бесплатно рефераты

бесплатно рефераты

 
 
бесплатно рефераты бесплатно рефераты

Меню

Химия в биологии, медицине и производстве лекарственных веществ бесплатно рефераты

Зачатки химии лекарственных веществ появляются в период господства

алхимии. Современная химиотерапия ведет свой отсчет с начала XX века от

трудов П.Эрлиха по противомалярийным средствам и производным мышьяковой

кислоты. В настоящее время синтезированы десятки и сотни тысяч

лекарственных веществ, и их поиск продолжается. Но число активно

применяемых лекарств, конечно, значительно меньше. Не все вещества,

синтезированные в качестве потенциального нового лекарственного вещества,

находят свое применение на практике. Многие широко использовавшиеся ранее

лекарства вытесняются из сферы применения из-за того, что появляются более

эффективные аналоги, которые воздействуют на причину болезни гораздо

селективнее, имеют меньше противопоказаний и побочных эффектов. В 1995 году

к применению в России было разрешено свыше 3 тысяч наименований

лекарственных препаратов, содержащих около 2 тысяч разнообразных химических

веществ синтетического происхождения[12,13]. Одним из крупных успехов

фармакологии второй половины нашего века явилось создание и внедрение в

практику антибиотиков широкого спектра действия: сульфамидных препаратов,

витаминов, средств, влияющих на деятельность центральной нервной системы

транквилизаторов, нейролептиков, психотомиметиков и др. Многие из этих

лекарств были открыты и впервые применены в нашей стране (фторофур,

феназепам, циклодол, витаминные препараты и мн.др.)

В настоящее время в мире существует множество научных центров, ведущих

разнообразные химико-биологические исследования. Странами-лидерами в этой

области являются США, европейские страны: Англия, Франция, Германия,

Швеция, Дания, Россия и др. В нашей стране существует множество научных

центров, расположенных в Москве и Подмосковье (Пущино, Обнинск,

Черноголовка), Петербурге, Новосибирске, Красноярске, Владивостоке...Хотя,

справедливости ради, надо заметить, что и в этой области (как и во всей

российской науке в целом) наблюдается некоторый "упадок", связанный как с

недостатком финансирования и общим экономическим кризисом в РФ, так и с

проблемой brain-drain /"утечки мозгов"/ в более экономически благоприятные

страны. Однако многие исследовательские институты Академии Наук России,

Российской Академии Медицинских наук, Российской Академии

Сельскохозяйственных Наук, Министерства Здравоохранения и Медицинской

Промышленности продолжают научные изыскания (пока еще...), хотя и не на

полную мощь. Одни из ведущих центров по стране Институт биоорганической

химии им.М.А.Шемякина и Ю.А.Овчинникова, Институт молекулярной биологии

им.В.А.Энгельгардта, Институт органического синтеза им.Н.Д.Зелинского,

Институт физикохимической биологии МГУ им.Белозерского и др. В

СанктПетербурге можно отметить Институт Цитологии РАН, химический и

биологические ф-ты Гос. Университета, Институт экспериментальной медицины

РАМН, Институт онкологии РАМН им. Петрова, Институт особо чистых

биопрепаратов МЗиМП и т.п.

Основными проблемами, решаемыми в последние годы физико-химической

биологией, являются синтез белков и нуклеиновых кислот, установление

нуклеотидной последовательности генома многих организмов (в том числе

определение полной нуклеотидной последовательности генома человека),

направленный транспорт веществ через биологические мембраны; разработка

новых лекарств, новых материалов для медицинского использования, например,

для биопротезирования. Особое внимание уделяется разработке биотехнологий,

которые часто бывают более экономически выгодны, эффективны, чем

традиционные "технические", не говоря уже об их экологической чистоте.

Ведутся активные работы по клонированию растений и животных, а также по

получению отдельных органов вне организма. Особо примечателен недавний

успех швейцарских ученых ( первые сообщения в печати появились в конце

февраля 1997 г.), получивших путем клонирования сельскохозяйственное

животное овцу, которая была выращена из клетки вымени матери-овцы; дочерняя

генетическая копия была названа Долли [11]. Это свидетельствует о том, что

клонирование из сферы чисто научных экспериментов переходит в сферу

практики. Необходимо упомянуть и о лечении заболеваний новым методом

генотерапии изменением наследственности. Лечебный эффект достигается путем

переноса "исправленного" гена либо с помощью ретровируса, либо внедрением

липосом, содержащих генетические конструкции. Генотерапевтические методы

только зарождаются, но именно с их помощью уже была вылечена маленькая

девочка, больная муковисцидозом; особо перспективно применение генотерапии

в лечении болезней, передающихся по наследству или возникающих под

действием вирусов. Вероятно, с привлечением именно этих методов будут

побеждены СПИД, рак, грипп и множество других, менее распространенных

болезней.

Кроме того, постоянно исследуются механизмы превращений химических

веществ в организмах и на основе полученных знаний ведется непрекращающийся

поиск лекарственных веществ. Большое количество разнообразных лекарственных

веществ в настоящее время получают либо биотехнологически (интерферон,

инсулин, интерлейкин, рефнолин, соматоген, антибиотики, лекарственные

вакцины и пр.), используя микроорганизмы (многие из которых являются

продуктом генной инженерии), либо путем ставшего почти традиционным

химического синтеза, либо с помощью физико-химических методов выделения из

природного сырья (частей растений и животных).

Другой биологической задачей химии является поиск новых материалов,

способных заменить живую ткань, необходимых при протезировании. Химия

подарила врачам сотни разнообразных вариантов новых материалов.

Кроме множества лекарств, в повседневной жизни люди сталкиваются с

достижениями физико-химической биологии в различных сферах своей

профессиональной деятельности и в быту. Появляются новые продукты питания

или совершенствуются технологии сохранения уже известных продуктов.

Производятся новые косметические препараты, позволяющие человеку быть

здоровым и красивым, защищающие его от неблагоприятного воздействия

окружающей среды. В технике находят применение различные биодобавки ко

многим продуктам оргсинтеза. В сельском хозяйстве применяются вещества,

способные повысить урожаи (стимуляторы роста, гербициды и др.) или

отпугнуть вредителей (феромоны, гормоны насекомых), излечить от болезней

растения и животных и многие другие...

Все эти вышеперечисленные успехи были достигнуты с применением знаний и

методов современной химии. В современной биологи и медицине химии

принадлежит одна из ведущих ролей, и значение химической науки будет только

возрастать. "Стык наук" химии и биологии оказался на редкость плодотворным.

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Ю.А.Овчинников. Биоорганическая химия. М.:Просвещение,1987

2. А.М.Радецкий. Органическая химия и медицина.//Химия в

школе(1995),N3:4043

3. Ю.А.Овчинников. Химия жизни (Избранные труды). М.:Наука,1990

4. К.А.Макаров. Химия и медицина. М.:Просвещение,1981

5. В.Ф.Крамаренко. Токсикологическая химия. Киев: Вища школа,1989

6. А.Е.Браунштейн. На стыке химии и биологии. М.:Наука,1987

7. Г.Б.Шульпин. Химия для всех. М.:Знание,1987

8. Г.В.Никифорович. Лекарства по подсказке. Минск:Вышейшая школа,1990

9. Л.Ю.Федорова. Рассказы о ядах, противоядиях, лекарствах и ученых.

М.:Знание,1983

10. Биология и медицина: философские и социальные проблемы

взаимодействия. //Сб. трудов. М.:Наука,1985

11. I.Wilmut, A.E.Schnieke, J.McWhir, A.J.Kind & K.H.S.Campbell. Viable

offspring derived from fetal and adult mammalian cells (Letter to Nature)

//Nature(1997), v.385, No6619, pp.810-819

12. Лекарственные препараты зарубежных фирм в России: справочник.

М.:АстраФармСервис,1993

13. М.Д.Машковский. Лекарственные средства: справочник.В 2х т. Изд 13,

перераб. М.:Медицина,1995

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Нобелевские премии по химии в области физико-химической биологии

1902

Emil H. Fischer (Germany, 1852/10/09 - 1919/07/15)

Synthetic studies in the area of sugar and purine groups

1907

Eduard Buchner (Germany, 1860/05/20 - 1917/08/13) Biochemical studies,

discovery of fermentation without cells

1915

Richard Willstotter (Germany, 1872/08/13 - 1942/08/03) Investigation of

plant pigments, particularly of chlorophyll

1925

Richard A. Zsigmondy (Germany, Austria, 1865/04/01 - 1929/09/29)

Colloid chemistry (ultramicroscope)

1926

Theodor Svedberg (Sweden, 1884/08/30 - 1971/02/26)

Disperse systems (ultracentrifuge)

1928

Adolf Windaus (Germany, 1876/12/25 - 1959/06/09)

Study of sterols and their relation with vitamins (vitamin D)

1929

Hans von EulerChelpin (Sweden, Germany, 1873/02/15 - 1964/11/06)

Arthur Harden (United Kingdom, 1861/10/12 - 1940/06/17) Studies on

fermentation of sugars and enzymes

1930

Hans Fischer (Germany, 1881/07/27 - 1945/03/31)

Studies on blood and plant pigments, synthesis of hemin

1937

Sir Walter N. Haworth (United Kingdom, 1883/03/19 - 1950/03/19)

Studies on carbohydrates and vitamin C

Paul Karrer (Switzerland, 1889/04/21 - 1971/06/18)

Studies on carotenoids and flavins and vitamins A and B2

1938

Richard Kuhn (Germany, 19001203 19670731) Studies

on carotenoids and vitamins

1939

Adolf F. J. Butenandt (Germany, 1903/03/24 - 1995/01/18)

Studies on sexual hormones

Leopold Ruzicka (Switzerland,1887/09/13 - 1976/09/26)

Studies on polymethylenes and higher terpenes

1945

Artturi I. Virtanen (Finland, 1895/01/15 - 1973/11/11)

Discoveries in the area of agricultural and food chemistry, method of

preservation of fodder

1946

John H. Northrop (USA, 1891/07/05 - 1987/05/27)

Wendell M. Stanley (USA, 1904/08/16 - 1971/06/15)

Preparation of enzymes and virus proteins in pure form

James B. Sumner (USA,1887/11/19 - 1955/08/12)

Crystallizability of enzymes

1947

Sir Robert Robinson (United Kingdom, 1886/09/13 - 1975/02/08) Studies

on alkaloids

1948

Arne W. K. Tiselius (Sweden, 1902/08/10 1971/10/29)

Analysis by means of electrophoresis and adsorption, discoveries about

serum proteins

1952

Archer J. P. Martin (United Kingdom, *1910/03/01 - )

Richard L. M. Synge (United Kingdom, 1914/1028 1994/08/18)

Invention of distribution chromatography

1953 Hermann Staudinger (Germany, 1881/03/23 - 1965/09/08)

Discoveries in the area of macromolecular chemistry

1954

Linus Carl Pauling (USA, 1901/02/28 - 1994/08/19)

Studies on the nature of the chemical bond (molecular structure of

proteins)

1955

Vincent du Vigneaud (USA, 1901/05/18 - 1978/12/11)

Synthesis of a polypeptide hormone

1957

Sir Alexander R. Todd (United Kingdom, *1907/0702 - )

Studies on nucleotides and their coenzymes

1958

Frederick Sanger (United Kingdom, *1918/08/13 - )

Structure of proteins, especially of insulin

1961 Melvin Calvin (USA, *1911/04/07 - )

Studies on the assimilation of carbonic acid by plants photosynthesis)

1962

John Cowdery Kendrew (United Kingdom, *1917/03/24 - )

Max Ferdinand Perutz (United Kingdom, Austria, *1914/05/19 -

Studies on the structures of globulin proteins

1964

Dorothy CrowfootHodgkin (United Kingdom, *1910/05/12)

Structure determination of biologically important substances by means

of X rays

1965

Robert Burns Woodward (USA, 1917/04/10 - 1979/07/08)

Syntheses of natural products

1969

Odd Hassel (Norway, 1897/05/17 1981/05/13)

Derek H.Barton (United Kingdom, *1918/09/08 - )

Development of the concept of conformation

1970

Luis F. Leloir (Argentina, *1906/09/06 - )

Discovery of sugar nucleotides and their role in the biosynthesis of

carbohydrates

1972

Christian B. Anfinsen (USA, *1916/03/26 - )

Studies on ribonuclease

Stanford Moore (USA, 1913/09/04 - 1982/08/23)

William H. Stein (USA, 1911/06/25 - 1980/02/02)

Studies on the active enter of ribonuclease

1975

John W. Cornforth (United Kingdom, *1917/09/07 - )

Stereochemistry of enzyme catalysis reactions

Vladimir Prelog (Switzerland, Yugoslavia, *1906/07/23 - )

Studies on the stereochemistry of organic molecules and reactions

1977

Ilya Prigogine (Belgium, *1917/01/25 - )

Contributions to the thermodynamics of irreversible processes,

particularly to the theory of dissipative structures

1978

Peter D. Mitchell (United Kingdom, *1920/09/29 - )

Studies of biological energy transfer, development of the chemiosmotic

theory

1980

Paul Berg (USA, *1926/06/30 - )

Studies on the biochemistry of nucleic acids, particularly hybrid DNA

(technology of gene surgery)

Walter Gilbert (USA, *1932/03/21 - )

Frederick Sanger (United Kingdom, 1918/08/13 - )

Determination of base sequences in nucleic acids

1982

Aaron Klug (United Kingdom, *1926/08/11)

Development of crystallographic methods for the elucidation of

biologically important nucleic acid protein complexes

1983

Henry Taube (Canada, *1915/11/30 - )

Reaction mechanisms of electron transfer, especially with metal

complexes

1984

Robert Bruce Merrifield (USA, *1921/07/15 - )

Method for the preparation of peptides and proteins

1985

Herbert A. Hauptman (USA, 1917/02/14 - )

Jerome Karle (USA, 1918/06/18 - )

Development of direct methods for the determination of crystal

structures

1987

Donald J. Cram (USA, *1919/04/22 - )

Charles J. Pedersen (USA, 1904/10/03 - 1989/10/26)

JeanMarie Lehn (France, *1939/09/30 - )

Development of molecules with structurally specific interaction of high

selectivity

1988

Johann Deisenhofer (Germany, *1943/09/30 - )

Robert Huber (Germany, *1937/02/20 - )

Hartmut Michel (Germany, *1948/07/18 - )

Determination of the threedimensional structure of a photosynthetic

reaction center

1989

Sidney Altman (Canada, *1939/05/08 - )

Thomas Robert Cech (USA, *1947/12/08 - )

Discovery of the catalytic properties of ribonucleic acid (RNA)

1990

Elias James Corey (USA, *1928/07/12 - )

Development of novel methods for the synthesis of complex natural

compounds (retrosynthetic analysis)

1992 Rudolph A. Marcus (USA, *1923 - )

Theories of electron transfer

1993

Kary Banks Mullis (USA, *1944 -)

Invention of the polymerase chain reaction (PCR)

Michael Smith (Canada, *1932 - )

Development of site specific mutagenesis

Страницы: 1, 2