1. III. TERVISHOID JA MEDITSIIN III.1. Põletiku ja valu kontrollimine Morfiin Oopiumist eraldatud morfiini kasutati esmakordselt valutundlikkuse vähendamiseks 19. sajandi alguses. Ungari farmatseut Janos Kabay parandas 1920. aastatel morfiini tootmise tehnoloogiat, nii et seda sai eraldada mitte ainult toorest moonikuprast, vaid ka kuivatatud moonivarrest. 1923. aastal fikseeriti morfiini keemiline struktuur lootuses luua selle sünteetiline analoog, millel puuduksid morfiini negatiivsed kõrvaltoimed: sõltuvus ja hingamise pärssimine. Edukad analoogid – nalorfiin ja naloksoon – toodi turule aga alles 1961. aastal. Aspiriin 1890ndatel aastatel toodeti salitsüülhapet odava ja efektiivse leevendajana reumaatilisest artriidist tingitud põletikule, kuid paraku esinesid sellel tugevad kõrvaltoimed – iiveldus ja mao limaskesta põletik. Atsetüülsalitsüülhape ehk siis aspiriin sünteesiti esmakordselt 1897. aastal sakslasest keemiku Felix Hoffmanni poolt Baieris ning selle edasise farmakoloogilise testimisega tegeles Heinrich Dreser. Aspiriin läks tootmisesse 1899.aastal ning turustamine algas aasta hiljem. Kuna aspiriinil oli vähem kõrvaltoimeid kui salitsüülhappel, sai see kiiresti väga populaarseks. Aspiriini, esimest suurtes kogustes tööstuslikult toodetud ravimit, valmistatakse massiliselt ka tänapäeval. Kuni 1980. aastate keskpaigani manustati seda vaid peavaluvastase ravimina, kuid siis avastati, et aspiriin ennetab lisaks ka infarkte. Kortisoon 1940ndatel aastatel avastati, et teatud neerupealiste koore hormoonidel – steroididel on põletikuvastane toime. Loomulikust allikast isoleeriti kortisoon 1936. aastal, kunstlikult sünteesiti see esmakordselt aga 1948. aastal ameeriklase Lewis Hastings Saretti poolt. Masstootmisesse läks see juba järgmisel aastal, kuna seda peeti imeravimiks reumaatilise artriidi ravis. Järgnenud kliinilised uuringud lükkasid selle lootuse aga ümber ning tõid lisaks välja ka mitmeid soovimatuid kõrvalmõjusid. Siiski leiti, et kortisoon omab terapeutilist efekti astma ja allergiate leevendamisel. Hilisemad uurimused steroidide sünteesimise vallas viisid efektiivsemate ning väiksemate kõrvaltoimetega põletikuvastaste ravimite – prednisooni, prednisolooni ja deksametasooni – väljatöötamisele. Atsetüül- salitsüülhape Janos Kabay haud Ungaris, Budapestis Lewis Hastings Sarett Liigesepõletikust tingitud moondumine

2. III. TERVISHOID JA MEDITSIIN III.2. Psühhofarmakonid Kloorpromasiin 1954. aastal kasutati kloorpromasiini, turustatud ka nimede Thorazine ja Hibernal nimede all, esmakordselt skisofreenia ravis. Algselt loodi see allergiat leevendavaks ravimiks. Kloorpromasiiniteraapia osutus äärmiselt efektiivseks ning pani aluse kaasaegsele antipsühootikumide kasutamisele. Vaimsete häirete leevendamine medikamentide abil asendas kiiresti varasemad ravivahendid – elektrišoki, insuliinišoki ja lobotoomia – ning aitas drastiliselt vähendada hospidaliseeritud patsientide arvu. Hilisemad kloorpromasiini farmakoloogilise mehhanismi uuringud viisid mitmete uuemate antipsühhootiliste ravimite nagu näiteks Haloperidoli ja Olanzapiini väljatöötamisele. Tritsüklilised antidepressandid 1958. aastal avastati ravimiuuringu käigus seni antipsühhootikuna kasutusel olnud Imipramiini toime antidepressandina. See toimib läbi ajus signaale edastavate ainete ehk neurotransmitterite aktiivsuse regulatsiooni. Hiljem loodud sama klassi ravimid koondati üldnimetuse “tritsüklilised antidepressandid” alla ning neist kujunes standard depressiivsete häirete ravis. Bensodiasepiinid 1959. aastal tähistas kloordiasepoksiidi, kaubandusliku nimega Libriumi tootmise algus uue klassi ärevusvastastee ravimite – bensodiasepiinide – võidukäigu algust. Antud ravimirühm asendas turul kiiresti barbituraadid ning Meprobamaadi, 1950. aastetel avastatud mõõduka ärevust leevendava ravimi. Bensodiasepiine loetakse käesoleva ajastu üheks edukaimaks ravimirühmaks. Nad on ohutud ja hästi talutavad ning sobivad lisaks ärevuse leevendamisele ka uinutavaks vahendiks, lihaselõdvestajaks ja epilepsiaravimiks. Sünnitusjärgne depressioon Kaadrid filmist Lendas üle käopesa (1975), milles kujutatakse vaimse häire laastavat mõju Ajus toimivad neurotransmitterid

3. III. TERVISHOID JA MEDITSIIN III.3. Hormoonid ja nende regulatsioon Insuliin Insuliin on kõhunäärmes toodetud valguline hormoon, mis reguleerib vere suhkrusisaldust. Insuliinipuudulikkus viib 1. tüüpi diabeedi tekkeni, mida peeti kuni 1920ndate aastate alguseni surmavaks. Kaks noort Kanada arsti – Frederick Banting ja Charles H. Best – eraldasid ja puhastasid 1921. aastal veise pankreasest esmakordselt süstitavat insuliini, mille abil raviti edukalt üht 14-aastast poissi. Ta oli enne insuliiniravi algust lootusetus olukorras; raviga alustanud, lasti ta aga paari nädala pärast koju. Insuliini masstootmist veise pankreasest alustati 1922. aastal Eli Lilly firma poolt. 1982. aastal toodeti insuliini esimest korda inimese biomaterjalist, kasutades rekombinantset DNA-d. Testosteroon Testosteroon vastutab mehe organismis primaarsete ja sekundaarsete seksuaaltunnuste korrektse arengu eest. Selle näol on tegemist steroidhormooniga, mis sarnaneb struktuurilt kolesterloolile. Testosteroon sünteestitigi esmakordselt 1935. aastal kolesteroolist, et ravida antud hormooni puudulikksest tulenevaid häireid. Testosterooni on võimalik toota keemiliste ja mikrobioloogiliste muudatuste abil looduslikult esinevast materjalist. Progestiinid, östrogeenid ja rasestumisvastased tabletid 1930ndatel eraldati ning hakati naissuguhormoone tootma looduslikest allikatest: tiinete märade uriinist ning Mehhiko maguskartulist. Progestiinid (progesteroon, luteiniseeriv hormoon) avastati raseduse kestvuse ning östrogeenid (nt folliikuleid stimuleeriv hormoon) menstruaaltsükli uurimisel. 1950ndatel töötati välja nende sünteetilised alternatiivid, mille mõju inimese rasestumisele ning lapse kandmisele põhjalikult uuriti. Selle tulemusena töötati välja naistele mõeldud rasestumisvastased tabletid. 1960. aastal Ameerika Ühendriikides turule tulnud Enovid oli esimene suukaudne rasestumisvastane vahend, milles olid maksimaalse efektiivsuse tagamiseks kombineeritud nii östrogeenid kui ka progestiinid. III.4. Seedeelundkonna probleemide lahendamine Progress maohaavandite ravis 1972. aastal avaldas šoti farmakoloog James Black koostöös oma kolleegidega Smith, Kline & Frenchi laboratooriumitest uurimuse liigse maohappe eritumisest maos, millele toetudes töötati 1976. aastaks ühiselt välja maomahlade nõristumist vähendav ravim Tsimetidiin (Tagamet). Antud ravim on äärmiselt efektiivne ning väheste kõrvaltoimetega, mis muutsid selle kiiresti väga populaarseks. Selle laialdane kasutamine on dramaatiliselt vähendanud maohaavandide kirurgilise ravi osakaalu. Maal Frederick Bantingist ja Charles H. Bestist

4. III. TERVISHOID JA MEDITSIIN III.5. Diagnostika Kuvamistehnikad Väljatöötamise ajal revolutsiooninisteks peetud kuvamisvahendid nagu röntgeniaparaat ja magnetresonantstomograaf on tänapäeva meditsiinilises diagnostikas igapäevaseks muutunud. Wilhelm Konrad Roentgen, Saksa füüsik, kes 1895. aastal röntgenkiirguse avastas, tegi esimese röntgenpildi oma abikaasa käest. 20. sajandi alguseks oli juba kõigis suuremates haiglates röntgeniaparaat. Tuumamagnetresonants- tehnoloogiat hakati 1970ndatel kasutama ainete keemilise struktuuri tuvastamiseks ning selle edasiarendust – magnetresonantstomofraafi – lubati inimeste tervislike häirete diagnoosimiseks kasutama hakata 1985. aastal. Keemilised kontrastained ning spetsiaalsed emulsioonid filmide ilmutamiseks on ajapikku tublisti parandanud röntgen- ja ultraheliülesvõtete, kompuutertomograafia ning magnetresonantskuvandite diagnostilist väärtust. Meditsiinilised isotoobid Kuvamistehnikate arengule on tugevalt kaasa aidanud meditsiiniliste isotoopide kasutamine siseorganite töö uurimisel. Viimasele pani aluse 1943. aasta Nobeli preemia laureaat, ungarlane Georg Hevesy. 1935. aastal tuvastas ta radionukliide kasutades fosfori metabolismi organismis. Huvipakkuvad ühendid märgistatakse radioaktiivsete isotoopidega (nt tekneetium-99m-ga või tallium-201-ga), baariumiga, joodiosakestega vms. Radioaktiivselt märgistatud ühendite liikumist on võimalik gammakiirgust registreerivate kaameratega organismis jälgida. Antud meetodit kasutatakse näiteks kasvajate tuvastamiseks, maksahaiguste diagnoosiks ning südame koormustestides. Keemiliste analüüside areng Tänapäeval tuvastatakse tervisehäireid sageli veres, uriinis, väljaheidetes, süljes või higis leiduvate markerite analüüsi abil. Laboratoorsed analüüsid, kõrgtasemelised analüütilised seadmed ning kodus kasutatavad testid mõõdavad enamasti üpris elementaarseid keemilisi reaktsioone. Kuni 19. sajandi algupooleni põhinesid diagnoosid välistel sümptomitel ning ravimeetoditega katsetamisel, kuni miski aitas. Diagnostiline testimine sai alguse 1882. aastal, mil Paul Ehrlich täheldas, et vaid tüüfusebakterite, mille olemasolu teatud värvimarkeritega tuvastada sai, olemasolul oli võimalik kõhutüüfust (soolestiku nakkushaigus) tuvastada. Kodused testid Kodustes tingimustes kasutamiseks mõeldud lihtsustatud meditsiinilised testid pakuvad mugavat võimalust oma tervisliku seisundi jälgimiseks. Kunagi pidid näiteks diabeetikud uriinis leiduva suhkru tuvastamiseks alati laborit külastama. 1941. aastal töötati Milesi Laboratooriumites välja aga esimene kodune test antud näitaja tuvastamiseks. Lihtsustatud vahend, mis tuli lugemi saamiseks vaid korraks proovi sisse kasta, tuli turule 1956. aastal. 1960ndatel tuli turule ka kaasaskantav akudelt töötav testiribadega glükomeeter, mis lihtsustas tunduvalt diabeetikute elu. 1970ndatel ja 1980ndatel tulid kasutusele diagnostilised komplektid ka vere tuvastamiseks väljaheites, ovulatsiooni ja raseduse ning ka streptokokinakkuse kindlakstegemiseks. Proua Roentgeni läbivalgustatud käsi

5. III. TERVISHOID JA MEDITSIIN III.6. Nakkushaiguste ravimid Salvarsan ja Prontosil 1909. aastal töötas Saksa bakterioloog Paul Ehrlich süüfilise raviks välja antibakteriaalse toimega arseeniühenditel põhineva ravimi Salvarsan. Sama taktikat – aktiivsete ühendite kasutamist nakkushaiguste raviks – rakendasid hiljem ka teised. Näiteks sai Saksa biokeemik Gerhard Domagk 1939. aastal Nobeli preemia sulfanilamiidil põhineva Prontosili, mida oli eelnevalt kasutatud kangavärvina, väljatöötamise eest. Prontosil pakkus lahenduse kroonilist kopsupõletikku põhjustava potentsiaalselt surmava streptokokibakteriga võitlemiseks. Hiljem on sulfanilamiidi põhjal loodud ka mitmeid teisi antibiootikume, mis päästsid miljoneid elusid. Sulfanilamiidil põhinevate antibakteriaalsete ravimite tähtsus vähenes alles penitsilliini kättesaadavuse paranedes. Penitsilliin 1928. aastal isoleeris šoti bakterioloog Alexander Fleming looduslikult esinevast hallitusest Penicillium notatum baktereid hävitava aine. Penitsilliini masstootmine algas 1943. aastal, et Teises Maailmasõjas haavatud sõdureid ravida. Tänu penitsilliini kasutamisele vähenes drastiliselt infektsioonide ja amputatsioonide hulk. Kuna loodusliku penitsilliini hulk oli aga piiratud ning seetõttu ka maksumus kõrge, hakati seda lisaks eraldama ka penitsilliini ravikuuri läbinud patsientide uriinist. 1945. aastaks suutis briti keemik Dorothy Crowfoot Hodgkin röntgenkiirguse abil tuvastada penitsilliini keemilise struktuuri ning antud ainet laboris sünteesida, nii et 2 aastat hiljem tootsid mitmed ravimifirmad seda juba suurtes kogustes. Penitsilliini edulugu tähistab kaasaegse antibiootikumi- ravi algust. Zidovudiin (AZT) Zidovudiini (AZT) kasutamine HI-viiruse ravis kiideti Ameerika Ühendriikide Toidu- ja Ravimiametis heaks 1987. aastal. Esmakordselt sünteesiti antud ravim 1964. aastal, kuid kuna seda vähkkasvajate kemoteraapias rakendada ei saanud, jäi see kuni 1986. aastani unarusse. Siis aga avastati selle aktiivne toime retroviiruste vastu – läbi viiruse ensüümide pärssimise takistab see viiruse taastootmist. Kuna HIV muutub ravimitele aga üpris kiiresti resistentseks, pole seda võimalik üheainsa ravimiga kontrolli all hoida. Prontosil Penicillium notatum Zidovudiini keemiline struktuur Alexander Fleming Gerhard Domagk Streptokoki- bakter Zidovudi i nikristallid

6. III. TERVISHOID JA MEDITSIIN III.7. Südame-veresoonkonna probleemide lahendamine Südame rütmihäirete ravi Algselt kohaliku tuimestina kasutusel olnud Procaine’i omadus südame rütmi korrigeerida avastati 1930ndatel. Selliste ravimite korrektne manustamine on aga üpris keerukas, kuna teatud tingimustel võivad need ka rütmihäireid esile kutsuda. Procaine oli esimene ravim, mis selleks otstarbeks heaks kiideti. See pidurdab rakumembraani naatriumkanalite kaudu edastatavaid signaale. Pärast Procaine’i rakendamist südame rütmihäirete ravis töötati välja ka mitmeid uuemaid alternatiive, näiteks beetablokaatoreid ja rakumembraani kaaliumi- ning kaltsiumikanalite aktiivsust reguleerivaid ravimeid. Südamepuudulikkuse ravi Sõrmkübaralilles looduslikult sisalduvaid glükosiide on südamepuudulikkuse raviks põhimõtteliselt kasutatud juba sajandeid. Kui teaduslike meetodite abil oli tuvastatud, kuidas antud ühendid südametegevust reguleerivad, alustati teatud sõrmkübaralille (Digitalis lanata) lehtedest Digoxini-nimelise ravimi tootmist, mida alates 1954. aastast kodade virvendusarütmia ning südamepuudulikkuse ravis kasutama hakati. Hiljem avastati lisaks, et ka vererõhku alandavate ravimitega on võimalik südamepuudulikkust ravida. Tromboosiravi Esimeseks verevedeldajaks ehk antikoagulandiks, mida hakati kasutama alates 1935. aastast, oli loomamaksast eraldatud hepariin. Seda rakendatakse tromboosi ehk vereklompide tekkimise vältimiseks nii vereülekannetel kui ka operatsioonidel. Suukaudne antikoagulant Wafarin (tuntud ka kui Coumadin) kiideti infarktide ennetamiseks ning tromboosiravi tarbeks heaks 1955. aastal. 1970ndatel avastati, et ka juba tekkinud vereklompe on võimalik ensümaatiliste trombolüütide abil lahustada. Vere kolesterooliaseme jälgimine Kolesterooli ladestumine arterite sisekülgedele ehk arterioskleroos on südame-veresoonkonna häirete ja infarktide peamiseks põhjuseks. Vere kolesteroolitaset kolesterooli biosünteesi pidurdamise kaudu kontrolliv ravim Lovastatin (tuntud ka kui Mevacor) kiideti ravimiameti poolt heaks 1987. aastal. Hiljem on lisandunud ka efektiivsemaid ning väga hästi talutavaid vere lipiididetaset kontrollivaid ravimeid nagu näiteks Simvastatin ja Atorvastatin. Arterioskleroos

7. III. TERVISHOID JA MEDITSIIN III.8. Kemoteraapia Vähiravi väljatöötamine Kemikaalide kasutamine vähkkasvajate ravis ehk kemoteraapia algas 1942. aastal lämmastiksinepite rakendamisega Louis S. Goodmani ja Alfred Gilmani poolt. Hiljem lisandusid ka antimetaboliitideks kutsutavad foolhapet blokeerivad ravimid. 1947. aastal loodud Aminopterin aitas hästi leukeemia kontrollimisel, kuid selle hävitav mõju valgeverelibledele viis kiiresti selle asendamiseni metotreksaadiga. 1950ndatel töötasid George Hitchings ja Charles Heidelberger välja antimetaboliitse merkaptopuriini leukeemia raviks ja fluorouratsiili seedeelundkonna kasvajate ning rinnavähi raviks. Tsütotoksilised ravimid Rakke hävitavad ehk tsütotoksilised ühendid eraldati taimedest ning kasutati kemoteraapias esmakordselt 1963. aastal. Antud ravimid toimivad põhimõttel, et kiiresti ning piiramatult paljunevad kasvajarakud on tsütotoksiliste ravimite mürgisele toimele vastuvõtlikumad kui organismiomased rakud. Kasutatakse näiteks igihaljast (Vinca) eraldatud alkaloide ja kilpjast jalglehest (Podophyllum peltatum) 1970. aastast alates tootma hakatud podofüllotoksiini. Taxol töötati välja jugapuust (Taxus baccata) eraldatud ühenditest ning on kasutusel kaugelearenenud rinna- ja kopsuvähi ravis. Tamoxifen 1971. aastal loodud sünteetilist ühendit nimega Tamoxifen, millel leiti olevat östrogeenist sõltuvate kasvajate arengut aeglustav mõju, rakendati rinnavähi ravis esmakordselt 1977. aastal. Kuna kõrge östrogeenitase tingib kasvajarakkude vohamist rinnakoes, tuleb selliste vähivormidega võitlemiseks loomulikke hormoone organismis blokeerida. Üheks näiteks sellise otstarbega ravimist on ka näiteks Megestrol, organismis loomulikult esineva steroidhormooni progesterooni sünteetiline derivaat, mida kasutatakse taastekkivate rinnakoe kasvajate ravis. Mammograafi ülesõte rinnavähist Isiklik tähelepanelikkus soodustab varajast diagnoosimist

8. III. TERVISHOID JA MEDITSIIN III.9. Uudsed materjalid Proteesid ja töövahendid Kaasaegsed tehisjäsemed ning –organid, kunstliigesed, kontaktläätsed, kuulmisaparaadid ja muud spetsiaalsest plastikust ning muudest kõrgtehnoloogilistest materjalidest abivahendid on loodud läbi keemiateaduse edusammude. Manipuleerides olemasolevate molekulide struktuuridega ning luues uusi on keemikud välja töötanud tugevaid, elastseid ning vastupidavaid meditsiinilisi materjale. Olulisteks verstapostideks tehisorganite kasutamises on näiteks 1945. aastal loodud kunstneer, 1950ndatel välja töötatud tehissüdameklapid ning 1982. aastal esmakordselt aset leidnud tehissüdame siirdamine. Plastikust kontaktläätsi hakati tootma 1956. aastal, 1985. aastal asendusid need aga juba pehmete kahefookuselistega. Meditsiiniline varustus Keemiateadus on aidanud kaasa pea kõigi kaasaegsete plastikust ja vinüülist meditsiiniliste vahendite väljatöötamisele ning tootmisele. Lisaks vastupidavusele peavad need aitama tagada ka steriilset, haigusetekitajatest vaba keskkonda. Mitmetes rutiinsetes protseduurides rakendatakse tipptasemel diagnostikaseadmeid, stetoskoope, sidematerjali, süstlaid, kirurgilisi instrumente, veremahuteid ning plastikust abivahendeid, mille loomisele aitas kaasa keemia. Isegi mähkmed sisaldavad hügroskoopseid niiskust imavaid polümeere, mis hoiavad beebidel ära nahaärrituse tekke. Desinfitseerimisvahendid Tänu keemiale on võimalik hoida kodust keskkonda puhtana, hävitada hallitust ja kõdu ning eemaldada plekke erinevatelt pindadelt ja materjalidelt. 20. sajandi alguses keskenduti eelkõige bakterite vohamise kontrollimisele ja rõivaste ning koduste pindade efektiivsele puhastamisele. 1913. aastal loodi valgendi, mis oli nii taskukohane kui ka lihtne kasutada. Tänapäeval leidub valgendit pea igas kodus ning seda kasutatakse edukalt bakterite hävitamiseks. Üheks efektiivseks relvaks haigusetekitajate hävitamisel on ka kloor, mida kasutatakse nii kodudes, haiglates kui ka mujal. Esimesena soovitas oma asutuses klooriveega käte puhastamist ungari günekoloog Ignatius Semmelweis 1847. aastal. Tehissüda Tehis- südameklapid