關于《物理化學》與醫藥學緊密聯系的探討

武麗萍+馬偲程+楊旭+趙華文+趙先英

摘要：《物理化學》是藥學專業學生的必修課程，該課程是具有概念抽象、公式繁多、圖形復雜等特點的化學基礎課程。藥學專業學生在學習的過程中應特別注意該課程與醫藥學的聯系，將理論應用于實際，以提高學習的興趣和效率。本文就《物理化學》各章節內容和醫藥學的緊密聯系進行了深入探討。

關鍵詞：物理化學；醫藥學；緊密聯系

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）31-0068-02

《物理化學》是藥學專業學生在大學二年級開設的基礎必修課程。該課程本身具有概念圖形抽象、理論性和邏輯性強、微積分公式及公式限定條件繁多等特點，藥學專業學生在學習過程中會感覺枯燥難懂而不易接受。而將《物理化學》各章節的理論知識和醫藥學方面的實際應用結合起來，理論聯系實際，使抽象的內容具體化，讓學生意識到所學知識的實際應用價值，可以大大增強學生的學習興趣，提高學習的積極性和效率。那么，《物理化學》各章節內容與醫藥學實際應用有著怎樣的聯系？筆者做了如下總結。

一、熱力學與醫藥學的聯系

熱力學主要圍繞第一定律、第二定律展開，關注不同系統的能量守恒問題，利用熵增加和吉布斯能減小原理判斷過程進行的方向和限度問題。人體是一個典型的熱力學系統，人體的新陳代謝伴隨著各種生化反應在體內的發生。既然涉及生化反應，必然存在反應的熱效應。例如，我們可以利用標準摩爾生成焓的數據和甘氨酸代謝的化學反應式，計算其在體內氧化代謝生成尿素、二氧化碳和水的熱效應。

此外，“熵病”是上世紀70年代以來，人們把熱力學特別是非平衡態熱力學應用到醫學研究領域而形成的新概念，也是我國中醫病理學研究的重要內容之一。將“熵病”一詞輸入到中文期刊檢索條目中查詢，會得到關于“熵”的理論和方法應用于臨床疾病評估、不同疾病用藥規律研究、藥物作用機制探討等方面的檢索結果。例如，席宗翰[1]用積熵的觀點對藏藥益心康泰治療腦血管病的作用機制進行了研究，發現該藥可通過增加體內負熵、消除積熵而發揮作用。陳峰[2]將熱力學熵的概念和生物熵變理論應用于疾病研究，認為宏觀上的疾病實質上是由微觀上的生理病理變化造成的，這些微觀上的變化必然導致體內熵的變化。不同疾病熵隨時間的變化曲線圖不同，根據熵變曲線就可以反映疾病所處的發展階段和證型。

二、化學平衡與醫藥學的聯系

化學平衡這一章研究的主要對象是可逆反應，圍繞可逆反應探討化學反應進行的方向和限度等問題。人體中，生物大分子的水解、電解質平衡、物質代謝各步反應等都涉及到化學平衡的基本規律。因此，化學平衡理論知識與生命過程息息相關。

可逆反應對生命活動的重要意義體現在很多方面，如氧氣與血紅蛋白的結合生成氧合血紅蛋白的反應即是一個可逆反應。在肺部，通過人體呼吸使得氧氣分壓增大，根據平衡移動原則可知，反應向生成氧合血紅蛋白的方向移動，從而使氧氣儲存起來；當氧合血紅蛋白隨血液輸送到機體各器官時，氧氣的相對分壓減小，反應則會向逆向移動，釋放氧氣，供機體各項生命活動所需。再如，人體每天從外界環境攝入食物，這些物質在消化系統內要經過一系列的分解代謝，涉及到多個生化反應。例如葡萄糖的無氧酵解過程中，6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖之間的轉化、1，6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油醛之間的轉化等，都是可逆反應。正是這些可逆反應的存在為機體調節糖代謝動態平衡、維持正常血糖水平提供了不可或缺的基礎。因此，學習可逆反應和化學平衡的相關理論知識，對于理解機體各種生理調節及代謝過程非常重要。

三、動力學與醫藥學的聯系

提起動力學，對于大多數藥學生而言首先想到的即是“藥代動力學”。這是一門定量研究藥物在生物體內吸收、分布、代謝和排泄規律的學科。物理化學課程的開設，尤其是“動力學”這一章節，無疑為同學們今后學習藥代動力學這門專業課打下堅實的基礎。例如，在研究一些靜脈注射藥物時，我們常把其在體內的代謝設計為單室模型，這一過程符合動力學中的一級反應規律。在授課過程中，通過將“簡單級數的反應”中“一級反應”這部分內容與單室模型藥物代謝過程相結合，以例題的形式呈現在學生的面前，一方面可以很好地引發學生們的興趣，另一方面也使得公式的記憶不再那么死板枯燥。

除了藥物代謝，動力學還與藥物的貯存密切相關，并被廣泛用于藥物有效期的預測上。經典的預測方法是“留樣觀察法”，是將樣品置于通常的室溫貯存條件下，定期記錄和考察有關的穩定性指標，通過與零時刻樣品對應指標相比較，以確定其有效期的方法。這一方法準確度高，但費時費力。于是，各式加速試驗法應運而生，包括經典恒溫法、溫度系數法、溫度指數法等[3]。

四、表面化學與醫藥學的聯系

表面化學一章主要介紹了不同界面常見的表面現象及基本規律。物質分割越細，比表面積越大，表面效應就越突出。比如，難溶藥物微粉化可以增加其溶解度，以利于人體吸收。如抗心力衰竭的心血管系統藥地高辛，粒徑減小到3.7μm時，可增加其在胃腸中的吸收；又如治療頭癬、嚴重體股癬等皮膚真菌感染的灰黃霉素，相同療效下，粒徑2.6μm的用量只是10 μm的一半[4]。

表面活性劑在醫藥學方面的應用也非常廣泛。肺泡液體分子層中存在一種表面活性物質DPPC，具有降低肺泡表面張力、維持肺泡容量相對穩定等作用。新生兒肺泡中如果缺乏該物質，則會造成呼吸窘迫綜合征，引起呼吸困難甚至危及生命。另外，表面活性劑具有增溶的作用，藥品行業中常用到的是吐溫類或聚氧乙烯蓖麻油等表面活性劑作為增溶劑。一些脂溶性維生素、抗生素類等難溶性藥物就可以通過增溶劑實現增大溶解度的目的，從而制備成濃度較高的澄清溶液，直接注射或內服。在安瓿瓶內壁涂上一層表面活性劑，使內壁成為憎水表面，取用藥液時就不會在內壁有殘留[5]。

五、膠體分散系統和大分子溶液與醫藥學的聯系

膠體分散系統主要圍繞分散系的概念、溶膠的制備凈化、溶膠的三大性質展開。在醫藥學領域應用最廣泛的溶膠系統莫過于貴金屬金、銀溶膠。肺炎支原體是引起非典型性肺炎的常見病原體，支原體肺炎癥狀主要有頭痛、發熱、咽痛咳嗽、胸痛等；結核桿菌是引發結核病的主要病原菌，以肺結核最為多見，結核病是重要的傳染性疾病。目前，肺炎支原體IgM抗體檢測試劑盒和結核桿菌IgG抗體檢測試劑盒就是利用金溶膠的特殊性質制備而成。

大分子溶液是關注蛋白質、核酸、糖類等大分子化合物的結構和溶解特性、大分子溶液的流變性等。大分子溶液的粘度比一般溶液大很多，這是大分子溶液一個非常重要的特點。血液可以看作是復雜的大分子溶液，血液粘度是反映血液粘滯性的重要指標。血液過于粘稠，血流緩慢，會造成以血液流變學參數異常為特點的高血粘癥。該癥可導致晨起頭昏、視力模糊、困倦乏力，甚至誘發冠心病、心肌梗死等嚴重疾病。因此，血液粘度檢測應該是老年人體檢時的常規檢查項目，血液粘度指標直接關系老年人身體健康狀況。

綜上所述，《物理化學》各章節內容與醫藥學中的實際應用有著廣泛而緊密的聯系。藥學專業學生在學習這門課程時，應將理論知識應用于醫藥學實踐，通過實際應用加深對理論知識的理解。同時，將耳熟能詳的醫藥學實例與抽象的理論知識相結合，也可以大大提高學習興趣，達到良好的學習效果。

參考文獻：

[1]席宗翰.顯微手術夾閉聯合血管內介入栓塞術治療顱內動脈瘤破裂[J].中西醫結合心腦血管病雜志，2013，（11）：222.

[2]陳峰.中華中醫藥學刊[J].2007，（25）：2597-2599.

[3]候新樸.物理化學第6版[M].北京：人民衛生出版社，2007：221.

[4]候新樸.物理化學第6版[M].北京：人民衛生出版社，2007：255.

[5]崔黎麗，劉毅敏.物理化學[M].北京：科學出版社，2011：255-256.