大学化学药物化学基础精要.ppt
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1、现代大学化学 Modern College Chemistry 第9章 药物化学基础 Chapter 9 Medicine Chemistry,本章概要 9.1 人类历史上的重大病疫 鼠疫;天花;霍乱;伤寒;肺结核;麻风病;疟疾 9.2 解热镇痛药APC 9.3 抗生素 机理;青霉素;头孢菌素类;四环素类;氨基糖苷类;大环内酯类;磺胺类;喹诺酮类 9.3 常见疾病的病理与药物 高血压;糖尿病;肾炎与肾衰竭;肿瘤;白血病;中枢神经系统疾病;栓塞。 9.4 毒品 分类;定义;特点;作用机制;毒品分论(阿片类;,大麻类;古柯类;苯丙胺类;致幻剂;烟酒与挥发性溶剂) 9.5 毒物 微生物毒素 (肉毒毒
2、素;白喉毒素;破伤风毒素;狂犬病毒);动物毒素 (蛇毒;河豚毒;蜘蛛毒); 植物毒素 (毒蘑菇;马钱子碱;其它植物);无机毒物 (砷化合物;氰化物;磷化锌); 人造毒剂 (芥子气;沙林;梭曼;塔崩;农药;毒鼠强); 环境毒物 (重金属;三致性毒物)。 复 习:教材第15章 本章习题:15.3;15.12;15.15,9.1 人类历史上的重大病疫 鼠疫:由鼠疫杆菌 (寄生于啮齿类动物体内的一种细菌)引起的一种烈性传染病,分腺型(攻击淋巴系统,表现为淋巴结肿大)和肺型(引发肺炎,又称黑死病)两种,继发败血症伴高热。无对症治疗的死亡率50%,采用抗生素治疗时死亡率5%。6世纪首发于古罗马,死亡1亿;
3、14世纪蔓延于欧洲,欧洲死亡1/3;第三次(18901930),死亡千余万。,天花:由天花病毒引起的烈性传染病,表现为严重的全身中毒症状和循序出现的斑疹、疱疹、浓疮,最后常留有疤痕。常伴发有皮肤脓肿、中耳炎、眼球炎、支气管炎等,重者可引发败血症、骨髓炎、脑膜炎等,致死率较高。1980年起,WHO宣布天花已在世界范围内被消灭,是迄今人类消灭的唯一传染病。,霍乱:由霍乱弧菌引起的急性肠道传染病。典型的临床表现为腹泻、呕吐和由此引起的体液丢失、脱水、周身循环衰竭、电解质紊乱等,进而导致低血容量性休克、肾功能衰竭和代谢性酸中毒。不及时抢救则死亡率甚高。 伤寒:由伤寒杆菌引起的急性肠道传染病,其临床表现
4、为持续发热、脉搏微弱、表情呆滞、反应迟钝、肝脾肿大、白细胞减少等。由于肠壁组织坏死,常伴有肠出血、溃疡、穿孔等并发症,内失血、肾功能受影响。,肺结核:由结核杆菌通过呼吸道传染侵入肺脏后引起的肺脏的炎症。常见的临床表现为咳嗽、咯痰、咯血、胸痛、发热、乏力、食欲减退等。受感染的肺泡和毛细血管纤维化、钙化,导致O2吸收困难;胸腔积液、胸膜增厚可限制肺的扩张进而降低有效通气量,最终导致呼吸急促、缺氧甚至呼吸衰竭。,麻风病:一种由麻风杆菌引起的慢性传染病,主要表现为皮肤黏膜和周围神经的病变。发病后皮肤对热、痛、触的感觉麻木甚至消失,神经粗大,肢体畸形甚至毁容。严重者内脏也受到侵犯。目前中国有麻风病人不足
5、10万人。 疟疾:由按蚊传播、并将虐原虫寄生于人体引起的寄生虫病。由于虫体的代谢产物能刺激大脑中的体温调节中枢,使体温产生“寒颤-高热-大汗降温”的周期性变化。随原虫种类的不同,发作周期为3d、2d或1d不等。反复发作破坏了大量红细胞,导致贫血和肝脾肿大。,9.2 解热镇痛药APC APC由阿司匹林、菲那西汀和咖啡因组成。其主要的三个生理功能是止痛、退热降温和消炎。 阿司匹林(Aspirin)的化学名为乙酰水杨酸,由水杨酸(邻羟基苯甲酸)与冰醋酸(醋酐)反应而得: 水杨酸 冰醋酸 乙酰水杨酸 醋酸,菲那西汀(Phenacetin)的化学名为乙酰氨基苯乙醚,另一个与其结构、性能相似的具解热、镇痛
6、功能的药物是乙酰氨基酚 (扑热息痛)。其结构式分别为: 菲那西汀(乙酰氨基苯乙醚) 扑热息痛(乙酰氨基酚) 咖啡因(Caffeine) :一种中枢神经兴奋药。以后再讨论。,9.2 抗生素 抗生素是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。,9.2.1 抗生素的杀菌机理 抑制细菌细胞壁的合成,导致细菌细胞破裂而死亡。哺乳动物的细胞没有细胞壁,故不受这些药物的影响。如青霉素类、头孢菌素类。 与细胞膜作用而影响膜的渗透性,导致细胞内外能量、物质交换受阻而死亡。如多粘菌素和短杆菌素等。 与细菌核糖
7、体或其反应底物(如tRNA、mRNA)相互所用,抑制蛋白质的合成。如氯霉素、四环素类、氨基糖苷类、利福霉素类等。,阻碍细菌DNA的复制和转录,阻止细胞的分裂。如喹诺酮类、二氯基吖啶等。 影响叶酸的代谢。叶酸是微生物生长过程中的必要物质,也是构成体内叶酸辅酶的 基本原料。磺胺类、甲氧苄啶类药物分别抑制二氢叶酸合成酶和二氢叶酸还原酶,干扰叶酸代谢,影响核酸前体物质嘌呤、嘧啶的合成,从而发挥抗菌作用。,9.2.2 青霉素(Penicillin) 青霉素是从青霉菌的分泌物中提炼出来的一种化学物质,其杀菌能力比当时的王牌抗感染药磺胺嘧啶等强20倍。挽救了成千上万人的生命,人类的平均寿命因此延长了10岁。
8、 当前,青霉素类包括天然青霉素和半合成青霉素两种。天然青霉素通过发酵制得(共7种,其中G含量最高、疗效最好),半合成青霉素是将R基用其它侧链取代,得到了一系列耐酸、广普、高效的青霉素衍生物。,9.2.3 头孢菌素类抗生素 头孢菌素类抗生素包括天然头孢菌素和半合成头孢菌素两类。当前临床使用的均为半合成头孢菌素。 半合成头孢菌素是对天然头孢菌素的结构进行修饰改性而得到的产物,其稳定性、杀菌广普性均优于青霉素。 临床常用的半合成 头孢菌素药物有: 头孢氨苄、头孢 拉定、头孢噻吩、 头孢噻啶等。,天然头孢菌素,头孢氨苄,头孢拉定,9.2.4 四环素类抗生素 四环素类抗生素是由放射菌产生的一类广普抗生素
9、。包括金霉素、土霉素、四环素及其半合成衍生物。 四环素类抗生素遇强光变色,在酸碱条件下易水解失活。遇钙镁离子生成水不溶性的钙盐镁盐。毒副作用较多,细菌易产生抗药性。临床应用受到一定的限制。,9.2.5 氨基糖苷类抗生素 氨基糖苷类抗生素由链霉菌等细菌产生的具有氨基糖苷结构的抗生素。属于该类抗生素的有链霉素、卡那霉素、庆大霉素和新霉素等。 氨基糖苷类抗生素极性高、水溶性好而脂溶性差,故需采用注射给药。 该类抗生素在体内代谢性差,故对肾有毒性。另一个副作用是不可逆性致聋。,9.2.6 大环内脂类抗生素 大环内脂类抗生素是由链霉菌产生的一类弱碱性抗生素,其结构特征为分子中含有一个十四元或十六元的大环
10、。属于该类抗生素的有红霉素、螺旋霉素 和麦迪霉素等。 该类抗生素对酸碱不稳定,在体 内大环易被酶水解而失活。为克 服这些缺点,对这类抗生素的结 构进行了改造。 改造后的药(如乙酰螺旋霉素等), 稳定性、亲脂性、杀菌性均有提高。,红霉素,9.2.7 磺胺类药物 磺胺类药物是人类使用最早的抗生素。磺胺类抗生素的使用使死亡率很高的细菌性传染病得到了控制,挽救了成千上万人的生命。 磺胺类药物为合成药物。它的发现和应用开创了化学治疗的新纪元。 根据对磺胺类药物作用机制的研究建立起来的有关作用机制的学说,开辟了一条从 代谢拮抗寻找新药的途径。 磺胺类药物目前已很少使 用。但根据其副作用而发 现的具有磺胺结
11、构的利尿 药和降血糖药仍在广泛使 用中。,9.2.8 喹诺酮类抗生素 由于用化学合成方法所获得的药物比用发酵法获得的药物要廉价得多,因此喹诺酮类合成药物的问世是划时代的。 喹诺酮类药物的第1代(19621969)为萘啶酸,第2代(1970 1977) 代表是吡哌酸, 第3代代表有环丙沙星、诺氟沙星和氧氟沙星等,第4代有曲伐沙星和阿拉沙星等。,喹诺酮类抗菌药物的抑菌机制为抑制某些对DNA的复制、转录和修复起决定作用的酶的合成,因而防止细菌的复制。 避免滥用抗生素!,萘啶酸 吡派酸 诺氟沙星,喹诺酮核 氧氟沙星 环丙沙星,9.3 常见疾病的病理与药物 9.3.1 高血压 循环系统由心脏和血管组成,
12、其主要功能是推动和运送血液使其环流全身。心脏是血液循环的动力器官,血管是血液流动的管道,血液是输运氧、营养物质和代谢产物的介质。() 血压是血液在血管内流动时,作用于血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的动力。心室收缩,血液从心室流入动脉,此时血液对动脉的压力最高,称为收缩压。心室舒张,动脉血管弹性回缩,血液仍慢慢继续向前流动,但血压下降,此时的压力称为舒张压。,血压的测量: 常用的血压计是台式水银柱血压计,它由血压计、气袖带、橡皮球囊组成,测量时需配用听诊器进行测量。 充气时,一旦袖带内压力超过动脉收缩压,血管被压闭,血流被阻断,血管的远端就听不到动脉的搏动音。 放气后,当袖带内压力低于动
13、脉收缩压时血管开放,血流恢复,产生动脉搏动音,听到第一声动脉搏动音(听诊音)时袖带内的压力即为收缩压。继续放气,当袖带内压力低于舒张压时,血管完全通畅,血流不再被阻断,动脉的搏动音消失,此时袖带内的压力即为舒张压。,高血压的定义:正常血压因性别、年龄、种族的不同而不同。,高血压是常见的心血管疾病,与小动脉管腔变窄、血管硬化等症状互变,最终可引起冠状动脉粥样硬化和脑血管硬化而危及生命。 作用于中枢神经系统的药物主要是通过选择性激动系统中的特定受体,使外周交感神经活性降低,心率减慢,血液输出量减少,从而导致血压下降; 血管扩张药的作用是直接松弛血管平滑肌,使血管弹性增加,血压降低;,钙拮抗剂的作用
14、是抑制细胞外钙离子内流,以达到松弛平滑肌细胞,舒张血管降低压力的目的; 肾素与血管紧张素等联合作用可引起血管平滑肌收缩导致血压升高,干扰药物的作用是干扰、抑制上述紧张素的生成,达到舒张血管降低血压的目的; 利尿药的作用是排钠利尿,使细胞外液和血容量减少导致血压下降。,9.3.2 糖尿病 血糖的调节:胰岛细胞分四类,其中B细胞分泌胰岛素。胰岛素使肝糖合成增加、输出减少,周围组织对糖的利用率增加,最终血液中的糖含量降低。 糖尿病 是以糖代谢紊乱为主要症状的内分泌疾病,其并发症较多。它是由胰岛素分泌不足或胰岛素受体功能异常或胰高血糖素分泌过多,导致糖、脂肪、蛋白质等代谢紊乱,以慢性高血糖为主要表现的
15、一种疾病。 临床表现:多尿、多饮、多食、体重减少(三多一少)。,根据患者对胰岛素的依赖程度,将胰岛素绝对分泌不足的糖尿病称为型糖尿病 (或胰岛素依赖型糖尿病,在遗传易感染的基础上,由病毒感染等诱发的一种自身免疫性疾病, B细胞严重损伤,胰岛素分泌绝对不足。多发于青少年,占10%);将胰岛素相对分泌不足或胰岛素受体异常的糖尿病称为型糖尿病 (非胰岛素依赖型糖尿病, 发病机制不清, 占患者人数的90%)。,并发症:酮症酸中毒、肢体坏疽、多发性神经炎、失明、肾功能衰竭、动脉硬化,等。 无特效治疗方法。治疗方法:对型患者,轻者通过控制饮食以降低血糖,重症者通过注射胰岛素以维持生命。对型患者,可在严格控
16、制饮食的条件下采用口服降糖药治疗。,9.3.3 肾炎与肾衰竭 肾的功能:肾是制造尿液的器官。其主要功能是排泄代谢废物、调节体液、分泌激素,使体内细胞周围环境维持恒定,保证新陈代谢的正常进行。 肾的结构与工作原理() 肾炎的类型:肾小球肾炎(简称肾炎,有慢性、急性和急进性三种。);肾盂肾炎。 肾小球肾炎:是一组以肾小球损害为主的变态反应性疾病,发病机制不完全清楚,常由其它疾病(如红斑狼疮、高血压、糖尿病,等)引发。,肾盂肾炎:肾盂肾炎又分急性与慢性两种。其中急性肾盂肾炎是由细菌感染引起的肾和肾盂的化脓性炎症;慢性肾盂肾炎是由于尿路堵塞使感染反复发作,从而使肾组织表面产生疤痕、纤维化和变形。 肾炎
17、的临床表现:基体膜变厚、过滤效率降低(尿量变少、全身水肿、高血压 近无尿时称为肾衰)或滤过性变差(血尿、蛋白尿、血浆蛋白降低尿毒症)。 尿毒症,是指人体不能通过肾脏产生尿液将体内代谢产生的废物和过多的水分排出体外,如葡萄糖、蛋白质、氨基酸、钠离子、碳酸氢钠,酸碱平衡失常等,还有肾脏的内分泌功能如生出肾素、促红细胞生成素等失调而引起机体出现的一系列自体中毒症状。,肾衰的治疗方法: 血透;肾移植。 血液透析,简称血透,通俗说法也可称为人工肾、洗肾,是血液净化技术的一种。血液和透析液在透析器(人工肾)内借半透膜接触和浓度梯度进行物质交换,使血液中的代谢废物和过多的电解质向透析液移动,透析液中的钙离子
18、、碱基等向血液中移动。,9.3.4 肿瘤 定义:生物机体内由于遗传性发生改变,并具有相对自主性生长能力的细胞所构成的新生组织称为肿瘤。 分类:肿瘤分恶性肿瘤和良性肿瘤两类。良性肿瘤有完整的包膜和边界;而恶性肿瘤会向周围正常组织浸润和向远处器官转移。() 致病原因:化学因素;物理因素 (如辐射等);生物因素 (如病毒等);遗传因素;免疫因素;内分泌失调引起的激素因素;精神因素;营养因素。,治疗方法:化疗 (即药物治疗,破坏DNA的复制和转录);手术治疗 (在未扩散的情况下进行手术切除);放射治疗 (姑息治疗,采用60Co产生的射线或X射线杀灭癌细胞);综合治疗。 抗癌药按其作用机理可分为三大类,
19、即直接作用于DNA的药物、通过干扰核酸的合成而抗代谢的药物和干扰蛋白质合成的药物。 人们发现肿瘤细胞的代谢途径与正常细胞没有差别,所以抗癌药虽以杀灭肿瘤细胞为主,但对于那些增殖较快的正常细胞(如骨髓、消化道粘膜等)也具有明显的毒害作用。,血液由四种成分组成:血浆,红细胞,白细胞,血小板。血浆约占血液的55%,是水,糖,脂肪,蛋白质,钾盐和钙盐的混合物。血细胞和血小板组成血液的另外45%。,9.3.5 白血病,白血病是一种白细胞在骨髓或其它造血组织中弥漫性地异常增生,进而浸润人体组织器官的造血系统的恶性疾病。 白细胞:一类无色、有核的血液细胞,执行免疫功能,分为粒细胞、单核细胞和淋巴细胞三类。
20、白血病的分类 按病程缓急分为急性、慢性白血病。 急性白血病细胞分化停滞在早期阶段,以原始及早幼细胞为主,疾病发展迅速,若不及时治疗则在半年内死亡。多见于儿童和青少年。 慢性白血病细胞分化较好,以成熟细胞为主,发展缓慢,病程数年。多见于40岁以上人群。,按外周血白细胞的多少可分为白血性白血病(外周血白细胞数可高达数十万)和非白血性白血病。 非白血性白血病是类白血病的一种,是指外周血没发现白血病细胞且白细胞计数减小的一类白血病。非白血性白血病会随病情的进展而转变为白细胞计数增加的类型的类白血病。 根据增生异常细胞的来源分为淋巴细胞性和粒细胞性(髓细胞性);,临床表现:因病型的不同而不同。 急性白血
21、病:发热、乏力、贫血、出血、感染、肝脾和淋巴结肿大; 慢性粒细胞白血病:血红蛋白减少,白细胞增至数万,血小板数异常; 慢性淋巴细胞白血病:白细胞高至数万,肝、脾重大突出,多种腺体、淋巴结肿大;患者通常在50岁以上。 致病原因:放射性;化学物质;病毒;遗传 治疗方法: 联合化疗;骨髓移植。,9.3.6 中枢神经系统疾病与药物 神经系统是人体内起主导作用的功能调节系统。神经系统由中枢神经系统 (=脑+脊髓)和外周神经系统两部分组成。 脑是神经系统的处理与指挥中心,脊髓具有信息传导和反馈功能。 外周神经分布于全身,把脑和脊髓与全身其他器官联系起来,使中枢神经系统既能感受内外环境的变化(通过传入神经传
22、输感觉信息) ;又能调节体内各种功能(通过传出神经传达调节指令) ,以保证人体的完整统一及其对环境的适应。 神经元(神经细胞) 是神经系统的主要成分,具有感受刺激和传导兴奋的功能。,神经细胞示意图,神经元由细胞体和突起两部分构成。胞体的中央有细胞核,核的周围为细胞质,胞质内除有一般细胞所具有的细胞器如线粒体、内质网等外,还含有特有的神经原纤维和尼氏体。 突起又分为树突和轴突。树突较短但分支较多,它接受冲动,并将冲动传至细胞体。每个神经元只发出一条轴突,轴突传出胞体发生出的冲动。神经元的活动和信息在神经系统中以神经冲动的形式传送的。 神经冲动就是一种称为动作电位的生物电变化,是神经兴奋的标志。,
23、神经元之间相接触的部位称为突触,突触之间有两层膜,膜间有个极小的空隙,兴奋冲动从一条神经的轴突传送过来时,在突触前膜可产生一些化学物质,如乙酷胆碱、去甲肾上腺素等,这些化学物质再释放到两层膜的空隙内,然后作用于后膜,这样便可使神经冲动沿着后面那条神经传下去。,信息的传递过程:生物电;神经递质;神经调质。 神经递质是指由突触前神经元合成并在末梢处释放,能特异性作用于突触后神经元或效应器细胞上的受体,并使突触后神经元或效应器细胞产生一定效应的信息传递物质。 简单地说,神经递质是由前膜释放,具有携带和传递神经信息功能的特殊化学物质。 神经调质是指由神经元产生的一类化学物质,其与受体结合后,起不到神经
24、元之间直接传递信息的作用,但能调节神经递质的信息传递的效能。,突触传递过程,中枢神经系统中的神经递质种类较多,主要包括乙酰胆碱,去甲肾上腺素,多巴胺,5-羟色胺,-氨基丁酸,谷氨酸及内阿片肽等。乙酰胆碱主要与运动、饮食、学习、记忆、睡眠、觉醒及内脏活动等有关;去甲肾上腺素主要参与心血管活动、体温与情感的调节等;多巴胺与精神、情绪、情感等行为活动有关;5-羟色胺主要与心血管系统、觉醒-睡眠调节、痛觉等活动有关,等。,中枢神经系统功能虽然复杂,但在精神范畴内其功能可分为兴奋和抑制两类。中枢神经兴奋的程度由弱变强可表现为欣快、失眠、不安、幻觉、狂躁、惊厥等,中枢神经抑制的程度由弱变强可表现为镇静、抑
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