Размещено на http://www.allbest.ru/

ГАОУ СПО СО

Саратовский областной базовый медицинский колледж

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Химия»

на тему: «Химия и медицина»

Выполнили: студентки 512 группы

Герасимова С.А.

Брежнева В.И.

Саратов 2014

Оглавление

1. БОЛЕУТОЛЯЮЩИЕ (АНАЛЬГЕЗИРУЮЩИЕ) СРЕДСТВА

2. СНОТВОРНЫЕ СРЕДСТВА

3. ВИТАМИНЫ

4. КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Химия должна помогать медицине в борьбе с болезнями. Однако эти науки прошли длинный и сложный путь развития, прежде чем им удалось добиться успеха в решении общих задач. Химия делала первые неуверенные шаги, когда медики уже располагали целым арсеналом сведений и наблюдений и часто довольно успешно справлялись с болезнями.

Человек тысячами нитей связан с окружающей средой - он часть природы и следует ее законам. И в те времена, когда химики еще ничего не знали об элементах, атомах и молекулах, эта истина уже была усвоена врачами.

В средние века алхимики неоднократно делали попытки вмешаться в медицину и часто врач, и химик совмещались в одном лице. Однако алхимические теории не могли принести пользы практической медицине, так как они основывались не на опыте, а на предвзятых и ложных утверждениях и, как правило, вели к ошибкам. Так, легендарный химик и врач, Василий Валентин, написавший книгу о сурьме («триумфальная колесница антимония»), предлагал ее для избавления от всех болезней, хотя этот элемент - аналог мышьяка - ничего, кроме вреда, не мог принести страждущим.

Случайные удачи химиков и использование народного опыта все-таки помогали медикам, и контакты между ними и химиками никогда не прерывались. В XV веке Теофраст Парацельс опроверг учение о пневмах, но тут же заменил их не менее таинственным «археем», не имеющим материальной природы, но подчиняющим себе материю. Эти фантастические «теории» были скоро забыты, но практическая врачебная деятельность Парацельса оказалась продуктивной. Он исследовал соединения ртути и мышьяка и заложил основу ятрохимии - науки о применении определенных химических соединений для лечения болезней. Правда, рецепты Парацельса вызвали бы у современных врачей скорее испуг, чем восхищение, но все же это были шаги по правильному пути, который действительно мог привести к успеху и привел к нему через четыре сотни лет.

В XIX веке прогресс теоретической химии, великие открытия М. В. Ломоносова, А. Лавуазье, Д.И. Менделеева, достижения в области биологии, стимулированные сознанием микроскопа (Левенгук, XVII в.), развитие клеточной теории и бактериологии тесно сблизили дороги химии и медицины и способствовали появлению плодотворных идей.

Блестящим выражением новых идей оказалось создание метода дезинфекции. Химики нашли вещества, способные уничтожать в окружающей среде невидимых и свирепых врагов организма - микробов, вызывающих нагноение ран, общее заражение крови, различные инфекционные заболевания. При этом речь шла не о специальном подборе веществ, действующих именно на данный вид микроорганизмов, а о дезинфицирующем воздействии, которое губит все микробы. Постепенно были заложены основы гигиены - области, в которой пути химии и медицины сошлись с великой пользой для человечества.

Химия помогла медицине справиться с опасными врагами - микробами, которых, собственно, еще никто как следует не знал, а многие вообще не признавали.

Английский хирург Д. Листер с большим успехом применил растворы фенола (карболовой кислоты) для дезинфекции тканей во время операций; П. Кох пользовался растворами хлорной ртути (сулемы), и только в 1909 году Стреттон открыл дезинфицирующие свойства растворов йода в спирте.

Все эти средства, хотя и помогли хирургам спасти сотни тысяч жизней оперированных ими больных, все же не решали задачу борьбы с инфекционными заболеваниями. Во-первых, дезинфицирующие средства влияли только на окружающую человека среду. Операция и послеоперационный период были менее опасными, но больной не избавлялся от тех микробов, которые уже проникли в организм. Во-вторых, йод, сулема, карболовая кислота и другие дезинфицирующие вещества иногда губили клетки организма, а погибшие ткани способствовали росту микробов. Поэтому, несмотря на все несомненные успехи методов дезинфекции, оставалась задача создания таких соединений, которые разрушали бы только микробные клетки.

К началу XX века органическая химия и методы химического синтеза достигли такого уровня, что химики уверенно перестраивали молекулы органических соединений и могли синтезировать сложную молекулу по заданной формуле.

Немецкий ученый П. Эрлих - один из основоположников химиотерапии - был убежден, что, изменяя структуру молекулы, можно найти такие соединения, которые будут специфически влиять только на клетки возбудителей инфекционных болезней, легко проникая в них и действуя достаточно быстро.

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

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

Про химию и медицину можно писать бесконечно, но объём работы ограничен, поэтому в этом реферате мы рассмотрели только те вопросы, которые были особенно интересны для нас.

1. БОЛЕУТОЛЯЮЩИЕ (АНАЛЬГЕЗИРУЮЩИЕ) СРЕДСТВА

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

Все эти вещества характеризуются тремя типами воздействия: анальгезирующим (обезболивающим), противовоспалительным и жаропонижающим. Механизм обезболивания объясняется их блокирующим действием на «пути проведения» болевых импульсов на уровне окончаний чувствительных нервов.

Понижение температуры тела является результатом теплоотдачи вследствие расширения кровеносных сосудов кожи и потоотделения.

Аспирин (ацетилсалициловая кислота) - один из наиболее сильных ингибиторов синтеза простагландинов. Он реже, чем другие салицилаты, оказывает побочные эффекты на организм человека, однако длительное (особенно без контроля врача) его использование может привести к серьезным заболеваниям желудочно-кишечного тракта (язвы и кровотечения желудка и т. д.). Все это следует иметь в виду и при приеме таблеток, содержащих ацетилсалициловую кислоту (аскофен, цитрамон и др.).

Амидопирин, антипирин, анальгин, бутадион широко используются при различных болевых ощущениях (головная боль, радикулиты, миозиты, невралгии, гриппе, лихорадках, ревматизме). У этих препаратов наиболее выражен обезболивающий эффект; их противовоспалительное действие невелико. Длительное применение этих лекарств может вызвать угнетение процессов кроветворения.

2. СНОТВОРНЫЕ СРЕДСТВА

Значительное количество снотворных относится к производным барбитуровой кислоты, хотя сама кислота снотворного действия не оказывает. болеутоляющий анальгезирующий химический снотворный

Уже более ста лет, после открытия Гутдейгом в конце XIX века снотворного эффекта у веронала, в медицинской практике широко применяются барбитураты в качестве снотворных, успокаивающих, противосудорожных средств и препаратов для наркоза. Многие препараты барбитуровой кислоты выпускают и применяют в виде натриевых солей, которые хорошо растворимы в воде и дают возможность применять эти препараты в виде инъекционных растворов.

Снотворные средства угнетающе влияют на передачу возбуждения в головном мозге. По механизму влияния на центральную нервную систему их относят к наркотическим веществам. Небольшие дозы снотворных средств действуют успокаивающе, средние - вызывают сон, большие - наркотическое действие. Механизм сна под влиянием снотворных средств отличается от естественного, характеризующегося чередованием периодов «медленного» и «быстрого» (до 25% общей продолжительности) сна. Большинство снотворных укорачивает длительность быстрого сна.

Бывают препараты длительного действия (барбитал, фенобарбитал), средней продолжительности (нитразепам, барбамил) и короткого действия (ноксирон, гекса-барбитал).

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

3. ВИТАМИНЫ

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

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

Другой витамин, названный витамином А (ретинолом), играет большую роль в процессе восприятия света сетчаткой глаза и необходим для сохранения клеточных оболочек. Ретинол называют витамином зрения, поскольку его недостаток в организме вызывает некоторые заболевания глаз, кроме того, витамин А участвует в образовании тканей, включая костные, и очень важен для роста детей.

Он защищает организм от простудных заболеваний, пневмонии, болезней кожи. Витамин А плохо растворим в воде, но хорошо растворяется в жирах.

В организме человека ретинол не синтезируется, его основными источниками являются каротины и среди них главным образом b-каротин, который в печени подвергается окислительному расщеплению с образованием витамина А.

Витамин В1 (тиамин), был открыт при изучении причин тяжелой болезни бери-бери, сопровождающейся прогрессирующими параличами, расстройством сердечной деятельности и нарушениями работы нервной системы. Все эти явления вызваны недостатком в организме витамина В1 , который входит в состав нескольких ферментов. Последние ускоряют биохимические реакции и таким образом регулируют сложный, многоступенчатый процесс окисления пищевых веществ. В состав витамина В1 входят азот и сера. Для медицинских целей витаминной промышленностью выпускаются синтетические препараты - тиамина бромид, тиамина хлорид и кокарбоксилаза.

Но вернемся к борьбе с микробами. Открытие и применение витаминов, развитие методов иммунизации с помощью специфических сывороток отодвинули на второй план работы в том направлении, которое было намечено П. Эрлихом. Это понятно, так как П. Эрлих добивался успеха, идя чисто опытным путем, не имея ясных представлений о механизме поражения микробов именно его «пулями». Биохимия в это время еще не была в состоянии объяснить гибель микробов «на молекулярном уровне». И пришлось довольно долго ждать решения этой задачи хотя бы для некоторых лекарственных веществ. Лишь в 1932 году ученик П. Эрлиха химик Г. Домагк, изучая соединения, содержащие два связанных атома азота --N=N-- (диазосоединения), обнаружил, что одно из них (его позднее назвали красным стрептоцидом) успешно борется со стрептококковыми инфекциями. Опыты шли на мышах. Но однажды сын Г. Домагка, случайно уколов руку, заболел тяжелым стрептококковым заражением крови. Г. Домагк рискнул ввести ребенку красный стрептоцид и спас своего сына от грозившей ему неизбежной смерти.

После этого клинические испытания стали проводить быстрее и стрептоцид начал свое победное шествие по больницам и клиникам. Красная форма лекарства состояла из двух компонентов, неактивен был только один из них - белый стрептоцид.

Стрептоцид R1= H.

Он оказался менее сложным соединением, и именно его ввели врачи в медицинскую практику для борьбы с инфекциями. Было доказано, что причина, по которой стрептоцид подавляет рост микробов, заключается в том, что его молекула по своему строению очень похожа на парааминобензойную кислоту, необходимую для жизнедеятельности микробов; усваивая вместо нее стрептоцид (сульфаниламид), микроб отравляется и гибнет.

Разница в молекулах состоит только в том, что вместо группы --СООН в сульфаниламиде находится группа --SO2NH2; этого достаточно, чтобы отравить клетку стрептококка.

Теперь пути дальнейших исследований стали более ясными: очевидно, следует варьировать состав и структуру замещающих групп, вводить заместители в амино-группу и испытывать полученные соединения на их антимикробное действие. Подбор заместителей позволяет находить соединения, специфически «настроенные» на определенный вид микробов.

Это нелегкая работа, но изучение этого класса соединений было весьма плодотворным. Удалось создать препараты, способные подавлять развитие туберкулезных бактерий; в 1946 и 1951 гг. группа, возглавляемая Г. Домагком, получила парааминосалициловую кислоту (ПАСК) и изониазид, применение которых в последующие годы резко снизило смертность от туберкулеза.

В 1877 г. английский ученый У. Робертс пришел к выводу о том, что между плесневыми грибами и бактериями существует антагонизм. Микроорганизмы создают вокруг себя «зону безопасности», выделяя в окружающую среду особые вещества (их назвали антибиотиками), назначение которых - уничтожать другие микроорганизмы. Но среди этих «других» вполне могли оказаться и стафилококки, и стрептококки, и пневмококки и прочие серьезные враги человека.

В 20-х годах нашего века А. Флеминг - английский микробиолог, изучая стафилококки заметил, что в одной из чашек микробы почти не развиваются. А. Флеминг решил, что в эту чашку из атмосферы случайно попали споры плесневого гриба, относившегося к роду пенициллиум. Вещество, полученное из жидкости, в которой рос гриб, названное пенициллином, оказалось исключительно активным по отношению к целому ряду опасных микроорганизмов. Была установлена и формула пенициллина, получены его соли и различные производные, например натриевая соль бензилпенициллина.

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

В историю освоения производства антибиотиков большой вклад внесли и советские ученые Г.Н. Гаузе, 3.В. Ермольева, М.М. Шемякин и др. В настоящее время врачи располагают большим набором веществ этого класса, эффективных при лечении заболеваний. Очень большую роль в лечении туберкулеза сыграл выделенный С.Я. Ваксманом из гриба актиномицета стрептомицин.

Левомицетин (хлорамфеникол) и тетрациклин (1945--1948 гг.) оказались ценными средствами при лечении сыпного тифа, дизентерии, бруцеллеза, коклюша, пневмонии и других заболеваний. Как и всегда, основной каркас молекулы лекарственного вещества допускает различные вариации, позволяющие улучшить его свойства или «настроить» его на определенный вид микробов.

В настоящее время известны уже сотни антибиотиков и установлен в общих чертах механизм их действия. Так, установлено, что пенициллин препятствует образованию клеточной стенки у бактерий, тетрациклины нарушают работу тех частей клетки, в которых происходит синтез белков (рибосомы), синтезы белка блокируются также и стрептомицином.

Практическое применение антибиотиков требует осторожности. Многие из них токсичны, некоторые вызывают аллергические реакции. Что же касается привыкания к ним микробов, то приходится постоянно бороться с «химическим сопротивлением» микробов.

Лекарственные средства обычно воздействуют на несколько метаболитических процессов. Наряду с полезным эффектом часто проявляется и вредное воздействие на организм - побочное действие, которое необходимо учитывать при приеме препарата.

Знание всех стадий обмена веществ у микроорганизмов, доступное современной биохимии, дает основания думать, что человечество, несомненно, выиграет бой с примитивными микроорганизмами, и будущие поколения не будут знать инфекционных болезней.

Но ими не исчерпывается все разнообразие недугов человека. Существуют еще многочисленные заболевания, связанные с нарушением регуляции физиологических процессов. В этом плане особенно выделяются различные злокачественные опухоли. Для подавления их роста, а так же для послеоперационного лечения разработано множество противоопухолевых препаратов.

Препарат нимустин применяют для лечения глиомы больших полушарий мозга, рака легких, желудка, печени, гортани, глотки, тонкого кишечника, меланомы кожи и др. Ломустин применяют для лечения лимфогранулематоза, рака легких меланомы кожи. Разработаны новые препараты этого типа - араноза и лизомустин (нитруллин).

Одним из страшнейших заболеваний является диабет, при котором расстраивается система регулирования содержания сахара в крови и человек страдает от чрезмерного повышения концентрации сахара. Лечить эту болезнь очень трудно. Здесь необходим союз медицины, физиологии, химии и биохимии. Для облегчения течения заболевания сахарным диабетом применяется инсулин.

Инсулин - гормон, вырабатываемой поджелудочной железой животных и человека. Он регулирует содержание сахара (глюкозы) в крови. При его недостатке и развивается сахарный диабет (гипергликемия). Инсулин является главным лекарственным препаратом для лечения этого заболевания. По своему химическому строению инсулин - это пептид, состоящий из двух цепочек (цепь А и цепь Б), связанных между собой дисульфидными «мостиками»:

Инсулин - это первый природный пептид (белок), полный синтез которого осуществлен в лабораторных условиях. В настоящее время ведутся работы по химической модификации животного инсулина, с целью полного его превращения в инсулин человека.

Другая болезнь века - гипертония. Для борьбы с ней также создано множество лекарственных препаратов, понижающих давление крови и способствующих расширению сосудов.

4. КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ

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

Но реально, в материале, линза появилась в 1887 году, когда известный висбаденский стеклодув Ф. Мюллер изготовил вогнутые стеклянные диски по заказу одного из своих клиентов. Линзы были большими, прозрачными в середине и матовыми по краям, надевали их под веки. Больной носил линзы в течение пятнадцати лет.

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

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

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

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

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

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

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ш Натриевая соль- Na3C6H5O7

Ш Фенобарбитал- C12H12N2O3

Ш Нитразепам- C15H11N3O3

Ш Барбамил- C??H??N?O?

Ш Ретинол- C20H30O

Ш Тиамин- C??H??ClN?OS

Ш Кокарбоксилаз- C12H19N4O7P2S+

Ш Парааминосалициловая кислота (ПАСК)- C₇H₇NO₃

Ш Изониазид- C₆H₇N₃O

Ш Бензилпенициллин- C₁₆H₁₈N₂O₄S

Ш Левомицетин (хлорамфеникол)- C11H12Cl2N2O5

Ш Тетрациклин- C22H24N2O8

Ш Нимустин- C₉H₁₃ClN₆O₂

Ш Ломустин- C₉H₁₆ClN₃O₂

Ш Араноза - C₇H₁₃N₃O₆

Размещено на Allbest.ru