Cele 7 importante contribuții ale chimiei la medicină

Contribuțiile chimiei la medicină au contribuit la dezvoltarea multor progrese care salvează în mod constant vieți, ceea ce ne permite să trăim mai mult, mai fericiți și mai sănătoși.

De-a lungul multor istorii umane, medicina și îngrijirea sănătății erau primitive. Dacă oamenii s-au îmbolnăvit sau răniți, medicii nu puteau face decât să-i mângâie și să-i păstreze curat.

Ultimii 100 de ani au revoluționat modul în care medicii tratează pacienții pentru a vindeca bolile, a repara leziunile și chiar a preveni problemele de sănătate înainte de a le produce.

Chimiștii și inginerii chimici, cu munca lor grea, au contribuit la evoluția medicinei moderne prin dezvoltarea unor noi produse farmaceutice, crearea de noi echipamente medicale și perfecționarea proceselor de diagnosticare.

Milioane de vieți omenești au fost salvate și îmbunătățite prin progresele medicale dezvoltate prin chimie (Health and Medicine, 2011).

Principalele contribuții ale chimiei în medicină

Biochimia este studiul chimiei care apare în organismele vii. Se concentrează în special asupra structurii și funcției componentelor chimice ale organismelor.

Biochimia guvernează toate organismele vii și toate procesele care apar în ele. Procesele biochimice ajută la explicarea complexității vieții prin controlul fluxului de informații și prin intermediul semnalizării biochimice și a fluxului de energie chimică prin metabolizare.

Pentru a înțelege modul în care o boală afectează organismul, trebuie să înțelegem corpul uman ca întreg.

De ani de zile, medicii au studiat numai anatomia umană fără a înțelege funcționarea fiziologică și biochimică. Dezvoltarea chimiei a schimbat modul în care a fost făcută medicina (Marek H Dominiczak, SF).

2- Fabricarea medicamentelor

Cele mai multe medicamente sunt implicate în inhibarea unei enzime specifice sau exprimarea unei gene.

Blocarea situsului activ al unei enzime necesită un "blocant sau inhibitor" conceput special pentru a dezactiva funcția enzimei.

Deoarece enzimele sunt proteine, funcțiile lor diferă în funcție de formă și medicamentele inhibitoare trebuie personalizate pentru fiecare enzimă țintă.

De la o aspirină la antiretrovirale pentru tratamentul HIV, acest lucru a necesitat studiul și cercetarea și dezvoltarea chimiei.

Descoperirea și dezvoltarea drogurilor este una dintre cele mai complexe și mai costisitoare activități din cadrul industriei farmaceutice.

Acesta acoperă o gamă largă de activități end-to-end cu o cantitate mare de lanțuri de aprovizionare și servicii de asistență. Se estimează că costul mediu pentru cercetarea și dezvoltarea fiecărui medicament de succes este între 800 și 1000 de milioane de dolari (Radhakrishnan, 2015).

3- Chimie medicală

Deși este adevărat că farmacologia este responsabilă de dezvoltarea medicamentelor, descoperirea se află în domeniul chimiei medicale.

Identificarea și validarea țintelor de droguri, proiectarea rațională a medicamentelor (bazată pe obiective), biologia structurală, proiectarea medicamentelor pe baza calculelor computaționale, dezvoltarea metodelor (chimice, biochimice și computaționale) și dezvoltarea "H2L" .

Tehnicile și abordările biologiei chimice, chimia organică sintetică, biochimia combinatorică, enzimologia mecanică, chimia computatională, genomica chimică și screening-ul cu randament ridicat sunt utilizate de către medicii chimici pentru descoperirea de medicamente (The Regents de la Universitatea din Michigan., SF).

Medicina chimică este una dintre zonele cu cea mai rapidă creștere în cadrul disciplinei de chimie la nivel global. Este studiul designului, efectelor biochimice, aspectelor de reglementare și etică ale medicamentelor pentru tratamentul bolii (Universitatea din Auckland, SF).

Când un bioanalizator efectuează un test de sânge, el folosește chimia. Departamentele de chimie din laboratoarele medicale ale spitalului analizează sânge, urină etc. pentru a analiza proteinele, zaharurile (glucoza din urina este un semn al diabetului zaharat) si alte substante metabolice si anorganice.

Testele electrolitice sunt un test de sânge de rutină, care testează lucruri precum potasiul și sodiul.

Chimiștii au dezvoltat instrumente utile de diagnostic utilizate în fiecare zi în spitale, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică și tomografia computerizată.

Aceste tehnici permit imaginilor (folosind valuri magnetice sau raze X) astfel încât medicii să poată vedea organele, oasele și țesuturile în interiorul unui pacient (chimistryinmedicine, 2012).

5- Materiale medicale

Dincolo de contribuțiile pe care le-a făcut chimia în medicină, putem menționa și modul în care chimia este implicată zilnic în spitale și clinici.

Din mănuși de latex, catetere, pungi de urină, sonde, chiar seringi sunt făcute cu materiale chimice.

Industria chimică este responsabilă pentru producerea de proteze. Aceste proteze sunt folosite pentru înlocuirea membrelor pierdute sau pentru chirurgia cosmetică, cum ar fi proteza mamară.

Pe de altă parte, atunci când un os este înlocuit la un pacient, acesta trebuie făcut cu un material pe care organismul nu îl respinge. Este de obicei titan, dar cercetările au fost făcute pentru înlocuirea cu material sintetic similar cu coralul.

7- Genetica umană

Biologia moleculară este ramura biochimiei responsabile pentru studiul ADN-ului. În ultimii ani s-au făcut progrese importante în acest domeniu care ne ajută să înțelegem rolul codului genetic în ființele vii și acest lucru a ajutat la îmbunătățirea medicinei.

Un exemplu în acest sens este conceptul de interferență ARN (iARN), unde ingineria produselor biochimice este utilizată pentru a inhiba translația ARNm într-o secvență de aminoacizi prin ribozomi care necesită chimie.

În iARN, o piesă proiectată de ARN dublu catenar taie literalmente mRNA pentru a împiedica traducerea ei.

Originea aplicării chimiei în medicină

Totul a început cu Paracelso

Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493-1541), numit Paracelsus, este omul care a pionierat folosirea mineralelor și a altor substanțe chimice în medicină.

Mercur, plumb, arsen și antimoniu, otrăvuri pentru specialiști, au fost vindecate în opinia sa.

"În toate lucrurile există o otravă, și nu există nimic fără o otravă, depinde doar de doză, dacă otrava este otravă sau nu ..."

Deși majoritatea rețetelor sale au scăzut din favoare, arsenul este încă folosit pentru a ucide anumiți paraziți. Antimoniul a fost folosit ca un purgativ și a câștigat multă popularitate după ce a fost folosit pentru a vindeca Louis XIV.

Paracelsus a scris multe cărți despre medicină, deși majoritatea lucrărilor sale nu a fost publicată decât după moartea sa, iar influența sa a crescut postum.

Paracelsus a câștigat un susținător important în Peder Sorensen (cunoscut și sub numele de Petrus Severinus), al cărui Idea medicinæ philosophicae publicat în 1571 a apărat Paracelsus asupra lui Galen, considerat autoritatea medicală supremă.

Primele cursuri de chimie medicală au fost predate la Jena la începutul anilor 1600 și noul medicament chimic inventat de Paracelsus a fost publicat în Imperiul Otoman la scurt timp după aceea.

Deși ne gândim la Paracelsus ca primul chimist medical, el sa considerat el însuși un alchimist, iar astrologia și misticismul abundă în scrierile sale, chiar și pregătirile sale de substanțe chimice sunt ca niște pasaje din grimoire.

În orice caz, el a avut sufletul unui om de știință și a preferat o experiență directă față de vechile autorități. Deși nu a fost pe deplin apreciată până la moartea sa, medicina ar fi un domeniu diferit fără contribuțiile sale (Steven A. Edwards, 2012).