В последние десятилетия веществам, влияющим на психику, уделялось большое внимание. Результатом ряда исследований явилось лучшее понимание химической стороны процессов, протекающих в мозге, и появление новых эффективных препаратов для лечения психических расстройств.

     Выяснилось, что ключевую роль в деятельности центральной нервной системы играют некоторые аминосоединения со сравнительно простой структурой. Это ацетилхолин, норадреналин, допамин, серотонин и g-аминомасляная кислота. Предполагается, что психофармакологические средства каким-то образом взаимодействуют с этими соединениями.

     

     Появление в медицине психофармакологических средств привело к принципиальным положительным изменениям в лечении психических заболеваний.

     Стоит упомянуть, что некоторые из приведенных  веществ обладают и другими фармакологическими действиями. Так, например, хлорпромазин применяется как противорвотное средство, резерпин — для снижения высокого кровяного давления (гипертония).

     Следует отметить еще снотворные вещества, т. е. вызывающие сон. Из них наиболее важны барбитураты — соединения, образующиеся при конденсации замещенных эфиров малоновой кислоты и мочевины:

     

     Если  при конденсации вместо мочевины взять тиомочевину, то получим тиобарбитураты.

     Барбитураты представляют собой производные  барбитуровой кислоты (R₁ = R₂ = H). К наиболее известным барбитуратам относится фенобарбитал (R₁ = C₆H₅, R₂ = C₂H₅), затем амобарбитал и тиопентал, или пентотал (тиобарбитурат), применяемые внутривенно для анестезии.

     Из  снотворных препаратов заслуживает  также упоминания талидомид, или контерган, печально известный своим тератогенным (вызывающим уродства у новорожденных) действием. В начале 70-х годов прошлого столетия в Западной Европе у матерей, употребляющих это вещество в период беременности в качестве снотворного, рождались дети в основном с деформированными конечностями.

     Снотворные в малых дозах действуют как седатвные препараты, то есть вещества, обладающие успокаивающим действием, но не вызывающие сна. Снотворными являются и некоторые сравнительно простые производные мочевины, например бромисовал, и производные валериановой кислоты, содержащиеся, например, в валоседане.

     

2.4. Антигистаминные препараты

     Современный способ жизни сопровождается увеличением  числа некоторых заболеваний. Упомянем, например, инфаркты, гипертонию, ожирение, кариес зубов и не в последнюю очередь всевозможные аллергические заболевания (чрезмерная чувствительность организма к специфическим внешним раздражителям, называемым аллергенами). Так, для некоторых людей аллергеном может служить пыльца определенных растений, для других — пыль, определенное лекарство и т. д. К числу аллергических заболеваний относятся, например, астма, крапивница, сенной насморк, отеки при укусах насекомых. Для всех этих болезненных состояний характерно повышенное содержание гистамина (вещества, образующегося при декарбоксилировании аминокислоты гистидина) в крови аллергика, что является одним из следствий действия аллергена на организм.

     

     Терапия аллергических заболеваний основана на действии веществ, подавляющих влияние гистамина и потому называемых антигистаминными препаратами. Известен ряд таких веществ с различной химической структурой. Из препаратов этой группы можно отметить, например, альфадрил, кинедрил, дитиаден и медрин. Все эти вещества вызывают также сонливость, поэтому их нельзя применять, например, шоферам. Кинедрил и медрин служат также средствами против кинетозов, то есть против укачивания при езде на транспорте, особенно на судах.

     

     

2.5. Анаболические средства

     Это полученные синтетически стероидные соединения, обладающие заметным анаболическим  действием, которое заключается в усиленном образовании белков. Поэтому они применяются в медицине после тяжелых операций, при ожогах и при заболеваниях, связанных с уменьшением содержания белков в организме. Анаболическим действием обладают и мужские половые гормоны.

     В результате применения анаболических средств сильно развиваются скелетные мышцы, поэтому некоторые спортсмены, стремясь достичь высоких результатов, злоупотребляют этими препаратами, что очень опасно и может привести к гормональным нарушениям и механическим повреждениям прикрепления мышц к скелету. По этой причине использование этих препаратов в спорте запрещено, и этот запрет строго соблюдается.

     К распространенным анаболикам относятся, например, стенолон, демалон или суперанаболон.

     

     

2.6. Химиотерапевтические средства

     Химиотерапевтические  средства — это вещества, токсичные  для возбудителей инфекций (вирусов, бактерий, плесени, простейших), но не оказывающие вредного побочного действия на здоровье человека. Сюда же относятся и противораковые средства, т. е. вещества, тормозящие рост злокачественных опухолей.

     Химиотерапевтические  средства можно приблизительно разделить  на три категории: противомикробные (бактериостатики), противоопухолевые (цитостатики) и противопаразитарные (виростатики), первые из которых тормозят рост бактерий, вторые — опухолей и третьи — вирусов, простейших.

     Противомикробные  средства. Началом эры химиотерапевтических средств, конкретнее, противомикробных средств (бактериостатиков) можно считать 1910 г., когда Эрлих впервые применил для лечения сифилиса сальварсан, полимерное производное фениларсина. Но важнейшим поворотным пунктом в развитии этого нового метода лечения был 1932 г., когда был получен красный азокраситель пронтозил, очень эффективное средство при лечении некоторых инфекционных заболеваний. Курьезно, что этот препарат оказывал действие при приеме больными (т. е. in vivo), но был неэффективен при испытаниях непосредственно на микроорганизмах в пробирке (т. е. in vitro). Позднее было установлено, что в организме человека пронтозил разрушается с образованием сульфаниламида, амида сульфаниловой кислоты (т. е. п-аминобензолсульфокислоты), который и оказывает химиотерапевтическое действие.

     

     С тех пор было синтезировано большое  число производных сульфаниламида, полученных замещением одного из атомов водорода группы SO₂NH₂ на гетероциклический или другой остаток. Эти соединения относятся к так называемым сульфонамидам (раньше называвшимся сульфамидами), с помощью которых удалось побороть многие инфекционные заболевания. К сульфонамидам относятся сульфадиазин, сульфагуанидин, сульфатиазол и многие другие препараты. Они эффективны прежде всего против стрептококковых и стафилококковых заболеваний (скарлатина, ангины, разные воспаления и т. д.). Действие сульфонамидов на микроорганизмы заключается в том, что при синтезе фолиевой кислоты (которая вырабатывается в самом микроорганизме и необходима для его жизни) в присутствии сульфонамида вместо п-аминобензойной кислоты, часть которой содержится в фолиевой кислоте, в молекулу встраивается сульфонамид, который похож на п-аминобензойную кислоту. Это приводит к гибели микроорганизма.

     

     Значение  сульфонамидов резко уменьшилось  в наши дни, в эпоху антибиотиков — веществ, которые производятся микроорганизмами и препятствуют росту других микроорганизмов. Тем не менее сульфонамиды остаются ценными лекарствами в тех случаях, когда антибиотики нельзя применять (болезненная чувствительность пациента к определенному антибиотику, устойчивая к антибиотикам инфекция), и используются также для приема внутрь при диабете.

     К химиотерапевтическим средствам, используемым для лечения туберкулеза, кроме антибиотика стрептомицина, относятся прежде всего п-аминосалициловая кислота и гидразид изоникотиновой кислоты, изониазид, известный также под сокращенным названием INH.

     

     Антибиотики — очень ценные химиотерапевтические средства, и без них невозможно себе представить современную медицину.

     Противоопухолевые средства. Злокачественные опухоли представляют сейчас вторую (после сердечных заболеваний) из причин смертности людей. И хотя современные способы их лечения, прежде всего хирургические методы и облучение, в ряде случаев оказываются очень удачными, получение эффективного химиотерапевтического средства для лечения этих заболеваний остается мечтой каждого химика-органика. Однако проблема злокачественных образований чрезвычайно сложна и, по-видимому, так и не удастся получить химиотерапевтическое средство, которое было бы эффективным против всех опухолей. Но и частичный успех в этом направлении был и будет очень ценным. Приведем несколько типов веществ, которые с большим или меньшим успехом применялись для лечения определенных форм злокачественных образований. Одну группу образуют вещества, которые можно назвать алкилирующими реактивами. Эти очень реакционноспособные соединения способны алкилировать такие биологически важные соединения, как белки или нуклеотиды. Алкилирование понижает скорость роста опухолевых клеток и их деления (алкилирующие реагенты оказывают аналогичное действие и на здоровые клетки, но поскольку опухолевые клетки растут и делятся быстрее, то и влияние на них этих реагентов будет более сильным). Ниже приведены примеры алкилирующих реагентов:

     

     Действие  дакарбазина на опухоли заключается  в том, что он отщепляет диазометан, очень эффективный метилирующий реагент, и в то же время действует как антиметаболит.

     Другим  типом лекарственных средств, применяемых в терапии злокачественных опухолей, являются антиметаболиты, действие которых основано на принципе структурной аналогии с естественными элементами метаболических процессов.

     Таким образом, речь идет о веществах, очень  похожих по структуре на нормальные метаболиты (например, их молекулы содержат F вместо H, S вместо О или NH вместо О) и встраивающихся вместо них в сложные соединения, что приводит в дальнейшем к блокированию определенных механизмов и повреждению клеток. Поскольку метаболизм опухолевых клеток протекает намного быстрее, чем метаболизм здоровых клеток, то опухолевые клетки повреждаются в большей степени.

     Примерами антиметаболитов являются 5-фтороурацил  и некоторые его производные, как, например, 2-тетрагидрофурильное  производное (фторафур) и 2-дезоксирибозид (флоксуридин). Все три приведенных соединения блокируют метаболизм нуклеиновых кислот, встраиваясь в них вместо урацила.

     

     К антиметаболитам можно отнести  и бактериостатики, сульфонамиды и  п-аминосалициловую кислоту.

     Кроме антиметаболитов для лечения злокачественных опухолей применяется ряд других веществ, например некоторые антибиотики, гормоны, алкалоиды и другие соединения, в том числе соединения платины. 
 
 
 
 

     3. Органическая химия  в современных  биологических науках

     Общеизвестно, что химия и биология долгое время  шли каждая своим собственным путем, хотя давней мечтой химиков было создание в лабораторных условиях живого организма.

     Резкое  укрепление взаимосвязи химии с  биологией произошло в результате создания А. М. Бутлеровым теория химического строения органических соединений. Руководствуясь этой теорией, химики-органики вступили в соревнование с природой. Последующие поколения химиков проявили большую изобретательность, труд, фантазию и творческий поиск в направленном синтезе вещества. Их замыслом было не только подражать природе, они хотели превзойти ее. И сегодня мы можем уверенно заявить, что во многих случаях это удалось.

     Поступательное  развитие науки XIX в., приведшее к  открытию структуры атома и детальному познанию строения и состава клетки, открыло перед химиками и биологами практические возможности совместной работы над химическими проблемами учения о клетке, над вопросами о характере химических процессов в живых тканях, об обусловленности биологических функций химическими реакциями.