Kemija in življenje.

1. Uvod………………………………………………………………………………..3 str.

2. Iz zgodovine………………………………………………………………………………………4 strani.

3. Sodobna kemija in medicina………………………………………………... 5-8 str.

4. Kemija in farmakologija………………………………………………………..9-12 str.

5. Zaključek………………………………………………………………...13-14 str.

6. Seznam literature…………………………………………………………………..15 strani.

Uvod

Sodobna človeška družba živi in ​​se še naprej razvija, aktivno uporablja dosežke znanosti in tehnologije, in skoraj nepredstavljivo je, da bi se na tej poti ustavili ali vrnili nazaj, zavračanje uporabe znanja o svetu okoli nas, ki ga človeštvo že ima. Znanost se ukvarja z akumulacijo tega znanja, iskanjem vzorcev v njem in njegovo uporabo v praksi. Običajno je, da človek kot predmet spoznavanja predmet svojega spoznavanja (verjetno zaradi lažjega raziskovanja) deli in razvršča v številne kategorije in skupine; Prav tako je bila znanost nekoč razdeljena na več velikih razredov: naravoslovje, natančne vede, družbene vede, humanistične vede itd. Vsak od teh razredov je razdeljen na podrazrede itd. in tako naprej.

Toda med to raznolikostjo znanosti obstajajo "vodilne" znanosti in znanosti "zaostajajo"" . Eden od sodobnih znanstvenih "voditeljev" so biologije, kemije in medicine.

»Drugo polovico našega stoletja zaznamuje hiter napredek biološkega znanja in njegove uporabe v različnih sferah življenja sodobne družbe. V bistvu človekovo zanimanje za življenje oh narava nikoli ni zbledela, ampak samo zadnjih deset jat leta so omogočila približati se razumevanju neverjetnih skrivnosti življenja in na tej podlagi narediti odločilen korak pri uporabi najnovejših bioloških odkritij« (podpredsednik Akademije znanosti ZSSR Yu.A. Ovčinnikov, 1987).

Petdeseta leta so pomenila začetek renesanse v biologiji, ki je »uspela pogledati v celico in razumeti kularni mehanizmi rojstva in razvoja organizmov"

Obstaja mnenje, da o 21. stoletje bo postalo stoletje biologije, vse druge znanosti pa bodo zbledele v ozadje. Napoved velikega sodobnega fizika se je uresničila nost N . Bora, ki je v 50. letih večkrat izjavil, da bo v bližnji prihodnosti najintenzivnejše prodiranje v skrivnosti narave postalo prerogativ ne fizike, temveč biologije. večina b Sodobna naravoslovna literatura je tako ali drugače posvečena preučevanju žive narave. Na desetine znanosti zdaj preučuje biološke probleme. Zelo produktivne so tudi znanosti, povezane z izvajanjem najnovejših bioloških odkritij.

Brez pretiravanja lahko rečemo, da Mnogi od nas svoje zdravje in celo življenje dolgujemo eni od teh vej biologije. Govorimo o medicini, ki v zadnjih letih ne prehaja le na uporabo zdravil nove generacije in uporabo novih materialov v praksi, temveč na takšne metode zdravljenja, ki omogočajo vplivanje na bolezen že v njenem začetku oz. preden se začne! To je postalo mogoče v povezavi s preučevanjem molekularnih mehanizmov razvoja številnih bolezni in odpravljanjem motenj ne z običajno metodo vnosa manjkajočih snovi v telo, temveč z vplivanjem na naravne procese bioregulacije (z uporabo posebnih bioregulatorjev ali pri genetski ravni). Reševanje številnih ključnih problemov našega časa, kot je proizvodnja hrane, Številna zdravila in druge snovi so povezane z aktivnim uvajanjem biotehnologije v življenje.

Tako oprijemljiv napredek v biologiji ne bi bil mogoč brez njenega aktivnega sodelovanja z drugimi znanostmi. Toda paradoks sodobnega stanja znanosti je, da se številne študije znajdejo »na stičišču znanosti«, Za uspešno rešitev problema je treba privabiti znanstvenike različnih specialnosti; Še več, mnogi znanstveniki so zdaj, V dobi ozke specializacije so ljudje prisiljeni obvladati sorodne specialnosti in številne sodobne študije je težko pripisati kateri koli veji znanosti. Pri reševanju bioloških problemov se ideje in metode biologije tesno prepletajo, kemije, fizike, matematike in drugih področij znanja. Zanimal nas bo problem interakcije med kemijo in biološkimi disciplinami ter njihove uporabe v medicini.

3

Iz zgodovine.

Zdravnik brez dobrega znanja kemije

z ne more biti popoln.

M. V. Lomo n osov

Poudariti je treba posebno povezanost med kemijo in medicino. Ta povezava je nastala že dolgo nazaj. Nazaj v 16. stol. Široko se je razvila medicinska smer v kemiji, katere ustanovitelj je bil švicarski zdravnik Paracelsus. (1493-1541). "Namen kemije je ... narediti zdravila," je zapisal. Paracelsus je verjel, da je vse materialno, vključno z živim organizmom, sestavljeno iz treh principov, ki so v različnih razmerjih: soli (telo), živega srebra (duše) in žvepla (duha). Bolezni izvirajo iz pomanjkanja v telesu enega od to so tihi "elementi".

Posledično je mogoče bolezni zdraviti z vnosom manjkajočega »elementa« v telo. Uspeh število predlaganih Paracelzus nove metode zdravljenja, ki temeljijo na uporabi anorganskih spojin (namesto prej uporabljenih organskih izvlečkov), so številne zdravnike spodbudile, da so se pridružili njegovi šoli in se resno zanimali za kemijo.

To obdobje v razvoju kemije in medicine (XVI-XVIII stoletja) je znano kot iatrokemija. Eden najvidnejših predstavnikov nove smeri v kemiji je bil nemški kemik Johann Rudolf Glauber (1604-1668). Po izobrazbi zdravnik, se je ukvarjal z razvojem in izboljševanjem metod za proizvodnjo različnih kemikalij. Glauber je razvil metodo za proizvodnjo klorovodikove kisline z delovanjem žveplove kisline na kuhinjsko sol. Po skrbnem preučevanju ostanka, dobljenega po destilaciji kislin (natrijevega sulfata), je Glauber ugotovil, da ima ta snov močan odvajalni učinek. To snov je poimenoval "neverjetna sol"" (s al mirabile) in ga imeli za skoraj vse uh liksir življenja. Sodobniki Glauber To sol so imenovali Glauberjeva sol in to ime se je ohranilo do danes. Glauber je začel proizvajati to sol in vrsto drugih po njegovem mnenju dragocenih zdravil in dosegel uspehe na tem področju.

Jatrokemija igral pomembno vlogo v boju proti dogmam srednjeveške sholastične medicine. Ni samo poskušala zagotoviti kemijske podlage za teorijo humoralne patologije, prispeval pa je tudi k empiričnemu napredku kemije. Jatrokemiki uvedel koncepta kislosti in alkalnosti, odkril veliko novih spojin in začel izvajati prve ponovljive (čeprav ne vedno metodološko pravilne) poskuse.

4

Sodobna kemija in medicina.

Kemiki drugi polovici 20. stoletja nadaljevali delo svojih prednikov in so zelo A aktivno ukvarjajo z raziskovanjem divjih živali. To tezo lahko podpre vsaj dejstvo, da je od 39 Nobelovih nagrad za kemijo, nagrajen v zadnjih 20 letih (1977- 1 996), 21 nagrad (več kot polovica! in vej kemije je veliko) je bilo prejetih za rešitev kemijske- biološke težave.

To ni presenetljivo, saj je živa celica pravo kraljestvo velikih in majhnih molekul, ki nenehno medsebojno delujejo, nastajajo in razpadajo ... V človeškem telesu se odvija okoli 100.000 procesov, vsak izmed njih pa predstavlja kombinacijo različnih kemičnih pretvorb. V eni celici telesa se lahko pojavi približno 2000 odzivov. Vsi ti procesi se izvajajo s primerjavo tiste lan majhnega števila organskih in anorganskih spojin. Za sodobno kemijo je značilen prehod na študij kompleksaelementorganicspojine, sestavljene iz anorganskih in organskih ostankov. Anorganske dele predstavljajo voda in ioni različnih kovin, halogeni in fosfor (predvsem), organske dele predstavljajo beljakovine, nukleinske kisline., ogljikovi hidrati, lipidi in dokaj obsežno skupino nizkomolekularnih bioregulatorjev, kot so hormoni, vi amini, antibiotiki, prostaglandini, alkaloidi, reg stimulatorji rasti itd.

Za sodobne zdravnike in farmacevte je velik pomen tudi študij anorganske kemije, saj je veliko zdravil anorganske narave. Zato morajo zdravniki jasno poznati njihove lastnosti: topnost, mehansko trdnost, reaktivnost, vpliv na človeka in okolje.

Sodobna medicina obsežno preučuje razmerje med vsebnostjo kemičnih elementov v telesu ter pojavom in razvojem različnih bolezni. Izkazalo se je, da telo še posebej občutljivo reagira na spremembe koncentracije mikroelementov v njem, tj. elementi, ki so v telesu prisotni v količinah, manjših od 1 g na 70 kg človeške telesne teže. Ti elementi vključujejo baker, cink, mangan, molibden, kobalt, železo, nikelj.

Nemetaloidi v živih sistemih vedno aktivno A Atome vodika, kisika, dušika, ogljika, fosforja in žvepla najdete v organskih spojinah ter atome halogenov in bora tako v obliki ionov kot v organskih delcih. Odstopanja v vsebnosti večine teh elementov v živih organizmih pogosto vodijo do precej hudih presnovnih motenj.

Večino bolezni povzročajo odstopanja koncentracije neke snovi od norme. To je posledica dejstva, da se ogromno število kemičnih transformacij znotraj žive celice odvija v več fazah, številne snovi pa same po sebi za celico niso pomembne, so le posredniki v verigi kompleksnih reakcij; če pa je kakšen člen pretrgan, potem celotna veriga zaradi tega pogosto preneha izpolnjevati svoj namen prenosna funkcija; ustavi n oh rmal suženj ota celice za sintezo potrebne snovi.

Dokazano je, da s spremembo koncentracije cink je povezan s potekom raka, kobalt in mangan - bolezni srčne mišice, nikelj - procesi strjevanja krvi. Določitev koncentracije teh elementov v krvi včasih omogoča odkrivanje zgodnjih faz različnih bolezni. Tako so spremembe koncentracije cinka v krvnem serumu povezane s potekom bolezni jeter in vranice, koncentracije kobalta in kroma pa z nekaterimi boleznimi srca in ožilja.

Pri vzdrževanju normalno življenje T Zdravje telesa igra zelo pomembno vlogo organsko molekule. Razdelimo jih lahko glede na načela njihove zasnove v tri skupine:

5

biološke makromolekule (proteini, nukleinske kisline in njihovi kompleksi), oligomeri (nukleotidi, lipidi, peptidi) itd.) in monomeri (hormoni, antibiotiki, vitamini in številni drugi snovi).

Za kemijo je pomembno predvsem vzpostavljanje povezav med Še posebej čakam na strukturo snovi in ​​njene lastnosti, biološki učinek. V ta namen se uporabljajo številne sodobne metode, ki so del arzenala fizike in organske kemije., matematika in biologija.

V sodobni znanosti je na meji kemije in biologije nastalo veliko novih ved. ki se razlikujejo po uporabljenih metodah, ciljih in predmetih študija. Vse te znanosti so običajno združene pod izrazom "fizikalno-kemijska biologija". Ta smer vključuje:

a) kemija naravnih spojin (bioorganska in bioanorganska kemija bioorganska kemija in anorganska biokemija oziroma);

b) biokemija;

c) biofizika;

d) molekularna biologija;

d) molekularna genetika;

e) farmakologija in molekularna farmakologija

in številne sorodne discipline. Velik del sodobnih bioloških raziskav

Aktivno se uporabljajo kemične in fizikalno-kemijske metode. Napredek v panogah biologije, kot so citologija, imunologija in histologija, je bil neposredno povezan z razvojem kemijskih metod za izolacijo in analizo snovi. Tudi tako klasična "čisto biološka" znanost, kot je fiziologija, vse bolj uporablja dosežke kemije in biokemije. V ZDA nacionalni inštitut za zdravje ( Nacionalni inštitut za zdravje ZDA) trenutno financira področja medicinske znanosti, povezana s čisto fiziološkimi raziskavami, veliko manj kot biokemijske, vključno s fiziologijo

" neobetavna in zastarela" znanost. Takšna, vede, ki se na prvi pogled zdijo eksotične, kot so molekularna fiziologija, molekule l jasna epidemiologija itd. . Pojavile so se predvsem nove vrste biomedicinskih analiz , imunoencimanaliza, ki lahko pomaga ugotoviti prisotnost bolezni, kot sta AIDS in hepatitis; uporaba novih kemijskih metod in povečana občutljivost starih metod zdaj omogočata določanje številnih pomembnih snovi brez w celovitost pacientove kože, kapljica sline, znoja ali druge biološke tekočine.

torej , Kaj počnejo vse zgoraj navedene vede?, katere so različne veje fizikalne in kemijske biologije?

Osnova kemije naravnih spojin je bila tradicionalna organska kemija, ki je bila sprva obravnavana kot kemija snovi, ki jih najdemo v živi naravi. Sodobna organska kemija obravnava vse spojine, ki vsebujejo ogljik (ali substituiran) heteroanalogiogljikove) verige, bioorganska kemija, ki preučuje naravne spojine, pa je postala posebna veja znanosti. Kemija naravnih spojin se je pojavila sredi 19. stoletja, ko so bile sintetizirane nekatere maščobe, sladkorji in aminokisline (to je posledica dela M. Berthelot, F. Velera, A. Butlerova, F. Kekule itd.).

Prvi proteinom podobni polipeptidi so nastale na začetku našega stoletja, hkrati pa je E. Fisher skupaj z drugimi raziskovalci prispeval k študiju Saharova. Razvoj raziskav kemije naravnih snovi se je vse hitreje nadaljeval vse do sredine 20. stoletja. Po alkaloidih, terpenih in vitaminih je ta veda začela preučevati steroide, rastne snovi, antibiotike, prostaglandini in drugi nizkomolekularni bioregulatorji. Poleg njih kemija naravnih spojin preučuje biopolimere biooligomeri (nukleinske kisline, proteini,nukleoproteini, glikoproteini, lipoproteini, glikolipidi in itd.). Osnovna rit n vse raziskovalne metode so organske metode

6

kemija pa za reševanje strukturnih problemov - funkcionalne naloge so aktivno vključene in

različne fizikalne, fizikalno-kemijske, matematične in biološke metode. Glavni problemi, ki jih rešuje kemija naravnih spojin, so:

a) izolacija proučevanih spojin v posameznem stanju s kristalizacijo, destilacijo, različnimi vrstami kromatografije, elektroforeza, ultrafiltracija, ultrakristalni, protitočnidistribucije itd.. ;

b) vzpostavitev strukture, vključno s prostorsko strukturo, ki temelji na uporabi pristopov organske in fizikalne organske kemije masna spektroskopija,različne vrste optične spektroskopije(IR, UV, laser itd.),Rentgenska difrakcijaanaliza jedrske magnetne resonance, elektronske paramagnetne resonance, optične rotacijske disperzije in krožnega dikroizma, metode hitre kinetike itd.;

c) kemijska sinteza in kemijska modifikacija proučevanih spojin, vključno s popolno sintezo, sintezo analogov in derivatov, da bi potrdili strukturo, razjasnili razmerje med strukturo in biološko funkcijo ter pridobili zdravila, dragocena za praktično uporabo;

d) biološko testiranje dobljenih spojin in vitro in in vivo.

Največji dosežki v kemiji naravnih spojin so bili dešifriranje strukture in sinteza biološko pomembnih alkaloidov, steroidov in vitaminov, popolna kemična sin brez nekaterih peptidi, prostaglandini, penicilini, vitamini, klorofil in druge spojine; ugotovljene so bile strukture mnogih proteinov, nukleotid zaporedja niza n ov itd. in tako naprej.

Nastanek znanosti o biokemiji običajno povezujemo z odkritjem pojava encimske katalize in samih bioloških encimskih katalizatorjev, prvih od katerih so bili identificirani in izolirani v kristalnem stanju v 20xdvajsetihstoletja. Biokemija proučuje kemijske procese, ki potekajo neposredno v živih organizmih, in uporablja kemijske metode pri preučevanju bioloških procesov. Glavni dogodki v biokemiji so bili vzpostavitev osrednje vloge ATP pri presnovi energije, pojasnjevanje kemijskih mehanizmov fotosinteze, dihanja in krčenja mišic, odkritje transaminacija,vzpostavitev mehanizma transporta snovi skozi

biološke membrane itd.

Molekularni bi ologija je nastala v zgodnjih 50. letih, ko J.Watson in F.Crick dešifrirali strukturo DNK, kar je omogočilo začetek proučevanja načinov shranjevanja in izvajanja dednih informacij.

Glavni molekularni dosežki goreča biologija odkritje genetske kode, mehanizem biosinteze beljakovin v ribosomi, osnove delovanja hemoglobina, nosilca kisika.

Naslednji korak na tej poti je bil pojav molekularne genetike, ki proučuje mehanizme delovanja enot dednih informacij genov na molekularni ravni. Eden najbolj relevantnih problemi molekularne genetike so vzpostavitev poti za uravnavanje izražanja genov, prenos gena iz aktivnega stanja v neaktivno stanje in obratno; ureditev procesov transkripcije in prevajanja. Praktična uporaba molekularne genetike je bila razvoj od ka metode genskega inženiringa in genska terapija, ki omogočajo spreminjanje dednih informacij, shranjenih v živi celici, na način, da se bodo potrebne snovi sintetizirale v celici sami, kar omogoča biotehnološko pridobivanje številnih dragocenih spojin, pa tudi normalizacijo porušenega ravnovesja snovi. med boleznijo. Bistvo genskega inženiringa je rezanje molekule DNK na ločene fragmente, h t o dosežemo s pomočjo encimov in kemičnih reagentov, čemur sledi povezava; ta operacija se izvaja z namenom vstavljanja v evolucijsko dobro delujoča veriga nukleotidi nov fragment gena, odgovoren za sintezo tistega, kar potrebujemo

7

snovi, skupaj s tako imenovanimi regulatorji odsekov DNK, zavarovanje sredstva n ost " lasten "gen. Številna zdravila so že proizvedena z genskim inženiringom, pretežno beljakovinske narave: insulin, interferon, somatotropin itd.

8

Kemija in farmakologija.

Z potrebno je poznavanje osnovnih zakonov in predpisov kemije

študij specialnih farmacevtskih disciplin: tehnologija farmacevtskih oblik, farmakokinezima predvsem pa farmacevtski kemija.

Farmakologija je veda o zdravilih, delovanju različnih kemičnih spojin na žive organizme, o načinih vnosa zdravil v organizme in o medsebojnem delovanju zdravil med d doma. Molekularna farmakologija proučuje obnašanje molekul zdravil znotraj celice, transport teh molekul skozi membrane itd.. Človek je zdravilne učinkovine začel uporabljati že zelo dolgo, pred več tisoč leti. Starodavna medicina je skoraj v celoti temeljila na zdravilnih rastlinah, pristop, ki je ohranil svojo privlačnost vse do naš dnevi. Veliko sodobnih zdravil vsebuje snovi rastlinskega izvora ali kemikalije

sintetizirane spojine, ki so enake tistim v zdravilnih rastlinah. Eno najzgodnejših razprav o zdravilih, ki so prišle do nas, je napisal starogrški zdravnik Hipokrat v 4. stoletju pr.

Začetki kemije zdravilnih snovi so se pojavili v obdobju prevlade alkimije. Sodobna kemoterapija sega v začetek 20. stoletja iz del P. Ehrlicha o antimalariki in derivatih arzenove kisline. Trenutno n Identificiranih je na desetine in stotisoče zdravilnih učinkovin, iskanje pa se nadaljuje. Toda število aktivno uporabljenih zdravil je seveda veliko manjše. Vse snovi, sintetizirane kot p od nove zdravilne učinkovine se uporabljajo v praksi. Številna prej široko uporabljena zdravila se izrivajo iz uporabe zaradi dejstva, da se pojavljajo učinkovitejši analogi, ki delujejo na vzrok bolezni veliko bolj selektivno in imajo manj kontraindikacij in stranskih učinkov. Leta 1995 je bilo v Rusiji dovoljeno uporabljati več kot 3 tisoč vrst zdravil, ki vsebujejo približno 2 tisoč različnih kemičnih snovi sintetičnega izvora.. Eden večjih uspehov farmakologije v drugi polovici našega stoletja je bilo ustvarjanje in uvedba v prakso antibiotikov širokega spektra: sulfanilamidi, vitamini, zdravila, ki vplivajo na delovanje centralnega živčnega sistema, pomirjevala, nevroleptiki, psihotomimetikiitd. Mnoga od teh zdravil so bila odkrita in prvič uporabljena pri nas(fluorofur, fenazepam, ciklodol, vitaminski pripravki in mnogi drugi. d r.)

Znak in moč delovanja zdravil ni odvisna samo od njihove sestave in strukture, ampak tudi od njihove fizične - kemijske lastnosti, kar je tudi predmet študija anorganske kemije. Razlike v teh lastnostih pa omogočajo razvoj ustreznih analiznih metod, presojo pristnosti, dobre kakovosti, združljivosti anorganskih snovi v receptih in vrstnega reda shranjevanja zdravil.

Oglejmo si podrobneje uporabo nekaterih anorganskih snovi v medicini.

Plemeniti plini. Helij. Biološke študije so pokazale, da atmosfera helija ne vpliva na človeški genetski aparat, ne vpliva na razvoj celic in pogostost mutacij. Vdihavanje zraka s helijem (zrak, v katerem je dušik delno ali v celoti nadomeščen s helijem) se je povečalo V izboljša izmenjavo kisika v pljučih, preprečuje dušikovo embolijo (kesonsko bolezen).

Ksenon kot radiokontaktensnov se pogosto uporablja pri fluoroskopiji

možgani. Radon v ultramikro odmerkih pozitivno vpliva na centralni živčni sistem, zato se pogosto uporablja v fizioterapiji (radonske kopeli). Uporablja se tudi pri zdravljenju bolnikov z rakom.

Borova kislina H3BO3 in tetraborat natrij (boraks) Na 2 V 4 O 7 * 10H 2 O se v medicini uporablja kot antiseptik.

9

Natrijev bromid in kalijev bromid Opomba Juhu v medicini kot pomirjevala, ki normalizirajo moteno razmerje med procesi vzbujanja in inhibicije v možganski skorji.

Natrijev bikarbonat (soda bikarbona) se uporablja v medicinski praksi zaradi svoje sposobnosti, da ustvari alkalno reakcijo v vodnih raztopinah kot rezultat hidrolize. Uporablja se interno pri povečani kislosti želodčnega soka, peptičnem ulkusu želodca in dvanajstnika, zgagi, protinu, sladkorni bolezni, katarju zgornjih dihalnih poti. Zunanje se uporablja kot šibka alkalija za opekline, za izpiranje, umivanje in

inhalacije za izcedek iz nosu, konjunktivitis, stomatitis, laringitis itd.

hidroksid kalcij v obliki apnene vode uporabljamo zunanje in notranje kot protivnetno, adstrigentno in razkužilo. Pri zunanji uporabi apneno vodo običajno zmešamo z nekaj olja, uporabljamo v obliki emulzij za opekline in tudi za nekatere kožne bolezni v obliki tekočih mazil.

Jod v obliki alkoholne raztopine ali raztopine joda v vodnih raztopinah jodidov kalij in natrij se uporabljata kot razkužilo in hemostatično sredstvo.

jodid kalij se uporablja za zdravljenje očesnih bolezni - katarakte, glavkoma. Pogosto se uporablja pri zastrupitvah z živosrebrovimi solmi.

Natrijev jodid se uporablja kot zdravilo, saj človeško telo nenehno potrebuje določeno količino joda. Človeško telo vsebuje približno 25 mg joda, od tega približno 15 mg lokaliziran v ščitnici. Pomanjkanje joda povzroči patološko povečanje ščitnice. Bolnikom so predpisani majhni odmerki peroralno

natrijev jodid - 0,1 mg / dan.

Kalkarbonat interno se uporablja ne le kot kalcijev pripravek, ampak tudi kot sredstvo za adsorpcijo in nevtralizacijo kislin.

Kisik se v medicini uporablja za plinsko anestezijo. Vdihavanje čistega kisika je včasih predpisano za zastrupitve in nekatere resne bolezni.

Miška b Jak in vse njegove spojine so zelo strupene, vendar se nekatere uporabljajo v medicini. Kalijev arzenit K As O 2 uporablja se v obliki raztopine kot tonik za anemijo in izčrpanost živčnega sistema.

Srebrov nitrat (lapis). V medicini se uporablja njegova sposobnost koagulacije beljakovin in jih spremeni v netopne spojine. Uporablja se za kauterizacijo ran in razjed; v obliki mazil (1-2% x) in 2-10% vodne raztopine. Peroralno predpisano za želodčne razjede in

dvanajstniku.

Natrijev nitrit se v medicinski praksi uporablja kot vazodilatator za angino pektoris in tudi kot protistrup za zastrupitev s cianidom.

Oksid a h ota (I) je fiziološko aktivna spojina. Vdihovanje v majhnih odmerkih deluje omamno, od tod tudi ime -"smejalni plin".

V velikih odmerkih povzroči izgubo občutljivosti za bolečino, zaradi česar se v medicini pogosto uporablja kot anestetik v mešanici s kisikom (plinska anestezija). Dragocena kakovost te snovi je njena neškodljivost za telo.

Magnezijev oksid se uporablja v majhnih odmerkih kot odvajalo pri zastrupitvi s kislino. Vključeno v zobne praške.

Cinkov oksid v medicini se uporablja za izdelavo cinkovega mazila, ki se uporablja kot antiseptik.

permanganat kalij se pogosto uporablja v medicini. Njegove razredčene raztopine se uporabljajo kot razkužilo in hemostatično sredstvo. Dezinfekcijske lastnosti raztopin permanganat kalij zaradi njegovih visokih oksidativnih lastnosti.

peroksid vodik se uporablja zunaj v obliki raztopine z masnim deležem 3% kot razkužilo in hemostatično sredstvo. Ta raztopina se uporablja tudi pri vnetnih boleznih sluznice ust in žrela, za zdravljenje in zdravljenje umazanih in zagnojenih ran ter za zaustavitev krvavitev iz nosu.

Merkur b in njegove povezave. Kovinsko živo srebro se uporablja v medicini za pripravo mazil. Rumeni živosrebrov(II) oksid je vključen v očesna mazila in mazila za zdravljenje kožnih bolezni. Živosrebrov(I) klorid, imenovan kalomel, se v nekaterih državah uporablja kot odvajalo. Živosrebrov (II) klorid ali živosrebrov klorid se v obliki zelo razredčenih raztopin (1:1000) uporablja v medicini kot močno razkužilo (zdaj izjemno redko).

Žveplo. Med žveplovimi pripravki se v medicini uporablja prečiščeno žveplo in oborjeno žveplo. Prečiščeno žveplo pridobivamo iz žveplove barve, ki jo skrbno očistimo morebitnih primesi. Žveplo je predpisano peroralno kot odvajalo in izkašljevanje; je del mazil in praškov, ki se uporabljajo pri zdravljenju kožnih bolezni.

Srebro v obliki koloidnih pripravkov kolargol in protargol se uporablja zunaj kot adstrigentno, antiseptično in protivnetno sredstvo.

Natrijev sulfat dekahidrat N a 2 SO 4 * H 2 O. E to s Ol se imenuje Glauberjeva v čast nemškemu kemiku Glauber. V medicini se Glauberjeva sol uporablja kot odvajalo. Lahko se uporablja kot protistrup pri zastrupitvah z barijevimi in svinčevimi solmi, s katerimi se

daje netopne oborine barijevega sulfata in svinčevega sulfata.

Kalcijev sulfat 2Ca SO 4 n 2 O - alabaster. V medicini se uporablja za izdelavo povojev in opornic pri zlomih ter v zobni protetiki.

Magnezijev sulfat heptahidrat M g S O 4 * 7 H 2 O. Pogosto se uporablja v medicini kot odvajalo (grenka sol). Je odvajalo O Ta učinek je razložen z zakasnitvenim učinkom na absorpcijo vode iz črevesja. Zaradi osmotskega tlaka, ki ga ustvarja ta sol,

voda se zadržuje v črevesni lumnu in spodbuja hitrejše napredovanje

njeno vsebino. Magnezijev sulfat se uporablja z injekcijo kot antispazmodik, antikonvulzivnoin anestetik, pa tudi pri zdravljenju tetanusa. Pri hipertenziji se injicira v veno in kot holeretično sredstvo - v dvanajstnik.

Barijev sulfat se uporablja v medicini zaradi svoje netopnosti in zaradi

sposobnost močne absorpcije rentgenskih žarkov. Uporablja se v obliki suspenzije

s fluoroskopijo prebavil črevesni traktradiokontakten snov.

Bakrov (II) sulfat pentahidrat C u S O 4 * 5H 2 O (bakrov sulfat). Ima adstrigentni in antiseptični učinek. Uporablja se v očesni praksi za konjunktivitis. Manj pogosto se uporablja kot emetik. Raztopina bakrovega (II) sulfata se uporablja kot protistrup pri zastrupitvi z belim fosforjem. V tem primeru mehanizem terapevtskega učinka bakrovega (II) sulfata temelji na njegovi interakciji z belim fosforjem, zaradi česar se na delcih fosforja tvori film kovinskega bakra, ki te delce izolira od stika z biološkimi substrati. .

Cinkov sulfat heptahidrat ZnSO 4 x 7 H 2 O. Uporablja se za pripravo kapljic za oko, kot adstringent in antiseptik.

Kalijev-aluminijev sulfat KAl(SO 4 ) 2 x 12 N 2 O(aluminij o - kalijev galun). Ima adstrigentno, protivnetno in hemostatsko delovanje. Zunanje zdravilo.

Železov (II) sulfat heptahidrat FeSO 4 7 H 2 O. V medicini se uporablja pri zdravljenju slabokrvnosti (anemije), ki nastane zaradi pomanjkanja železa v telesu, pa tudi pri oslabelosti in izčrpanosti telesa. D Za isti namen, kot ga porabim obnovljenoželezo in železov karbonat.

Natrijev tiosulfat Na 2 S 2 0 h peroralno ali intravensko kot protistrup pri zastrupitvi s težkimi kovinami, arzenom in cianidom. Predpisano tudi za različne

11

kožna vnetja.

Aktivno oglje Uporablja se interno pri zastrupitvah s hrano, povečani kislosti želodčnega soka in fermentaciji v črevesju.

Amonijev klorid se v medicini uporablja pri edemih srčnega izvora, za povečanje učinka živosrebrovih diuretikov. Ta snov ima izkašljevalni učinek.

Kalcijev klorid se pogosto uporablja v medicini kot hemostatsko sredstvo za krvavitve, alergijske bolezni in tudi kot protistrup pri zastrupitvah z magnezijevimi solmi. Uporablja se tudi kot pomirjevalo pri zdravljenju nevroz, bronhialne astme in tuberkuloze.

natrijev klorid - 0,9% Njegovo vodno raztopino imenujemo izotonična. Služi za dopolnitev tekočine v primeru velikih izgub v telesu. Raztopine z višjo koncentracijo" (3, 5 in 10 %) uporabljamo zunanje pri vnetnih procesih.

Železov klorid in (III) v medicinski praksi se uporablja kot razkužilo in hemostatično sredstvo.

Od anorganskih materialov se v medicini najbolj uporabljajo različne kovine in njihove zlitine. Iz velikega števila kovin in zlitin, titana, odporen proti korozijijeklo in zlitine, ki vsebujejo krom, kobalt, molibden. Ti materiali se uporabljajo za gradnjo aparat" umetno srce- svetloba" , izdelava umetnih srčnih zaklopk, za endoprotetiko velikih defektov pletenic t njena oseba.Kovine se pogosto uporabljajo v kombinaciji s polimeri in različnimi keramičnimi izdelki.

12

Zaključek.

Trenutno je na svetu veliko znanstvenih centrov, ki izvajajo različne kemijske in biološke raziskave. Vodilne države na tem področju so ZDA, evropske države: Anglija, Francija, Nemčija, Švedska, Danska, Rusija itd. V naši državi je veliko znanstvenih centrov v Moskvi in ​​moskovski regiji (Puščin o Obninsk, Černogolovka), Sankt Peterburg, Novosibirsk, Krasnojarsk, Vladivostok ... Čeprav, Po pravici povedano je treba opozoriti, da je na tem področju (kot v vsej ruski znanosti kot celoti) nekaj "upada"" , povezana s pomanjkanjem financiranja in splošno gospodarsko krizo v Ruski federaciji ter s problemom bega možganov ("beg možganov") v ekonomsko ugodnejše države. Vendar pa številni raziskovalni inštituti Ruske akademije znanosti, Ruske medicinske akademije n auc. Ruska akademija kmetijskih znanosti, Ministrstvi za zdravje in medicinsko industrijo nadaljujeta znanstveno raziskovanje, čeprav ne s polno močjo. Eden vodilnih centrov v državi Inštitut za bioorgansko kemijo po imenu M.A. Shemyakin in Yu.A. Ovchinnikova, Inštitut za molekularno biologijopoimenovan po V.A.Engelhardtu,Inštitut za organsko sintezopo imenu N.D. Zelinsky, Inštitut fizikalno-kemijski biologije, Moskovska državna univerza Belozersky itd. Saint Petersburglahko opazimo Inštitut za citologijo Ruske akademije znanosti, kemijsko in biološko f-ti Država Univerza, Inštitut za eksperimentalno medicino RAMS, Onkološki inštitut RAMS im. Petrova, Inštitut za zelo čiste biološke proizvode MZiMP itd.

Glavni problemi, ki jih v zadnjih letih rešuje fizikalno-kemijska biologija, so sinteza proteinov in nukleinskih kislin, vzpostavitev nukleotidov. zaporedja genom številni organizmi (vključno z določitvijo celotnega nukleotidnega zaporedja človeškega genoma), usmerjeni transport snovi skozi biološke membrane; razvoj novih zdravil, novih materialov za medicinsko uporabo, na primer za bioprotetiko. Posebna pozornost je namenjena razvoju biotehnologij, ki so pogosto stroškovno učinkovitejše in učinkovitejše od tradicionalnih »tehničnih«, da o njihovi prijaznosti do okolja niti ne govorimo. Poteka aktivno delo za kloniranje rastline in živali, pa tudi proizvodnja posameznih organov zunaj telesa. Zlasti je treba omeniti nedavni uspeh švicarskih znanstvenikov(prva novinarska poročila so se pojavila konec februarja 1997), ki jih je prejel kloniranje rejna žival ovca, ki je bila vzgojena iz kletke vimena svoje matere- ovce; hčerinsko genetsko kopijo so poimenovali Dolly. To kaže na to kloniranje iz sfere čisto znanstvenih poskusov preide v sfero prakse. Treba je omeniti zdravljenje bolezni z novo metodo gensko zdravljenje sprememba dednosti. Terapevtski učinek se doseže s prenosom" popravljen" gen ali uporabo retrovirus, ali izvajanje liposomi, ki vsebujejo genetske konstrukte. Genska terapija metoda ah samo o izvirajo, vendar je bila z njihovo pomočjo že ozdravljena bolna deklica cistična fibroza;Uporaba genske terapije je še posebej obetavna pri zdravljenju bolezni, ki jih dedujejo ali povzročajo virusi.

Verjetno bosta z uporabo teh metod premagana aids in rak , gripa in mnogi drugi, manj pogoste bolezni. Poleg tega so mehanizmi preoblikovanja kemičnih snovi v organizmih in na

Na podlagi pridobljenega znanja poteka kontinuirano iskanje zdravilnih učinkovin. Trenutno se proizvaja tudi veliko število različnih zdravilnih učinkovin biotehnološko(interferon, insulin,interlevkin, refnolin,somatogen,antibiotiki, medicinska cepiva itd.), z uporabo mikroorganizmov (od katerih so mnogi produkti genskega inženiringa) ali s skoraj tradicionalno kemično sintetikoTeza, ali s pomočjo fizike- kemične metode izolacije iz naravnihsurovine(deli rastlin in

13

živali).

Druga biološka naloga kemije je iskanje novih materialov, ki lahko nadomestijo živo tkivo, potrebno za protetiko . Kemija je dala zdravnikom na stotine različnih možnosti za nove materiale.

Poleg številnih zdravil se ljudje v vsakdanjem življenju srečujejo z dosežki fizikalne in kemijske biologije na različnih področjih svojega poklicnega delovanja in v vsakdanjem življenju. Pojavijo se novi prehrambeni izdelki ali pa se izboljšajo tehnologije za konzerviranje že znanih izdelkov.

Proizvajajo se novi kozmetični izdelki , omogoča človeku, da je zdrav in lep, ga ščiti pred škodljivimi vplivi okolja. V tehnologiji za številne izdelke se uporabljajo različni bioaditivi. organska sinteza.V kmetijstvu se uporabljajo snovi, ki lahko povečajo pridelek (stimulanti rasti, herbicidi itd.) ali odganjajo škodljivce. (feromoni, hormoni žuželk), zdravijo bolezni rastlin in živali ter mnoge druge...

Vse naštete uspehe smo dosegli z znanjem in metodami sodobne kemije. V sodobni biologiji in medicini nEno od vodilnih vlog igra kemija, in pomen kemijske znanosti se bo le še povečal. »Stičišče znanosti« kemije in biologije se je izkazalo za izjemno plodno.

14

Bibliografija.

1. Azimov A. Kratka zgodovina kemije. Moskva: Mir, 1983.

2. Gabrielyan O.S. Kemija 10. razred. Moskva: Bustard, 2005.

3. Glinka N.L. Splošna kemija. Sankt Peterburg: Kemija, 1999.

4. Kramarenko V.F. Toksikološka kemija. Kijev: Šola Vysha, 1989.

5. Makarov K.A. Kemija in medicina. Moskva: Izobraževanje, 1998.

6. Oganesyan E.T., Knizhnik A.Z. Anorganska kemija. Moskva: Medicina, 1989.

7. Sovjetski enciklopedični slovar. Moskva, 1989.

Eden najvidnejših dosežkov organske sinteze dvajsetega stoletja je proizvodnja novih zdravil. Posledično so številne bolezni, ki so prej veljale za usodne, postale ozdravljive. V 6. stoletju je kuga uničila polovico prebivalstva Bizantinskega cesarstva, v 14. stoletju pa je v samo treh letih - od 1347 do 1350 - v Evropi zaradi kuge umrlo 25 milijonov ljudi. Število žrtev gripe iz leta 1918 (»španske gripe«) je na milijone. Sinteza novih zdravil v laboratorijih in njihova kasnejša uvedba v medicinsko prakso je v dvajsetem stoletju verjetno rešila pred smrtjo na stotine milijonov človeških življenj.

V drugi polovici 19. stoletja se je začela hitro razvijati sintetična organska kemija. Ljudem je dajala barve, dišave in zdravila. Kljub temu je bilo število posameznih kemičnih spojin, ki se uporabljajo kot zdravila, še na začetku dvajsetega stoletja izračunano le v nekaj. Začetek kemoterapije - zdravljenja bolezni s kemikalijami - je postavil nemški zdravnik, bakteriolog in biokemik Paul Ehrlich. Leta 1891 je predlagal uporabo metilen modrega barvila za zdravljenje malarije. Vendar ta spojina ni mogla tekmovati z naravnim kininom. Ehrlich je kasneje zaslovel s salvarsanom, "čarobno kroglo", prvim učinkovitim zdravilom proti sifilisu.

Med sintezo nove spojine in njeno uporabo v medicini so včasih minila desetletja. Od 19. stoletja sulfanilna kislina ( p-aminobenzensulfonska) kislina H 2 N-C 6 H 4 -SO 3 H. Prvič jo je leta 1845 pridobil francoski kemik Charles Frederic Gerard. Leta 1908 je bil pridobljen amid te kisline H 2 N-C 6 H 4 -SO 2 -NH 2 in nato njegovi N-substituirani (amidna skupina) derivati ​​s splošno formulo H 2 N-C 6 H 4 -SO 2 -NH- R , ki jih imenujemo sulfonamidi. Toda le 27 let pozneje je nemški kemik Gerhard Domagk ugotovil, da spojine te skupine uničijo številne mikroorganizme in jih je mogoče uporabiti za zdravljenje številnih nalezljivih bolezni.

Prvo sintetično zdravilo je bilo rdeče azobarvilo prontosil (rdeči streptocid) H 2 N-C 6 H 4 -N=N-C 6 H 4 -SO 2 -NH 2, ki sta ga leta 1932 sintetizirala nemška kemika Fritz Mitch in Joseph Klarer. Domagk je proučeval učinek tega zdravila na različnih miših, ki so prejele desetkratni smrtonosni odmerek kulture hemolitičnega streptokoka. Učinek je bil osupljiv: vse miši so ostale žive, medtem ko so vse v kontrolni skupini poginile. Bilo je prvo zdravilo na svetu, ki je dalo tako odlične rezultate. Treba je bilo opraviti poskus na ljudeh. Ravno v tem času se je Domagkina hčerka zbodla v prst. V rano je prišla okužba, nastal je absces in začela se je zastrupitev krvi. V bolnišnici so kirurgi očistili absces, vendar okužba ni izginila in stanje je postalo nevarno. In Domagk se je odločil preizkusiti prontosil na svoji hčerki. Rezultat ni čakal dolgo: absces je izginil, deklica si je opomogla. Zdravilo je pomagalo tudi pri pljučnici in nekaterih drugih boleznih. Leta 1939 je Domagk prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino za odkritje prvega antibakterijskega zdravila.

Konec leta 1935 se je pokazalo, da Prontosil ne deluje sam. Terapevtski učinek, kot se pogosto dogaja, izvaja produkt njegove razgradnje v telesu - sulfonamid H 2 N-C 6 H 4 -SO 2 -NH 2, znan od leta 1908. Imenovali so ga beli streptocid. Od takrat je bilo sintetiziranih več kot 20 tisoč sulfonamidnih derivatov, od katerih se le nekaj deset uporablja v medicini. Med najbolj znanimi so streptocid, norsulfazol, sulfadimezin, etazol, sulfadimetoksin, ftalazol, sulgin, biseptol; razlikujejo se po strukturi radikala R v splošni formuli sulfonamidov (v nekaterih primerih je zamenjan tudi eden od vodikovih atomov v amino skupini).

Antibiotiki igrajo izjemno vlogo pri zdravljenju številnih okužb, prvo so po naključju odkrili leta 1928. Toda sintetična zdravila se lahko borijo ne le proti bakterijskim okužbam. Po odkritju pomirjevalnega (nevroleptičnega) učinka elenija se je pojavilo na desetine strukturno podobnih spojin, ki so sestavljale veliko skupino pomirjeval (nozepam, lorazepam, fenazepam, tetrazepam itd.).

Predvsem zaradi drog se je pričakovana življenjska doba v industrializiranih državah v zadnjem stoletju podvojila. Tako se je v Nemčiji stopnja umrljivosti zaradi pljučnice, ki je bila leta 1936 165 na 100 tisoč prebivalcev, do leta 1985 zmanjšala zaradi uporabe sulfonamskih zdravil za desetkrat, stopnja umrljivosti zaradi tuberkuloze od leta 1930 do 1985 se je zmanjšala za sto krat po zaslugi zdravil proti tuberkulozi. V ZDA je bilo samo v obdobju od leta 1965 do 1996 umrljivost zaradi revmatizma, ateroskleroze, razjed na želodcu in dvanajstniku uspelo zmanjšati za štiri do šestkrat.

Težave pri iskanju

Med kemijsko strukturo zdravila in njegovim biološkim učinkom ni jasne povezave. Včasih že najmanjše spremembe v strukturi molekule povzročijo popolno izginotje ali močno spremembo biološke aktivnosti. In obratno, pogosto skoraj enako aktivnost opazimo v snoveh popolnoma različnih kemijskih lastnosti. Na primer, če v molekuli morfina, analgetika in narkotika, atom vodika v eni od hidroksilnih skupin zamenjamo z metilno skupino CH3, potem dobimo relativno neškodljivo snov kodein. In če oba atoma vodika v hidroksilnih skupinah nadomestimo z dvema acetilnima skupinama CH 3 CO, dobimo molekulo najmočnejše droge, heroina.

Naravni alkaloid kokain se je prej uporabljal za lokalno anestezijo. Vendar pa ima kokain škodljive stranske učinke, zato ga je v medicinski praksi že dolgo nadomestil sintetični analog, imenovan novokain (to je "novi kokain"). Te molekule so popolnoma drugačne po strukturi.

Novo farmacevtsko zdravilo dobimo le v enem primeru od 25 tisoč - če nadaljujete s poskusi in napakami. Obstaja pa še en princip, ki lahko hitreje pripelje do cilja. To je namenska sinteza, ki vključuje znanje, nabrano v mnogih desetletjih, ter lastne izkušnje in intuicijo raziskovalca. Izkušeni specialist, če pogleda strukturno formulo, bo z veliko gotovostjo rekel, kakšno delovanje je treba pričakovati od te spojine - vazodilatator ali, recimo, anestetik. Znano je, katere skupine in radikali krepijo učinek in kateri ga slabijo. In kljub temu uvedba vsakega novega farmakološkega zdravila v prakso zahteva ogromna prizadevanja številnih raziskovalcev, kemikov, biologov, zdravnikov, farmakologov; Iskanje novih zdravil poteka v največjih znanstvenih centrih po vsem svetu. Zato so nova zdravila pogosto tako draga.

Zasebna, a pomembna naloga

V glavah običajnega človeka (ne kemika) je beseda "jod" povezana s steklenico, ki je v kompletu za prvo pomoč. Spomnimo se, da je v kemičnih besedilih običajno pisati "jod", v gospodinjskih in medicinskih besedilih pa "jod". Pravzaprav v steklenički ni jod, ampak jodova tinktura - 5% raztopina joda v mešanici alkohola in vode (tinkturi je dodan tudi kalijev jodid, ki z jodom tvori dobro topen trijodid KI 3). Čisti jod je trden, po videzu spominja na grafit, vendar ima zelo specifičen vonj. Takole je jod opisal francoski kemik Bernard Courtois, ki ga je leta 1811 prvi pridobil iz pepela morskih alg: »Nova snov se izloča v obliki črnega prahu, ki se pri segrevanju spremeni v čudovito vijoličasto paro. Ti hlapi se kondenzirajo v obliki sijočih kristalnih plošč, ki imajo sijaj ... Neverjetna barva hlapov nove snovi omogoča razlikovanje od vseh doslej znanih snovi ...« Jod je dobil ime po barvi pare: iz gr. jodi- vijolična. Courtois je opazil še en nenavaden pojav: trden jod se pri segrevanju ni stopil, ampak se je takoj spremenil v paro; ta proces se imenuje sublimacija. Če pa kristale joda v epruveti na hitro segrejemo, se bodo pri temperaturi 113 °C stopili in na dnu bo nastala črno-vijolična tekočina.

Praviloma v biokemičnih procesih sodelujejo samo "lahki" elementi, ki se nahajajo v prvi tretjini periodnega sistema. Jod je skoraj edina izjema od tega pravila. Človek vsebuje od 20 do 50 mg joda, velik del tega je koncentriran v ščitnici. Ščitnica sprošča v kri hormone, ki imajo zelo raznolike učinke na telo. Dva od njih vsebujeta jod - to sta ščitnična hormona (iz grščine thyreoides- ščitnica): tiroksin (T4) in trijodtironin (T3), katerega molekula vsebuje en atom joda manj. Z njihovo pomočjo žleza uravnava razvoj in rast tako posameznih organov kot celotnega organizma kot celote ter uravnava hitrost presnovnih procesov. Procesi tvorbe in hidrolize tiroglobulina v ščitnici potekajo neprekinjeno. V krvni plazmi se oba hormona, T4 in T3, vežeta na nosilne proteine. Vez protein-trijodtironin je šibkejša, zato ta hormon lažje doseže tkiva, kar pojasnjuje njegovo večjo aktivnost. Trenutno se trijodotironin pridobiva sintetično, po strukturi in delovanju pa se ne razlikuje od naravnega. Prej so uporabljali zdravilo tiroidin, ki so ga izdelovali iz ščitnice goveda.

Oba ščitnična hormona, T3 in T4, pospešujeta reakcije v vseh celicah organov in tkiv telesa, vključno s povečanjem bazalnega metabolizma, porabe kisika, pospeševanjem razgradnje glukoze in maščob, povečanjem aktivnosti encimov, spodbujanjem sinteze beljakovin, rasti in diferenciacije. tkiv ter vpliva na stanje živčnega in srčno-žilnega sistema, jeter, ledvic, drugih organov – v telesu ni veliko hormonov, ki bi imeli tako širok spekter delovanja! Poleg tega tiroksin poveča učinek drugih hormonov - insulina, adrenalina, glukokortikoidov. Zato je vzdrževanje stalne ravni T3 in T4 v telesu ključnega pomena.

Za preprečevanje hipotiroidizma se izvajajo ukrepi za dodatno vnos joda v prehrano prebivalstva. Najpogostejša metoda je jodiranje kuhinjske soli. Običajno mu dodamo kalijev jodid - približno 25 mg na 1 kg. Vendar pa KI v vlažnem toplem zraku zlahka oksidira v jod, ki izhlapi. To pojasnjuje kratek rok trajanja takšne soli - le šest mesecev. Zato je bil v zadnjem času kalijev jodid nadomeščen z jodatom KIO 3. Mimogrede, za tehnologe to sploh ni trivialna naloga - enakomerno porazdeliti zelo majhno količino joda v veliki količini soli.

Poleg kuhinjske soli se vitaminskim mešanicam dodaja jod. Obstaja tudi aditiv za živila, imenovan jodokazein. Ta organska spojina je jodirana mlečna beljakovina. Njegova edinstvenost je v tem, da ob pomanjkanju joda jetra proizvajajo encime, ki razgrajujejo molekule jodokazeina, sproščeni jod pa se absorbira v črevesju. Če je joda v telesu dovolj, potem ti encimi ne nastajajo in jod se izloča iz telesa skupaj z beljakovinami, s čimer je odpravljena nevarnost predoziranja. Med drugim jodokazein pri visokih temperaturah ne razpade, zato ga lahko uporabljamo za peko kruha. Za obogatitev tone kruha z jodokazeinom je dovolj le pet gramov beljakovin. Dnevna potreba po jodu je v 250 g takega kruha za odraslega in 100 g za otroka.

Jodirani izdelki niso potrebni za tiste, ki uživajo dovolj joda v hrani in vodi. Potreba po jodu za odraslega je malo odvisna od spola in starosti in je približno 150 mcg (0,15 mg) na dan (vendar se poveča med nosečnostjo, povečano rastjo in ohlajanjem). Večina živil vsebuje zelo malo joda. Toda ribe, zlasti morske ribe, so bogate z jodom: v sledu in roza lososu je 40–50 mcg, v trski, polku in osliču - do 160 (na 100 g suhega proizvoda). Veliko več joda je v jetrih polenovke - do 800 mcg, še posebej veliko pa ga je v rjavih morskih algah - "morska trava", znana tudi kot kelp: do 500 mg! Pri nas alge rastejo v Belem, Barentsovem in Ohotskem morju.

Nekaj ​​o antibiotikih

Vsi vedo, da se v imenu "vitamin C" črka C bere kot ruska "c". Očitno se po analogiji ime nekoč običajnega antibiotika gramicidin C prav tako izgovarja kot "gramicidin ce". Vendar je to napačno: črko C v tem imenu je treba izgovoriti "es", iz besede "sovjetski" (lahko najdete tudi črkovanje "gramicidin S".) Zgodovina pojava tega zdravila, tako kot mnogih drugih antibiotiki, je zanimiva in dramatična.

Ko ljudje rečejo "antibiotik", najpogosteje pomislijo na penicilin. Njegovo odkritje sredi dvajsetega stoletja je naznanilo novo dobo v boju proti patogenom. Malokdo pa ve, da sta že v zgodnjih 70. letih 19. stoletja zdravnik in publicist Vjačeslav Avksentjevič Manasein in dermatolog Aleksej Gerasimovič Polotebnov ugotovila antibakterijske in zdravilne lastnosti zelene plesni. Toda nepopolnost kemičnih metod takrat ni omogočila izolacije aktivne sestavine iz plesni. Leta 1928 je škotski bakteriolog in biokemik Alexander Fleming (zaslovel je leta 1922 z odkritjem encima lizocima, glej "Kemija in življenje", 2011, št. 1) opazil, da je kultura stafilokoknih bakterij, ki jih je pustil za nekaj dni pokrita s plesnijo. Namesto da bi Fleming zavrgel pokvarjeno zdravilo, ga je začel skrbno pregledovati: opazil je, da so okoli vsake pike plesni čista območja, kjer je bakterijska kultura izginila. Ugotovil je, da je na teh območjih neka snov, ki jo izločajo plesni in ima močan protibakterijski učinek.

Tako je Fleming odkril penicilin. To ime izhaja iz rodu gob Penicillum(obstaja okoli 250 vrst). Fleming je uporabljal aktivno raztopino penicilina za zdravljenje ran, vendar mu ni uspelo izolirati aktivne sestavine v čisti obliki: antibiotik je hitro izgubil svoje lastnosti med poskusi izolacije in čiščenja. Po pravici povedano je treba povedati, da so leta 1985 v arhivu Univerze v Lyonu našli disertacijo zgodaj preminulega študenta medicine Ernsta Augustina Duchesna, v kateri je štirideset let pred Flemingom predstavljen pripravek plesni, ki ga je odkril avtor je bil podrobno opisan. Penicillium notatum, aktiven proti številnim patogenim bakterijam.

Čisto zdravilo je šele desetletje pozneje dobil angleški biokemik Ernst Boris Chain, po rodu Nemec, ki je leta 1933 emigriral iz Nemčije. Uporabil je za tisti čas neobičajno tehniko liofilizacije: vodno raztopino zdravila so zamrznili na –40 °C in pri tej temperaturi je iz nje v vakuumu izhlapel led. Tako pridobljeni kristali penicilina so se izkazali za stabilne in so dolgo obdržali svoj učinek.

Terapevtske lastnosti prečiščenega penicilina je proučeval in prvi uporabil v medicinske namene angleški patolog avstralskega porekla Howard Walter Florey. Znanstveniki, ki so odkrili in izolirali penicilin v čisti obliki, so pridobili svetovno slavo: Fleming in Flory sta prejela naziv vrstnika Britanije, postala sta člana znanstvenih društev in akademij različnih držav, Flory pa je prejel tudi zlato medaljo po M. V. Lomonosovu. Akademije znanosti ZSSR. Fleming je bil celo izvoljen za častnega poglavarja plemena Kiowa v Severni Ameriki. Leta 1945 so Fleming, Chain in Florey prejeli Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino.

V ZSSR so raziskave mikrobiologinje Zinaide Vissarionovne Ermoljeve (bodoče akademkinje Akademije medicinskih znanosti) dosegle vrhunec z izolacijo penicilina iz plesni leta 1942. Penicillum crustorum. Po vojni je bila po metodi, ki jo je razvil Ermolyeva, proizvodnja penicilina organizirana v tovarnah v različnih mestih države. Ermoljeva je bila tudi prva, ki je prejela domači streptomicin (leta 1947), interferon in nekatera druga zdravila.

Med vojnimi leti se je v delo vključil ameriški mikrobiolog Zelman Waksman. Z metodami, ki jih je razvil, se je lotil iskanja mikroorganizmov, ki proizvajajo antibiotike (on je skoval izraz "antibiotik", iz grške besede bios- življenje in konzole proti, kar pomeni "nasprotovanje"). Leta 1943 je to vrsto izoliral iz aktinomicet Streptomyces griseus nov antibiotik streptomicin, ki je imel širok spekter protimikrobnega delovanja. To zdravilo se je izkazalo za zelo učinkovito proti Mycobacterium tuberculosis, pa tudi proti večini gram-negativnih in nekaterih gram-pozitivnih mikroorganizmov. Streptomicin so uporabljali za zdravljenje bruceloze, kuge in drugih resnih bolezni, za katere prej ni bilo posebnih zdravil. Posebej impresiven je bil učinek streptomicina na bolnike s tuberkuloznim meningitisom, ki je prej v 100% primerov povzročil smrt bolnika v 20 dneh.

Leta 1942 sta G. F. Gause in M. G. Brazhnikova iz kulture bakterij, ki živijo v vrtnih tleh moskovske regije, izolirala prvi izvirni domači antibiotik, ki se je imenoval gramicidin S. Biokemiki A. N. Belozersky (bodoči akademik, podpredsednik Akademije znanosti) in T.S. Paskhina sta pokazala, da je gramicidin C protein. Za določitev njegove strukture so bile potrebne resne kemijske raziskave. V okviru takratnega zavezniškega sodelovanja je Ministrstvo za zdravje ZSSR leta 1944 preneslo vzorec novega antibiotika v prijateljsko Veliko Britanijo, na medicinski inštitut Lister (London). Tam se je zadeve lotil slavni biokemik Richard Singh. Singh je skupaj s skupino kolegov iz mesta Leeds ugotovil, da je gramicidin C zelo nenavaden protein: njegova molekula ni linearna, ampak ciklična. Izkazalo se je tudi, da je to zelo enostavna beljakovina, saj vsebuje samo pet različnih aminokislin, vsaka od njih pa se v ciklu ponovi dvakrat (za primerjavo: jajčni albumin, glavna sestavina jajčnega beljaka, vsebuje 20 različnih aminokislin , njegova molekulska masa pa je desetkrat večja od gramicidina). Med tistimi, ki so analizirali kristalno strukturo gramicidina C, je bila Margaret Thatcher, bodoča premierka Velike Britanije, ki je pred kratkim zagovarjala disertacijo iz kemije.

Ker mikroorganizmi razvijejo odpornost na antibiotike, moramo nenehno iskati vedno nova zdravila, jih spreminjati ali popolnoma sintetizirati (ti polsintetični in sintetični antibiotiki). Trenutno je opisanih več kot šest tisoč samo naravnih antibiotikov različnega izvora (iz bakterij, gliv in aktinomicet). Vendar se jih široko uporablja le stotina. Poleg njih je znanih več kot 100 tisoč (!) polsintetičnih antibiotikov, vendar jih ima le nekaj vseh potrebnih lastnosti. Pri določanju njihove učinkovitosti upoštevajo ne le protimikrobno aktivnost, temveč tudi stopnjo razvoja odpornosti mikroorganizmov na njih, stopnjo prodiranja zdravilne učinkovine v lezije, možnost ustvarjanja in vzdrževanja terapevtskih, a varnih koncentracij v pacientova tkiva za potreben čas itd.

Večina antibiotikov je pridobljena z mikrobiološko sintezo z uporabo posebej razvitih hranilnih gojišč. Njihovi glavni povzročitelji so glive aktinomicete, plesni in bakterije. Naravni antibiotiki, vključno z benzilpenicilinom, cefalosporinom, rifamicinom, se uporabljajo predvsem za pridobivanje polsintetičnih derivatov. Čisto sintetičnih antibiotikov je malo. Sem spada splošno znan kloramfenikol. Antibiotiki po zgradbi spadajo v zelo različne razrede kemijskih spojin: med njimi najdemo aminosladkorje, antrakinone, glikozide, laktone, fenazine, piperazine, kinone, piridine, terpenoide ... Ni presenetljivo, da je tako veliko antibiotikov. so znani. Verjetno bodo v prihodnosti novi antibiotiki z vnaprej določenimi lastnostmi nastajali predvsem z genskim inženiringom.

Anorganska kemija in medicina

Pri študiju anorganske kemije, zlasti pri pouku kemije in biologije, pogosto poudarjamo povezavo med anorgansko kemijo in medicino.
Ta povezava je nastala že dolgo nazaj. Nazaj v 11. stol. Široko je bila razvita medicinska smer v kemiji, katere začetnik je bil švicarski zdravnik Paracelsus (1493-1541). "Namen kemije je ... izdelava zdravil," je zapisal. Paracelsus je verjel, da je vse materialno, vključno z živim organizmom, sestavljeno iz treh principov, ki so v različnih razmerjih: soli (telo), živega srebra (duše) in žvepla (duha). Bolezni izvirajo iz pomanjkanja enega od teh "elementov" v telesu. Posledično je mogoče bolezni zdraviti z vnosom manjkajočega »elementa« v telo. Uspeh številnih novih metod zdravljenja, ki jih je predlagal Paracelsus in temeljijo na uporabi anorganskih spojin (namesto prej uporabljenih organskih izvlečkov), je mnoge zdravnike spodbudil, da so se pridružili njegovi šoli in se resno zanimali za kemijo.
To obdobje v razvoju kemije in medicine (XVI-XVII. stoletje) je znano kot iatrokemija1. Eden najvidnejših predstavnikov nove smeri v kemiji je bil nemški kemik Johann Rudolf Glauber (1604-1668). Po izobrazbi zdravnik, se je ukvarjal z razvojem in izboljševanjem metod za proizvodnjo različnih kemikalij. Glauber je razvil metodo za proizvodnjo klorovodikove kisline z delovanjem žveplove kisline na kuhinjsko sol. Po skrbnem preučevanju ostanka, ki ga dobimo po destilaciji kislin (natrijevega sulfata), je Glauber ugotovil, da ima ta snov močan odvajalni učinek. To snov je poimenoval »neverjetna sol« (sаl mirabile) in jo imel za zdravilo, skorajda za eliksir življenja. Glauberjevi sodobniki so to sol imenovali Glauberjeva sol in to ime se je ohranilo do danes. Glauber je začel proizvajati to sol in vrsto drugih po njegovem mnenju dragocenih zdravil in dosegel uspehe na tem področju.
Jatrokemija je imela pomembno vlogo v boju proti dogmam srednjeveške sholastične medicine. Ni le poskušala zagotoviti kemijske osnove za teorijo humoralne patologije, ampak je tudi prispevala k empiričnemu napredku kemije. Jatrokemiki so uvedli koncepta kislosti in alkalnosti, odkrili številne nove spojine in začeli izvajati prve ponovljive (čeprav ne vedno metodološko pravilne) poskuse.
Za sodobne zdravnike in farmacevte je velik pomen tudi študij anorganske kemije, saj je veliko zdravil anorganske narave. Zato morajo zdravniki jasno poznati njihove lastnosti: topnost, mehansko trdnost, reaktivnost, vpliv na človeka in okolje.
1. Jatrokemija (iz grščine iatros - zdravnik) - znanstvena smer 16.-18. stoletja, ki je želela uporabiti kemijsko znanje ale za zdravljenje bolezni.
2. Humoralni (iz latinščine hymor - tekočina) - povezan s telesnimi tekočinami (kri, limfa); patho (grško) - trpljenje, bolezen.

Sodobna medicina obsežno preučuje razmerje med vsebnostjo kemičnih elementov v telesu ter pojavom in razvojem različnih bolezni. Izkazalo se je, da telo še posebej občutljivo reagira na spremembe koncentracije mikroelementov v njem, to je elementov, ki so v telesu prisotni v količinah, manjših od 1 g na 70 kg telesne teže človeka. Ti elementi vključujejo baker, cink, mangan, molibden, kobalt, železo in nikelj.
Dokazano je, da so spremembe v koncentraciji cinka povezane s potekom raka, kobalta in mangana - z boleznimi srčne mišice, niklja - s procesi strjevanja krvi. Določitev koncentracije teh elementov v krvi včasih omogoča odkrivanje zgodnjih faz različnih bolezni. Tako so spremembe koncentracije cinka v krvnem serumu povezane s potekom bolezni jeter in vranice, koncentracije kobalta in kroma pa z nekaterimi boleznimi srca in ožilja.
Poznavanje osnovnih zakonitosti in predpisov anorganske kemije je potrebno za študij specialnih farmacevtskih disciplin: tehnologije farmacevtskih oblik, farmakokineze in še posebej farmacevtske kemije. Narava in moč delovanja zdravil nista odvisni le od njihove sestave in zgradbe, temveč tudi od njihovih fizikalno-kemijskih lastnosti, kar je tudi predmet študija anorganske kemije. Razlike v teh lastnostih pa omogočajo razvoj ustreznih analiznih metod, presojo pristnosti, dobre kakovosti, združljivosti anorganskih snovi v receptih in vrstnega reda shranjevanja zdravil.
Oglejmo si podrobneje uporabo nekaterih anorganskih snovi v medicini.
Žlahtni plini. Helij. Biološke študije so pokazale, da atmosfera helija ne vpliva na človeški genetski aparat, ne vpliva na razvoj celic in pogostost mutacij. dihanje zraka s helijem (zrak, v katerem je dušik delno ali v celoti nadomeščen s helijem) pospešuje izmenjavo kisika v pljučih in preprečuje dušikovo embolijo (kesonsko bolezen). KsenonŠiroko se uporablja kot radiokontrastno sredstvo pri fluoroskopiji možganov. Ra don v ultramikrodozah pozitivno vpliva na centralni živčni sistem, zato se pogosto uporablja v fizioterapiji (radonske kopeli). Uporablja se tudi pri zdravljenju bolnikov z rakom.
Borova kislina in natrijev tetraborat(boraks) uporabljajo v medicini kot antiseptike.
Natrijev bromid in kalijev bromid Uporabljajo se v medicini kot pomirjevala, ki normalizirajo moteno razmerje med procesi vzbujanja in inhibicije v možganski skorji.
Natrijev bikarbonat(soda bikarbona) se uporablja v medicinski praksi zaradi svoje sposobnosti, da ustvari alkalno reakcijo v vodnih raztopinah kot rezultat hidrolize. Uporablja se interno pri povečani kislosti želodčnega soka, peptičnem ulkusu želodca in dvanajstnika, zgagi, protinu, sladkorni bolezni, katarju zgornjih dihalnih poti. Zunanje se uporablja kot šibka alkalija pri opeklinah, za izpiranje, umivanje in inhaliranje pri izcedku iz nosu, konjunktivitisu, stomatitisu, laringitisu itd.
Kalcijev hidroksid v obliki apnene vode se uporablja zunanje in notranje kot protivnetno, adstrigentno in razkužilo. Pri zunanji uporabi apneno vodo običajno zmešamo z nekaj olja, uporabljamo v obliki emulzij za opekline in tudi za nekatere kožne bolezni v obliki tekočih mazil.
Yod v obliki alkoholne raztopine ali raztopine joda v vodnih raztopinah kalijevega in natrijevega jodida se uporablja kot razkužilo in hemostatično sredstvo.
Y od kalija uporablja se za zdravljenje očesnih bolezni - katarakte, glavkoma. Pogosto se uporablja pri zastrupitvah z živosrebrovimi solmi.
Ynatrij od Uporablja se kot zdravilo, saj človeško telo nenehno potrebuje določene količine joda. Človeško telo vsebuje približno 25 mg joda, od tega je približno 15 mg lokaliziranega v ščitnici. Pomanjkanje joda povzroči patološko povečanje ščitnice. Bolnikom so predpisani majhni odmerki natrijevega jodida peroralno - 0,1 mg / dan.
Kalcijev karbonat interno se uporablja ne samo kot pripravek kalcija, ampak tudi kot sredstvo za adsorpcijo in nevtralizacijo kislin.
kisik v medicini se uporabljajo za plinsko anestezijo (glej spodaj dušikov oksid (1)). Vdihavanje čistega kisika je včasih predpisano za zastrupitve in nekatere resne bolezni.
arzen in vse njegove spojine so zelo strupene, vendar se nekatere uporabljajo v medicini. Kalijev arzenit uporablja se v obliki raztopine kot tonik za anemijo in izčrpanost živčnega sistema.
Srebrov nitrat(lapis). V medicini se uporablja njegova sposobnost koagulacije beljakovin in jih spremeni v netopne spojine. Uporablja se za kauterizacijo ran in razjed; v obliki mazil (1-2%) in 2-10% vodnih raztopin. Peroralno predpisano za peptične razjede želodca in dvanajstnika.
Natrijev nitrat v medicinski praksi se uporablja kot vazodilatator pri angini pektoris in tudi kot protistrup pri zastrupitvi s cianidom.
Dušikov oksid(I) je fiziološko aktivna spojina. Vdihovanje v majhnih odmerkih ima opojni učinek, od tod tudi ime "smejalni plin". V velikih odmerkih povzroči izgubo občutljivosti za bolečino, zaradi česar se v medicini pogosto uporablja kot anestetik v mešanici s kisikom (plinska anestezija). Dragocena kakovost te snovi je njena neškodljivost za telo.
Magnezijev oksid uporablja se v majhnih odmerkih kot odvajalo pri zastrupitvi s kislino. Vključeno v zobne praške.
Cinkov oksid v medicini se uporablja za izdelavo cinkovega mazila, ki se uporablja kot antiseptik.
Kalijev permanganat se pogosto uporablja v medicini. Njegove razredčene raztopine se uporabljajo kot razkužilo in hemostatično sredstvo. Dezinfekcijske lastnosti raztopin kalijevega permanganata so posledica njegovih visokih oksidativnih lastnosti.
Vodikov peroksid uporablja se zunaj v obliki raztopine z masnim deležem 3 % kot razkužilo in hemostatsko sredstvo. Ta raztopina se uporablja tudi pri vnetnih boleznih sluznice ust in žrela, za zdravljenje in zdravljenje umazanih in zagnojenih ran ter za zaustavitev krvavitev iz nosu.
Merkur in ona povezave. Kovinsko živo srebro se uporablja v medicini za pripravo mazil. Rumeni živosrebrov(II) oksid je vključen v očesna mazila in mazila za zdravljenje kožnih bolezni. Živosrebrov(I) klorid, imenovan kalomel, se v nekaterih državah uporablja kot odvajalo. Živosrebrov (II) klorid ali živosrebrov klorid se v obliki zelo razredčenih raztopin (1:1000) uporablja v medicini kot močno razkužilo (zdaj izjemno redko).
Žveplo. Med žveplovimi pripravki se v medicini uporablja prečiščeno žveplo in oborjeno žveplo. Prečiščeno žveplo pridobivamo iz žveplove barve, ki jo skrbno očistimo morebitnih primesi. Žveplo je predpisano peroralno kot odvajalo in izkašljevanje; je del mazil in praškov, ki se uporabljajo pri zdravljenju kožnih bolezni.
Srebrna v obliki koloidnih pripravkov se kolargol in protargol uporabljata zunaj kot adstrigentna, antiseptična in protivnetna sredstva.
Natrijev sulfat dekahidrat To sol imenujemo Glauberjeva sol
čast nemškega kemika Glauberja. V medicini se Glauberjeva sol uporablja kot odvajalo. Uporablja se lahko kot protistrup pri zastrupitvah z barijevimi in svinčevimi solmi, s katerimi tvori netopne oborine barijevega sulfata in svinčevega sulfata.
Kalcijev sulfat - alabaster. V medicini se uporablja za izdelavo povojev in opornic pri zlomih ter v zobni protetiki.
Magnezijev sulfat heptahidrat. Pogosto se uporablja v medicini kot odvajalo (grenka sol). Njegov odvajalni učinek je razložen z njegovim upočasnitvenim učinkom na absorpcijo vode iz črevesja. Zaradi osmotskega tlaka, ki ga ustvarja ta sol, se voda zadržuje v črevesni lumnu in spodbuja hitrejše gibanje njegove vsebine. Magnezijev sulfat se uporablja v obliki injekcij kot antispazmodik, antikonvulziv in analgetik ter pri zdravljenju tetanusa. Pri hipertenziji se injicira v veno in kot holeretično sredstvo - v dvanajstnik.

Barijev sulfat uporablja se v medicini zaradi svoje netopnosti in sposobnosti močne absorpcije rentgenskih žarkov. V obliki suspenzije se uporablja za fluoroskopijo prebavil kot radiokontrastno sredstvo.
Bakrov sulfat(II) pentahidrat
(bakrov sulfat). Ima adstrigentni in antiseptični učinek. Uporablja se v očesni praksi za konjunktivitis. Manj pogosto se uporablja kot emetik. Raztopina bakrovega (II) sulfata se uporablja kot protistrup pri zastrupitvi z belim fosforjem. V tem primeru mehanizem terapevtskega učinka bakrovega (II) sulfata temelji na njegovi interakciji z belim fosforjem, zaradi česar se na delcih fosforja tvori film kovinskega bakra, ki te delce izolira od stika z biološkimi substrati. .
Cinkov sulfat heptahidrat . Uporablja se za pripravo kapljic za oko, kot adstringent in antiseptik.
Kalijev aluminijev sulfat (aluminij-kalijev galun). Ima adstrigentno, protivnetno in hemostatsko delovanje. Zunanje zdravilo.
Železov sulfat(II) heptahidrat . V medicini se uporablja pri zdravljenju slabokrvnosti (anemije), ki nastane zaradi pomanjkanja železa v telesu, pa tudi pri oslabelosti in izčrpanosti telesa. Za isti namen se uporabljata reducirano železo in železov karbonat.
Natrijev tiosulfat peroralno ali intravensko kot protistrup pri zastrupitvi s težkimi kovinami, arzenom in cianidom. Predpisano tudi za različna vnetja kože.
Aktivno oglje uporablja se interno za zastrupitev s hrano, povečano kislost želodčnega soka, fermentacijo v črevesju.
Amonijev klorid v medicini se uporablja pri edemih srčnega izvora, za povečanje učinka živosrebrovih diuretikov. Ta snov ima izkašljevalni učinek.
kalcijev kloridširoko uporablja v medicini kot hemostatsko sredstvo za krvavitve, alergijske bolezni in tudi kot protistrup za zastrupitev z magnezijevimi solmi. Uporablja se tudi kot pomirjevalo pri zdravljenju nevroz, bronhialne astme in tuberkuloze.
Natrijev klorid- Njegova 0,9% vodna raztopina se imenuje izotonična. Služi za dopolnitev tekočine v primeru velikih izgub v telesu. Raztopine višjih koncentracij (3, 5 in 10%) se uporabljajo zunaj za vnetne procese.
Železov klorid(III) v medicinski praksi se uporablja kot razkužilo in hemostatično sredstvo.
Od anorganskih materialov se v medicini najbolj uporabljajo različne kovine in njihove zlitine. Iz velikega števila kovin in zlitin so bili kot najbolj bioinertni izbrani titan, nerjaveče jeklo in zlitina, ki vsebuje krom, kobalt in molibden. Ti materiali se uporabljajo za izdelavo umetne naprave srce-pljuča, izdelavo umetnih srčnih zaklopk in za endoprotetiko velikih defektov človeških kosti. Kovine se pogosto uporabljajo v kombinaciji s polimeri in različnimi keramičnimi izdelki.
Nekateri strokovnjaki s tega področja napovedujejo, da bodo ljudje do leta 2000 verjetno lahko obnovili okončine, izgubljene zaradi nesreč. Nastanek živih organov zunaj telesa je eden od problemov na meji kemije in medicine, z reševanjem katerega se bodo ukvarjali kemiki in zdravniki prihodnosti, torej današnji šolarji, ki so se odločili svoje življenje posvetiti služi dvema najstarejšima področjema človeškega znanja - kemiji in medicini.

Razvoj kemikov se že od antičnih časov uporablja za medicinske potrebe. Tako so Paracelsusove študije spojin živega srebra in arzena tvorile osnovo iatrokemije – znanosti o uporabi določenih kemičnih spojin za zdravljenje bolezni. Osnova je bilo odkritje snovi, ki lahko uničijo različne mikrobe v okolju

način dezinfekcije. Tako je D. Lister za dezinfekcijo tkiv med operacijami uporabljal raztopine fenola; P. Koch - raztopine klorovega živega srebra, leta 1909 pa je Stretton odkril dezinfekcijske lastnosti raztopin joda v alkoholu.

Drugo pomembno odkritje kemikov za medicino je bila sinteza različnih serumov, ki omogočajo razvoj imunosti na določeno bolezen.

OPREDELITEV

Kemijska organska sinteza– osnova farmacevtske industrije (proizvodnja zdravil). Viri za sintezo zdravil so anorganske (kamnine, rude, plini, morska in jezerska voda) in organske surovine (les, zelišča, nafta, zemeljski plin).

Obstajata dve klasifikaciji zdravil - farmacevtska, ki se uporablja v medicinski praksi, in kemična, ki se uporablja na področju sinteze zdravil.

Posebno mesto v farmacevtski industriji zavzema proizvodnja protibolečinskih, antibakterijskih in kemoterapevtikov, vitaminov in hormonov.

Protibolečinska zdravila

Za te snovi je značilno več vrst delovanja - analgetično, protivnetno in antipiretično. Glede na kemijsko zgradbo lahko te snovi razdelimo na derivate salicilne kisline (aspirin, natrijev salicilat itd.) in pirazolone (amidopirin, antipirin, analgin, butadion).

Tablete za spanje

Večina hipnotikov je derivatov barbiturne kisline, čeprav sama kislina nima hipnotičnega učinka. Glede na mehanizem vpliva na centralni živčni sistem jih uvrščamo med narkotične snovi.

Uspavala vključujejo dolgodelujoča zdravila (barbital, fenobarbital), srednjedolgodelujoča zdravila (nitrazepam, barbamil) in kratkodelujoča zdravila (noksiron, heksabarbital).

Antibakterijska in kemoterapevtska sredstva

Ta skupina zdravil vključuje antiseptike in razkužila. Sem sodijo predvsem sulfonamidi (sulfadimezin, sulfazin, norsulfazol, etazol itd.) In antibiotiki. Mehanizem delovanja sulfonamidov temelji na strukturni analogiji njihove strukture in strukture folne kisline, ki jo sintetizirajo številne bakterije.

vitamini

OPREDELITEV

vitamini- skupina organskih spojin z nizko molekulsko maso, za katero je značilna preprosta kemijska struktura in raznolikost kemijske narave. Te snovi so bile združene v posebno skupino zaradi njihove absolutne potrebe za heterotrofni organizem kot sestavni del hrane. Ker se je kemična narava vitaminov odkrila po ugotovitvi njihove biološke vloge, so bili vitamini običajno označeni s črkami latinske abecede (A, B, C, D itd.).

Preučevanje vitaminov je odprlo možnost razumevanja mehanizma delovanja zdravil, pomembno vlogo pa je imelo tudi pri razvoju kemoterapije.

Vsi vitamini so razvrščeni glede na njihovo sposobnost raztapljanja v vodi ali maščobi. Tako izoliramo vodotopne (C, PP, skupine B, H) in v maščobi topne (skupine A, D, E in K) vitamine. Vitamine najdemo v živilih (slika 1) ali pa jih lahko pridobimo s kemično sintezo.

riž. 1 Vitamini v hrani.

Uporaba polimerov v medicini

Število polimernih materialov, ki se uporabljajo v medicini, se nenehno povečuje. Pogosto se uporabljajo polietilen nizke gostote, poliuretanska pena, polipropilen, epoksi, poliestrski in organosilikonski polimeri, pa tudi posebna lepila, ki lahko lepijo tkivo med operacijo in nadomeščajo material za šivanje. Proizvodnja gume iz gume je našla uporabo tudi v medicini, od gumijaste grelne blazine do posebne gumijaste napihljive postelje za bolnike z obsežnimi opeklinami.

Pomemben vidik uporabe polimerov v medicini je njihova uporaba za izdelavo krvnih nadomestkov, pa tudi v kirurgiji za nadomeščanje posameznih kosti pri zlomih skeleta, reber, lobanje, za izdelavo zobnih protez, krvnih žil, umetne ledvice, srčne zaklopke itd.

Cevi iz polivinilklorida se uporabljajo za transfuzijo krvi, plastične mase pa za izdelavo oblog, kit in očesnih protez.

Izdelava kontaktnih leč

Leto 1887 lahko štejemo za leto uvedbe kontaktnih leč, ko je steklopihalec F. Müller izdelal konkavne steklene plošče po naročilu ene od svojih strank. Konec 30. let prejšnjega stoletja so se pojavile prve leče iz plastike - polimetil metakrilata (trde leče), ki so bile v primerjavi s steklenimi lažje, bolj vzdržljive in relativno enostavne za izdelavo.

V 50-ih in 60-ih letih so se pojavile mehke leče, potem ko je Otto Wichterle in njegovo laboratorijsko osebje pridobilo hidrogel iz kopolimera glikol metakrilata in diglikol dimetakrilata. Nastali material je vseboval približno 40 % vode, bil je elastičen, kemično inerten, biološko in mehansko stabilen.

Polimetil metakrilat (pleksi steklo ali pleksi steklo) je glavni material za izdelavo kontaktnih leč, vendar je razvoj, ki se na tem področju nenehno izvaja, omogočil sintezo novih materialov, na primer celuloznega acetobutirata, poli-4-metilpentena. -1 so kopolimeri metil metakrilata z akrilno kislino boljši pri prenosu kisika.

Kemija je v človekovo življenje vdrla že od pradavnine in mu še danes nudi raznovrstno pomoč. Organska kemija je še posebej pomembna, če upoštevamo organske spojine - nasičene, nenasičene ciklične, aromatske in heterociklične. Zdravilne učinkovine so poznane že v pradavnini. Na primer, v starodavni Rusiji so moško praprot, mak in druge rastline uporabljali kot zdravilo. In do zdaj se kot zdravila uporablja 25-30% različnih decokcij, tinktur in izvlečkov rastlinskih in živalskih organizmov. V zadnjem času biologija, medicina in praksa vse bolj uporabljajo dosežke sodobne kemije. Ogromno zdravilnih spojin dobavljajo kemiki, v zadnjih letih pa je bil dosežen nov napredek na področju kemije zdravil. Iz zgodovine:

Vse zdravilne učinkovine lahko razdelimo v dve veliki skupini: anorganske in organske, anorganske in organske. Oba sta pridobljena iz naravnih surovin in sintetično. Surovine za proizvodnjo anorganskih pripravkov so kamnine, rude, plini, voda iz jezer in morij ter kemični odpadki. Surovine za sintezo organskih zdravil so zemeljski plin, nafta, premog, skrilavci in les. Nafta in plin sta dragocen vir surovin za sintezo ogljikovodikov, ki so vmesni produkti pri proizvodnji organskih snovi in ​​zdravil. V medicinski praksi se uporabljajo vazelin, vazelin in parafin, pridobljen iz nafte.

Razvrstitev zdravilnih učinkovin 1. uspavala in pomirjevala (pomirjevala); 2. srčno-žilni; 3. analgetik (sredstva proti bolečinam), antipiretik in protivnetno; 4. protimikrobna (antibiotiki, sulfonamidi itd.); 5. lokalni anestetiki; 6. antiseptik; 7. diuretik; 8. hormoni; 9. vitamini itd.

Uspavalne tablete Snovi, ki povzročajo spanec, spadajo v različne razrede, najbolj znani pa so derivati ​​barbiturne kisline. Barbiturna kislina nastane z reakcijo sečnine z malonsko kislino. Njegove derivate imenujemo barbiturati.Vsi barbiturati zavirajo živčni sistem. Amytal ima širok spekter sedativnih učinkov. Pri nekaterih bolnikih to zdravilo razbremeni zavore, povezane z bolečimi, globoko zakopanimi spomini. Človeško telo se s pogosto uporabo barbituratov kot pomirjeval in uspavalnikov navadi na barbiturate, zato ljudje, ki uživajo barbiturate, potrebujejo vse večje odmerke. Demidrol se pogosto uporablja kot pomirjevalo in hipnotik. Ni barbiturat, ampak spada med etre. Demidrol je aktivni antihistaminik. Ima lokalni anestetični učinek, vendar se uporablja predvsem pri zdravljenju alergijskih bolezni.

Alkaloidi Za halucinacije je dovolj, da 0,005 mg LSD pride v človeške možgane.Veliko alkaloidov spada med strupe in zdravila. To je dobro protibolečinsko sredstvo, vendar ob dolgotrajni uporabi morfija človek razvije odvisnost od njega in telo potrebuje vedno večje odmerke zdravila.

Atropin je optično neaktivna oblika hiosciamina, ki se v medicini pogosto uporablja kot učinkovit protistrup pri zastrupitvah z antiholinesteraznimi snovmi, kot so fizostigmin in organofosfatni insekticidi. Učinkovito lajša bronhospazem, širi zenico itd. Toksični odmerki povzročajo okvaro vida, zatiranje slinjenja, vazodilatacijo, hiperpireksijo (zvišano telesno temperaturo), vznemirjenost in delirij (neumnost). Morfin je najpomembnejši alkaloid opija. Pridobivajo ga iz posušenega mlečnega soka, ki izhaja iz rezov na nezreli glavi opijskega maka (Papaver somniferum). Morfin vsebuje fenolne in alkoholne hidroksilne skupine. Je narkotični analgetik in se uporablja za lajšanje bolečin. Dolgotrajna uporaba pa vodi v odvisnost in povzroča slabost, bruhanje in zaprtje.

Kinidin Kinidin, diastereomer kinina, najdemo v lubju cinchona (npr. Cinchona succirubra) v količinah od 0,25 do 1,25 %. Je antiaritmično zdravilo za srce, ki se uporablja za preprečevanje atrijske fibrilacije (atrijske fibrilacije). Kofein Kofein najdemo v kavi, čaju, kakavu, koli in mate (paragvajskem čaju). Milijoni ljudi po vsem svetu ga uživajo v številnih pijačah. Kofein se običajno ekstrahira iz čaja, čajnega prahu, čajnih odpadkov ali izolira s sublimacijo pri praženju kave. Lahko se sintetizira tudi iz teobromina. Kofein deluje stimulativno na osrednje živčevje in kardiovaskularni sistem in se uporablja za stimulacijo srčne dejavnosti, dihanja ter kot protistrup pri zastrupitvah z morfinom in barbiturati. Je del izdelkov s trgovskimi imeni empirin, fiorinol, cafergot, vigrain.

Kokain pridobivajo iz listov koke (Erythroxylum coca) ali sintetizirajo iz ekgonina, izoliranega iz rastlinskega materiala. To je močan lokalni anestetik in je del Bromptonovega zdravila, ki se uporablja za lajšanje hudih bolečin, ki spremljajo zadnje faze raka. Njegov stimulativni učinek na centralni živčni sistem zmanjša sedacijo in oslabitev dihanja zaradi uporabe morfija ali metadona, ki se uporabljata kot narkotični analgetik v Bromptonovi mešanici. Zasvojenost s kokainom se pojavi zelo hitro. Uvrščena je na seznam snovi, ki so predmet posebej skrbnega nadzora. Vinblastin in vinkristin. Periwinkle Vinblastin in Vincristine. Periwinkle (Catharanthus roseus, prej znan kot Vinca rosea) vsebuje veliko kompleksnih alkaloidov, vključno z močnima antikancerogenima vinblastinom in vinkristinom. Ker je koncentracija aktivnih alkaloidov v zelenici zanemarljiva, so za njihovo industrijsko proizvodnjo potrebne ogromne količine rastlinskih surovin. Torej, če želite izolirati 1 g vinkristina, morate predelati 500 kg korenin. Vinblastin se uporablja za zdravljenje različnih oblik raka, še posebej pa je učinkovit pri Hodgkinovi bolezni (limfogranulomatozi) in horionskem karcinomu. Vinkristin se uporablja za zdravljenje akutne levkemije, v kombinaciji z drugimi zdravili pa limfogranulomatoze.

nikotin. nikotin. Ta tekoči alkaloid sta leta 1828 v čisti obliki izolirala Posselt in Reimann. Njegov glavni vir je tobak (Nicotiana tabacum), katerega letna pridelava listov presega 5 milijonov ton.Nikotin najdemo tudi v različnih vrstah kisa, preslice in nekaterih drugih rastlinah. Pri kajenju se večina nikotina uniči ali izhlapi. Nikotin je močan strup. V majhnih količinah spodbuja dihanje, v velikih količinah pa zavira prenos impulzov v simpatičnih in parasimpatičnih živčnih vozlih. Smrt nastopi zaradi prenehanja dihanja. Nikotin močno vpliva na srčno-žilni sistem, povzroča periferno vazokonstrikcijo, tahikardijo ter zvišanje sistoličnega in diastoličnega krvnega tlaka. Nikotin (običajno v obliki sulfata) se uporablja kot insekticid v aerosolih in praških. Lobelin Lobelin se nahaja v lobeliji (Lobelia inflata) in deluje podobno kot nikotin. Zaradi tega je vključen v tablete, ki olajšajo opuščanje kajenja. V majhnih odmerkih lahko spodbudi dihanje, zato se uporablja v primerih zadušitve, zastrupitve s plinom, t.j. ko morate spodbuditi dihanje. Veliki odmerki, nasprotno, paralizirajo dihanje.

Analgetiki, antipiretiki in protivnetna zdravila Salicilna kislina Aspirin Velika skupina zdravil so derivati ​​salicilne kisline. Salicilna kislina je močno razkužilo. Njena natrijeva sol se uporablja kot analgetik, protivnetno, antipiretik in pri zdravljenju revmatizma. Od derivatov salicilne kisline je najbolj znan njen ester - acetilsalicilna kislina ali aspirin. Aspirin je umetno ustvarjena molekula in je v naravi ni. Pri vnosu v telo se acetilsalicilna kislina v želodcu ne spremeni, v črevesju pa pod vplivom alkalnega okolja razpade, pri čemer nastanejo anioni dveh kislin - salicilne in ocetne. Anioni vstopijo v kri in se z njo prenašajo v različna tkiva.

Salol Salol je ester salicilne kisline s fenolom (fenil salicilat) ima dezinfekcijske, antiseptične lastnosti in se uporablja pri črevesnih boleznih. Pogosti antipiretiki in analgetiki so Analgin, derivati ​​fenilmetilpirazolona - amidopirin in analgin. Analgin ima nizko toksičnost in dobre terapevtske lastnosti.

Lokalni anestetiki Že stoletja prevladujoče mesto v arzenalu protibolečinskih zdravil zaseda morfin, glavna aktivna sestavina opija. Uporabljali so ga že v tistih časih, iz katerih segajo prvi pisni viri, ki so prišli do nas. Glavni slabosti morfija sta pojav boleče zasvojenosti z njim in depresija dihanja. Znana derivata morfija sta kodein in heroin. Sintetične anestetične (protibolečinske) snovi, pridobljene s poenostavitvijo strukture kokaina, so velikega praktičnega pomena. Ti vključujejo anestezin, novokain, dikain.

Protimikrobna zdravila Zdravila v tej skupini imajo širok spekter protimikrobnega delovanja, ki prizadene večino bakterij (vključno s Proteus in Pseudomonas aeruginosa), kvasovkam podobnih gliv in protozojskih okužb. Učinkoviti so tudi pri zdravljenju črevesnih okužb: dizenterije, salmoneloze, toksičnih okužb, ki se prenašajo s hrano, encimske dispepsije itd. 1. Derivati ​​8-hidroksikinolina 2. Derivati ​​naftiridina - piridopiridina 3. Skupine derivatov piridopirimidina in 8-hidroksikinolina 4. Pripravki fluorokinolonov. 5. Derivati ​​kinoksalina 6 Derivati ​​nitrofurana

Fluorokinoloni Fluorokinoloni so kemično podobni oksolinski kislini, vendar imajo za razliko od nje širok protimikrobni učinek in so učinkoviti ne le proti okužbam sečil, ampak tudi proti drugim boleznim. Mehanizem protimikrobnega delovanja zdravil v tej skupini je povezan predvsem z zaviranjem sinteze beljakovin. Derivati ​​kinoksalina Derivati ​​kinoksalina - zdravila te skupine imajo izrazito antibakterijsko delovanje, širok spekter protimikrobnega delovanja in so učinkoviti proti okužbam, ki jih povzročajo Escherichia coli in dysentery coli, salmonela, stafilokoki in drugi patogeni mikroorganizmi. Derivati ​​kinoksalina se predpisujejo le v bolnišničnih okoljih pod strogim nadzorom zdravnika. Nitrofurani so zdravila, ki so po delovanju podobna antibiotikom širokega spektra. Aktivni so proti gram-pozitivni in gram-negativni flori; Nanje so občutljivi bacili E. coli in dizenterije, povzročitelji paratifusa, salmonele, Vibrio cholerae, Giardia, Trichomonas itd.. Mehanizem protimikrobnega delovanja je povezan z depresijo dihanja mikroorganizmov (blokada dehidrogenaz, ki sodelujejo pri redoks procesih).

Antibiotiki Običajno je antibiotik snov, ki jo sintetizira en mikroorganizem in je sposobna preprečiti razvoj drugega mikroorganizma. Leta 1929 je angleški bakteriolog Alexander Fleming zaradi nesreče prvič opazil protimikrobno delovanje penicilina. Kulture stafilokokov, ki so bile gojene v hranilnem mediju, so bile pomotoma okužene z zeleno plesnijo. Fleming je opazil, da so bili stafilokokni bacili, najdeni ob plesni, uničeni. Leta 1940 je bilo mogoče izolirati kemično spojino, ki jo proizvaja gliva. Imenovali so ga penicilin. PENICILIN (bela pika). Viden je njegov zaviralni učinek (temni obroč) na rast stafilokokne kolonije (proge).

Trenutno je opisanih približno 2000 antibiotikov, vendar le približno 3% od njih najdejo praktično uporabo, ostali so se izkazali za strupene. Antibiotiki imajo zelo visoko biološko aktivnost. Spadajo v različne razrede spojin z majhno molekulsko maso. Antibiotiki se razlikujejo po kemijski zgradbi in mehanizmu delovanja na škodljive mikroorganizme. Znano je na primer, da penicilin preprečuje bakterijam, da bi proizvajale snovi, iz katerih gradijo svoje celične stene. Poškodovana ali manjkajoča celična stena lahko povzroči, da bakterijska celica poči in sprosti svojo vsebino v okolico. To lahko tudi omogoči protitelesom, da prodrejo v bakterijo in jo uničijo. Penicilin je učinkovit le proti gram-pozitivnim bakterijam. Streptomicin je učinkovit proti gram-pozitivnim in gram-negativnim bakterijam. Pomembna pomanjkljivost streptomicina je, da se bakterije nanj izredno hitro navadijo, poleg tega pa zdravilo povzroča neželene učinke: alergije, vrtoglavico ... Na žalost se bakterije postopoma prilagajajo antibiotikom, zato se mikrobiologi nenehno soočajo z nalogo ustvarjanja novih antibiotikov. .

IZDELAVA ANTIBIOTIKOV (NA PRIMERU TERRAMICINA) 1. V bučki vzkalimo spore skrbno izbranih, visoko produktivnih sevov plesnivih gliv. 2. Ker je količina zrasle plesni v bučki majhna, se nadaljuje z gojenjem v večji posodi – majhnem fermentorju. 3. Medtem velik fermentor napolnimo s sterilnim hranilnim medijem, ki v zahtevanem razmerju vsebuje snovi, potrebne za rast plesni. 4. Ker plesen za rast potrebuje kisik, gre sterilni zrak skozi fermentor. 5. Vsebina majhnega fermentorja se prenese v proizvodni fermentor. Vsi drugi dodatki so predhodno sterilizirani, da se prepreči kontaminacija z mikrobi, ki bi lahko zmanjšala izkoristek antibiotika. 6. Ko je izločanje antibiotika največje, se vsebina fermentorja dovaja v rotacijski filter, kjer se plesen izfiltrira. 7. Filtrat, ki vsebuje terramicin, vstopi v posodo, kjer so dodani kemični reagenti, ki oborijo antibiotik. 9. Terramicinova oborina se nadalje obdela, da se odstranijo preostale nečistoče. 8. Zmes nato filtriramo pod pritiskom, pri čemer ločimo delno očiščen oborjeni antibiotik od nečistoč, ki ostanejo v raztopini. 10. Očiščen kristalinični antibiotik centrifugiramo in posušimo. 11. Zdaj ga lahko zapakirate in uporabite.