Smertelindring med acetylsalicylsyre og
kosttilskud
SRO i Kemi B og Biologi A
STX 2.g
Vejledere: Klaus Klausen og Hanne Hansen
29. september 2023
STX 2.g
Antal anslag: 17.560
Opgaveformulering
Hvad er fordele og ulemper ved at behandle smerter med hhv. lægemidler og kosttilskud?
• Redegør for kemien bag syntesen af acetylsalicylsyre.
• Fremstil acetylsalicylsyre i laboratoriet, og beregn det procentvise udbytte af dit produkt.
• Redegør for acetylsalicylsyres påvirkning af kroppens COX-enzymer, og forklar, hvorfor
stoffet kan bruges til smertelindring. Kom herunder ind på bivirkninger ved at indtage
acetylsalicylsyre.
• Brug forskningsartiklen “Natural anti-inflammatory agents for pain relief” som udgangspunkt
for at diskutere fordele og ulemper ved at behandle smerter med hhv. lægemidler og
kosttilskud/fødevarer. Fokuser på artiklens redegørelse for smertebehandling med fiskeolie.
Resumé
Jeg redegør i denne SRO først for acetylsalicylsyres kemiske opbygning og for, hvordan stoffet
fremstilles i laboratoriet ud fra salicylsyre og eddikesyreanhydrid.
Jeg fremstiller dernæst 3,454 g acetylsalicylsyre i laboratoriet. Det teoretiske udbytte af syntesen
er 6,52 g acetylsalicylsyre, så min udbytteprocent er 52,97 %.
Jeg redegør herefter for acetylsalicylsyres virkning i kroppen. Redegørelsen fremhæver, at
acetylsalicylsyres hæmning af kroppens COX-2-enzymer betyder, at stoffet virker smertelindrende
og inflammationshæmmende. Salicylsyre giver dog også en uønsket hæmning af enzymet COX-1.
Et stort indtag af acetylsalicylsyre kan bl.a. give mavesår, fordi COX-1 medvirker til at beskytte
mavesækken mod syreskade.
Jeg analyserer så artiklen Natural anti-inflammatory agents for pain relief og diskuterer muligheden
for at behandle smerter med fiskeolie, som ikke giver samme bivirkninger som acetylsalicylsyre.
Jeg overvejer, om COX 1-enzymerne hæmmes mindre af fiskeolie end af acetylsalicylsyre. Jeg
overvejer også, om fraværet af bivirkninger primært skyldes, at fiskeolie indeholder mindre aktivt
stof, end smertelindrende medicin gør. Dette kan også være forklaringen på, at fiskeolie kan
bruges til forebyggelse, men ikke i ret høj grad til smertebehandling. Jeg understreger dog, at
fiskeolie stadig kan være nyttigt til patienter, der f.eks. primært har behov for forebyggelse. Jeg
konkluderer til sidst, at hverken fiskeolie eller acetylsalicylsyre er optimale til smerteforebyggelse –
fiskeolie er ikke kraftigt nok i sin virkning, og acetylsalicylsyre kan give uønskede bivirkninger.
Indhold
Indledning ......................................................................................................................................................... 5
Metoder ............................................................................................................................................................ 6
Teorien bag syntese af acetylsalicylsyre ..................................................................................................... 7
Syntese af acetylsalicylsyre i laboratoriet ................................................................................................... 9
Materialer ..................................................................................................................................................... 9
Fremgangsmåde ......................................................................................................................................... 9
Resultater og resultatbehandling ............................................................................................................ 10
Vurdering af udbytteprocent .................................................................................................................... 11
Acetylsalicylsyres virkning i kroppen ......................................................................................................... 12
Analyse af artikel om naturlige alternativer til smertelindrende medicin .............................................. 14
Redegørelse for artiklens indhold........................................................................................................... 14
Diskussion af fordele og ulemper ved forskellige typer af smertelindrende stoffer ........................ 14
Konklusion...................................................................................................................................................... 16
Litteraturliste .................................................................................................................................................. 17
Indledning
Acetylsalicylsyre er det aktive stof i mange lægemidler. Acetylsalicylsyre bruges til smertelindring,
febernedsættelse og dæmpning af inflammation, og stoffet indgår derfor bl.a. i nogle typer af
hovedpinepiller.
Man fremstiller acetylsalicylsyre ud fra salicylsyre. Salicylsyre kan udvindes fra piletræers bark og
har længe været brugt som smertestillende naturmedicin. Man begyndte dog i 1890’erne at
omdanne salicylsyre til acetylsalicylsyre, fordi salicylsyre kunne give kraftige mavesår (Munthe, S.,
2020). Acetylsalicylsyre har også en smertelindrende virkning, men påvirker ikke mavens
slimhinde helt så kraftigt.
Acetylsalicylsyre kan dog have nogle af de samme bivirkninger i bl.a. mavesækken, som
salicylsyre har, især hvis en patient har brug for at indtage meget af stoffet. Man er derfor ofte
interesseret i andre muligheder for smertebehandling af disse patienter.
I denne SRO redegør jeg først for, hvad der kemisk kendetegner acetylsalicylsyre, og hvordan
stoffet fremstilles. Herefter gennemgår jeg, hvordan jeg selv har syntetiseret stoffet i laboratoriet.
Herunder beregner jeg den teoretiske udbytteprocent og min faktiske udbytteprocent ved syntesen.
Jeg redegør derefter for, hvordan acetylsalicylsyre lindrer smerter. Herefter analyserer jeg en
artikel fra et videnskabeligt tidsskrift. Artiklen undersøger, hvilke alternativer der findes til
smertelindring med medicin. Ud fra artiklen diskuterer jeg fordele og ulemper ved at bruge hhv.
acetylsalicylsyre og naturligt forekommende stoffer i fødevarer til smertelindring.
Metoder
Fagene kemi og biologi er tilsammen gode til at belyse et stofs virkning i kroppen.
Jeg bruger i denne SRO teori fra kemi til at redegøre for acetylsalicylsyres kemiske opbygning, og
jeg udfører praktisk kemisk laboratoriearbejde ved fremstilling af stoffet. Jeg bruger teori fra biologi
til at redegøre for, hvordan acetylsalicylsyre fungerer i en levende organisme.
Jeg analyserer herudover en videnskabelig artikel, der undersøger, hvordan forskellige stoffer
påvirker levende organismer i praksis. Biologiske organismer er komplekse, og stoffer har tit en
uventet effekt eller bivirkninger, som man ikke havde forudset. Lægemiddelforskning er derfor
baseret på, at man tester stoffer på organismer og løbende deler viden gennem videnskabelige
artikler. Artiklerne deles i videnskabelige tidsskrifter, så andre forskere kan udnytte artiklernes fund
i deres eget arbejde. Analyse af en videnskabelig artikel er derfor en god måde at få et nuanceret
billede af, hvilke fordele og ulemper der i praksis er ved at bruge bestemte kemiske stoffer i
lægemidler.
Teorien bag syntese af acetylsalicylsyre
Acetylsalicylsyre består af en benzenring med to funktionelle grupper: en carboxylsyregruppe og
en estergruppe:
Stoffet fremstilles ud fra salicylsyre, som har en OH-gruppe i stedet for acetylsalicylsyres
estergruppe:
Salicylsyre kan fremstilles af medicinalindustrien. Fremstillingen sker i tre trin (Munthe, S., 2020):
1. Phenol opløses i kraftig NaOH.
2. CO
2
tilsættes ved et højt tryk og en høj temperatur.
3. En stærk syre tilsættes (typisk HCl).
Salicylsyren kan derefter bruges til fremstilling af acetylsalicylsyre. Fremstillingen sker, ved at
salicylsyre reagerer med eddikesyreanhydrid:
Reaktionen sker i et surt miljø, så man bruger H
2
SO
4
(svovlsyre) som katalysator.
Syntese af acetylsalicylsyre i laboratoriet
Jeg vil nu redegøre for, hvordan jeg har fremstillet acetylsalicylsyre i laboratoriet ud fra salicylsyre
og eddikesyreanhydrid. Jeg beregner derefter det teoretiske udbytte og det faktiske procentiske
udbytte af min syntese.
Materialer
Apparatur
100 mL konisk kolbe
10 mL måleglas
2 x 250 mL bægerglas
Anlæg til sugefiltrering
Exsiccator med tørremiddel
Glasspatel
Urglas
Morter og pistil
Kemikalier
Salicylsyre
Ethansyreanhydrid
Koncentreret fosforsyre
Isafkølet demineraliseret vand
Ethanol
Fremgangsmåde
I en 100 mL konisk kolbe hældes 5 g salicylsyre (med en 0,001 g’s nøjagtighed), 10 mL
ethansyreanhydrid og 5-6 dråber koncentreret fosforsyre. Kolbens indhold blandes og anbringes i
et 70-80 °C varmt vandbad i ca. 10 minutter. Derefter afkøles blandingen under den kolde hane,
hældes ned i et bægerglas med 80 mL demineraliseret vand og sættes til afkøling i en fryser i ca.
4-5 minutter. På denne måde kan overskuddet af ethansyreanhydrid hydrolyseres til ethansyre.
Samtidig udfældes acetylsalicylsyre, da det er tungtopløseligt i koldt vand. Den udfældede
acetylsalicylsyre kan herefter filtreres med sugefilter.
Den filtrerede acetylsalicylsyre skal nu oprenses ved omkrystallisering. Produktet hældes i 20 mL
50 °C ethanol og derefter i et bægerglas med 60 mL isafkølet demineraliseret vand, så
acetylsalicylsyre igen kan udfældes. Bægerglasset stilles i en fryser i 4-5 minutter, så vi kan få det
størst mulige udbytte af acetylsalicylsyre ved den sidste sugefiltrering. Efter filtreringen sættes
produktet til tørre i en exsiccator med tørremiddel. Jeg benyttede CaCl
2
som tørremiddel, idet det
vil optage vandmolekyler i sin struktur. Til sidst vejes og knuses produktet til fint pulver.
Resultater og resultatbehandling
Urglas
Urglas m. produkt
Produkt
Masse
82,210 g
85,664 g
3,454 g
Jeg vil nu beregne det teoretiske udbytte af syntesen. Jeg finder det teoretiske udbytte ved at
beregne stofmængden af hhv. salicylsyre og eddikesyreanhydrid brugt ved syntesen. Jeg kan så
finde ud af, hvilket stof der var den begrænsende faktor for, at reaktionen kunne fortsætte.
Jeg beregner salicylsyres molarmasse til 138,121 g/mol. Nu kan jeg beregne den benyttede
stofmængde af salicylsyre:
Jeg beregner nu den benyttede masse af eddikesyreanhydrid og molarmassen af
eddikesyreanhydrid. Jeg kan derefter bestemme den benyttede stofmængde af
eddikesyreanhydrid:
Salicylsyre og eddikesyreanhydrid reagerer i forholdet 1:1. Salicylsyre er altså den begrænsende
faktor for dannelsen af acetylsalicylsyre, da stofmængden af salicylsyre er mindst. Den teoretiske
stofmængde af acetylsalicylsyre er lig med den brugte stofmængde af salicylsyre, da forholdet
mellem reaktant og produkt også er 1:1. Det teoretiske udbytte af acetylsalicylsyre (ASA) er altså:
Det teoretiske udbytte er altså bestemt til 6,52 g. Massen af mit udbytte var 3,454 g. Jeg beregner
nu min udbytteprocent:
Vurdering af udbytteprocent
Mit udbytteprocent er på 52,97%. Teoretisk kunne jeg altså have haft næsten dobbelt så meget
produkt. Udbytteprocenten er dog helt normal for en syntese af acetylsalicylsyre i et
gymnasielaboratorium. Oprensningen af stoffet indebar, at jeg skulle flytte stoffet mellem
forskellige beholdere, og i denne proces er det umuligt at få alle stofkrystaller med. En stor del af
produktet forsvinder også ved sugefiltrering, da man ikke kan undgå, at produktkrystaller opløses i
filtreringsvæsken og fjernes fra filteret.
Acetylsalicylsyres virkning i kroppen
Acetylsalicylsyre er et lægemiddel, som dæmper lette smerter, feber og inflammation.
Smerte er en følelse, som hjernen danner, når noget af kroppens væv beskadiges. Beskadigelsen
får vævet til at frigive forskellige smertefremkaldende stoffer. Stofferne virker ved enten at binde
sig til smertereceptorer i det beskadigede væv og igangsætte et smertesignal, eller også gør
stofferne smertereceptorerne mere følsomme over for andre smertefremkaldende stoffer (Jensen,
H. B., et al., 2022).
Prostaglandiner er en type smertefremkaldende stoffer, som gør vævets smertereceptorer mere
følsomme. Prostaglandiner medvirker derudover også til at igangsætte inflammation og feber.
Prostaglandiner dannes ud fra fedtsyren arachidonsyre, som findes i cellemembraner. Væv kan
danne prostaglandiner meget hurtigt, hvis vævet beskadiges, fordi arachidonsyre frigives lokalt fra
vævets beskadigede cellemembraner (Munthe, S., 2020). Vi føler derfor smerte meget hurtig, når
kroppens væv beskadiges.
Omdannelsen af arachidonsyre til prostaglandiner sker vha. enzymer af typen COX. Der findes
forskellige typer af COX-enzymer. De vigtigste er enzymerne COX-1 og COX-2. Begge disse
enzymer danner forskellige prostaglandiner af typen prostaglandin H2. COX-enzymerne er
såkaldte dobbeltenzymer, fordi enzymerne hver især katalyserer to forskellige reaktioner, som
tilsammen danner prostaglandin (Jensen, H. B., et al., 2022). COX-1 og COX-2 virker begge ved
først at katalysere omdannelsen af arachidonsyre til prostaglandin G2 (her fungerer enzymerne
som cyclooxigenaser) og så omdannelsen af prostaglandin G2 til forskellige typer af prostaglandin
H2 (her fungerer enzymerne som peroxidaser):
Figuren herunder viser et COX-enzym. Enzymet sidder direkte indlejret i en cellemembran i
kroppen (enzymet er den lysegrønne struktur med de to lommer). Figuren viser COX-2, men COX-
1-enzymet har næsten samme opbygning.
Kilde: Pharmwiki / CC BY 4.0
Venstre del af figuren viser, hvordan omdannelsen af arachidonsyre til prostaglandin H2 normalt
foregår. Arachidonsyre binder sig til enzymets aktive site. Stoffet omdannes herefter til først
prostaglandin G2 (ikke vist) og så til prostaglandin H2.
Højre del af figuren viser, hvordan acetylsalicylsyre fraspalter sin acetylgruppe, som derefter
bindes til det aktive site og aminosyren Ser 529 i COX-enzymet. Enzymet deaktiveres på den
måde. Acetylsalicylsyre hæmmer derved omdannelsen af arachidonsyre til prostaglandin H2.
Bindingen er irreversibel, dvs. at enzymet ikke kan blive virksomt igen.
Både COX-1 og COX-2 hæmmes af acetylsalicylsyre. COX-1 og COX-2 har dog ikke samme
funktion i kroppen. COX-2 dannes kun, når kroppen er i gang med at skabe inflammation.
Prostaglandinerne fra COX-2 medvirker derefter til at skabe f.eks. feber, smerte og hævelse. Det
er COX-2-enzymet, man er interesseret i at hæmme, når man tager smertestillende medicin med
acetylsalicylsyre. Hæmningen mindsker altså smerte og symptomer på inflammation, indtil kroppen
har nedbrudt de hæmmede COX-2-enzymer og dannet nye, hvilket typisk tager nogle timer
(Jensen, H. B., et al., 2022).
COX-1-enzymet findes derimod altid i kroppen. Prostaglandinerne dannet af COX-1 medvirker til at
opretholde mange almindelige funktioner i kroppen. Prostaglandinerne fra COX-1 indgår bl.a. i
fordøjelsessystemet og medvirker til at beskytte mavens slimhinde mod saltsyren i mavesækken.
Acetylsalicylsyres hæmning af COX-1 betyder, at der er nogle forskellige bivirkninger ved at tage
smertestillende medicin baseret på acetylsalicylsyre. Længere tids brug kan f.eks. give mavesår og
maveblødninger, fordi mavens slimhinde bliver syreskadet. Læger vil derfor ofte undgå at give
stoffet til personer med en sart maveslimhinde (Sundhed.dk, 2023).
Analyse af artikel om naturlige alternativer til
smertelindrende medicin
Det foregående afsnit beskrev, at der kan være uhensigtsmæssige bivirkninger forbundet med at
indtage smertestillende medicin, der indeholder acetylsalicylsyre. Andre typer smertestillende
medicin kan tilsvarende have andre uønskede bivirkninger.
Jeg vil nu analysere artiklen Natural anti-inflammatory agents for pain relief (Maroon, J. C., Boat, J.
W, Maroon, A., 2010). Artiklen ser på både studier af bivirkningerne ved smertestillende medicin
og studier af en lang række naturligt forekommende alternativer til smertestillende medicin. Jeg
fokuserer på artiklens redegørelse for fiskeolies smertestillende virkning, da fiskeolie også er
godkendt som naturmedicin i Danmark – dvs., at fiskeolie har en dokumenteret virkning imod bl.a.
inflammation (Sundhed.dk, 2023). Efterfølgende vil jeg diskutere fordele og ulemper ved at tage
smertestillende medicin ift. at indtage naturligt forekommende smertelindrende stoffer gennem
kosten og/eller naturmedicin.
Redegørelse for artiklens indhold
Artiklen ser indledningsvis på smertestillende medicin over en bred kam og opridser, at alle typer
smertestillende medicin kan have uheldige og/eller alvorlige bivirkninger. Artiklen fremhæver f.eks.,
at smertestillende lægemidler af typen NSAID (som acetylsalicylsyre tilhører) generelt kan forsinke
kroppens helingsprocesser ved at hæmme inflammation, og at stofferne generelt kan give
nyreproblemer.
Artiklen fremhæver derefter, at der findes mange naturligt forekommende stoffer, som også kan
bruges til smertelindring. Mange af stofferne virker ved at hæmme COX-systemet, ligesom mange
NSAID’er gør. Stofferne hæmmer desuden ofte også et andet inflammationssystem i kroppen
kaldet NF-kb-systemet, hvilket mange NSAID’er også har vist sig at gøre. Der er altså et overlap i
virkemåden ved smertestillende medicin og naturligt forekommende smertestillende stoffer.
Artiklen ser derefter på, hvad videnskaben ved om fiskeolies virkning i kroppen. Fiskeolie
indeholder bl.a. omega-3-fedtsyrer, som kan hæmme mange forskellige inflammationssystemer i
kroppen – f.eks. COX-systemet og NF-kb-systemet. Fiskeolie kan derfor også have en
smertelindrende virkning, især ifm. smerter i leddene. Virkningen ser dog ud til især at være
forebyggende, da det kræver en stor mængde fiskeolie at hæmme eksisterende smerte. Fiskeolie
har til gengæld ikke samme kendte bivirkninger som NSAID-lægemidler.
Diskussion af fordele og ulemper ved forskellige typer af
smertelindrende stoffer
Artiklen fremhæver, at fiskeolie virker mod inflammation og smerte ved at påvirke nogle af de
samme inflammationsmekanismer i kroppen, som smertestillende medicin gør. Fiskeolie har dog
ikke de samme bivirkninger som NSAID-lægemidler imod smerte. Man kender ikke de præcise
årsager til forskellen. En årsag kan f.eks. være, at fiskeolien påvirker COX-enzymerne anderledes,
så COX-1 hæmmes mindre af fiskeolie end af smertelindrende medicin. En anden årsag kan dog
også være, at fiskeolie indeholder mindre aktivt stof, end smertelindrende medicin gør. Fiskeolie vil
så ikke kunne give så alvorlige bivirkninger, som smertelindrende medicin kan, men fiskeolie vil
heller ikke kunne dæmpe smerter lige så effektivt. Artiklen giver da også indtryk af, at fiskeolie nok
nærmere skal ses som et smerteforebyggende middel end som smertestillende medicin, fordi
fiskeolies virkning ikke er kraftig nok. Forebyggende brug kan dog muligvis medvirke til, at man kan
slippe for at tage smertestillende medicin på et senere tidspunkt.
En generel udfordring ved at indtage naturligt forekommende smertelindrende stoffer gennem
kosten (f.eks. ved at spise fisk) er, at man så ikke kender den præcise koncentration af aktivt stof.
Der er strenge krav til, at almindelige lægemidler skal indeholde præcis samme dosis stof hver
gang. Naturlægemidler (f.eks. fiskeoliekapsler) har også et stabilt indhold af aktivt stof, men i en
lavere koncentration end i almindelige lægemidler. Man skal derfor være opmærksom på dosis,
hvis man ønsker at behandle lidelser med naturmedicin eller naturlige stoffer i kosten (Sundhed.dk,
2023).
En ekstra gevinst ved at indtage f.eks. fiskeolie for den smerteforebyggende effekt er, at
fedtsyrerne i fiskeolie kan bruges til opbygning af vigtige fedtstoffer i kroppen. Kroppen skal –
smerter eller ej – have en vis tilførsel af disse fedtsyrer gennem kosten. Fiskeolie har også andre
dokumenterede medicinske virkninger – især ift. forebyggelse af kredsløbsproblemer. Man skal
dog være opmærksom på, at nogle af virkningerne kun gælder, hvis man indtager fisk og ikke
fiskeoliekapsler (Hjerteforeningen, 2023).
Man kan alt i alt ikke indtage fiskeolie lige så målrettet imod smerter, som man kan med f.eks.
acetylsalicylsyre. Fiskeolie kan dog alligevel være nyttigt til smertelindring, fordi det kan være en
fordel at have mange forskellige smertestillende midler at vælge imellem ved smertebehandling.
Så kan man vælge en middel, som passer bedst muligt til patientens behov og samtidig ikke giver
uhensigtsmæssige bivirkninger. I nogle tilfælde kan behandling med fiskeolie måske være
tilstrækkeligt til at forebygge, at behandling med NSAID’er bliver nødvendigt på et senere
tidspunkt.
Konklusion
Syntesen af acetylsalicylsyre ud fra salicylsyre var en forholdsvis enkel proces, som kunne udføres
i et gymnasielaboratorium. Udbytteprocenten var 52,97 %, hvilket var på det forventelige niveau,
da meget stof går tabt under syntesen og oprensningen. Industriel fremstilling af acetylsalicylsyre
vil dog kræve en højere udbytteprocent, da for meget stof ellers går til spilde.
Fiskeolie er interessant som smertestillende middel, fordi fiskeolie ikke giver samme bivirkninger
som acetylsalicylsyre. Fiskeolie ser dog ikke ud til at kunne erstatte acetylsalicylsyre som
smertelindrende medicin, da fiskeolies virkning ikke er kraftig nok. Nogle mennesker kan
sandsynligvis have glæde af at bruge fiskeolie forebyggende og kan samtidig bruge fiskeolie som
en god kilde til essentielle umættede fedtsyrer. Andre patienter har dog brug for medicin, f.eks.
acetylsalicylsyre, for at kunne leve med smertefulde lidelser – også selvom medicinen evt. giver
dem bivirkninger.
Sammenligningen af fiskeolie og acetylsalicylsyre viser, at ingen af stofferne er helt optimale til
smertelindring. Det optimale smertelindrende stof ville virke effektivt imod smerter, men ikke
påvirke nogen andre processer i kroppen. Stoffet ville herunder ikke hæmme de
inflammationsprocesser, som er vigtige for, at kroppen kan bekæmpe infektioner og hele skadet
væv. Stoffet skulle udelukkende lindre smerter og evt. fornemmelsen af ubehag ved at være
syg/have feber.
Fortsat forskning i emnet kan forhåbentlig bringe nye, mere optimale smertestillende midler på
markedet. Nye lægemidler kan evt. vise sig at være baseret på naturligt forekommende
smertestillende stoffer i fiskeolie eller i andre fødevarer. Forskningen bør derfor også prioritere at
få mere viden om, hvordan disse stoffer virker i kroppen.
Litteraturliste
Hjerteforeningen. Fiskeolie (2023). Hentet fra https://hjerteforeningen.dk/oversigt-over-
naturlaegemidler/fiskeolie/ 06.11.23
Jensen, H. B, Jensen, I. S., Mogensen, J., Paulsen, B. (2022). Lægemiddelkemi. 2. udgave.
Systime.
Munthe, S. (2020). Kemi der virker. 1. udgave. Kemiforlaget.
Sundhed.dk. Acetylsalicylsyre - Patienthåndbogen på Sundhed.dk (2023). Hentet fra
https://www.sundhed.dk/borger/patienthaandbogen/sundhedsoplysning/medicininformationer/laege
midler/acetylsalicylsyre/
Sundhed.dk. Naturmedicin er også godkendt medicin (2023). Hentet fra
https://www.sundhed.dk/borger/sygdom-og-behandling/medicin/naturlaegemidler/naturmedicin-er-
ogsaa-godkendt-medicin/