Значення хімії для розвитку фармації та медицини

Хімія посідає важливе місце як в медицині, так і у фармації.

Хімія, наука про склад речовин і їх перетворення, починається з відкриття людиною здатності вогню змінювати природні матеріали. Люди уміли виплавляти мідь і бронзу, обпалювати глиняні вироби, отримувати скло ще за 4000 років до н.е. З 7 в. до н.е. Єгипет і Месопотамія стали центрами виробництва барвників; там же отримували в чистому вигляді золото, срібло і інші метали. Приблизно з 1500 до 350 до н.е. для виробництва барвників використали перегонку, а метали виплавляли з руд, змішуючи їх з деревним вугіллям і продуваючи через суміш, що горить - повітря. Самим процедурам перетворення природних матеріалів давали містичне значення.

З розвитком фізичних теорій про будову атомів і молекул були переосмислені такі старі поняття, як хімічна спорідненість і трансмутація. Виникли нові уявлення про будову матерії.

Хімія як наука належить до фундаментальних областей природознавства.

Вона вивчає речовини, їх склад і будову, перетворення речовин, умови здійснення цих перетворень, засоби практичного використання речовин і хімічних реакцій.

Без хімічних реакцій сьогодні неможливо уявити наукову картину світу, адже навколишній світ - це перш за все світ речовин неорганічних і органічних, які постійно взаємодіють і приймають участь у різних типах перетворень, які є основою багатьох явищ природи.

Фармакологія - наука про дію лікарських речовин на організм. Її представники займаються вивченням ліків, тих зрушень, які вони викликають в організмі, пошуком і дослідженням нових засобів і доведенням останніх до практичної медицини.

Основні напрямки фармакології. В практичному та організаційному відношенні у фармакології виділяють ряд напрямків.

Хіміко-фармацевтична фармакологія вивчає пошук нових лікарських засобів і теорії цілеспрямованої їх розробки; відбір (скринінг) найбільш фармакологічно активних сполук та їх вивчення; контроль якості та безпечності застосування лікарських засобів;

Медико-біологічна фармакологія, завданнями якої є подальше вивчення механізмів дії лікарських препаратів, обгрунтування раціонального їх застосування.

Клінічна фармакологія вивчає особливості дії нових і традиційних лікарських засобів на здорових та хворих людях.

Фармакотерапія - наука про лікування захворювань з допомогою лікарських засобів.

Токсикологія вивчає дію отрут на організм.

Джерела отримання лікарських речовин Лікарські речовини отримують із різних рослин, продуктів тваринного походження, хімічного синтезу, життєдіяльності мікроорганізмів, мінеральних речовинн.

Прогрес фармакології характеризується безперервним пошуком і отриманням нових, більш удосконалених препаратів. Шлях їх від хімічної сполуки до лікарського засобу можна розмістити в такому порядку:

1. хімічна лабораторія;

2. фармакологічна лабораторія;

3. лабораторія готових лікарських форм;

4. фармакологічний комітет (центр) МОЗ України;

5. клінічні дослідження;

6. управління по впровадженню нових лікарських засобів МОЗ України;

7. хіміко-фармацевтична промисловість;

8. впровадження в медичну практику.

Шляхи отримання нових лікарських препаратів. Для пошуку нових оригінальних лікарських засобів проводиться по слідуючим напрямкам:

Емпіричне вивчення тієї чи іншої фармакологічної сполуки, отриманої хімічним шляхом. В основі вивчення лежить метод "проб та помилок", при якому фармаколог бере існуючі засоби і визначає з допомогою набора фармакологічних методик і належність до тієї чи іншої фармакологічної групи.

Цілеспрямований синтез лікарських речовин - пошук речовин з завчасно заданими фармакологічними властивостями полягає у відборі сполук з одним визначеним видом фармакологічної активності - направлений пошук лікарських речовин. Слідуючий напрямок пошуку - модифікація структур існуючих лікарських засобів. Хіміки-синтетики замінюють у відомих сполуках один радикал іншим, наприклад метиловий - етиловим, вводять у склад висхідної молекули інші хімічні елементи, збільшуючи або зменшуючи активність препаратів.

Плануючи отримати новий препарат, хімік і фармаколог керуються зазвичай уже відомими даними про зв'язок структури речовини з її біологічною дією. Синтез речовин допускає отримання практично нескінченної кількості різних похідних основної структури. Наскільки вони активні і безпечніші від наявних засобів - на ці питання відповідає експериментальна фармакологія.

Одним із важливих шляхів направленого синтезу речовин заключається у відтворенні біогенних амінів, які утворюються в живих організмах. Так, наприклад, були синтезовані адреналін, норадреналін, гама-аміномасляна кислота, гормони, простагландини та інші фізіологічно активні речовини.Пошук антиметаболітів (антагоністів природних метаболітів) також приводить до отримання нових лікарських засобів. Принцип отримання антиметаболітів полягає у синтезі структурних аналогів природних метаболітів, які володіють протилежним метаболітам дією. Наприклад, антибактеріальні засоби сульфаніламіди подібні за будовою до параамінобензойної кислоти, необхідної для життєдіяльності мікроорганізмів, і є її антиметаболітами. Змінюючи структуру фрагментів молекули ацетилхоліну, також можна отримати його антагоністи.

Найбільш розповсюдженим шляхом пошуку нових лікарських засобів є хімічна модифікація сполук з відомою біологічною активністю. Наприклад, на основі гідрокортизону, який продукується корою наднирників, синтезовано багато більш активних глюкокортикоїдів, в меншій мірі впливають на водно-сольовий обмін, ніж їх прототип.

Зрозуміло, що використання відомого шляху дозволяє лише удосконалювати існуючі лікарські речовини - завдання досить важливе, оскільки ділянок фармакологія ще не володіє "ідеальними" препаратами. Разом із тим, головною метою сучасної фармакології є пошук лікарських речовин з принципово новими механізмами дії і точками прикладання в організмі. Тільки це може дати у руки лікаря дійсно нову зброю у боротьбі із захворюваннями.

Повторення хімічних структур метаболітів (гормонів, вітамінів, медіаторів) та інших факторів нервової та гуморальної регуляції дає найбільш відчутні результати. Таким шляхом вдається отримати лікарські речовини, які набувають властивостей метаболіту або його антагоністів. Використовуючи їх, лікар може прискорити протікання корисної реакції і загальмувати небажану дію.

Поряд з направленим синтезом широко використовують емпіричний підхід (фармакологічному вивченню піддають нові хімічні сполуки оригінальної структури). При їх дослідженні важливо користуватися простими і дешевими методами якісної і кількісної оцінки активності, що дозволяє у короткий час перевірити велику кількість нових речовин і вибрати найбільш цікаві для поглибленого вивчення. Ряд препаратів було введено у клінічну практику в результаті випадкових знахідок. Так, зниження рівня цукру у крові, виявлене при призначенні сульфаніламідів, призвело до синтезу їх похідних із явними гіпоглікемічними властивостями.

Різновидністю емпіричного пошуку є "скринінг". При цьому будь-яка хімічна сполука, яка може бути призначена і для немедичних потреб, визначають на біологічну активність з використанням різноманітних методик. Скринінг надто трудомісткий і малоефективний шлях емпіричного пошуку лікарських речовин.

Синтезований на основі того чи іншого підходу препарат, отриманий із рослинної або тваринної сировини, потрапляє в руки фармаколога, який оцінює його дію на різні функції організму, на роботу різних органів і систем. Поступово виявляється головний чинник, який може представляти практичний інтерес. Вивчення механізму його впливу шляхом послідовної експериментальної перевірки логічних побудов є завданням фармаколога. Паралельно досліджуються небажані і токсичні явища, які виникають в організмі тварин при введенні препарату. Коли цінність нового засобу стає ймовірною, його лікувальну дію досліджують на експериментальних моделях того захворювання, при якому планується використання препарату. Робота у лабораторії завершується складанням тимчасової інструкції для клінічних досліджень препарату. Всі матеріали направляються у Державний фармакологічний комітет (центр) Міністерства охорони здоров'я України. Тільки йому надано право дозволу на проведення досліджень нових ліків у клініці.З отриманням такого дозволу починається другий етап роботи над новим препаратом - оцінка його ефективності у клініці в порівнянні з уже відомими засобами аналогічної дії, якщо вони є. Цими питаннями займається клінічна фармакологія. Для об'єктивної оцінки нового препарату важливо виключити вплив на результати лікування психічного фактору. Справа в тому, що при багатьох захворюваннях (неврастенія, деякі форми стенокардії, післяопераційні болі та інші) стан психіки позначається на відчуттях хворого і протіканні патологічного процесу. Для виключення психічного фактору контрольній групі хворих призначають індиферентну лікарську форму - плацебо. Тобто призначають хворому індиферентну лікарську форму, лікар каже хворому, що дані ліки, йому допоможуть. Позитивні результати в такому випадку спостерігаються у 25 - 30%. В цілому, чим менша роль органічних порушень у генезі того чи іншого симптому, тим ефективнішим є плацебо. Лікувальна дія досліджуваного препарату вважається достатньою, якщо вона суттєво переважає по ефективності плацебо. Плацебо дають паралельній (контрольній) групі хворих з тим же захворюванням і такого ж складу. Інколи випробування препарату призначають почергово з прийомом плацебо, яке дають у тій же лікарській формі, що і досліджуваний препарат. Зрозуміло, що хворий не повинен знати, що йому дають ("сліпий метод"). Інколи це тримають у таєниці й від лікаря, якому відомо тільки зашифрований номер препарату і плацебо. Після проведеного дослідження називають препарат ("подвійний сліпий метод"). Далеко не кожна речовина, яка підлягає фармакологічному дослідженню, є цінною і доходить до стадії клінічного випробування. Нерідко стається так, що препарат добре зарекомендований в лабораторії фармаколога, виявляється мало ефективним або токсичним для людини. За даними фармацевтичного журналу 1995 року у світі було синтезовано і піддано фармакологічному вивченню 115 555 нових сполук. Із них 1900 (1,7 %) сполук виявили корисні властивості у тварин і були доведені до стадії клінічного випробування. В результаті у практику медицини увійшли лише 44 (0,023%) препарати. Такий низький "коефіцієнт корисної дії" фармакологів відтворює неповноту уявлень про хімічні основи життя і патології.

Після отримання клінічних результатів, звіт направляється у Державний фармакологічний комітет (фармакологічний центр) МОЗ України, який аналізує і робить відповідні висновки про затвердження або відміну дозволу до промислового виробництва препарату і широкого клінічного застосування.

За допомогою лікарських речовин можна цілеспрямовано змінювати біохімічні та фізіологічні процеси, посилювати чи послаблювати функції органів і систем, активізувати захисні механізми та опірність організму до шкідливої дії патогенних чинників і завдяки цьому попереджувати або лікувати патологічні процеси.

Застосування лікарських речовин з відомим механізмом дії дає змогу пізнавати таємниці життєдіяльності живого організму, причини та шляхи розвитку патологічних процесів, основні ланки патогенезу захворювання та механізми одужання.

У медицині широко застосовують снодійливі засоби, які пригнічуючи впливають на передачу порушення в головному мозку. По механізму впливу на центральну нервову систему їх відносять до наркотичних речовин. Невеликі дози снодійливих засобів діють заспокійливо, середні - викликають сон, великі - наркотичну дію.

Важливе значення належить антисептикам та вітамінав, створення яких у хімпрепаратах стало можливим тільки завдяки розвитку науки хімії.

Також слід згадати про те, що хімія допомагає не тільки терапевтам, але і хірургам. Ним вона дає усе більше нових допоміжних засобів, що наприклад зменшують трудомісткість операцій: клеї для склеювання ран, різні штучні органи з пластмас тощо.

Використана література

1. Глинка Н.Л. Загальна хімія: Навч. посібник для вузів. – Л.: Хімія, 1993.

2. Кузнєцов В.І. Загальна хімія: Тенденції розвитку. – М.: Вища школа, 1999.

1.Розен Б.Я. Хімія – союзник медицини / Розен Б.Я. і Шарипова Ф.С. – Видавництво Науки Казахської РСР, 1984.

2.Макаров К. А. Хімія і здоров'я: Кн. для позакласного читання. - М.: Освіта, 1995.

3.Хімія і життя (журнал): №4, 1992.