HUBUNGAN STRUKTUR, KELARUTAN DAN AKTIVITAS BIOLOGIS OBAT

Makalah kimia medisinal

Sifat kelarutan pada umumnya berhubungan dengan kelarutan senyawa dalam media yang berbeda dan bervariasi diantara dua hal yang ekstrem, yaitu pelarut polaar seperti air, dan pelarut non polar seperti lemak. Sifat hidrofilik atau lipofobik berhubungan dengan kelarutan dalam air, sedang sifat lipofilik atau lipofobik berhubungan dengan kelarutan dalam lemak. Gugus yang dapat meningkatkan kelarutan molekul dalam air disebut gugus hidrofilik (lipofobik atau polar) sedangkan gugus yang dapat meningkatkan kelarutan molekul dalam lemak disebut  gugus lipofilik (hidrifobik atau nonpolar)

Sifat		Gugus
Hidrofilik (makin ke kanan makin menurun)	Kuat	-OSO2ONa, -COONa, -SO2Na, -OSO2H
	Sedang	-OH, -SH, -O, =C=O, -CHO, -NO2, -NH2, -NHR, -NR2, -CN,  -CNS, -COOH, -COOR, -OPO3H2, -OS2O2H
	Ikatan tak jenuh	-C=CH, -CH=CH2
Lipofilik		Rantai hidrokarbon alifatik,alkil,aril,hidrokarbon,polisiklik

Tabel Contoh Gugus hidrofilik dan lipofilik

Gugus halogen mempunyai sifat yang khas, walaupun mempunyai efek elektronegatif relatif kuat tetapi bila disubtitusikan pada cincin aromatik akan bersifat lipofilik. Subtitusi pada rantai alifatik gugus –I,_Br,-CL  akan besifat lipofilik, sedang gugus F bersifat hidrofilik. Hubngan sifat hidrofilik dan lipofilik dari senyawa dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Gambar. Hubungan sifat hidrofilik dan lipofilik dari senyawa

Sifat kelarutan pada umumnya berhubungan dengan aktivitas biologis dari senyawa seri homolog. Sifat keturunan juga berhubungan erat dengan proses absorpsi obat. Hal ini penting karena intensitas aktivitas biologis obat tergantung pada derajat absorpsinya.

Overton (1901). Mengemukakan konsep bahwa kelarutan senyawa organik dalam lemak berhubungan dengan mudah atau tidaknya penembusan membran sel. Senyawa non polar bersifat mudah larut dalam lemak, mempunyai nilai koefisien partisi lemak/air besar sehingga mudah menembus membran sel secara difusi pasif. Peran koefisien partisi terhadap absorpsi oabt turunan barbiturat dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar. Hubungan koefisien partisi lemak/air (P) terhadap absorpsi bentuk tak terionisasi beberapa obat turunan barbiturat.

Pada gambar terlihat bahwa makin besar nilai koefisin partisi (P) kloroform/air dari bentuk tak terionisasi turunan barbiturat, makin besar presentasi obat yang diabsorpsi.

Terlihat bahwa makin besar nilai koefisien partisi (P) kloroform/air dari bentuk tak terionisasi turunan barbiturat, makin besar besar presentasi obat yang diabsorpsi.

Contoh hubungan sifat kelarutan dalam lemak yang dinyatakan dengan kelarutan dalam kloroform dan aktivitas biologis turunan isatin-β-tiosemikarbazon  terlihat pada tabel dibawah ini.

Struktur umum :

Subtituen (R)	Kelarutan dalam kloroform	Aktivitas antivirus relatif
7-COOH 5-OCH3 4-CH3 4-Cl 6-F 7-Cl Tidak tersubtitusi	0 3 8 10 16 29 32	0 0,03 3,4 8,6 39,8 85 100

Pada tabel terlihat bahwa makin meningkat sifat kelarutan dalam kloroform dari turunan isatin-β-tiosemikarbazon makin meningkat aktivitas antivirusnya, oleh karena makin besar kelarutan dalam lemak makin mudah senyawa menembus membran sel virus.

A.     AKTIVITAS BIOLOGIS SENYAWA SERI HOMOLOG

Pada beberapa seri homolog senyawa sukar terdisosiasi, yang perbedaan struktur hanya menyangkut perbedaaan jumlah dan panjang rantai atom C, intensitas aktivitas biologisnya tergantung pada jumlah atom C.

Contoh senyawa seri homolog:

1.      n-Alkohol, alkilresorsinol, alkilfenol, dan alkilkresol (antibakteri)

2.      Ester asam para-amonibenzoat (anestesi setempat)

3.      Alkil 4,4-stilbenediol (hormon estrogen)

Makin panjang rantai samping atom C, makin bertambah bagian molekul yang bersifat non polar dan terjadi perubahan sifat fisik, seperti kenaikan titik didih, berkurangnya kelarutan dalam air, meningkatnya koefisien partisi lemak/air, tegangan permukaan dan kekentalan. Perubahan sifat fisik ini diikuti dengan peningkatan aktivitas biologis sampai tercapainya aktivitas maksimum. Bila panjang rantai atom C terus ditingkatkan akan terjadi penurunan aktivitas secara drastis. Hal ini disebabkan dengan makin bertambahnya jumlah atom C, makin berkurang kelarutan senyawa dalam air, yang berarti kelarutan dalam cairan luar sel juga berkurang, sedang kelarutan senyawa dalam cairan luar sel berhubungan dengan proses transpor obat ke tempat aksi atau reseptor. Oleh karena itu kelarutan dan koefisien partisi lemak/air merupakan sifat fisik penting senyawa seri homolog untuk menghasilkan aktivitas biologis.

Hal diatas digambarkan dalam bentuk grafik oleh Ferguson,dengan memplot log kadar toksi terhadap dua mikroorganisme dan log kelarutan dari n-alkohol, seperti yang terlihat pada gambar.

Gambar. Hubungan kelarutan aktivitas antibakteri n-alkohol primer terhadap kuman Bacillus typhosus (A) dan Staphylococcus aureus (B). C adalah garis kejenuhan.

Dari garfik pada gambar 28. Terlihat adanya “garis kejenuhan” (C), senyawa dibawah “garis kejenuhan” menunjukkan bahwa pada kadar tersebut larutan jenuhnya dapat menimbulkan efek antibakteri, sedangkan diatas “garis kejenuhan” senyawa tidak mempunyai kelarutan yang cukup untuk memberikan efek bakterisid.

Titik potong antara garis aktivitas senyawa seri homolog dan “garis kejenuhan” tergantung pula pada daya tahan bakteri. Bakteri yang lebih kebal  (resisten) memerlukan kadar senyawa yang lebih tinggi untuk membunuhnya, sehingga titik potong terjadi lebih awal.

Contoh seri homolog:

1.      Seri homolog n-alkohol

Seri homolog n-alifatik primer, pada jumlah atom C₁-C₇ menunjukkan aktivitas antibakteri terhadap Bacillus typhosusyang semakin meningkat dan mencapai maksimum pada jumlah atom C=8 (oktanol). Hal ini disebabkan makin panjang rantai ataom C, makin bertambah bagian molekul yang bersifat non polar, koefisien partisi lemak/air meningkat, penembusan senyawa membran bakteri meningkat, sehingga aktivitas antibakterijuga meningkat, sampai tercapai aktivitas maksimum.

Pada jumlah atom C lebih besar 8, aktivitas menurun secara drastis. Hal ini disebabkan senyawa mempunyai kelarutan dalam air sangat kecil, yang berarti senyawa praktis tidak larut dalam cairan luar sel, sedang kelarutan senyawa dalam cairan luar sel berhubungan dengan proses transpor obat ke tempat aksi atau reseptor.

Terhadap Staphylococcus aureus aktivitas mencapai maksimum pada jumlah atom C=5 (amilalkohol).

Rantai alkohol yang bercabang, seperti alkohol sekunder dan tersier,mempunyai kelarutan dalam air lebih besar, nilai koefisien partisi lemak/air lebih rendah dibandingkan alkohol primer sehingga aktivitas antibakterinya lebih kecil.

2.      Seri homolog 4-n-alkilresorsinol

Aktivitas antibakteri seri homolog 4-n-alkilresorsino  terhadap Bacillus typhosus mencapai maksimum pada jumlah atom C=6, yaitu 4-n-heksilresorsinol (pada Gambar), sedang terhadap Staphylococcus aureus aktivitas mencapai maksimum jumlah atom C=9,(4-n-nonil-resorsinol). Hal tersebut menunjukkan bahwa ada perbedaan sensitivitas dari senyawa seri homolog terhadap kuman yang berbeda.

Gambar. Aktivitas antibakteri seri homolog 4-n-alkilresorsinol terhadap Bacillus typhosus.

3.      Seri homolog ester asam para-hidroksibenzoat

Hubungan perubahan struktur seri homolog ester asam para-hidroksibenzoat (PHB),dengan nilai  koefisein partisi lamak/air dan aktivitas antibakteri terhadap Staphylococcus aureus dapat dilihat pada tabel.

Ester PBH	Koefisien Partisi	Koefisien Fenol terhadap Staphylococcus aureus
Metil Etil n-Propil Isopropil Alil n-Butil Benzil	1,2 3,4 13 7,3 7,6 17 119	2,6 7,1 15 13 12 37 83

Dari tabel terlihat bahwa turunan Isopropil dan alil mempunyai koefisein fenol yang lebih rendah dibandingkan turunan n-propil, karena adanya percabangan dan ikatan rangkap akan menurunkan nilai koefisien partisi lemak/air, penembusan membran bakteri menjadi menurun, sehingga aktivitas antibakterinya juga menurun. Juga terlihat bahwa makin besar nilai koefisien partisi lemak/air, makin meningkat aktivitas antibakteri senyawa, dan belum mencapai keadaan optimum.

B.     HUBUNGAN KOEFISIEN PARTISI DENGAN EFEK ANESTESI SISTEMIK

Koefisien partisi pertama kali dihubungkan dengan aktivitas biologis, yaitu efek hipnotik dan anestesi, obat-obat penekan sistem saraf pusatoleh Overton dan Mayer (1899).

Mereka memberikan tiga postulat yang berhubungan dengan efek anestesi suatu senyawa, yang dikenal dengan teori lemak, sebaga berikut:

a.       Senyawa kimia yang tidak reaktif dan mudah larut dalam lemak, seperti eter,hidrokarbon dan hidrokarbon terhalogenasi, dapat memberikan efek narkosis pada jaringan hidup sesuai dengan kemampuannya untuk terdistribusi ke dalam jaringan sel.

b.      Efek terlihat jelas terutama pada sel-sel yang banyak mengandung lemak, seperti saraf pusat

c.       Efisiensi anestesi atau hipnotik tergantung pada koefisien partisi lemak/air atau distribusi senyawa dalam fasa lemak dan fasa air jaringan.

Dari pstulat di atas disimpulkan bahwa ada hubungan antara aktivitas anestesi dengan koefisien partisi lemak/air. Teori lamak hanya mengemukakan afinitas suatu senyawa terhadap tempat aksi auat reseptor saja, dan tidak menunjukkan bagaimana mekanisme kerja biologisnya dan juga tidak dapat menjelaskan mengapa suatu senyawa yang mempunyai koefisien partisi lemak/air tinggi tidak selalu dapat menimbulkan efek anestesi.

Teori anestesi diatas kemungkinan dilengkapi dengan teori-teori anestesi sistemik lain, yang berdasarkan sifat fisik yang lain yaitu ukuran molekul (teori Wulf-Featherstone)  dan pembentukan mikrokristal hidrat (teori Pauling).

C.     PRINSIP FERGUSON

Banyak senyawa kimia dengan struktur berbeda tetapi mempunyai sifat fisik yang sama, sepert eter,kloroform dan nitrogen oksida, dapat menimbulkan efek narkosis atau anestesi sistemik. Hal ini menunjukkan bahwa sifat fisik lebih berperan dibandingkan sifat kimia.

Dari percobaan diketahui bahwa efek anestesi cepat terjadi dan dipertahankan pada tingkat yang sama asalkan ada cadangan obat dalam cairan tubuh. Bila cadangan itu habis maka efek anestesi segara berakhir. Hal tersebut menunjukkan bahwa ada keseimbangan kadar obat pada fasa eksternal atau cairan luar sel dan biofasa, yaitu fasa pada tempat aksi obat dalam organisme.

Pada banyak senyawa seri homolog aktivitas akan meningkat sesuai dengan kenaikan jumlah atom C.

Fuhner (1904), mendapatkan bahwa untuk mencapai aktivitas sama, anggota seri homolog yang lebh tinggi memerlukan kadar lebih rendah, sesuai parsamaan deret ukur sebagai berikut:

1/3¹,1/3²,1/3³,1/3⁴,......1/3ⁿ

Hal tersebut terjadi pada seri homolog obatpenekan sistem saraf pusat, seperti turunan alkohol,keton, amin, ester, uretan dan hidrokarbon.

Perubahan sifat fisik tertentu dari suatu seri homolog , seperti tekanan uap, kelarutan dalam air, tegangan permukaan dan distribusi dalam pelarut yang saling tidak campur, kadang-kadang juga sesuai dengan deret ukur.

Nilai ligaritma sifat-sifat fisik non-alkohol primer bila dihubungkan dengan jumlah atom C ternyata memberikan hubungan yang linier dan hubungan ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar. Hubungan sifat-sifat n-alkohol primer dengan jumlah atom C

Keterangan :

1.      Kelarutan dalam air (mol x 10^-6/l)

2.      Kadar toksis terhadap Bacillus typhosus (mol x 10^-6/l)

3.      Kadar yang diperlukan untuk menurunkan tegangan permukaan air menjadi 50 dynes/cm (mol x 10^-6/l)

4.      Tekanan uap pada 25°C (mm x 10⁴)

5.      Koefisien partisi air/minyak biji kapas ( x 10^-3)

Menurut Ferguson, kadar molar toksik sangat ditentukan oleh keseimbangn distribusi pada fasa-fasa yang heterogen, yaitu fasa eksternal, yang kadar senyawanya dapat diukur dan biofasa. Farguson menyatakan bahwa sebenarnya tidak perlu menentukan kadar obat biofasa atau reseptor karena pada keseimbangan kecenderungan obat untuk meninggalkan biofasa dan fasa eksternal adalah sama, walaupun kadar obat dalam masing-masing fasa mungkin berbeda. Kecenderungan obat untuk meninggalkan fasa disebut aktivitas termodinamik.

Untuk menjelaskan kecenderungan obat dalam meninggalkan biofasa dan fasa eksternal, derajat kejenuhan masing-masing fasa merupakan pendekatan yang cukup beralasan.

Aktivitas termodinamik (a) dari obat yang berupa gas atau uap dapat dihitung melalui persamaan sebagai berikut:

a=P_t/P_s

P_t : tekanan persial senyawa dalam larutan, yang diperlukan untuk menimbulkan efek biologis

P_s : tekanan uap jenuh senyawa

Aktivitas termodinamik (a) dari obat yang berupa larutan dapat dihitung melalui persamaan sebagai berikut:

a= S_t/S₀

S_t : kadar molar senyawa yang diperlukan untuk menimbulkan efek biologis 

S₀ : kelarutan senyawa

Karena harga P_s dan S_o tetap maka dimungkinkan untuk menentukan dan mengamati perubahan P_t dan S_t. Bila senyawa mempunyai tekanan parsial tinggi atau kadar dalam fasa eksternal tinggi maka perbandingan P_t/P_s dan S_t/S₀ besar, biasanya berkisar antara 1-0,01, hal ini berarti senyawa didistribusikan ke seluruh organisme tanpa diikat secara tetap dalam sel dan keseimbangan terjadi pada fasa eksternal dan biofasa.

Demikian pula sebaliknya nila perbandingan P_t/P_s atau S_t/S₀ rendah, biasanya kurang dari 0,01, senyawa akan terikat pada reseptor tertentu dalam sel organisme dan keseimbangan anatara obat dan reseptor terjadi pada sel atau di dalamnya.

Contoh hubungan penghambat enzim suksinat dehidrogenase oleh beberapa senyawa dengan aktivitas termodinamik dapat dilihat pada tabel ini.

Senyawa	Kadar molar yang menyebabkan penghambat 50% masukan oksigen	Aktivitas termodinamik
1.      Etiluretan 2.      Feniluretan 3.      Propionitril 4.      Valeronitril 5.      vanilin	0,65 0,003 0,48 0,08 0,011	0,117 0,20 0,24 0,36 0,0002

Tabel : Penghambat enzim suksinat dehidrogenase dan aktivitas termodinamik

Pada tabel terlihat hubungan bahwa senyawa 1 sampai 4, menunjukkan aktivitas termodinamik yang lebih besar dari 0,01 dan aktivitas biologis dihasilkan oleh sifat kimia fisika dari senyawa dan struktur senyawa bersifat tidak spesifik.

Vanilin mempunyai nilai aktivitas termodinamik sangat rendah, lebih kecil dari 0,01 dan diduga aktivitas biologisnya dihasilkan oleh struktur kimia obat yang spesifik.

Berdasarkan model kerja farmakologisnya, secara umum obat dibagi menjadi dua golongan yaitu senyawa berstruktur tidak spesifik dan senyawa berstruktur spesifik.

1.      Senyawa Berstruktur Tidak Spesifik

Senyawa berstruktur tidak spesifik adalah senyawa dengan truktur kimia bervariasi, tidak berinteraksi dengan reseptor spesifik, dan aktivitas biologisnya tidak secara langsung dipengaruhi oleh struktur kimia tetapi lebih dipengaruhi oleh sifat-sifat kimia fisika, seperti derajat ionisasi, kelarutan, aktivitas termodinamik, tegangan permukaan dan redoks potensial. Terlihat bahwa efek biologis karena akumulasi obat pada daerah yang penting dari sel sehingga menyebabkan ketidakteraturan rantai proses metabolisme.

Senyawa berstruktur tidak spesifik menunjukkan aktivitas fisik denga karakteristik sebagai berikut:

a.       Efek biologis berhubungan langsung dengan aktivitas termodinamik, dan memerlukan dosis yang relatif besar.

b.      Walaupun perrbedaan struktur kimia besar, asal aktivitas termodinamik hampir sama akan memberikan efek yang sama.

c.       Ada keseimbangan kadar obat dalam biofasa dan fasa eksternal

d.      Bila terjadi keseimbangan, aktivitas termodinamik masing-masing fasa harus sama

e.       Pengukur aktivitas termodinamik pada fasa ekternal juga mencerminkan aktivitas termodinamik biofasa

f.       Senyawa dengan derajat kejenuhan yang sama, mempunyai aktivitas termodinamik sama sehingga derajat efek biologis sama pula. Oleh karena itu larutan jenuh dari senyawa dengan sruktur yang berbeda dapat memberikan efek biologis yang sama.

Contoh senyawa berstruktur spesifik

1)       Obat anestesi sistemik  yang berupa gas atau uap, seperti etil klorida, asetilen, nitrogen oksida, eter dan kloroform. Kadar isoanestesi bervariasi antara 0,05-100% sedang aktivitas termodinamik variasinya berkisar anatara 0,01-0,05% seperti pada tabel berikut:

Nama Gas/Uap	P uap (Ps) mm	Kadar Anestesi	P parsial (Pt) mm	(a)    (Pt/Ps)
Nitrogen Oksida Etilen Asetilen Etil Klorida Etil eter Vinil eter Etil bromida Kloroform	59.300 49.500 51.700 1.780 830 760 725 324	100 80 65 5 5 4 1,9 0,5	760 610 495 38 38 30 14 4	0,01 0,01 0,01 0,02 0,05 0,01 0,02 0,01

Tabel : Hubungan kadar isoanestesi beberapa obat anestesi, yang berupa uap atau gas, dengan aktivitas termodinamik, pada manusia (pada suhu 37°C)

2)      Insektisida yang mudah menguap dan bakterisida tertentu, seperti timol, fenol, kresol, n-alkohol dan resorsinol

Contoh : hubungan kadar bakterisid dari beberapa insektisida yang mudah menguap terhadap Salmonella typhosa dengan aktivitas termodinamik pada tabel berikut:

Nama Obat	Kadar bakterisid (St) Molar	Kalarutan (So) molar, 25°C	(a) (St/So)
Timol Oktanol o-Kresol Fenol Anilin Sikloheksanol Metilpropilketon Metiletilketon Butiraldehid Propaldehid Resorsinol Aseton Matanol	0,0022 0,0034 0,039 0,097 0,17 0,18 0,39 0,25 0,39 1,08 3,09 3,89 10,8	0,0057 0,004 0,23 0,90 0,40 0,38 0,70 3,13 0,51 2,88 6,08 - -	0,38 0,88 0,17 0,11 0,44 0,47 0,56 0,40 0,76 0,37 0,54 0,40 0,33

Pada tabel ini terlihat bahwa seri homolog n-alkohol primer kadar antbakteri dari metanol sampai oktanol berkisar antara 10,8-0,0034 molar sedang aktivitas termodinamiknya antara 0,33-0,88. Dengan membandingkan nilai S_t dan S_o dari metanol dan oktanoldapat diketahui bahwa obat yang aktivitasnya tinggi mempunyai kelarutan dalam air rendah atau kelarutan dalam lemak besar.

2.      Senyawa Berstruktur Spesifik

Senyawa berstruktur spesifik adalah senyawa yang memberikan efeknya dengan mengikat reseptor atau aseptor yang spesifik.

Mekanisme kerjanya dapat melalui salah satu cara berikut ini:

a.       Bekerja pada enzim, yaitu dengan cara pengaktifan, penghambatan atau pengaktifan kembali enzim-enzim tubuh

b.      Antagonis, yaitu antagonis kimia, fungsional, farmakologis atau antagonis metabolik

c.       Menekan fungsi gen, yaitu dengan menghambat biosintesis asam nukleat atau sintesis protein

d.      Bekerja pada membran, yaitu dengan mengubah membran sel dan mempengaruhi sistem transpor membran sel.

Aktivitas biologis senyawa berstruktur spesifik tidak bergantung pada aktivitas termodinamik, nilai a lebih kecil dari 0,01 , tetapi lebih bergantung pada struktur kimia yang spesifik.

Kereaktifan kimia, bentuk, ukuran, dan pengaturan stereokimia molekul, distribusi gugus fungsional, efek induksi dan resonansi, distribusi elektronik dan interaksi dengan reseptor mempunyai eran yang menentukan untuk terjadinya aktivitas biologis.

Senyawa berstruktur spesifik mempunyai karakteristik sebagai berikut:

a.       Efektif pada kadar yang rendah

b.      Melibatkan keseimbangan kadar obat dalam biofasa dan fasa eksternal

c.       Melibatkan ikatan-ikatan kimia yang lebih kuat dibandingkan ikatan pada senyawa yang berstruktur tidak spesifik

d.      Pada keadaan kesetimbangan aktivitas biologisnya maksimal

e.       Sifat fisik dan kimia sama-sama berperan dalan menentukan efek biologis

f.       Secara umum mempunyai struktur dasar karakteristik yang bertanggung jawab terhadap efek biologis senyawa analog

g.       Sedikit perubahan struktur dapat mempengaruhi secara drastis aktivitas biologis obat

Contoh obat berstruktur spesifik antara lain : Analgesik (morfin), antihistamin (difenhidramin), diuretika penghambat monoamin oksidase (asetazolamid) dan β – adrenergik ( salbutamol).

Pada senyawa berstruktur spesifik sedikit perubahan struktur kimia dapat berpengaruh terhadap aktivitas biologisnya.

Contoh:

Perbedaan antara senyawa berstruktur spesifik dan nonspesifik  tidak cukup dipandang dari satu atau dua perbedaan karakteristik senyawa tetapi harus dipandang sifat atau karakteristik secara keseluruhan.

Sering pada obat tertentu tidak mempunyai struktur yang mirip tetapi menunjukkan efek farmakologis yang sama, dan perubahan sedikit struktur tidak mempengaruhi efek.

Sebagai contoh adalah obat diuretik yang mempunyai struktur kimia sangat bervariasi, contoh turunan merkuri organik, turunan sulfamid, turunan tiazid, dan spironolakton. Sedikit modifikasi struktur tidak mempengaruhi aktivitas diuretik dari masing-masing turunan. Ini merupakan salah satu karakteristik dari senyawa berstruktur spesifik. Hal tersebut dapat dijelaskan bahwa obat diuretik menghasilkan respons farmakologis yang sama tetapi masing-masing turunan mempengaruhi proses biokimia yang berbeda, jadi mekanisme aksinya berbeda.

Turunan merkuri organik, seperti klormerodrin,  bekerja sebagai diuretik dengan mengikat gugus SH enzim Na, K-dependent ATP-ase, yang bertanggung jawab terhadap produksi energi yang diperlukan untuk reabsorpsi Na di membran tubulus, turunan sulfamid, seperti asetazolamid, bekerja dengan menghambat enzim karbonik anhidrase, turunan tiazid seperti hidroklorotiazid, menghambat reabsorpsi Na tubulus ginjal, dan spironolakton bekerja sebagai antagonis aldosteron, senyawa yang mengatur keseimbangan elektrolit dalam tubuh.

Fenomena di atas menunjang pengertian bahwa mekanisme aksi obat pada tingkat molekul dapat melalui beberapa jalan, dan ini memberikan penjelasan mengapa obat dengan tipe struktur berbeda dapat menunjukkan respons farmakologis yang sama. Sebanarnya sulit memisahkan antara senyawa berstruktur tidak spesifikdan spesifik karena banyak senyawa yang berstruktur spesifik, seperti antibiotika turunan penisilin, tidak berinteraksi secara spesifik dengan reseptor pada tubuh manusia, tetapi beinteraksi dengan reseptor spesifik yang terlibat pada proses pembentukan dinding sel bakteri. Jadi aktivitas antibakterinya terutama ditentukan oleh sifat kimia fisika seperti sifat lipofilik dan elektronik yang berperan pada proses distribusi obat sehingga senyawa dapat mencapai jaringan target dengan kadar yang cukup besar.