Значение химии в медицине

Литература
1. Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия: Учебник. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. -976 с.
2.Пузаков С.А. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб. пособие/ С.А.Пузаков, В.А. Попков, А.А. Филиппова.- 2-е изд. испр. и доп. - М.: Высшая школа, 2007. -255 с.
3.Литвинова Т.Н. Сборник задач по общей химии: Учеб. пособие для студентов мед. вузов. - 3-е изд., перераб./- М.:ООО "Изд-во ОНИКС", 2007. - 244 с.
4. Шеина О.А., Вервекина Н.В. Задачи и упражнения по общей и биоорганической химии: Учеб. пособие/ Тамбов: Издательский дом ТГУ им. Г.Р. Державина, 2008. - 39 с.

5.Биоорганическая химия. Учебник. (Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И.). 7 изд., Дрофа. 2008 – 543 с.
6.Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии, под ред. Н.А. Тюкавкиной, Дрофа, 2009 г.,5 изд.–318с.
7.Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учебник для медицинских вузов. (Ю.А.Ершов, В.А.Попков, А.С.Берлянд и др. Ред.Ю.А.Ершов), 8 изд., 560 с.- М,:Высш.шк.,2010 г.
8.Биофизическая и бионеорганическая химия (А.С. Ленский, И.Ю.Белавин, С.Ю.Быликин), М, МИА, 2008, - 416 с.

Интернет-источники
http://www.chem.msu.su
http://www.xumuk.ru/
http://www.alhimik.ru/
http://www.chemlib.ru
http://alhimikov.net/
http://chemistry.narod.ru/
http://www.chemport.ru/

Значение химии в медицине
1.78 химических элементов входят в состав живых организмов.
2.44 элемента входят в состав лекарственных препаратов.
3.Изотопы 38 элементов используются в диагностике и радиотерапии различных заболеваний.
4.Более 70 элементов входят в состав материалов, применяемых для изготовления медицинской аппаратуры, приборов, инструментов, перевязочных средств, искусственной крови, различных протезов, зуботехнических материалов и др.
5. В организме человека реализуется около 100 тысяч химических превращений.
6. Живая клетка функционирует по строгим законам химии.
7. Более 75 % лекарственных средств производит химико-фармацевтическая промышленность.

Задача, стоящая перед медиками в ближайшее время, предупреждать, а не лечить болезни. Чтобы стать высококвалифицированным специалистом нужно помнить высказывание М.В. Ломоносова:
«…Медик без довольного познания химии совершенен быть не может… От одной химии уповать можно на исправление недостатков лечебной науки»

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Термодинамика – наука, изучающая общие законы взаимного превращения одной формы энергии в другую.
Система – это совокупность материальных объектов (тел), ограниченных каким-либо образом от окружающей среды
Элементы системы – части, обладающие определенными свойствами.

Термодинамический процесс
– изменение параметров термодинамической системы.

Энергия системы (W) - совокупность двух частей: зависящей от движения и положения системы как целого (Wц) и не зависящей от этих факторов (U)
W=Wц+ U
U - внутренняя энергия системы

Внутренняя энергия разделяется на свободную энергию и связанную энергию:
U = G + Wсв
Свободная энергия (G) – та часть внутренней энергии, которая может быть использована для совершения работы
Связанная энергия (Wсв) – та часть энергии, которую нельзя превратить в работу

При сообщении термодинамической системе некоторого количества теплоты Q в общем случае происходит изменение внутренней энергии системы ΔU и система совершает работу А:
Q = ΔU + A

Энергия расширенной системы, или внутреннее теплосодержание системы называется энтальпией (Н).
Для экзотермических реакций Q>0, ΔH<0
Для эндотермических реакций Q<0, ΔH>0

Q1 = Q3 + Q4 = Q5 + Q6 + Q7

I следствие закона Гесса
где νн, νк - стехиометрические коэффициенты
для реакции аА + bB→dD
∆Hреакц. = а∆Hсгор(А) + b∆Hсгор(B)-d∆Hсгор(D)
II следствие закона Гесса

Величина и знак теплоты образования характеризуют устойчивость соединения в данных условиях
Вещество NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3
ΔН°298,
кДж/моль - 46,15 +12,56 +66,38 +145,00
NH4Cl = NH3 + HCl↑
ΔН0298(реакции) = ΔН0298(HCl) + ΔН0298(NH3) -ΔН0298(NH4Cl) = 176,55 кДж/моль
ΔН > 0, р-ция эндотермическая

Энтропия (S) - функция состояния термодинамической системы, используемая во втором законе т/д для выражения через нее возможности или невозможности самопроизвольного протекания процесса.
Если ΔS>0, то процесс термодинамически возможен,
если ΔS < 0, то его самопроизвольное протекание исключается
ΔS0298(р-ции) = ∑ΔS0298(прод. р-ции) –
∑ΔS0298 (исх. в-в)

ΔG – изобарно-изотермический потенциал (свободная энергия Гиббса)
ΔG = ΔH – T · ΔS
где ΔH – изменение энтальпии,
Т – абсолютная температура,
ΔS – изменение энтропии.
Если ΔG<0, процесс протекает самопроизвольно
если ΔG > 0, то самопроизвольный процесс невозможен.

Особенности живых организмов с позиции термодинамики
1.Живой организм – открытая система, непрерывно обменивающаяся с окружающей средой и веществом и энергией.
2. Приложение второго закона т/д к живым системам немыслимо без учета влияния биологических закономерностей. Характер изменения энтропии, имеющий решающее значение в неживых системах, в случае биологических систем имеет лишь подчиненное значение.

3. Все биохимические процессы, происходящие в клетках живых организмов, протекают при постоянной температуре, давлении, при незначительных перепадах концентраций, без резких изменений объема и др.
4. Основным источником энергии живого организма является химическая энергия, заключенная в пищевых продуктах, часть которой расходуется на:
-Совершение работы внутри организма, связанной с дыханием, кровообращением, перемещением метаболитов и др.
-Нагревание вдыхаемого воздуха, потребляемой пищи, воды и др.

Главными компонентами пищи являются углеводы, жиры и белки.
Калорийность, то есть энергия, выделяемая в процессе диссимиляции этих веществ, составляет в среднем: Углеводы - 17 кДж/г
Жиры – 40 кДж/г
Белки – 17 кДж/г.
При нормальной трудовой деятельности энергетические затраты человека покрываются за счет углеводов на 60 %, жиров – на 25 %, белков – на 15 %. При правильном питании норма суточного потребления (без учета тяжёлого физического труда) составляет: Углеводов 400-500 г,
Жиров 60- 70 г,
Белков 80- 100г.