7 najważniejszych wkładów chemii w medycynę
Wkład chemii w medycynę pomógł rozwinąć wiele postępów, które stale ratują życie, pozwalając nam żyć dłużej, szczęśliwsi i zdrowiej.
Przez większość historii ludzkości medycyna i opieka zdrowotna były prymitywne. Gdyby ludzie zachorowali lub doznali obrażeń, lekarze nie mogliby nic więcej zrobić, jak tylko ich pocieszyć i utrzymać w czystości.
Ostatnie 100 lat zrewolucjonizowało sposób, w jaki lekarze leczą pacjentów w celu leczenia chorób, naprawiania urazów, a nawet zapobiegania problemom zdrowotnym, zanim one wystąpią.
Chemicy i inżynierowie chemiczni dzięki swojej ciężkiej pracy pomogli w ewolucji nowoczesnej medycyny poprzez rozwój nowych produktów farmaceutycznych, tworzenie nowego sprzętu medycznego i udoskonalanie procesów diagnostycznych.
Miliony istnień ludzkich zostały uratowane i ulepszone dzięki postępom w medycynie opracowanym dzięki chemii (Health and Medicine, 2011).
Główny wkład chemii w medycynie
Biochemia to badanie chemii zachodzącej w żywych organizmach. Koncentruje się zwłaszcza na strukturze i funkcji chemicznych składników organizmów.
Biochemia rządzi wszystkimi żywymi organizmami i wszystkimi zachodzącymi w nich procesami. Procesy biochemiczne pomagają wyjaśnić złożoność życia poprzez kontrolowanie przepływu informacji i za pomocą sygnalizacji biochemicznej i przepływu energii chemicznej poprzez metabolizm.
Aby zrozumieć, jak choroba wpływa na organizm, musimy zrozumieć ciało ludzkie jako całość.
Przez lata lekarze studiowali tylko anatomię człowieka bez zrozumienia jego fizjologicznego i biochemicznego funkcjonowania. Rozwój chemii zmienił sposób wytwarzania leku (Marek H Dominiczak, SF).
2- Produkcja leków
Większość leków wiąże się z hamowaniem określonego enzymu lub ekspresją genu.
Blokowanie miejsca aktywnego enzymu wymaga „blokera lub inhibitora” zaprojektowanego specjalnie w celu dezaktywacji funkcji enzymu.
Ponieważ enzymy są białkami, ich funkcje różnią się w zależności od postaci, a leki hamujące muszą być dostosowane do każdego docelowego enzymu.
Od aspiryny po leki antyretrowirusowe w leczeniu HIV, wymagało to badań i badań w dziedzinie chemii.
Odkrycie i rozwój leków jest jednym z najbardziej złożonych i kosztownych działań w ramach przemysłu farmaceutycznego.
Obejmuje szeroki zakres kompleksowych działań z dużą ilością łańcucha dostaw i usług wsparcia. Szacuje się, że średni koszt badań i rozwoju każdego udanego leku wynosi od 800 do 1000 milionów dolarów (Radhakrishnan, 2015).
3- Chemia lecznicza
Chociaż prawdą jest, że farmakologia jest odpowiedzialna za rozwój leków, jej odkrycie leży w chemii medycznej.
Identyfikacja i walidacja celów leków, racjonalne projektowanie leków (w oparciu o cele), biologia strukturalna, projektowanie leków w oparciu o obliczenia obliczeniowe, rozwój metod (chemicznych, biochemicznych i obliczeniowych) oraz rozwój „H2L”,
Techniki chemii chemicznej, syntetycznej chemii organicznej, kombinatorycznej biochemii, enzymologii mechanistycznej, chemii obliczeniowej, genomiki chemicznej i wysokowydajnych badań przesiewowych są wykorzystywane przez chemików medycznych do odkrywania leków (Regents University of Michigan., SF).
Chemia lecznicza jest jednym z najszybciej rozwijających się obszarów w dziedzinie chemii na poziomie globalnym. Jest to badanie projektu, efektów biochemicznych, aspektów regulacyjnych i etycznych leków do leczenia choroby (The University of Auckland, SF).
Kiedy bioanalityk wykonuje badanie krwi, używa chemii. Działy chemii w laboratoriach medycznych szpitala analizują krew, mocz itp. do analizy białek, cukrów (glukozy w moczu jest oznaką cukrzycy) i innych substancji metabolicznych i nieorganicznych.
Testy elektrolitowe są rutynowym badaniem krwi, badającym takie rzeczy jak potas i sód.
Chemicy opracowali przydatne narzędzia diagnostyczne używane codziennie w szpitalach, takie jak obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego i tomografia komputerowa.
Techniki te umożliwiają obrazowanie (za pomocą fal magnetycznych lub promieni rentgenowskich), dzięki czemu lekarze mogą zobaczyć organy, kości i tkanki wewnątrz pacjenta (chemistryinmedicine, 2012).
5- Materiały medyczne
Poza wkładem chemii w medycynę, możemy również wspomnieć o codziennym zaangażowaniu chemii w szpitalach i klinikach.
Z rękawic lateksowych, cewników, worków na mocz, sond, nawet strzykawki są wykonane z materiałów chemicznych.
Przemysł chemiczny jest odpowiedzialny za produkcję protez. Protezy te są używane do wymiany utraconych kończyn lub chirurgii kosmetycznej, takiej jak proteza piersi.
Z drugiej strony, gdy kość jest wymieniana u pacjenta, musi to być zrobione z materiału, którego organizm nie odrzuca. Zazwyczaj jest to tytan, ale przeprowadzono badania w celu zastąpienia materiału syntetycznego podobnego do koralowca.
7- Genetyka człowieka
Biologia molekularna jest gałęzią biochemii odpowiedzialną za badania DNA. W ostatnich latach poczyniono ważne postępy w tej dziedzinie, które pomagają nam zrozumieć rolę kodu genetycznego w żywych istotach, co pomogło poprawić medycynę.
Przykładem tego jest koncepcja interferencji RNA (iRNA), gdzie inżynieria produktów biochemicznych jest wykorzystywana do hamowania translacji mRNA do sekwencji aminokwasowej przez rybosomy wymaga chemii.
W iRNA zaprojektowany fragment dwuniciowego RNA dosłownie tnie mRNA, aby zapobiec jego translacji.
Pochodzenie zastosowania chemii w medycynie
Wszystko zaczęło się od Paracelso
Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493-1541), zwany Paracelsus, jest człowiekiem, który zapoczątkował stosowanie minerałów i innych substancji chemicznych w medycynie.
Rtęć, ołów, arsen i antymon, trucizny dla specjalistów, były jego zdaniem lekarstwem.
„We wszystkich rzeczach jest trucizna i nie ma nic bez trucizny, zależy to tylko od dawki, czy trucizna jest trucizną czy nie ...”
Chociaż większość jego przepisów wypadła z łask, arszenik jest nadal używany do zabijania niektórych pasożytów. Antymon był używany jako środek przeczyszczający i zyskał dużą popularność po uzdrowieniu Ludwika XIV.
Paracelsus napisał wiele książek o medycynie, chociaż większość jego prac nie została opublikowana po śmierci, a jego wpływy wzrosły pośmiertnie.
Paracelsus zdobył ważnego zwolennika w Peder Sorensen (znany również jako Petrus Severinus), którego Idea medicinæ philosophicae opublikowana w 1571 roku broniła Paracelsusa przed Galenem, uważanym za najwyższy autorytet medyczny.
Pierwsze kursy chemii medycznej odbyły się w Jenie na początku XVII wieku, a nowy lek chemiczny wynaleziony przez Paracelsusa został opublikowany w Imperium Osmańskim wkrótce potem.
Chociaż uważamy Paracelsusa za pierwszego chemika medycznego, uważał się za alchemika, a astrologia i mistycyzm obfitują w jego pismach, nawet jego preparaty chemikaliów są jak fragmenty z grimoire.
W każdym razie miał duszę naukowca i wolał bezpośrednie doświadczenie od starożytnych władz. Chociaż nie był w pełni doceniony aż do śmierci, medycyna byłaby inną dziedziną bez jego wkładu (Steven A. Edwards, 2012).