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1、第四章 健康与化学,世界各国的政府均把人的健康列入社会发展计划的首位如果没有发明合成各种抗生素和大量新药物的技术，人类平均寿命至少要缩短25年,第四章 健康与化学,4.1药物的发明（重点）4.2医用高分子材料的发明（自学）4.3临床化学与医学影像（自学）,4.1药物的发明,4.1.1 从植物发展的药物4.1.2 从染料发展的药物4.1.3 从微生物中发现的药物4.1.4 后基因组时代的药物（自学）化学是药学发展的重要基础,新药研发特点,投资高周期长风险高利润高 竞争激烈,在美国要花3.5亿美元，平均时间12.8年，从6200多种化合物中可筛选出一个进入市场的新药。,4.1.1 从植物发展的药物
2、,从天然产物中分离、提取有效成分，并且对有效成分进行分子结构上的局部改造是发现、创造新药物的有效途径之一。,相关知识介绍：,阿斯匹林从发明至今已有百年的历史被飞往月球的“太阳神十号”作为急救药品之一。阿斯匹林的发明起源于随处可见的柳树。,(1)世纪神药阿司匹林,(1)世纪神药阿司匹林,1829年，法国科学家从柳树皮中提炼出有效成分水杨酸。酸性较强，对胃有刺激。,1859年，德国化学家霍夫曼合成了酸性较弱的乙酰水杨酸。1899年，德国拜耳药厂正式生产这种药品，取商品名为Aspirin，这就是医院里最常用的药物阿斯匹林。,(1)世纪神药阿司匹林,最基本的药理作用是解热。止痛：可以有效地控制由炎症、
3、手术等引起的慢性疼痛，且不会产生药物依赖性。如头痛、牙痛、神经痛、肌肉痛等。抗炎、抗风湿。是治疗风湿热、风湿性关节炎的首选药物。,近年来，Aspirin越来越多的新用途被逐步发现:阿斯匹林可以降低血液粘稠度，起到预防和治疗血栓的作用。阿斯匹林治疗脑梗塞有疗效。脑梗塞患者在发作期服用2至4周阿斯匹林，即可使死亡率或中风复发率下降11%。阿斯匹林对治疗急性心肌梗塞疗效显著，降低心肌缺血患者的死亡率。可增加老年人的认知功能。发现阿斯匹林作用的1982年诺贝尔奖得主文尼说，全世界每年要消耗45000吨阿斯匹林。,(1)世纪神药阿司匹林,缺点：长期服用有副作用，长期服用降低血小板凝结，最常见的就是眼底出
4、血，对肠胃有刺激，口服阿斯匹林在胃肠道内被分解成水杨酸。水杨酸对胃粘膜有直接腐蚀作用，引起胃炎、胃溃疡，甚至发生胃出血或胃穿孔。故患胃病者对阿斯匹林要慎用或忌用。,(1)世纪神药阿司匹林,（2）抗疟药物青蒿素,关于疟疾疟疾是经按蚊叮咬而感染疟原虫所引起的虫媒传染病。于夏秋季发病较多，在热带及亚热带地区一年四季都可以发病，并且容易流行。临床以周期性寒战、发热、头痛、出汗和贫血、脾肿大为特征。,（2）抗疟药物青蒿素,青蒿素是是目前世界上最有效的抗疟疾药物之一。我国在世界首先研制成功青蒿素，是我国第一个被国际公认的创新药物。来源主要是从黄花蒿中直接提取得到；或提取黄花蒿中含量较高的青蒿酸，然后半合成
5、得到。黄花蒿虽然世界分布广，但青蒿索含景随产地不同差异极大，需要人工合成。,青蒿素-拉斯克奖,2011年9月23日，81岁的屠呦呦面带笑容地站上了美国纽约拉斯克奖的领奖台，这是中国生物医学界迄今获得的最高级别的国际大奖。,青蒿素,获奖理由“因为发现青蒿素一种用于治疗疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命”屠呦呦第一个把青蒿素引入523项目组，第一个提到100%活性，第一个做临床实验。,青蒿素研制过程,1964年，越南战争爆发，美越两军因疟疾严重减员。越南领导人向中国求援。1967年5月23日，523项目启动。523项目持续了13年，聚集了全国60多个科研单位多种药物筛选。东晋名
6、医葛洪肘后备急方中称，有“青蒿一握，水一升渍，绞取汁服”可治“久疟”。屠呦呦根据这条线索，改进了提取方法，用低沸点溶剂乙醚提取，使鼠疟效价更高，而且趋于稳定。终于在1971年第191次实验中，获得了青蒿抗疟发掘的成功。青蒿提取物对鼠疟原虫抑制率达100%，,周维善，浙江绍兴人。1949年毕业于上海医学院药学系。中科院上海有机化学研究所有机化学家。从1974年起，周维善开始主持并参与青蒿素的结构测定和以后的全合成的研究。最后正确地确定了青蒿素的分子结构，为寻找抗疟新药提供了新的途径。1983年，其课题组完成了青蒿素的首次全合成。,（2）抗疟药物青蒿素,青蒿素,青蒿素,黄花蒿,蒿甲醚,青蒿素生物利
7、用度较低复发率高,抗疟疾蒿甲醚,蒿甲醚,蒿甲醚1994年开发上市，1995年被世界卫生组织列入国际药典，为我国第一个被国际公认的创新药物。,网络探索-神奇的偏方,有一名老中医的母亲得了皮肤癌，老中医使用“以毒攻毒”的方法，奇迹般地治好了母亲的癌症。老中医由此开始，通过肌肉注射的方法，治愈了许多癌症病人，很多外地患者也都慕名前往。1970年代初，哈尔滨医科大学附属第一医院张亭栋到大庆去调查当地的偏方。砒霜、轻粉（氯化亚汞）、蟾酥713的发现癌灵一号注射液白血病,紫杉醇,紫杉树皮,（3）天然抗癌药-紫杉醇,20世纪70年代，从紫杉树皮中提取出抗癌新药紫杉醇，现在广泛用于治疗乳腺癌，卵巢癌。,细胞接
8、触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累使细胞分裂停止，阻断了细胞的分裂。紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。副作用：白细胞降低、过敏反应、神经系统反应、肝胆系统、脱发。,从染料发展的药物,1904年德国科学家Ehrlich发现某些染料可杀死细菌。1932年德国病理学家Domagk发现百浪多息。Domagk发现百浪多息对老鼠细菌感染有疗效，而且对人也适用。,百浪多息结构式,对氨基苯磺酰胺是百浪多息分子的有效成分。1935年，合成一种非常有效抗菌剂-对氨基苯磺酰胺(SN)，此药曾经治好了美国总统儿子小罗斯福和英国首相丘吉尔的细
9、菌感染。SN为第二次世界大战间唯一有效抗菌药。后来又合成磺胺噻唑（ST)、磺胺嘧啶（SD)、磺胺甲基嘧啶（SM1)等。（见课本79页图）SD 对预防和治疗流行性脑炎有突出作用。目前常用的磺胺类药为SMZ.,从染料到磺胺药,磺胺类药的抗菌机理,磺胺药靠阻止细菌生长所必需的维生素叶酸的合成来抑制细菌。细菌生长所需维生素叶酸要自身合成，合成的关键成分是对氨基苯甲酸，磺胺药与对氨基苯磺甲酸结构相似。将代替对氨基苯甲酸混入叶酸合成的酶反应链中，由于磺胺生成的化学键很强，切断了必需的叶酸的生物合成，结果细菌机体因缺乏维生素而死亡。而人体内，叶酸合成并不需要对氨基苯甲酸。因此，磺胺药不会影响人体的健康。,磺
10、胺类药的抗菌机理,维生素叶酸,结构相似,磺胺药注意事项,1、磺胺类可造成肾脏损害。2、磺胺类药物也会引起过敏反应，有皮疹、药热等。3、磺胺类药物还有造成对血液系统的伤害，尚可影响中枢神经系统，引起头晕、头痛、全身乏力等，并可引起恶心、呕吐等消化道症状。为安全起见，驾驶员或高空作业者应尽量谨慎使用。,4.1.3 从微生物中发现新药物,1929年，弗莱明发现青霉菌分泌物抑制葡萄球菌的生长。命名青霉菌的分泌物为青霉素,当时弗莱明并无法将青霉素纯化。含有微量青霉素的粗培养液进行实验。对试管中细菌有作用，但对一些动物的细菌感染无效。1940年，Florey与钱恩首次从青霉素中分离得到青霉素的粗品，并用老
11、鼠保护试验法进行动物实验。,青霉素的发现,1941年，青霉素首度进行人体试验，并证实它能有效治疗经由细菌感染的症状。1943年青霉素得以顺利量产与应用，拯救了许多第二次世界大战中的美国伤员。1945年，弗莱明、Florey与钱恩三人，因发现、纯化与量产青霉素而获颁诺贝尔生理医学奖！,青霉素的化学结构,青霉素的种类很多，主要是R基团的不同（课本80页）。其中G型是应用最广泛的一种。目前青霉素的生产仍以发酵制备为主。,R,青霉素G的结构,青霉素家族,由于青霉素G及其钠盐不能非常有效地对付革兰阴性细菌，通过化学反应，可将青霉素G的R侧链转变为其它基团，从而得到许多效果更好的类似物。如：,青霉素在医治
12、肺炎、淋病、梅毒、脑膜炎、创伤感染以及其他传染病方面特别有效。,青霉素抗菌作用机理,青霉素抗菌作用与抑制细菌细胞壁的合成有关。细菌细胞壁的合成需要一种关键的酶即转肽酶，细菌的酶与青霉素分子联在一起，抑制该酶活性，从而不能用于细胞壁的修复，引起菌体变形、破裂而死亡。青霉素选择性地作用于细菌并引起溶菌作用，但几乎不损害人和动物的细胞,生活常识抗生素,现代抗生素的定义：由某些微生物产生的化学物质，能抑制微生物和其他细胞增殖的物质叫做抗生素。如青霉菌产生的青霉素，灰色链丝菌产生的链霉素。注意：不少人凡是感冒都要用抗生素，而感冒大多属病毒感染，随意乱用，只会增加其副作用，并使肌体产生赖药性。,一项研究揭示：在1岁内曾接受抗生素治疗非呼吸道感染的小孩在其7岁时罹患哮喘的风险是在1岁内未曾接受过抗生素治疗的小孩的2倍。,作业,结合课本并查找相关资料，任选一小论文1：矿物质与人类健康 小论文2：化学与食品小论文3：化学与药物小论文4：脂类与人类健康小论文5：茶叶与人类健康小论文6：维生素与人类健康字数：1500字左右题材不限，注明参考文献。班号、姓名、学号，下周三上课前交。,
