药物与化学

医药与化学人体的健康和寿命会受到疾病的威胁。外界的病原物和体内生理机能失衡都会致病。正是医药起到了预防、治疗疾病的作用。今天，上海市民预期寿命已达77.04岁，比1951年的43.08岁足足长了33.96岁。主要是因为普遍应用了各种各样的新型药物。1常见的化学药物一战前，基本药物只有乙醚、鸦片衍生物、毛地黄(强心针)、白喉抗毒素、天花疫苗、汞、酒精、碘、奎宁和铁剂。二战时的常用药物是磺胺药、阿斯匹林、抗菌素、血浆及其代用品、麻醉剂和鸦片衍生物、毛地黄、抗毒素和疫苗、激素、维生素和肝浸膏等。今天有了更多的药用化学品，使用最广泛的仍然是退热、解痛和消炎等药物。1.1解酸药人的胃壁分泌盐酸，主要是抑制细菌生长并帮助食物水解。正常情况下，胃壁不受盐酸的危害。当摄入食物过多时，胃要分泌大量的酸，这使人感到不舒服。解酸药就是用来减少盐酸数量，使胃中的pH保持在1.2至3.0之间。表1一些解酸药及其作用机制氧化镁（MgO）MgO+2H+→Mg2++H2O氧化镁乳液（Mg(OH)2）Mg(OH)2+2H+→Mg2++2H2O碳酸钙（CaCO3）CaCO3+2H+→Ca2++H2O+CO2碳酸氢纳（NaHCO3）NaHCO3+H+→Na++H2O+CO2氢氧化铝（Al(OH)3）Al(OH)3+3H+→Al3++3H2O双羟基铝碳酸钠（NaAl(OH)2CO3）NaAl(OH)2CO3+4H+→Na++Al3++3H2O+CO2化合物在胃的作用机制柠檬酸钠（Na3C6H5O7·2H2O）Na3C6H5O7·2H2O+3H+→3Na++H3C6H5O7+2H2O1.2镇痛药我们头痛时会服用阿斯匹林。补牙或拔牙时，牙医会使用奴佛卡因。剧烈疼痛时需要烈性止痛药，如可待因或吗啡，这些化合物虽然非常有用，但服用不当会造成依赖性上瘾，甚至变成杀人凶手。鸦片又叫大烟、烟土。鸦片中含有大约20种生物碱，其中大约10%是吗啡，它是鸦片中起作用的主要成分。吗啡及其衍生物具有镇痛、镇咳和止泻作用，在美国的南北战争和一战中，吗啡挽救了成千上万人的生命。吗啡有两种重要的衍生物。一个是可待因，即吗啡的甲基醚，它的止痛效力和吗啡差不多，但不像吗啡那样容易上瘾。另一个是海洛因，即吗啡的二乙酸酯。海洛因远比吗啡更容易成瘾。因此吗啡及其衍生物未能获得医疗上的广泛应用。吗啡最有效的替代物之一是度冷丁，商业名称叫地美露。度冷丁不像吗啡那样容易使人上瘾，但过量使用仍有较强的成瘾性。另外两种效力较强的止痛药是镇痛新和达尔芬。镇痛新有微弱的成瘾性，而达尔芬的过度滥用则有致死的危险。局部止痛药，即局部麻醉剂，包括可卡因，阿米洛卡因和奴佛卡因等。1860年，尼曼从古柯树叶中成功分离出纯的可卡因结晶。可卡因作为局部麻醉药，很快获得了广泛应用。但其毒性和成瘾性的报道也随之增多，人们不得不寻找毒性低和无成瘾性麻醉药。经过20年的努力，人们终于发现比可卡因更好且没有成瘾性的阿米洛卡因和普路卡因。它们属于芳甲酯类局部麻醉药，化学结构比可卡因简单，易于用化学合成法大规模生产。后来人们又发现了酰胺类、芳香酮类、醚类等多种结构的麻醉药，包括阿司匹林。阿司匹林（乙酰水杨酸）不仅是止痛药，而且也是退热剂。服用阿司匹林的最大危险是当尚未溶解的药片附在胃壁上时，阿司匹林分子在穿越粘膜的脂肪层时，会伤害细胞引起胃出血。对于服用阿司匹林有问题的疼痛患者，扑热息痛(乙酰胺基苯酚)是较理想的替代物。1.3抗生素类药物人生病时，入侵细菌的繁殖比白血球吞食它们快，细菌毒素的增加也比体内抗体抵消它们快。使用抗生素，能有效帮助白血球和抗体消灭引起疾病的微生物，大大增加人们抵抗疾病的能力，从而延长寿命。1632年一种名叫金鸡纳皮的药物从秘鲁输入欧洲，用于治疗疟疾。1844年P.J.Pelletier和J.B.Caventon从金鸡纳皮中分离出抗疟疾的活性成分生物碱奎宁。1877年，L.Pasteur和J.F.Joubert观察到两种不同的微生物在同一培养基上，生长情况各不相同，会出现其中一种微生物损害另一个微生物的现象。1928年A.Fleming观察到在琼脂皿上时，污染的霉菌代谢产物点青霉抑制葡萄球菌繁殖，该代谢产物后来被定名为青霉素(Penicillium)。青霉素类分子通过阻扰细胞壁上形成交联键，而起到杀死细菌的作用。青霉素在医治肺炎、淋病、梅毒、脑膜炎、气性坏疽、创伤感染以及其他传染病方面特别有效。青霉素的发现和临床使用标志着抗生素时代的开始。青霉素与雷达、原子弹并列为第二次世界大战中的三大发明。至今青霉素类抗生素已有了很大的发展。1945年，意大利的布洛祖教授从海边污水排放口的海水中发现了头孢菌素。后来人们进一步发现头孢菌素类和青霉素类在化学结构、理化特性、生物活性、作用原理及临床应用方面极为相似。头孢菌素类的特点是：①广谱；②对酸及各种细菌产生的ß-内酰胺酶，比青霉素类稳定；③过敏发生率较低；④毒性较小。从发现头孢菌素C以来，已发展了好几代头孢菌素类药物。表2部分头孢菌素抗生素分子SNR2R1CONHCOOHOCHNH2NNNCH2CH2SSNNCH3CHNH2结构通式：名称结构式R1R2第一代头孢氨苄（先锋Ⅳ号）-CH3头孢唑啉钠（先锋Ⅴ号）头孢拉定（先锋Ⅵ号）-CH3OCNOCH3SNH2NCNOCH3CH2SCH3ONaNNNOHOCHNHC=ONNH5C2OONNNNCH3CH2S第二代头孢呋新钠（西力欣）-OCOCH3第三代头孢曲松钠（头孢三嗪）头孢哌酮钠（先锋必）临床常用的抗生素有广谱抗生素和窄谱抗生素之分。所谓谱就是范围的大小。引起人体感染的病原微生物种类繁多，抗生素只针对个别的细菌产生杀菌或抑制作用。针对的细菌比较少的抗生素就叫窄谱抗生素。针对的细菌越多，它的谱就越广。使用抗生素的原则是有的放矢，尽量选用针对性强的窄谱药物，只有在对引起感染的病原微生物不太明确的情况下才选用广谱的抗生素。但是一旦明确了致病的微生物以后，就应该使用窄谱的抗生素进行更换。滥用抗生素的危害抗生素的发现和应用是现代医学的一个伟大成就。1936年对氨基磺酸酰胺的临床应用，开始了感染性疾病现代化学治疗的新纪元。1941年青霉素的临床应用，开辟了抗生素治疗的“黄金时代”。现在，世界各国30-80%的住院病人接受过至少一种的抗生素治疗，无数致命性的感染获得了治愈。但人们对抗生素的过分依赖、滥用抗生素，使某些病原菌逐渐产生了耐药性，使原特效的抗生素失去了效力，致使极端顽固的抗药菌种不断涌现，耐药菌的毒力也越来越强，难治疗的感染也越来越多。早在1909年化疗时代开始时，P.Ehrlich就发现了细菌的耐药现象。当细菌长期接触某抗菌素后，其代谢途径可能被调整或更改，从而对药物不再敏感。抗生素一般通过抑制细菌新陈代谢中的某一过程，来达到抑菌的目的，对成熟细胞无能为力。细菌产生耐药性后，还可能会产生某种酶使抗生素失活。上世纪五六十年代，青霉素一次剂量是2万-4万单位，而现在需要用几十万、几百万单位。环丙沙星20年前在临床上应用时，副作用小、疗效好，但现在对60％以上的病人失去作用。1996年2月，英国医生为两位手术后的男子注射万古霉素以防感染，却发现万古霉素被一种由普通肠道球菌变异的新型细菌“吃掉”。这是因为抗生素的滥用使细菌的适应性越来越强，最终导致靠抗生素为生的“超级细菌”问世。此外，滥用抗生素也会带来其它不良后果，如过敏反应和毒副作用等。注射青霉素可导致呼吸困难、喉头水肿，可能会引起Ⅰ型过敏反应，其表现为麻疹、甚至胸闷、气平滑肌痉挛等，以致发生过敏性休克、甚至死亡。四环素易引起胃肠功能紊乱；链霉素可致不可逆的耳聋；氯霉素会引起白细胞减少；庆大霉素会引起肝肾损害、肾功能衰竭与出血等。长期大量使用抗生素，会打破人体的微生态平衡，杀死有益菌群，降低免疫力，影响抗体形成。目前，在中国使用量前15位的药品中，就有10种是抗生素类药物。与世界其他国家相比，我国已成为抗生素使用大国。WHO的最新资料显示：我国住院病人的抗生素使用率高达80%，而花在抗生素类药物上的费用就占总费用的50%以上，这些都远远地高于国际水平。抗生素药物已经排在全国药品销量排行榜的最前面。北京地区的40多家医院里，使用的抗生素药竟占到了全部用药的35％，有的医院甚至占到了70％。北京同仁堂一家药店的抗生素类的药品每年销售收入有七、八十万，占到整个西药药品销售收入的近20%。认识误区1.抗生素越贵越好，治病越有效。2.随意滥用。3.不按医嘱服药。4.多多益善。案例：2006年3月，北京一医院收治了一名普通的咳嗽患者，医生给他用了多种类型的抗生素，仍然没能挽回他年轻的生命。细菌培养发现，病人体内感染的病菌对各种抗生素均耐药。医生分析，这是由于长期不合理使用抗生素造成的后果——因为他有一个特别的生活习惯。患者每天在单位食堂吃饭，顾虑单位食堂不干净，所以每次吃完饭都要吃两粒抗生素，日积月累，最后出了问题。思考：1、谁应当为他的死亡负责？2、为什么没有人指导他合理使用抗生素？3、他服用的抗生素是从哪里获得的？我国、加拿大和美国过量使用抗生素的比例依次为46%、15%和30%。我国每年19.2万死于药品不良反应的人中，由于滥用抗生素的占2/3以上。抗生素类药物的耐药性问题也已经成为21世纪最大的健康问题之一。2004年，广东省有7岁以下的聋儿2万多名，并且还以每年近千名的速度递增。他们当中有58.6%都是因为婴幼儿时期使用过链霉素、庆大霉素、新霉素等耳毒性抗生素导致听力丧失的。误区：感冒就用抗生素病毒或细菌都可以引起感冒。抗生素只对细菌性感冒有用。很多感冒都属于病毒性感冒。严格说来，对病毒性感冒没有什么有效药物，只是对症治疗，而不需要使用抗生素。误区：发烧就用抗生素抗生素仅适用于细菌引起的炎症发热，对病毒性感冒、麻疹、腮腺炎、伤风、流感等无效。咽喉炎、上呼吸道感染者多为病毒引起，抗生素无效。细菌感染引起的发热也有多种类型，不能盲目使用抗生素。如结核引起的发热，盲目使用抗生素会贻误病情。使用抗生素的三不原则：1.不自行购买。抗生素是处方药。2.不主动要求。90％的感冒都不是细菌感染，抗生素并不能加速复原。3.不随便停药。维持药物在身体里的足够浓度，以免制造出抗药性细菌。1.4病毒与抗病毒药抗生素的使用，使结核、白喉等许多由细菌感染的疾病得到了有效的治疗。但另一类由病毒感染引起的疾病，如流感、生殖器疱疹、爱滋病等疾病，使用抗生素的疗效甚微。病毒性疾病对人体的健康造成了巨大的危害。1957年春，流感从中国大陆传至香港，夏季传入欧美，秋季形成全球性大流行，患者达8000万人。1962-1963年间的流感，导致全球约4.6万人死亡。1968年夏季，香港爆发的流感迅速蔓延至全球，仅美国就有3000万人得病，近2万人死亡。大多数病毒直径在0.1μm左右，一般由遗传物质核酸和蛋白质外壳构成。有时外壳还包含脂质或糖蛋白分子。病毒没有任何代谢机能，它们只能寄生于细胞内，其生存完全依赖其它生物。侵入细胞中的病毒在酶催化下不断自我复制，并损害细胞正常机能。当细胞自身分裂时，遗传物质加倍增多，然后一分为二，病毒的遗传物质也会发生同样的变化，并一起进入新的细胞，因此病毒感染常带有传染性。由于病毒与细胞的紧密结合及其高变异性，使化学药品和其它治疗手段就难以对它进行有效的攻击。例如HIV病毒袭击人体的一种T淋巴细胞。病毒借助于储备的逆转录酶，将RNA作为模板合成DNA，然后再将新合成的DNA连接到体细胞遗传物质DNA上，由此改变体细胞的编码，使其产生HIV病毒的遗传物质及形成病毒外壳需要的蛋白质。通过细胞分裂，病毒又得以繁殖，产生新的病毒颗粒，再去攻击其它的T淋巴细胞，最终导致人体免疫系统瘫痪，使病人极容易感染其它疾病，并由于无力抵抗疾病的侵略而死亡。爱滋病病毒在体外的存活时间极短，传染途径包括血液、性行为、吸毒和母婴传染等，主要方式是性行为。全球感染爱滋病毒的成年人中，因性行为不洁而感染病毒的约占75-85%；通过吸毒和血制品感染病毒的分别约占5-10%和3-5%。在感染爱滋病病毒的儿童中，通过母婴传染的约占