![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Промышленность и Производство
Техника
Химия в биологии, медицине и производстве лекарственных препаратов |
Химия в биологии, медицине и производстве лекарственных препаратов. Современное человеческое общество живет и продолжает развиваться, активно используя достижения науки и техники, и практически немыслимо остановиться на этом пути или вернуться назад, отказавшись от использования знаний об окружающем мире, которыми человечество уже обладает. Накоплением этих знаний, поиском закономерностей в них и их применением на практике занимается наука. Человеку как объекту познания свойственно разделять и классифицировать предмет своего познания (вероятно, для простоты исследования) на множество категорий и групп; так и наука в свое время была поделена на несколько больших классов: естественные науки, точные науки, общественные науки, науки о человеке и пр. Каждый из этих классов делится, в свою очередь, на подклассы и т.д. и т.п. Но среди этого многообразия наук есть науки "лидеры" и науки "отстающие". Одними из современных наук "лидеров" и являются биология и медицина. "Вторая половина нашего столетия отмечена стремительным прогрессом биологических знаний и их приложений в разнообразных сферах жизни современного общества. В сущности, интерес человека к живой природе никогда не угасал, но лишь последние десятилетия позволили приблизиться к пониманию удивительных тайн жизнедеятельности и на этой основе сделать решительный шаг в использовании новейших биологических открытий."(вице-президент АН СССР Ю.А.Овчинников,1987) Пятидесятые годы стали временем начала ренессанса биологии, которая "сумела заглянуть внутрь клетки и разобраться в молекулярных механизмах рождения и развития организмов" . Существует мнение, что XXI век станет веком биологии, а все остальные науки отойдут на второй план . Сбылось предсказание великого физика современности Н.Бора, который в 50х годах неоднократно заявлял, что в ближайшем будущем наиболее интенсивное проникновение в тайны природы станет прерогативой не физики, а именно биологии . Большая часть современной естественнонаучной литературы в той или иной мере посвящена исследованию именно живой природы. Биологическими проблемами занимаются сейчас десятки наук. Очень продуктивными оказываются и науки, связанные с претворением новейших биологических открытий в жизнь. Можно без преувеличения сказать, что одной из таких отраслей приложения биологии многие из нас обязаны здоровьем и даже жизнью. Речь идет о медицине, которая в настоящие годы переходит не только к использованию лекарств нового поколения и применению в практике новых материалов, но к таким методам лечения, которые позволяют воздействовать на болезнь в самом ее начале, а то и до начала! Это стало возможным в связи с исследованием молекулярных механизмов развития множества заболеваний и коррекцией нарушений не привычным методом введения в организм недостающих веществ, а путем воздействия на естественные процессы биорегуляции (с помощью специальных биорегуляторов или на генетическом уровне). Решение множества ключевых проблем современности, таких как производство продуктов питания, многих лекарств и других веществ связано с активным внедрением в жизнь биотехнологий.
Столь ощутимый прогресс биологии был бы невозможен без ее активного взаимодействия с другими науками. Но парадокс современного состояния науки состоит в том, что множество исследований оказывается "на стыке наук", для продуктивного решения проблемы приходится привлекать ученых различных специальностей; более того, многие ученые в настоящее время, в век узкой специализации, вынуждены овладевать смежными специальностями, и множество современных исследований с трудом можно отнести к какой-нибудь одной отрасли науки. При решении биологических проблем тесно переплетаются идеи и методы биологии, химии, физики, математики и других областей знания. Именно проблема взаимодействия химии с биологическими дисциплинами и их приложениями в медицине и будет нас интересовать. Химики второй половины XX века очень активно занимались исследованиями живой природы. В пользу этого тезиса может свидетельствовать хотя бы тот факт, что из 39 Нобелевских премий по химии, врученных за последние 20 лет (1977-1996), 21 премия (больше половины! а ведь отраслей химии очень много) была получена за решение химико-биологических проблем . Это и неудивительно, ведь живая клетка это настоящее царство больших и малых молекул, которые непрерывно взаимодействуют, образуются и распадаются. В организме человека реализуется около 100 000 процессов, причем каждый из них представляет собой совокупность различных химических превращений. В одной клетке организма может происходить примерно 2000 реакций . Все эти процессы осуществляются при помощи сравнительно небольшого числа органических и неорганических соединений. Современная химия характеризуется переходом к изучению сложных элементорганических соединений, состоящих из неорганических и органических остатков. Неорганические части представлены водой и ионами различных металлов, галогенов и фосфора (в основном), органические части представлены белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами, липидами и достаточно обширной группой низкомолекулярных биорегуляторов, таких как гормоны, витамины, антибиотики, простагландины, алкалоиды, регуляторы роста и т.д. Известно, что из множества химических элементов в состав живых организмов входят только некоторые элементы. Наиболее важными ионами металлов оказываются ионы натрия, калия, магния, кальция, цинка, меди, кобальта, марганца, железа и молибдена. Из неметаллоидов в живых системах практически всегда можно встретить атомы водорода, кислорода, азота, углерода, фосфора и серы в составе органических соединений и атомы галогенов и бора как в виде ионов, так и в составе органических частиц . Отклонение в содержании большинства из этих элементов в живых организмах часто приводит к достаточно тяжелым нарушениям метаболизма. Большая часть болезней обусловлена отклонением концентраций какого-либо вещества от нормы. Это связано с тем, что огромное число химических превращений внутри живой клетки происходит в несколько этапов, и многие вещества важны клетке не сами по себе, они являются лишь посредниками в цепи сложных реакций; но, если нарушается какое-то звено, то вся цепь в результате часто перестает выполнять свою передаточную функцию; останавливается нормальная работа клетки по синтезу необходимых веществ.
В поддержании нормальной жизнедеятельности организма очень велика роль органических молекул. Их можно разделить по принципам, заложенным в их конструкцию, на три группы : биологические макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты и их комплексы), олигомеры (нуклеотиды, липиды, пептиды и др.) и мономеры (гормоны, антибиотики, витамины и многие другие в-ва) . Для химии особенно важно установление связи между строением вещества и его свойствами, в частности, биологическим действием. Для этого используется множество современных методов, входящих в арсенал физики, органической химии, математики и биологии. В современной науке на границе химии и биологии возникло множество новых наук, которые отличаются используемыми методами, целями и объектами изучения. Все эти науки принято объединять под термином "физико-химическая биология". К этому направлению относят: а) химию природных соединений (биоорганическая и бионеорганическая химия bioorga ic chemis ry a d i orga ic biochemis ry соответственно); б) биохимию; в) биофизику; г) молекулярную биологию; д) молекулярную генетику; е) фармакологию и молекулярную фармакологию и множество смежных дисциплин. В большей части современных биологических исследований активно используются химические и физико-химические методы. Прогресс в таких разделах биологии, как цитология, иммунология и гистология, был напрямую связан с развитием химических методов выделения и анализа веществ. Даже такая классическая "чисто биологическая" наука, как физиология, все более активно использует достижения химии и биохимии. В США Национальные Институты Здоровья ( a io al I s i u s of Heal h USA) в настоящее время финансируют направления медицинской науки, связанные с чисто физиологическими исследованиями, гораздо меньше, чем биохимические, считая физиологию "неперспективной и отжившей свое" наукой. Возникают такие , кажущиеся на первый взгляд экзотическими науки, как молекулярная физиология, молекулярная эпидемиология и др. Появились новые виды медико-биологических анализов, в частности, иммуноферментный анализ, с помощью которого удается определять наличие таких болезней, как СПИД и гепатит; применение новых методов химии и повышение чувствительности старых методов позволяет теперь определять множество важных веществ не нарушая целостности кожного покрова пациента, по капле слюны, пота или другой биологической жидкости. Итак, чем же занимаются все вышеперечисленные науки, являющиеся различными ветвями физико-химической биологии? Основой химии природных соединений явилась традиционная органическая химия, которая первоначально рассматривалась как химия веществ, встречающихся в живой природе. Современная же органическая химия занимается всеми соединениями, имеющими углеродные (или замещенные гетероаналогами углерода) цепочки, а биоорганическая химия, исследующая природные соединения, выделилась в отдельную отрасль науки. Химия природных соединений возникла в середине XIX века, когда были синтезированы некоторые жиры, сахара и аминокислоты (это связано с работами М.Бертло, Ф.Велера, А.Бутлерова, Ф.Кекуле и др.). Первые подобные белкам полипептиды были созданы в начале нашего века, тогда же Э.Ф
Вы сможете там подтвердить, что работаем мы много, стараемся делать как можно лучше» Некоторые из таких «чаепитий» особенно взволновали Мари. На одном из них отмечали защиту докторской диссертации ее дочерью Ирен, а на другом ее зятем Фредериком Жолио. Мадам Кюри видела, как под ее руководством расцветают дарования этих двух служителей науки. Изучив явления ядерного распада, Ирен и Фредерик Жолио открывают искусственную радиоактивность: определенные вещества, например алюминий, подвергнутые облучению, превращаются в новые, еще не известные в природе радиоактивные изотопы, которые сами становятся источником излучения. Нетрудно угадать последствия этого замечательного открытия для химии, биологии, медицины. Быть может, недалеко то время, когда для целей радиотерапии будут заводским способом получать вещества, имеющие нужные радиоактивные свойства! На заседании Физического общества, где молодые супруги излагают результаты своих работ, Мари слушает внимательно и гордо, сидя среди публики. Встретив Альбера Лаборда, бывшего когда-то ассистентом Пьера Кюри, она обращается к нему с необычным оживлением: «Здравствуйте! Как они хорошо говорили, не правда ли? Вот мы и вернулись к прекрасным временам старой лаборатории!» Мари слишком взволнована, возбуждена, чтобы оставаться дольше на этом вечере
1. Шпаргалки (биология) для выпускных экзаменов в 11 классе
2. Химия в биологии, медицине и в производстве лекарственных веществ
3. Звук: физика, химия, биология
4. Билеты по биологии за курс 10-11 классов
9. Ответы на экзаменационные билеты по биологии за 11 класс медицинского лицея
10. Применение ультразвука в медицине
11. Реферат - Социальная медицина (ЗДРАВООХРАНЕНИЕ КАК СОЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА)
12. Применение ферментов в медицине
13. Применение излучения в медицине
14. Анализ и моделирование методов когерентной оптики в медицине и биологии
16. Роль М. В. Ломоносова в развитии медицины и фармации
17. Военная медицина Древнего Рима
18. Значение "Канон" врачебной науки для развития медицины /Авицена/
19. История медицины. Владимир Никитич Виноградов
20. Эвтаназия, как проблема современной медицины
21. МЕТОДЫ НАРОДНОЙ МЕДИЦИНЫ. ЗАКАЛИВАНИЕ ОРГАНИЗМА
27. ДЭНС-ТЕРАПИЯ как новый и современный метод лечения в медицине
28. Об использовании лекарственных растений в фармации и медицине
31. Применение экспресс-анализаторов АН-7560, АН-7529 и АС-7932 в аналитической химии
32. Газовые законы в живой природе и медицине
33. Военная Медицина в Древнем Риме
34. Препараты йода в клинической медицине
36. На стыке медицины и психологии
42. Заболевания внутренних органов и задача внутренней медицины
43. Медицина в системе знаний о человеке
44. Использование телеконференций в медицине
46. Литература - Социальная медицина (Заболеваемость населения, Виды и методы
47. Литература - Социальная медицина (организация охраны материнства и детства)
48. Литература - Социальная медицина (основы социальной медицины и управления)
49. Литература - Социальная медицина (понятие и основные критерии образа жизни)
50. Литература - Социальная медицина (проблемы зарубежного здравоохранения,
51. Онкология как одна из наиболее важных наук в медицине
52. Профилактика и лечебная медицина при спаечной болезни
57. Профилактика и лечебная медицина при спаечной болезни
59. Новые представления о задачах и методах гипербарической медицины
60. Натуральное седативное средство в психиатрии и соматической медицине
61. Использование ультразвука в медицине
62. Становление человека и человеческого общества. Возникновение медицины
63. Натуральное седативное средство в психиатрии и соматической медицине
64. Тора и проблемы науки, техники и медицины
66. Социальная медицина (медицинское страхование 2)
67. Финансовые аспекты страховой медицины
68. К проблеме нормы в спортивной медицине
73. Чехов и его связь с медициной
74. Традиция заговаривания в болгарской народной медицине
75. Oтпаянные ТЕА-лазеры УФ- и ближнего ИК-диапазонов для применений в лазерной химии и диагностике
76. Живой воздух природы и его использование в медицине
77. Новые биологические технологии на службе медицины
79. Внедрение инновационного проекта в медицине
80. Брусника и ее использование в медицине
81. Гиппократ - основоположник античной медицины
82. Гомеопатія. Лікування методами народної медицини
84. Зародження медицини. Медицина первісного ладу
85. Значение генетики для медицины и здравоохранения
93. Медицина и врачевание в Киевской Руси
94. Медицина эпохи Возрождения
95. Методи фізіотерапії в ветеринарній медицині