Значение химии для медицины и фармации

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:

Химическая продукция	Единица измерения	1980г.	1985г.
Минеральные удобрения Синтетические смолы Волокна и нити химические Цемент	млн. т.   тыс. т. млн. т.	3,64	150-155 6,25

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.