神奇的分子藥物如何在我們身體里起作用

1、神奇的分子藥物如何在我們身體里起作用本文由查字典化學網(wǎng)為您整理提供：這是一片阿司匹林，由幾千億億個完全相同的化學分子組成。每個分子都是能夠獨立完成藥物作用的個體, 這與我們的中藥完全不同。中藥的化學成分不是一種, 而是多種分子的合作社, 而幾乎每片阿司匹林都是由幾千億億個相同的、長得一模一樣的分子組成。當初人們只知道阿司匹林能治頭疼、牙疼等痛癥，卻并不清楚它們是怎樣治病的。后來隨著科學家們對細胞的認識逐漸加深, 才弄清了阿司匹林的分子是怎樣在我們的細胞上發(fā)揮作用的。在口服的西藥中，有幾千億億個藥物分子組成的軍團，他們將成批地進入我們的身體。而對于任何外來物質(zhì)，我們的身體也會用一道道防線來阻擋!

2、在口腔、胃和小腸里面，有各種強有力的分解酶，所以，藥物進入身體后的第一件事就是保存自己。消化系統(tǒng)的各種消化液能把構成食物的復雜分子統(tǒng)統(tǒng)分解成更小的簡單分子，這樣才能把有用的分子吸收到血液中。小分子們即便進入了血液，肝臟也會努力把熟悉的食物分子和陌生的藥物分子區(qū)別開，并且把陌生的分子過濾掉。所以只有把藥物分子做的非常小，或者很像食物的分子，他們才有可能躲過肝臟的過濾。經(jīng)過人們多次精心設計和改造，阿司匹林分子基本上能夠避開肝臟對陌生分子的過濾，以相當多的數(shù)量進入血液循環(huán)，大搖大擺地逼近各種細胞。因為細胞膜本身也是由分子構成的，而且分子間存在一些縫隙，所以小小的阿司匹林分子才有機會鉆細胞膜的空子，進

3、入細胞內(nèi)部。進入到細胞里的阿司匹林分子，如果誰都不接受它，很快就會被當成異己消滅掉。但是，在細胞里恰恰就存在著能夠接受阿司匹林的收容所，這是一種蛋白質(zhì)?，F(xiàn)代的阿司匹林分子就是根據(jù)這個蛋白質(zhì)的特殊結構設計出來的。在這個能接受阿司匹林分子的蛋白質(zhì)里面，有一個獨特的空間結構，盡管它并不是特意為阿司匹林準備的，但卻正好能讓阿司匹林分子藏進來。只要阿司匹林分子能夠躲進這里，它的藥效就能夠發(fā)揮出來，因為這個蛋白質(zhì)的結構原本是為生產(chǎn)前列腺素準備的，如果阿司匹林分子占了這個位置，前列腺素的生產(chǎn)就只好暫停。而這恰恰就是阿司匹林占領這個位置的目的!其實， 前列腺素分子有著非常重要的生理功能，但是在不同的器官，前列

4、腺素的作用各不相同。然而不管怎樣，只要前列腺素產(chǎn)生得太多，人就會感覺到疼痛。所以人們就想辦法讓生產(chǎn)前列腺素的這個分子“車間”停產(chǎn)，從而緩解疼痛。為此，人們花了幾十年的時間專門研究細胞里那個能夠生產(chǎn)前列腺素的蛋白質(zhì)，研究它的“車間結構”。后來終于明白，這個蛋白質(zhì)叫環(huán)氧酶，而且在我們的身體里，很多細胞都有環(huán)氧酶。比如胃細胞就有環(huán)氧酶，它生產(chǎn)的前列腺素可以保護胃粘膜。而最早發(fā)明的阿司匹林，破壞了各種細胞中環(huán)氧酶的生產(chǎn)，也使胃粘膜中的前列腺素停止了供應。結果，阿司匹林在緩解疼痛的同時還可能帶來胃出血、胃潰瘍等副作用。事實上，各種環(huán)氧酶在生產(chǎn)前列腺素分子時，生產(chǎn)流程是要受細胞內(nèi)外一些特殊分子控制的。所以

5、要想有針對性的制造藥物分子，就必須全面了解細胞的分子學特征。我們的身體是由各種器官組成的，而器官又是由細胞構成的。所以，細胞是各種器官生理功能的最小單位。每個細胞又是由扮演著各種角色的分子組合形成的。比如在細胞核里有DNA勺分子，它們負責整個細胞中所有蛋白質(zhì)分子的設計和調(diào)控 ; 細胞核外的空間叫細胞質(zhì)，在這里有各種蛋白質(zhì)大分子，它們是負責生產(chǎn)各種活性分子的車間。像環(huán)氧酶就生產(chǎn)前列腺素，而另一些蛋白質(zhì)能生產(chǎn)脂肪分子和糖分子。細胞的最外層叫細胞膜，上面也有很多蛋白質(zhì)大分子，有很多專門傳遞和連接細胞內(nèi)外信息的分子，他們具有很強的選擇性，能調(diào)節(jié)各種酶的生產(chǎn)狀態(tài)。在同一個細胞里，正是由于各種化學分子之間

6、的分工合作，才使整個細胞發(fā)揮一定的生理功能。實際上， 細胞核就相當于企業(yè)的設計指揮部門，而在細胞質(zhì)中的網(wǎng)狀膜上布滿了成千上萬的蛋白酶，它們就是各種各樣的生產(chǎn)車間。細胞所需的各種活性分子都必須在各自相應的生產(chǎn)車間里才能制造由來。當然，不同生產(chǎn)車間所需的分 子原料是不同的，最終的產(chǎn)品也是各式各樣。前列腺素分子實際是環(huán)氧酶車間生產(chǎn)的最終產(chǎn)品，而阿司匹林占了環(huán)氧酶的生產(chǎn)車間，使前列腺素的生產(chǎn)被迫停止。然而這種人為制造的停產(chǎn)最多維持幾個小時，就會被細胞自身存在的調(diào)控機制自動地恢復過來。所以藥片總是隔幾個小時就要再吃一次。細胞自身存在的調(diào)控機制指的是：每種蛋白酶的生產(chǎn)情況都會不斷接受來自細胞核內(nèi)部DNA勺

7、控制和細胞膜上信息的調(diào)節(jié)。就像一個企業(yè)的生產(chǎn)不僅會受到企業(yè)指揮中心的調(diào)控，也會經(jīng)常受到“市場”的調(diào)節(jié)一樣。那么，細胞膜怎樣調(diào)節(jié)細胞內(nèi)部各種酶生產(chǎn)呢?在幾乎所有的細胞膜上都有成千上萬叫做受體的調(diào)節(jié)分子和各種叫做離子通道的控制機構。受體分子能夠有選擇地與細胞膜外某種較小的化學分子結合，從而向細胞內(nèi)傳遞某種細胞外的信息。如果細胞膜上的受體接受了細胞外的某種信息，細胞膜上鑲嵌的一種大的蛋白質(zhì)分子就會變幻自己的空間結構，臨時形成連接細胞內(nèi)外的離子通道，結果細胞外原本進不來的離子就進來了。比如香煙中的某些化學分子一旦與心肌細胞膜上的受體結合，受體就會控制通道開放千分之幾秒。然而就是這短短的千分之幾秒，就足

8、夠使成千上萬的鈣離子蜂擁進入細胞膜，從而使心肌細胞產(chǎn)生收縮。由于在分子水平上了解了受體和鈣離子通道的機理，許多新型藥物紛紛研制成功。這類藥物能夠控制離子通道的開啟，減弱心肌的耗氧量，保護心肌細胞。實際上， 人體中大多數(shù)重要的化學反應是在細胞兩種主要的大分子中進行的，這就是細胞膜上的受體和細胞質(zhì)中的酶。因為細胞外的重要信息要通過受體分子轉(zhuǎn)達進來。而在細胞內(nèi)，所有重要的生命分子都需要在酶的幫助下才能生產(chǎn)。那么藥物是怎樣影響受體和酶的呢?受體和酶在空間造型上都有一個共同特點：在它們的表面有許多像螺母一樣的凹陷，每一種凹陷只能被特定的小分子所占據(jù)。這些與它們匹配的小分子就像一個個螺釘; 一個螺釘只配一

9、個螺母。不同的螺釘或螺母不能互換。固定在細胞中的受體和酶等大分子要與各自的小分子結合才能發(fā)揮作用，所以藥物學家們通過設計這些小分子或它們的替代物來達到控制受體和酶的目的。人有幾千億億個細胞，在每個細胞的細胞質(zhì)中，成千上萬的各種蛋白酶都是最忙碌的分子。正是它們把無生命的化學反應組合成了復雜的生命過程。這就像一個個企業(yè)生產(chǎn)各種產(chǎn)品提供給市場一樣，它們是創(chuàng)造具體產(chǎn)品的最基本單位，是維持社會運轉(zhuǎn)的各種機器。實際上，生產(chǎn)部門的每一個車間還要不斷接受市場的反饋。細胞膜上的受體就是連接和溝通細胞內(nèi)外信息的“市場銷售部”。而且，受體傳遞信息時具有更明確的分工和更緊密的連接方式，因此工作效率也更高?？梢哉f，酶和受體是細胞里面所有分子中最辛苦、最受累的分子，然而他們也是最容易出毛病的分子。就像機器使用得越多，磨損也就越大一樣。生命大分子出了毛病就會影響生理功能。酶的錯誤在細胞上可能表現(xiàn)為產(chǎn)生了太多或太少的某種分子。受體的錯誤可能是接受或