Роль химии в медицине кратко. Из истории

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В МЕДИЦИНЕ.

Хлор в составе NaCI – один из основных компонентов плазмы крови. Раствор NaCI с массовой долей вещества, равной 0,9% (физиологический раствор), используют для инъекций.

Фтор в виде фторапатита Ca 5 (PO 4 ) 3 F содержится в зубах, костях, а в виде соединений NaF , SnF 2 входит в состав зубных паст.

Раствор хлороводородной кислоты применяют при лечении заболеваний желудочно- кишечного тракта (гастрит, панкреатит). Соляная кислота выполняет пищеварительную и бактерицидные функции в желудке, к тому же она участвует в реакциях восстановления ионов Fe 3+ до Fe 2+ , после чего ионы железа, поступающие с пищей в организм, становятся доступными для усвоения, участвуют в образовании гемоглобина и других биологически активных соединений.

Бром необходим для производства лекарственных препаратов. Например, бромид натрия и бромид калия используют для приема внутрь с целью восстановления сбалансированного соотношения процессов возбуждения и торможения в головном мозге.

Иод применяют в медицине в виде так называемой иодной тинктуры (10%-ный раствор иода в этиловом спирте), превосходного антисептического и кровоостанавливающего средства. Иод участвует в образовании гормона щитовидной железы, влияющего на обмен веществ в организме, деятельность нервной системы.

Иодид натрия и иодид калия применяют для профилактики и лечения эндемического зоба, для профилактики атеросклероза.

Кислород широко используют в медицинской практике при лечении легочных и сердечных заболеваний, для поддерживания жизни больных с затрудненным дыханием (кислородные подушки, барокамеры, «кислородный коктейль»). Кислород используют в кислородно-дыхательных аппаратах (на военных подводных судах, при высотных полетах военных летчиков, при проведении подводных работ).

Озон – сильный окислитель, проявляющий дезинфицирующее и бактерицидные свойства. В малых дозах (в природных условиях концентрация озона в воздухе составляет 1.10 -6 %) озон оказывает стимулирующее действие на организм человека: повышает устойчивость к действию токсичных веществ, уровень гемогло- бина в крови, иммунобиологическую защиту, улучшает работу легких, нормализует артериальное давление. Озоновый слой (90 % озона сосредоточено на высоте 10-50 км) спасает человека и животных, поглощая избыток ультрафиолетовых лучей, вредно влияющих на все живое. В высоких концентрациях озон токсичен, оказывает резко выраженное раздражающее действие на верхние дыхательные пути. Бронхи и легкие. Задерживает синтез витамина D , вызывает чувство усталости, головную боль, воспаление слизистых оболочек глаз, носа, кровотечение из носа.

Азот применяют в медицине как хладоагент в криотерапии.

Хлорид аммония NH 4 CI - диуретик и отхаркивающее средство.

Оксид азота( I ) N 2 O –«веселящий газ»-в смеси с кислородом (80 % N 2 O и 20% O 2 ) применяют как анестезирующее средство.

Широко используют в медицине соли серной кислоты: Na 2 SO 4 .10 H 2 O (глауберова соль) и MgSO 4 . 7 H 2 O (горькая соль) – как слабительное; CaSO 4 . 2 H 2 O (гипс) – гипсовые повязки; CuSO 4 . 5 H 2 O (медный купорос) – вяжущее и антисептическое средство.

Нашатырный спирт (10%-ный водный раствор аммиака) используют в качестве лекарственного средства при обмороке: выделяющийся из раствора газообразный аммиак раздражает нервные окончания верхних дыхательных путей и рефлекторно возбуждает центральную нервную систему – человек приходит в сознание. Вдыхать аммиак рекомендуют также при отравлении некоторыми газообразными ядовитыми веществами.

Нитрат серебра (ляпис) наряду с противомикробными свойствами в малых концентрациях (до 2%) обладает вяжущим, а в больших (5% и более) – прижигающим действием. Его применяют при лечении кожных язв, а также при поражениях слизистых оболочек глаз (конъюнктивит) и гортани (ларингит), используют для прижигания бородавок .

Фосфор (элемент) входит в состав зубов, костей, мышц, нервных тканей и мозга. он участвует в передаче энергии в организме (АТФ), наследственной информации (ДНК и РНК), в поддержании постоянства кислотности крови. Фосфор используют в фармации при изготовлении лекарств (фосфакол – при глаукоме).

Активированный уголь назначают внутрь по 20-30 г в виде взвеси в воде при отравлении солями тяжелых металлов, пищевых интоксикациях. Адсорбируя токсичные вещества, он препятствует их всасыванию в желудочно-кишечном тракте и проявлению их токсического действия. Таблетки активированного угля назначают внутрь при метеоризме (газах в кишечнике) и расстройствах пищеварения.

Смесь углекислого газа CO 2 (5%) с кислородом или воздухом (карбоген) – средство для возбуждения дыхательного центра – применяют в медицине в случаях резкого угнетения дыхания. Углекислый газ используют также как охлаждающий агент («сухой лед») .

Карбонат кальция CaCO 3 используют в производстве зубных порошков, паст.

Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) NaHCO 3 (1-2%-ные растворы) применяют для промывания глаз, полости рта и носа при поражении их отравляющими веществами. Раствор питьевой соды используют для устранения изжоги, вызванной повышением кислотности желудочного сока, а также при отравлении в химической лаборатории кислотами.

Полисилоксаны – силиконовые масла, резины HO - | SiR 2 - O -| n используют как медицинские материалы, обладающие хорошей совместимостью с кровью.

Тальк 3 MgO . 4 SiO 2 . H 2 O применяют в медицине при изготовлении таблеток и паст.

Ионы натрия и калия играют важнейшую роль в жизнедеятельности организма человека. Натрий участвует а передаче нервных импульсов, способствует удержанию воды в тканях.

Сульфат натрия Na 2 SO 4 применяют при отравлении солями бария и свинца.

Хлорид калия KCl применяют внутрь в виде 10 %-ного раствора в качестве противоаритмического средства, для регуляции сердечной деятельности.

Соли лития применяют при лечении психических заболеваний (карбонат лития Li 2 CO 3 ), а также заболеваний, связанных с отложением солей, например подагры.

Кальций входит в состав костей. При его недостатке происходит нарушение оста, искривление костей скелета.

Хлорид кальция CaCl 2 применяют при лечении неврозов, а также как противоаллергический, противоотечный, противовоспалительный препарат.

Сульфат магния MgSO 4 уменьшает спазмы сосудов, применятся как слабительное и желчегонное средство.

Сульфат бария BaSO 4 применяют в качестве рентгеноконтрастного средства при рентгенологическом исследовании желудочно-кишечного тракта.

Ацетат алюминия Al ( CH 3 COO ) 3 , алюмокалиевые квасцы K А l (SO 4 ) . 12 H 2 O применяют для лечения кожных заболеваний

Гидроксид алюминия Al ( OH ) 3 входит в состав адсорбирующего и обволакивающего средства, применяемого при язвенной болезни желудка, гастритах.

Марганец влияет на процессе кроветворения, ускоряет образование антител, нейтрализующих вредное влияние чужеродных белков. Например, внутривенная инъекция сульфата марганца MnSO 4 спасает то укуса паука-каракурта.

Перманганат калия KMnO 4 используют в качестве дезинфицирующего, антисептического и кровоостанавливающего средства.

Сульфат цинка ZnSO 4 как антисептическое средство входит в состав глазных капель.

Оксид цинка применяют как вяжущее, подсушивающее и дезинфицирующее средство при кожных заболеваниях.

Химия с давних времен вторглась в жизнь человека и продолжает оказывать ему разностороннюю помощь и сейчас. Особенно важна органическая химия, рассматривающая органические соединения – предельные, непредельные циклические, ароматические и гетероциклические. Лекарственные вещества известны с очень древних времен. Например, в Древней Руси мужской папоротник, мак и другие растения употреблялись как лекарства. И до сих пор в качестве лекарственных средств используются 25-30% различных отваров, настоек и экстрактов растительных и животных организмов. В последнее время биология, медицинская наука и практика все чаще используют достижения современной химии. Огромное количество лекарственных соединений поставляют химики, и за последние годы в области химии лекарств достигнуты новые успехи. Из истории:

Все лекарственные вещества могут быть разделены на две большие группы: неорганические и органические неорганические и органические. Те и другие получаются из природного сырья и синтетически. Сырьем для получения неорганических препаратов являются горные породы, руды, газы, вода озер и морей, отходы химических производств. Сырьем для синтеза органических лекарственных препаратов служат природный газ, нефть, каменный уголь, сланцы и древесина. Нефть и газ являются ценным источником сырья для синтеза углеводородов, являющихся полупродуктами при производстве органических веществ и лекарственных препаратов. Полученные из нефти вазелин, вазелиновое масло, парафин применяются в медицинской практике.

Классификация лекарственных веществ 1. снотворные и успокаивающие (седативные); 2. сердечно – сосудистые; 3. анальгезирующие (болеутоляющие), жаропонижающие и противовоспалительные; 4. противомикробные (антибиотики, сульфаниламидные препараты и др.); 5. местно-анестезирующие; 6. антисептические; 7. диуретические; 8. гормоны; 9. витамины и др.

Снотворные средства Вещества, вызывающие сон, относятся к разным классам, но наиболее известны производные барбитуровой кислотою. Барбитуровая кислота образуется при взаимодействии мочевины с малоновой кислотой. Ее производные называются барбитуратами, Все барбитураты угнетают нервную систему. Амитал обладает широким спектром успокоительного воздействия. У некоторых пациентов этот препарат снимает торможение, связанное с мучительными, глубоко спрятанными воспоминаниями. Организм человека привыкает к барбитуратам при частом их употреблении как успокаивающих и снотворных средств, поэтому люди пользующиеся барбитуратами, обнаруживают, что им нужны все большие дозы. В качестве успокаивающего и снотворного средства широко используется Демидрол. Он не является барбитуратом, а относится к простым эфирам. Демидрол – активный противогистаминный препарат. Он оказывает местноанестезирующее действие, однако в основном применяется при лечении аллергических заболеваний.

Алкалоиды Достаточно 0,005 мг ЛСД попасть в мозг человека, чтобы вызвать галлюцинации Многие алкалоиды принадлежат к ядам и наркотикам. Это хорошее обезболива- ющее средство, однако при длительном применении морфина у человека вырабатыва- ется к нему привыкание, организму требуются все большие дозы наркотика.

Атропин – оптически неактивная форма гиосциамина, широко применяется в медицине как эффективный антидот при отравлениях антихолинэстеразными веществами, такими, как физостигмин и фосфорорганические инсектициды. Он эффективно снимает спазмы бронхов, расширяет зрачок и т.д. Токсические дозы вызывают нарушение зрения, подавление слюноотделения, расширение сосудов, гиперпирексию (повышение температуры), возбуждение и состояние делирия (помрачения сознания). Морфин является важнейшим опийным алкалоидом. Его экстрагируют из высушенного млечного сока, выступающего из надрезов на незрелой головке опийного мака (Papaver somniferum). Морфин содержит фенольную и спиртовую гидроксильные группы. Он представляет собой наркотический анальгетик и применяется для обезболивания. Однако длительное его употребление приводит к привыканию и вызывает тошноту, рвоту, запоры.

Хинидин Хинидин – диастереомер хинина – встречается в хинной коре (например, Cinchona succirubra) в количествах от 0,25 до 1,25%. Это антиаритмическое сердечное средство, применяемое для предупреждения фибрилляции предсердий (мерцательной аритмии). Кофеин Кофеин содержится в кофе, чае, какао, коле и матé (парагвайский чай). В составе многих напитков его потребляют миллионы людей во всем мире. Кофеин обычно извлекают из чая, чайной пыли, чайных отходов или выделяют возгонкой при поджаривании кофе. Его также можно синтезировать из теобромина. Кофеин оказывает возбуждающее действие на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы, используется для стимуляции сердечной деятельности, дыхания и как противоядие при отравлении морфином и барбитуратами. Он входит в состав продуктов с торговыми названиями эмпирин, фиоринол, кафергот, виграин.

Кокаин получают из листьев коки (Erythroxylum coca) или синтезируют из экгонина, выделяемого из растительного сырья. Это мощный местный анестетик, он входит в микстуру Бромптона, которая используется для смягчения жестоких болей, сопровождающих последнюю стадию рака. Его стимулирующее действие на ЦНС уменьшает седативный эффект и ослабление дыхания от применения морфина или метадона, используемых в качестве наркотических анальгетиков в составе микстуры Бромптона. Привыкание к кокаину наступает очень быстро. Он включен в список веществ, подлежащих особо тщательному контролю. Винбластин и винкристин. Барвинок Винбластин и винкристин. Барвинок (Catharanthus roseus, ранее известный как Vinca rosea) содержит множество сложных алкалоидов, среди которых мощные противораковые средства винбластин и винкристин. Поскольку концентрация активных алкалоидов в барвинке ничтожна, для их промышленного получения необходимы огромные количества растительного сырья. Так, для выделения 1 г винкристина нужно переработать 500 кг корней. Винбластин применяется для лечения различных форм рака и особенно эффективен при болезни Ходжкина (лимфогранулематоз) и хорионкарциноме. Винкристином лечат острую лейкемию, а в комбинации с другими препаратами – лимфогранулематоз.

Никотин. Никотин. Этот жидкий алкалоид в чистом виде выделен в 1828 Поссельтом и Рейманом. Его основной источник – табак (Nicotiana tabacum), годовое производство листьев которого превышает 5 млн. т. Никотин встречается также в разных видах плауна, хвоще полевом и некоторых других растениях. При курении бóльшая часть никотина разрушается или испаряется. Никотин – сильный яд. В малых количествах он стимулирует дыхание, но в больших – подавляет передачу импульса в симпатических и парасимпатических нервных узлах. Смерть наступает от прекращения дыхания. Никотин сильно влияет на сердечно- сосудистую систему, вызывая сужение периферических сосудов, тахикардию и подъем систолического и диастолического кровяного давления. Никотин (обычно в виде сульфата) используется как инсектицид в аэрозолях и порошках. Лобелин Лобелин содержится в лобелии (Lobelia inflata) и обладает действием, сходным с действием никотина. По этой причине его вводят в состав таблеток, облегчающих отвыкание от курения. В малых дозах способен возбуждать дыхание, в связи с чем его применяют в случаях удушения, отравления газами, т.е. когда нужно стимулировать дыхание. Большие дозы, наоборот, парализуют дыхание.

Анельгезирующие, жаропонижающие и противовоспалительные средства Салициловая кислота Аспирин Крупная группа лекарственных препаратов – производные салициловой кислоты. Салициловая кислота – сильное дезинфицирующее средство. Ее натриевая соль применяется как болеутоляющее, противовоспалительное, жаропонижающее средство и при лечении ревматизма. Из производных салициловой кислоты наиболее известен ее сложный эфир - ацетилсалициловая кислота, или аспирин. Аспирин – молекула, созданная искусственно, в природе он не встречается. При введении в организм ацетилсалициловая кислота в желудке не изменяется, а в кишечнике под влиянием щелочной среды распадается, образуя анионы двух кислот – салициловой и уксусной. Анионы попадают в кровь и переносятся ею в различные ткани.

Салол Салол – сложный эфир салициловой кислоты с фенолом (фенилсалицилат) обладает дезинфицирующими, антисептическими свойствами и употребляется при заболеваниях кишечника. Распространенными жаропонижающими и болеутоляющими средствами являются Анальгин производные фенилметилпиразолона – амидопирин и анальгин. Анальгин обладает небольшой токсичностью и хорошими терапевтическими свойствами.

Местноанестезирующие средства Главенствующее место в арсенале обезболивающих средств веками занимал морфин – основной действующий компонент опия. Он использовался еще в те времена, к которым относятся первые дошедшие до нас письменные источники. Основные недостатки морфина – возникновение болезненного пристрастия к нему и угнетение дыхания. Хорошо известны производные морфина – кодеин и героин. Большое практическое значение имеют синтетические анестезирующие (обезболивающие) вещества, полученные на основе упрощения структуры кокаина. К ним относятся анестезин, новокаин, дикаин.

Противомикробные средства Препараты этой группы обладают широким спектром противомикробного действия, оказывая влияние на большинство бактерий (в том числе на протей и синегнойную палочку), дрожжеподобные грибки и протозойные инфекции. Они эффективны также в лечении кишечных инфекций: дизентерии, сальмонеллеза, пищевых токсикоинфекций, ферментной диспепсии и др. 1. Производные 8-оксихинолина 2. Производные нафтиридина - пиридопиридины 3. Производные группы пиридопиримидина и 8-оксихинолина 4. Препараты фторхинолонов 5. Производные хиноксалина 6. Производные нитрофурана

Фторхинолоны Фторхинолоны по химическому составу напоминают оксолиновую кислоту, но в отличие от нее обладают широким противомикробным действием и эффективны не только при инфекциях мочевых путей, но и при других заболеваниях. Механизм противомикробного действия препаратов этой группы связан, главным образом, с угнетением синтеза белка. Производные хиноксалина Производные хиноксалина - лекарственные препараты этой группы обладают выраженной антибактериальной активностью, широким спектром противомикробного действия, эффективны при инфекциях, вызванных кишечной и дизентерийной палочкой, сальмонеллами, стафилококками и другими патогенными микроорганизмами. Производные хиноксалина назначаются только в стационарных условиях под тщательным наблюдением врача. Нитрофураны препараты, близкие по действию к антибиотикам широкого спектра действия. Они активны в отношении грамположительной и грамотрицательной флоры; к ним чувствительны кишечная и дизентерийная палочки, возбудители паратифа, сальмонеллы, холерный вибрион, лямблии, трихомонады и др. Механизм противомикробного действия связан с угнетением дыхания микроорганизмов (блокадой дегидрогеназ, участвующих в окислительно-восстановительных процессах).

Антибиотики Обычно антибиотиком называют вещество, синтезируемое одним микроорганизмом и способное препятствовать развитию другого микроорганизма. В 1929 г. случайность позволила английскому бактериологу Александру Флемингу впервые наблюдать противомикробную активность пенициллина. Культуры стафилококка, которые выращивались на питательной среде, были случайно заражены зеленой плесенью. Флеминг заметил, что стафилококковые палочки, находящиеся по соседству с плесенью, разрушались. В 1940 году удалось выделить химическое соединение, которое производил грибок. Его назвали пенициллином. ПЕНИЦИЛЛИН (белая точка). Видно его угнетающее влияние (темное кольцо) на рост колонии стафилококков (полосы)

В настоящее время описано около 2000 антибиотиков, но лишь около 3% из них находят практическое применение, остальные оказались токсичными. Антибиотики обладают очень высокой биологической активностью. Они относятся к различным классам соединений с небольшим молекулярным весом. Антибиотики различаются по своей химической структуре и механизмом действия на вредные микроорганизмы. Например, известно, что пенициллин не дает возможности бактериям производить вещества, из которых они строят свою клеточную стенку. Нарушение или отсутствие клеточной стенки может привести к разрыву бактериальной клетки и выливанию ее содержимого в окружающее пространство. Это может также позволить антителам проникнуть в бактерию и уничтожить ее. Пенициллин эффективен только против грамположительных бактерий. Стрептомицин эффективен и против грамположительных и грамотрицательных бактерий. Существенным недостатком стрептомицина является чрезвычайно быстрое привыкание к нему бактерий, кроме того, препарат вызывает побочные явления: аллергию, головокружение и т п. К сожалению, бактерии постепенно приспосабливаются к антибиотикам и поэтому перед микробиологами постоянно стоит задача создания новых антибиотиков.

ПРОИЗВОДСТВО АНТИБИОТИКОВ (НА ПРИМЕРЕ ТЕРРАМИЦИНА) 1. В колбе проращивают споры тщательно отобранных, высоко продуктивных штаммов плесневых грибков. 2. Поскольку количество выращенной в колбе плесени невелико, ее продолжают выращивать в большей емкости – малом ферментере. 3. Тем временем большой ферментер заполняют стерильной питательной средой, содержащей в нужном соотношении необходимые для роста плесени вещества. 4. Поскольку плесень для своего роста нуждается в кислороде, через ферментер пропускают стерильный воздух 5. Содержимое малого ферментера переносится в производственный ферментер. Любые другие добавки предварительно стерилизуют, чтобы избежать загрязнения микробами, которые могут снизить выход антибиотика. 6. Когда выход антибиотика достигает максимума, содержимое ферментера поступает на вращающийся фильтр, где плесень отфильтровывается. 7. Фильтрат, содержащий террамицин, поступает в емкость, куда добавляют химические реагенты, осаждающие антибиотик. 9. Осадок террамицина подвергают дальнейшей обработке для удаления оставшихся примесей. 8. Затем смесь под давлением фильтруют, отделяя частично очищенный осажденный антибиотик от примесей, остающихся в растворе. 10. Очищенный кристаллический антибиотик центрифугируют и высушивают. 11. Теперь его можно расфасовывать и использовать.

I. Введение.………………………………………………………………………………

II. Химия - союзник медицины. ……………………………………………………

§1. Болеутоляющие (анальгезирующие) средства. …..…………………

§2. Снотворные средства. ………………………………………………………

§3. Антибактериальные и химиотерапевтические средства.…….…

§4. Витамины.…….…………………………………………………………………

§5. Химиотерапевтические аспекты будущего. …………………………

§6. Химия регулирует рождаемость. ……………………………………….

§7. Контактные линзы. ………………………………………………………….

§8. Этиловый спирт.………………………………………………………………

§9. Наркотики.……………………………………………………………………...

III. Заключение. ……………………………………………………………………….

IV. Список используемой литературы.…………..…………………………….

Введение.

Химия должна помогать медицине в борьбе с болезнями. Однако эти науки прошли длинный и сложный путь развития, прежде чем им удалось добиться успеха в решении общих задач. Химия делала первые неуверенные шаги, когда медики уже располагали целым арсеналом сведений и наблюдений и часто довольно успешно справлялись с болезнями. Человек тысячами нитей связан с окружающей средой - он часть природы и следует ее законам. И в те времена, когда химики еще ничего не знали об элементах, атомах и молекулах, эта истина была усвоена врачами.

В средние века алхимики неоднократно делали попытки вмешаться в медицину и часто врач, и химик совмещались в одном лице. Однако алхимические теории не могли принести пользы практической медицине, так как они основывались не на опыте, а на предвзятых и ложных утверждениях и, как правило, вели к ошибкам. Так, легендарный химик и врач, Василий Валентин, написавший книгу о сурьме («триумфальная колесница антимония»), предлагал ее для избавления от всех болезней. Этот элемент- аналог мышьяка- ничего, кроме вреда, не мог принести страждущим. Случайные удачи химиков и использование народного опыта все-таки помогали медикам, и контакты между ними и химиками никогда не прерывались. В XV в. Теофраст Парацельс опроверг учение о пневмах, но тут же заменил их не менее таинственным «археем», не имеющим материальной природы, но подчиняющим себе материю. Эти фантастические «теории» были скоро забыты, но практическая врачебная деятельность Парацельса оказалась продуктивной. Он исследовал соединения ртути и мышьяка и заложил основу ятрохимии - науки о применении определенных химических соединений для лечения болезней. Правда, рецепты Парацельса вызвали бы у современных врачей скорее испуг, чем восхищение, но все же это были шаги по правильному пути, который действительно мог привести к успеху и привел к нему через четыре сотни лет. История медицины сохранила опись «всяким зельям», привезенным в Москву в 1602г. английским аптекарем Джеймсом Френчем по поручению королевы Елизаветы. Среди «зелий» числятся: «цидоны яблоки в сахаре, слива дамасен, сыроп соку цитронова, водка коричная, можжевеловая, пиретрум, калган, алоэ, опиум» и даже «глина армянская»; имеются и вещества животного происхождения, например «олений рог». Всего 171 лекарство. Некоторые из них безусловно приносили пользу, это, в частности, «сок цитронов», т.е. лимонный сок, калган, алоэ, которые и ныне применяются в медицине.

В XIX в. прогресс теоретической химии, великие открытия М. В. Ломоносова, А. Лавуазье, Д.И. Менделеева, достижения в области биологии, стимулированные созданием микроскопа (Левенгук, XVII в.), развитие клеточной теории и бактериологии тесно сблизили дороги химии и медицины и способствовали появлению плодотворных идей. Блестящим выражением новых идей оказалось создание метода дезинфекции. Химики нашли вещества, способные уничтожать в окружающей среде невидимых и свирепых врагов организма - микробов, вызывающих нагноение ран, общее заражение крови, различные инфекционные заболевания. При этом речь шла не о специальном подборе веществ, действующих именно на данный вид микроорганизмов, а о дезинфицирующем воздействии, которое губит все микробы. Постепенно были заложены основы гигиены- области, в которой пути химии и медицины сошлись с великой пользой для человечества.

Неважно было с гигиеной в Европе в средние века. Чешский ученый Бетина пишет, что даже сам король Франции Людовик XV мылся не чаще двух раз в год, а в Париже было принято выливать помои из окон на улицу- закон обязывал граждан лишь предупреждать прохожих возгласом: «Берегись, вода!» Тяжелые эпидемии были расплатой за невнимание к миру микробов, населявших почву, воду и атмосферу. Врачи хорошо знали, что, какой бы удачной ни была операция, всегда остается риск послеоперационных осложнений. В госпиталях и родильных домах часто приходилось наблюдать массовую гибель больных, вызванную тем, что мы сейчас называем инфекцией (чаще всего от микробов-стафилококков или стрептококков).

Одним из первых, кто понял значение гигиенических мероприятий, был венский врач И.Зиммельвейс, обязавший сестер в родильном доме, где он был главным врачом, мыть руки в растворе хлорной извести. Смертность среди рожениц сразу резко снизилась. Химия помогла медицине справиться с опасными врагами- микробами, которых, собственно, еще никто как следует не знал, а многие вообще не признавали.

Английский хирург Д.Листер с большим успехом применил растворы фенола (карболовой кислоты) для дезинфекции тканей во время операций; П. Кох пользовался растворами хлорной ртути (сулемы), и только в 1909 г. Стреттон открыл дезинфицирующие свойства растворов йода в спирте. Все эти средства, хотя и помогли хирургам спасти сотни тысяч жизней оперированных ими больных, все же не решали задачу борьбы с инфекционными заболеваниями. Во-первых, дезинфицирующие средства влияли только на окружающую человека среду. Операция и послеоперационный период были менее опасными, но больной не избавлялся от тех микробов, которые уже проникли в организм. Во-вторых, йод, сулеме, карболовая кислота и другие дезинфицирующие вещества иногда губили клетки организма, а погибшие ткани способствовали росту микробов. Поэтому, несмотря на все несомненные успехи методов дезинфекции, оставалась задача создания таких соединений, которые разрушали бы только микробные клетки. К началу XX в. органическая химия и методы химического синтеза достигли такого уровня, что химики уверенно перестраивали молекулы органических соединений и могли синтезировать сложную молекулу по заданной формуле.

Немецкий ученый П. Эрлих - один из основоположников химиотерапии - был убежден, что, изменяя структуру молекулы, можно найти такие соединения, которые будут специфически влиять только на клетки возбудителей инфекционных болезней, легко проникая в - них и действуя достаточно быстро. П.Эрлих, занимаясь изучением клеток микробов, окрашивал их различными красителями, как это принято в микробиологии. Такие препараты лучше видны и позволяют исследовать тонкие детали строения клеток, которые без окраски незаметны. Определенные красящие вещества более прочно связываются с клеткой микроба, чем с клетками организма человека. Отсюда следовал вывод, что если бы эти красители оказались гибельными для микробов, то их можно было бы использовать для лечения вызываемой микробами болезни, не опасаясь отравления больного. Так, например, было известно, что метиленовая синька, которой хозяйки подсинивают белье, оказывает лечебное действие при малярии. Действие, правда, довольно слабое, но ведь можно химически изменить молекулу этого вещества - не станет ли оно от этого более эффективным? Позже, уже после первых работ П. Эрлиха, удалось получить хороший противомалярийный препарат на основе метиленовой синьки.

П.Эрлих проявил исключительное упорство в трудной работе по исследованию ряда мышьяковистых соединений, применяемых для лечения сифилиса. Было синтезировано и изучено более шестисот соединений, прежде чем удалось получить препарат под номером 606 (сальварсан), обладающий высокой лечебной активностью. Это было в 1909 г., а в 1912 г. в лаборатории П.Эрлиха синтезировали вещество, имевшее номер 914 (неосальварсан), оказавшееся еще более действенным и менее токсичным «Волшебными пулями» называли молекулы сальварсанов - они, попадая в ткани организма, поражали только микробов. Это было громадным достижением и открывало важнейшие перспективы перед новой наукой- химиотерапией.

Число побежденных болезней долгое время оставалось очень небольшим, и острые инфекции продолжали угрожать человеку. Однако врачи опытным путем нашли еще один путь борьбы с ними - создание иммунитета (невосприимчивости к болезни посредством введения в организм специальных сывороток, полученных из тканей животных, перенесших заболевание). Так удавалось бороться с оспой, дифтерией, бешенством, так и сейчас справляются с полиомиелитом, холерой, столбняком, укусами змей и т. п. Но ученые долгое время не могли объяснить, как именно и почему возникает иммунитет. Только в наши дни удалось немного приподнять завесу над химическими тайнами иммунитета - только приподнять, не более! Это одна из труднейших и многообещающих задач химии ближайшего будущего.

Тему «Химия- союзник медицины» я выбрала, потому что своё будущее хочу связать с профессией врача. Про химию и медицину можно писать бесконечно, но объём работы ограничен, поэтому я осветила только то, что мне было особенно интересно. Я почти уверена, что благодаря этой работе мне будет легче осваивать профессию врача.

Болеутоляющие (анальгезирующие) средства

С раннего детства нам знакома зубная боль и такие лекарства, как аспирин, анальгин, пирамидон (амидопирин). Эти соединения относятся к группе ненаркотических анальгетиков: они не обладают седативным и снотворным действием, не вызывают эйфории (как наркотики), к ним не развивается привыкание. По химической структуре их можно разделить на производные салициловой кислоты (аспирин, салицилат натрия и др.) и пиразолона (амидопирин, антипирин, анальгин, бутадион):

Схема-1

Все эти вещества характеризуются тремя типами действия: анальгезирующим (обезболивающим), противовоспалительным и жаропонижающим. Механизм обезболивания объясняется их блокирующим действием на «пути проведения» болевых импульсов на уровне окончаний чувствительных нервов. Считают также, что салицилаты тормозят синтез веществ (простагландинов), участвующих в генерации болевых импульсов. Механизм противовоспалительного действия" этих препаратов связывают с их антагонизмом с так называемыми веществами воспаления. В основе жаропонижающего свойства этих соединений лежат процессы ингибирования (замедления) действия соединений (простагландины группы Е), которые оказывают пирогенные воздействия на центр теплорегуляции гипоталамуса. Понижение температуры тела является результатом теплоотдачи вследствие расширения кровеносных сосудов кожи и потоотделения.

Аспирин (ацетилсалициловая кислота)- один из наиболее сильных ингибиторов синтеза простагландинов. Он реже, чем другие салицилаты, оказывает побочные эффекты на организм человека, однако длительное (особенно без контроля врача) его использование может привести к серьезным заболеваниям желудочно-кишечного тракта (язвы и кровотечения желудка и т. д.). Для уменьшения повреждающего действия лекарства на слизистую оболочку желудка его следует принимать после еды, запивая большим количеством молока. Большие дозы аспирина и других салицилатов, принимаемые в течение продолжительного времени, могут вызвать аллергические реакции, ускорить процессы распада белков и жиров, вызвать ослабление слуха (звон в ушах). Поэтому не следует увлекаться жаропонижающим свойством аспирина. Необходимо помнить, что лихорадка- это защитная реакция организма на большие температуры, и ее подавление (особенно при невысоких температурах) вредно для организма. Все это следует иметь в виду и при приеме таблеток, содержащих ацетилсалициловую кислоту (аскофен, цитрамон и др.).

Анальгин и амидопирин (пирамидон) широко используются при различных болевых ощущениях (головная боль, радикулиты, миозиты, невралгии, гриппе, лихорадках, ревматизме). У этих препаратов более выражен обезболивающий эффект; их противовоспалительное действие невелико. Длительное применение этих лекарств может вызвать угнетение процессов кроветворения.

Снотворные средства

Снотворные средства угнетающе влияют на передачу возбуждения в головном мозге. По механизму влияния на центральную нервную систему их относят к наркотическим веществам. Небольшие дозы снотворных средств действуют успокаивающе, средние-вызывают сон, большие - наркотическое действие. Бывают препараты длительного действия (барбитал, фенобарбитал), средней продолжительности (нитразепам, барбамил) и короткого действия (ноксирон, гексабарбитал).

Механизм сна под влиянием снотворных средств отличается от естественного, характеризующегося чередованием периодов «медленного» и «быстрого» (до 25% общей продолжительности) сна. Большинство снотворных укорачивает длительность быстрого сна.

Значительное количество снотворных относится к производным барбитуровой кислоты. Сама кислота снотворного действия не оказывает. Даже небольшие дозы барбитуратов замедляют обычные скорости двигательных и психических реакций человека на внешние раздражения.

Схема-2

Об этом должны помнить водители, тем более что некоторые барбитураты (фенобарбитал и барбитал) обладают длительным последствием (до 3-5 дней). Для барбитуратов характерен эффект привыкания, который развивается уже через две недели непрерывного приема. Другая особенность барбитуратов состоит в том, что они активируют действие ряда ферментов (в микросомах печени), дезактивируют лекарственные соединения. Поэтому действие лекарств при их совместном приеме с барбитурьтами может быть ослаблено. Барбитураты немного снижают температуру тела.

Антибактериальные и химиотерапевтические средства

Все мы за свою жизнь не раз и не два переболели такими инфекционными заболеваниями, как грипп или ангина. Предупредить эти и другие инфекционные болезни можно с помощью антисептиков и дезинфицирующих средств, уничтожив микробы на подступах к организму. Организму в борьбе с проникающими в него болезнетворными микроорганизмами помогают химиотерапевтическпе средства, обладающие антибактериальным, противовирусным, противогрибковым и другим действием.

К антибактериальным химиотерапевтическим средствам в первую очередь относятся сульфаниламидные препараты и антибиотики. Сульфаниламиды - первые антибактериальные средства, использованные в борьбе с такими болезнями, как ангина, пневмония, дифтерия, различные желудочно-кишечные заболевания (дизентерия и др.). Они эффективны в борьбе и с пневмококками, менингококками, гонококками. В настоящее время сульфациламиды подразделяют на препараты, хорошо всасывающиеся в желудочно-кишечном тракте (сульфадимезин, сульфазин, норсульфазол, этазол - непродолжительного действия; сульфадиметоксин, сульфапиридазин - продолжительного действия), и препараты, плохо всасывающиеся (фталазол):

Схема-3

Механизм действия всех сульфаниламидов основан на структурной аналогии их строения и строения фолиевой кислоты, которую синтезируют многие бактерии.

Витамины.

Витамины… Они нужны как пища и воздух, но действует в очень малых количествах, без них организм не может обойтись. Недостаток их есть причина ряда тяжелых заболеваний и снижение сопротивляемости, т.е. ослабление иммунных сил организма к действию микробов. В 1880 г. врач Н. Н. .Лунин доказал существование группы веществ, не относящихся к обычным частям пищи, но жизненно важным для человека. Его исследования были развиты К.Функом в 1911 г., предложившим их название- витамины. Еще через 11 лет Н. Н. Бессонов открыл аскорбиновую кислоту- витамин С, излечивающий цингу и повышающий сопротивляемость организма к болезням. Ее состав оказался сравнительно простым:

Схема-4

Изучение витаминов помогло биохимикам понять механизм действия лекарственных веществ и немало способствовало успехам химиотерапии. Сейчас известно, что аскорбиновая кислота облегчает процесс переноса атомов водорода от пищевых веществ к кислороду, т.е. улучшает дыхание клеток.

Другой витамин, названный витамином А, играет большую роль в процессе восприятия света сетчаткой глаза и необходим для сохранения клеточных оболочек. Он защищает организм от простудных заболеваний, пневмонии, болезней кожи. Его формула довольно сложна:

Схема-5

Обращает на себя внимание большой углеводородный “хвост” этой молекулы. На конце такой цепочки находится всего одна группа ОН. Так как группа ОН повышает растворимость соединений в воде, а углеводородная цепь понижает ее, витамин А плохо растворим в воде. Но он хорошо растворяется в жирах.

Витамин В1, был открыт при изучении причин тяжелой болезни бери-бери, сопровождающейся прогрессирующими параличами, расстройством сердечной деятельности и нарушениями работы нервной системы. Все эти явления вызваны недостатком в организме витамина В1, который входит в состав нескольких ферментов. Последние ускоряют биохимические реакции и таким образом регулируют сложный, многоступенчатый процесс окисления пищевых веществ. В состав витамина В1 входят азот и сера:

Схема-6

Другие стадии окисления требуют присутствия других витаминов, часто объединяемых в общую группу витаминов В. К ним же причисляют и витамины, необходимые для отдельных этапов синтеза сложных соединений, процессов переноса отдельных групп атомов от одной молекулы к другой, образования гемоглобина и т.п. Было доказано, что витамин В12, содержащий в молекуле ион кобальта, необходим для кроветворения и является прекрасным средством для излечивания злокачественной анемии. Он проявляет лечебное действие в ничтожно малых количествах.

Витамины группы D необходимы для нормального развития костей, витамин Р (рутин) усиливает действие витамина С и повышает прочность и эластичность стенок кровеносных сосудов, витамин Е улучшает состояние нервно-мышечной системы и подавляет образование опасных для клеток соединений, содержащих свободные радикалы (т.е. имеющих не спаренные электроны и вследствие этого чрезмерно повышенную химическую активность). Тесная связь между ферментами и витаминами показывает, что, применяя витамины для лечения болезней, врач, в сущности, восстанавливает то химическое равновесие, которое соответствует нормальной работе организма.

Но вернемся к борьбе с микробами. Открытие и применение витаминов, развитие методов иммунизирования с помощью специфических сывороток отодвинули на второй план работы в том направлении, которое было намечено П.Эрлихом. Это понятно, так как П.Эрлих добивался успеха, идя чисто опытным путем, не имея ясных представлений о механизме поражения микробов именно его «пулями». Биохимия в это время еще не была в состоянии объяснить гибель микробов «на молекулярном уровне». И пришлось довольно долго ждать решения этой задачи хотя бы для некоторых лекарственных веществ. Лишь в 1932 г. ученик П. Эрлиха химик Г. Домагк, изучая соединения, содержащие два связанных атома азота -N=N- (диазосоединения), обнаружил, что одно из них (его позднее назвали красным стрептоцидом) успешно борется со стрептококковыми инфекциями. Опыты шли на мышах. Но однажды сын Г.Домагка, случайно уколов руку, заболел тяжелым стрептококковым заражением крови. Г.Домагк рискнул ввести ребенку красный стрептоцид и спас своего сына от грозившей ему неизбежной смерти.После этого клинические испытания стали проводить быстрее и стрептоцид начал свое победное шествие по больницам и клиникам. Красная форма лекарства состояла из двух компонентов, неактивен был только один из них - белый стрептоцид. Он оказался менее сложным соединением, и именно его ввели врачи в медицинскую практику для борьбы с инфекциями. Было доказано, что причина, по которой стрептоцид подавляет рост микробов, заключается в том, что его молекула по своему строению очень похожа на парааминобензойную кислоту, необходимую для жизнедеятельности микробов; усваивая вместо нее стрептоцид (сульфаниламид, на языке химиков), микроб отравляется и гибнет. Формулы этих двух веществ следующие:

Схема-7

Разница в молекулах состоит только в том, что вместо группы -СООН в сульфаниламиде находится группа -SO 2 NH 2 ; этого достаточно, чтобы отравить клетку стрептококка.

Теперь пути дальнейших исследований сделались более ясными: очевидно, следует варьировать состав и структуру замещающих групп, вводить заместители в аминогруппу и испытывать полученные соединения на их антимикробное действие. Так, если в группах -NH 2 (сульфаниламида) заместить по одному атому водорода на группы:

Схема-8

(в группе -SO 2 NH 2), то получится соединение, известное под названием фталазол - прекрасное лечебное средство в борьбе с кишечными инфекциями. Подбор заместителей позволяет находить соединения, специфически «настроенные» на определенный вид микробов. Это нелегкая работа: из более чем 6000 испытанных соединений лишь 20 оказались пригодными для медицинских целей. Но в целом изучение этого класса было весьма плодотворным. Удалось создать препараты, способные подавлять развитие туберкулезных бактерий; в 1946 и 1951 гг. группа, возглавляемая Г. Домагком, получила парааминосалициловую кислоту (ПАСК) и изониазид, применение которых в последующие годы резко снизило смертность от туберкулеза:

Схема-9

В 1877 г. английский ученый У.Роберте пришел к выводу о том, что между плесневыми грибами и бактериями существует антагонизм. Микроорганизмы создают вокруг себя «зону безопасности», выделяя в окружающую среду особые вещества (их назвали антибиотиками), назначение которых-уничтожать другие микроорганизмы. Но среди этих «других» вполне могли оказаться и стафилококки, и стрептококки, и пневмококки и прочие серьезные враги человека. В 20-х годах нашего века А.Флеминг - английский микробиолог, изучая стафилококки, колонии которых росли в чашках Петри на студне из агара, заметил, что в одной из чашек микробы почти не развиваются. А.Флеминг решил, что в эту чашку из атмосферы случайно попали споры плесневого гриба, относившегося к роду пенициллиум. Вещество, полученное из жидкости, в которой рос гриб, названное пенициллином, оказалось исключительно активным по отношению к целому ряду опасных микроорганизмов. Была установлена и формула пенициллина, получены его соли и различные производные, например натриевая соль бензилпенициллина:

Схема-10

Пенициллин действует на стрептококки, пневмококки, менингококки, спирохеты и несколько слабее на стафилококки. Воспаление легких, эндокардит, раневые инфекции, гнойный плеврит, перитонит, цистит, остеомиелит, ангины, дифтерия, рожистое воспаление, менингит, скарлатина, сибирская язва - вот неполный список тяжелейших болезней, которые одолевает пенициллин. Итак, в дополнение к сульфаниламидам появились антибиотики. Исследования различных сред, в которых росли микробы, главным образом почв, взятых в различных районах земного шара, проводились широким фронтом. Вещества, выделяемые микроорганизмами, очищали, концентрировали и испытывали их способность подавлять рост болезнетворных микробов.

В историю освоения производства антибиотиков большой вклад внесли и советские ученые Г. Н. Гаузе, 3. В. Ермольева, М. М. Шемякин и др. В настоящее время врачи располагают большим набором веществ этого класса, эффективных при лечении заболеваний. Очень большую роль в лечении туберкулеза сыграл выделенный С.Я.Ваксманом из гриба актиномицета стрептомицин. Левомицетин и тетрациклин (1945-1948 гг.) оказались ценными средствами при лечении сыпного тифа, дизентерии, бруцеллеза, коклюша, пневмонии и других заболеваний. Как и всегда, основной каркас молекулы лекарственного вещества допускает различные вариации, позволяющие улучшить его свойства или «настроить» его на определенный вид микробов.

В настоящее время известны уже сотни антибиотиков и установлен в общих чертах механизм их действия. Так, установлено, что пенициллин препятствует образованию клеточной стенки у бактерий, тетрациклины нарушают работу тех частей клетки, в которых происходит синтез белков (рибосомы), синтезы белка блокируются также и стрептомицином. Практическое применение антибиотиков требует осторожности. Многие из них токсичны, некоторые вызывают аллергические реакции. Что же касается привыкания к ним микробов, то приходится постоянно бороться с «химическим сопротивлением» микробов. Тем не менее знание всех стадий обмена веществ у микроорганизмов, доступное современной биохимии, дает основания думать, что человечество, несомненно, выиграет бой с примитивными микроорганизмами и будущие поколения не будут знать инфекционных болезней.

Но ими не исчерпывается все разнообразие недугов человека. Существуют еще многочисленные заболевания, связанные с нарушением регуляции физиологических процессов. Примером может служить диабет, при котором расстраивается система регулирования содержания сахара в крови и человек страдает от чрезмерного повышения концентрации сахара. Лечить такие болезни очень трудно. Здесь необходим союз медицины, физиологии, химии и биохимии. Намечаются успехи и на этом фронте. В частности, сульфамидные препараты оказались пригодными для снижения уровня сахара. Другая болезнь- гипертония также поддается лечению специальными препаратами, понижающими давление крови и способствующими расширению сосудов. Будем же уверенно смотреть в будущее, полагаясь на объединенные силы всех ветвей науки о природе и не забывая, что тайны жизни и развития организма скрыты в его молекулах.

Химиотерапевтические аспекты будущего.

Без малейшего сомнения можно утверждать, что медицинская химия в борьбе с инфекционными заболеваниями достигла значительных успехов. Но тот, кто думает, что мы почти полностью одолели огромное множество возбудителей болезней, глубоко заблуждается и особенно сильно потому, что именно химиотерапия вирусных заболеваний находится еще на стадии ученичества. Например, миксовирус гриппа А, вызывающий все достойные упоминания гриппозные заболевания в мире, постоянно образует новые болезнетворные подтипы, и каждые 9-10 лет происходят эпидемические вспышки инфекции. Поэтому химио - и иммунотерапевты в последующие десятилетия должны будут серьезно поработать над этой проблемой.

Малое предложение в последнее время веществ, подавляющих рост вирусов, не имеет никаких существенных дополнений. Применение новых терапевтических средств (иоддезоксиуредина, адамантамина, метилизатин- b -тиосемикарбазона) для лечения вызванных патогенными вирусами заболеваний, таких, как пузырьковая сыпь (например, поясничная рожа).

К болезням, имеющим тенденцию распространяться выше среднего уровня, относятся ревматизм и ревматический полиартрит. Эти заболевания по своей сущности далеко неодинаковы. Ревматическая лихорадка как одна из акутных форм воспалительного ревматизма вызывается определенным видом стрептококков, поэтому с ней можно надежно бороться, например, пенициллином. Кроме того, можно делать защитные прививки, что касается хронического ревматизма суставов, то возбудитель его до сих пор неизвестен. Для лечения применяют симптоматические средства-противовоспалительные и болеутоляющие (например, преднистон).

Несмотря на интенсивную пропаганду, проводимую в промышленно развитых странах, тенденция к приему излюбленной высококалорийной пищи до сих пор имеет лишь слабый уклон вниз, а малоподвижный образ жизни остается поистине бичом наших дней. Поэтому специалисты должны внести что-то новое в борьбу с ожирением.

Во многих прогрессивных в экономическом отношении странах очень широко распространены сердечно-сосудистые заболевания, причиняющие много страданий людям. Будьте осторожны: около вас бродит призрак инфаркта! Причины этого явления коренятся во все возрастающем ограничение подвижности, в злоупотреблениях возбуждающими средствами, в особенности алкоголем и курением, в нерациональном питании, в непродуктивной лихорадочной работе и нервных повседневных перегрузках организма.

Уже из приведенного перечисления факторов риска следует, что биохимикам не так скоро удастся создать волшебную пилюлю от заболеваний сердца. Сразу же напрашивается мысль, а не устранить ли вначале корни зла? Для этого не потребуется ни много времени, ни больших капиталовложений. Однако легче сказать, чем сделать! Поэтому в ближайшие десятилетия и химикам, и медикам есть, чем заняться. Органической причиной многих сердечно-сосудистых заболеваний является склероз (обызвествление) кровеносных сосудов вследствие нарушения холестеринового обмена. При этом холестерин откладывается в стенках артерий. Если бы удалось в последующие годы найти и изготовить вещества, которыми можно было бы регулировать биосинтез холестерина, то этим был бы сделан первый шаг к каузальной (причинной) терапии склероза кровеносных артерий. В последние 20 лет нашего столетия химики надеются дать нам распоряжение лекарства, которыми можно замедлить, остановить и даже повернуть вспять процесс атеросклероза.

Предупреждение закупорки вен сгустками крови (тромбами) повлечет за собой снижение смертности от инфаркта миокарда. Из многих веществ, которые могут рассасывать тромбы, представляет интерес фермент стрептокиназа, получаемый из фильтратов обычных стрептококковых штаммов. Его химическая структура еще досконально не выяснена. Установлено, что он особенно пригоден для терапевтического лечения свежих тромбов, однако может разрушать и застарелые сгустки крови максимум за 4 дня

В заключение следует упомянуть о том, что химия помогает) не только терапевтам, но и хирургам. Им она дает все больше новых вспомогательных средств, например уменьшающие трудоемкость операций: клеи для заделывания ран, различные искусственные органы из пластмасс.

Применение пластмасс в хирургии:

* Артерии

* Внутреннее ухо

* Глазное яблоко, головки суставов, грудь

* Зубы

* Кожа, кости, костные пластинки, кровь

* Легкие, межпозвоночные диски, мочевой пузырь, мочеточники

* Носовой хрящ, оболочки нервов

* Пальцы, печень, почки

* Сердечные клапаны, сердце, трахея

* и т.д.

Химия регулирует рождаемость.

Биохимические исследования в области размножения стали уже малозаметной повседневностью. Однако при всем этом мы стоим в самом начале многообещающего пути, конечным итогом которого может быть очень деликатное регулирование биологического процесса размножения с помощью химических средств, подобранных для каждого индивидуально.

Биология размножения людей, управляется сложной гормональной системой. Схематически её можно представить так: производимые промежуточным мозгом рилизинг-гормоны вызывают образования гонадотропинов в железах гипофиза, а те уже действуют на половые железы, выделяющие в свою очередь половые гормоны. Гонадотропины - это гормоны- белки, а половые гормоны представляют собой стероиды. Когда концентрация гормона достигает обычного значения, срабатывает механизм обратной связи и начинается торможение всей действующей цепи через дополнительную доставку собственного гормона. Изложенная схема представляет собой основу для практического вмешательства в процесс размножения. Если в соответствующее звено цепи ввести нужный гормон или эквивалентное ему по биологическому действию соединение, то можно будет регулировать весь процесс по собственному жела­нию.

Надо сказать, что пока практически можно оказывать влияние «только» на женщин. Как известно, примерно четырехнедельный цикл деятельности яичника заключается в том, что в нем развивается фолликул-пузырек величиной с горошину, в котором содержится яйцеклетка. Из приведённой выше схемы следует, что и прогестерон (гормон желтого тела) и эстрадиол (женский половой гормон) тормозят образование в гипофизе гормонов ФСГ (гормон, стимулирующий функцию фолликул) и ГСРСТ (гормон, стимулирующий разрастание соединительной ткани), необходимых для развития яйцеклетки. Если в крови искусственно повысить концентрацию эстрогенов (женских половых гормонов) или гестагенов (гормонов желтого тела), то можно полностью прервать менструальный цикл. Без ФСГ не может созреть фолликул, а без ГСРСТ не произойдет овуляции, т.е. самопроизвольного выхода яйцеклетки из фолликула, когда он уже созреет. Из этого факта следует, что для предотвращения беременности необходим препарат, тормозящий овуляцию. Такой препарат разработан и представляет собой смесь двух указанных типов гормонов (эстрогенов и гестагенов) или, гораздо чаще, их синтетических производных в виде пилюль. Применение лишь одного из них приводит к нежелательным результатам. Если взять только эстроген, то возникает опасность усиленного образования вторичных женских (половых) признаков, что приемлемо лишь в определенных пределах. Но если применять один только гестаген, то в организме женщины начнут образовываться мужские половые гормоны (поскольку блокируется продуцирование эстрогенов), а вместе с ними могут возникнуть и отрицательные изменения в ее внешнем облике.

Первые препараты, тормозящие овуляцию, были приготовлены в 1960 г. в США на основе этинилнортестостерона и метилового эфира этинилэстрадиола. В предшествующем этому десятилетии все авторитетные фармацевтические фирмы мира разрабатывали различные препараты подобного типа. В наше время найдены и новые действующие принципы и, главное, созданы противозачаточные средства, не оказывающие побочного действия.

Новинкой последних лет является разработка препаратов пролонгированного действия. Их вводят путем инъекций. Однократная доза надежно предохраняет от беременности в течение месяца. Преимуществом здесь является то, что отпадает необходимость ежедневного приема и что надежность действия 100%-ная. Действующим агентом служит ацетат медроксипрогестерона-гестаген, не оказывающий побочного действия. В настоящее время гормональными противозачаточными или стимулирующими рождаемость средствами пользуются во всем мире свыше 30 млн. женщин. В ГДР число женщин, желающих иметь детей и применяющих для этого соответствующие пилюли, составляет свыше 500000. Практически их принимает каждая седьмая женщина в детородном возрасте (до 45 лет), используя тем самым возможность, которую предоставляет ей химия для регулирования рождаемости. Совершенно очевидно, что потребность в этом регулировании весьма актуальна для современного человека. В высокоразвитых странах пилюли принимают не потому, что женщины вообще не хотят иметь детей, а просто потому, что они хотят сами определить наиболее удобное время для их рождения. Вследствие того, что препараты обеспечивают исключительно высокую биологическую надежность, их положительное влияние на работоспособность личности просто трудно переоценить.

Путем введения тестостерона можно действенно затормозить образование фолликулостимулирующего гормона и тем самым прервать развитие и созревание спермы. Таким образом, возникает возможность разработки противозачаточных гормональных пилюль не только для женщин, но и для мужчин. Правда, повышенное количество тестостерона может привести к усиленному развитию вторичных половых признаков, так что потенциальные кандидаты для подобного лечения должны иметь в виду, что им гораздо чаще придется бриться. Торможения образования ФСГ можно достичь и с помощью эстрогенов, но это будет обусловливать падение количества ГСРСТ и понижение выработки организмом тестостерона, что затем приведет к «феминизации» мужчин. Обойти возникающие трудности можно комбинированием эстрогенов и андрогенов. Поскольку до сих пор еще нет достаточно дешевых препаратов, оказывающих андрогенное действие, разработка антиспермальных пилюль достанется уже нашим потомкам.

Проблема регулирования рождаемости имеет два аспекта: помимо предохранения от нежелательной беременности немаловажное значение приобретает и ее стимуляция. Этот аспект также актуален. Например, в ГДР от 10 до 15% всех супружеский пар остаются бездетными из-за того, что один из супругов бесплоден. В 50% случаев мы имеем дело с бесплодием женщин, в 40%-со стерильностью мужчин, а в 10% виновны оба партнера. Бесплодие женщин примерно в 40% случаев вызывается нехваткой гонадотропинов, вследствие чего и происходит блокада овуляции. В зависимости от того, в каком участке организма произошло нарушение выработки гормонов-в гипофизе (образование гонадотропинов) или промежуточном мозге, положение можно исправить введением соответствующих гормонов белковой структуры или эквивалентных им биологически активных соединений. Примерно с середины 1972 г. в женской клинике Берлинского университета успешно введен в практику лютеинизирующий рилизинг-гормон, состоящий из 10 аминокислот. Такой метод лечения может приобрести в будущем большое значение, если удастся синтезировать рилизинг-гормон или найти и получить подходящий заменитель.

Хотелось бы обратить внимание на то обстоятельство, что природное или искусственное управление сексуальной биологией млекопитающих может производиться по тем же самым принципам и, как уже указывалось в предыдущей главе, может быть использовано в животноводстве, организованном на промышленной основе.

Биохимики ведут также борьбу за то, чтобы появляющееся на свет потомство не получало травм при рождении, т.е. выполняют функции акушеров-незаменимых помощников при родах.

Контактные линзы.

Многим кажется, что контактные линзы- дитя нашего столетия. Между тем их история начинается с Леонардо да Винчи. Позже идею линз высказывал Декарт. Томас Юнг экспериментировал с трубкой, заполненной водой и приставляемой к глазу, английский астроном Джон Гершель произвел теоретические расчеты.

Но реально, в материале, линза появилась в 1887 году, когда известный висбаденский стеклодув Ф. Мюллер изготовил вогнутые стеклянные диски по заказу одного из своих клиентов. Линзы были большими, прозрачными

в середине и матовыми по краям, надевали их под веки. Больной носил линзы в течение пятнадцати лет.

Вскоре однофамилец стеклодува, студент-медик, сумел скорректировать подобным образом близорукость ни много, ни мало в 24 диоптрии. Правда, дольше получаса глаз не выдерживал.

Тогда же известный немецкий философ Адольф Фик применил новинку для коррекции астигматизма. Он и ввел термин - контактные линзы.

В десятые годы нашего века фирма «К. Цейс» начала выпускать небольшие партии линз. Отличались они, как всегда у Цейса, великолепными оптическими свойствами, но были тяжелы, неэластичны, непроницаемы для кислорода. Ну, и легко бились, конечно.

И вот в конце тридцатых годов появились первые линзы из пластмассы - полиметилметакрилата (сейчас их называют жесткими). Столь же прозрачные, как и стеклянные, но легкие, прочные, сравнительно простые в изготовлении, они быстро вытеснили своих предшественников. Правда, основные недостатки остались - малая кислородопроницаемость и не эластичность. Линзы раздражали глаза, хотя и меньше стеклянных.

На рубеже пятидесятых - шестидесятых годов в контактной коррекции произошел еще один скачок - появились мягкие линзы. Идея носилась в воздухе давно, американцы, например, экспериментировали с акриламидом. Но главный успех пришелся на долю академика Отто Вихтерле. Он и его сотрудники разработали гидрогель из сополимера гликольметакрилата и дигликольдиметакрилата. Материал содержал около 40% воды, был эластичен, химически инертен, биологически и механически устойчив. Чешские ученые запатентовали и высокопроизводительную технологию линз.

С тех пор контактная коррекция бурно развивается. Появилось множество новых материалов: и мягких, и жестких, и полужестких, объединяющих достоинства тех и других. В развитых странах линзы носят около сорока миллионов человек, и эта цифра быстро растет.

Словосочетание, вынесенное в подзаголовок, недаром разбито на две части. Каждая из них предъявляет свои требования к материалу линзы.

Раз есть контакт, значит, полимер не должен вызывать аллергию, быть химически активным, а тем более - токсичным, канцерогенным. Короче - опасным для организма.

С другой стороны, и организм не должен вредить линзе, годами плавающей в слезной жидкости. А там - масса всякой всячины: неорганические вещества, ферменты, липиды. Жесткие линзы, действительно, устойчивы к ним. Мягкие держатся год - другой, потом покрываются непрозрачными протеиновыми бляшками.

Материал должен смачиваться: к полностью гидрофобной линзе глаз привыкнуть не сможет. В мягких линзах из гидрогелей это требование выполняется само собой, в жестких - чаще с помощью всяких ухищрений, о которых речь впереди.

Далее, линзы не должны вносить в глаз инфекцию, а значит, время от времени их надо дезинфицировать. Жесткие линзы просто моют детским мылом. Мягкие или кипятят, или стерилизуют химически. Материал обязан выдерживать эти манипуляции.

Очень важна кислородопроницаемость материала. Именно от нее зависит зрительный комфорт и продолжительность непрерывного ношения линз. И вот почему.

Роговица дышит. Поступающий через ее поверхность кислород окисляет глюкозу, основной источник энергии для обменных процессов в глазу. Если кислорода не хватает, глюкоза расщепляется не до конца и весь механизм разглаживается. Меняется рН слезной жидкости, баланс ионов натрия и калия, растворенных кислорода и углекислого газа. Меняются толщина и форма роговицы, вплоть до отека. Начинается резь в глазах, они краснеют. Зрение затуманивается, вокруг источников света появляется радужный ореол. Линзы надо немедленно снять!

Кстати, курильщики, активные и пассивные: дым от папирос сильно ускоряет эти процессы. Если вы носите линзы, подумайте о глазах, раз уж не думаете о легких.

Так вот, материал должен пропускать достаточное количество кислорода, тогда и носить можно по долгу. Лучшие современные образцы - до нескольких месяцев подряд, не снимая.

Вторая часть подзаголовка: «линзы». Что добавит она?

Прежде всего, прозрачность. Вообще-то у полимеров она хуже, чем у стекла, но линзы берут малой толщиной. И пропускают в итоге столько же света, сколько и очки:92 - 95 %.

Линзы под старость затуманиваются, желтеют, покрываются микротрещинами и неровностями.

Самый почтенный из всех материалов - полиметилметакрилат, он же плексиглас, он же оргстекло - служит контактной коррекцией уже более пятидесяти лет.

Лучше пропускает кислород материалы нового поколения: ацетобутират целлюлозы, поли - 4 - метилпентен - 1, сополимеры метилметакрилата с акриловой кислотой и т. п.

Но самая достойная «партия» для жестких линз - кремний и фторорганические соединения. По кислородопроницаемости у них почти нет конкурентов среди синтетических материалов. Да вот беда - полная гидрофобность, исправить это можно двумя путями. Первый - привить к поверхности гидрофильные мономеры, например, акриловую кислоту или N - винилпирролидон. Но поверхностный слой постепенно истирается, открывая гидрофобные проталины, и линза приходит в негодность. Более надежен второй способ: сополимеризация с гидрофильными компонентами - теми же акрилатами, виниловыми соединениями - во всем объеме. Именно так за рубежом синтезируют материалы, обладающие отличными механическими свойствами, прозрачностью, хорошей смачиваемостью. Они чуть эластичнее своих предшественников, что для глаз не мало важно.

В нашей стране такие полимеры разработаны во Всероссийском центре контактной коррекции.

Есть два вида мягких линз: низкогидрофильные - около 40% воды, и высокогидрофильные - 45-85%. Первые можно носить 12-14 часов подряд, вторые - от несколько суток до нескольких недель.

Кроме обычных линз существуют: цветные, бифокальные - для так называемого старческого зрения, солнцезащитные, косметические - позволяющие изменить цвет глаз и для больных с дефектами роговицы, линзы для плавания - вместо маски или подводных очков.

В последние годы число обладателей линз выросло и продолжает расти.

Этиловый спирт.

Этиловый спирт относится к веществам наркотического типа и оказывает угнетающее действие на центральную нервную систему человека. В организме спирт окисляется до кислых продуктов (CO 2 и H 2 O) через стадии образования ацетальдегида и уксусной кислоты. При этом высвобождается значительное количество энергии-29,8 кДж/ч. За 1 ч в печени окисляется 10 мл спирта. Введение спирта в организм нарушает его теплоизоляцию вследствие расширения кожных кровеносных сосудов. Субъективное ощущение тепла, связанное с этим явлением, на самом деле не сопровождается повышением температуры тела. Наоборот, организм теряет теплоту, и прием спирта на холоде связан с риском замерзания. Усиливая активность слюнных и желудочных желез, спирт приводит лишь к усиленному выделению соляной кислоты и угнетающе (особенно при концентрации 15-20%) действует на пищеварительные ферменты. Прием спиртных напитков приводит к отравлению организма. При концентрации спирта в крови 1-2 г/л наступает опьянение, при 3-4 г/л развивается общая интоксикация организма, при 5-8 г/л наступает смерть.

При злоупотреблении спиртными напитками развивается хронический гастрит, цирроз печени, жировая дистрофия сердца и печени, страдает интеллект, память, развиваются психические заболевания (психозы, белая горячка). Для лечения алкоголизма используют выработку отрицательных условные рефлексов, например рвотное средство - апоморфин. Механизм действия другого препарата - тетурама - основан на том, что под его влиянием задерживается процесс окисления этанола на стадии образования ацетальдегида. Накопление последнего в организме вызывает неприятные ощущения (тошнота, рвота, головная боль, чувство страха). Больной должен понимать, что даже небольшие дозы этанола в крови могут привести на фоне действия тетурама к летальному исходу.

Наркотики.

Вещества, способные вызвать эйфорию, весьма различны по химическому строению, и тем не менее порождаемые или психические.

Эффекты довольно схожи. С морфином дело ясное: его молекула может напрямую взаимодействовать с рецепторами опиатных пептидов - естественных для организма стимуляторов центра удовольствия. Другие же наркотические препараты по строению ничуть не напоминают морфин. Поэтому возникают серьезные сомнения в том, что любой из них достигает цели, связываясь с опиатными рецепторами. Сомнения эти вполне справедливы, но не будем забегать вперед. Понять, почему самые различные наркотики вызывают субъективно сходное действие на организм, не так уж сложно, если сравнить их химическое строение со строением естественных посредников межклеточных контактов- медиаторов.

Полезнейшее растение индийская конопля издавна шло на изготовление пеньки и столь же издавна служило сырьем для получения гашиша и марихуаны (отечественные наркоманы предпочитают название «план»).

Действующее начало гашиша и марихуаны - один из изомеров тетрогидроканнабинола (ТГК). Попадая в организм, это соединение концентрируется в области лимбической системы, которую еще называют мозгом внутренних органов. Именно здесь, в лимбической системе, располагаются наиболее действенные центры удовольствия. Если же рассматривать лимбическую систему более широко, то в соответствии с теорией американского нейрофизиолога Дж. Папеца она отвечает за поддержание постоянства внутренней среды организма, размножение, развитие эмоций. Лимбическая система тесно связана с другим нервным образованием ретикулярной формацией, которая регулирует общий тонус мозга.

Угнетающее действие ТГК распространяется и на секрецию другого медиатора - гамма-аминомаслянной кислоты, выполняющей в центральной нервной системе тормозную функцию. Снятие же тормозного контроля над нервными центрами ведет к тому, что в высших отделах мозга процессы возбуждения начинают преобладать над процессами торможения. К тому же при наркотическом отравлении усиливается приток в кору полушарий импульсов от чувствительных окончаний внутренних органов. В обычном состоянии большая часть этих импульсов задерживается подкорковыми структурами мозга и не воспринимается сознанием. Теперь же, когда нормальные взаимоотношения между нервными центрами нарушены, обрушивающий на мозг поток беспорядочных сигналов дезорганизует психику. Отражения внутреннего мира организма причудливо переплетаются с реалиями мира внешнего - возникают галлюцинации.

Прошло два десятилетия, и первоначально умеренный интерес специалистов к ЛСД выплеснулся волной наркомании. В бурные 60-е годы ЛСД превратился в один из символов хиппующей молодежи. Гимн во славу ЛСД «строберри филдз» звал к уходу из прогнившего общества отцов с его жестокими законами крысиных гонок в чистый мир иллюзий: «Давай уйдем на земляничные поля, - туда, где нет ничего реального»,- пели Битлзы. Хотя вчерашние хиппи в большинстве своем давно сменили романтические лохмотья на деловой костюм, ЛСД по-прежнему в ходу у наркоманов, не зря его называют королем психотропных препаратов.

Первые признаки действия ЛСД проявляются в обострении восприятия окружающего. Цвет предметов кажется необычно сочным, насыщенным, краски переливаются, фосфоресцируют. Стоит закрыть глаза, и в воображении возникают яркие образы. Затем нарушается правильная оценка времени и пространства, размеры предметов искажаются до неузнаваемости.

Спустя некоторое время эмоциональный подъем сменяется периодом угнетения психики, апатией. Появляются мысли о самоубийстве, и хорошо еще, если они не обращаются действием. Влияние препарата проявляется индивидуально и продолжается от нескольких минут до нескольких месяцев и даже лет. Всего лишь однократный прием ЛСД может сделать человека инвалидом. Заранее угадать реакцию организма на галлюциноген практически невозможно.

Зона действия ЛСД и другого галлюциногена диметилтриптамина та же лимбическая система. Что же касается молекулярных причин наркотической активности этих соединений, то достаточно сравнить их формулы со строением молекулы серотонина.

Схема-11

Молекулы всех трех препаратов имеют одинаковый участок. Вероятно, этот фрагмент позволяет химическим соединениям взаимодействовать с мембранными рецепторами - белковыми молекулами, специально приспособленными для восприятия медиатора серотонина. Есть и другое косвенное свидетельство - известно, что ЛСД эффективно блокирует серотониновые рецепторы, располагающиеся на клетках лимбической системы.

В пустынях Мексики растет небольшой кактус пейотль, или лофофор. Он содержит набор алкалоидов, главный из которых мескалин. Ацтеки почитали пейотль как божественное растение, приносящее удачу на охоте, защищающее от болезней и гарантирующее долголетие. В появление столь лестной оценки кактуса сыграли свойства мескалина возбуждать центральную нервную систему и вызывать занятные галлюцинации. Последние особенно пришлись по вкусу наркоманам.

Химическое строение молекулы мескалина близко к строению молекулы дофамина - одного из распространенных медиаторов нервной системы:

Схема-12

Логично предположить, что мескалин может вмешиваться в нервные процессы, происходящие с участием дофамина. И не удивительно, что дофаминергические структуры в изобилии встречаются в тех зонах мозга, раздражение которых вызывает удовольствие.

Эмоциональный подъем и эйфорию способны вызвать химические соединения, близкие по строению к адреналину и медиатору норадреналину. Наиболее известен эфедрин –лекарство от насморка и психостимулятор феномин, дающий ощущение, что в пору горы ворочать.

Адреналин, норадреналин, серотонин и дофамин –близкие родственники и объединяются в единую группу катехоламинов.

Схема-13

Но близость химического строения еще не проясняет характера взаимоотношения нейронов, вырабатывающих катехоламины, с клетками, секретирующими опиатные пентиды, и не дает однозначного ответа на вопрос, почему все вышеперечисленные препараты способны вызывать эйфорию или галлюцинации, либо то и другое одновременно.

Вопрос этот сложен и экспериментальные сведения пока не укладываются в четкую схему. Однако наркотическая способность ТДК, мескалина диметилтриптолина, ЛСД, с одной стороны, и их структурное сходство с катехоламинами, с другой –отнюдь не случайное совпадение. Но будет ли тот или иной наркотик взаимодействовать с рецепторами мозга либо нарушать синтез медиатора в клетках, еще предстоит узнать, варианты могут быть различны.

На какие бы участки мозга не действовал наркотик, за удовольствие надо платить. Орудием судьбы может оказаться мчащийся автомобиль, крутая лестница, да мало ли какие опасности подстерегают человека не способного трезво оценивать действительность. Есть другая сторона: биологические табу, социальные запреты растворяются в пелене наркотического опьянения.

Даже самый “безобидный” наркотик, когда кажется, что полностью контролируешь себя, может подтолкнуть на непоправимый шаг. Первые затяжки папиросой, заряженной анашой, редко у кого вызывают эйфорию. Обычно возникает

обратная реакция: тошнота, головная боль, подавленность –организм сопротивляется экспансии наркотической отравы. Но настойчивость ломает барьеры, и после второго- третьего подхода мир окрашивается в радужные тона.

Исчезают внутренние зажимы, и приходит раскованность, обостряется восприятие: звук собственного голоса, смех становится приятным, но то, что копилось в подсознании - обиды, память об унижении, зависть, - способны неожиданно всплыть на поверхность и обратиться бессмысленной жестокостью, тормоза ведь бездействуют.

Еще опаснее в этом отношении такие мощные наркотики, как морфин и героин. После кратковременного возбуждения наступает многочасовой период апатии. Окружающий мир враждебен, раздражение легко сменяется вспышкой злобы.

Ощущение внутренней свободы, раскованность, обострение восприятия окружающего мира и прилив сил, появляющиеся зачастую после употребления наркотиков, породили утверждение, в какой-то мере реабилитирующее наркотики. Но, увы, это не более чем мифы, не выдерживающие строгой научной проверки.

Один из них –интеллектуальный всплеск, раскрытие творческих способностей, происходящее якобы под действием наркотиков. Действительно, бывали случаи, когда представители творческой интеллигенции, люди искусства, использовали наркотический допинг пытаясь выйти на новые плоскости мышления и самовыражения. Вспомним хотя бы “клуб гашишидов”, созданный в середине прошлого столетия Бодлером, Готье, Дюма –отцом и другими известными французскими писателями и художниками. Не стоит обольщаться, любой допинг ведет к преждевременному разрушению организма. Лошадь, которой перед скачками вводили героин (а это и был первый допинг), очень скоро превращалась из горячего скакуна в немолодую клячу. То же ожидает и человека, поставившего любой ценой выиграть приз в соревновании талантов. Прозрение может наступить, когда еще не поздно отказаться от наркотической стимуляции психики.

Другое заблуждение –это, увы, распространенное мнение, - будто бы наркотики резко повышают половую потенцию и активность. Опять-таки самообман. Да, они возбуждают, во всяком случае, вначале психику человека. Да, под их влиянием исчезают робость, стыд, а заодно –желание обдумывать свои действия и готовность отвечать за них. Но не слишком ли дорогую цену приходится платить за возможность сбросить на время со счетов эволюции человеческого разума два-три миллиона лет?

Мнимый эликсир любви может оказать дурную услугу. Введение крысам-самцам всего лишь 15-20 мгр. морфина снижало содержание половых гормонов в крови. А между прочим, морфин в такой концентрации не способен даже обезболивать. Наркоман же, если произвести соответствующий перерасчет для организма человека, через иглу шприца вводит несравненно большую дозу наркотического препарата. Чем дальше, тем больше. Повторные инъекции неизбежно приводят к импотенции и прогрессирующей атрофии половых желез. Угнетающее действие наркотических соединений на половую функцию подтвердилось в наблюдениях за мужчинами –добровольцами.

Женский организм менее чувствителен к действию наркотиков, однако при систематическом употреблении развивается половая холодность, а затем, как закономерный результат, бесплодие. Но даже если наркоманка забеременела, возможность счастливого финала весьма сомнительна, поскольку здесь женщину подстерегает новая грозная опасность.

Чтобы оградить мозг от действия вредных химических соединений, попадающих извне, в организме имеется специальная система защиты –так называемый гематоэнцефалический барьер. Не останавливаясь подробно на его устройстве, скажем лишь, что стенки кровеносных сосудов, граничащих с тканью центральной нервной системы, обладают способностью задерживать многие вещества, например антибиотики, которые могли бы нарушить нормальную деятельность мозговых центров. Многие, да не все. Как правило, для наркотических препаратов гематоэнцефалический барьер не представляет серьезного препятствия. Потому-то они и оказывают столь мощное воздействие на психику. Так же легко преодолевают наркотики другой барьер, охраняющий легко уязвимый организм плода –плацентарный барьер. Поэтому, если во время беременности женщина прибегает к наркотическим препаратам, то она вводит отраву и в организм будущего ребенка. Еще не родившееся дитя, не сделавшее еще первого вздоха, не знающего вкуса материнского молока, уже приобретает пристрастие к наркотикам. По сути дела, рождается потенциальный наркоман.

Не только половые, но и другие железы оказываются мишенями для действия наркотических соединений. Например, однократная инъекция морфина увеличивает секрецию некоторых гормонов гипофиза и, напротив, подавляет функцию щитовидной железы, угнетает выделение инсулина. Но важен даже не сам факт изменения концентрации того или иного гормона в крови, более существенно то, что практически нет таких желез, которые оставались бы нечувствительны к наркотическим препаратам. А ведь зона влияния желез внутренней секреции распространяется на все органы и ткани. Ясно, какую сумятицу вносит наркотик в нормальную жизнедеятельность организма.

С переходом наркомании в хроническую стадию реакции организма изменяются. Курит ли наркоман анашу или колет морфин в вену, глотает таблетки кодеина или нюхает кокаин, независимо от вида наркотика в этот период развивается так называемая толерантность. Иными словами, понижается чувствительность организма к действию физиологически активного вещества, вводимого извне. Проще говоря, чтобы достигнуть прежнего блаженного состояния, приходится выкурить уже не один “баш” анаши, а зарядить ею 8-10 папирос, вместо сотни мгр. Морфина вводить в вену несколько граммов наркотика, глотать по 30-40 таблеток противонаркинсонических лекарств. Но это лишь одна, количественная сторона перехода наркомании в хронику, есть и качественная.

В этот период формируется и все более настойчиво дает о себе знать абстиненция –своего рода наркотическое похмелье, гораздо более злое, чем алкогольное. Подгоняемый страхом перед абстиненцией, наркоман вынужден сокращать трезвые промежутки времени, в противном случае возникают очень тягостные ощущения. Так, например, кокаинистов донимают сильнейшие головные боли, появляется чувство проваливания в пустоту; любители посмотреть циклодольное “мультики” переживают жестокие боли в мышцах, сбои сердечного ритма.

Происходят изменения и в психике, а следовательно, и в поведении человека. Если на начальной стадии наркотики вызывали приятные видения, чувство блаженства, приятную расслабленность, то в хроническом периоде все изменится. Если же видения остаются, то зачастую они становятся враждебными, угрожающими. Например, у кокаинистов –ветеранов появляются ощущения, будто под кожей ползают жуки или черви.

У хронического наркомана после приема наркотиков вместо неги и релаксации появляются собранность, энергичность, повышается работоспособность. Но действие препарата быстро проходит, и снова наркоман вял и заторможен. Постоянной потребностью становится уже не столько сам наркотический «кайф», сколько стремление избежать абстиненцию и вернуть себя хоть на время в деятельное состояние.

Хронические наркоманы, в отличие от начинающих, предпочитают нюхать, курить, колоться не в компании, а в одиночестве – делиться не придется; в общем-то, в этот период наркоманы уже и не нуждаются в чьем-то сопереживании, моральной поддержке, они полностью заняты собой –любимым.

Чтобы продлить или усилить действие наркотика, зачастую начинают сочетать его с вином или какими-то лекарственными препаратами. В итоге помимо сильнейшей абстиненции, нередки различные психозы. Гашишно-алкогольные психозы могут дать старт к развитию шизофрении. Психозы, появляющиеся в результате совместного действия морфина и некоторых лекарственных препаратов, сопровождаются тяжелыми вегетативными кризисами (глубокими нарушениями в деятельности внутренних органов) и судорожными припадками. Кокаиновые психозы напоминают состояние белой горячки алкоголиков.

Хроническая наркомания не насморк и сама по себе не проходит; с годами кризис продолжает углубляться. На поздней стадии заболевания, окончательно разрушается организм и деградирует личность. У наркоманов выявляются тяжелые поражения печени, почек, сердца, органов пищеварения, эндокринной и нервной системы.

Происходят глубокие изменения в интеллектуальной сфере: появляются провалы в памяти, нарастают признаки слабоумия, в конечном итоге возможна смерть от сердечной недостаточности или любого инфекционного заболевания, с которым ослабленный организм уже не состоянии бороться.

Чем дальше зашло дело, тем сложнее даже в условиях специализированного стационара избавиться от болезненного пристрастия к наркотику. Основное препятствие из-за которого наркоманы не могут самостоятельно отказаться от наркотика –абстиненция. Особенно свирепый характер имеет абстиненция у хроников –морфинистов. Их мучает тошнота, рвота, поносы, нарушения сердечной деятельности, боли в мышцах, расстройство сознания. Без врачебной помощи морфиновые «ломки» достигают такой силы, что могут создать реальную угрозу жизни.

Так что же это такое-грозная абстиненция. Расценивать ли ее как проявление высшей справедливости, как расплату за пристрастие к наркотику? Можно, конечно, но если говорить по существу, то сейчас уже обнаружены нейрофизиологические механизмы, действие которых замыкает круг наркомании, на одном полюсе которого-прием наркотика, порождающий толерантность и абстиненцию, а на другом-сама абстиненция, понуждающая к приему новых, еще больших доз наркотика, и снова зависимость становится все более прочной.

Заключение.

Благодаря этому реферату я стала лучше ориентироваться в химии, ознакомилась с правилами выполнения творческой работы, получила новые знания, узнала больше о значении химии в медицины.

Хочу отметить 3 более понравившиеся мне книги: Макарова К.А., Буцкуса П.Ф., Поллера З. Эти книги помогли мне больше, чем другие. В них написано доступным каждому языком.

Книга Розена Б.Я. заслуживает особенного внимания. Я заимствовала название этой книги для названия реферата. Из этой книги можно взять практически все, но объем работы не позволяет этого сделать, поэтому я так думаю, что, то, что я не написала, но хотела, я напишу в следующей работе.

Список используемой литературы:

1. Поллер З. Химия на пути в третье тысячелетие: перевод с немецкого / перевод и предисловие Васиной Н.А. – М.: Мир, 1982.

2. Макаров К. А. Химия и здоровье: Кн. для внеклассного чтения. - М.: Просвещение, 1985.

3. Конев С.В. и др. Откровения трёхмерного мира/ Конев С.В., Аксенцев С.Л., Волотовский И.Д. – Мн.: Высшая школа, 1981.

4. Буцкус П.Ф. Книга для чтения по органической химии: Пособие для учащихся 10 классов/ сост. Буцкус П.Ф. – 2-е. изд., переработанное. – М.: Просвещение, 1985.

5. Глинка Н.Л. Общая химия: Уч. пособие для вузов. – Л.: Химия, 1983.

6. Кузнецов В.И. Общая химия: Тенденции развития. – М.: Высшая школа, 1989.

7. Химия и жизнь (журнал): №3, 1991.

8. Химия и жизнь (журнал): №4, 1991.

9. Химия и жизнь (журнал): №4, 1992.

10. Химия и жизнь (журнал): №12, 1991.

11. Розен Б.Я. Химия – союзник медицины/ Розен Б.Я. и Шарипова Ф.С. – Издательство Науки Казахской ССР, 1984.

Неорганическая химия и медицина

Изучая курс неорганической химии, особенно в классах химико-биологического профиля, мы часто подчеркиваем связь неорганической химии с медициной.
Связь эта возникла давно. Еще в ХУI в. широкое развитие получило медицинское направление в химии, основоположником которого стал швейцарский врач Парацельс (1493-1541). “Цель химии состоит... в изготовлении лекарств”,- писал он. Парацельс считал, что все материальное, в том числе и живой организм, состоит из трех начал, находящихся в разных соотношениях: соли (тела), ртути (души) и серы (духа). Болезни проистекают от недостатка в организме одного из этих “элементов”. Следовательно, лечить болезни можно, вводя в организм недостающий «элемент». Успешность ряда предложенных Парацельсом новых методов лечения на основе использования неорганических соединений (вместо применявшихся ранее органических экстрактов) побудила многих врачей примкнуть к его школе и всерьез заинтересоваться химией.
Этот период в развитии химии и медицины (XVI-XVII вв.) известен под названием иатрохимии1. Одним из наиболее видных представителей нового направления в химии был немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер (1604-1668). Врач по образованию, он занимался разработкой и совершенствованием методов получения различных химических веществ. Глаубер разработал метод получения соляной кислоты действием серной кислоты на поваренную соль. Тщательно изучив остаток, получаем после отгонки кислот (сульфат натрия), Глаубер установил, что это вещество обладает сильным слабительным действием. Он назвал это вещество “удивительной солью” (sаl mirabile) и считал его панацеей, почти эликсиром жизни. Современники Глаубера назвали эту соль глауберовой, и это название сохранилось до наших дней. Глаубер занялся изготовлением этой соли и ряда других, по его мнению, ценных лекарственных средств и достиг на этом поприще успеха.
Иатрохимия сыграла важную роль в борьбе с догмами средневековой схоластической медицины. Она не только пыталась подвести химическое основание под теорию гуморальной патологии, но и содействовала эмпирическому прогрессу химии. Иатрохимики ввели представления о кислотности и щелочности, открыли много новых соединений, начали ставить первые воспроизводимые (хотя далеко не всегда методологически правильные) эксперименты.
для современных врачей и фармацевтов изучение неорганической химии также имеет большое значение, так как многие лекарственные препараты имеют неорганическую природу. Поэтому медики должны четко знать их свойства: растворимость, механическую прочность, реакционную способность, влияние на человека и окружающую среду.
1.Иатрохимия (от греч. иатрос - врач) - научное направление ХVI-ХVIIIвв., стремившееся использовать химические знания эля лечения болезней.
2. Гуморальный (от лат. hymor - жидкость) - связанный с жидкостями организма (кровь, лимфа); пато (греч.) - страдание, болезнь.

Современная медицина широко исследует взаимосвязь между содержанием химических элементов в организме и возникновением и развитием различных заболеваний. Оказалось, что особенно чутко организм реагирует на изменение в нем концентрации микроэлементов, т. е. элементов, присутствующих в организме в количестве, меньшем 1 г на 70 кг массы человеческого тела. К таким элементам относятся медь, цинк, марганец, молибден, кобальт, железо, никель.
доказано, что с изменением концентрации цинка связано течение раковых заболеваний, кобальта и марганца - заболеваний сердечной мышцы, никеля - процессов свертывания крови. Определение концентрации этих элементов в крови позволяет иногда обнаружить ранние стадии различных болезней. Так, изменение концентрации цинка в сыворотке крови связано с протеканием заболеваний печени и селезенки, а концентраций кобальта и хрома - некоторых сердечно-сосудистых заболеваний.
Знание основных законов и положений неорганической химии необходимо для изучения специальных фармацевтических дисциплин: технологии лекарственных форм, фармакокинезии и особенно фармацевтической химии. Характер и сила действия лекарственных средств зависят не только от их состава и строения, но и от их физикохимических свойств, что тоже предмет изучения неорганической химии. Различия в этих свойствах, в свою очередь, позволяют разрабатывать соответствующие методы анализа, судить о подлинности, доброкачественности, совместимости неорганических веществ в рецептурных прописях, порядке хранения лекарственных препаратов.
Рассмотрим подробнее применение некоторых неорганических веществ в медицине.
Благородные газы. Гелий. Биологические исследования показали, что гелиевая атмосфера не влияет на генетический аппарат человека, не действует на развитие клеток и частоту мутаций. дыхание гелиевым воздухом (воздух, в котором азот частично или полностью заменен на гелий) усиливает обмен кислорода в легких, предотвращает азотную эмболию (кессонная болезнь). Ксенон как рентгеноконтрастное вещество широко используют при рентгеноскопии головного мозга. Ра дон в ультрамикродозах оказывает положительное влияние на центральную нервную систему, поэтому широко используется в физиотерапии (радоновые ванны). Он также находит применение при лечении больных раком.
Борную кислоту и тетраборат натрия (бура) применяют в медицине в качестве антисептиков.
Бромид натрия и бромид калия приме няют в медицине как успокаивающие средства, нормализующие нарушенное соотношение между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга.
Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) используют в медицинской практике вследствие его способности в результате гидролиза создавать щелочную реакцию среды в водных растворах. Применяется внутрь при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, изжоге, подагре, диабете, катарах верхних дыхательных путей. Наружно употребляется как слабая щелочь при ожогах, для полосканий, промываний и ингаляций при насморке, конъюнктивитах, стоматитах, ларингитах и др.
Гидроксид кальция в форме известковой воды применяют наружно и внутрь в качестве противовоспалительного, вяжущего и дезинфицирующего средства. При наружном употреблении известковую воду обычно смешивают с каким-нибудь маслом, используя в виде эмульсий от ожогов, а также при некоторых кожных заболеваниях в виде жидких мазей.
Й од в виде спиртового раствора или раствора йода в водных растворах иодидов калия и натрия применяют в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства.
Йод калия используют для лечения глазных болезней - катаракты, глаукомы. Часто его употребляют при отравлении солями ртути.
Й од натрия используют как лекарственное средство, так как организм человека постоянно нуждается в некоторых количествах йода. Тело человека содержит около 25 мг йода, из которых примерно 15 мг локализуется в щитовидной железе. Недостаток йода служит причиной патологического увеличения щитовидной железы. Больным назначают внутрь небольшие дозы иодида натрия - 0,1 мг/сут.
Карбонат кальция применяют внутрь не только как кальциевый препарат, но и как средство, адсорбирующее и нейтрализующее кислоты.
Кислород в медицине используют для газового наркоза (см. ниже оксид азота (1)). Вдыхание чистого кислорода иногда назначают при отравлениях и некоторых тяжелых заболеваниях.
Мышьяк и все его соединения сильно ядовиты, однако некоторые из них находят применение в медицине. Арсенит калия применяют в виде раствора как тонизирующее средство при малокровии и истощении нервной системы.
Нитрат серебра (ляпис). В медицине используется его способность свертывать белки, превращая их в нерастворимые соединения. Применяют для прижигания ран, язв; в виде мазей (1-2 %-ных) и 2-10 %-ных водных растворов. Внутрь назначают при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.
Нитрат натрия в медицинской практике применяют как сосудорасширяющее средство при стенокардии, а также как противоядие при отравлении цианидами.
Оксид азота (I) - физиологически активное соединение. Вдыхание его в малых дозах оказывает опьяняющее действие, отсюда и название - «веселящий газ”. В больших дозах вызывает потерю болевой чувствительности, благодаря чему находит широкое применение в медицине как анестезирующее средство в смеси с кислородом (газовый наркоз). Ценное качество данного вещества - безвредность для организма.
Оксид магния применяют в малых дозах как слабительное средство при отравлении кислотами. Входит в состав зубных порошков.
Оксид цинка в медицине применяют для изготовления цинковой мази, используемой как антисептик.
Перманганат калия находит широкое применение в медицине. Его разбавленные растворы используют в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства. дезинфицирующие свойства растворов перманганата калия обусловлены его высокими окислительными свойствами.
Пероксид водорода применяют наружно в виде раствора с массовой долей З % в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства. Этот раствор также применяют при воспалительных заболеваниях слизистой оболочки ротовой полости и горла, для обработки и лечения загрязненных и гнойных ран, остановки носовых кровотечений.
Ртуть и ее соединения. Металлическая ртуть применяется в медицине для приготовления мази. Желтый оксид ртути (II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний. Хлорид ртути (I), который называется каломель, в ряде стран используют в качестве слабительного. Хлорид ртути (II), или сулему, в виде очень разбавленных растворов (1:1000) используют в медицине как сильнодействующее дезинфицирующее средство (сейчас крайне редко).
Сера. Из препаратов серы в медицине применяют серу очищенную и серу осажденную. Очищенную серу получают из серного цвета, который тщательно освобождают от возможных примесей. Серу назначают внутрь в качестве слабительного и отхаркивающего средства; она входит в состав мазей и присыпок, используемых при лечении кожных заболеваний.
Серебро в виде коллоидных препаратов колларгол и протаргол применяют наружно, как вяжущие, антисептические и противовоспалительные средства.
Сульфат натрия декагидрат Эта соль называется глауберовой в
честь немецкого химика Глаубера. В медицине глауберову соль применяют как слабительное средство. Может быть использована в качестве противоядия при отравлении солями бария и свинца, с которыми она дает нерастворимые осадки сульфата бария и сульфата свинца.
Сульфат кальция - алебастр. В медицине применяют для изготовления повязок и шин при переломах и в зубопротезной технике.
Сулъфат магния гептагидрат . Широко применяют в медицине в качестве слабительного (горькая соль). Его слабительное действие объясняется задерживающим влиянием на всасывание воды из кишечника. Вследствие осмотического давления, создаваемого этой солью, вода удерживается в просвете кишечника и способствует более быстрому продвижению его содержимого. Сульфат магния применяют в виде инъекций как спазмолитик, противосудорожное и обезболивающее средство, а также при лечении столбняка. При гипертонии его вводят в вену, а как желчегонное - в двенадцатиперстную кишку.

Сульфат бария используют в медицине вследствие его нерастворимости и благодаря способности сильно поглощать рентгеновское излучение. В виде суспензии его применяют при рентгеноскопии желудочно-кишечного тракта как рентгеноконтрастное вещество.
Сульфат меди (II) пентагидрат
(медный купорос). Оказывает вяжущее и антисептическое действие. Его применяют в глазной практике при конъюнктивитах. Реже употребляют в качестве рвотного средства. Раствор сульфата меди (II) употребляют как противоядие при отравлении белым фосфором. В этом случае механизм лечебного действия сульфата меди (II) основан на взаимодействии его с белым фосфором, в результате чего на частичках фосфора образуется пленка металлической меди, изолирующая эти частички от контакта с биологическими субстратами.
Сульфат цинка гептагидрат . Используют для приготовления глазных капель, как вяжущее средство и антисептик.
Сульфат калия-алюминия (алюмо-калиевые квасцы). Оказывает вяжущее, противовоспалительное и кровоостанавливающее действие. Наружное средство.
Сульфат железа (II) гептагидрат . В медицине используют при лечении анемии (малокровия), наступающей вследствие дефицита железа в организме, а также при слабости и истощении организма. Для этой же цели употребляют восстановленное железо и карбонат железа.
Тиосулъфат натрия принимают внутрь или вводят внутривенно в качестве противоядия при отравлении тяжелыми металлами, мышьяком и цианидами. Назначают также при различных воспалениях кожи.
Уголъ активированный применяют внутрь при пищевых отравлениях, повышенной кислотности желудочного сока, брожении в кишечнике.
Хлорид аммония в медицине применяют при отеках сердечного происхождения, для усиления действия ртутных диуретиков. Это вещество обладает отхаркивающим действием.
Хлорид кальция широко используют в медицине как кровоостанавливающее средство при кровотечениях, аллергических заболеваниях, а также в качестве противоядия при отравлении солями магния. Его также применяют как успокаивающее средство при лечении неврозов, при бронхиальной астме, туберкулезе.
Хлорид натрия - 0,9 %-ный водный раствор его называется изотоническим. Он служит для восполнения жидкости при больших потерях ее организмом. Растворы более высокой концентрации (3, 5 и 10 %-ный) применяют наружно при воспалительных процессах.
Хлорид железа (III) в медицинской практике используют как дезинфицирующее и кровоостанавливающее средство.
Из неорганических материалов наиболее широкое применение в медицине нашли различные металлы и их сплавы. Из большого числа металлов и сплавов были отобраны как наиболее биоинертные титан, коррозионностойкая сталь и сплав, содержащий хром, кобальт, молибден. Эти материалы используют для конструирования аппарата ‘искусственное сердце-легкое”, создания искусственных клапанов сердца, для эндопротезирования крупных дефектов костей человека. Металлы часто применяют в сочетании с полимерами и различными керамическими изделиями.
По прогнозам некоторых специалистов, работающих в этой области, к 2000 г. люди, вероятно, смогут “отращивать” конечности, потерянные вследствие несчастных случаев. Создание живых органов вне организма - это одна из задач на грани химии и медицины, решением которой будут заниматься химики и медики будущего, т. е. сегодняшние школьники, решившие посвятить свою жизнь служению двум самым древним областям человеческих знаний - химии и медицине.

Х и м и я и ж и з н ь.

1. Введение……………………………………………………………………………..3 стр.

2. Из истории…………………………………………………………………………...4 стр.

3. Современная химия и медицина………………………………………………... 5-8 стр.

4. Химия и фармакология…………………………………………………………..9-12 стр.

5. Заключение……………………………………………………………………...13-14 стр.

6. Список используемой литературы………………………………………………..15 стр.

Введение

Современное человеческое общество живет и продолжает развиваться, активно используя достижения науки и техники, и практически немыслимо остановиться на этом пути или вернуться назад , отказавшись от использования знаний об окружающем мире, которыми человечество уже обладает. Накоплением этих знаний, поиском закономерностей в них и их применением на практике занимается наука. Человеку как объекту познания свойственно разделять и классифицировать предмет своего познания (вероятно, для простоты исследования) на множество категорий и групп; так и наука в свое время была поделена на несколько больших классов: естественные науки, точные науки, общественные науки, науки о человеке и пр. Каждый из этих классов делится, в свою очередь, на подклассы и т.д. и т.п.

Но среди этого многообразия наук есть нау ки "лидеры " и науки "отстающие " . Одними из современных наук "лидеров" и являются биология, химия и медицина.

"Вторая половина нашего столетия отмечена стремительным прогрессом биологических знаний и их приложений в разнообразных сферах жизни современного общества. В сущности, интерес человека к жив ой природе никогда не угасал, но лишь последние дес ят илетия позволили приблизиться к пониманию удивительных тайн жизнедеятельности и на этой основе сделать решительный шаг в использовании новейших биологических открытий» (вице-президент АН СССР Ю.А. Овчинников, 1987).

Пятидесятые годы стали временем начала ренессанса биологии, которая "сумела заглянуть внутрь клетки и разобраться в моле кулярных механизмах рождения ми развития организмов"

Существует мнение, чт о XXI век станет веком биологии, а все остальные науки отойдут на второй план . Сбылось предсказание великого физика совреме н ности Н . Бора , который в 50х годах неоднократно заявлял , что в ближайшем будущем наиболее интенсивное проникновение в тайны природы станет прерогативой не физики, а именно биологии. Большая част ь современной естественнонаучной литературы в той или иной мере посвящена исследованию именно живой природы. Биологическими проблемами занимаются сейчас десятки наук. Очень продуктивными оказываются и науки, связанные с претворением новейших биологических открытий в жизнь.

Можно без преувеличения сказать, что одной из таких отраслей приложения биологии многие из нас обязаны здоровьем и даже жизнью. Речь идет о медицине, которая в настоящие годы переходит не только к использованию лекарств нового поколения и применению в практике новых материалов, но к таким методам лечения, которые позволяют воздействовать на болезнь в самом ее начале, а то и до начала! Это стало возможным в связи с исследованием молекулярных механизмов развития множества заболеваний и коррекцией нарушений не привычным методом введения в организм недостающих веществ, а путем воздействия на естественные процессы биорегуляции (с помощью специальных биорегуляторов или на генетическом уровне). Решение множества ключевых проблем современности, таких как производство продуктов питания , многих лекарств и других веществ связано с активным внедрением в жизнь биотехнологий.

Столь ощутимый прогресс биологии был бы невозможен без ее активного взаимодействия с другими науками. Но парадокс современного состояния науки состоит в том, что множество исследований оказывается "на стыке наук", для продуктивного решения проблемы приходится привлекать ученых различных специальностей ; более того, многие ученые в настоящее время , в век узкой специализации, вынуждены овладевать смежными специальностями, и множество современных исследований с трудом можно отнести к какой-нибудь одной отрасли науки. При решении биологических проблем тесно переплетаются идеи и методы биологии , химии, физики, математики и других областей знания. Именно проблема взаимодействия химии с биологическими дисциплинами и их приложениями в медицине и будет нас интересовать.

3

Из истории.

Медик без дово льного по з нания химии

с овершенен быть не может.

М. В. Ломо н осов

Нужно подчеркнуть особую связь химии с медициной. Связь эта возникла давно. Еще в XVI в. широкое развитие получило медицинское направление в химии, основоположником которого стал швейцарский врач Парацельс (1493-1541). "Цель химии состоит... в изготовлении лекарств",- писал он. Парацельс считал, что все материальное, в том числе и живой организм, состоит из трех начал, находящихся в разных соотношениях: соли (тела), ртути (души) и серы (духа). Болезни проистекают от недостатка в организме одного из э тих " элементов".

Следовательно, лечить болезни можно, вводя в организм недостающий "элемент". Успешность ряда предложенных Парацельсом новых методов лечения на основе использования неорганических соединений (вместо применявшихся ранее органических экстрактов) побудила многих врачей примкнуть к его школе и всерьез заинтересоваться химией.

Этот период в развитии химии и медицины (XVI-XVIII вв.) известен под названием иатрохимии. Одним из наиболее видных представителей нового направления в химии был немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер (1604-1668). Врач по образованию, он занимался разработкой и совершенствованием методов получения различных химических веществ. Глаубер разработал метод получения соляной кислоты действием серной кислоты на поваренную соль. Тщательно изучив остаток, получаемый после отгонки кислот (сульфат натрия), Глаубер установил, что это вещество обладает сильным слабительным действием. Он назвал это вещество "удивительной солью " (s аl mirabile ) и считал его панацеей, почти э ликсиром жизни. Современники Глаубера назвали эту соль глауберовой, и это название сохранилось до наших дней. Глаубер занялся изготовлением этой соли и ряда других, по его мнению, ценных лекарственных средств и достиг на этом поприще успеха.

Иатрохимия сыграла важную роль в борьбе с догмами средневековой схоластической медицины. Она не только пыталась подвести химическое основание под теорию гуморальной патологии , но и содействовала эмпирическому прогрессу химии. Иатрохимики ввели представления о кислотности и щелочности, открыли много новых соединений, начали ставить первые воспроизводимые (хотя далеко не всегда методологически правильные) эксперименты.

4

Современная химия и медицина.

Химики второй половины XX века продолжили дело предков и очень а ктивно занимались исследованиями живой природы. В пользу этого тезиса может свидетельствовать хотя бы тот факт, что из 39 Нобелевских премий по химии , врученных за последние 20 лет (1977- 1 996), 21 премия (больше половины! а ведь отраслей химии очень много) была получена за решение химико - биологических проблем.

Это и неудивительно, ведь живая клетка это настоящее царство больших и малых молекул, которые непрерывно взаимодействуют, образуются и распадаются... В организме человека реализуется около 100 000 процессов, причем каждый из них представляет собой совокупность различных химических превращений. В одной клетке организма может происходить примерно 2000 реакций. Все эти процессы осуществляются при помощи сравни те льно небольшого числа органических и неорганических соединений. Современная химия характеризуется переходом к изучению сложных элементорганических соединений, состоящих из неорганических и органических остатков. Неорганические части представлены водой и ионами различных металлов, галогенов и фосфора (в основном), органические части представлены белками, нуклеиновыми кислотами , углеводами , липидами и достаточно обширной группой низкомолекулярных биорегуляторов, таких как гормоны, ви т амины, а н тибиотики , простагландины, алкалоиды, ре г уляторы роста и т.д.

Для современных врачей и фармацевтов изучение неорганической химии также имеет большое значение, так как многие лекарственные препараты имеют неорганическую природу. Поэтому медики должны четко знать их свойства: растворимость, механическую прочность, реакционную способность, влияние на человека и окружающую среду.

Современная медицина широко исследует взаимосвязь между содержанием химических элементов в организме и возникновением и развитием различных заболеваний. Оказалось, что особенно чутко организм реагирует на изменение в нем концентрации микроэлементов, т. е. элементов, присутствующих в организме в количестве, меньшем 1 г на 70 кг массы человеческого тела. К таким элементам относятся медь, цинк, марганец, молибден, кобальт, железо, никель .

Из неметаллоидов в живых системах пр актически всегд а можно встретить атомы водорода, кислорода, азота, углерода, фосфора и серы в составе органических соединений и атомы галогенов и бора как в виде ионов, так и в составе органических частиц. Отклонение в содержании большинства из этих элементов в живых организмах часто приводит к достаточно тяжелым нарушениям метаболизма .

Большая часть болезней обусловлена отклонением концентраций какого-либо вещества от нормы. Это связано с тем, что огромное число химических превращений внутри живой клетки происходит в несколько этапов, и многие вещества важны клетке не сами по себе, они являются лишь посредниками в цепи сложных реакций; но, если нарушается какое-то звено, то вся цепь в результате часто перестает выполнять своюпередаточную функцию; останавливается н о рмальная раб ота клетки по синтезу н еобхо ди мых веществ.

Доказано, что с изменением концентрации цинка связано течение раковых заболеваний, кобальта и марганца – заболеваний сердечной мышцы, никеля – процессов свертывания крови. Определение концентрации этих элементов в крови позволяет иногда обнаружить ранние стадии различных болезней. Так, изменение концентрации цинка в сыворотке крови связано с протеканием заболеваний печени и селезенки, а концентраций кобальта и хрома - некоторых сердечно-сосудистых заболеваний.

В поддержании нормальной жизнедея т ельности организма очень велика роль органических молекул. Их можно разделить по принципам, заложенным в их конструкцию, на три группы :

5

биологические макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты и их комплексы), олигомеры (нуклеотиды, липиды, пептиды и др.) и мономеры (гормоны, антибиотики, витамины и многие другие вещества).

Для химии особенно важно установление связи ме жду строением вещества и его свойствами, в частности , биологическим действием. Для этого используется множество современных методов, входящих в арсенал физики, органической химии , математики и биологии.

В современной науке на границе химии и биологии возникло множество новых наук, которые отличаются используемыми методами, целями и объектами изучения. Все эти науки принято объединять под термином "физико-химическая биология". К этому направлению относят:

а) химию природных соединений (биоорганическая и бионеорганическая химия bioorganic chemistry and inorganic biochemistry соответственно);

б) биохимию;

в) биофизику;

г) молекулярную биологию;

д) молекулярную генетику;

е) фармакологию и молекулярную фармакологию

и множество смежных дисциплин. В большей части современных биологических исследований

активно используются химические и физико-химические методы. Прогресс в таких разделах биологии, как цитология, иммунология и гистология, был напрямую связан с развитием химических методов выделения и анализа веществ. Даже такая классическая "чисто биологическая" наука, как физиология, все более активно использует достижения химии и биохимии. В США Национальные Институты Здоровья (National Institutes of health USA ) в настоящее время финансируют направления медицинской науки, связанные с чисто физиологическими исследованиями , гораздо меньше, чем биохимические, считая физиологию

" неперспективной и отжившей свое" наукой. Возникают такие , кажущиеся на первый взгляд экзотическими науки, как молекулярная физиология, молеку л ярная эпидемиология и др . Появились новые виды медико-биологических анализов, в частности , иммуноферментный анализ, с помощью которого удается определять наличие таких болезней, как СПИД и гепатит; применение новых методов химии и повышение чувствительности старых методов позволяет теперь определять множество важных веществ не нару ш ая целостности кожного покрова пациента , по капле слюны, пота или другой биологической жидкости.

Итак, чем же занимаются все вышеперечисленные науки , являющиеся различными ветвями физико-химической биологии?

Основой химии природных соединений явилась традиционная органическая химия, которая первоначально рассматривалась как химия веществ, встречающихся в живой природе. Современная же органическая химия занимается всеми соединениями, имеющими углеродные (или замещенные гетероаналогами углерода) цепочки, а биоорганическая химия, исследующая природные соединения, выделилась в отдельную отрасль науки. Химия природных соединений возникла в середине XIX века , когда были синтезированы некоторые жиры, сахара и аминокислоты (это связано с работами М.Бертло, Ф.Велера, А.Бутлерова, Ф.Кекуле и др.).

Первые подобные белкам полипептиды были созданы в начале нашего века, тогда же Э.Фишер вместе с другими исследователями внес свой вклад в исследование Сахаров. Развитие исследований по химии природных веществ продолжалось нарастающими темпами вплоть до середины XX века. Вслед за алкалоидами, терпенами и витаминами эта наука стала изучать стероиды, ростовые вещества, антибиотики, простагландины и другие низкомолекулярные биорегуляторы. Наряду с ними химия природных соединений изучает биополимеры биоолигомеры (нуклеиновые кислоты, белки, нуклеопротеиды, гликопротеины, липопротеины, гликолипиды и др.). Основной арсе н ал методов исследования составляют методы органической

6

химии, однако для решения структ урно - функциональных задач активно привлекаются и

разнообразные физические, физико-химические, математические и биологические методы. Основными задачами, решаемыми химией природных соединений, являются:

а) выделение в индивидуальном состоянии изучаемых соединений с помощью кристаллизации, перегонки , различных видов хроматографии, электрофореза, ультрафильтрации, ультрацешрифугирования, противоточного распределения и т.п . ;

б) установление структуры, включая пространственное строение, на основе подходов органической и физической органической химии с применением масс-спектроскопии, различных видов оптической спектроскопии (ИК, УФ, лазерной и др.), рентгеноструктурного анализа ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма, методов быстрой кинетики и др.;

в) химический синтез и химическая модификация изучаемых соединений, включая полный синтез, синтез аналогов и производных, с целью подтверждения структуры, выяснения связи строения и биологической функции, получения препаратов, ценных для практического использования;

г) биологическое тестирование полученных соединений in vitro и in vivo .

Крупнейшими достижениями химии природных соединений явились расшифровка строения и синтез биологически важных алкалоидов, стероидов и вит аминов , полный химический син т ез некоторых пептидов, простагландинов, пенициллинов, витаминов, хлорофилла и др. соединений; установлены структуры множества белков, нуклеотидные последовательности множества ге н ов и т.д. и т.п.

Появление науки биохимии обычно связывают с открытием явления ферментативного катализа и самих биологических катализаторов ферментов, первые из которых были идентифицированы и выделены в кристаллическом состоянии в 20х годах двадцатого столетия. Биохимия изучает химические процессы, происходящие непосредственно в живых организмах и использует химические методы в исследовании биологических процессов. Крупнейшими событиями в биохимии явились установление центральной роли АТФ в энергетическом обмене, выяснение химических механизмов фотосинтеза, дыхания и мышечного сокращения, открытие трансаминирования, установление механизма транспорта веществ через

биологические мембраны и т.п.

Молекулярная би ология возникла в начале 50х годов, когда Дж.Уотсон и Ф.Крик расшифровали структуру ДНК, что позволило начать изучение путей хранения и реализации наследственной информации.

Крупнейшие достижения молекул ярной биологии открытие генетического кода , механизма биосинтеза белков в рибосомах, основы функционирования переносчика кислорода гемоглобина.

Следующим шагом на этом пути явилось возникновение молекулярной генетики, которая изучает механизмы работы единиц наследственной информации генов, на молекулярном уровне. Одной из актуальнейших проблем молекулярной генетики является установление путей регуляции экспрессии генов перевод гена из активного состояния в неактивное и обратно; регуляция процессов транскрипции и трансляции. Практическим приложением молекулярной генетики явилась разраб от ка методов генной инженерии и генотерапии, которые позволяют модифицировать наследственную информацию, хранящуюся в живой клетке, таким образом, что необходимые вещества будут синтезироваться внутри самой клетки, что позволяет получать биотехнологическим путем множество ценных соединений, а также нормализовать баланс веществ, нарушившийся во время болезни. Суть генной инженерии рассечение молекулы ДНК на отдельные фрагменты , ч т о достигается с помощью ферментов и химических реагентов, с последующим соединением; эта операция производится с целью вставки в эволюционно отлаженную цепь нуклеотидов нового фрагмента гена , отвечающего за синтез нужного нам

7

вещества, вместе с так называемыми регуляторами участками ДНК, обеспечивающими актив н ость " своего" гена. Уже сейчас с помощью генной инженерии получают многие лекарственные препараты , преимущественно белковой природы : инсулин , интерферон, соматотропин и др.

8

Химия и фармакология.

З нание основных законов и положений химии необходимо для

изучения специальных фармацевтических дисциплин: технологии лекарственных форм, фармакокинезим и особенно фармацевтической химии.

Фармакология - это наука о лекарственных средствах, действии различных химических соединений на живые организмы, о способах введения лекарств в организмы и о взаимодействии лекарств меж д у собой. Молекулярная фармакология изучает поведение молекул лекарственных веществ внутри клетки, транспорт этих молекул через мембраны и т.д . Человек начал применять лекарственные вещества очень давно, несколько тысяч лет назад. Древняя медицина практически полностью основывалась на лекарственных растениях, и этот подход сохранил свою привлекательность до наших дней. Множество современных лекарственных препаратов содержат вещества растительного происхождения или химически

синтезированные соединения, идентичные тем, которые можно обнаружить в лекарственных растениях. Один из самых ранних из дошедших до нас трактат о лекарственных средствах был написан древнегреческим врачом Гиппократом в IV веке до нашей эры.

Зачатки химии лекарственных веществ появляются в период господства алхимии. Современная химиотерапия ведет свой отсчет с начала XX века от трудов П.Эрлиха по противомалярийным средствам и производным мышьяковой кислоты. В настоящее время си н тезированы десятки и сотни тысяч лекарственных веществ, и их поиск продолжается. Но число активно применяемых лекарств, конечно, значительно меньше. Не все вещества, синтезированные в качестве п от енциального нового лекарственного вещества, находят свое применение на практике. Многие широко использовавшиеся ранее лекарства вытесняются из сферы применения из-за того, что появляются более эффективные аналоги, которые воздействуют на причину болезни гораздо селективнее, имеют меньше противопоказаний и побочных эффектов. В 1995 году к применению в России было разрешено свыше 3 тысяч наименований лекарственных препаратов, содержащих около 2 тысяч разнообразных химических веществ синтетического происхождения . Одним из крупных успехов фармакологии второй половины нашего века явилось создание и внедрение в практику антибиотиков широкого спектра действия: сульфамидных препаратов, витаминов, средств, влияющих на деятельность центральной нервной системы транквилизаторов, нейролептиков, психотомиметиков и др. Многие из этих лекарств были открыты и впервые применены в нашей стране (фторофур, феназепам, циклодол, витаминные препараты и мн. д р.)

Характер и сила действия лекарственных средств зависят не только от их состава и строения, но и от их физико - химических свойств, что тоже предмет изучения неорганической химии. Различия в этих свойствах, в свою очередь, позволяют разрабатывать соответствующие методы анализа, судить о подлинности, доброкачественности, совместимости неорганических веществ в рецептурных прописях, порядке хранения лекарственных препаратов.

Рассмотрим подробнее применение некоторых неорганических веществ в медицине.

Благородные газы. Гелий. Биологические исследования показали, что гелиевая атмосфера не влияет на генетический аппарат человека, не действует на развитие клеток и частоту мутаций. Дыхание гелиевым воздухом (воздух, в котором азот частично или полностью заменен на гелий) усили в ает обмен кислорода в легких, предотвращает азотную эмболию (кессонная болезнь).

Ксенон как рентгеноконтрастное вещество широко используют при рентгеноскопии

головного мозга. Радон в ультрамикро дозах оказывает положительное влияние на центральную нервную систему, поэтому широко используется в физиотерапии (радоновые ванны). Он также находит применение при лечении больных раком.

Борную кислоту НзВОз и тетраборат натрия (бура) Na 2 В 4 О 7 *10Н2 O применяют в медицине в качестве антисептиков.

9

Бромид натрия и бромид калия приме няют в медицине как успокаивающие средства, нормализующие нарушенное соотношение между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга.

Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) используют в медицинской практике вследствие его способности в результате гидролиза создавать щелочную реакцию среды в водных растворах. Применяется внутрь при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, изжоге, подагре, диабете, катарах верхних дыхательных путей. Наружно употребляется как слабая щелочь при ожогах, для полосканий, промываний и

ингаляций при насморке, конъюнктивитах, стоматитах, ларингитах и др.

Гидроксид кальция в форме известковой воды применяют наружно и внутрь в качестве противовоспалительного, вяжущего и дезинфицирующего средства. При наружном употреблении известковую воду обычно смешивают с каким-нибудь маслом, используя в виде эмульсий от ожогов, а также при некоторых кожных заболеваниях в виде жидких мазей.

Иод в виде спиртового раствора или раствора иода в водных растворах иодидов калия и натрия применяют в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства.

Иодид калия используют для лечения глазных болезней - катаракты, глаукомы. Часто его употребляют при отравлении солями ртути.

Иодид натрия используют как лекарственное средство, так как организм человека постоянно нуждается в некоторых количествах иода. Тело человека содержит около 25 мг иода, из которых примерно 15 мг локализуется в щитовидной железе. Недостаток иода служит причиной патологического увеличения щитовидной железы. Больным назначают внутрь небольшие дозы

иодида натрия - 0,1 мг/сут.

Карбонат каль ция применяют внутрь не только как кальциевый препарат, но и как средство, адсорбирующее и нейтрализующее кислоты.

Кислород в медицине используют для газового наркоза. Вдыхание чистого кислорода иногда назначают при отравлениях и некоторых тяжелых заболеваниях.

Мышь як и все его соединения сильно ядовиты, однако некоторые из них находят применение в медицине. Арсенит калия К As О 2 применяют в виде раствора как тонизирующее средство при малокровии и истощении нервной системы.

Нитрат серебра (ляпис). В медицине используется его способность свертывать белки, превращая их в нерастворимые соединения. Применяют для прижигания ран, язв; в виде мазей (1-2 %-ны х) и 2-10 %-ных водных растворов. Внутрь назначают при язвенной болезни желудка и

двенадцатиперстной кишки.

Нитрит натрия в медицинской практике применяют как сосудорасширяющее средство при стенокардии, а также как противоядие при отравлении цианидами.

Оксид аз ота (I) - физиологически активное соединение. Вдыхание его в малых дозах оказывает опьяняющее действие, отсюда и название - " веселящий газ " .

В больших дозах вызывает потерю болевой чувствительности, благодаря чему находит широкое применение в медицине как анестезирующее средство в смеси с кислородом (газовый наркоз). Ценное качество данного вещества - безвредность для организма.

Оксид магния применяют в малых дозах как слабительное средство при отравлении кислотами. Входит в состав зубных порошков.

Оксид цинка в медицине применяют для изготовления цинковой мази, используемой как антисептик.

Перманганат калия находит широкое применение в медицине. Его разбавленные растворы используют в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства. Дезинфицирующие свойства растворов перманганата калия обусловлены его высокими окислительными свойствами.

Пероксид водорода применяют наружно в виде раствора с массовой долей 3 % в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства. Этот раствор также применяют при воспалительных заболеваниях слизистой оболочки ротовой полости и горла, для обработки и лечения загрязненных и гнойных ран, остановки носовых кровотечений.

Ртуть и ее соединения. Металлическая ртуть применяется в медицине для приготовления мази. Желтый оксид ртути (II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний. Хлорид ртути (I), который называется каломель, в ряде стран используют в качестве слабительного. Хлорид ртути (II), или сулему, в виде очень разбавленных растворов (1:1000) используют в медицине как сильнодействующее дезинфицирующее средство (сейчас крайне редко).

Сера. Из препаратов серы в медицине применяют серу очищенную и серу осажденную. Очищенную серу получают из серного цвета, который тщательно освобождают от возможных примесей. Серу назначают внутрь в качестве слабительного и отхаркивающего средства; она входит в состав мазей и присыпок, используемых при лечении кожных заболеваний.

Серебро в виде коллоидных препаратов колларгол и протаргол применяют наружно, как вяжущие, антисептические и противовоспалительные средства.

Сульфат натрия декагидрат N а2 SO 4 * Н 2 О . Э та с оль называется глауберовой в честь немецкого химика Глаубера. В медицине глауберову соль применяют как слабительное средство. Может быть использована в качестве противоядия при отравлении солями бария и свинца, с которыми она

дает нерастворимые осадки сульфата бария и сульфата свинца.

Сульфат кальция 2Са SO 4 Н 2 О - алебастр. В медицине применяют для изготовления повязок и шин при переломах и в зубопротезной технике.

Сульфат магн ия гептагидрат М g S O4 * 7 Н 2 О. Широко применяют в медицине в качестве слабительного (горькая соль). Его слабительн о е действие объясняется задерживающим влиянием на всасывание воды из кишечника. Вследствие осмотического давления, создаваемого этой солью,

вода удерживается в просвете кишечника и способствует более быстрому продвижению

его содержимого. Сульфат магния применяют в виде инъекций как спазмолитик, противосудорожное и обезболивающее средство, а также при лечении столбняка. При гипертонии его вводят в вену, а как желчегонное - в двенадцатиперстную кишку.

Сульфат бария используют в медицине вследствие его нерастворимости и благодаря

способности сильно поглощать рентгеновское излучение. В виде суспензии его применяют

при рентгеноскопии желудочно- кишечного тракта как рентгеноконтрастное вещество.

Сульфат меди (II) пентагидрат Сu S O 4 * 5Н 2 О (медный купорос). Оказывает вяжущее и антисептическое действие. Его применяют в глазной практике при конъюнктивитах. Реже употребляют в качестве рвотного средства. Раствор сульфата меди (II) употребляют как противоядие при отравлении белым фосфором. В этом случае механизм лечебного действия сульфата меди (II) основан на взаимодействии его с белым фосфором, в результате чего на частичках фосфора образуется пленка металлической меди, изолирующая эти частички от контакта с биологическими субстратами.

Сульфат цинка гептагидрат ZnSO 4 х 7H 2 О. Используют для приготовления глазных капель, как вяжущее средство и антисептик.

Сульфат калия- алюми н ия КАl(SO 4 ) 2 х 12 Н 2 O (алюм о - калиевые квасцы). Оказывает вяжущее, противовоспалительное и кровоостанавливающее действие. Наружное средство.

Сульфат железа (II) гептагидрат FeSO 4 7 Н 2 О. В медицине используют при лечении анемии (малокровия), наступающей вследствие дефицита железа в организме, а также при слабости и истощении организма. Д ля э т ой же цели уп о т р еб л яю т восстановленное железо и карбонат железа.

Тиосульфат н атрия Nа 2 S 2 0 з принимают внутрь или вводят внутривенно в качестве противоядия при отравлении тяжелыми металлами, мышьяком и цианидами. Назначают также при различных

11

воспалениях кожи.

Уголь активиров а нн ый применяют внутрь при пищевых отравлениях, повышенной кислотности желудочного сока, брожении в кишечнике.

Хлорид аммония в медицине применяют при отеках сердечного происхождения, для усиления действия ртутных диуретиков. Это вещество обладает отхаркивающим действием.

Хлорид кальция широко используют в медицине как кровоостанавливающее средство при кровотечениях, аллергических заболеваниях, а также в качестве противоядия при отравлении солями магния. Его также применяют как успокаивающее средство при лечении неврозов, при бронхиальной астме, туберкулезе.

Хлорид натрия - 0,9 %-ны й водный раствор его называется изотоническим. Он служит для восполнения жидкости при больших потерях ее организмом. Растворы более высокой концентрации " (3, 5 и 10 %-ный) применяют наружно при воспалительных процессах.

Хлорид желез а (III) в медицинской практике используют как дезинфицирующее и кровоостанавливающее средство.

Из неорганических материалов наиболее широкое применение в медицине нашли различные металлы и их сплавы. Из большого числа металлов и сплавов были отобраны как наиболее биоинертные титан, коррозионностойкая сталь и сплав, содержащий хром, кобальт, молибден. Эти материалы используют для конструирования аппарата " искусственное сердце - легкое " , создания искусственных клапанов сердца, для эндопротезирования крупных дефектов кос т ей человека. Металлы часто применяют в сочетании с полимерами и различными керамическими изделиями.

12

Заключение.

В настоящее время в мире существует множество научных центров, ведущих разнообразные химико-биологические исследования. Странами-лидерами в этой области являются США, европейские страны: Англия, Франция, Германия , Швеция, Дания, Россия и др. В нашей стране существует множество научных центров, расположенных в Москве и Подмосковье (Пущин о , Обнинск, Черноголовка), Петербурге, Новосибирске, Красноярске, Владивостоке... Хотя , справедливости ради, надо заметить, что и в этой области (как и во всей российской науке в целом) наблюдается некоторый "упадок " , связанный как с недостатком финансирования и общим экономическим кризисом в РФ, так и с проблемой brain -drain (" утечки мозгов ") в более экономически благоприятные страны. Однако многие исследовательские институты Академии Наук России, Российской Академии Медицинских н аук . Российской Академии Сельскохозяйственных Наук , Министерства Здравоохранения и Медицинской Промышленности продолжают научные изыскания, хотя и не на полную мощь. Одни из ведущих центров по стране Институт биоорганической химии им.М.А.Шемякина и Ю.А.Овчинникова , Институт молекулярной биологии им.В.А.Энгельгардта, Институт органического синтеза им.Н.Д.Зелинского, Институт физикохимической биологии МГУ им.Белозерского и др. В СанкгПетербурге можно отметить Институт Цитологии РАН, химический и биологические ф-ты Гос. Университета , Институт экспериментальной медицины РАМН , Институт онкологии РАМН им. Петрова , Институт особо чистых биопрепаратов МЗиМП и т.п .

Основными проблемами, решаемыми в последние годы физико-химической биологией, являются синтез белков и нуклеиновых кислот, установление нуклеотидной последовательности генома многих организмов (в том числе определение полной нуклеотидной последовательности генома человека), направленный транспорт веществ через биологические мембраны; разработка новых лекарств, новых материалов для медицинского использования , например, для биопротезирования. Особое внимание уделяется разработке биотехнологий, которые часто бывают более экономически выгодны, эффективны, чем традиционные "технические", не говоря уже об их экологической чистоте. Ведутся активные работы по клонированию растений и животных, а также по получению отдельных органов вне организма. Особо примечателен недавний успех швейцарских ученых (первые сообщения в печати появились в конце февраля 1997 г.), получивших путем клонирования сельскохозяйственное животное овцу, которая была выращена из клетки вымени матери - овцы; дочерняя генетическая копия была названа Долли. Это свидетельствует о том, что клонирование из сферы чисто научных экспериментов переходит в сферу практики. Необходимо упомянуть и о лечении заболеваний новым методом генотерапии изменением наследственности. Лечебный эффект достигается путем переноса " исправленного" гена либо с помощью ретровируса, либо внедрением липосом, содержащих генетические конструкции. Генотерапевтические метод ах толькo зарождаются, но именно с их помощью уже была вылечена маленькая девочка, больная муковисцидозом; особо перспективно применение генотерапии в лечении болезней, передающихся по наследству или возникающих под действием вирусов.

Вероятно, с привлечением именно этих методов будут побеждены СПИД, рак, грипп и множество других , менее распространенных болезней. Кроме того, постоянно исследуются механизмы превращений химических веществ в организмах и на

основе полученных знаний ведется непрекращающийся поиск лекарственных веществ. Большое количество разнообразных лекарственных веществ в настоящее время получают либо биотехнологически (интерферон, инсулин, интерлейкин, рефнолин, соматоген, антибиотики, лекарственные вакцины и пр.), используя микроорганизмы (многие из которых являются продуктом генной инженерии), либо путем ставшего почти традиционным химического син т еза , либо с помощью физико - химических методов выделения из природного сырья (частей растений и

13

животных).

Другой биологической задачей химии является поиск новых материалов, способных заменить живую ткань, необходимых при протезировании. Химия подарила врачам сотни разнообразных вариантов новых материалов.

Кроме множества лекарств, в повседневной жизни люди сталкиваются с достижениями физико-химической биологии в различных сферах своей профессиональной деятельности и в быту. Появляются новые продукты питания или совершенствуются технологии сохранения уже известных продуктов.

Производятся новые косметические препараты, позволяющие человеку быть здоровым и красивым, защищающие его от неблагоприятного воздействия окружающей среды. В технике находят применение различные биодобавки ко многим продуктам оргсинтеза. В сельском хозяйстве применяются вещества, способные повысить урожаи (стимуляторы роста, гербициды и др.) или отпугнуть вредителей (феромоны, гормоны насекомых), излечить от болезней растения и животных и многие другие...

Все эти вышеперечисленные успехи были достигнуты с применением знаний и методов современной химии. В современной биологи и медицин е химии принадлежит одна из ведущих ролей , и значение химической науки будет только возрастать. "Стык наук" химии и биологии оказался на редкость плодотворным.

14

Список используемой литературы.

1. Азимов А. Краткая история химии. Москва: Мир,1983.

2. Габриелян О.С. Химия 10 класс. Москва: Дрофа,2005.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. Петербург: Химия,1999.

4. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. Киев: Выща школа,1989.

5. Макаров К.А. Химия и медицина. Москва: Просвещение,1998.

6. Оганесян Э.Т., Книжник А.З. Неорганическая химия. Москва: Медицина,1989.

7. Советский энциклопедический словарь. Москва,1989.

Вам могут быть интересны следующие материалы

Елки

Вязаные

Поздравления

Новый год

Сценарии

Игрушки для елки

© 2024 Новогодний портал. Елки. Вязание. Поздравления. Сценарии. Игрушки. Подарки. Шары