XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Роль аспирина в жизни людей

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Белова Н.А. 1

---

1МБОУ НМО "СОШ №10"

Соложнина Н.И. 1

---

1МБОУ НМО "СОШ №10"

Работа в формате PDF

0.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Ацетилсалициловая кислота - это одно из самых известных и широко применяемых лекарственных средств в мире. Существует более 50 названий – торговых марок препаратов, основным действующим началом которых является это вещество. Ежегодно в мире употребляется свыше 40 000 тонн аспирина. Это необычное лекарственное средство можно назвать рекордсменом среди медикаментов. Ацетилсалициловая кислота – долгожитель в мире лекарств, в 1999 официально отметила свой столетний юбилей, и до сих пор это самый популярный медицинский препарат в мире.

Практически каждый человек хотя бы один раз в жизни применял данное лекарство. Изначально этот препарат предназначался для снижения температуры тела, затем нашли еще несколько эффектов: таких как обезболивающее, разжижающее кровь, противовоспалительное.

Несомненно, ацетилсалициловая кислота в жизни человека играет большую роль. Но в тоже время, существует впечатляющий список побочных действий на организм человека, которые возникают при приеме ацетилсалициловой кислоты. Вследствие этого в детских учреждениях в медицинских кабинетах отсутствует аспирин, но для пожилых людей рекомендуют прием этого препарата каждый день.

Я решила выяснить, какое отрицательное и положительное влияние оказывает ацетилсалициловая кислота на организм людей разных возрастов и как человек применяет аспирин в повседневной жизни.

Объект исследования: лекарственные препараты, содержащие ацетилсалициловую кислоту.

Предмет исследования: физико-химические и фармакологические свойства аспирина.

Цель: Определить физические и химические свойства лекарственных препаратов, содержащих ацетилсалициловую кислоту и выявить их влияние на организм человека.

Задачи:

1. Изучить историю возникновения аспирина;

2. Опытным путем определить физические и химические свойства ацетилсалициловой кислоты и проверить влияние раствора ацетилсалициловой кислоты на рост плесневых грибов и бактерий;

3. Выполнить опыты по использованию ацетилсалициловой кислоты в быту;

4. Провести анкетирование по вопросу использования аспирина среди учителей и учащихся школы.

Методы исследования: Эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ, анкетирование.

Гипотеза: зная качественный и количественный состав лекарственных препаратов, содержащих ацетилсалициловую кислоту, можно обезопасить здоровье человека.

1. Теоретическая часть

1.1. История аспирина

История применения ацетилсалициловой кислоты (АСК) насчитывает многие сотни и даже тысячи лет и имеет тесную связь со всей культурой человеческой цивилизации. В древнеегипетских папирусах, датируемых XVI в. (1550—1534 гг.) до н.э., среди описания более чем 700 лекарственных и растительных препаратов как важнейшее упоминается растение salix, известное сегодня как ива. В папирусе Эберса (открыт в 1873 г.) указано на использование отвара коры ивового дерева в качестве болеутоляющего средства. Целебные свойства салицилатов известны со времен Гиппократа. В его всеобъемлющем трактате описано назначение пациентам экстракта коры ивы в качестве жаропонижающего и болеутоляющего средства (в частности при родах). Начало нашего тысячелетия ознаменовано в дошедших до нас трудах Авла Корнелия Цельса использованием отвара листьев ивового дерева при различных воспалениях, а также при гинекологических заболеваниях. Работы Галена, использовавшего листья ивы для лечения кровоточащих ран и язв, свидетельствуют о востребованности салициловой кислоты. Кроме того, в античном мире это средство широко использовали в качестве общетонизирующего при различных заболеваниях.

Сотни лет спустя, в начале XVIII в. священник Эдвард Стоун приготовил настой на основе измельченной коры ивового дерева — для «облегчения лихорадки» (англ. — cure of agues), и в 1758 г. в Англии были опубликованы результаты первого клинического исследования по применению коры ивы в качестве эффективного средства для лечения больных малярией. Именно Стоун описал в 1763 г. активное вещество этого лекарства — салициловую кислоту.

Начало XIX в. было отмечено значительным прогрессом в области науки и развития технологий. Этому в значительной степени способствовали войны и относительная континентальная блокада Европы, которая лишилась такого важного лекарственного сырья, как кора хинного дерева, что подтолкнуло химиков той эпохи на более тщательное изучение экстракта коры ивы. В 1828 г. профессор фармакологии Мюнхенского университета Иоганн Йозеф Бюхнер рафинировал продукты коры ивы Salix alba и идентифицировал активное вещество, названное им «салицин». В 1829 г. А. Леру впервые выделил салицин в кристаллической форме. В 1838 г. итальянским химиком Р. Пириа из салицина была синтезирована салициловая кислота.

В 1852 г. Ч. Герхардт определил молекулярную структуру салициловой кислоты, заменил гидроксильную группу на ацетильную и впервые синтезировал ацетилсалициловую кислоту. К сожалению, получившееся соединение было нестойким и не привлекло дальнейшего внимания фармакологов. Более удачливым оказался Г. Кольбе в 1859 г., благодаря которому стало возможным промышленное производство салициловой кислоты. (Приложения 1)

В XIX в. препараты салициловой кислоты успешно применялись для лечения распространенных в то время ревматизма и ревматической лихорадки, однако выраженные побочные эффекты (в особенности со стороны желудочно-кишечного тракта) существенно ограничивали его использование у пациентов.

АСК как новый препарат был выпущен компанией «Байер» под торговой маркой «Аспирин» в 1899 г. Первоначально препарат распространялся в форме порошка, а с 1904 г. — в таблетированном виде. В 1925г - аспирин спас множество жизней во время эпидемии в Европе. Феликс Хоффманн— немецкий химик, первым синтезировавший лекарственные препараты аспирин и героин. В 1960 -70-х годах Джон Вейн и другие открыли основной механизм действия аспирина, в то время как клинические испытания и другие исследования, проводившиеся с 1960 - 80-е годы, установили эффективность аспирина в качестве средства против свертывания крови и профилактики острых нарушений мозгового кровообращения.

Врачи различных специальностей по-своему отслеживали эффективность аспирина. Так, врач общей практики из Калифорнии Л. Крэйвен обратил внимание, что у детей, которым после тонзиллэктомии он рекомендовал жвачку с аспирином, отмечалось более длительное кровотечение. В 1948 г. он начал рекомендовать пациентам в возрасте 30—90 лет принимать ежедневно аспирин в суточной дозе 325 мг для предотвращения коронарного тромбоза. В 1953 г. рекомендации Крэйвена были несколько изменены — теперь они включали пациентов в возрасте 45—65 лет с ожирением и/или гиподинамией. В 1956 г. вышла последняя статья Крэйвена с описанием более 8000 пациентов, в которой не упомянуто ни об одном инфаркте миокарда на фоне приема АСК за время наблюдения, при этом отмечено, что аспирин может предотвращать транзиторные ишемические атаки. [2]

1.2. Физические и химические свойства аспирина.

Таблетки «Аспирина» содержат ацетилсалициловую кислоту, которая представляет собой уксусный эфир салициловой кислоты. [3]

Полное химическое название: 2-ацетокси-бензойная кислота

Физико-химические свойства: краткая химическая формула - C₉H₈O₄; молекулярная масса - 180.2; температура плавления - 133 - 138 ⁰С; Константа диссоциации: pKa = 3.7 (Приложение 2)

Ацетилсалициловая кислота производится путём нагревания салициловой кислоты с уксусным ангдридом. (Приложение 3)

1.3. Положительное и отрицательное влияние ацетилсалициловой кислоты на организм человека.

1.3.1. Положительное влияние.

Ацетилсалициловую кислоту издавна использовали как жаропонижающее, противовоспалительное и обезболивающее средство. Но в настоящее время её применяют для снижения риска тромбоза, в том числе коронарных и мозговых артерий, что значительно снижает риск развития инфарктов, ишемических инсультов и других сердечно-сосудистых неприятностей. В 1982 году за это революционное открытие Вейну была присуждена Нобелевская премия, а королева Великобритании Елизавета II посвятила его в рыцари. Очень быстро антиаггрегантный ("кроверазжижающий") эффект лекарства затмил его противовоспалительные свойства, и в настоящее время профилактика тромбозов - единственное практически оправданное применение этого средства. Даже первая помощь при инфаркте миокарда включает разжевывание одной таблетки аспирина, что значительно увеличивает шансы больного на благоприятный исход.

1.3.2.Отрицательное влияние

«Разжижая» кровь, аспирин не только предотвращает тромбообразование, но и повышает кровоточивость, что делает применение его в качестве жаропонижающего опасным в случае многих инфекционных заболеваний (грипп, лихорадка Денге и др.). Детям давать аспирин при вирусных лихорадках нельзя и по причине риска развития у них редкого, но смертельно опасного синдрома Рея. По этим причинам для снижения температуры тела, борьбы с болью и отеками, предпочтение теперь отдается другим нестероидным противовоспалительным средствам (НПВС) и парацетамолу.

Общеизвестен ещё один неприятный побочный эффект - это язвообразования и кровотечения в верхнем желудочно-кишечном тракте. Увы, даже самые низкие дозы аспирина в 2-3 раза повышают риск кровотечения из верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Согласно инструкции производителя, для того чтобы уменьшить раздражающее действие на желудок, рекомендуется запивать аспирин слабым раствором пищевой соды или минеральными щелочными водами. По мнению некоторых врачей, к перечню можно добавить стакан молока или 1-2 столовых ложки творога. Эти меры уменьшают выработку кислоты в желудке в ответ на угнетение некоторых ферментов, ответственных за образование защитников желудочной стенки (простагландинов). Более рационально запивать препарат, принятый после еды в первой половине дня (не на ночь), достаточным количеством воды, не менее стакана.

1.4.Аспирин в быту

1. Удаление пятен с белья. Две таблетки аспирина дробим до состояния порошка. Растворяем таблетки столовой ложкой воды. У вас получится кашицеобразная масса. Наносим её на пятна. Оставляем для лучшего воздействия на пару часов. После закидываем вещи в стирку. Таким образом можно удалить не только пятна от пота, но и другие стойкие пятна белкового происхождения. [7]

2.Аспирин очень хорошо растворяет известковый налет. Для этого готовим кашицу из таблеток и воды по уже описанной схеме. Наносим этот состав на краны и оставляем на 5 минут. Протираем всю сантехнику влажной чистой тряпочкой. В завершении натираем все сухой тряпочкой из микрофибры. Также можно очистить металлическую раковину. Аспирин избавит её от известкового налёта и тёмных пятен.

3. В вазу с цветами кладём пару таблеток аспирина и заливаем воду. Для лучшего растворения таблетки можно растолочь. Не забывайте при обновлении воды в вазе вновь добавлять в неё аспирин.

4.Многие хозяйки рекомендуют использовать аспирин для устранения засоров. При этом чаще всего советуют брать шипучую форму препарата. Но на самом деле обычные таблетки тоже подойдут. В сток бросаем штук 8-10 аспирина и заливаем туда же уксус. Оставляем на час-два. После начинаем работать вантузом. Обильно промываем трубы проточной горячей водой.

5. Аспирин удаляет ржавчину с металла. Растолочь таблетки (лучше растворимые) в порошок, смешать с водой до состояния кашицы. Нанести на ржавчину на несколько часов, затем тщательно протереть и счистить остатки. (Приложение 4)

6. Аспирин может заменить самые дорогостоящие препараты для очистки кожи и придания ей здорового цвета. Готовится такое средство чрезвычайно просто. Растворяем таблетку в стакане воды (подойдет и шипучая версия) и протираем этим средством кожу лица. Наносится средство на обычный ватный диск. Это средство подойдет обладательницам расширенных пор и жирной кожи. Средство совершенно не аллергенно. Но если ваша кожа отличается повышенной чувствительностью, используйте более слабую концентрацию. Данные лайфхаки не подкреплены научными объяснениями, но применение ацетилсалициловой кислоты и познание её необычных свойств, продолжается.

2. Практическая часть

2.1. Анкетирование

В школе проведено анкетирование 45 респондентов (учащихся и учителей) для выявления частоты приема аспирина и знаний о его влиянии на здоровье. Выяснилось, что 36% опрошенных никогда не употребляли аспирин, 15% принимают его часто. 76% респондентов осведомлены о вреде аспирина, но 67% употребляют "Ацетилсалициловую кислоту", и лишь 9% принимали Упсарин УПСА. Пятеро респондентов принимают кроверазжижающие препараты (Сановакс и Аск-Кардио). ( Приложение 5)

То есть среди подростков и взрослого населения существует проблема правильного использования аспирина (ацетилсалициловой кислоты).

2.2. Изучение свойств аспирина, входящего в состав лекарственных препаратов

2.2.2.Изучение растворимости аспирина в воде.

Оборудование: лекарственные препараты, 4 стакана, стеклянные палочки, ступка, пестик, держатель, спиртовка, спички, датчик температурный платиновый «Точка роста», программное обеспечение Releon Lite.

Для проведения экспериментальной части исследовательского проекта использовали лекарственные препараты, которые содержат ацетилсалициловую кислоту: Сановакс, Аск-кардио, Ацетилсалициловая кислота, Упсарин УПСА. Для изучения растворимости лекарственных средств в воде, использовали следующую методику:

1.Растереть в ступке по несколько таблеток каждого из препаратов;

2.Перенести в пробирки по 0,1 г каждого вещества и добавили в каждую пробирку по 10 мл воды и отметили растворимость веществ в воде;

3.Нагреть на спиртовке пробирки с растворами, до температуры 36-37 градусов и измерить температуру температурным платиновым датчиком,

4.Отметили растворимость после нагревания. (Приложения 6)

Вывод: согласно физическим свойствам, ацетилсалициловая кислота малорастворима в холодной воде. Упсарин УПСА хорошо растворился уже в холодной воде. Остальные препараты практически не растворились в холодной воде и также плохо растворились и после нагревания. ( Приложение 7)

Из этого следует сделать вывод, что попав в желудок, данное вещество оседает на стенках желудка и, раздражая их, может вызвать язвенные поражения. Рекомендуется таблетку разжевывать, запивать теплой водой и принимать после еды.

2.2.3. Определение рН растворов, содержащих ацетилсалициловую кислоту

Оборудование: 4 пробирки, программное обеспечение Releon Lite, датчик рН, универсальная индикаторная бумага.

Растворы лекарственных препаратов проверили с помощью универсальной индикаторной бумаги, а также с помощью датчика рН цифровой лаборатории Releon Lite Результаты измерений приведены в таблице (приложение 8).

Вывод: препараты «Ацетилсалициловая кислота», «Аск-кардио», «Сановакс» показали повышенную кислотность. Таким образом, можно сделать вывод, что повышение концентрации кислоты способствует нарушению кислотного баланса желудка, что может привести к язвенным заболеваниям. Самым оптимальным для применения оказался Упсарин УПСА так, как имеет нейтральную среду.( приложение 9)

2.3.4. Определение растворимости аспирина в этиловом спирте.

Оборудование: 4 пробирки, этанол, датчик температурный платиновый «Точка роста», программное обеспечение Releon Lite спиртовка, держатель, спички. (Приложение 10)

Пробирки пронумеровали, внесли по 0,1 г лекарственных препаратов и добавили 10 мл этанола (С₂Н₅ОН). Нагрели на спиртовке пробирки с растворами веществ до 37 градусов, отметили изменения и нагрели. Результаты занести в таблицу. (Приложение 11)

Вывод: результаты эксперимента показали, что все препараты, содержащие ацетилсалициловую кислоту, при взаимодействии с этиловым спиртом частично растворяются, а при нагревании до температуры тела процесс растворения ускоряется. В отличии от других препаратов Упсарин УПСА в этаноле растворяется медленно, а при повышении температуры наоборот кристаллизуется.

В инструкциях производителей аспирина указано, что недопустимо его применение совместно с этанолом, это также доказано нашими исследованиями, которые показали изменения свойств лекарств. Следует сделать вывод о недопустимости применения лекарственных препаратов, содержащих аспирин совместно с алкогольсодержащими напитками.

2.2.5. Определение салициловой кислоты

Оборудование: 4 пробирки, раствор FeCl_3.

При гидролизе ацетилсалициловой кислоты образуется фенол производное и уксусная кислота.

Для определения салициловой кислоты использовали следующую методику: растворили по 0,1 г каждого препарата с 10 мл воды и добавили несколько капель FeCl₃. При его добавлении к раствору появляется фиолетовое окрашивание (качественная реакция на фенол) (Приложение 12).

Вывод: результаты эксперимента показали, что при гидролизе «Упсарин УПСА» (образец №4) образуется больше уксусной кислоты, чем фенолпроизводных, вследствие того, что фиолетовой окраски не появилось. При гидролизе остальных образцов (№1-3), наоборот, больше образуется фенолпроизводных, чем уксусной кислоты. Наиболее яркий фиолетовый цвет был в образце № 3 Ацетилсалициловая кислота.

Фенолпроизводное - это очень опасное для здоровья человека вещество, возможно, именно оно влияет на появление побочных эффектов при приеме ацетилсалициловой кислоты.

2.2.6. Изучение влияния аспирина на рост плесневых грибков.

Для проведения исследования поместили на чашки Петри кусочки хлеба и пронумеровали. В качестве контрольного образца взяли кусок хлеба, на который накапали воды. На другой образец нанесли раствор ацетилсалициловой кислоты. Пробы выдержали в теплом месте при наличии влаги, уже через несколько дней было замечено развитие разных видов плесневых грибов на контрольном и исследуемом хлебе. (Приложение 13)

Вывод: АСК не предотвращает рост плесневых грибов.

2.2.7. Изучение влияния аспирина на рост бактерий.

Оборудование: чашка Петри, куриный бульон, агар-агар.

Приготовление питательной среды.[1]

1.Для приготовления питательной среды необходимо отварить куриное мясо и охладить его в течение 30 минут. Взять 240 мл охлаждённого бульона + 2 чайной ложки агар-агар. Перемешать его, еще раз прокипятить и дать остыть. Взять чашки Петри, простерилизовать их и налить туда раствор. [4]

2.Одна чашка контрольная, в ней только питательная среда, а другая - экспериментальная, её обротали раствором АС.

3.Чашки Петри оставили открытой в классе на 30 минут. Затем закрыли и поставили в теплое место на 3 дня.

4.Визуально были рассмотрены результаты опытов, на наличие бактерий. Бактерии определялись в основном на количество, подсчетом колониальных групп, которые поселились на питательной среде чашки Петри. На контрольном образце образовалось около 40 колоний бактерий, а на экспериментальном в два раза больше. (приложение 14)

Вывод: количество и видовое разнообразие бактериальных колоний больше оказалось на исследуемом образце (АК), чем на контрольном. Аспирин не предотвращает развитие бактерий. Поэтому, как противогрибковое и противобактериальное средство применять ацетилсалициловую кислоту людям не рекомендую.

Заключение

Работая над проектом, моя гипотеза подтвердилась. Действительно, зная качественный и количественный состав лекарственных препаратов, содержащих ацетилсалициловую кислоту, можно обезопасить здоровье человека. В соответствии с поставленными задачами проведены опыты с лекарственными препаратами и выявлен наиболее безопасный Упсарин УПСА. Эксперименты, определяющие действие аспирина на развитие плесневых грибов и бактерий указали на неэффективность применения ацетилсалициловой кислоты в борьбе с данными организмами. По результатам анкетирования выяснили, что среди подростков и взрослого населения существует проблема правильного использования аспирина (ацетилсалициловой кислоты). Поэтому необходимо вести просветительную работу по данному вопросу и этот проект в этом поможет. Аспирин, конечно, является противовоспалительным, жаропонижающим и обезболивающим средством. Но имея новые современные препараты ацетилсалициловую кислоту необходимо принимать только в особых случаях с осторожностью, так как она имеет множество побочных эффектов. Использование аспирина увеличивает риск желудочно-кишечного кровотечения. Лекарства с аспирином приводят к разжижению крови, что способствует кровоточивости у детей, а также возможно развитие опасного, жизнеугрожающего осложнения, заболевание печени — синдрома Рея. Даже пожилым людям для профилактики тромбообразования, рекомендуется подбирать более современные и безопасные средства, содержащие ацетилсалициловую кислоту. Для понижения температуры лучше использовать Упсарин УПСА.

При применении лекарственных препаратов необходимо строго соблюдать инструкцию и правильно хранить лекарства. При несоблюдении сроков и правил хранения ацетилсалициловая кислота разлагается, что приводит к образованию других веществ, а именно фенол кислоты, и применение такого препарата может пагубно отразиться на здоровье человека. Если при вскрытии упаковочной бумаги лекарственного препарата, содержащего ацетилсалициловую кислоту, почувствовали резкий запах уксусной кислоты, то, скорее всего, были нарушены правила хранения данного лекарственного средства и ацетилсалициловая кислота подверглась гидролизу (препарат хранили в условиях повышенной влажности), в результате, которого образуется не только фенол кислота (салициловая кислота), но и уксусная кислота. Согласно физическим свойствам ацетилсалициловая кислота запаха не имеет.

Необходимо знать, что все лекарства действуют эффективно только в определенных условиях, которые всегда указаны в прилагаемой инструкции. Прежде чем пользоваться любым препаратом, надо внимательно ознакомиться с инструкцией, так как неумелое использование или хранение может представлять потенциальную опасность для здоровья. Лекарственные препараты также нужно применять по назначению. Суммируя сказанное выше, нельзя ещё раз не подчеркнуть опасность злоупотребления некоторыми органическими химикатами. Однако это обстоятельство не может умалить тех достижений в области органической химии, которые поставили её в ряд наиболее полезных человечеству наук.

Чтобы познакомить с данной информацией, создали информационный буклет и провели элективные занятия по химии в 8 классах, на которых ребята сами провели предложенные эксперименты.

Список использованных источников и литературы

1. Составитель А.П. Асташкина, «Приготовление питательных сред и культивирование микроорганизмов». Издательство Томского политехнического университета, 2015;

2. Данилов А.И., Литвинов А.В., «Золотой фонд фармакологии (к 120-летию открытия ацетилсалициловой кислоты)», Журнал: «Вестник Смоленской государственной медицинской академии», 2017. Т. 16 №4;

3. Дайсон Г., Мей П. Химия синтетических лекарственных веществ. М.: Мир, 1964. СТР 132-134;

4. Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических методов исследования.– М.: Медицина, 2008.– 392 с;

5. Танашян М.М., Раскуражев А.А., Кузнецова П.И, «Аспирин: легенда продолжается»;- Журнал: Профилактическая медицина. 2018;21(5): 124‑129;

6. https://www.10gkb.by/informatsiya/stati/aspirin-polza-ili-vred (Статья «Аспирин: польза или вред» Дата публикации: 02 апреля 2019.

7. https://nashcheremshan.ru/news/vse-dlya-zhenschin/primenenie-aspirina-v-bytu (Применение аспирина в быту) 24 марта 2022 - 17:05

Приложения

Приложения 1

Первый таблетизированный препарат салициловой кислоты

Приложение 2

Структурная формула ацетилсалициловой кислоты

Приложение 3

Нагревание салициловой кислоты с уксусным ангидридом

Приложение 4

Очистка ржавчины

Выведение пятен

Приложение 5

Анкетирование

Приложение 6

Опыт «Определение растворимости лекарственных препаратов, содержащих ацетилсалициловую кислоту».

Приложение 7

Таблица растворимости лекарственных препаратов, содержащих ацетилсалициловую кислоту.

Приложение 8

Опыт. Определение рН растворов, содержащих ацетилсалициловую кислоту.

Приложение 9

Таблица. Определение рН растворов, содержащих ацетилсалициловую кислоту.

Приложение 10

Опыт. Определение растворимости аспирина в этиловом спирте.

Приложение 11

Таблица. Определение растворимости аспирина в этиловом спирте.

Приложение 12

Опыт. Определение салициловой кислоты.

Через 15 минут через сутки

Приложение 13

Опыт. Изучение влияния аспирина на рост плесневых грибков.

АСК

вода

АСК

вода

Через 7 дней

через 3 суток

Приложение 14

Опыт. Изучение влияния аспирина на рост бактерий

Контрольный образец

Экспериментальный образец