化学与人类健康的关系

化学与人类健康的关系

前言：化学是一门以实验为基础的自然科学。它以各种物质及这些物质所发生的化学反应为主要研究的对象。在漫长的发展历程中，化学在人类健康方面做出了突出贡献。本文将总结、列举其中一些典型成就，用以说明化学在人类健康中所起的重大作用。

1、化学与疾病诊断的关系

化学在疾病的诊断中起着核心的作用。

X-光照片是照相工业的一种特殊产品，化学家为此设计了新的胶片和新的照相过程。

磁共振成像技术（MRI）的发明是核磁共振光谱应用于化学问题的研究结果。

血液和尿液的检查是体检项目中的常规项目，它就是由医药化学家所发明并经其他化学家在分析实验室中完成的。

2、化学与药物合成的关系

2.1 药物的化学合成方法大致可以分为两类：随机筛选法和组合化学法。

2.1.1 随机筛选法

19世纪20年代，细菌感染常导致死亡。后来化学家开始合成许多用于布料的染料，包括某些带有称作氨磺酰基官能团的化合物。德国科学家Gerhard Domagk对多种新得到的化合物进行试验，观察其中是否有可以杀死细菌的化合物，他于1932年测试了一种被叫作Prontosil的红棕色染料。它在治疗被致命细菌感染的老鼠方面有很好的疗效。有个孩子感染了血液细菌性中毒已经没有希望了，他就在孩子身上测试了这种染料，孩子奇迹般的康复了。

在此启发下（Domagk因此获得了1939年诺贝尔生理及医药奖），化学家制备了许多含有氨磺酰基的新型药物，即磺胺药物。磺胺曾经广为使用，现在有时仍用于临床。某些药物可以杀死细菌而不伤害人畜的发现，开辟了一个主要的新研究领域，于是许许多多性能更好的抗菌化合物就此不断地被创造或发现出来。

发现磺胺药物的过程称作随机筛选过程。称之为随机，是因为不存在任何合乎逻辑的理由可以期望一种衣用染料会是一种选择性的杀菌剂。如今随机筛选方法的应用仍然非常普遍。

2.1.2 组合化学法

但是，如果有了更多的生物化学信息，药物化学家也越来越多地用另一种称之为合理药物设计的方法，用以设计和制造具有所期望的生物效应的特殊分子。有时仍然会发现，有些为了特殊医疗问题作为合理药物而设计的化合物却失败了，而通过随机筛选后成为其他用途的“非合理设计的”药物。

2.2一些化学合成药物实例

1900在美国出生的一名男子的期望寿命只有47岁，但是今天出生在这个国家的一名男子的期望寿命大约是75岁，这个难以置信的进步可以主要归功于药物化学家的贡献。其中最重要的当属抗菌素的开发。

磺胺药物的发现，开创了今天的抗生素领域，但是这还不是化学对健康的第一个贡献。用于表皮创伤的消毒剂，如碘或苯酚比它还要早些，此外还有麻醉剂。酒精是最早的麻醉剂之一；过去曾经用过让患者在疼痛的手术之前先使之酒醉的办法。

后来发现乙醚更加有效，从而使无痛外科手术和牙科手术成为可能。自那以后，又发明了许多更好的麻醉剂，包括像普鲁卡因（Novocain）这样的局部麻醉剂在内。如果没有

麻醉剂，现代的外科手术是不可能实现的。

目前，用来治疗人类各种疾病的药用化合物已基本齐全，虽然对于许多重要的疾病还不是完全有效。除去抗菌素外，我们现在还有抗病毒剂和抗真菌剂，以及用于寄生虫病的药物。不过，更好的抗病毒剂和抗真菌剂仍有需要。

我们已经有了处理中风和心绞痛的药物和用来处理溃疡病的药物。我们也已经有了止痛药和抗抑郁药，以及处理各种激素缺乏症的化合物。还有抗组胺剂，控制运动疾病的药物和降低胆固醇的药物。抗癌药和抗艾滋病的药也已经有了，但是这些病还未能完全控制，有许多目前的工作是旨在征服它们的。

主要的方法曾经是，现在仍然是随机筛选法。它仍在应用，但是包括了一种令人兴奋的新方法，即组合化学法。用这种方法可以一次就按顺序制造出上千种带有表现其特性的化学“标签”的新化学物质来。一个全部由化学家组成的小组开始不约而同地关注一些生理现象，诸如酶和其他一些分离鉴定出来的有用的化学物质。

另一种办法是从自然界寻找有效的化学物质。植物、真菌、昆虫和微生物本身都能制造很多不寻常的化合物，以某种有用的性质来对它们进行筛选。在这种找寻中也存在着某些规律性。青霉素、红霉素和万古霉素就是霉菌产生的抵抗物质的例子。

3、化学与疾病治疗的关系

在现代医药公司中，大约有一半的科学研究人员是化学家，他们的主要工作是合成新的分子，或者为那些已经证明为有用的化合物设计出好的生产路线。更多的时候，他们由生物化学所提供的信息决定该如何去做。

例如我们已经知道，血压是由特殊的酶产生的激素所控制的。也已经研究过这些酶是怎样工作的。药物化学家用了两种方法来试图使这些酶被阻塞，从而使血压降低：

一种方法是考虑和酶结合的通常是些什么样的生物分子。然后他们合成和天然分子看起来很像，但可能结合能力更强的新分子。一种在调节血压中有重要作用的酶含有一个锌原子，因此所设计的新分子含有一个已知对锌有很强结合能力的化学基团。这种方法很有效，用这种方法设计的很多药在临床上被用来治疗高血压。

第二种方法是对酶本身设法了解得到更多一些。生物化学家对酶进行分离和提纯，并把它们做成晶体。化学家用X射线酶的三维结构，将结果呈现在电脑屏幕上。然后药物化学家制作多种可能药物的电脑模型，看它们能否和在电脑屏幕上显示的酶相结合。通常他们能计算出潜在药物的结合力有多强。最后药物化学家选取其中典型的来制造。潜在药物的化学合成就是这样完成的。

我们已经清楚了有关酶的这些方法，这些方法同样适用于激素。即，制造一些影响激素正常发挥作用的身体部位的分子。通常我们对激素起作用部位的化学结构知之甚少，所以主要办法是模拟激素本身的化学结构。在需要加强激素的作用时，这个“化学模拟物”可以和该激素起协同作用；而通过介入并阻止激素到达靶部位，它可以缓解该激素的过剩作用，成为拮抗者。

4、化学与人类健康关系的展望

药物化学家预测人类将很有可能研制出对人类致命疾病有效的治疗方法。

治疗癌症的有效途径正在研究之中。对其中某几种疾病战役的最终胜利值得期待，最主要的问题是时间的不确定性。

同时，一种更加健康的生活方式和新的药物制剂将使中风和由胆固醇过高引起的心脏病得到控制。

对AIDS战役也取得了明显进展，新的进展更加值得期待。

合成化学在药学中起着特殊的作用，它能制造出可用于解剖学的材料。骨骼的化学结构已经了解，能够代替骨骼和牙齿并被人体所接受的新材料将会制造出来（有些已经用于临床）。还有可以在意外事故后需要用的暂时替代皮肤的材料。

替代静脉或动脉血管，甚至人体器官的材料，要求与人体生物学具有相容性，这样才不会引起过敏反应。例如生物相容性对于隐形眼镜也是非常重要的，这是化学今后将能做出更大贡献的一个领域。材料需要具有满足其功能的物理性质，但是它们也需要人体感到具有“生物性”的特殊表层。

由于钙质流失引起的骨质疏松会给老年人尤其是女性带来不便，现在药物学家开始致力解决此问题。治疗肥胖的药物将延长寿命、提高生活质量。有助中风后神经细胞重建的药物，治疗精神分裂的药物，对关节炎更有疗效的药物，在不久的将来都有可能成为现实。

综合以上各方面可以看出：化学在人类健康方面确实起着举足轻重的作用。作为一名化工专业的学生，我立志要学好专业知识，将化学知识应用于更多方面，使化学知识更好地造福于人类。