आतापर्यंत, तुम्ही रसायनशास्त्राची मूलभूत तत्त्वे शिकला आहात आणि हेही जाणले आहे की ते मानवी जीवनाच्या प्रत्येक क्षेत्रावर प्रभाव टाकते. रसायनशास्त्राच्या तत्त्वांचा उपयोग मानवजाताच्या हितासाठी केला गेला आहे. स्वच्छतेचा विचार करा - साबण, डिटर्जंट, घरगुती ब्लीच, टूथपेस्ट इत्यादी साहित्य तुमच्या मनात येईल. सुंदर कपड्यांकडे पहा - लगेच कपडे बनवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या संश्लेषित तंतूंची रसायने आणि त्यांना रंग देणारी रसायने तुमच्या मनात येतील. अन्नपदार्थ - पुन्हा मागील इकाईत तुम्ही शिकलेल्या अनेक रसायनांची आठवण तुमच्या मनात येईल. अर्थात, आजार आणि रोग आम्हाला औषधांची आठवण करून देतात - पुन्हा रसायने. स्फोटक, इंधन, रॉकेट प्रणोदक, बांधकाम आणि इलेक्ट्रॉनिक साहित्य इत्यादी सर्व रसायने आहेत. रसायनशास्त्राने आपल्या जीवनावर इतका प्रभाव टाकला आहे की आपल्याला हेही कळत नाही की आपण प्रत्येक क्षणी रसायनांशी संपर्कात येतो; की आपण स्वतः सुंदर रासायनिक निर्मिती आहोत आणि आपली सर्व क्रिया रसायनांद्वारे नियंत्रित केली जातात. या इकाईमध्ये, आपण रसायनशास्त्राचा उपयोग तीन महत्त्वाच्या आणि मनोरंजक क्षेत्रांमध्ये, म्हणजे - औषधे, अन्नपदार्थ आणि स्वच्छता एजंट्स यामध्ये कसा होतो ते शिकू.

16.1 औषधे आणि त्यांचे वर्गीकरण

औषधे कमी आण्विक वस्तुमान (100 - 500u) असलेली रसायने आहेत. यांचा स्थूल-आण्विक लक्ष्यांशी संवाद होतो आणि जैविक प्रतिसाद निर्माण होतो. जेव्हा जैविक प्रतिसाद उपचारात्मक आणि उपयुक्त असतो, तेव्हा या रसायनांना औषधे म्हणतात आणि रोगांच्या निदान, प्रतिबंध आणि उपचारासाठी वापरली जातात. शिफारस केलेल्या प्रमाणापेक्षा जास्त डोस घेतल्यास, औषधे म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या बहुतेक औषधांमध्ये विषारी गुणधर्म असतात. उपचारात्मक परिणामासाठी रसायनांचा वापर याला कीमोथेरपी म्हणतात.

16.1.1 औषधांचे वर्गीकरण

औषधांचे वर्गीकरण प्रामुख्याने खालील निकषांवर केले जाऊ शकते:

(अ) औषधाच्या औषधशास्त्रीय परिणामाच्या आधारे

हे वर्गीकरण औषधांच्या औषधशास्त्रीय परिणामावर आधारित आहे. डॉक्टरांसाठी हे उपयुक्त आहे कारण ते विशिष्ट प्रकारच्या समस्येच्या उपचारासाठी उपलब्ध असलेल्या औषधांची संपूर्ण श्रेणी त्यांना पुरवते. उदाहरणार्थ, वेदनाशामकांमध्ये वेदना कमी करण्याचा परिणाम असतो, पूतिनाशक सूक्ष्मजीवांची वाढ मारतात किंवा थांबवतात.

(ब) औषधाच्या क्रियेच्या आधारे

हे औषधाच्या विशिष्ट जैवरासायनिक प्रक्रियेवरील क्रियेवर आधारित आहे. उदाहरणार्थ, सर्व अँटीहिस्टामाइन्स हिस्टामाइन या संयुगाची क्रिया अवरोधित करतात, ज्यामुळे शरीरात दाह होतो. हिस्टामाइन्सची क्रिया अवरोधित करण्याचे विविध मार्ग आहेत. तुम्ही हे विभाग 16.3.2 मध्ये शिकाल.

(क) रासायनिक रचनेच्या आधारे

हे औषधाच्या रासायनिक रचनेवर आधारित आहे. अशा प्रकारे वर्गीकृत केलेली औषधे सामान्य संरचनात्मक वैशिष्ट्ये सामायिक करतात आणि अनेकदा समान औषधशास्त्रीय क्रिया दर्शवतात. उदाहरणार्थ, सल्फोनामाइड्समध्ये खालीलप्रमाणे सामान्य संरचनात्मक वैशिष्ट्य असते.

(ड) आण्विक लक्ष्यांच्या आधारे

औषधे सहसा कर्बोदकांमधे, लिपिड्स, प्रथिने आणि न्यूक्लिक अॅसिड यांसारख्या जैव-आणूंशी संवाद साधतात. यांना लक्ष्य आणू किंवा औषध लक्ष्ये म्हणतात. काही सामान्य संरचनात्मक वैशिष्ट्ये असलेली औषधे लक्ष्यांवर समान क्रियाविधी असू शकतात. आण्विक लक्ष्यांवर आधारित वर्गीकरण हे वैद्यकीय रसायनशास्त्रज्ञांसाठी सर्वात उपयुक्त वर्गीकरण आहे.

16.2 औषध-लक्ष्य संवाद

जैविक उत्पत्तीच्या स्थूल-आणूंची शरीरात विविध कार्ये असतात. उदाहरणार्थ, शरीरात जैविक उत्प्रेरकांची भूमिका बजावणारी प्रथिने यांना एन्झाइम्स म्हणतात, तर शरीरातील संप्रेषण प्रणालीसाठी महत्त्वाची असलेली प्रथिने यांना रिसेप्टर्स म्हणतात. वाहक प्रथिने ध्रुवीय आणूंना पेशी पडद्यामधून नेतात. न्यूक्लिक अॅसिडमध्ये पेशीसाठी कोडेड आनुवंशिक माहिती असते. लिपिड्स आणि कर्बोदके हे पेशी पडद्याचे संरचनात्मक भाग असतात. आपण एन्झाइम्स आणि रिसेप्टर्सच्या उदाहरणांसह औषध-लक्ष्य संवादाचे स्पष्टीकरण देऊ.

16.2.1 औषध लक्ष्य म्हणून एन्झाइम्स

(अ) एन्झाइम्सची उत्प्रेरक क्रिया

औषध आणि एन्झाइम यांच्यातील संवाद समजून घेण्यासाठी, एन्झाइम्स प्रतिक्रियेस कशी उत्प्रेरित करतात हे जाणून घेणे महत्त्वाचे आहे (विभाग 5.2.4). त्यांच्या उत्प्रेरक क्रियेत, एन्झाइम्स दोन प्रमुख कार्ये करतात:

(i) एन्झाइमचे पहिले कार्य म्हणजे रासायनिक अभिक्रियेसाठी अभिक्रियकाला धरून ठेवणे. एन्झाइम्सची सक्रिय साइट्स अभिक्रियक रेणूला योग्य स्थितीत धरून ठेवतात, जेणेकरून त्यावर प्रतिकारकाद्वारे प्रभावीपणे हल्ला केला जाऊ शकतो.

अभिक्रियक आयनिक बंध, हायड्रोजन बंध, व्हॅन डर वाल्स परस्परक्रिया किंवा द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय परस्परक्रिया (आकृती 16.1) यासारख्या विविध परस्परसंवादाद्वारे एन्झाइमच्या सक्रिय साइटशी बांधले जातात.

(ii) एन्झाइमचे दुसरे कार्य म्हणजे क्रियात्मक गट पुरवणे जे अभिक्रियकावर हल्ला करतील आणि रासायनिक अभिक्रिया पार पाडतील.

(ब) औषध-एन्झाइम संवाद

औषधे एन्झाइम्सच्या वरीलपैकी कोणतीही क्रिया अवरोधित करतात. हे एन्झाइमची बंधन साइट अवरोधित करू शकतात आणि अभिक्रियकाचे बंधन रोखू शकतात किंवा एन्झाइमची उत्प्रेरक क्रिया अवरोधित करू शकतात. अशा औषधांना एन्झाइम अवरोधक म्हणतात.

औषधे दोन वेगवेगळ्या प्रकारे एन्झाइम्सच्या सक्रिय साइटवर अभिक्रियकाचे आसंजन अवरोधित करतात;

(i) औषधे एन्झाइम्सच्या सक्रिय साइट्सवर त्यांच्या आसंजनासाठी नैसर्गिक अभिक्रियकाशी स्पर्धा करतात. अशा औषधांना स्पर्धात्मक अवरोधक म्हणतात (आकृती 16.2).

(ii) काही औषधे एन्झाइमच्या सक्रिय साइटशी बांधली जात नाहीत. हे एन्झाइमच्या वेगळ्या साइटशी बांधले जातात ज्याला अॅलोस्टेरिक साइट म्हणतात. अवरोधकाचे अॅलोस्टेरिक साइटवर बंधन (आकृती 16.3) सक्रिय साइटचा आकार अशा प्रकारे बदलते की अभिक्रियक त्याची ओळख करू शकत नाही.

जर एन्झाइम आणि अवरोधक यांच्यात तयार झालेला बंध मजबूत सहसंयुज बंध असेल आणि तो सहज तोडता येत नसेल, तर एन्झाइम कायमचे अवरोधित होते. त्यानंतर शरीर एन्झाइम-अवरोधक संकुलाचे विघटन करते आणि नवीन एन्झाइम संश्लेषित करते.

16.2.2 औषध लक्ष्य म्हणून रिसेप्टर्स

रिसेप्टर्स ही प्रथिने आहेत जी शरीराच्या संप्रेषण प्रक्रियेसाठी महत्त्वाची आहेत. यापैकी बहुसंख्य पेशी पडद्यात अंतर्भूत असतात (आकृती 16.4). रिसेप्टर प्रथिने पेशी पडद्यात अशा प्रकारे अंतर्भूत केली जातात की त्यांचा सक्रिय साइट असलेला लहान भाग पडद्याच्या पृष्ठभागावरून बाहेर येतो आणि पेशी पडद्याच्या बाहेरील भागात उघडतो (आकृती 16.4).

शरीरात, दोन न्यूरॉन्स दरम्यानचा संदेश आणि न्यूरॉन्स ते स्नायूंदरम्यानचा संदेश काही रसायनांद्वारे प्रसारित केला जातो. ही रसायने, ज्यांना रासायनिक दूत म्हणून ओळखले जाते, ती रिसेप्टर प्रथिनांच्या बंधन साइट्सवर प्राप्त होतात. दूताला समाविष्ट करण्यासाठी, रिसेप्टर साइटचा आकार बदलतो. यामुळे पेशीमध्ये संदेशाचे हस्तांतरण होते. अशाप्रकारे, रासायनिक दूत पेशीमध्ये प्रवेश न करता पेशीला संदेश देतो (आकृती 16.5).

शरीरात भिन्न रासायनिक दूतांशी संवाद साधणारे मोठ्या संख्येने भिन्न रिसेप्टर्स आहेत. हे रिसेप्टर्स एका रासायनिक दूतावर दुसऱ्यापेक्षा निवडकपणा दर्शवतात कारण त्यांच्या बंधन साइट्सचा आकार, रचना आणि अमिनो आम्ल रचना भिन्न असते.

जी औषधे रिसेप्टर साइटशी बांधली जातात आणि त्याचे नैसर्गिक कार्य अवरोधित करतात त्यांना प्रतिपक्षी म्हणतात. संदेश अवरोधित करणे आवश्यक असते तेव्हा ही उपयुक्त असतात. इतर प्रकारची औषधे देखील आहेत जी रिसेप्टर चालू करून नैसर्गिक दूताची नक्कल करतात, यांना सहकारी म्हणतात. नैसर्गिक रासायनिक दूताची कमतरता असते तेव्हा ही उपयुक्त असतात.

16.3 विविध वर्गांच्या औषधांची उपचारात्मक क्रिया

या विभागात, आपण काही महत्त्वाच्या वर्गांच्या औषधांच्या उपचारात्मक क्रियेची चर्चा करू.

16.3.1 अँटॅसिड्स

जठरातील आम्लाचे अतिप्रादुर्भाव होण्यामुळे चिडचिड आणि वेदना होतात. गंभीर प्रकरणांमध्ये, जठरात अल्सर विकसित होतात. 1970 पर्यंत, आम्लता येण्याचा एकमेव उपचार म्हणजे अँटॅसिड्सचे प्रशासन, जसे की सोडियम हायड्रोजनकार्बोनेट किंवा ॲल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियम हायड्रॉक्साईडचे मिश्रण. तथापि, अत्यधिक हायड्रोजनकार्बोनेटमुळे जठर आम्लारी बनू शकते आणि आणखी आम्ल तयार होण्यास प्रवृत्त करू शकते. धातूंचे हायड्रॉक्साईड्स चांगले पर्याय आहेत कारण ते अद्राव्य असतात, हे तटस्थतेपेक्षा pH वाढवत नाहीत. हे उपचार केवळ लक्षणे नियंत्रित करतात, कारण नाही. म्हणून, या धातूंच्या क्षारांसह, रुग्णांना सहज उपचार करता येत नाहीत. प्रगत अवस्थेत, अल्सर जीवघेणे बनतात आणि त्याचा एकमेव उपचार म्हणजे जठराच्या प्रभावित भागाचे काढून टाकणे.

अतिआम्लतेच्या उपचारात एक मोठी प्रगती अशा शोधाद्वारे झाली की एक रसायन, हिस्टामाइन, जठरात पेप्सिन आणि हायड्रोक्लोरिक आम्ल स्राव उत्तेजित करते. सिमेटिडाइन (टॅगामेट) हे औषध हिस्टामाइनचा जठराच्या भिंतीत असलेल्या रिसेप्टर्सशी होणारा संवाद रोखण्यासाठी डिझाइन केले गेले होते. यामुळे कमी प्रमाणात आम्ल स्रवले. या औषधाचे महत्त्व इतके होते की दुसरे औषध, रॅनिटिडीन (झॅन्टॅक) शोधल्यापर्यंत ते जगातील सर्वात जास्त विक्री होणारे औषध होते.

16.3.2 अँटीहिस्टामाइन्स

हिस्टामाइन हे एक शक्तिशाली रक्तवाहिनी विस्तारक आहे. याची विविध कार्ये आहेत. हे श्वासनलिका आणि आतड्यांमधील गुळगुळीत स्नायूंना आकुंचन पाववते आणि इतर स्नायू, जसे की बारीक रक्तवाहिन्यांच्या भिंतींमधील स्नायूंना शिथिल करते. सामान्य सर्दी आणि परागकणांसाठीच्या ॲलर्जी प्रतिसादाशी संबंधित नाकातील गर्दी यासाठी हिस्टामाइन जबाबदार आहे.

संश्लेषित औषधे, ब्रोमफेनिरामिन (डायमेटॅप) आणि टेरफेनाडीन (सेल्डेन), अँटीहिस्टामाइन्स म्हणून कार्य करतात. ते हिस्टामाइनच्या नैसर्गिक क्रियेमध्ये व्यत्यय आणतात, हिस्टामाइन जेथे त्याचा परिणाम दर्शवते त्या रिसेप्टरच्या बंधन साइट्ससाठी हिस्टामाइनशी स्पर्धा करून.

आता प्रश्न उद्भवतो, “वरील अँटीहिस्टामाइन्स जठरातील आम्ल स्रावावर का परिणाम करत नाहीत?” कारण अँटिअलर्जिक आणि अँटॅसिड औषधे वेगवेगळ्या रिसेप्टर्सवर कार्य करतात.

16.3.3 मज्जासंस्थेस सक्रिय करणारी औषधे

(अ) शामक

शामक आणि वेदनाशामक ही मज्जासंस्थेस सक्रिय करणारी औषधे आहेत. हे मज्जातंतू ते रिसेप्टर यांच्यातील संदेश हस्तांतरण यंत्रणेवर परिणाम करतात. शामक ही रासायनिक संयुगांची एक वर्ग आहे जी तणाव आणि सौम्य किंवा अगदी गंभीर मानसिक आजारांच्या उपचारासाठी वापरली जाते. ही चिंता, तणाव, चिडचिड किंवा उत्तेजना कमी करून कल्याणाची भावना निर्माण करतात. ती झोपेच्या गोळ्यांचा एक आवश्यक घटक बनवतात. शामकांचे विविध प्रकार आहेत. ती वेगवेगळ्या यंत्रणेद्वारे कार्य करतात. उदाहरणार्थ, नॉरॅड्रेनॅलिन हे न्यूरोट्रांसमीटर्सपैकी एक आहे जे मनोस्थितीतील बदलांमध्ये भूमिका बजावते. काही कारणास्तव नॉरॅड्रेनॅलिनची पातळी कमी असल्यास, सिग्नल पाठविण्याची क्रिया कमी होते आणि व्यक्ती नैराश्याने ग्रस्त होते. अशा परिस्थितीत, नैराश्यरोधी औषधे आवश्यक असतात. ही औषधे नॉरॅड्रेनॅलिनचे विघटन उत्प्रेरित करणारी एन्झाइम्स अवरोधित करतात. एन्झाइम अवरोधित झाल्यास, हे महत्त्वाचे न्यूरोट्रांसमीटर हळूहळू चयापचयित होते आणि त्याच्या रिसेप्टरला दीर्घ काळासाठी सक्रिय करू शकते, अशाप्रकारे नैराश्याचा परिणाम प्रतिकार करते. इप्रोनियाझिड आणि फेनलझाइन ही दोन अशी औषधे आहेत.

काही शामक, म्हणजे क्लोरडायझेपॉक्साईड आणि मेप्रोबामेट, हे तुलनेने सौम्य शामक आहेत जे तणाव कमी करण्यासाठी योग्य आहेत. इक्वानिलचा उपयोग नैराश्य आणि उच्च रक्तदाब नियंत्रित करण्यासाठी केला जातो.

बार्बिट्युरिक आम्लाची व्युत्पन्ने, म्हणजे व्हेरोनल, अमायटल, नेम्ब्युटल, ल्युमिनल आणि सेकोनल, ही शामकांचा एक महत्त्वाचा वर्ग बनवतात. या व्युत्पन्नांना बार्बिट्युरेट्स म्हणतात. बार्बिट्युरेट्स हिप्नोटिक आहेत, म्हणजे, झोप निर्माण करणारे एजंट्स. वॅलियम आणि सेरोटोनिन यांसारख्या इतर काही पदार्थांचा शामक म्हणून वापर केला जातो.

(ब) वेदनाशामक

वेदनाशामक वेदना कमी करतात किंवा नाहीशा करतात, चेतना, मानसिक गोंधळ, असमन्वय किंवा पक्षाघात किंवा मज्जासंस्थेचे काही इतर व्यत्यय निर्माण न करता. यांचे वर्गीकरण खालीलप्रमाणे केले जाते: (i) नॉन-नार्कोटिक (निर्भेड) वेदनाशामक (ii) नार्कोटिक औषधे

(i) नॉन-नार्कोटिक (निर्भेड) वेदनाशामक: ॲस्पिरिन आणि पॅरासिटामोल हे नॉन-नार्कोटिक वेदनाशामकांच्या वर्गात येतात. ॲस्पिरिन हे सर्वात परिचित उदाहरण आहे. ॲस्पिरिन प्रोस्टाग्लंडिन्स नावाच्या रसायनांचे संश्लेषण अवरोधित करते जे ऊतींमध्ये दाह उत्तेजित करतात आणि वेदना निर्माण करतात. ही औषधे सांध्याच्या वेदना (उदा. संधिवातामुळे) कमी करण्यात प्रभावी आहेत. या औषधांचे इतर अनेक परिणाम आहेत जसे की ताप कमी करणे (ज्वरनाशक) आणि प्लेटलेट गोठणे रोखणे. त्याच्या रक्त गोठणे रोधक क्रियेमुळे, हृदयविकाराच्या प्रतिबंधात ॲस्पिरिनचा उपयोग होतो.

(ii) नार्कोटिक वेदनाशामक: मॉर्फिन आणि त्याचे अनेक सजातीय, जेव्हा औषधी डोसमध्ये दिले जातात, तेव्हा वेदना कमी करतात आणि झोप निर्माण करतात. विषारी डोसमध्ये, हे मूर्च्छा, कोमा, गरगरा आणि शेवटी मृत्यू निर्माण करतात. मॉर्फिन नार्कोटिक्सला कधीकधी अफूचे पदार्थ म्हणून संबोधले जाते, कारण ते अफूच्या पोपटीपासून मिळतात.

ही वेदनाशामक प्रामुख्याने शस्त्रक्रियेनंतरच्या वेदना, हृदयवेदना आणि टर्मिनल कर्करोगाच्या वेदना, आणि बाळंतपणातील वेदनांसाठी वापरली जातात.

16.3.4 सूक्ष्मजीवरोधक

मानव आणि प्राण्यांमधील रोग बॅक्टेरिया, विषाणू, बुरशी आणि इतर रोगजनक यांसारख्या विविध सूक्ष्मजीवांमुळे होऊ शकतात. सूक्ष्मजीवरोधक हे बॅक्टेरिया (जीवाणुरोधक औषधे), बुरशी (बुरशीरोधक एजंट्स), विषाणू (विषाणुरोधक एजंट्स) किंवा इतर परजीवी (परजीवीरोधक औषधे) यांसारख्या सूक्ष्मजीवांची रोगजनक क्रिया निवडकपणे नष्ट/प्रतिबंधित करते किंवा अवरोधित करते. प्रतिजैविक, पूतिनाशक आणि निर्जंतुक करणारे एजंट्स ही सूक्ष्मजीवरोधक औषधे आहेत.

(अ) प्रतिजैविक

प्रतिजैविकांचा मानव आणि प्राण्यांसाठी कमी विषारीपणा असल्यामुळे संसर्गाच्या उपचारासाठी औषधे म्हणून वापर केला जातो. सुरुवातीला प्रतिजैविकांचे वर्गीकरण सूक्ष्मजीवांद्वारे (बॅक्टेरिया, बुरशी आणि मोल्ड्स) तयार केलेल्या रासायनिक पदार्थ म्हणून केले गेले जे सूक्ष्मजीवांची वाढ अवरोधित करतात किंवा अगदी नष्ट करतात. संश्लेषित पद्धतींच्या विकासाने सूक्ष्मजीवांच्या उत्पादनांम्हणून सुरुवातीला शोधलेली काही संयुगे संश्लेषित करण्यात मदत केली आहे. तसेच, काही पूर्णपणे संश्लेषित संयुगांमध्ये जीवाणुरोधक क्रिया असते, आणि म्हणून, प्रतिजैविकाची व्याख्या सुधारित केली गेली आहे. प्रतिजैविक आता अशा पदार्थाचा संदर्भ देते जो पूर्ण किंवा अंशतः रासायनिक संश्लेषणाद्वारे तयार केला जातो, जो कमी एकाग्रतेमध्ये सूक्ष्मजीवांच्या चयापचय प्रक्रियांमध्ये हस्तक्षेप करून त्यांची वाढ अवरोधित करतो किंवा नष्ट करतो.

अशा रसायनांचा शोध जी आक्रमण करणाऱ्या बॅक्टेरियावर प्रतिकूल परिणाम करतील परंतु यजमानावर नाही, हा एकोणिसाव्या शतकात सुरू झाला. पॉल एर्लिच, एक जर्मन जीवाणुशास्त्रज्ञ, याने ही कल्पना मांडली. त्यांनी सिफिलिसच्या उपचारासाठी कमी विषारी पदार्थ तयार करण्यासाठी आर्सेनिक आधारित रचनांचा शोध घेतला. त्यांनी आर्स्फेनामाइन नावाचे औषध विकसित केले, ज्याला साल्व्हार्सन म्हणून ओळखले जाते. या शोधासाठी पॉल एर्लिच यांना 1908 मध्ये वैद्यकशास्त्रातील नोबेल