CC BY
31
УДК 615.4/.7:54+378.147
ЗНАЧЕНИЕ ПРЕДМЕТА ПО ВЫБОРУ «ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ» ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПРОВИЗОРА
Фаращук Н.Ф., Корякина Ю.П., Теленкова О.Г., Маркова Е.О.
Смоленский государственный медицинский университет. Россия. 214019. Смоленск, ул. Крупской. 28.
Резюме.. Содержание предмета по выбору «Химическая природа лекарственных веществ» на фармацевтическом факультете согласуется с рабочей программой базовой учебной дисциплины «Фармакология». Студенты на кафедре общей и медицинской химии получают представление по химическим аспектам некоторых разделов фармакологии, что в значительной степени облегчает им освоение предмета.
Ключевые слова: лекарственные вещества, предмет по выбору, преемственность
SIGNIFICANCE OF THE SUBJECT OF CHOICE "THE CHEMICAL NATURE OF MEDICAL SUBSTANCES" FOR SUBSEQUENT EDUCATION OF PHARMACISTS
Farashchuk N.F., Koryakina Yu.P., Telenkova O.G., Markova E.O.
Smolensk State Medical University. Russia. 214019. Smolensk. Krupskaya St. 28.
Summary. The content of the subject of choice "The Chemical Nature of Medical Substances" at the pharmaceutical faculty is consistent with the working program of the basic discipline "Pharmacology". Students at the Department of General and Medical Chemistry get the concept of chemical aspects of some chapters of pharmacology, which makes the study of the subject easier. Key words: medical substances, subject on choice, continuity
Введение. характерной образования непрерывность
На современном этапе чертой системы
является его
Одна из важнейших
задач - формирование специалиста, умеющего адаптироваться к условиям рыночной экономики, обладающего профессиональным мастерством,
новейших технологий,
знаниями высоким
культуры, способностями.
уровнем
творческими Подготовка специалиста нового поколения невозможна без
преемственности образования на различных его уровнях [1]. Как следует из публикаций последних лет, существующая проблема формирования профессиональных и общекультурных компетенций студентов изучена
недостаточно. До сих пор в педагогической практике остаются актуальными вопросы установления преемственности образования -сопряжения образовательных программ между учебными предметами, курсами, дисциплинами (модулями) в рамках одного образовательного уровня [2]. Успехи современной науки в решении сложных многофакторных проблем природы и общества во многом зависят от интеграции знаний и методов отдельных научных дисциплин. После того как уровень развития университетской науки почти сравнялся с уровнем академической науки, поиск решения проблемы интеграции научных дисциплин сместился в университетскую среду [4].
Цель исследования. Рассмотреть вопросы установления содержательной связи и преемственности между предметом по выбору «Химическая природа лекарственных веществ», разработанным на кафедре общей и медицинской химии, преподаваемым на 2 курсе и базовой дисциплиной «Фармакология»,
преподаваемой на 3-4 курсах фармацевтического факультета, и значение этой преемственности для формирования профессиональной компетентности
специалиста.
Материал и методы исследования. Рабочие программы, их сравнительный анализ, опрос преподавателей и студентов фармацевтического факультета
Смоленского государственного
медицинского университета.
Согласно учебному плану СГМУ по специальности 33.05.01 «Фармация» математического и естественнонаучного цикла предполагается базовая и вариативная часть, и дисциплины по выбору. По решению Ученого совета кафедре общей и медицинской химии была
предоставлена возможность разработать программу и содержание дисциплин по выбору. Учитывая характер будущей деятельности провизоров, и чтобы обеспечить тесную логическую связь между дисциплинами и
профессиональными знаниями, мы предлагаем студентам два предмета для выбора - «Химическая природа лекарственных веществ» и «Физико-химические методы разделения смесей». Традиционно они выбирают предмет «Химическая природа лекарственных веществ» и поэтому на значении этого предмета мы и остановимся подробнее.
Результаты исследования и их обсуждение. Материал предмета состоит из двух основных разделов. Первый раздел тесно соприкасается с новой наукой -элементологией, которую в России в этом году признали на официальном уровне, и в РУДН открыта кафедра с одноименным названием. В этом разделе мы отражаем связь химических элементов земной коры с лекарственными веществами по схеме (рис. 1).
СОДЕРЖАНИЕ
ЭЛЕМЕНТА В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ
СОДЕРЖАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ
ЭЛЕМЕНТА РОЛЬ ВЕЩЕСТВА НА
В ОРГАНИЗМЕ ХИМИЧЕСКОГО ОСНОВЕ ЭТОГО
ЭЛЕМЕНТА ЭЛЕМЕНТА
Рис. 1. Схема связи химических элементов земной коры с лекарственными веществами Конкретно это можно показать на примере химического элемента - железа (рис. 2).
СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕМЕНТА В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ
Фасоль 12.4 мг 100 г
Чернослив (сушеный) 15J0
Печень говяжья 9.4
Мясо (говядина) 2j6-2. 8
Судак 0/1
П ролл кт ы •• усвояемого F»
Телятина 20%
Рьлм 109«
Рас: сю i* 1-6%
Основной источник - продукты животного происхождения
БИОЛОЕИЧЕСКАЯ РОЛЬ
Суточная потребность в монах Fe: 10-30 мг. При недостатке Fe - железодефншггная анемия Входит в состав дыхательных ферменюв (шгтохромы)
Участвует в процессах связывания и переноса кислорода к тканям
Стимулирует функцию цюветворных органов (в процессе кроветворения синсргистамп являются Мп, Со, Zn. Ni. Fe Cu)
2 СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕМЕНТА
В ОРЕАНИЗМЕ
Жшненно необходимый микроэлемент
В органшме 4-5 г Ре:
70°о - в составе гемоглобина
5-10"? о - в составе многлобина
20-25% - резервное Ре
(в связанной форме с боками.
которые его переносят)
0,1% - в плазме крови
4 ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА
На основе железа лактата (Гемосгимулии.
Фнтоферролактол)
На основе железа сульфата (железа гак не ног о сульфат
(комбинированные поливитаминные таблетки
Глутамевш. Комиливит. Олиговнт). Актиферрин.
Аклиферрин композиту м)
На основе железа (II) хлорша (ало> сироп с железом.
гемофер)
Железа (III) хлорнд - как компонент
кровоостанавливающ их средств
Тарднферон, гино-тадиферои
Ферамнд
Железа фу мара т. железа глюконат. ферроцерон.
фербитол
Феррум-лек
Рис. 2. Схема связи химического элемента железа с лекарственными веществами
Современная медицина широко исследует взаимосвязь между
содержанием химических элементов в организме и возникновением и развитием различных заболеваний. Стремление к познанию молекулярно-генетических основ функций элементов в организме и их клинических проявлений требует междисциплинарного подхода, который должен быть выработан в ходе обучения студентов. Известны две группы элементов: макроэлементы - играют в организме роль пластического материала, создают физико-химические условия для протекания физиологических процессов и микроэлементы - принимают
непосредственное участие в обмене веществ. Микроэлементозы человека, за исключением наследственных форм, имеют экзогенную природу, однако интенсивность и особенности
реагирования организма индивидуальны и связаны с механизмами металло-лигандного гомеостаза, что в значительной степени объясняет различный ответ организма на дефицит, избыток и дисбаланс микроэлементов. Нарушения в организме вызываются, с одной стороны, превалированием или недостатком каких-
то элементов (изменением геохимической среды обитания), с другой - уменьшением или увеличением концентрации лигандов (длительное применение ряда
лекарственных средств, нерациональное питание) [3]. Более 80% употребляемых лекарственных препаратов могут вступать в реакции комплексообразования с металлами in vivo, вызывая нарушение баланса элементов клетки. С другой стороны, микроэлементный состав биосред и тканей (кровь, моча, волосы и т. д.) отражает суммарное поступление загрязняющих веществ из воздуха закрытых помещений, атмосферного воздуха, питьевой воды и продуктов питания. Экологическая обстановка, которая складывается из естественных и антропогенных факторов, обусловливает необходимость комплексного изучения элементного состава природных объектов в системе: «человек о- окружающая среда в различных биогеохимических
провинциях о лекарственное вещество». Содержание этого раздела отвечает требованием междисциплинарной
интеграции и координации в изучении некоторых вопросов частной
фармакологии.
Совокупность процессов в организме после введения лекарственного вещества включает его доставку к месту действия, распределение по органам и тканям, метаболизм, накопление лекарства и продуктов его биотрансформации в различных структурах организма и их выведение. Второй раздел предмета по выбору «Химическая природа
лекарственных веществ» посвящен химическим аспектам данных проблем общей фармакологии (фармакокинетики). В частности, рассматриваются химически активные барьеры на пути лекарственных средств при энтеральном введении из пищеварительного тракта в кровоток, такие как влияние активной реакции среды в желудке и кишечнике, процессы гидролиза под влиянием пищеварительных ферментов. Особое внимание уделяется значению химических свойств веществ для их прохождения через клеточные мембраны. Здесь в первую очередь имеют значение их липофильные и гидрофильные свойства. В зависимости от этого они будут проникать через мембрану клетки в результате пассивной и облегченной диффузии, путем фильтрации через поры или активного транспорта, в том числе и пиноцитоза. Чем выше липофильность веществ, тем легче они проникают через мембрану клетки. Через поры мембраны могут проникать вода, некоторые ионы, мелкие гидрофильные молекулы. Через стенку тонкой кишки могут осуществляться различные виды транспорта лекарственных веществ, но в основном это пассивная диффузия и, в меньшей степени, активный транспорт. Нарушение всасывания лекарственных веществ в желудочно-кишечном тракте может происходить из-за процессов адсорбции, изменения рН среды, что влияет на степень ионизации лекарств, состояния слизистой. Химический механизм депонирования лекарственных веществ происходит за счет образования обратимых связей с субстратами тканей - в основном с липидами, белками, мукополисахаридами. При этом нейтральные молекулы накапливаются в липидах, катионы - в рибонуклеиновых
кислотах и гликопротеинах, обладающих кислотными свойствами, анионы - в альбумине, высоколипофильные
соединения - в жировых клетках. Продолжительность нахождения вещества в тканевых депо варьирует в широких пределах. Например, некоторые сульфаниламиды образуют стойкие комплексы с белками плазмы (концентрация препарата сохраняется до 7 дней), длительно задерживаются в организме ионы тяжелых металлов (кадмий выводится из организма в течение 30 лет).
Распределение лекарственных веществ в организме также зависит от его химической характеристики и свойств биологических барьеров: стенка капилляра, клеточная мембрана, гематоэнцефалический и плацентарный барьеры. В общем виде: через стенку капилляров большинство лекарственных веществ проходит довольно легко (за исключением белков плазмы и их комплексов с препаратами); гидрофильные соединения проходят через поры стенки капилляров; липофильные соединения -через клеточные мембраны. При этом в организме различают четыре вида мембран клеток, механизм переноса веществ через каждый вид специфичен. Через гематоэнцефалический барьер в основном вещества проходят путем диффузии, а некоторые соединения - за счет активного транспорта. Липофильные молекулы проникают в ткани мозга легко. Плохо проходят полярные соединения.
Особо значимо знание химических процессов и свойств лекарственных веществ для рассмотрения процессов метаболизма. Метаболизму легко подвергаются липофильные вещества (за исключением ингаляционных наркозных средств). Высокогидрофильные
ионизированные соединения выделяются в неизменном виде. Выделяют два основных вида метаболизма: метаболическая трансформация и конъюгация.
Метаболическая трансформация -превращение веществ за счет окисления, восстановления и гидролиза. Конъюгация - присоединение к лекарственному
веществу или его метаболитам ряда эндогенных соединений при участии
химических группировок или молекул ферментов (рис. 3).
Лекарственное вещество
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ
Окисление Восстановление Г и др о л из
*
КОНЪЮГАЦИЯ
С глюкуроновой кислотой С серной кислотой С аминокислотами С глутатионом 7VT етилир о в ание Ацетилир о в ание
*
МЕТАБОЛИТЫ И КОНЪЮГАТЫ
* '
~ I Экскреция I
Рис. 3. Пути биотрансформации лекарственных веществ в организме
В результате метаболизма
лекарственные средства обычно теряют свою активность. Эти процессы лимитируют во времени действие веществ. Деление метаболизма на фазы условно: имеются препараты, сразу образующие конъюгаты, другие же вещества проходят только первую фазу и выводятся из организма без конъюгации.
В химических аспектах
фармакодинамики мы рассматриваем в первую очередь биосубстраты (мишени), с которыми взаимодействует лекарственное вещество. Это - рецепторы, ионные каналы, ферменты, транспортные системы, гены. Из химических свойств лекарственных веществ, влияющих на взаимодействие с рецептором, наибольшее значение имеют структура и размер молекул, стерическое соответствие, наличие функциональных группировок. Взаимодействие лекарства с рецептором осуществляется за счет межмолекулярных связей. Ковалентные связи образуются редко, такое взаимодействие, как правило, необратимо. Частыми и значимыми для рецепции являются более слабые связи: координационные, ион-ионное
взаимодействие, ион-дипольное
взаимодействие, водородные, ван-дер-ваальсовы, а также образование комплексов с переносом зарядов.
Рассматриваются химические основы взаимодействия вещества с другими мишенями и избирательного действия лекарственных веществ. Выведение лекарственных веществ зависит от типа и структуры препарата. В неизменном виде они выводятся лишь частично - перед выведением имеет место трансформация препаратов (гидролиз, окисление, ферментативные процессы). Особенно тесная связь химического свойства препарата или его метаболита с механизмом выведения их через почки. Основные процессы в почках - это фильтрация, диффузия, реабсорбция и секреция, которая происходит с участием транспортных систем. Легко фильтруются низкомолекулярные вещества, их метаболиты. Некоторые липофильные соединения могут проникать из крови в просвет канальцев (проксимальных и дистальных) путем простой диффузии через их стенки. Лекарственные вещества реабсорбируются главным образом путем простой диффузии. Это в основном липофильные неполярные соединения,
хорошо проникающие через
биологические мембраны. Полярные соединения плохо реабсорбируются из почечных канальцев. Скорость выведения лекарств почками существенно зависитот связывания их белками плазмы крови.
При разработке содержания предмета по выбору мы провели анализ рабочей программы базовой дисциплины «Фармакология» и установили, что в разделе «Общая фармакология» рассматриваются с позиции клинической целесообразности и эффективности такие вопросы, как: пути введения лекарственных средств, их сравнительная характеристика, положительные и отрицательные стороны; всасывание, распределение и депонирование лекарственных веществ при разных путях введения, механизмы всасывания, биодоступность, роль гистогематических барьеров, белков плазмы и тканевых депо в фармакокинетике лекарств;
биотрансформация лекарственных веществ и ее значение, основные пути метаболизма ксенобиотиков в организме,
микросомальные ферменты и их роль в метаболизме лекарств; характеристика путей выведения лекарств из организма, понятие об общем клиренсе и периоде полувыведения лекарственного вещества, их практическое значение. Таким образом, отмечается соответствие проблем, рассматриваемых в предмете по выбору и в разделе «Общая фармакология». Следовательно, предмет по выбору, рассматривая химические основы природы лекарственных веществ, их
фармакокинетики и фармакодинамики, готовит студентов к освоению курса фармакологии. Проведя опрос студентов-провизоров на втором курсе и обобщив их ответы, мы получили в итоге следующее мнение о предмете по выбору «Химическая природа лекарственных веществ»: «представляя в основных чертах свою профессию, нам интересен этот материал, потому что он касается основного предмета нашей будущей деятельности - лекарственных средств». Заведующий кафедрой фармакологии профессор В.Е. Новиков по этому вопросу
сказал следующее: «Студенты-провизоры, приходя к нам на кафедру, уже имеют представление по химическим аспектам некоторых разделов фармакологии, что, безусловно, облегчает им усвоение нашей дисциплины».
Заключение. При переходе от одной дисциплины к другой происходит частичный возврат к изученному, но этот возврат происходит на новом уровне: совершается постепенное дополнение информации и формирование целостной картины. Таким образом,
целенаправленное установление
преемственности между изучаемыми дисциплинами в медицинском ВУЗе является необходимым методическим приемом при подготовке специалистов. Осуществление преемственности
образования, то есть установление необходимых связей между изучаемыми дисциплинами, должно способствовать высокому качеству результатов
образовательного процесса.
Литература
1. Ворсина Е.В. Преемственность учебной и профессиональной компетентностей студентов медицинских вузов // Современные проблемы науки и образования. -
2015. - № 3 // http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=19806.
2. Двуличанская Н.Н., Фадеев Г.Н. Реализация концепции непрерывного химического образования на основе системного аксиологического подхода // Вестник МГТУ им.Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». - 2005. - № 3 (18). - С. 118-127.
3. Калетина Н., Калетин Г. Микроэлементы - биологические регуляторы // Наука в России. - 2007. - № 1. - С. 50-57.
4. Мокий В.С., Лукьянова Т.А. От дисциплинарности к трансдисциплинарности в понятиях и определениях // Universum: Общественные науки : электрон.научн. журн.
2016. № 7(25). http://7universum.com/ru/social/archive/item/3435.
