Химия в жизни человека. Значение химии для медицины и фармации Раскрытие темы химия в медицине

Двадцать первый век по праву считается веком современных технологий и стремительного развития человечества. Каждая отрасль народного хозяйства усовершенствуется и прогрессивно эволюционирует. Химия - это одна из важнейших наук в истории. Именно она способствует рождению новых изобретений для качественной жизни человека.

Химия в медицине играет важную роль. Применение этой науки внесло много инноваций в развитие фармацевтической промышленности, ортопедической стоматологии, медицинского протезирования и прочие. Она также активно способствует стремительному развитию новых технологий лечения.

Применение химии в медицине

Ни для кого не секрет, что химия в медицине имеет первостепенную задачу. Эта наука усовершенствует уже существующие препараты, предназначены для лечения. Организм человека - удивительный механизм и для его нормального функционирования нужно подбирать только качественные препараты.

К самым популярным средствам относятся:

• болеутоляющие;
• снотворные;
• антибактериальные;
• химиотерапевтические;
• витамины.

Все люди принимают лекарства для устранения того или иного симптома, а также для полного излечения от недуга.

Каждый периодически сталкивается с приемом болеутоляющих средств. По химической структуре их условно можно разделить на две категории: производные салициловой кислоты и пиразолона.

Все эти вещества имеют три принципа действия:

• анальгезирующие;
• противовоспалительные;
• жаропонижающие.

Салицины блокируют болевой импульс, тем самым снимая неприятные ощущения. Жаропонижение происходит за счет ингибирования соединений влияющих на терморегуляцию. Эти процессы обеспечивают качественную работу всего организма.

Химия в медицине как наука

Химия в медицине как наука способна объяснить большинство процессов протекающих в организме человека при приеме разного рода веществ.

Принцип действия снотворных напоминает влияние наркотических веществ на центральную нервную систему. Все эти препараты имеют различные сроки действия на организм. Это:

• длительное;
• среднее;
• короткое.

Большое количество снотворных - производные барбитуриновой кислоты. Сама по себе она не оказывает влияния на организм человека. Наиболее маленькие дозы применяемых барбитуратов приостанавливают скорость реакции нервной системы на действие внешних раздражителей. Это важно учитывать людям, которые работают на сложных механических установках и автомобилях.

Антибактериальные средства применяются для лечения инфекций. К ним относится два типа препаратов: сульфаниламиды и антибиотики. Эти препараты всегда пользуются большим спросом, ведь за достаточно короткие сроки они способны уничтожить все патогенные микроорганизмы, тем самым обеспечивая нормальную жизнедеятельность человека.

Важно помнить, что при незаконченном лечении, у микроорганизмов появляется «иммунитет» на этот вид антибиотика. В случае повторного приема, пациент не получит желаемого результата.

Химия в медицине повсеместно помогает большинству людей за короткие строки стать на ноги. Ее влияние значительно.

На ежегодной выставке «Химия» будут присутствовать ведущие специалисты отрасли, которые расскажут о новинках и последних тенденциях в развитии данной промышленности.

Слайд 2

«Медик без довольного познания химии – совершенен быть не может.» М. В. Ломоносов

Слайд 3

Почему выбрала эту тему? Больше узнать о связи химии с медициной; Какие лекарства применяются для лечения болезней; узнать их химические названия

Слайд 4

Цели:

Как можно больше узнать о связи химии с медициной; Подробно узнать классификацию лекарственных веществ; Провести несколько опытов с лекарственными веществами.

Слайд 5

Немного истории

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 этих "элементов".

Слайд 6

XVI-XVIII вв. – период 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. Иатрохимия (от греч. iatrós - врач и Химия) – направление в естествознании и медицине, отводившее основную роль в возникновении болезней нарушениям химических процессов в организме и ставившее задачу отыскания химических средств их лечения.

Слайд 7

Иатрохимия

сыграла важную роль в борьбе с догмами средневековой схоластической медицины. ввела представления о кислотности и щелочности, открыла много новых соединений. В ее эпоху начали ставить первые воспроизводимые (хотя далеко не всегда методологически правильные) эксперименты.

Слайд 8

Фармацевтическая промышленность

Является сравнительно молодой отраслью производства. Еще в середине 19 столетия производство лекарственных средств в мире было сосредоточено в разобщенных аптеках, в которых провизоры изготовляли препараты по только им известным рецептам. До 30-х годов 20 века в фармацевтической химии основное место занимали лекарственные растения (травы). В середине 30-х годов 20 века фармацевтическая промышленность стала на путь целенаправленного органического синтеза.

Слайд 9

Источники получения фармацевтических препаратов

Лекарственные вещества Неорганические Сырье для получения: горные породы, руды, газы, вода озер и морей, отходы химических производств Органические Сырье для получения: природный газ, нефть, каменный уголь, сланцы, древесина и травы.

Слайд 10

Лекарственные травы

Зверобой продырявленный В народной медицине растение используют в виде настойки для полоскания полости рта при ангине и стоматите, в виде компрессов в случае кровоточащих ран, настоев и отваров при гепатитах, холециститах, метеоризме, при болезнях почек, при поносах и т.д.

Слайд 11

Липа сердцелистная В лечебных целях используется липовый цвет. Липа - это популярное потогонное средство, которое используется при простудных заболеваниях. В народной медицине липа применяется в виде полосканий при воспалениях горла и ротовой полости.

Слайд 12

Тысячелистник обыкновенный Тысячелистник содержит эфирные масла и обладает противовоспалительным и бактерицидным свойствами. Его употребляют при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, язвенной болезни и гастрите. Тысячелистник - эффективное глистогонное средство.

Слайд 13

Ромашка лекарственная ромашку применяют для лечения заболеваний печени, почек, мочевого пузыря, головных болей и т.д. Широко используют ромашку как мочегонное и потогонное средство. Ромашку применяют и при гастритах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также при колитах.

Слайд 14

Классификация лекарственных веществ

Лекарственные вещества Фармакологическая классификация фармакологическая классификация более удобна для медицинской практики. Химическая классификация Химическая классификация более удобна для химиков, работающих в области синтеза лекарственных веществ.

Слайд 15

Фармакологическая классификация

снотворные и успокаивающие (седативные); сердечно – сосудистые; анальгезирующие (болеутоляющие), жаропонижающие и противовоспалительные; противомикробные (антибиотики, сульфаниламидные препараты и др.); местно-анестезирующие; антисептические; диуретические; гормоны; витамины и др.

Слайд 16

Химия и фармакология

Фармакология – это наука о лекарственных средствах, действии различных химических соединений на живые организмы, о способах введения лекарств в организмы и о взаимодействии лекарств между собой.

Слайд 17

Бромид натрияи бромид калияприменяют в медицине как успокаивающие средства, нормализующие нарушенное соотношение между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга. Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) 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. Иодв виде спиртового раствора или раствора иода в водных растворах иодидов калия и натрия применяют в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства.

Слайд 18

Карбонат кальция применяют внутрь не только как кальциевый препарат, но и как средство, адсорбирующее и нейтрализующее кислоты. Кислородв медицине используют для газового наркоза. Вдыхание чистого кислорода иногда назначают при отравлениях и некоторых тяжелых заболеваниях. Перманганат калия находит широкое применение в медицине. Его разбавленные растворы используют в качестве дезинфицирующего и кровоостанавливающего средства. Пероксид водородаприменяют 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.

Слайд 19

Сульфат натрия декагидрат Nа2SO4*Н2О (Глауберова соль). В медицине глауберову соль применяют как слабительное средство. Может быть использована в качестве противоядия при отравлении солями бария и свинца, 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 цинка гептагидрат ZnSO2*7H2О. Используют для приготовления глазных капель, как вяжущее средство и антисептик. Сульфат железа (II) гептагидрат FeSO4*7Н2О. В медицине используют при лечении анемии (малокровия), наступающей вследствие дефицита железа в организме, а также при слабости и истощении организма.

Слайд 20

Полимеры в медицине

Ассортимент полимерных материалов, используемых в медицине, с каждым годом расширяется. Это полиэтилен низкого давления, пенополиуретан, полипропилен, эпоксидные, полиэфирные и кремнийорганические полимеры. Нашли применения и специальные клеи, которые при хирургическом вмешательстве могут склеивать ткани, заменяя шовный материал. Не отказались в медицине и от резины: от резиновой грелки до специальной резиновой надувной кровати для больных обширными ожогами.

Слайд 21

Вокруг салициловой кислотой

Салициловая кислота – кристаллический порошок, трудно растворимый в холодной воде и легко растворяющийся в горячей. Опыты: В пробирку поместим взятый на кончике скальпеля бихромат калия (яд) и несколько миллилитров разбавленной (примерно 10%-ной) серной кислоты. После добавления салициловой кислоты (тоже на кончике скальпеля) слегка нагреем пробирку. Если осторожно понюхать смесь, то по резкому запаху можно обнаружить образование метановой (муравьиной) кислоты.

Слайд 22

Ацетилсалициловая кислота.

Таблетку ацетилсалициловой кислоты растворим при слабом нагревании в 200 мл воды. Проверим реакцию раствора с помощью индикаторной бумаги. Поскольку в веществе содержится незатронутая карбоксильная группа салициловой кислоты СООН, среда оказывается кислой.

Слайд 23

Реактив Коберта.

Нальем в пробирку 3мл концентрированной серной кислоты и осторожно добавим 3 капли формалина, то есть раствора метаналя. Полученный раствор называется реактивом Коберта. Если ничтожно малое количество салициловой кислоты поместить на часовое стекло, добавить 2 капли серной кислоты и через несколько минут смешать с одной каплей реактива, то вскоре появится розовое окрашивание(иногда для этого необходимо слабое нагревание).

Слайд 24

К малому количеству приготовленной ранее раствора салициловой кислоты добавим несколько капель раствора сульфата меди и нагреем. Мы увидим яркое изумрудно-зеленое окрашивание.

Слайд 25

Выделение из чая кофеина

Выделим из чая вещество, которое подымает жизненный тонус и бодрит. Речь идет о кофеине (это вещество сначала было найдено в кофейных зернах, там его еще больше, чем в чайных листьях). Строго говоря, в чае есть несколько тонизирующих веществ - витамины, эфирные масла и т. д. Но ведущая роль принадлежит кофеину, из класса алкалоидов.

Слайд 26

Опыт: В металлический тигель положите измельченный в ступке черный чай и примерно 2 г оксида магния. Смешайте оба вещества и поставьте тигель на огонь. Сверху на тигель поставьте фарфоровую чашку и налейте в нее холодной воды. В присутствии оксида магния кофеин будет возгоняться. Попадая на холодную поверхность, кофеин вновь вернется в твердое состояние и осядет на дне чашки в виде бесцветных кристаллов. Прекратите нагрев, осторожно снимите чашку с тигля и соскребите кристаллы в чистую склянку. Несколько кристаллов положите на фарфоровую плитку и капните одну-две капли концентрированной азотной кислоты. Нагревайте пластинку до тех пор, пока смесь на ней не станет сухой. Кофеин при этом окислится и превратится в заметную, оранжевого цвета, амалиновую кислоту.

Слайд 27

Заключение

В заключении хочется сказать, что подбирая материал к данному реферату, я много нового узнала и нашла ответы на вопросы, которые меня интересовали. Связь химии с медициной возникла давно. Еще в XVI в. широкое развитие получило медицинское направление в химии, основоположником которого стал швейцарский врач Парацельс (1493-1541). Узнала, что все лекарственные вещества могут быть разделены на две большие группы: неорганические и органические. Те и другие получаются из природного сырья и синтетически. Рассмотрела некоторые лекарственные растения, которые растут в наших краях, на основе которых готовятся многие фармацевтические препараты.

Слайд 28

Интересно было узнать, что соли и кислоты, которые мы проходим по школьной программе, широко применяются в медицине как лекарственные препараты от разных недугов. Лекарственные вещества разделяют по двум классификациям: фармакологическая и химическая. Первая классификация более удобна для медицинской практики. В основу химической классификации положено химическое строение и свойства веществ; более удобна для химиков, работающих в области синтеза лекарственных веществ.

Слайд 29

Опыты с салициловой кислотой дают нам наглядное представление о ее химических свойствах, а из обычного черного чая можно получить кофеин, вещество, которое подымает жизненный тонус и бодрит. Итак, как сказал М. В. Ломоносов: «Медик без довольного познания химии – совершенен быть не может». Поэтому, кто хочет поступать в медицинские ВУЗы очень хорошо должны изучать химию в школе и читать дополнительную литературу.

Слайд 30

Библиография

Л. Власов, Д. Трифонов «Занимательно о химии» Э. Гроссе, Х. Вайсмантель «Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты», Ленинград: издательство «Химия» ленинградское отделение, 1978. К.А. Макаров «Химия и медицина». Москва: Просвещение, 1998 Советская Энциклопедия Словарь, Москва 1989

Посмотреть все слайды

1. Космический корабль с двумя космонавтами летит со скоростью V=0,8c (c – скорость света в вакууме). Один из космонавтов медленно поворачивает метровый стержень из положения 1, параллельного направлению движения, в положение 2, перпендикулярное этому направлению. Тогда длина стержня с точки зрения другого космонавта …

Теория еще

Инвариант. Следствия из преобразований Лоренца

Тема лекции: Введение. Основные понятия и законы химии.

План лекции:

1. Предмет, задачи и методы химии.

2. Место химии в системе естественных наук.

3. Основные этапы развития химии.

4. Значение химии в развитии медицины и фармации.

5. Вклад отечественных и зарубежных ученых в развитие химии.

Химия относится к числу естественных наук, изучающих окружающий нас мир со всем богатством его различных форм и многообразием про­исходящих в нем явлений.

Мир материален, все существующее представляет собой различные виды движущейся материи, непрерывно изменяющейся в своем движении и претерпевающей различные превращения.

Определяющий признак материи - способность вызывать в человеческом организме ощущения.

Вся природа, весь мир, объективно существуют вне и независимо от сознания человека. Наши же ощущения, усиленные и проверенные с помощью приборов, позволяют глубоко проникнуть в тайны ее строения - познать материю.

Материя как объективная реальность существует в двух известных формах: вещество и поле .

ВЕЩЕСТВОМ называют ту форму существования материи, в которой он, проявляет себя, прежде всего, в виде частиц, имеющих собственную массу (или массу покоя). Это - так называемые элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны), атомные ядра, атомы, молекулы, агрегаты молекул (кристаллы, жидкости, газы), растительные и животные ткани и т.д.

ПОЛЕ (поле тяготения - гравитационное поле, электромагнитное, внутриядерных сил и др.) - это такая форма существования материи, которая характеризуется в своем проявлении прежде всего энергией, а не массой, хотя и обладает последней.

Движение, как постоянное изменение (ВСЕ ДВИЖЕТСЯ, ВСЕ ИЗМЕНЯЕТ­СЯ), присуще всей материи и мы не должны понимать его узко механи­чески, как простое перемещение частиц в пространстве. Формы движе­ния материи чрезвычайно разнообразны. В широком смысле слова под движением понимают любой процесс изменения, в том числе мышление и процессы общественного развития.

Современное учение о материи отражает ее дискретность (латинс­кое слово discretus - прерывистый, состоящий из отдельных частиц), поскольку любое тело и любое поле оказывается составленными из "эле­ментарных тел" и "элементарных" полей - так называемых микрочастиц и микрополей. (Латинское слово elementaris - элементарный, перво­начальный, простейший, основной).

МАССЫ МИКРОЧАСТИЦ ЧРЕЗВЫЧАЙНО МАЛЫ ПО СРАВНЕНИЮ С МАССАМИ ЗНАКО­МЫХ НАМ ИЗ ОБЫЧНОЙ ЖИЗНИ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ТЕЛ. Так, атомы (сложные частицы)имеют массы порядка 10 -24 – 10 -22 г.

Движение микрочастиц изучается классической физикой.

Свойства и закономерности движения отдельных микрочастиц качест­венно отличаются от свойств и закономерностей движения привычных нам микроскопических тел, их движения и взаимодействие рассматривается квантовой теорией (квантовой механикой).

Отдельные формы движения материи изучаются различными науками: физикой, химией, биологией и др. Химия изучает ту его форму, в результате которой происходит соединение атомов с образованием опре­деленных веществ.

ХИМИЯ ЕСТЬ НАУКА О СТРОЕНИИ, СВОЙСТВАХ И ПРЕВРАЩЕНИИ ВЕЩЕСТВ. ПРЕДМЕТОМ ХИМИИ ЯВЛЯЕТСЯ ТАКЖЕ И ВЗАИМОПРЕВРАЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ И ДРУГИХ ФОРМ ЭНЕРГИИ, ПРИСУЩЕЕ ВСЕМ ХИМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ.

Например - химические процессы могут протекать с выделением или поглощением тепла, излучением света, возникновением электрического тока и т.д.

3начение химии для народного хозяйства. Место химии в системе естественных наук

В современной жизнихимия играет исключительно важную роль. Нет ни одной отрасли народного хозяйства, которая, так или иначе, не была бы связана с химией. Еще в 1751 году наш соотечественник, гениальный ученый М.В. Ломоносов сказал: "Широко простирает химия руки свои в дела человеческие. Куда ни посмотри, куда ни оглянись - везде отра­жаются перед очами нашими успехи ее применения".

Из задач химии вытекает ее значение. Природа дает нам лишь исход­ное сырье - древесину, руду, уголь, нефть и т.д. Подвергая природные материалы химической переработке, получают разнообразные вещества - минеральные удобрения, пластические массы, краски, кислоты, лекарст­венные вещества и т.д.

До 1917 г. химическая промышленность была слабо развитой, носила, в основном, полукустарный характер, выпускался ограниченный ассортимент химических продуктов, многие из которых вво­зились из-за границы, несмотря на собственные огромные запасы сырья.

Научная деятельность отечественных ученых редко встречала поддерж­ку со стороны правительства, государства, однако отечественные уче­ные - химики, несмотря на эти неблагоприятные условия, внесли огром­ный вклад в развитие химической науки.

В послереволюционный период началось строительствохимической ин­дустрии, которая стала на современный путь уже в период 1928-1932 го­дов.

Особенно бурное развитие химия и химическая промышленность получи­ла в 60-е годы нашего века. Была принята программа ускоренного раз­вития химической промышленности (особенно производство синтетических материалов и изделий из них).

ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ЯВЛЯЕТСЯ САМОЙ РЕВОЛЮЦИОННОЙ ОТРАСЛЬЮ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА, ОКАЗЫВАЮЩЕЙ РЕШАЮЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА РАЗВИТИЕ ВСЕЙ ЭКОНОМИКИ. ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ЯВЛЯЕТСЯ ОДНИМ ИЗ ВАЖНЕЙ­ШИХ УСЛОВИЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ СОВРЕМЕННОГО ХОЗЯЙСТВА.

Приведу в качестве примера рост важнейших видов химической продук­ции в бывшем Союзе:

Значение химии для медицины и фармации

С первых дней своего существования человек искал в окружающей при­роде различные средства, облегчающие страдания больного. На первых порах это были различные растения, которые применялись в первую очередь как съедобные вещества, однако, они оказывали иногда ядовитое или лечебное воздействие, помогали при тех или иных заболеваниях. В дальнейшем охота на животных приводит к использованию в качестве ле­карственных средств жира, крови, костного мозга, печени и т.д. Позна­комился человек также и с лекарственными средствами минерального про­исхождения, главным образом минеральными водами.

В настоящее время можно разделить все лекарственные вещества на неорганические и органические; получают их как из природного сырья, так и искусственным путем, т.е. в результате синтеза.

Получение лекарственного препарата весьма трудоемкий процесс, тре­бующий участия в процессе людей - специалистов различных областей знаний: химиков, биологов, микробиологов, фармакологов, технологов, токсикологов и т.д.

К моменту развала Советского Союза страна производила около 3000 тысяч наименований индивидуальных субстанций (в то время как разви­тые страны для наиболее полного решения проблем здравоохранения должны выпускать по нормативам ВОЗ 12.000 – 15.000 тысяч индивидуальных субстанций), а Украина в тот период производила только 7 наименований. Химико-фармацевтические заводы Украины производили в основном лекар­ственные формы: таблетки, мази, суспензии, растворы, инфекционные ле­карственные формы, капсулы, аэрозоли и т.д. Однако отечественная хи­мико-фармацевтическая промышленность в основном обеспечивала населе­ние нашей страны лекарственными средствами для лечения большинства заболеваний. Мы выпускали высокоэффективные препараты: сульфаниламиды, антибиотики, алкалоиды, гормональные препараты, инсулин и др.

К тому времени были побеждены оспа, холера, малярия, успешно ве­ласьборьба с туберкулезом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, он­кологическими болезнями и т.д.

В настоящее время в Украине создаются и проводят большую работу по синтезу и изысканию новых лекарственных препаратов крупнейший научно-производственный центр (Государственный научный центр лекарст­венных средств, г. Харьков), в решении создания оригинальных отечественных препаратов принимают участие ученые Запорожского государственного медицинского университета: проф. Мазур И.А. - тиотриазолин, проф. Кныш Е.Г., доцент Панасенко А.И.; ученые Украинской фармацевтической академии: проф. Черных В.П., проф. Безуглый Н.А. и др.).

Многие болезни, уносившие колоссальное количество человеческих жизней, побеждены в передовых странах.

Для Вас, изучающих общую и неорганическую химию, это первый этап на пути к диплому провизора. Без знания неорганической химии невоз­можно продвижение вперед, т.е. изучение органической, аналитической, физической, коллоидной и других химических дисциплин, особенно фар­мацевтической химии, формирующей специалиста-провизора.

Основные этапы развития химии

Человеческая мысль издавна стремилась раскрыть тайну состава и физического строения вещества. Еще древнегреческие философы за нес­колько веков до н.э. освободили свои философские размышления о при­роде от различных мифологических представлений и настойчиво искали "первичную материю" или органическое число первоначал – стихий, из которых по их мнению должны состоять все тела мира.

В качестве первоначал (стихий) принималась вода. (Фалес, VI в. до н.э.); воздух (Анаксимен) , огонь (Гераклит), V в. до н.э.) или земля (Эмпедокл).

Аристотель (384-322 гг. до н.э.) полагал, что четыре первоначала (стихии) не являются материальными субстанциями, а служат лишь носи­телями определенных свойств (или качеств) веществ. Например, каждая стихия обладает двумя свойствами: вода - холодная и влажная; огонь - теплый и сухой и т.д.

Особое место в истории естествознания занимает атомистическая гипотеза ЛЕВКИПА и ДЕМОКРИТА (VI - V вв. до н.э.). Гипотеза - научное предположение, выдвигаемое для объяснения данного явления и его свя­зи с другими.

1. Материя состоит из мельчайших неделимых частиц - атомов (гре­ческое слово АТОМОС – неделимый);

2. Невидимые в отдельности атомы находятся в вечном движении;

3. Сцепляясь друг с другом, они в различных своих сочетаниях об­разуют весь видимый нами мир.

Но атомистические воззрения древних были забыты и вместо них полу­чило широкое распространение учение АРИСТОТЕЛЯ о четырех стихиях - качествах, которое господствовало в науке более 17 веков. На его ос­нове родилась алхимия (арабская приставка АЛ к некоторым наименовани­ям) - которая особенно в Западной Европе, представляла собой антина­учное, реакционное течение в науке. Алхимики занимались поисками та­инственного философского камня, который дал бы возможность превращать неблагородные металлы в золото.

С другой стороны, алхимики оставили в наследство исключительно ценный метод работы - эксперимент; открыли много новых соединений и раз­работали различные химические операции, связанные с обработкой веществ.

Реформа алхимии была начата в ХV в. ПАРАЦЕЛЬСОМ (Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм - 1493-1541 гг.), который считал основной проблемой - применениехимии в медицине. Это так называемый ятрохимический пери­од (греч. ятрос – врач).

С открытойкритиков алхимии впервые выступил английский физик и химик Роберт Бойль, сознательно применивший научный метод в химии. Работы Р. Бойля и его метод исследования оказали большое влияние на дальнейшее развитие химии. Однако, в начале ХVШ века возникла и рас­пространилась теория флогистона (немецкий химик Шталь), которая при­вела к тому, что все химические представления стали рассматриваться с точки зрения флогистонирования и дефлогистонирования. Например, го­рение трактовалось как процессраспада горючего тела с выделением флогистона, который рассматривался как один из невесомых флюидов(часто даже обладал "отрицательным" весом). Это неизбежно привело к приз­нанию и других "невесомых" флюидов - теплорода, светорода и т.д., при помощи которых пытались объяснить тепловые явления, световые и др. Таким образом, при горении металла выделяется флогистон и от металла остается только зола ("известь"); при нагревании ее с углем, металл восстанавливался, следовательно, уголь содержит много флогистона. После открытия водорода и установления его восстановительных свойств, счи­тали, что водород - чистый флогистон. РАЗНИЦА В МАССЕ ЧИСТОГО МЕТАЛ­ЛА И ЕГО ОКИСЛА НЕ СЧИТАЛАСЬ СУЩЕСТВЕННЫМ ДЛЯ УЧЕНЫХ ТОГО ВРЕМЕНИ, Т.К. НЕ БЫЛ ОТКРЫТ ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ ВЕЩЕСТВ.

Химия и медицина

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. Так, на основе непредельных соединений получают важные виды пластмасс, химические волокна, синтетические каучуки, соединения с небольшим молекулярным весом – этиловый спирт, уксусную кислоту, глицерин, ацетон и другие, многие из которых находят применение в медицине.

Еще М. В. Ломоносов говорил, что “медик без довольного познания химии

совершенным быть не может”. 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.

Немного истории

Фармацевтическая промышленность является сравнительно молодой отраслью производства. Еще в середине 19 столетия производство лекарственных средств в мире было сосредоточено в разобщенных аптеках, в которых провизоры изготовляли препараты по только им известным рецептам, передававшимся по наследству. Большую роль в то время играли средства неродной медицины.

Фармацевтическое производство развивалось неравномерно и зависело от ряда обстоятельств. Так, работы Луи Пастера в 60-х годах 19 века послужили основой для производства вакцин, сывороток. Освоение промышленного синтеза красителей в Германии в последней четверти 19 века привело к производству лекарств фенацетина и антипирина.

До 30-х годов 20 века в фармацевтической химии основное место занимали лекарственные растения (травы). В середине 30-х годов 20 века фармацевтическая промышленность стала на путь целенаправленного органического синтеза, чему способствовало обнаруженное немецким биологом Г. Домагком (19340) антибактериальное свойство красителя – пронтозила, синтезированного в 1932 г. Начиная с 1936 г. на основе этого соединения широко развернулись поиски так называемых сульфаниламидных антикокковых препаратов.

Источники получения фармацевтических препаратов

Все лекарственные вещества могут быть разделены на две большие группы: 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.

Создание лекарственных препаратов

Как ни много известно лекарственных препаратов, как ни богат их выбор, предстоит еще немало сделать в этой области. Как же в наше время создаются новые лекарства?

В первую очередь нужно найти биологически активное соединение, оказывающее то или иное благоприятное воздействие на организм. Существуют несколько принципов такого поиска.

Весьма распространен эмпирический подход, не требующий знания ни структуры вещества, ни механизма его воздействия на организм. Тут можно выделить два направления. Первое – это случайные открытия. Например, было случайно открыто слабительное действие фенолфталеина (пургена) а также галлюциногенное действие некоторых наркотических веществ.

Существует и так называемый направленный синтез лекарственных веществ. В этом случае оперируют с уже известным лекарственным веществом и, незначительно модифицируя его, проверяют в опытах с животными, как эта замена влияет на биологическую активность соединения. Порой достаточно минимальных изменений в структуре вещества, чтобы резко усилить или совсем снять его биологическую активность. Пример: в молекуле морфина, который обладает сильным болеутоляющим действием, заменили всего один атом водорода на метильную группу и получили другое лекарство – кодеин. Болеутоляющее действие кодеина в десять раз меньше, чем морфина, но зато он оказался хорошим средством против кашля.

Классификация лекарственных веществ

Лекарственные вещества разделяют по двум классификациям: фармакологическая и химическая.

Первая классификация более удобна для медицинской практики. Согласно этой классификации, лекарственные вещества делятся на группы в зависимости от их действия на системы и органы. Например:

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.

В основу химической классификации положено химическое строение и свойства веществ, причем в каждой химической группе могут быть вещества с различной физиологической активностью. По этой классификации лекарственные вещества подразделяются на неорганические и органические.

Неорганические вещества рассматриваются по группам элементов периодической системы Д. И.

Менделеева и основным классам неорганических веществ (оксиды, кислоты,

основания, соли).

Органические соединения делятся на производные алифатического, алициклического, ароматического и гетероциклического рядов.

Химическая классификация более удобна для химиков, работающих в области синтеза лекарственных веществ.

Характеристика лекарственных веществ.

Местноанестезирующие средства

Большое практическое значение имеют синтетические анестезирующие (обезболивающие) вещества, полученные на основе упрощения структуры кокаина. К ним относятся анестезин, новокаин, дикаин. Кокаин – природный алкалоид, полученный из листьев растения кока, произрастающего в Южной Америке. Кокаин обладает анестезирующим свойством, но вызывает привыкание, что осложняет его использование.

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.

Снотворные средства

Вещества, вызывающие сон, относятся к разным классам, но наиболее известны производные барбитуровой кислоты (полагают, что ученый, получивший это соединение, назвал его по имени своей приятельницы Барбары).

Барбитуровая кислота образуется при взаимодействии мочевины с малоновой кислотой. Ее производные называются барбитуратами, например фенобарбитал (люминал), барбитал (веронал) и др.

Все барбитураты угнетают нервную систему. Амитал обладает широким спектром успокоительного воздействия. У некоторых пациентов этот препарат снимает торможение, связанное с мучительными, глубоко спрятанными воспоминаниями. Некоторое время даже считалось, что его можно использовать как сыворотку правды.

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. Самолечение этими препаратами может принести значительный вред здоровью.

Трагические последствия может иметь сочетание барбитуратов с алкоголем. Совместное их действие на нервную систему гораздо сильнее действия даже более высоких доз в отдельности.

В качестве успокаивающего и снотворного средства широко используется димедрол. Он не является барбитуратом, а относится к простым эфирам.

Димедрол – активный противогистаминный препарат. Он оказывает местноанестезирующее действие, однако в основном применяется при лечении аллергических заболеваний.

Психотропные средства

Все психотропные вещества по их фармакологическому действию можно разделить на две группы:

1) Транквилизаторы – вещества, обладающие успокаивающими свойствами. В свою очередь транквилизаторы подразделяются на две подгруппы:

— Большие транквилизаторы (нейролептические средства). К ним относятся производные фенотиазина. Аминазин применяется как эффективное средство при лечении психических больных, подавляя у них чувство страха, тревоги, рассеянность.

— Малые транквилизаторы (атарактические средства). К ним относятся производные пропандиола (мепротан, андаксин), дифенилметана (атаракс, амизил)вещества, имеющие различную химическую природу (диазепам, элениум, феназепам, седуксен и др.). Седуксен и элениум применяются при неврозах, для снятия чувства тревоги. Хотя токсичность их невелика, наблюдаются побочные явления (сонливость, головокружение, привыкание к препаратам). Их не следует применять без назначения врача.

2) Стимуляторы – вещества, обладающие антидепрессивным действием (фторазицин, индопан, трансамин и др.)

Анельгезирующие, жаропонижающие и противовоспалительные средства

Крупная группа лекарственных препаратов – производные салициловой кислоты (орто-гидроксибензойной). Ее можно рассматривать как бензойную кислоту, содержащую в орто-положении гидроксил, либо как фенол, содержащий в орто-положении карбоксильную группу.

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 эфи р -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.

Ацетилсалициловая кислота обладает противоревматическим, противовоспалительным, жаропонижающим и болеутоляющим действием. Она также выводит из организма мочевую кислоту, а отложение ее солей в тканях (подагра) вызывает сильные боли. При приеме аспирина могут возникнуть желудочно-кишечные кровотечения, а иногда – аллергия.

Салол – сложный эфир салициловой кислоты с фенолом (фенилсалицилат) обладает дезинфицирующими, антисептическими свойствами и употребляется при заболеваниях кишечника.

Замена в бензольном кольце салициловой кислоты одного из водородных атомов на аминогруппу приводит к пара-аминосалициловой кислоте (ПАСК), которая используется как противотуберкулезный препарат.

Распространенными жаропонижающими и болеутоляющими средствами являются производные фенилметилпиразолона – амидопирин и анальгин.

Анальгин обладает небольшой токсичностью и хорошими терапевтическими свойствами.

Противомикробные средства

В 30-х годах 20 века широко распространились сульфаниламидные препараты (название произошло от амида сульфаниловой кислоты). В первую очередь это пара-аминобензолсульфамид, или просто сульфаниламид (белый стрептоцид ). Это довольно простое соединение – производное бензола с двумя заместителями – сульфамидной группой и аминогруппой. Он обладает высокой противомикробной активностью. Было синтезировано около 10 000 различных его структурных модификаций, но лишь около 30 его производных нашли практическое применение в медицине.

Существенный недостаток белого стрептоцида – малая растворимость в воде. Но была получена его натриевая соль – стрептоцид, растворимый в воде и применяющийся для инъекций.

Сульгин – это сульфаниламид, у которого один атом водорода сульфамидной группы замещен на остаток гуанидина. Он применяется для лечения кишечных инфекционных заболеваний (дизентерии).

С появлением антибиотиков бурное развитие химии сульфаниламидов спало, но полностью вытеснить сульфаниламиды антибиотикам не удалось.

Механизм действия сульфаниламидов известен.

Для жизнедеятельности многих микроорганизмов необходима пара- аминобензойная кислота. Она входит в состав витамина – фолиевой кислоты, которая для бактерий является фактором роста. Без фолиевой кислоты бактерии не могут размножаться.

Антибиотики

Обычно антибиотиком называют вещество, синтезируемое одним микроорганизмом и способное препятствовать развитию другого микроорганизма. Слово “антибиотик” состоит из двух слов: от греч. anti – против и греч. bios – жизнь, то есть вещество, действующее против жизни микробов.

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. Позднее было установлено, что плесень относится к виду Penicillium notatum.

В 1940 году удалось выделить химическое соединение, которое производил грибок. Его назвали пенициллином. В 1941 году пенициллин был опробован на человеке как препарат для лечения болезней, вызываемых стафилококками, стрептококками, пневмококками и др. микроорганизмами.

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. Он не позволяет бактериям синтезировать специальные белки, нарушая таким образом их жизненный цикл. 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.

Алкалоиды

В 1943 году швейцарский химик А. Гофман исследовал различные вещества основного характера, выделяемые из растений – алкалоиды (т. е. Подобные щелочам). Однажды химик случайно взял в рот немного раствора диэтиламида лизергиновой кислоты (ЛСД), выделенного из спорыньи, — грибка, растущего на ржи. Через несколько минут у исследователя появились признаки шизофрении – начались галлюцинации, сознание помутилось, речь стала бессвязной. “Я чувствовал, что плыву где-то вне своего тела, описывал впоследствии свое состояние химик. – Поэтому я решил, что умер“. Так Гофман понял, что он открыл сильнейший наркотик, галлюциноген. Оказалось, что достаточно 0,005 мг ЛСД попасть в мозг человека, чтобы вызвать галлюцинации.

Многие алкалоиды принадлежат к ядам и наркотикам. С 1806 года был известен морфин, выделяемый из сока головок мака. Это хорошее обезболивающее средство, однако при длительном применении морфина у человека вырабатывается к нему привыкание, организму требуются все большие дозы наркотика.

Таким же действием обладает сложный эфир морфина и уксусной кислоты – героин.

Алкалоиды – весьма обширный класс органических соединений, оказывающих самое различное действие на организм человека. Среди них и сильнейшие яды (стрихнин, бруцин, никотин), и полезные лекарства (пилокарпин – средство для лечения глаукомы, атропин – средство для расширения зрачков, хинин – препарат для лечения малярии).

К алкалоидам относятся и широко применяемые возбуждающие вещества – кофеин, теобромин, теофиллин.

Кофеин содержится в зернах кофе (0,7 – 2,5%) и в чае (1,3 – 3,5%). Он обусловливает тонизирующее действие чая и кофе.

Теобромин добывают из шелухи семян какао, в небольшом количестве он сопутствует кофеину в чае, теофиллин содержится в чайных листьях и кофейных зернах.

Интересно, что некоторые алкалоиды являются противоядиями по отношению к своим собратьям. Так, в 1952 г. из одного индийского растения был выделен алкалоид резерпин, который позволяет лечить не только людей, отравившихся ЛСД или другими галлюциногенами, но и больных, страдающих шизофренией.

Что еще дает химия для медицин ы

Большое количество химических веществ служит для изготовления самых разнообразных протезов. Производятся протезы челюстей, зубов, коленных чашечек, суставов конечностей из разных химических материалов, которые успешно применяются в восстановительной хирургии для замены костей, ребер и пр.

Химические заводы выпускают для медицинских целей трубки, шланги, ампулы, шприцы, белково-витаминные и другие напитки, кислород, перевязочный материал, аптечную посуду, оптику, красители, больничную мебель и многое другое.

Успехи химии, внедрение ее продуктов в медицину открывают безграничные возможности для преодоления ряда заболеваний, в первую очередь вирусных и сердечно – сосудистых.

«Химия 11 класс» - Микролаборатории для химического эксперимента. Биолого-химического профиля Информационно-химического профиля Химико-математического профиля. Учебное электронное издание. Содержание курса на профильном уровне обеспечивает: Химия (8 – 11 класс). Сложные химические соединения в повседневной жизни. 10 класс – 3 урока в неделю + 1 час элективных курсов 11 класс – 3 урока в неделю.

«Органическая химия» - Метод полуреакций. Рассмотрим, что произошло с ионом MnO4-. Метод электронного баланса. Степень окисления в органической химии. Ион MnO4 превратился в Mn2+. Электроны принял ион MnO4-. ОВР в органической химии. Ион MnO4 полностью потерял 4 атома кислорода. Ион MnO4- является окислителем. Преимущества метода полуреакций.

«Компьютеры в медицине» - На основании симптомов, выданных компьютером, обучающийся должен определить курс лечения. Компьютеры используются для создания карт, показывающих скорость распространения эпидемий. Компьютерная техника используется для обучения медицинских работников практическим навыкам. Что и как мы узнали о применении компьютеров в медицине?

«История химии» - П 9. Испарение жидкой ртути. Л 4. Горение древесины. Агрикола горное дело. Д.И. Менделеев. Физические. Я 11.Образование ржавчины на гвозде. Египетские жрецы. Реформаторы. Теория строения органических веществ 1869 год. Аристотель. Закон сохранения массы веществ 1756 год. А 3. Испарение воды. Е 7. Почернение серебряных изделий.

«Математика в медицине» - Математическая статистика. Математика и медицина. Кардиология. Большое внимание уделено выводам и интерпретации результатов расчета. В фармацевтике особенно важна математика. И в биологии, и в медицине вовсю применяется математическая статистика. Фармацевтика.

«Физика в медицине» - Мощный лазерный пучок соответствующего диаметра уничтожает злокачественную опухоль. Рентгеновское исследование органов человека. Радиодиагностика. Плазменный скальпель. Плазменный скальпель рассекает ткань, кости без крови. Физика помогает диагностике заболеваний. Физика. В помощь хирургу были созданы миниатюрные генераторы высокотемпературной плазмы.