brukes nå i stedet til diskusjoner og problemløsning i grupper rundt temaet de har fått presentert i videoene. Et annet eksempel fra vårt emne er innføring av såkalte studentaktive kollokvier, hvor studentene diskuterer og løser problemer og oppgaver i mindre grupper og legger disse frem i plenum etterpå.

Vi som underviser er opptatt av legemidler både i undervisning og forskning. Vi jobber med legemidler hver dag, og vi har derfor de beste forutsetningene for å gi farmasirelevant undervisning i farmasøytisk rettet kjemi. Det innebærer at vi prioriterer tema som er diskutert over, og at vi hele tiden bruker dagsaktuelle eksempler med legemidler.

Undervisningen ivaretas av en blanding av farmasøyter og kjemikere fra ulike fagmiljøer, med ulike undervisningstradisjoner, som jobber sammen for å gjennomføre denne oppgaven. Dette medfører diskusjoner på kryss og tvers av fagmiljøene, noe som skaper åpenhet og spillerom for løpende å oppdatere og modernisere undervisningen.

Veien videre

Vi som er involvert i emnet i farmasøytisk kjemi, jobber kontinuerlig med å videreutvikle og tilpasse undervisningen til morgendagens farmasøyter. I Norge er for eksempel radiofarmasi et aktivt og viktig område. Vi planlegger å legge inn noe undervisning i grunnleggende kjernekjemi i vårt kurs, slik at studentene har kjennskap til radioaktive stoffer som brukes i legemidler før de lærer mer om dette i emnet FARM2100 (legemiddelkjemi). Fra høsten 2022 innfører vi undervisning i grunnleggende legemiddelregning i dette emnet. Legemiddelregning er viktig tema som studentene møter senere i studiet i forbindelse med legemiddelanalyse (FARM2130) og galenisk farmasi (FARM2150). For å opparbeide en god forståelse innen legemiddelregning er det essensielt å få på plass et godt fundament ved å komme i gang med denne prosessen tidlig i studieløpet.

Mange farmasøyter tenker sikkert at de har glemt det meste av sine kunnskaper innen basal kjemi fra studiet. Kanskje er det riktig, eller kanskje klarer man å grave frem ganske mye av kunnskapen hvis man setter seg ned og prøver? Uansett, dagens farmasøyter har en legemiddelkompetanse som bygger på molekylær forståelse, og det gjør kompetansen unik. Vi tenker at mange av dagens arbeidsoppgaver som farmasøyt vil endres med tiden på grunn av automatisering, robotisering, kunstig intelligens, persontilpasset medisin og andre teknologiske/biomedisinske fremskritt. Det betyr kanskje at mange farmasøyter vil få helt andre arbeidsoppgaver, og at mange kan komme til å jobbe i tverrfaglige team sammen med ingeniører, programutviklere og teknologer, for å skape de nye løsningene. Farmasøytene med sin helhetlige og molekylært forankrede legemiddelkompetanse vil kunne spille en nøkkelrolle i disse teamene.

(Publisert i NFT nr. 3/2022 side 33-34.)