关于《物理化学》与医药学紧密联系的探讨

武丽萍+马偲程+杨旭+赵华文+赵先英

摘要：《物理化学》是药学专业学生的必修课程，该课程是具有概念抽象、公式繁多、图形复杂等特点的化学基础课程。药学专业学生在学习的过程中应特别注意该课程与医药学的联系，将理论应用于实际，以提高学习的兴趣和效率。本文就《物理化学》各章节内容和医药学的紧密联系进行了深入探讨。

关键词：物理化学；医药学；紧密联系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）31-0068-02

《物理化学》是药学专业学生在大学二年级开设的基础必修课程。该课程本身具有概念图形抽象、理论性和逻辑性强、微积分公式及公式限定条件繁多等特点，药学专业学生在学习过程中会感觉枯燥难懂而不易接受。而将《物理化学》各章节的理论知识和医药学方面的实际应用结合起来，理论联系实际，使抽象的内容具体化，让学生意识到所学知识的实际应用价值，可以大大增强学生的学习兴趣，提高学习的积极性和效率。那么，《物理化学》各章节内容与医药学实际应用有着怎样的联系？笔者做了如下总结。

一、热力学与医药学的联系

热力学主要围绕第一定律、第二定律展开，关注不同系统的能量守恒问题，利用熵增加和吉布斯能减小原理判断过程进行的方向和限度问题。人体是一个典型的热力学系统，人体的新陈代谢伴随着各种生化反应在体内的发生。既然涉及生化反应，必然存在反应的热效应。例如，我们可以利用标准摩尔生成焓的数据和甘氨酸代谢的化学反应式，计算其在体内氧化代谢生成尿素、二氧化碳和水的热效应。

此外，“熵病”是上世纪70年代以来，人们把热力学特别是非平衡态热力学应用到医学研究领域而形成的新概念，也是我国中医病理学研究的重要内容之一。将“熵病”一词输入到中文期刊检索条目中查询，会得到关于“熵”的理论和方法应用于临床疾病评估、不同疾病用药规律研究、药物作用机制探讨等方面的检索结果。例如，席宗翰[1]用积熵的观点对藏药益心康泰治疗脑血管病的作用机制进行了研究，发现该药可通过增加体内负熵、消除积熵而发挥作用。陈峰[2]将热力学熵的概念和生物熵变理论应用于疾病研究，认为宏观上的疾病实质上是由微观上的生理病理变化造成的，这些微观上的变化必然导致体内熵的变化。不同疾病熵随时间的变化曲线图不同，根据熵变曲线就可以反映疾病所处的发展阶段和证型。

二、化学平衡与医药学的联系

化学平衡这一章研究的主要对象是可逆反应，围绕可逆反应探讨化学反应进行的方向和限度等问题。人体中，生物大分子的水解、电解质平衡、物质代谢各步反应等都涉及到化学平衡的基本规律。因此，化学平衡理论知识与生命过程息息相关。

可逆反应对生命活动的重要意义体现在很多方面，如氧气与血红蛋白的结合生成氧合血红蛋白的反应即是一个可逆反应。在肺部，通过人体呼吸使得氧气分压增大，根据平衡移动原则可知，反应向生成氧合血红蛋白的方向移动，从而使氧气储存起来；当氧合血红蛋白随血液输送到机体各器官时，氧气的相对分压减小，反应则会向逆向移动，释放氧气，供机体各项生命活动所需。再如，人体每天从外界环境摄入食物，这些物质在消化系统内要经过一系列的分解代谢，涉及到多个生化反应。例如葡萄糖的无氧酵解过程中，6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖之间的转化、1，6-二磷酸果糖和3-磷酸甘油醛之间的转化等，都是可逆反应。正是这些可逆反应的存在为机体调节糖代谢动态平衡、维持正常血糖水平提供了不可或缺的基础。因此，学习可逆反应和化学平衡的相关理论知识，对于理解机体各种生理调节及代谢过程非常重要。

三、动力学与医药学的联系

提起动力学，对于大多数药学生而言首先想到的即是“药代动力学”。这是一门定量研究药物在生物体内吸收、分布、代谢和排泄规律的学科。物理化学课程的开设，尤其是“动力学”这一章节，无疑为同学们今后学习药代动力学这门专业课打下坚实的基础。例如，在研究一些静脉注射药物时，我们常把其在体内的代谢设计为单室模型，这一过程符合动力学中的一级反应规律。在授课过程中，通过将“简单级数的反应”中“一级反应”这部分内容与单室模型药物代谢过程相结合，以例题的形式呈现在学生的面前，一方面可以很好地引发学生们的兴趣，另一方面也使得公式的記忆不再那么死板枯燥。

除了药物代谢，动力学还与药物的贮存密切相关，并被广泛用于药物有效期的预测上。经典的预测方法是“留样观察法”，是将样品置于通常的室温贮存条件下，定期记录和考察有关的稳定性指标，通过与零时刻样品对应指标相比较，以确定其有效期的方法。这一方法准确度高，但费时费力。于是，各式加速试验法应运而生，包括经典恒温法、温度系数法、温度指数法等[3]。

四、表面化学与医药学的联系

表面化学一章主要介绍了不同界面常见的表面现象及基本规律。物质分割越细，比表面积越大，表面效应就越突出。比如，难溶药物微粉化可以增加其溶解度，以利于人体吸收。如抗心力衰竭的心血管系统药地高辛，粒径减小到3.7μm时，可增加其在胃肠中的吸收；又如治疗头癣、严重体股癣等皮肤真菌感染的灰黄霉素，相同疗效下，粒径2.6μm的用量只是10 μm的一半[4]。

表面活性剂在医药学方面的应用也非常广泛。肺泡液体分子层中存在一种表面活性物质DPPC，具有降低肺泡表面张力、维持肺泡容量相对稳定等作用。新生儿肺泡中如果缺乏该物质，则会造成呼吸窘迫综合征，引起呼吸困难甚至危及生命。另外，表面活性剂具有增溶的作用，药品行业中常用到的是吐温类或聚氧乙烯蓖麻油等表面活性剂作为增溶剂。一些脂溶性维生素、抗生素类等难溶性药物就可以通过增溶剂实现增大溶解度的目的，从而制备成浓度较高的澄清溶液，直接注射或内服。在安瓿瓶内壁涂上一层表面活性剂，使内壁成为憎水表面，取用药液时就不会在内壁有残留[5]。

五、胶体分散系统和大分子溶液与医药学的联系

胶体分散系统主要围绕分散系的概念、溶胶的制备净化、溶胶的三大性质展开。在医药学领域应用最广泛的溶胶系统莫过于贵金属金、银溶胶。肺炎支原体是引起非典型性肺炎的常见病原体，支原体肺炎症状主要有头痛、发热、咽痛咳嗽、胸痛等；结核杆菌是引发结核病的主要病原菌，以肺结核最为多见，结核病是重要的传染性疾病。目前，肺炎支原体IgM抗体检测试剂盒和结核杆菌IgG抗体检测试剂盒就是利用金溶胶的特殊性质制备而成。

大分子溶液是关注蛋白质、核酸、糖类等大分子化合物的结构和溶解特性、大分子溶液的流变性等。大分子溶液的粘度比一般溶液大很多，这是大分子溶液一个非常重要的特点。血液可以看作是复杂的大分子溶液，血液粘度是反映血液粘滞性的重要指标。血液过于粘稠，血流缓慢，会造成以血液流变学参数异常为特点的高血粘症。该症可导致晨起头昏、视力模糊、困倦乏力，甚至诱发冠心病、心肌梗死等严重疾病。因此，血液粘度检测应该是老年人体检时的常规检查项目，血液粘度指标直接关系老年人身体健康状况。

综上所述，《物理化学》各章节内容与医药学中的实际应用有着广泛而紧密的联系。药学专业学生在学习这门课程时，应将理论知识应用于医药学实践，通过实际应用加深对理论知识的理解。同时，将耳熟能详的医药学实例与抽象的理论知识相结合，也可以大大提高学习兴趣，达到良好的学习效果。

参考文献：

[1]席宗翰.显微手术夹闭联合血管内介入栓塞术治疗颅内动脉瘤破裂[J].中西医结合心脑血管病杂志，2013，（11）：222.

[2]陈峰.中华中医药学刊[J].2007，（25）：2597-2599.

[3]候新朴.物理化学第6版[M].北京：人民卫生出版社，2007：221.

[4]候新朴.物理化学第6版[M].北京：人民卫生出版社，2007：255.

[5]崔黎丽，刘毅敏.物理化学[M].北京：科学出版社，2011：255-256.