Б. Я. Розен, Ф. С. Шарипова

Химия — союзник медицины

АКАДЕМИЯ НАУК КАЗАХСКОЙ ССР

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКИХ НАУК

Ответственный редактор доктор химических наук Д. В. Соколов

Розен Борис Яковлевич

Кандидат химических наук, автор 80 научных работ, в том числе четырех монографий по химии, химической технологии, истории химии.

Опубликовал 35 научно-популярных книг, многие из которых изданы в переводе.

Шарипова Фаина Салиховна

Кандидат химических наук, старший научный сотрудник ордена Трудового Красного Знамени Института химических наук Академии наук Казахской ССР. Работает в области химии природных соединений.

Автор более 70 работ по исследованию состава эфирных масел растений Казахстана и Монголии, а также синтезу физиологически активных веществ на основе терпеноидов, опубликованных в различных химических журналах нашей страны и МНР. Является соавтором монографии «Растения, обладающие противоопухолевой активностью».

1. Зеленая аптека

Из глубины веков

Вольно дышится в лесу и в поле. Воздух напоен ароматом трав и цветов. В ярких лучах солнца каждая лужайка кажется пестрым ковром с затейливым орнаментом.

Словно белые звездочки среди голубых васильков и розовых кашек, сияют скромные ромашки в нарядном букете полевых цветов. Однако цветок ромашки не только ласкает наш взор, но и лечит от простудных и некоторых желудочных заболеваний.

А сколько радости доставляют нам ландыши! Эти изящные творения природы источают нежный, приятный аромат. Еще древние римляне по достоинству оценили красоту этого цветка, назвав его «лилией долин, цветущей в мае». Целебные свойства ландыша были известны в глубокой древности разным народам. Настойка его — прекрасное лекарство, уменьшающее сердцебиение. Из него приготовляли лекарства против водянки и лихорадки. В России ландыш изучен в 80-х годах прошлого века выдающимся русским врачом С. П. Боткиным в лаборатории, которой руководил И. П. Павлов.

Много других цветов и растение с давних пор помогают человеку побеждать болезни.

В Китае издревле славился корень женьшеня, что в переводе означает «корень жизни». Женьшень в естественных условиях в Советском Союзе растет в Приморском крае. Китайские медики приписывали ему чудодейственную силу, считали его универсальным лечебным средством. Он повышает умственную и физическую работоспособность, сопротивляемость организма к неблагоприятным внешним воздействиям. Лекарственные препараты, приготовленные из корня женьшеня, применяют при переутомлении, гипотонии, неврастении.

2600 лет до н. э. в Китае была написана книга (Бень-Цао) о лекарственных растениях, среди которых упоминались мак, мята, подорожник.

Весьма искусны в приготовлении лекарств из растений были и древние индусы. Индийскими «зелеными» лекарствами пользовались во многих странах. Подробные сведения о лекарственных растениях, применявшихся в Древней Индии, изложены в знаменитой медицинской книге «Яджур веда» («Наука о жизни»). В ней описаны различные лекарственные препараты, мази и способы их приготовления из лечебных трав. Дарами зеленой аптеки широко пользовались в Древнем Египте и в Ассиро-Вавилонском государстве. При раскопках Вавилона была найдена первая в мире библиотека, составленная из двадцати тысяч глиняных плиток.

В этих каменных книгах, написанных клинописью, обнаружены врачебные рецепты. Слово «медицина» в переводе с древневавилонского означает «зелень», т. е. лечебные травы.

Изучению свойств лекарственных растений много внимания уделяли ученые и врачи Древней Греции и Рима. Так, в трудах Гиппократа (460–370 гг. до н. э.) мы находим описание свойств многих лекарственных растений.

Первые века нашей эры знаменуются еще более глубоким познанием лекарственных средств, даруемых природой. Целая плеяда римских естествоиспытателей и знаменитых лекарей обобщает в своих трудах опыт предшественников и разрабатывает новые рецепты использования лекарственных растений, расширяет область их применения.

До сих пор с глубоким почтением медиками всех стран упоминается имя древнеримского врача Галена, жившего во II веке н. э. Ему были известны лечебные свойства свыше 300 растений.

Обширные сведения о различных препаратах из лекарственных трав мы находим и в трудах средневековых арабских врачей. Особенно прославился ученый Ибн Сина (Авиценна) из Бухары. Его труд «Канон врачебной науки», написанный в начале XI века, был переведен на латинский язык и выдержал 30 изданий.

Издавна пользовались лечебными травами и на Руси. Известны были целительные действия полыни, крапивы, хрена, подорожника, мяты, коры дуба, ясеня, ивы, ягод можжевельника.

В древнеславянском Бискупинском городище, построенном в первом тысячелетии до н. э., при раскопках найдено свыше двух десятков лекарственных растений. Среди них и поныне применяемые в медицине валериана, зверобой, спорынья, коровяк, белена, можжевельник.

В XII веке широкой популярностью на Руси и в Византии пользовалось медицинское руководство по лечению растениями, написанное Евпраксией Мстиславной, женой византийского императора, внучкой князя Владимира Мономаха.

Составлялись травники (так на Руси именовались сборники рецептов лекарств из лечебных трав) и в последующие столетия. Особенно много их появилось в XVII–XVIII столетиях в связи с исследованиями русскими путешественниками флоры и фауны Сибири, Чукотки, Камчатки.

Эстафету принимают аптекари

Уже в первых веках нашей эры стали появляться аптеки и аптечные лаборатории. Большой известностью в арабских странах пользовалась аптека города Багдада, основанная в VIII веке (754 г.).

В средние века возникают аптеки в Испании, Франции, Португалии, Германии. В конце XVI века в Москве по приказу Ивана Грозного учреждается первая аптека Московского государства. По государеву указу ей передаются из дворцовых запасов российские и иностранные лекарственные растения, среди них воронец, живокость, чилибуха индийская. При специально учрежденном Аптекарском приказе в 1620 г. была организована лаборатория, в которой тщательно изучали лечебные свойства неизвестных ранее трав и растений, приготовляли различные лекарства.

Еще больший размах приобретает использование лекарственных растений в царствование Петра I. В 1719 г. по его указу в Сибирь направляется научная экспедиция для всестороннего исследования растительного мира.

Позднее подобные экспедиции были организованы Российской Академией наук во многие отдаленные губернии России. По распоряжению Петра I дикорастущие лекарственные растения выращивали на специальных плантациях, заложенных после учреждения Аптекарского приказа. При государственных аптеках создавали аптекарские «огороды».

Со второй половины XVIII века заготовка растительного лекарственного сырья на Руси становится почти монополией иностранных аптекарей, главным образом немцев, которые старались выписывать лечебные травы из-за границы. Это привело к резкому снижению сбора лекарственных растений в России, который возобновляется только в конце XIX века. К этому времени в Полтавской губернии собирали более 200 видов лекарственных растений, несколько меньше — в Псковской, Нижегородской, Воронежской губерниях. Много лечебных трав поступало в те годы из Сибири. Однако их в основном отправляли за границу, чаще всего в Германию, из которой потом получали разные фармацевтические препараты.

Вспыхнувшая в 1914 г. мировая война нарушила торговые связи с Германией, ввоз фармацевтических препаратов и лекарств в Россию прекратился. Было принято решение усилить сбор дикорастущих лечебных растений в стране и заложить плантации некоторых особо важных видов. Уже в 1915 г. появляются плантации опийного мака в Семиречье (Казахстан) и клещевины на Северном Кавказе.

С первых дней своего существования Советское государство принимало самые активные меры к расширению сбора и использования лекарственных растений. Нет в стране края, области или республики, где бы планомерно их не заготавливали. В Молдавии, на Украине, в Краснодарском крае, на Черноморском побережье Кавказа расположены многочисленные питомники и плантации тропических и субтропических растений: эвкалипта, чайного куста, хинного дерева, алоэ, почечного чая, морского лука.

Несмотря на появление десятков тысяч новых лечебных препаратов, созданных химиками путем синтеза из каменноугольной смолы, нефти, газа, сланца, лечебные растения остаются на «вооружении» медиков всего мира.

Слово имеют химики

В глубокой древности растения применяли для лечения на основании практического опыта. Ни один самый образованный врач в Китае, Индии, Греции, Риме не мог бы объяснить, почему отвар ивовой коры снимает у больного жар, а мак служит снотворным.

У многих народов в старину считалось, что лечебные травы дарованы людям богами для исцеления недугов. В средние века в Европе признанием у медиков пользовалось учение о сигнатурах, согласно которому, целительное действие растений определялось их внешними признаками — формой плодов или листьев, цветом и окраской. При болях в сердце рекомендовался анаркадиум — растение с плодами, имеющими форму сердца; больных желтухой лечили чистотелом, потому что у него сок желтый; больным, страдающим коликами, прописывали отвары растений с колючими листьями.

Учение о сигнатурах нередко приводило к грубым медицинским ошибкам: в список лечебных зачисляли растения, не обладающие целительным действием.

И лишь со второй половины XIX века в связи с бурным развитием органической химии началось систематическое изучение химического состава лекарственных растений, что дало возможность установить истинную причину действия того или иного растения.

Согласно современным воззрениям, действующее начало лекарственных растений — сложные органические вещества разнообразного химического состава. Они обычно находятся не во всем растении, а в отдельных частях его — листьях, цветках, корнях, коре. Поэтому при заготовке лекарственного сырья собирают лишь определенные части растений. Уже давно замечено, что лечебное действие их неодинаково в разные периоды года. Поэтому ивовую или дубовую кору снимают с дерева весной во время сокодвижения, березовые почки — в период их набухания, цветки ландыша, липы — во время их цветения, корни ревеня и других растений — осенью или весной.

Как правило, лекарственное растительное сырье после сбора сразу же сушат и в последующем используют для приготовления чаще всего спиртовых вытяжек. Сушка даже при температуре 35–60 °C может привести к потере некоторой части действующих веществ. Поэтому нередко фармацевтические препараты изготовляют из соков свежих растений.

Список природных химических соединений, обнаруженных в лекарственных растениях, довольно обширен: терпеноиды, алкалоиды, гликозиды, кумарины, органические кислоты, дубильные и пектиновые вещества и др.

Многие из широко известных лекарств (хинин, стрихнин, эфедрин и др.) представляют собой алкалоиды — сложные органические вещества, которые, подобно неорганическим основаниям, образуют с кислотами соли. В молекуле алкалоида всегда имеется атом азота.

Широко применяют в медицине и гликозиды (от греческого слова «гликис» — сладкий) — органические вещества главным образом растительного происхождения, молекулы которых состоят из остатка сахара (моносахариды, трисахариды и т. д.), непрочно связанного через атом азота, серы или кислорода с агликоном — остатком несахаристого вещества различной химической природы. Под действием воды и ферментов гликозиды легко распадаются на составные части.

Одна из групп гликозидов действует на мышцу сердца. Это сердечные гликозиды, содержащиеся в наперстянке, ландыше, горицвете и др. Листья наперстянки, откуда извлекают гликозиды, напоминают пальцы, поэтому смесь гликозидов, извлекаемых из этого растения, называют «дигиталис» (от латинского слова — палец). Другая группа (антрагликозиды) — слабительные, содержатся, например, в ревене. Третья группа гликозидов — сапонины — легко растворяются в воде и образуют при взбалтывании очень стойкую пену (от латинского «сапо» — мыло). Наиболее известна солодка, содержащая большое количество сапонинов. Сапонины усиливают секрецию бронхиальных желез, поэтому растения, их содержащие, например синюха голубая (корни, корневища), рекомендуют как отхаркивающее средство в виде отвара. Некоторые гликозиды понижают кровяное давление, оказывают потогонное действие.

Издавна женьшень считался великолепным лекарством, исцеляющим многие болезни. Еще в далекой древности о нем писали, что он помогает «при всякой слабости или чрезмерном душевном и телесном утомлении». Эксперименты, проведенные на белых мышах, полностью подтвердили эти утверждения. Женьшень — незаменимое средство против стресса.

Долгое время ученые и медики не знали, что является действующим началом у этого знаменитого корня. Еще в прошлом веке оставались безуспешными попытки раскрыть его химическую природу. И лишь в 60-х годах нашего века с помощью новейших физико-химических методов удалось выделить из женьшеня 14 гликозидов (их называют панаксозиды).

К сожалению, сбор этого корня, который произрастает у нас на Дальнем Востоке, очень невелик — несколько сот килограммов в год.

В настоящее время заложены и успешно выращиваются корни женьшеня на плантациях совхозов Дальнего Востока и Северного Кавказа, но этот процесс довольно долгий.

На помощь женьшеню пришел его «родственник» — элеутерококк — целебное растение из того же семейства аралиевых, которое в природе встречается гораздо чаще и поэтому его можно заготовлять в больших количествах. Известное еще древним китайским и тибетским медикам, оно было открыто для нас советскими учеными. По своим целебным свойствам элеутерококк не только не уступает женьшеню, но даже имеет некоторые преимущества. Его можно принимать в течение всего года, тогда как женьшень — только осенью и зимой (весной и летом он противопоказан не только больным, но и здоровым людям).

Достижения современной химии позволили не только установить химический состав лечебных растений, но и разработать методы выделения из них различных соединений, которые широко используются для приготовления ценных лекарств.

Еще Гален указал, что в лекарственных растениях содержатся также и бесполезные для пациента вещества; он называл их балластными и советовал от них избавляться. Эту мысль спустя почти 19 столетий высказал и знаменитый немецкий врач Парацельс. Однако как в Древнем Риме, так и в средневековой Европе ни медики, ни аптекари не располагали еще средствами для выделения действующих веществ из растений в чистом виде.

Фармацевтическая промышленность получает из растительного сырья большое число разных органических веществ для приготовления эффективных лекарств. Так, из снотворного мака выделяют кодеин, папаверин, морфин, из травы эфедры — эфедрин, из красного перца — капсаицин, из красавки (белладонны) — атропин, из чилибухи — стрихнин, из анабазиса — анабазин.

В Советском Союзе разводят не произраставшие здесь ранее растения: дурман индийский, из которого получают скополамин, олеандр обыкновенный — источник олеандрина, спиртовой раствор которого применяется в медицине под названием «раствор нериолина», кендырь конопляный, содержащий ряд гликозидов, и др. — всего несколько десятков растений. Советские ученые — биологи, фармакогносты, ботаники, химики, фармакологи — неустанно ведут поиск новых лекарственных растений. Особенно широкие исследования ведутся в Ботаническом институте Академии наук СССР, во Всесоюзном научно-исследовательском институте лекарственных растений.

Богат растительный мир Казахстана. На его территории, раскинувшейся от Каспия до Алтая и от Урала до Памира, произрастает более 200 видов денных дикорастущих лекарственных растений. Местное население Казахстана с давних времен знало и пользовалось ими. Так, при заболевании легких, туберкулезе казахи применяли альпийскую гречиху («кумыздык») или хориспору с желтыми цветами («мамыры»). Использовали они и ядовитый иссыккульский корень — аконит, исцеляющий многие болезни, в том числе раковые опухоли. В качестве успокаивающего средства употребляли корни патринии — близкого родственника валерианы. На Алтае применяют настои «золотого корня» (радиолы розовой), по своему действию очень похожие на настои женьшеня и элеутерококка и даже превосходящие по эффективности тонизирующего действия оба известных препарата.

Одним из первых исследователей, совершивших в 1921 г. путешествие от Алтая через Семиречье в Узбекистан, был П. С. Массагетов. На всем пути следования он изучал различные виды встречавшихся ему целебных растений. Спустя пять лет ученый предпринял новое путешествие, на этот раз в Южный Казахстан. Здесь он обследовал заросли цитварной полыни, анабазиса и некоторых других дикорастущих лекарственных растений.

Исследования П. С. Массагетова дали возможность разработать методы возобновления и улучшения естественных запасов цитварной полыни, и, таким образом, создать прочную сырьевую базу для производства ценного глистогонного препарата — сантонина. С именем этого ученого связано возрождение Чимкентского химико-фармацевтического завода, производство на нем из местного сырья алкалоидов анабазина и эфедрина — ценнейшего препарата, который применяется как противоядие при отравлениях морфином, помогает при астме, коклюше, экземе, насморке.

О заслугах П. С. Массагетова в систематизации растительного мира Казахстана свидетельствуют названия многих видов растений: астрагал Массагетова, крестовник Массагетова, полынь белоземельная Массагетова и т. д.

В дальнейшем изучением растительных ресурсов и особенно лекарственных растений стала заниматься Казахстанская база Академии наук СССР — ее ботанический сектор, а после окончания Великой Отечественной войны — Ботанический институт, Институт химических наук Академии наук Казахской ССР и кафедры химии природных соединений Казахского государственного университета им. С. М. Кирова.

Исследования проводят не только с целью выявления лекарственных растений, содержащих активные биологические вещества, и детальной инвентаризации, но и разработки методов создания на их основе новых ценных лечебных средств и препаратов.

Для оценки химического состава и количественного определения содержания основных компонентов действующих веществ изучено 177 видов лекарственных растений, содержащих алкалоиды, и 132 вида, в составе которых имеются сердечные гликозы.

Большая заслуга в изучении дикорастущей флоры Казахстана принадлежит академику АН КазССР М. И. Горяеву. Начиная с 1946 г. им организовывались экспедиции по заготовке и изучению эфирных масел различных растений. Изучены около 70 видов полыней, среди которых найдены растения с высоким содержанием цинеола, камфары, анетола, азуленов, сантонина — можжевельники, ферулы, тысячелистники и некоторые другие растения.

Изучение химического состава облепихи — растения, широко распространенного в горах Алтая и Заилийского Алатау, позволило найти синтетические заменители облепихового масла, обладающие теми же свойствами. Эти вещества использованы для получения так называемой «мази Горяева» — прекрасного противоожогового средства.

Поиски новых лекарственных растений среди дикорастущей флоры Казахстана, проводимые на кафедре химии природных соединений КазГУ, позволили выявить присутствие биологически активных веществ среди полифенольных соединений различных видов ревеня, щавеля, курчавок, верблюжьей колючки. На их основе создано большое количество препаратов, обладающих Р-витаминной, гипотензивной активностью, способных тормозить рост злокачественных опухолей. Ряд препаратов рекомендован для предклинического и клинического изучения.

В 70-х годах Институтом ботаники Академии наук Казахской ССР проведено детальное обследование песков Таукум на левобережье реки Или в Южном Прибалхашье с целью выявления наиболее характерных урожайных растений, содержащих наибольшее количество гликозидов. Наиболее перспективными в свете поставленной задачи оказались сирень сидячецветковая и желтушник Черняева. Химический анализ показал, что у сирени больше всего гликозидов содержится в надземных органах (0,297 %) и в листьях (0,205 %), у желтушника — в листьях (0,37—0,45 %). Эти растения рекомендуется собирать во время цветения, когда содержание гликозидов в них достигает максимума.

Наряду с поиском известных источников лекарственного сырья выявляются новые перспективные для медицины растения. Одно из них — марь душистая, однолетнее растение желто-зеленого цвета с приятным запахом, произрастающее во всех областях Казахстана, но чаще всего встречающееся на юге республики — в предгорных равнинах Алма-Атинской, Джамбулской и Чимкентской областей.

Народы, населяющие Казахстан и Среднюю Азию, еще в глубокой древности делали из травы мари душистой отвары и настои, которые употреблялись при головной боли, мигрени, астме, спазмах кровеносных сосудов, катарах желудка и как слабительное.

В Институте химии Академии наук Казахской ССР еще в шестидесятых годах был изучен химический состав этого ценного лечебного растения. Определено содержание алкалоидов (0,12 %) и открыты четыре неизвестных ранее алкалоида с активным фармакологическим действием. Они служат прекрасным лечебным средством против гипертонической болезни — снижают артериальное давление крови и не оказывают вредного влияния на сердечную мышцу.

Широкие клинические исследования экстракта мари, проведенные в 1965–1968 гг. в Алма-Атинском медицинском институте на 120 больных гипертонической болезнью, показали, что он может служить действенным лечебным препаратом и может быть рекомендован для медицинской практики.

Группой сотрудников Института ботаники Академии наук Казахской ССР проведены поиск и детальное исследование перспективных лекарственных растений, содержащих кумарины. Эти вещества уже давно применяются медиками для лечения заболеваний сердца и желудочно-кишечного тракта, при некоторых кожных и других болезнях. У них было обнаружено также еще одно важное свойство — способность тормозить рост опухолей и влиять на разные стадии митоза. Это позволяет использовать их для создания эффективных лечебных препаратов против рака[1].

Наряду с активным биологическим действием кумарины обладают ярко выраженной способностью подавлять рост различных микробов — золотистого стафилококка, туберкулезных бактерий и кишечных палочек.

В Заилийском, Джунгарском Алатау и в Чу-Илийских горах собрано 189 видов различных лекарственных растений, которые были исследованы на содержание кумаринов. Результаты анализов показали, что наиболее перспективны растения, содержащие наибольшее количество кумаринов: гвоздика Гельцера (1,86 %), хондрилла ширококорончатая (1,58 %), смолевка брагуйская (1,20 %) и полынь Ситникова (1,20 %).

В поисках новых перспективных лечебных растений казахские ученые обратили внимание на широколистную смолевку. В Средней Азии и Казахстане известно 62 вида этого однолетнего (нередко и многолетнего) травянистого растения из семейства гвоздичных. Большинство видов лечебной травы содержит сапонины, флавоноиды, разные органические кислоты: аскорбиновую, винную, лимонную, щавелевую. Смолевка издавна применяется в народной медицине для лечения желудочных болезней и при простудах как отхаркивающее средство. Медики относительно недавно стали применять отвары травы для лечения гастритов с пониженной кислотностью. Неприхотливость к условиям выращивания и высокая урожайность (до 2000 г/м^2 зеленой массы) делают ее весьма выгодной для промышленного разведения.

Поскольку некоторые виды лекарственных растений, например зверобой продырявленный, паслен дольчатый, пользуются повышенным спросом, а потребность Казахстана в них удовлетворяется не полностью, возникла настоятельная необходимость искусственного их разведения. Испытанные на опытном поле в культуре 15 наиболее дефицитных лекарственных растений дали высокие урожаи в условиях первичной культуры. Среди них зизифора Бунге — растение со значительным содержанием сердечных гликозидов, прекрасное средство для лечения атеросклероза, гипертонии, сердечно-сосудистых заболеваний.

В решениях XXVI съезда КПСС отмечается важное значение создания и освоения высокоэффективных лекарственных средств. Казахстанские ученые будут и впредь проводить поиск новых лекарственных растений, изучать их химический состав и создавать на их основе эффективные лечебные препараты.

Девять волшебных сил

Щедро наградила природа Казахстан лекарственными растениями. На обширной его территории в лесах и в горах, на полях и лугах, на обочинах дорог произрастают сотни видов различных целебных трав и растений.

Кто не знает подорожник? Наверное, в детстве каждый не раз пользовался его помощью. Вспомните, как поранив в лесу ногу, вы обертывали больное место плотным зеленым с прожилками листом. Вы чувствовали сразу приятный холодок и вскоре забывали о боли. Подорожник почти вездесущ. Он очень плодовит — осенью один экземпляр разбрасывает от 8 до 60 тысяч семян. Он селится на всех дорогах, в садах, среди деревьев, на усадьбах. Там же его обычные спутники — зверобой и цикорий, которым часто зарастают пустыри.

Издавна цикорий подмешивали к натуральному кофе, а теперь врачи рекомендуют высушенные корни этого растения больным гипертонической болезнью. Многолетнее травянистое растение с ребристым стеблем, достигающим в высоту до 120 см, с давних пор славится своими целебными свойствами. Осенью выкапывают корни цикория, тщательно промывают и сушат на открытом воздухе в хорошо проветриваемых помещениях или особых сушилках при температуре 50–60 °C.

Народы Средней Азии, многих стран на Западе и Востоке пользовались цикорием как средством, повышающим аппетит, улучшающим пищеварение. Помогает цикорий и при заболеваниях печени, селезенки, почек и при диабете. Немало и других болезней лечат с помощью корней этого растения. Приготовленный из них отвар принимают по 3–4 раза в день (по четверть стакана) больные гастритом, колитом, холециститом.

Наш век знаменуется бурным развитием научно-технического прогресса, величайшими достижениями науки, в частности медицины и химии, создающей все новые и новые эффективные лечебные препараты, однако некоторые лекарственные растения по-прежнему прочно удерживают свои позиции. К их числу принадлежит и адонис весенний, растущий по окраинам березовых рощ и в кустарниках. Чаще всего он встречается на севере, северо-востоке Казахстана и в прикаспийских степях. Это многолетнее растение с толстым коротким буроваточерным корневищем, от которого отходят ветвистые стебли высотой 5—10 см.

В этих районах республики изредка встречается и адонис сибирский. Он отличается от своего собрата формой листьев и зеленовато-желтыми голыми чашелистниками. В горных районах произрастает еще одна разновидность этого растения — адонис тянь-шаньский. Все три представителя адонисов издавна использовались в народной медицине. Высушенное растение содержит глюкозиды (адонитоксин, цимарин и др.), а также сапонины, Подобный химический состав адониса обеспечил ему одно из первых мест среди лечебных препаратов, регулирующих и стимулирующих работу сердца. Часто врачи прописывают эту траву при сердечно-сосудистой недостаточности, неврозах сердца, как успокаивающее и противосудорожное средство.

В аптеках можно встретить эффективные кардиологические препараты, полученные из адониса — адонизид, кордиазит. Настой адониса входит в состав широко известной микстуры Бехтерева (в ней имеются также бромистый натрий и кодеин), которая служит эффективным средством, успокаивающим нервную систему.

Больные с сердечной недостаточностью могут сами приготовить целительный настой адониса. Достаточно взять 8—10 г травы, залить двумя стаканами кипящей воды, дать постоять настою 20 минут, процедить его и принимать по одной столовой ложке три раза в день.

По берегам рек и озер, на болотах растет многолетнее травянистое растение аир. Пришелец из юго-восточной Азии, он нередко образует густые заросли. Его толстые буроватые корневища обладают своеобразным ароматом. Потому еще в глубокой древности в Иране, Индии, Китае они использовались для приготовления благовонных натираний и ароматных эликсиров. И ныне парфюмеры применяют его для отдушки косметических препаратов. Но, пожалуй, еще более велика его медицинская слава. Ведь корни аира содержат наряду с эфирным маслом сложного состава глюкозид акорин и аскорбиновую кислоту.

Мы не знаем, кто первым из древних медиков обнаружил целебные свойства корней аира. Однако они были уже хорошо известны знаменитым врачам Древнего Рима — Диоскориду и Галену. Современная медицина по достоинству оценила корни аира. Настойки и отвары, приготовленные из них, рекомендуют для лечения язвенной болезни, при гастритах, желудочно-кишечных заболеваниях. Иногда препараты из высушенных корней аира употребляли при болезнях желчного пузыря, печени и почек. Врачи нередко прописывают больным аирные отвары как тонизирующий настой и как средство, способствующее улучшению аппетита и пищеварения. Широко известен препарат для лечения язвенной болезни — викалин, содержащий измельченные корни аира.

Благодаря фитонцидным свойствам аирные настои используют как прекрасное средство для промывания гнойных ран и язв. Помогает аир и при цинге, выпадении волос. Нужно промывать голову отваром из смеси равных частей корешков аира и лопуха.

Среди многолетних травянистых растений, издавна и широко применяемых в народной медицине, заслуженной славой пользуются корни девясила высокого, его стебли достигают 2–2,5 м. Под стать стеблю и листья, по размерам близкие к листьям лопуха. В самом названии девясила отражено народное признание его целебных свойств: девять сил — лекарственных качеств. Растет он почти повсюду — по берегам рек и ручьев, на полях и лугах, встречается в лиственных и сосновых лесах, на склонах предгорий и в горах. Особенно распространен он в Заилийском Алатау.

Подобно аиру, девясил высокий обладает приятным ароматным запахом эфирного масла, содержание которого достигает 1–3 %. Химики детально изучили его состав и свойства и обнаружили вещества — алантолактоны, обусловливающие применение девясила в качестве отхаркивающего и противовоспалительного средства и обеспечивающие этому растению дезинфицирующее действие. Поэтому оно и поныне применяется для лечения дыхательных путей и желудочно-кишечного тракта.

Эфирное масло девясила, как и многих других лекарственных растений, используется в кулинарии для придания аромата различным кондитерским изделиям и в ликероводочной промышленности.

Широкой известностью в медицинской практике пользуется ревень тангутский — многолетнее травянистое растение с мощным корневищем (толщиной до 5 см), высоким стеблем (до 2 м) и широкими лопастными листьями. Знаменитый русский путешественник Н. М. Пржевальский впервые увидел ревень во время своего путешествия по Монголии на лесистых склонах Тангутских гор в районе озера Кукунор.

В Средней Азии и Казахстане по берегам рек, озер, ручьев и в горах произрастает несколько других видов ревеня (компактный, Витрока), широко применяющиеся как народные лечебные средства.

В корнях и корневищах ревеня содержатся антрагликозиды (хризофанен, реохризин, глюкореин), обладающие слабительным свойством. Богаты корни этого растения и дубильными веществами, которые обусловливают их закрепляющее действие. Характерно, что малые дозы ревеня оказывают задерживающее действие, большие — противоположное.

Во многих горных районах Казахстана и республик Средней Азии растет пустырник туркестанский. Близ жилья, по берегам рек, а нередко и по горным склонам произрастает его ближайший родственник — пустырник сизый — многолетнее или двулетнее травянистое растение. В отличие от туркестанского вместо голых зеленых листьев у него листья сизые, коротко опушенные сероватыми волосками. Для лечения пользуются отварами и настоями, которые приготовляют из травы пустырника. Она богата алкалоидами, дубильными веществами, сапонинами, флаваноидами, витамином А и др.

В народной медицине пустырник применялся еще много сотен лет назад. Известно, что травники XV века высоко ценили его лечебные свойства. Позднее он надолго вышел из употребления. В 1932 г. им заинтересовались медики. Оказалось, что он действует эффективнее валерианы, обладает успокаивающим эффектом при возбуждении нервной системы, при сердцебиениях, неврозах сердца, повышенном давлении.

Врачи нередко рекомендуют настои пустырника при начальных стадиях базедовой, гипертонической болезни и атеросклероза.

В аптеках можно всегда встретить и полынь горькую — испытанное веками горько-пряное желудочное средство. Желудочные капли, в составе которых имеется полынь, возвращают аппетит. Под действием горечи (основного ее свойства) начинает интенсивно выделяться желудочный сок, активизирующий деятельность пищеварения. При заболеваниях печени и желчного пузыря медики часто обращаются к полыни, прописывая своим пациентам настойки и густые экстракты, приготовленные из травы или листьев этого растения.

В траве полыни много ценных лекарственных веществ: азуленообразующие лактоны (абсинтин и анабасинтин), эфирное масло (около 2 %), витамины С, B_6, каротин, фитонциды.

Из горькой травы извлекают также хамазулен, обладающий свойством подавлять воспалительные процессы. Поэтому его применяют при лечении бронхиальной астмы, ревматизма, экзем.

У полыни горькой много родственников, произрастающих в горных и пустынных районах Казахстана и Средней Азии (например, полынь лессинговидная, многорядная, белоземельная и др.). Все они содержат ценные эфирные масла, в состав которых входят камфара, цинеол, алкалоиды, сантонин. Все эти вещества обладают активными биологическими свойствами.

Присутствие в эфирном масле полыни метельчатой углеводородов с ненасыщенными (ацетиленовыми связями) придает ему спазмолитический эффект. Это масло используется в качестве основного компонента препарата артемизола.

Среди многих других дикорастущих растений, произрастающих в разных районах Казахстана и содержащих эфирные масла, весьма перспективны дикая морковь, ферулы, можжевельники.

Масло дикой моркови издавна применялось в народной медицине для приготовления вяжущих экстрактов, а ее плоды в размолотом виде использовались для лечения болезней желудка и почечнокаменной болезни. Они могут применяться для получения ценного вещества — гераниола.

В можжевельнике эфирное масло содержится в основном в черных с сизым налетом ягодах, густо покрывающих осенью ветки этого вечнозеленого кустарника. Кроме эфирного масла плоды содержат яблочную, муравьиную и уксусную кислоты, флавоновый гликозид.

Настой из ягод можжевельника широко используется в качества отхаркивающего и способствующего пищеварению средства, причем его целебное действие заключается в том, что эфирное масло раздражает слизистую оболочку, активизирует секрецию бронхиальных желез и это способствует лучшему отделению мокроты.

2. Овеянное легендами мумие

Пожалуй, ни одно из многочисленных веществ, созданных природой, не вызывало к себе на протяжении многих веков столь значительного интереса, как мумие.

Народы Среднего и Ближнего Востока познакомились с этим необыкновенным лечебным средством около четырех тысяч лет назад. Уже в те времена оно считалось лекарством, способным излечивать самые различные болезни — астму и туберкулез, водянку и диабет, кожные и паралитические заболевания, переломы костей.

В Индии и Непале, Пакистане и Иране, как и в ряде арабских стран Азии и Африки, создавались красивые легенды и поэтические сказания, воспевавшие чудодейственную силу и универсальные целительные свойства мумие.

Однажды в Иране во время царской охоты стрелой был ранен джейран. Но он не упал, а вскоре скрылся в пещере, расположенной неподалеку от скалы. Охотники бросились его догонять, но животное бесследно исчезло.

Спустя неделю в этих местах снова появились охотники. К своему несказанному удивлению они увидели на лугу возле горы джейрана с торчащей стрелой в спине, который мирно щипал траву. Охотники решили поймать джейрана. Осмотрев рану, они обнаружили в ней какое-то темное воскоподобное вещество. По-видимому, джейран вынес его из пещеры, ведь там скрылось раненое животное. Предположение оказалось верным. Обнаруженное в пещере такое же вещество они собрали и доставили во дворец мудрому царю Фаридуну, рассказав о том, что произошло на охоте.

Иранский владыка заинтересовался необычной находкой и приказал своим ученым определить состав и изучить свойства необыкновенного вещества. Вскоре царское повеление было исполнено. Тщательно осмотрев пещеру, ученые обнаружили, что из трещин в скале просачивается какая-то густая черная жидкость, образующая натеки. Они также заметили, что застывшую черную массу лижут животные и клюют птицы. И это вещество исцеляет их от болезней, хорошо заживляет раны и переломы костей.

После доклада ученых Фаридун приказал закрыть вход в пещеру большим камнем и поставить часового. Раз в год камень отодвигали и собирали накопившееся в щелях пещерных стен вещество, которое было названо мумие. Эта пещера находится на севере Ирана и называется Дороб. С тех давних пор иранское мумие стали называть доробинским.

Большой интерес вызвало загадочное вещество у ученых разных стран. Еще более 2500 лет назад древнегреческий естествоиспытатель и философ Аристотель, учитель выдающегося полководца древности Александра Македонского, подробно описал лечебные свойства мумие и рекомендовал его для лечения врожденной глухоты в смеси с желчью животного или с виноградным соком. Чтобы остановить кровотечение из носа, ученый предлагал смесь мумие с камфарой, а для устранения заикания — смазывать язык смесью мумие с медом.

Расширение сфер применения мумие народной медициной в Средней Азии и на Ближнем Востоке в IX–X веках н. э. нашло немедленный отклик у знаменитых среднеазиатских ученых-медиков. Абубакр Раби Ал-Бухарон, Мухаммед Закария Ибн Сина (Авиценна), Ахмед аль-Бируни в учебниках по медицине и медицинских трактатах рекомендовали его в качестве эффективного средства для лечения костных переломов, вывихов, заживления ран, а также при сильной головной боли, ознобах, эпилепсии, головокружениях. Авиценна прописывал мумие при укусах скорпионов. Столь же целительно его действие при отравлении алкоголем и при лечении заболеваний органов пищеварения — желудка, печени, селезенки.

Подобные рекомендации и рецепты использования мумие в качестве лекарства необычайно широкого диапазона мы находим в трудах среднеазиатских медиков XVIII и XIX веков — Мухаммеда Арзани, Мухаммеда Хусейна Ширази, Ал-Комуза Мухита, Садика Али Разави и др.

В их трактатах приводятся подробные описания смесей мумие с разными добавками, оптимальными для лечения той или иной болезни. В качестве добавок используют соки одуванчика и черники, петрушки вонючей, кислого винограда и эфирные масла растений, желчь и жир домашних животных. Так, Мухаммед Закария рекомендовал женщинам и мужчинам, страдающим бесплодием, пить мумие в смеси с морковным соком, медом, желтками яиц и соком некоторых растений, а Садик Али Разави — с розовым или персиковым маслом, а также с коровьим жиром.

Однако медицина мира не использовала это столь прославленное в древности лечебное средство. Казалось, оно забыто навсегда. Но в последние два десятилетия мумие вдруг неожиданно привлекло внимание отечественных и иностранных ученых. Врачи и фармакологи стали активно изучать химический состав и его физиологическое действие.

В разных клиниках столиц среднеазиатских республик — Душанбе, Ташкенте, Фрунзе, а также в Алма-Ате, Киеве, Кисловодске и некоторых других городах Советского Союза изучают лечебные свойства мумие на тысячах больных с переломами костей, язвой желудка, ожогами, невралгией, радикулитами. Успешные результаты получены при лечении гнойных ран, парадонтоза, язвы желудка, переломов костей.

Проведенные среднеазиатскими учеными опыты по исследованию физиологического действия мумие показали, что оно благотворно влияет на обмен гликогена в печени, успокаивает нервную систему, снимает боли при воспалительных процессах. Так, при приеме внутрь 5 % раствора мумие у больных парадонтозом быстро исчезают основные симптомы заболевания. В полости рта количество агрессивных бактерий уменьшается в три раза по сравнению с больными, которых лечили антибиотиками (тетрациклином, пенициллином, левомицетином).

Мумие имеет весьма сложный химический состав. Оно содержит почти 30 макро- и микроэлементов, 10 различных оксидов металлов. Каждый из них оказывает известное влияние на те или иные обменные реакции в нашем организме. Так, в действии фосфора, кальция, оксида магния и кобальта, как считают ученые, заключается противовоспалительный эффект мумие.

Еще большую роль в биохимических реакциях, непрерывно протекающих в нашем теле, играют микроэлементы. Именно они взаимодействуют с витаминами, гормонами, нуклеиновыми кислотами и некоторыми другими соединениями. Например, кобальт, реагирующий с витамином B_12, активно участвует в обмене нуклеиновых кислот, образовании белка и кроветворении. Марганец и цинк способствуют увеличению содержания аскорбиновой кислоты в тканях, которая вызывает биосинтез ДНК и оказывает антитоксическое, противовоспалительное действие, медь — обмену витамина А. Цинк, магний и кобальт увеличивают активность важных в организме ферментов — фосфатазы и лецитиназы. Вследствие этого мумие усиливает синтез НК и ДНК, увеличивает содержание общего белка и отдельных белковых элементов в крови.

Настойчивые и плодотворные исследования среднеазиатских медиков, способствовавшие возрождению былой славы мумие, вызвали необходимость широкого поиска природных источников его получения.

По инициативе А. Ш. Шакирова еще в 1964 г. гелогические партии Узбекистана проводили разведку не только месторождений полезных ископаемых, но и мумие. Вскоре оно было обнаружено также в горах Киргизии и Казахстана, Таджикистана и Туркмении. Мумие находят и в горных районах Кавказа, Забайкалья, Сибири и Урала[2].

Геологами и охотниками только в Советском Союзе найдено около ста мест скоплений природного мумие, свыше 60 — только в среднеазиатских республиках.

В научных и научно-популярных журналах появились десятки статей, посвященных результатам всестороннего изучения мумие — его химического состава, использования в медицине.

Бурные споры развернулись среди ученых вокруг происхождения как самого мумие, так и его названия. Одни ученые считают, что оно связано с мумифицированием трупов в Древнем Египте. Из дошедших до нас древних прописей явствует, что при бальзамировании пользовались смесями мумие с медом, луком, чесноком, одуванчиком или эвкалиптовым маслом. Следовательно, название мумие произошло от слова мумия. Однако большинство ученых придерживается иного мнения, полагая, что это слово греческое, означающее в переводе — «сохраняющее или защищающее тело».

Позднее в связи с широким распространением мумие на Востоке как популярного лечебного средства возникла другая гипотеза о происхождении его названия. Некоторые среднеазиатские ученые (Бируни, Мухаммед Хуссейн Ширази, Гияседон) полагают, что слово мумие не греческое, а иранское (мум — это воск). Такая гипотеза заслуживает внимания. Так, в Иране издавна добывали мумие в горных пещерах. Для его сбора разжигали в пещерах возле трещин костры. Растапливаясь от огня, оно застывало и образовывало на камнях плотную корку, которую затем счищали.

Были и другие способы добычи этого лечебного средства. В пещерах делали углубления вроде колодца, которое прикрывали каменной плитой. Раз в году ее сдвигали, оставляя лишь щель, в которую мог пролезть человек. Его привязывали за пояс веревкой и опускали в колодец с водой. Ее поверхность была покрыта маслянистой пленкой, а на стенках колодца образовывалась плотная чешуя мумие. Содержимое колодца извлекали и кипятили в котле. По своим физическим свойствам оно, в частности по мягкости и плавкости, действительно сходно с воском.

Немало разных догадок высказывалось учеными на протяжении веков и о причинах образования мумие в горах. Арабы называли его аркулджибал — горный пот, монголы — бракшун — сок скалы, бирманцы — чиотуй — кровь горы, киргизы — архар-таш — бальзам гор. Мухаммед Хуссейн Ширази и Ибн Сина считали мумие горным воском, Бируни — горной смолой. В пользу его минерального происхождения высказывались и некоторые другие ученые Востока. Они считали, что мумие образуется из паров, которые поднимаются вверх по расщелинам скал и засыхают под действием высокой температуры окружающего воздуха. Летом, по их мнению, эта масса растапливается солнцем и просачивается сквозь горные трещины, образуя в пещерах сосульки и натеки.

Большинство современных ученых считают мумие минералом или нефтеподобным веществом. Одни утверждают, что оно образовалось из экскрементов и выделений животных, другие полагают, что мумие «родилось» в пчелиных ульях, третьи приписывают ему растительное происхождение, в частности, что оно выделяется из надрезов и ран на стволах тутовника и арчи.(можжевельника) и стекает на землю. Смытый дождями сок попадает в почву и уносится грунтовыми водами в горы. Когда вода испаряется, на стенках пустот остается смолоподобная масса.

Однако все современные ученые сходятся на том, что образование мумие в пещерах протекает либо при полном отсутствии кислорода, либо при малом его доступе. Доказательством тому служат попытки расширить трещины в скалах с целью увеличения его выделения, приведшие к уменьшению образования мумие.

Мумие, найденное в разных районах земного шара, отличается внешним видом, физико-химическими свойствами, непостоянством и сложностью состава.

В природе не существует чистых продуктов мумие. Чаще всего оно загрязнено различными органическими примесями, как правило, ухудшающими его лечебные свойства.

Наш век характеризуется невиданным расцветом синтетической химии, «широко распростирающей руки свои» (по выражению М. В. Ломоносова) в разных отраслях народного хозяйства, и особенно в медицине. Раскрытие тайны химического состава мумие и широкое его применение в клиниках за последние годы натолкнуло ученых на мысль приготовить этот лечебный препарат в лаборатории.

К тому же, синтетическое мумие будет обладать стандартным составом и не будет содержать никаких нежелательных примесей, снижающих его биологическую активность.

За претворение в жизнь этой заманчивой идеи взялись сотрудники Харьковского научно-исследовательского института эндокринологии и химии гормонов Е. Г. Бобылев, А. М. Бескровный, Ю. К. Худенский.

Поскольку природное мумие независимо от места нахождения и условий образования всегда содержит органические кислоты — гуминовую, бензойную, гиппуровую — и различные микроэлементы, было решено взять для опытов адреналин, аскорбиновую кислоту и глюкозу, широко распространенные в природе.

К водному раствору органических веществ добавляли микроэлементы и фосфор. Смесь в течение многих часов подвергалась термообработке. Полученный продукт по внешнему виду был очень похож на природное мумие. Клинические испытания его свойств показали, что он обладает противовоспалительными свойствами.

Но, как известно, сама аскорбиновая кислота также обладает подобной биологической активностью. А если попробовать получить мумие из одной только глюкозы в качестве органического исходного вещества? Опыт превзошел все ожидания, подтвердил правильность предположения исследователей. Темно-коричневое вещество, полученное в колбе, оказалось по своей противовоспалительной активности не менее эффективным, чем природное мумие. Любопытно, что и результаты спектрального анализа — мощнейшего оружия современной химии — показали почти полное сходство по химическому составу мумие, рожденного в лаборатории, с продуктом, найденным в расщелинах гор.

Оставалось выяснить, способно ли будет новое вещество так же хорошо заживлять раны, как природное лечебное средство. Оно с честью выдержало экзамен при лечении ожогов, которые, как известно, труднее всего поддаются лекарственной терапии. Клиническая проверка показала, что по своему противоожоговому действию синтетическое мумие также не уступает природному.

И что, пожалуй, самое интересное — исходная смесь (раствор глюкозы, фосфор и микроэлементы) никакими целебными свойствами не обладает. Несомненно, исследователям предстоит еще раскрыть многие тайны «новорожденного» мумиеподобного вещества.

Если в лабораторных колбах можно получить мумиеподобное вещество, то почему же реакция образования мумие в природе должна происходить только в горах? По-видимому, она может протекать и в других местах планеты, где будут подходящие условия и прежде всего будут в достаточном количестве органические вещества, микроэлементы, кислород, фосфор, а также температурные и лучевые воздействия.

Всем этим условиям отвечает поверхностный слой морей и океанов. К нему уже давно приковано внимание зарубежных и отечественных ученых. В Одесском институте биологии южных морей под руководством члена-корреспондента Академии наук УкрССР Ю. П. Зайцева в 60-х гг. был проведен оригинальный эксперимент. В открытом море собрали пену, дали ей отстояться, получили темно-бурую жидкость, несколько разбавили морской водой и поместили водоросли, которые стали быстро размножаться. Затем в этот раствор пустили морских рачков. И снова обнаружилась его повышенная биологическая активность — увеличилась их способность к развитию и выживанию. И еще одно необычное свойство у поверхностного слоя морской воды — способствовать исключительно высокой устойчивости обитающих в нем микроорганизмов бактерицидному действию солнечных лучей.

Все эти явления, по-видимому, можно объяснить существованием биологически активных веществ, похожих на те, которые были получены в экспериментах с синтетическим мумие. Ведь они также обладают стимулирующими свойствами и могут снижать вредное действие радиации.

А могут ли подобные процессы проходить и на суше, кроме пещер? Безусловно. И доказательством тому служит земля под старыми пнями, в которой обнаружено мумиеподобное вещество с высокой противовоспалительной активностью.

А не будет ли происходить образование таких веществ в процессах разложения любых органических веществ, если они протекают в отсутствие воды и при ограниченном доступе кислорода? Действительно, вытяжка из гнилой ткани в дуплах деревьев содержала биологически активные вещества, а экстракт из опавших листьев клена по некоторым своим свойствам даже превзошел природное мумие.

Еще в 50-х гг. выдающийся советский медик В. П. Филатов заметил, что вещества с мумиеподобными свойствами образуются не только в поврежденных или гнилостных тканях растений, но и в крови обожженных, облученных или раненых животных. Это сложные органические вещества, обладающие противовоспалительными и заживляющими свойствами, называют теперь биогенными стимуляторами. До сих пор еще не установлена их структура, не раскрыт механизм их образования. Более детальное изучение таких веществ поможет разработать эффективные способы производства синтетического мумие со стандартными и постоянными свойствами в промышленном масштабе. И это будет еще одной победой лекарственной химии.

3. Целительные атомы

По следам Парацельса

В городской книге города Страссбурга 5 декабря 1526 г. была сделана следующая запись: «Итак, Теофраст Гогенгеймский, доктор медицины, приобрел права гражданина и состоит в цехе „фонари“. Актом закреплено. В среду после дня апостола Андрея». К этому цеху принадлежали хлебопекари, булочники… и хирурги.

Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, чаще называемый Парацельсом, был тогда в расцвете творческих сил (ему едва исполнилось 35 лет). Резкие черты лица свидетельствовали о сильной воле и незаурядных способностях. Смелый и проницательный взгляд обнаруживал в нем борца и мыслителя. Таким он и был в действительности.

Посвятив себя медицине, Парацельс смело вступает в бой с укоренившимися воззрениями, унаследованными медиками от прежних эпох. Отрицая авторитет Гиппократа, Галена, Авиценны — общепризнанных столпов медицины, — он создает свою систему, которая одновременно является, по существу, и его философским мировоззрением. Он впервые стремится найти взаимосвязь различных наук, считая, что все они должны быть подчинены задачам лечения людей от недугов.

В наш век тесное взаимодействие разных отраслей науки, прочная дружба физики, химии, биологии — основа развития медицины (так же, как и всего технического прогресса). Статьи Парацельса, в которых он подчиняет медицине тогдашние основные науки: теологию, философию, астрономию и алхимию, вызывали бурю гнева.

В основу знаний Парацельс ставит не схоластические рассуждения, а опыт. «Никто не может стать врачом без науки и опыта», — пишет он в одном из своих трудов.

Развивая свои взгляды на медицинскую науку и ее задачи, Парацельс заявляет, что лекарства — это волшебные стрелы, поражающие болезнь. Искать их, однако, нужно не в духовном мире, а в дарах природы — растениях, минералах, животных.

Медики давно наряду с лекарственными растениями пользовались препаратами из животных тканей. Ведь животный мир гораздо богаче растительного. Зоологи насчитывают теперь свыше 100 тысяч видов моллюсков, 30 тысяч паукообразных, 20 тысяч червей. Однако собирать в старину животное сырье было труднее растительного, и потому при изготовлении медицинских препаратов им пользовались значительно реже.

Получали в древности некоторые лечебные препараты и из минералов. Например, в Риме и Греции врачи широко использовали соединения ртути, мышьяка, сурьмы.

Сохранилось предание, будто монгольский хан Тамерлан, завоевав Иран в XIV веке, пощадил Тавриз только потому, что городские лекари ртутной мазью избавили его воинов от насекомых.

Однако применение лекарств из минерального сырья носило лишь случайный характер. Парацельс впервые высказал мысль о том, что все процессы, совершающиеся в человеческом и животном организмах, — сложные химические превращения, а следовательно, основной целью химии должно быть приготовление лекарств. Его высказывания были подобны разорвавшейся бомбе. Они вызвали бурное негодование среди медиков и алхимиков. Вокруг взглядов Парацельса развернулась упорная борьба. Противники даже после его смерти отвергали мысль о плодотворности содружества медицины с химией.

Рассматривая болезни как результат нарушения химических процессов в организме, Парацельс все же остается в плену алхимических воззрений своего времени. Он считает, что основными составными частями (компонентами) нашего организма являются сера, ртуть и соли; их гармоническое сочетание — залог здоровья, нарушение же установившегося равновесия приводит к болезни. «Если количество серы в организме, — говорил он, — увеличится, человек заболевает лихорадкой, преобладание солей порождает водянку». Отсюда он делает вывод, что каждую болезнь надо лечить особым лекарством, например, водянку — серой, солями железа, желудочно-кишечные заболевания — опием. Парацельс разделял и учение о сигнатурах, считая, подобно другим средневековым врачам, что природа отмечает лекарства определенными знаками, которые могут служить путеводной нитью при лечении болезней.

Пропагандируя необходимость применения в качестве лекарств вещества в чистом виде, т. е. настоек и экстрактов, выделенных с помощью спирта, он глубоко ошибался, принимая их за «действующие начала».

Несмотря на примитивность химических понятий Парацельса, неоспоримо далеких от настоящей, химии, его учение сыграло прогрессивную роль в дальнейшем развитии медицины и химии. Основоположник нового направления в науке — ятрохимии[3], он еще долгое время оказывал значительное влияние на медицину. Его статьи и научные трактаты в течение многих десятилетий изучались врачами разных стран.

Его приверженцы и сторонники создали обширную алхимико-медицинскую школу, обогатившую арсенал медиков многочисленными новыми лекарствами и фармацевтическими препаратами. Среди них видное место занимают минеральные соли.

Парацельс оставил обширное литературное наследие, печатавшееся в течение многих лет после его смерти. Он умер в 1541 г. В 1589–1590 г. Иоганн Хузер в Базале издал собрание сочинений Парацельса, однако и после этого немало его рукописей остались неопубликованными.

Благодаря учению Парацельса и успехам химии в деле изучения природных веществ стало возможным изготовление новогаленовых препаратов, т. е. лекарств, содержащих одно или несколько действующих начал, извлеченных из растений и лишенных балластных веществ. Для длительного хранения лекарство консервируют в спирте и других веществах. Например, в современной медицинской практике широко используют коргликон — новогаленовый препарат, представляющий собой смесь сердечных гликозидов, извлеченных из листьев майского ландыша.

Кристаллы жизни

На восточном побережье Каспийского моря широко раскинулся залив, овеянный в течение столетий тайнами и страхами. Кочевники-туркмены издавна называли его Кара-Бугас, что в переводе означает «черная пасть». Из поколения в поколение передавались о заливе мрачные и страшные легенды. Одни утверждали, что это бездонная пучина, которая непрерывно сосет воду из Каспия, а затем уходит в Индийский океан, другие — что в нем не водится рыба, а если полетит через него птица, то падает замертво. Трудами русских и советских ученых были раскрыты секреты таинственного залива и подсчитаны его богатства. Он оказался огромной кладовой ценных минеральных солей и стал теперь главным поставщиком сульфата натрия. Эта соль нужна бумажным фабрикам и стекольным заводам. Без нее не обходятся и фармацевтические предприятия.

Сульфат натрия применяют в качестве слабительного средства. Его раствор плохо всасывается стенками кишечника, поэтому накапливающееся количество воды приводит к тому, что содержимое кишечника разжижается, увеличивается в объеме и в результате наблюдается усиление перистальтики. Сульфат натрия, принятый внутрь при отравлении некоторыми солями, задерживает всасывание ядов в кишечнике, что способствует быстрому выведению их из организма. При отравлении хлоридом бария или растворимыми солями свинца он вызывает образование нерастворимых солей этих металлов, безвредных для организма.

Столь же широко известна в медицинской практике и другая натриевая соль — двууглекислая сода. Ее часто прописывают для полоскания горла, нередко рекомендуют для приема внутрь при повышенной кислотности и во многих других случаях.

Заслуженной известностью пользуется и бура (тетраборат натрия), часто применяемая для полоскания и примочек и обладающая хорошими антисептическими свойствами.

Еще большую роль играет в медицинской практике и в нашей жизни другое соединение натрия — знакомая человеку с незапамятных времен поваренная соль (хлорид натрия). Любое самое вкусное блюдо становится несъедобным, если оно будет несоленым, даже хлеб. Соль необходима не только для удовлетворения вкусовых ощущений, но и для правильного обмена веществ в организме, для нормальной физиологической деятельности.

Хлорид натрия содержится в крови и тканевых жидкостях организма, служит для образования в желудочном соке соляной кислоты. Концентрация его в крови составляет около 0,5–0,6 %.

При значительной потере организмом хлорида натрия могут возникать спазмы гладкой мускулатуры, иногда поражаются центры нервной системы, а в особо тяжелых случаях наступает смерть.

Для восстановления солевого баланса в организме больным вводят раствор хлорида натрия. Внутривенные инъекции рекомендуют в некоторых случаях и при сильной рвоте, приводящей к потере жидкости организмом. Изотонический раствор применяют при сильных кровотечениях, шоке, коллапсе.

Солевое голодание губительно для животных и человека. Организм, не получая соли извне, будет черпать нужный ему хлорид натрия из собственной крови и тканей. Однако не менее вреден для организма и избыток соли, который может вызвать острое отравление и привести к параличу нервной системы.

Человек сразу же чувствует нарушение солевого баланса в организме — появляется мышечная слабость, наступает быстрая утомляемость, пропадает аппетит, возникает неутолимая жажда.

Роль поваренной соли в жизни человека нашла отражение в многочисленных народных поговорках и пословицах: «Соли нет, так и слова нет», «В этом вся соль», «Чтобы узнать человека, нужно с ним пуд соли съесть». В нашу эпоху поваренная соль стала источником получения многих химических продуктов: щелочей, соды, хлора.

Гроза микробов

В 70-х гг. XVIII века на заседании шведской Академии наук впервые в истории академиком был избран не седобородый маститый ученый, профессор или доктор наук, а молодой аптекарский ученик 33-летний Карл Вильгельм Шееле, сделавший много блестящих открытий, обогативших химическую науку и обессмертивших его имя.

Шееле первым получил чистые кислород и хлор (греческое слово «хлорос» означает зеленый), выделил из растений органические винную, молочную, щавелевую кислоты. Он открыл молочный сахар, глицерин, синильную кислоту. Ему принадлежит также честь открытия и некоторых минеральных кислот: плавиковой, молибденовой, вольфрамовой, мышьяковой.

Еще в начале XIX века ткани отбеливали, расстилая их на воздухе. Открытый хлор привлек внимание текстильных фабрикантов. Оказалось, что растворы хлора в щелочах — прекрасное отбеливающее средство. Особенно дешевой и удачной была признана белильная известь. Вскоре ее стали применять и медики для дезинфекции.

Для дезинфекции стали использовать и хлорную воду, приготовляемую пропусканием струи газообразного хлора через воду в соотношении 1: 250. Молекулы хлора, вступая в химическое взаимодействие с водой, образуют растворы двух кислот — соляной и хлорноватистой. На свету хлорная вода быстро разлагается с выделением атомарного кислорода за счет его отщепления от хлорноватистой кислоты.

Незаменимы в медицине растворы хлористого кальция. Они понижают проницаемость стенок кровеносных сосудов, т. е. являются прекрасным кровоостанавливающим средством. Хирурги пользуются им для повышения свертываемости крови — при лечении воспаления легких, заболевании печени, бронхита, плеврита. Применяются растворы хлористого кальция и при аллергических заболеваниях — сывороточной болезни, крапивнице.

С развитием органической химии появилось множество сложных хлорорганических препаратов. Если хлорировать углеводороды жирного ряда — метан, этан, пропан и т. д., то получаются препараты, обладающие наркотическими и анестезирующими свойствами. Действие будет тем сильнее чем больше атомов водорода замещено атомами хлора в молекуле углеводорода. Однако с увеличением в молекуле углеводорода числа атомов хлора возрастает, как правило, токсичность препарата. Так, хлороформ (CHCl_3) обладает более сильным наркотическим действием, чем хлорид этилена (C_2H_5Cl).

Широко популярны теперь многочисленные препараты, полученные на основе хлорированных соединений ароматического ряда.

Хорошим противомикробным средством служит хлорамин Б, содержащий до 25–29 % активного хлора. Это белый или слегка желтоватый кристаллический порошок со слабым запахом хлора, хорошо растворимый в воде и еще лучше в спирте. Его растворы применяют для дезинфекции рук, обработки кожи, пораженной отравляющими веществами (особенно нарывного действия). Широко используют его также для дезинфекции предметов ухода за больными брюшным тифом, холерой и другими инфекциями кишечной группы. Другое хлорсодержащее соединение — пантоцид — применяют для обработки ран и спринцеваний.

Наиболее сильное дезинфицирующее средство — подлинная гроза вредителей растений, вредных насекомых и микробов — хлорорганический препарат — гексахлоран. Белые кристаллики этого маслянистого на ощупь вещества пахнут плесенью. Он нерастворим в воде, но хорошо растворяется в органических растворителях — бензоле, ацетоне, четыреххлористом углероде.

Почему же препараты, содержащие хлор, обладают столь сильным обеззараживающим действием? Химия помогла установить истинную причину.

Оказалось, что атомы хлора, вступая в соединение с аминогруппами аминокислот, входящих в состав белков, разрушают их структуру, вызывая гибель микробов. Так, ядовитый хлор в руках медиков с помощью химии стал служить благородному делу исцеления больных.

Бром задерживает ответ

Важную роль в медицине играет бром — другой представитель семейства солеродов (галогенов — от латинского слова «гено» — рождаю и греческого «галус» — соль).

Полученный впервые французским ученым Анри Баларом в 1825 г. из соляных маточников (растворов солей, остававшихся после извлечения поваренной соли из морской воды) бром сначала поступил на «вооружение» фотографов. Однако вскоре новым элементом заинтересовались и медики. Вначале бромистые соли применяли для лечения венерических заболеваний (вместо иодистых), а позднее заметили, что их растворы успокаивают нервы. Растворы бромида калия и натрия стали прописывать при бессоннице, расстройствах нервной системы, эпилепсии.

Бром, как и хлор, иод, фтор, является элементом, жизненно необходимым для нашего организма. Бром содержится в крови, мозге, печени, почках. Больше всего его в мозге. В гипофизе брома в 25–50 раз больше, чем в крови, и в 15–20 раз больше, чем в печени.

При нервных заболеваниях количество брома в крови и мозге уменьшается. Замечено, что во время сна мозг обогащается бромом, а когда человек бодрствует, то его количество в мозге уменьшается.

Пользуясь соединениями брома для лечения нервных расстройств, рекомендуя их против бессонницы, врачи, однако, долгое время не знали механизма действия брома. Одни ученые считали, что бром успокаивает нервы потому, что он ослабляет раздражительность, другие же усматривали целительное действие брома в уменьшении возбудимости.

Лишь в начале нашего века академику И. П. Павлову и его ученикам (Г. М. Никифоровский и др.) удалось раскрыть эту тайну, пользуясь методом условных рефлексов.

Если человек нечаянно дотронется рукой до раскаленной печки, то, получив ожог, моментально отдернет руку. Такое явление называется врожденным, или безусловным, защитным рефлексом. Возбуждение (импульс) от ожога по нерву передается в мозг, приказ от мозга возвращается к мускулу. Мускул сокращается, и рука отдергивается. Это движение происходит моментально, автоматически.

В рот собаке попала капля кислоты. Почувствовав ее едкий вкус, собака выделяет слюну. Это безусловный защитный рефлекс. Затем собака начинает выделять слюну уже при одном только виде кислоты. Это тоже рефлекс, но не врожденный, а приобретенный. Он возникает только в определенных условиях. Если собаке показать несколько раз кислоту, но не подносить ее ко рту, то слюна выделяться не будет. Рефлекс угасает.

«Рефлекс, возникающий и повторяющийся при определенных условиях, — говорит знаменитый физиолог академик И. П. Павлов, — условный рефлекс».

Слюнная железа оказалась ключом к разгадке тайн внутреннего мира. Она дала возможность «увидеть» условный рефлекс. Шаги сторожа, приносящего животному пищу, кусок мяса, показанный издали собаке, — все это вызывает немедленное истечение слюны. Опыты на собаках помогли найти правильное объяснение действию брома на нервную систему.

Проток одной из шести слюнных желез собаки выводили наружу через щеку. Слюна этой железы собиралась в специальный баллончик, приклеенный к щеке. На время опыта собаку помещали в звуконепроницаемую камеру — большой куб с толстыми бетонными стенками и с массивной дверью. В камере так тихо, что можно услышать биение собственного сердца. Недаром ее называют «башней молчания». Ничто не должно мешать проведению опыта: ни шум улицы, ни шаги людей в коридорах института, ни лай собак.

Собаке давали через каждые пять минут сухой мясной порошок и подсчитывали капли падающей в баллончик слюны. Затем в течение нескольких дней перед кормлением применяли различные раздражители (телефонный звонок, стук маятника, журчание воды, вспышка лампочки) и снова подсчитывали капли слюны. Затем видоизменили опыт: использовали те же раздражители, но собаку не кормили. Однако слюна при этом выделялась, т. е. образовался условный рефлекс. Спустя некоторое время за час до опыта собаке стали давать молоко, смешанное с раствором бромида натрия. Она охотно выпивала молоко, вылизывала даже чашку. Во время опыта, как обычно, подсчитывали капли слюны. С каждым разом ее становилось все меньше и меньше, а затем и вовсе выделение слюны прекратилось. Животное перестало реагировать на раздражение. Условные рефлексы постепенно угасали.

Бром задерживал «ответ» собаки на раздражение. Как только собаке перестали давать бромистые соли, у нее снова «потекли слюнки» при гудении телефона, стуке маятника, вспышке лампочки.

Теперь уже не вызывало сомнений, что бром не уменьшает возбудимость, а усиливает процессы торможения; в этом и заключается его целительное действие на нервную систему.

Исследования на собаках помогли рассеять еще одно заблуждение в отношении действия брома на наш организм. Раньше большое значение медики придавали концентрации соединений хлора в крови. Между тем оказалось, что при замене 40 % хлоридов сывороткой, содержащей бромиды, не наблюдалось симптомов, характерных для действия брома. Повышение концентрации хлоридов в крови приводит к ускорению выведения бромидов из организма.

В организме человека ежесуточно накапливается примерно одна пятая часть всего поступающего брома. Наоборот, уменьшение количества хлоридов (например, поваренной соли) приводит к большому накоплению бромидов в организме.

Бромиды плохо проходят сквозь мембраны клеток, но легко проникают в красные кровяные шарики. Их концентрация в эритроцитах бывает нередко весьма высокой.

Применять препараты брома следует только по назначению врача. При передозировке может возникнуть явление бромизма: на коже появляется сыпь, набухают слизистые оболочки, начинаются кашель, насморк.

Накопление большого количества брома в желудке вызывает отравление — местное раздражение и рвоту. Поэтому обычно прописывают водные растворы бромидов. Слабые водные растворы брома (так называемая бромная вода) и бромидов (бромистого калия, натрия и аммония) оказывают различное влияние на активность пищеварительных органов или, вернее, их соков[4].

Важное значение для регулирования центральной нервной системы имеет выделяемый гипофизом бромсодержащий гормон, который восстанавливает и усиливает процессы торможения в коре головного мозга. Он угнетает и моторные двигательные сферы, ослабляет рефлексы и действует на спинной мозг. Потому препараты брома часто применяют для лечения эпилепсии.

Физиологическая роль брома и его соединений в нашем организме проявляется также и в действии его на щитовидную железу. При длительном поступлении в организм ионы брома препятствуют накоплению в щитовидной железе ионов йода, тем самым угнетая ее деятельность.

При злоупотреблении препаратами брома возможны психические и двигательные расстройства — понижается кожная чувствительность, ослабляется память, походка становится неустойчивой.

Химики создали много новых препаратов на основе броморганических соединений — сабромин, бромицин, бромурал.

Бромуралом широко пользуются в качестве успокаивающего и снотворного средства. Его обычно прописывают для приема внутрь 1–2 раза в день. Дают это лекарство и детям при бессоннице и коклюше. Как снотворное его принимают за два часа до сна, запивают слабым теплым сладким чаем.

Лекарства, представляющие собой соединения брома с белковыми веществами (бромальбуцид, бромпротеин), не вызывают бромизма даже при длительном употреблении.

Нередко в медицинской практике, особенно при сложных операциях, приходится прибегать к наркозу. Раньше чаще всего пользовались хлороформом, теперь же химиками синтезированы новые, более эффективные и удобные наркотические средства. Среди них большую популярность завоевал флуотан (галотан), открытый в 1954 г. Эта жидкость почти в два раза тяжелее воды (плотность 1,87). В отличие от других наркотических средств галотан не разлагается при длительном хранении, не взрывается при взаимодействии с кислородом и, что самое главное, не вызывает никаких побочных эффектов. Широко применяется теперь в качестве эффективного наркотика этилбромид.

Подчеркивая важную физиологическую роль брома для нашего организма, И. П. Павлов говорил: «Человечество должно быть счастливо тем, что располагает таким драгоценным для нервной системы препаратом, как бром».

Иод и зобная болезнь

Неизменный спутник брома в круговороте в природе — йод — оказался не менее важным, жизненно необходимым элементом. Анализы показали, что содержание его в организме достигает 20–25 мг. Примерно половина этого количества обнаружена в мышцах.

Подсчитано, что для нормальной жизнедеятельности человек должен поглощать с пищей 200–300 мкг йода в сутки. Недостаток его в воде, воздухе, продуктах питания вызывает нарушения нормальной работы нашего организма.

В деревушках французских Альп, в высокогорных аулах Кавказа, Памира, Тянь-Шаня, в горных селениях Гималаев и Кордильер многие жители раньше болели эндемическим зобом. По подсчетам ученых, еще до сих пор 200 млн. человек на земном шаре страдают этой болезнью. Долгое время врачи не знали истинной причины возникновения эндемического зоба и не умели правильно его лечить.

Многие думали, что эта болезнь, подобно тифу, скарлатине, холере, инфекционная. В этом убеждала медиков широкая ее распространенность среди горцев разных стран. В царской России передовые ученые призывали правительство обратить внимание на тяжелые последствия зобной болезни для населения Кабарды, Сванетии, Осетии.

После Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране начато планомерное изучение зобной болезни и ее последствий. В аулы кабардинцев, лезгин, осетин были посланы экспедиции врачей и ученых, внимательно исследовавших течение заболевания, сделаны анализы воды, почвы, продуктов питания, злаков, овощей. Планомерные исследования проведены и в других областях распространения эндемического зоба: на Урале, в Сибири, Таджикистане, Киргизии, Казахстане. Оказалось, что в горных районах в воде и почве, растительной и животной пище содержится гораздо меньше йода, чем в равнинных районах Советского Союза.

Сразу после открытия йода французским фармацевтом Куртуа в 1811 г. медики заинтересовались новым элементом. Было высказано предположение, что возникновение зобной болезни каким-то образом связано с недостатком йода в организме. Однако эта гипотеза не нашла поддержки ни среди медиков, ни среди химиков. Причиной возникновения зоба продолжали считать разряды атмосферного электричества или пятна на солнце. Было выдвинуто еще два-три не менее нелепых объяснения.

Спустя свыше 40 лет (в 1854 г.) французский химик А. Шатен опубликовал в научном журнале статью, в которой на основании проведенных многочисленных анализов доказал, что зобная болезнь непосредственно зависит от содержания йода в почве, воде, воздухе. Его выводы были приняты в штыки, а французская Академия наук даже признала их вредными. Прошло почти полстолетия, прежде чем истина восторжествовала.

Блестящие опыты выдающихся немецких химиков Баумана и Оствальда, обнаруживших много йода в щитовидной железе, заставили химиков всего мира признать правоту взглядов А. Шатена.

Обнаружив истинную причину возникновения зобной болезни, врачи научились лечить ее, пользуясь препаратами йода и его солями. Успешно была решена и эта проблема.

В нашей стране борьба с эндемическим зобом планомерно проводится во всех районах, где возможно его распространение. В городах и селениях этих районов в магазинах продают йодированную поваренную соль, в столовых и ресторанах ее добавляют во все блюда — супы, кашу, жаркое.

Поскольку йод из соли постепенно улетучивается, йодированную соль чаще всего хранят в деревянных бочках или ящиках и непременно в сухом месте. Срок хранения не должен превышать полугода. По истечении этого времени она теряет свои целебные свойства.

В 1 кг соли содержится всего лишь 10 г йодида калия, но эта ничтожная добавка в пищу предупреждает заболевание.

При недостатке йода в почве, воде и растениях зобной болезнью болеют и животные. У овец снижается настриг шерсти, уменьшаются упитанность и вес. Нередко ягнята рождаются с зобом. У кобыл появляются на свет ослабленные жеребята. Коровы дают меньше молока и худшего качества: в нем снижается содержание жира.

Больных животных теперь лечат йодированными кормами, выращенными на почве, в которую вносят немного йодистого калия или натрия. Количество йода в растениях увеличивается при этом в 10–40 раз. Так, обычная кукуруза содержит всего лишь 0,03 мг йода на килограмм сухого веса, а после добавки йодистого удобрения — 0,92 мг, т. е. в тридцать раз больше.

Ученые нередко замечали, что при одинаковом уровне йодной недостаточности в окружающей среде в одних районах болезнь проявлялась резче, в других — слабее. Долгое время это казалось необъяснимым. Теперь доказано, что в возникновении зоба важную роль играет содержание в окружающей среде микроэлементов — меди, марганца, кобальта, фтора, ртути и др.

Роль меди в развитии зобной болезни показана М. Г. Коломийцевой при исследовании ее в Горно-Алтайской автономной области в начале 60-х гг. В питьевой воде, пищевых продуктах и в почвах содержание меди было гораздо ниже обычного, а у больных зобом в 1,5 раза выше в крови и щитовидной железе.

Замечено, что авитаминоз у людей приводит к увеличению зоба и является одним из условий развития йодной недостаточности в организме. Добавление витамина С в рацион питания способствует накоплению йода (брома) в щитовидной железе.

Возможно, что целебное действие водорослей при зобной болезни, известное китайцам еще за три тысячи лет до открытия йода, обязано не только высокому содержанию в них йода, но также присутствию микроэлементов и витаминов.

Йод и его соединения широко применяют теперь и для лечения многих других болезней — ревматизма, атеросклероза, бронхита. Необходимы йодные препараты и в хирургии, и при лечении кожных болезней. Например, спиртовая настойка йода широко используется для обеззараживания ран, для дезинфекции рук хирурга при операциях. Йодоформ применяют для лечения больных с инфильтрированными ранами, для заживления язв. Используют его и в ветеринарной практике.

Большой известностью пользуется сайодин. Его таблетки рекомендуют принимать 1–3 раза в день при хроническом бронхите и ревматизме. При атеросклерозе, для лечения хронического воспаления легких и дыхательных путей применяют йод-гиперсол — смесь йодистого натрия с поваренной солью, сульфатом натрия, двууглекислой содой и гидрофосфатом натрия.

Йод оказался ценным помощником рентгенологов. Для того, чтобы сделать рентгеновский снимок желчного пузыря или печени, необходимо сначала ввести в вену раствор какого-либо рентгеноконтрастного вещества. Для рентгенологических исследований почек, кровеносных сосудов и сердца широко используют специальный йодный препарат, широко известный в клиниках всего мира, — кардиотраст, имеющий и много других названий (иодурон, артериодон, периодал и др.). Это белый кристаллический порошок, легко растворимый в воде, содержащий до 50 % йода.

Не менее знаменито и другое йодное рентгеноконтрастное средство — уротраст, которое применяют главным образом при рентгенодиагностике болезней почек и мочевыводящих путей.

Во всех случаях, когда врач принимает решение воспользоваться для рентгенологического исследования кардиотрастом или другим подобным препаратом, например билигностом, содержащим около 65 % йода, за 1–2 дня до исследования проводят опыт на чувствительность больного к йоду. Для этого в вену вводят 2 мл 35 или 50 % раствора йодного препарата. Если у больного появятся насморк, крапивница, отеки, то применение йодного рентгеноконтрастного средства противопоказано.

Различные йодсодержащие препараты применяют для исследования трахеи и бронхов, спинного мозга, его оболочек и корешков, желчных путей и кишечного тракта. Йодистые соли при приеме внутрь быстро окисляются. Они вступают в реакцию с белками, углеводами, липидами, образуя сложные органические соединения.

В воспалительных очагах, инфекционных гранулемах, злокачественных опухолях накапливается йода в 2–3 раза больше, чем в здоровых тканях.

За последние годы медики взяли на вооружение много различных йодорганических препаратов — йодальбацид, йодглицин — соединения йода с белками, йодолипол, йодизан — смеси йода с жирами и белками. Обладая сходным действием с неорганическими препаратами йода, они медленно и в меньших количествах отщепляют йода. Поэтому их теперь чаще рекомендуют для лечения воспаления слизистых оболочек горла, носа, дыхательных путей и других болезней.

В конце 50-х гг. советскими учеными на основе йода и полимеров винилового спирта созданы новые ценные лекарственные препараты.

Если кристаллики йода опустить в спирт, то получится раствор коричневого или бурого цвета. При взаимодействии с крахмалом он окрашивается в синий цвет. Оказалось, что при сочетании йода с поливиниловым спиртом также получается синий йод. Однако сходство здесь только внешнее. Изучение действия нового препарата на бактериях показало, что свойства синего йода во много раз выше, чем обыкновенного.

Так, с помощью этого препарата удается убивать палочки брюшного тифа, уничтожать гноеродные бактерии, излечивать дизентерию. Действует он при разведении 1:80 тысячам. Безвредность йода подтверждена на ряде опытов. Введенный в кровь животных он не вызвал никаких изменений в их жизнедеятельности.

Испытания нового препарата, проведенные в 60-х гг. в Сухумском питомнике, показали, что с его помощью можно успешно лечить болезни желудочно-кишечного тракта. Животные, зараженные чистыми культурами бактерий, прекрасно переносят значительные дозы синего йода. Все подопытные животные выздоровели в течение 3–7 дней.

Синим йодом, называемым йодинолом, теперь успешно лечат гаймориты, воспаления среднего уха и другие микробные заболевания. У больных, пользующихся новым препаратом, не наблюдается никаких побочных явлений. Он служит эффективным профилактическим средством в борьбе с вирусным гриппом. Его охотно применяют хирурги для обработки ран и дезинфицирования кожных покровов. Если пленку йод-поливинилового спирта (полученную испарением его растворов) наложить на кожу, то наблюдается быстрое заживление ран, особенно при ожогах.

Проверка действия синего йода в клинической практике показывает, что он лишен многих недостатков, присущих антибиотикам.

При длительном лечении йодистыми препаратами и избыточном поступлении йода в организм возможно возникновение йодизма, который проявляется в виде насморка, кашля, крапивницы, слюно- и слезоточения, кожной сыпи. Нередко сильно падает давление крови, учащается сердцебиение, наблюдается затруднение в дыхании, ощущаются боли в желудке, позывы к рвоте. Иногда йодизм проявляется в припухании заушных и подчелюстных желез.

При разумном употреблении йод остается надежным средством против многих болезней. Почти 75 % всего добываемого на земном шаре йода потребляет фармацевтическая промышленность.

Фтор и заболевание зубов

В 1810 г. английский химик Дэви (тот, который открыл натрий и калий) получил письмо от французского физика и химика Ампера. Ученый обращал внимание своего коллеги на плавиковую кислоту. Он особо отметил в письме, что эта кислота, подобно соляной, не содержит атомов кислорода и представляет собой соединение водорода с неизвестным элементом.

Письмо Ампера заинтересовало Дэви и побудило заняться поисками этого элемента. Он ставил сотни экспериментов, пользуясь всеми известными в то время химическими и электрическими методами, однако все его усилия были тщетны. Но его опыты показали, что этот элемент самый активный из всех химических элементов, открытых ранее.

Лишь спустя почти три четверти века, после многочисленных поисков загадочного «незнакомца», в которых принимали участие лучшие химики Европы, он был, наконец, выделен в чистом виде в 1886 г. французским химиком Анри Муассаном.

Еще Ампер назвал этот элемент флуором (от латинского «флуере» — течь), потому что он входит в состав плавикового шпата, применяемого при плавке металлов. Познакомившись ближе со свойствами плавиковой кислоты, ученый позднее переименовал его во фтор (от греческого «фторос» — разрушающий). Однако название фтор было принято только русскими химиками.

Если струю газообразного фтора пропустить через воду, то он разлагает ее со взрывом, выделяя свободный кислород и образуя фтористо-водородную (плавиковую) кислоту.

Пожалуй, это единственный элемент, открытие которого было связано со столь большим числом драматических и трагических событий. При попытке получить свободный фтор отравились и умерли ирландский химик Т. Нокс, бельгийский химик П. Лайет, погиб французский ученый Э. Никлес.

Долгое время фтор не находил промышленного применения из-за исключительно высокой химической активности и разрушительной силы. Лишь в наш век ему нашли «работу». Фтор стал родоначальником многих ценных фторорганических веществ — хладагенов, пластмасс, химических волокон. Пригодился он и медикам.

Подобно брому и йоду, фтор совершает непрерывный круговорот в природе и содержится повсюду — в горных породах, почве, воде, атмосфере, тканях животных и растений. Главный поставщик его — мировой океан. Попадая с брызгами морской воды в атмосферу, фтор переносится ветрами на большие расстояния в глубь материков и с осадками выпадает на землю. По подсчетам советского ученого Р. Д. Габовича, только на территории Украины в год с дождем и снегом выпадает до 15 тыс. т фтора.

Растения поглощают фтор из почвы, а люди и животные получают его с пищей и водой. У человека фтор содержится во всех органах и тканях. Больше всего его находится в волосах, ногтях, костях и зубах, меньше всего — в мозгу, мышцах, печени и почках. С возрастом его содержание увеличивается примерно на 0,02 % в год.

В местности, где в питьевой воде низкое содержание фтора (менее 0,5 мг на литр), у людей и животных начинают разрушаться зубы.

В 60-х гг. в одном из городов Алтайского края, где в воде содержалось мало фтора — всего 0,1 мг в литре, — были обследованы зубы у школьников. Почти у половины детей они оказались больными. Кариес зубов — обычное явление и у взрослого местного населения. Он имеет широкое распространение во многих районах (особенно в сельских местностях), где для снабжения питьевой водой часто пользуются открытыми источниками, в которых содержание фтора не достигает 0,5 мг в литре.

Химики сделали анализ здоровых и больных зубов и определили в них содержание фтора. В кариозных зубах фтора оказалось в несколько раз меньше, чем в здоровых. Одна из причин кариеса — недостаток фтора в организме. Для его предупреждения достаточно ежедневно добавлять в питьевую воду 0,5 мг фтора на литр. В районах с недостаточностью фтора в питьевой воде и продуктах питания население для профилактики пользуется фторированной солью, таблетками с фтором, фторированным молоком и хлебом.

Разрушаются зубы и при избытке фтора в организме — возникает флюороз. При этом заболевании зубы легко крошатся, ломаются и стираются до самой десны, эмаль усыпана мелкими непрозрачными меловидными крапинками. Иногда вместо крапинок на поверхности эмали видны тусклые малозаметные полоски. На центральных и боковых резцах могут быть пятна разной величины коричневого, светло-желтого цвета.

У рабочих, связанных с применением фтористых солей и соединений, флуороз проявляется в поражении костей (остепороз и остеосклероз) и общем истощении организма. При содержании в питьевой воде свыше 1,5 мг фтора в литре возможны и серьезные расстройства нервной системы.

Поражаемость людей флуорозом при количестве фтора в питьевой воде 2 мг/л — 39 %, а 4 мг/л — 42 %. В РСФСР пресные воды, содержащие свыше 5–6 мг/л фтора, встречаются крайне редко. Однако в Молдавии, Казахстане, Азербайджане в колодезных и артезианских водах концентрация фтора достигает такой величины.

Для выяснения причин возникновения флуороза при избытке фтора в окружающей среде были проведены опыты на животных, которым давали пищу с повышенным содержанием фтора. Химический анализ золы костей показал, что фтора в ней гораздо больше, чем в норме, а кальция меньше. Оказалось, что при разрушении отдельных участков зубной эмали в зубах накапливается фтор и уменьшается количество кальция. Ионы фтора способны связывать ионы не только кальция, но и магния.

При флуорозе нередко нарушается не только фосфорно-кальциевый обмен, но и работа почек, сердца, печени, наблюдается угнетение функции щитовидной железы и некоторых ферментов. Фтор влияет на обмен жиров и углеводов. Он поражает дыхание тканей, поэтому при вдыхании газообразного фтора может наступить моментальная смерть от удушья.

Флуороз поражает и домашних животных — коров, овец, свиней. При избытке фтора в кормах (30–50 мг на килограмм) у них размягчаются кости, пропадает аппетит, рождается мертвое потомство.

Целительные свойства металлов и неметаллов

В столице Индии Дели на одной из городских площадей можно увидеть высокий железный столб, который был воздвигнут полторы тысячи лет назад. При раскопках пирамиды Хеопса в Египте найдено стальное долото, изготовленное почти за три тысячи лет до нашей эры. Возможно, что еще раньше древние металлурги выплавляли железо из руд.

Когда же медики познакомились с железом и его соединениями и по достоинству оценили его свойства? По-видимому, также очень давно. Есть сведения, что о лечебном действии железа как средства, укрепляющего организм, было известно китайцам и египтянам свыше четырех тысяч лет назад.

В XVII веке в некоторых европейских странах врачи прописывали при малокровии настой железных опилок в красном вине. Уже тогда было подмечено, что железо помогает при анемии, потому что участвует в процессе образования гемоглобина — переносчика кислорода.

В наш век детальное исследование роли микроэлементов у теплокровных животных показало, что железо активно участвует не только в кроветворении, но и в важнейших окислительно-восстановительных процессах. В организме человека в среднем содержится 4–5 г железа. Почти три четверти его находится в эритроцитах, много — в печени, селезенке, а также в костном мозге. Железо совершает непрерывный круговорот в нашем организме. Часть его распадается и выделяется кишечником и почками. Главный регулятор содержания железа в крови — печень. Анемия, т. е. малокровие, связана с недостатком железа в пище.

Суточная потребность человека в железе около 0,015 г. При недостатке его в пище врачи рекомендуют употреблять продукты, богатые этим элементом, например яблоки, сладкий стручковый перец, говяжью печень или специальные препараты.

Лекарства, содержащие железо, особенно необходимы тогда, когда организм плохо усваивает железо, содержащееся в пище. Так нередко бывает при некоторых хронических заболеваниях.

В современной медицинской практике пользуются препаратами, изготовленными из соединений двух- и трехвалентного железа, которые образуют соли с органическими и неорганическими кислотами. С белками железо образует сложные соединения — альбуминаты, способствующие всасыванию железа. В медицинской практике ассортимент препаратов железа обширен: железо восстановленное, молочнокислое, сульфат закиси железа и т. д.

Известна человеку с глубокой древности также и ртуть. Греческие врачи назвали ртуть «гидраргирум» (от греческих слов «хюдор» — вода, «аргюрон» — серебро), т. е. серебряная вода. Латинское название «меркурий» было дано ртути за способность ее капелек быстро «бегать», так как, по древнегреческим легендам, вестник воли богов Меркурий передвигался с исключительной быстротой.

В древнем Китае добывали киноварь (сернистая ртуть), которую за внешнее сходство с артериальной кровью называли «кровью дракона». Еще в третьем, тысячелетии до нашей эры китайские врачи пользовались ртутными мазями для лечения разных болезней, преимущественно проказы. Известны были ртутные препараты и на Ближнем Востоке — в Индии, Египте, Иране. Еще более широкое применение нашли они в медицине в наше время. Раньше для дезинфекции обычно пользовались растворами ртутных неорганических солей (например, сулемой). В наше время применяют различные неорганические соединения ртути, которые меньше раздражают слизистые оболочки.

Многочисленные ртутные препараты как органические, так и неорганические, обладают разной растворимостью в воде. Чем выше эта способность, тем быстрее всасываются они через слизистые оболочки и кожу и тем они эффективнее.

Препараты ртути применяют в качестве дезинфицирующих средств, а также при паразитарных заболеваниях кожи. При хроническом отравлении соединениями ртути поражаются различные органы и ткани.

К числу микроэлементов, без которых невозможна нормальная жизнедеятельность и развитие организма, принадлежат также медь, цинк, марганец, кобальт.

В крови человека и высших животных содержится органическое вещество, называемое гемоглобином. Ему красные кровяные тельца крови обязаны своим цветом.

Без гемоглобина мы не могли бы дышать, двигаться, работать. Недостаток этого вещества в крови свидетельствует о нехватке в организме кобальта, марганца и меди. Недостаток меди в нашем теле снижает уровень адреналина в крови, замедляет биосинтез гемоглобина, пагубным образом отражается на тканевом дыхании, обменных процессах.

Марганец активизирует окислительно-восстановительные процессы, благотворно действует на рост, регулирует артериальное давление. Молодые животные при недостатке марганца медленно растут, у них задерживается формирование костей. Куры плохо несутся, меньше выводят цыплят из яиц.

Снижение нормы цинка замедляет рост и нарушает обмен веществ. Продолжительность жизни подопытных белых мышей, которым в течение нескольких месяцев давали пищу с содержанием цинка в 100 раз меньшим нормального, была в два раза короче. Цинк участвует в синтезе ряда важных ферментов, а также инсулина.

Микроэлементы сопутствуют друг другу и взаимно усиливают биологическое действие. Например, при сахарном диабете в поджелудочной железе блокируется цинк. Это немедленно отражается на содержании меди и марганца в организме — их становится меньше.

Нехватка какого-либо микроэлемента качественно изменяет ход важнейших реакций и приводит к нарушению обмена веществ. Потому нередко определение содержания микроэлементов в крови и лимфе помогает врачам установить правильный диагноз заболевания.

Каждый микроэлемент накапливается у теплокровных животных в определенном месте. Медь предпочитает серое вещество коры головного мозга, почки, печень. Марганец и цинк присутствуют в разных органах и тканях, но больше всего марганца в печени и трубчатых костях, а цинка — в печени, почках и мышцах. По мере старения организма микроэлементы меняют свои «квартиры». У пожилых людей содержание меди уменьшается в головном мозгу и увеличивается в костной ткани, марганца, наоборот, становится меньше в костях, но больше в крови.

Чтобы пополнить убывающее количество микроэлементов, людям в пожилом и старческом возрасте следует чаще употреблять в пищу овощи, фрукты[5], которыми они особенно богаты. И что самое важное, микроэлементы в них находятся в соотношении, наиболее удобном для усвоения и проявления ими полезного действия.

Пожилому человеку в сутки необходимо 2 мг меди, 5—10 мг марганца и 10 мг цинка.

Микроэлементы действуют и на нервную систему. При ощущении боли в крови становится больше меди, в печени — меньше. Соли кобальта уменьшают возбудимость.

Издавна в Китае, Индии, на Руси мышьяком пользовались для истребления грызунов и насекомых. Сильный яд — мышьяк — оказался и эффективным лечебным средством. На основе мышьяковистого соединения немецкий бактериолог П. Эрлих и японский химик Хата в 1909 г. синтезировали препарат, убивающий бледную спирохету — возбудителя сифилиса, — сальварсан 606. Он получил свое название потому, что по порядковому номеру был 606-м в цепи многочисленных попыток создать эффективный препарат. Этот препарат в 1912 г. был ими заменен синтезированным менее токсичным неосальварсаном. Его успешно применяли для лечения и других заболеваний — сонной болезни, возвратного тифа.

Еще в глубокой древности были известны природные сернистые соединения мышьяка — золотисто-желтый аурипигмент и темно-оранжевый реальгар. В первом веке нашей эры был описан способ получения белого мышьяка (мышьяковистого ангидрида) прокаливанием аурипигмента.

Древним медикам были хорошо известны лечебные свойства мышьяка и его соединений. В Европе же препараты, содержащие мышьяк, были введены в медицинскую практику лишь в XVI веке Парацельсом.

Для лечения болезней применяется множество новых препаратов мышьяка — преимущественно его органических соединений — осарсол, новарсенол, миарсенол и др. При лечении хронического миелоидного лейкоза врачи прописывают арсенаты натрия и калия, в зубной практике — мышьяковистый ангидрид.

Кариес считается одной из самых распространенных болезней. Сначала разрушается эмаль зуба, затем постепенно образуется дупло — кариозная полость. Если вовремя не обратиться к зубному врачу, то может обнажиться пульпа — ткань, в которой находятся кровеносные, лимфатические сосуды и нервы. Иногда начинается воспаление пульпы. В таких случаях, прежде чем пломбировать зуб, врач вынужден сначала убить нерв. Пациенту на обнаженную пульпу кладут несколько мельчайших крупинок мышьяка. Спустя сутки-двое ощущается его целительное действие. Теперь уже врач может спокойно удалить пульпу, заполнить кариозную полость каким-либо антисептиком и запломбировать зуб.

Хотя мышьяк в организме человека был найден еще в 1838 г. французским ученым Орфили, его биологическая роль до сих пор окончательно не выяснена. Малые дозы мышьяка благотворно влияют при потере аппетита, малокровии, некоторых нервных расстройствах. Его действие, с другой стороны, проявляется в блокировании активности ферментов у микроорганизмов. Это вызывает торможение окислительных процессов и, следовательно, задержку в размножении микробов.

Из общего количества мышьяка (0,008 мг на 100 г живой ткани) большая часть его содержится в волосах, ногтях, коже, печени, почках.

Издавна знакомы медикам и целебные свойства аналогов мышьяка, находящихся с ним в одной группе таблицы Менделеева, — сурьмы и висмута.

Египетские и вавилонские женщины пользовались румянами, содержащими сурьму, еще за 2500 лет до нашей эры. На восточных базарах торговали краской для чернения бровей, в состав которой входили сернистые соединения сурьмы (от турецкого слова «сурьма» — натирание бровей). В русскую химическую номенклатуру название сурьмы было введено лишь в 1824 г. М. Ф. Соловьевым. Препараты сурьмы наряду с косметическими средствами применяли в древности и для лечения кожных болезней.

Наиболее полные сведения о сурьме, ее использовании в медицине и косметике приведены в труде известного немецкого средневекового алхимика Василия Валентина «Триумфальная колесница Антимония». Как и многие другие алхимики, он считал, что болезни возникают в организме человека и животных в результате накопления в крови каких-то вредных примесей. В то время алхимикам и металлургам было хорошо известно, что расплавленная сурьма растворяет многие металлы. Уже тогда ею пользовались для очистки золота от примесей. Следовательно, как рассуждал Василий Валентин, сурьма пригодна для очищения человеческого тела от болезней. Исходя из этих соображений, он усиленно пропагандировал препараты сурьмы для лечебных целей и сам пытался ими лечить. Высоко оценивая целительное действие сурьмы, он предупреждал, что это сильный яд и пользоваться им нужно осторожно, в малых дозах.

Будучи близким «родственником» мышьяка, сурьма оказывает сходное с ним фармакологическое и токсическое действие. Подобно мышьяку, она угнетает активность биологических катализаторов. При остром отравлении также раздражаются слизистые оболочки верхних дыхательных путей, глаз и кожи. При длительном соприкосновении с соединениями сурьмы отравление может стать хроническим: нарушается обмен веществ, возможны изменения в сердечной мышце, наблюдается расстройство нервной системы, возникают дерматиты (воспаление кожи).

Все лекарственные препараты сурьмы быстро всасываются и накапливаются преимущественно в печени, причем соединения трехвалентной сурьмы более активны и токсичны, чем пятивалентной. В современной медицинской практике пользуются препаратами сурьмы для лечения гельминтозов и лейшманиоза.

Подобно сурьме, висмут и его соединения были известны медикам и алхимикам с древних времен.

Впервые висмут (от старонемецкого слова «бисмут» — белый металл) был выделен в чистом виде И. Поттом.

Висмутовые мази и препараты применяют для лечения дерматитов, некоторых форм экземы, язвах желудка и двенадцатиперстной кишки. Нерастворимые или труднорастворимые соединения висмута плохо всасываются, обладают хорошими вяжущими противовоспалительными и антисептическими свойствами.

При длительном пользовании висмутовыми лекарствами иногда по краю десен появляется серая каемка — признак пересыщения организма висмутом. В таких случаях прописывают аскорбиновую кислоту.

Так в одном строю издавна несут медицинскую службу соединения разных металлов и неметаллов.

4. Тропой разгаданных тайн

Соперники заморского гостя

Испанские колонизаторы, хлынувшие в поисках легкой наживы в начале XVI века в Перу, Мексику, Чили, испытывали огромные страдания от болотной лихорадки. Лучшие европейские врачи были бессильны в борьбе с этой мучительной и изнуряющей болезнью. В то же время местные лекари успешно лечили индейцев, заболевших малярией, корой неизвестного европейцам дерева.

Первой европейской женщиной, получившей исцеление от коры экзотического дерева в 1638 г., была графиня Цинхона, супруга тогдашнего вице-короля Перу. В честь Цинхоны его назвали «хинхона», или «хина». Хинная кора впоследствии спасла жизнь многим европейцам.

Кора высоких стройных деревьев, издали несколько напоминающих нашу ольху, явилась ценнейшим противомалярийным лекарством для народов всего мира. Перуанское правительство получало значительные доходы от экспорта хинной коры за океан. Был издан декрет, запрещающий вывозить из страны деревца, черенки, семена этого дерева. Но европейцам удалось вывезти его семена. Хинное дерево стали разводить во многих тропических странах — Мексике, Индонезии, Новой Зеландии и др. Добыча хинной коры составляла свыше 500 тыс. кг в год.

Хинная кора привлекла внимание не только медиков, нашедших в ней эффективного союзника для борьбы с малярией, но и химиков, стремившихся разгадать ее тайны. Изучив состав коры, они обнаружили в ней органическое вещество — хинин, которое собственно и излечивает малярию.

Большой спрос на хинин побудил химиков заняться изысканием способов искусственного получения этого ценного лекарства.

В начале 50-х гг. прошлого века профессор Лондонского химического колледжа дал задание своему студенту Вильяму Перкину синтезировать хинин. При выполнении поручения он использовал анилин (открытый в 1842 г. русским химиком Н. Н. Зининым), который обрабатывал разными солями и щелочами. Однажды при нагревании анилина совместно с серной кислотой и хроматом калия к концу опыта на дне колбы образовалась густая смолистая масса, плотно приставшая к стеклу. Студент стал отмывать эту массу спиртом и вдруг спирт окрасился в пурпурный цвет. Такую же окраску приобрела и шерстяная пряжа, опущенная в колбу. Так, в поисках хинина был открыт первый анилиновый краситель — мовеин.

Неудача лондонского студента не обескуражила химиков. Попытки синтезировать хинин, хотя и безуспешно, продолжались еще почти три четверти столетия, и лишь в 1931 г. был синтезирован гидрохинин, незначительно отличающийся по составу от хинина.

Казалось, у хинной коры появился опасный соперник, и монополии природного хинина в борьбе с малярией пришел конец. Но вскоре выяснилось, что получение синтетических препаратов обходится дорого. Однако эти исследования помогли установить строение хинина и дали толчок к созданию новых синтетических антималярийных лекарств.

В состав молекулы хинина входит хинолиновое кольцо. Это навело химиков на мысль синтезировать ряд хинолиновых соединений и испытать их в качестве антималярийных препаратов. Одно из них, синтезированное в 1924 г. немецким химиком Шулеманом и названное плазмохинином, оказалось более эффективным, чем природный хинин. У некоторых больных лечение хинином вызывает головные боли, тошноту, шум в ушах. Иногда хининовая интоксикация проявляется еще резче: у больного кружится голова, подкашиваются ноги, учащенно бьется сердце. Плазмохинин и другие синтетические противомалярийные средства не вызывают этих симптомов.

В Советском Союзе в 30-х гг. синтезирован ценный противомалярийный препарат плазмоцид. В 1932 г. советские химики синтезировали акрихин — еще более сильное лекарственное средство, уже через 3–5 дней убивающее возбудителей малярии. Акрихина для полного курса лечения требуется в 7–8 раз меньше, чем хинина.

Атаки на боль

Наш век принес химикам и медикам еще одну блистательную победу. Появились соперники и у обитателя Южной Америки — кокаина, завезенного в Европу лишь спустя сто лет после знакомства европейцев с хинином.

С незапамятных времен растет в Боливии и Перу кустарник кока. Местные жители с давних пор жуют его листья, которые утоляют голод, снимают усталость и поддерживают хорошее настроение.

В 40-х гг. прошлого века кокой заинтересовались химики. После многочисленных безуспешных попыток им удалось выделить из листьев вещество, названное кокаином. Фармакологи вскоре обнаружили у него необыкновенные свойства. При попадании кокаина в кровь возбуждаются некоторые центры головного мозга при одновременном угнетании других.

Человек, принявший небольшую дозу кокаина, начинает много говорить, жестикулировать, чувствует потребность двигаться. В 1879 г. русским фармакологом В. К. Анрепом у кокаина была замечена еще одна особенность — способность оказывать анестезирующее действие при введении его растворов под кожу. Новый анестетик был впервые применен при операциях на глазах русским офтальмологом И. Н. Кацауровым и венским врачом К. Келлером.

Позднее кокаин стали использовать и хирурги, применяя его вместо обычного наркоза.

Кокаин легко проникает через поверхностные слои неповрежденных слизистых оболочек. При попадании капель раствора кокаина на слизистую оболочку носа теряется обоняние, на язык — способность ощущать горькое или сладкое, соленое или кислое.

На первых порах применение кокаина вызвало бурные восторги у медиков и их пациентов. Атаки на боль завершились быстро и успешно. Вскоре, однако, выявились его существенные недостатки. Он оказался очень ядовитым, что исключало возможность введения его в организм в количестве, необходимом для полного обезболивания. Введение же небольших доз препарата внутрь приводит в приятное благодушное настроение и слегка возбужденное состояние. Поэтому у некоторых людей появлялось пристрастие к кокаину, приводившее нередко к трагическим последствиям, выражавшимся в привычке к препарату — наркомании.

Если невозможно лишить природный кокаин его отрицательного воздействия, то нужно создать такое вещество, которое обладало бы его достоинствами, но не имело бы его недостатков. На помощь пришли химики.

В 1861 г. выдающийся русский химик А. М. Бутлеров создал теорию строения органических соединений, которая помогла исследователям не только объяснить свойства уже известных тогда соединений в соответствии с их строением, т. е. порядком расположения и взаимной связью атомов, но и предсказать новые свойства.

Молекула — отнюдь не случайное и не произвольное сочетание атомов, а стройное архитектурное сооружение, в котором каждый атом занимает определенное место. Следовательно, подбирая подобные по структуре молекулы, можно получить соединения с близкими и сходными свойствами. Тринадцать лет упорного труда затратил немецкий ученый Эйнгор на поиски заменителя кокаина, который годился бы для местной анестезии, но не был бы ядовит. В 1905 г. им был получен новокаин, который быстро занял ключевые позиции в местном обезболивании. Сколько пациентов он избавил от страданий при удалении зубов! Через 5—10 минут после инъекции раствора новокаина в десну боль уже утихает. С его помощью стало возможным безболезненно совершать самые сложные хирургические операции.

Некоторые врачи рекомендуют инъекции новокаина при язвенной болезни и бронхиальной астме, гипертонической болезни, эндартериите. Лауреат Ленинской премии проф. Ф. Г. Углов успешно использовал его для разработанной им методике лечения стенокардии. Предложенная им новокаиновая блокада оказывает благотворное влияние на состояние нервной системы и уменьшает спазмы сосудов сердца.

Существует мнение, что универсальным действием новокаин обязан способности оказывать при всасывании в кровь тормозящее влияние на различные отделы нервной системы. Однако в основном новокаин применяют для местного обезболивания.

Поиски ученых привели к открытию новых анестетиков — зарубежного ксикаина и советского тримекаина. Они оказывают более сильное и более продолжительное анестезирующее действие, относительно малотоксичны и не вызывают раздражения тканей.

Аналоги природных анестетиков в течение многих лет синтезировали в Институте химических наук Академии наук Казахской ССР. Эти работы привели к созданию нового местнообезболивающего препарата алмакаина, названного в честь города Алма-Аты. Алмакаин во много раз активнее кокаина и не обладает наркотическими свойствами.

Среди обезболивающих средств, которыми широко пользуется современная медицина, почетное место занимает морфин — действующее вещество опия, получаемого из снотворного мака. Лечебные свойства опия — застывшего млечного сока мака — были известны еще за несколько тысяч лет до нашей эры в Китае и Вавилонии. Древние медики рекомендовали его при бессоннице, прописывали при кишечных расстройствах.

В 1806 г. молодой аптекарский ученик (ему было тогда 20 лет) француз Фридрих Сертюрнер выделил из опия белый кристаллический порошок. Он проверил действие препарата на собаках, подмешивая к пище немного порошка. Все собаки тут же засыпали и их невозможно было расшевелить.

Морфин, названный им так в честь древнегреческого бога сна Морфея, вскоре стал широко применяться для устранения сильных болевых ощущений — при различных травмах, инфарктах миокарда и т. п. Морфин снижает болевую чувствительность при сохранении сознания. Подобно кокаину, он может вызвать болезненное пристрастие к нему — наркоманию. Поэтому врачи не прописывают морфин пациентам при хронических болях.

В нашу эпоху появились заменители морфина — текодин, фенадон, лидол и фентанил. Фентанил, синтезированный в 1963 г., обладает в 200 раз более сильным, но менее продолжительным обезболивающим действием, чем морфин.

Среди алкалоидов, содержащихся в млечном соке мака, заслуженным признанием у фармакологов и врачей пользуется папаверин.

В наше время резко увеличились сердечно-сосудистые заболевания и особенно гипертоническая болезнь. Из небольшого числа лекарств, которыми располагали до 40-х гг. медики для понижения артериального давления, одним из эффективных был папаверин. Однако получаемый, как и морфин, из опия, он довольно дорог.

Вот почему начались поиски путей создания синтетических препаратов, сходных по строению с папаверином. Известный советский фармаколог профессор С. В. Аничков высказал предположение, что подобные препараты должны расслаблять мускулатуру кровеносных сосудов и тем самым снижать артериальное давление.

В 1948 г. ленинградские химики синтезировали вещество, которое не уступало папаверину по своим лечебным свойствам. Его назвали дибазолом. Дибазол стали применять при стенокардии, кишечной и почечной коликах, гипертонических кризах.

Познакомившись с дибазолом, медики стали внимательно его изучать. Уже спустя несколько лет выяснилось, что он может помочь при лечении заболеваний периферической нервной системы. Оказалось, что дибазол способствует улучшению проведения нервных импульсов. Эксперименты на животных показали возможность использования дибазола при травматическом шоке.

Многим больным гипертонической болезнью помогает другой алкалоид — резерпин, выделенный из раувольфии змеиной. Корни этого растения, названного в честь немецкого ботаника и путешественника XVI века Леонардо Раувольфа, применялись более тысячи лет назад индусами для лечения психических расстройств, эпилепсии и некоторых других заболеваний.

Среди лекарств, подавляющих болезненную чувствительность и утоляющих боль, широким признанием у врачей и пациентов пользуются анальгетики — анальгин, пирамидон, амидопирин, фенацетин. Их принимают при головной и суставной болях, рекомендуют при колите и радикулите.

Хотя анальгетики лишь обезболивают, а не излечивают человека от болезней, фармацевтические фирмы капиталистических стран рекламируют их как панацею от всех болезней.

По статистике, больше всего употребляют анальгетики австралийцы — 60 г в год на человека, в Дании, Бельгии и Швейцарии более чем в два раза меньше — по 25 г, в Англии и Шотландии — 12, в США — 10 и в Канаде — по 7 г.

Чрезмерное употребление анальгетиков нередко вызывает заболевание нефритом. В Австралии зарегистрировано 1425 случаев на миллион человек, в Дании — 50, в Бельгии — 25. Чаще всего к нефриту приводит злоупотребление таблетками аспирина, фенацетина и кофеина. Больные, принимающие в день по 5–6 таблеток, уже через две-три недели не чувствуют облегчения от боли. Наоборот, у многих усиливается головная боль, появляется раздражительность, нередко наблюдается нарушение работы почек.

Еще в 1922 г. немецкий врач В. Шульц высказал предположение, что избыток пирамидона в организме вызывает изменения в крови. Позднее было установлено, что даже небольшие его дозы вызывают у больных с повышенной чувствительностью резкое уменьшение числа лейкоцитов в крови. А это, в свою очередь, может быть причиной развития воспаления легких или ангины.

Неумеренное потребление анальгина иногда вызывает аллергические явления. Следует проявлять осторожность, и при приеме снотворных и успокаивающих средств. Например, даже небольшая доза паральдегида через 10–15 минут вызывает крепкий сон. Еще сильнее действует хлораль (уксусный альдегид, в молекуле которого все три атома водорода замещены хлором). Прием больших доз этих препаратов может привести к смертельному исходу.

Медики рекомендуют пациентам более мягкие и безвредные успокоительные и снотворные средства. Однако при длительном употреблении к ним привыкают. Желание испытать снова и снова ощущение спокойствия переходит в привычку. Причем, если больной перестает даже на один день принимать эти средства, он чувствует тревогу и беспокойство. Следует избегать продолжительного применения подобных препаратов и всегда пользоваться ими только по указанию врача.

Рожденные краской

В конце 1856 г. Вильям Перкин, синтезировавший вместо хинина мовеин, открыл первую фабрику искусственных красителей. Мовеин стал модной краской. Прекрасно окрашенные шерсть и шелк не меняли цвета при стирке и не выгорали на солнце.

Химики разных стран стали настойчиво искать способы изготовления красителей из анилина, нафталина, антрацена и других веществ, получаемых из каменноугольной смолы.

Вскоре был получен новый анилиновый краситель, окрашивающий ткани в ярко-красный цвет. За сходство окраски с цветком фуксии он был назван фуксином. Прошло еще несколько лет и появились малахитовый зеленый и метилвиолет, из которого делают обыкновенные чернила. В 1869 г. химики праздновали новую победу: из антрацена был получен ализарин, который в течение тысячелетий добывал человек из корней марены.

Расцвет анилинокрасочной химии и появление теории крашения новыми красителями побудили медиков заняться исследованиями распределения искусственных красителей. Известный немецкий ученый Эрлих, изучавший процессы накопления и фармакологического действия красителей в организме, в 1902 г., подводя итоги своим многолетним экспериментам, писал: «Краска имеет сродство к большинству тканей и органов, причем чаще всего же таким образом, что определенный орган окрашен особенно сильно». Следовательно, нужно подбирать такие вещества в качестве лекарств, которые обладают сродством к тому или иному органу. Только в этом случае будет достигнуто эффективное лечебное действие. Исходя из этого принципа, Эрлих еще в 1891 г. предлагал лечить малярию метиленовым синим, который хорошо окрашивает плазмодии.

Испытывая уже известные тогда красители бензидинового ряда в качестве лекарств, он синтезировал новый краситель — трипановый красный. Это был первый в истории препарат, полученный с заранее заданными физическими и химическими свойствами путем изменения структуры молекулы исходного вещества. Появление в ней лишней группы атомов (сульфоксильной) увеличивало растворимость и всасываемость препарата тканями.

Этот первый успех стал знаменательной вехой в развитии нового направления в медицине — химиотерапии. В 1908 г. произошло еще одно событие, которому суждено было сыграть важную роль в создании, по выражению Эрлиха, «волшебных пуль» — антимикробных препаратов. Французский химик Гельмо синтезировал новое соединение — сульфаниламид. Им вскоре заинтересовались химики, занимающиеся поисками новых красителей. Оказалось, что благодаря наличию аминогруппы сульфаниламид стал родоначальником новой группы красителей — азокрасок, которые давали прочную окраску.

Прошло, однако, почти четверть века, прежде чем азокрасители привлекли внимание, медиков. В 1935 г. Домагк, развивая идеи Эрлиха, поставил ряд опытов по изучению антибактерицидного действия одного из азокрасителей — сульфаниламида ортохризоина, или пронтозила, названного позднее красным стрептоцидом. Результаты превзошли все ожидания. Пронтозил уничтожал многие опасные бактерии, особенно стрептококки, в организме человека. Это выдающееся открытие, за которое Домагку в 1939 г. была присуждена Нобелевская премия, стало началом систематического и победоносного наступления на инфекционные болезни.

В течение нескольких последующих лет были синтезированы тысячи новых сульфаниламидных препаратов. Их насчитывается более 10 тысяч. Наиболее широкую известность получили стрептоцид, норсульфазол, фталазол, сульфадимезин и др.

Попадая в организм, сульфаниламидные препараты оказывают сильное бактериостатическое действие, подавляют рост микробов и препятствуют их размножению. Это позволяет защитным силам нашего организма успешно бороться с возбудителями инфекции. В чем заключается механизм действия сульфаниламидных препаратов? Согласно теории Вуда и Филдса, он обусловлен сходством молекул сульфаниламидных препаратов и парааминобензойной кислоты, необходимой для жизнедеятельности микробов.

Сульфаниламидные препараты блокируют биохимические системы бактерий, препятствуя тем самым связыванию парааминобензойной кислоты, что приводит к нарушению обменных процессов у микробов и вызывает остановку их роста и размножения. При введении больному достаточно большой дозы сульфаниламидного препарата микробная клетка захватывает его вместо парааминобензойной кислоты и прекращает рост. Если же доза лекарства недостаточна, то микробы вырабатывают устойчивость к нему.

Различные сульфаниламидные препараты действуют с разной скоростью: молекулы одних быстрее проникают через оболочку бактерий, замещая парааминобензойную кислоту, а молекулы других — медленнее. Так, стрептоцид и норсульфазол всасываются быстро и уже в течение 1–2 ч создают в крови концентрации, подавляющие размножение микробов, тогда как фталазол оказывает лечебное действие лишь спустя несколько часов.

Семья сульфаниламидных препаратов постоянно растет. В лабораториях Института химических наук Академии наук КазССР исходным материалом для получения сульфаниламидов являются смоляные кислоты, которые входят в состав живичной канифоли. Синтезировано уже более 40 препаратов, подавляющих рост микроорганизмов.

Почти полвека сахарный диабет лечат инсулином, полученным экстракцией поджелудочных желез различных животных. Он принес исцеление миллионам больных, заменяя природный гормон, выделяемый в организме поджелудочной железой. И все же есть у него один большой недостаток: его нужно вводить с помощью инъекций. А нельзя ли укол заменить таблетками? Помогли, как это нередко бывало в истории великих открытий, случай и наблюдательность.

В 1942 г. французский врач Жанбон решил испытать на больных брюшным тифом только что появившийся сульфаниламидный препарат 2254Р, очень сходный по своему строению с красным стрептоцидом. Препарат оказался действенным, но у некоторых пациентов наблюдались странные явления: сильный голод, слабость, сердцебиение, а иногда и тяжелые нервные расстройства. Такие же симптомы Жанбон наблюдал ранее у больных диабетом, которым давали инсулин. Сделав анализ крови пациентов, он заметил, что новый препарат, подобно инсулину, снижал количество сахара в крови.

В том же году, другой французский врач — специалист по диабету — Лубатье начинает проверку действия этого препарата на собаках. Опыты дали обнадеживающие результаты и привлекли внимание врачей и фармакологов.

В 1955 г. из нескольких сот препаратов были отобраны два: 2254Р и В-55 (синонимы букарбан, надизан, карбутамид) и переданы для испытаний в клиники. Для лечения сахарного диабета сейчас пользуются многими сульфаниламидными препаратами. Среди них бутамид, орабет, адебит и др.

В настоящее время в различных странах проводятся интенсивные исследования по внедрению в производство синтетического способа получения инсулина, а также по применению его для лечения сахарного диабета в виде таблеток.

Из отходов производства

У многих народов еще в древности больным лихорадкой давали настой из ивовой коры. Химики изучили ее состав и выделили органическое вещество — салицин, названный так от латинского слова «саликс» — ива. Из салицина приготовляли салициловую кислоту. Теперь ее получают на заводах из фенола, содержащегося в каменноугольной смоле, или окислением бензола.

Производные салициловой кислоты (салицилат натрия, салициламид, ацетилсалициловая кислота) снижают температуру тела. Жаропонижающее действие этих препаратов объясняется тем, что они ослабляют возбудимость центров за счет расширения кожных сосудов и сильного потоотделения. Они оказывают также обезболивающее и противовоспалительное действие, поэтому применяются при лечении ревматизма, ревматоидных артритов, подагры и др. Некоторые препараты (фенилсалицилат) употребляются в качестве противомикробных средств при воспалительных заболеваниях кишечника и мочевыводящих путей.

Достижения современной химии позволяют получать много ценных продуктов из отходов производства. Химики научились синтезировать лекарства не только из каменноугольной смолы, но и из хлопковой шелухи, лузги от подсолнечника, кукурузных початков и др. Открытия ученых часто находили применение только через многие годы. Так, однажды немецкий химик Деберейнер решил получить муравьиную кислоту из сахара. Для этого он смешал сахар с диоксидом марганца и обработал смесь крепкой серной кислотой. После перегонки ученый обнаружил в приемнике густую маслянистую жидкость желтого цвета. Новый продукт был назван искусственным муравьиным маслом. Спустя восемь лет, в 1840 г., английский химик Джон Стенхауз получил сходное вещество из опилок и кукурузных початков.

Желтое масло заинтересовало многих ученых. Его пытались получить из разнообразных пищевых продуктов: пшеничных и овсяных зерен, отрубей. Наконец, английский химик Джордж Фауно выделил желтоватую маслянистую жидкость из отрубей и назвал ее фурфуролом, что в переводе с латинского означает «масло из отрубей». Однако прошло почти сто лет, прежде чем фурфурол нашел промышленное применение. Теперь трудно перечислить все отрасли народного хозяйства, где применяется фурфурол. В нефтяной промышленности им пользуются для очистки смазочных масел, в пищевой — для очистки жиров. Нужен он в производстве канифоли, лаков, синтетических волокон, пластмасс. Из фурфурола получают фумаровую кислоту, которая заменяет лимонную в кондитерском производстве.

Заинтересовались им и фармакологи. Поиски привели к открытию нитрофурановых соединений, обладающих противомикробными свойствами. Нитрофурановые соединения получаются нитрованием фурфурола. Латвийские ученые разработали новые способы нитрования фурфурола, которые дали возможность наладить производство ценных лекарств: фурацилина, фурадонина, фуразолидона и др.

5. Невидимые помощники медиков

Из плесени и грибов

Французский ученый Луи Пастер впервые заметил, что одни микробы могут подавлять развитие других при помощи веществ, выделяемых ими в окружающую среду. Это явление было названо антибиозом, а вещества, которые выделяются микробами и подавляют жизнедеятельность других микробов, — антибиотиками.

Русский ученый И. И. Мечников впервые указал на возможность практического использования антибиоза, предложив вводить молочнокислые бактерии в кишечник для подавления гнилостных микробов.

Первым антибиотиком, полученным в чистом виде, был пенициллин — продукт жизнедеятельности некоторых плесневых грибов.

Антибактериальные свойства зеленой плесени впервые были установлены русскими учеными В. А. Манасеиным в 1871 г. и А. Г. Полотебновым в 1872 г. Они применяли зеленую плесень для лечения гнойных ран и хронических язв. Но несовершенство техники в то время не позволило выделить пенициллин из зеленой плесени в чистом виде.

В 1928 г. целительное действие плесневого гриба было открыто вторично английским ученым — микробиологом Александром Флемингом. А началось все с «испорченного» опыта.

Однажды Флеминг, проводя очередной опыт по изучению стафилококков, заметил, что чашки с выросшей желтой колонией этих микробов были местами покрыты зеленой плесенью. Сначала он хотел выбросить чашку с «зацветшей» культурой микробов. Но интуиция исследователя пересилила чувство досады. Внимательно рассматривая содержимое чашки, он вдруг увидел, что вокруг плесени не было стафилококков.

Флеминг решил сам вырастить плесень и еще раз проверить ее действие на вредоносные микробы. Небольшой кусочек он поместил в питательный бульон. Исследуя вещество, выделенное плесенью (Флеминг назвал его пенициллином по имени плесневого гриба), ученый окончательно убедился, что оно губительно для стафилококков. Оказалось, что пенициллин, даже разведенный в 600 раз, сохраняет свои антимикробные свойства.

И еще одно важное открытие сделал Флеминг. Если бульон с пенициллином подкислить кислотой и взболтать с эфиром, то можно извлечь пенициллин из жидкой культуры гриба. Однако при попытке испарить эфир пенициллин немедленно разрушался.

Казалось, что нет никакой возможности выделить пенициллин в чистом виде, а следовательно, его нельзя использовать как лекарство. А между тем это таинственное вещество было губительно не только для стафилококков, но и для пневмококков, менингококков и многих других микробов.

Началась вторая мировая война. Вот тогда-то и вспомнили о пенициллине. Нужно было во что бы то ни стало найти способ его выделения в чистом виде. Это необходимо было для спасения жизни тысяч раненых.

За дело взялись химики. Было замечено, что если прилить к эфиру, содержащему пенициллин, раствор соды, то пенициллин перейдет из эфира в водный слой. Казалось бы, проблема решена. Но возникла новая трудность. Пенициллин в содовом растворе оказался нестойким и быстро разлагался. Необходимо было получить его в виде кристаллического порошка. Английский химик Чайн предложил заморозить концентрированный водный раствор при температуре —40 °C в особом аппарате и высушить его. Полученные по этому способу кристаллики пенициллина оказались стойкими и сохраняли свою целительную силу не менее полугода. В Советском Союзе исследования пенициллина были начаты в 1942 г. З. В. Ермольевой. В самый разгар войны в одном из московских подвалов были расставлены чашки с культурой плесени. Из них после проверки в лаборатории отобрали одну, наиболее активную, и из нее выделили пенициллин. После окончания войны по разработанному З. В. Ермольевой методу выращивания плесневого гриба и получения пенициллина было организовано его производство на заводах в разных городах нашей страны.

Успешное применение пенициллина в медицине способствовало поиску других грибов-исцелителей. Еще в конце 30-х гг. советский ученый Н. А. Красильников обнаружил у некоторых лучистых грибов, которые обитают в почве и обладают характерным земляным запахом, способность, подобно пенициллину, уничтожать микробов. Впервые один из антибиотиков, вырабатываемых лучистыми грибами-актиномицетами, был получен и описан известным американским ученым, будущим лауреатом Нобелевской премии Ваксманом и назван стрептомицином.

В годы Великой Отечественной войны в Москве в лаборатории Института малярии, руководителем которой был тогда профессор Г. Ф. Гаузе, были начаты широкие исследования почвенных грибов для получения грамицидина.

«Все столы в лаборатории, — пишет лауреат Государственной премии М. Г. Бражникова, — были заставлены стеклянными плоскими тарелочками, так называемыми чашками Петри. На других столах были расставлены штативы с пробирками, наполненными землей.

Пробы земли ученые собирали повсюду — во дворах, огородах, на свалках, в лесах и полях Подмосковья. Карманы сотрудников были полны маленькими сверточками с землей, Землю приносили в лабораторию, пересыпали в пробирки и в каждую пробирку наливали немного воды, чтобы получилась земляная каша. В чашки Петри наливали питательную среду, содержащую мясной бульон и сахар. Каплю взвеси, содержащую тысячи опасных микробов (отдельно приготовленных стафилококков), помещали на поверхность застывшей питательной среды, а затем на ту же поверхность наносили каплю земляной каши из пробирки. Засеянные таким образом чашки выдерживали в термостате при определенной температуре.

За это время на поверхности студня вырастали десятки различно окрашенных точек — желтые колонии стафилококков вперемешку с желтыми, красными, синими, белыми, прозрачными, круглыми, зубчатыми, бахромчатыми колониями почвенных микробов. Вокруг некоторых колоний почвенных микробов можно было ясно различить „зону пустыни“. Эти почвенные микробы ограждали себя, выпуская в окружающую среду какое-то вещество, которое подавляло все живое»[6].

После долгих и кропотливых исследований удалось выделить это антимикробное вещество в чистом виде и определить его химический состав. Так появился грамицидин С. Он отличался от американского отсутствием некоторых аминокислот. Этот антибиотик оказался более стойким, чем пенициллин и стрептомицин. Он не боится ни кислот, ни щелочей, не разрушается при долгом хранении. Даже при разведении в миллион раз он подавляет рост гноеродных бактерий. Грамицидин С применяют для лечения инфицированных ран, язв, ожогов.

За последние годы открыты сотни различных антибиотиков. Поиски новых и новых антибиотиков необходимы, поскольку препарат перестает действовать, если больного в течение длительного времени лечить каким-либо одним антибиотиком. Микробы привыкают к нему, и нередко вырабатывается особый фермент, который защищает их от действия антибиотика. В таких случаях врач прописывает пациенту другой антибиотик. Следовательно, чем больше существует антибиотиков, тем легче подобрать нужный вид. Ведь у каждого микроба своя «сфера деятельности» — одни вызывают заболевания легких, другие — кишечника, третьи — кожи. Лечебная практика показала, что нередко при тяжелых заболеваниях одному антибиотику не под силу воевать с микробами. В таких случаях теперь пользуются сразу несколькими, вернее, такой их комбинацией, при которой антибиотики дополняют и усиливают действие друг друга. Например, олеандомицин назначают с тетрациклином, пенициллин со стрептомицином.

В создании новых антибиотиков микробиологам помогают химики. Меняя «архитектуру» молекул антибиотиков, они придают им новые свойства. Реконструкция молекул дала возможность увеличить длительность пребывания некоторых лекарств в организме, расширить диапазон их антимикробного действия.

В последние годы созданы полусинтетические пенициллины (метициллин, оксациллин), губительные для стафилококков, устойчивых к пенициллину и другим антибиотикам.

Новый антибиотик диклоксациллин обладает прямым бактерицидным эффектом, т. е. способен убить микробную клетку, а не подавлять ее размножение, как действуют многие другие антибиотики. Он уничтожает разные микробы, но сильнее всего его действие на стафилококки. Особым его достоинством является то, что он медленно всасывается и столь же медленно разрушается. Новый антибиотик одинаково хорошо действует при заболеваниях кожи, дыхательных путей, а также при послеродовых и послеоперационных осложнениях.

Семья антибиотиков постоянно расширяется. Появились полиеновые препараты, названные так из-за наличия в молекулах многочисленных двойных связей[7]. Они синтезированы на основе актиномицетов — обширной группы широко распространенных в природе низших растительных организмов — лучистых грибов — и сочетают свойства бактерий и простейших микроскопических грибов.

Тщательные исследования полиенов показали, что они обладают различной химической структурой и биологической активностью. Но отличительное их свойство — способность уничтожать разные виды простейших микроорганизмов, вызывающих различные тяжелые заболевания у человека, например лейнеманиозы, лямблиозы, трипписосмозы и др., а также подавлять рост болезнетворных бактерий.

Выявлено и синтезировано около 300 полиенов и их производных. Правда, еще немногие из них можно купить в аптеке. Ведь всякий новый медицинский препарат проходит длительный испытательный срок в научных лабораториях, клиниках, больницах.

Недавно удалось выделить из образцов некоторых почв совершенно новые виды антиномицетов. Продуктами их жизнедеятельности оказались полнены, обладающие сильным бактерицидным действием. Даже ничтожное их количество задерживало рост болезнетворных грибов. После испытания на лабораторных подопытных животных (белых мышах, хомяках, кроликах) новый препарат выпускается промышленностью в виде таблеток, порошков и мазей.

Изучение, молекулярно-биологических механизмов действия этих антибиотиков показало, что они могут действовать избирательно. Полиены способны связываться с определенными компонентами поверхностных оболочек грибов и некоторых других микроорганизмов. При повреждении оболочки немедленно нарушается обмен веществ и микроб погибает. И еще одна важная особенность была обнаружена у полиенов при клинических испытаниях. Они тормозят рост злокачественных опухолей и в некоторых случаях предотвращают даже развитие метастаза. К тому же они не угнетают кроветворение и усиливают действие других лекарств.

Ученые полагают, что полиены помогут нам бороться и с некоторыми возбудителями вирусных заболеваний. Исследование молекулярного биологического действия полиенов позволяет надеяться, что они окажутся эффективными средствами для борьбы с жировой дистрофией печени и различными нарушениями обмена веществ.

Лучи, поражающие болезнь

В 1895 г. немецкий физик Вильгельм Рентген открыл невидимые лучи, проникающие сквозь различные предметы (металлы, дерево, ткани) и пронизывающие человеческое тело.

Французский физик Анри Беккерель в 1896 г. задумал исследовать одно из соединений урана. Подготовив, как обычно, препарат для опыта, он собирался выставить его на солнце, но погода неожиданно испортилась и опыт пришлось отложить. Дни стали пасмурными, а фотопластинка с урановым препаратом лежала в шкафу. Спустя несколько дней Беккерель решил возобновить опыт, но предварительно проявил фотопластинку. Каково же было его удивление, когда он увидел, что пластинка почернела без освещения урана лучами солнца. Не веря первому впечатлению, ученый десятки раз повторял этот опыт, но каждый раз получал один и тот же результат. Светочувствительный слои фотопластинки чернел и разрушался под действием каких-то невидимых лучей, которые испускал уран.

Какова природа этих лучей? Ответ на этот вопрос спустя два года дали французские физики Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри. В 1898 г. они после длительных и упорных поисков выделили из урановой руды два новых элемента. Один был назван полонием (в честь Польши — родины Марии Кюри, другой — радием (от латинского слова «радиус» — луч). Оказалось, что это вещество испускает излучение в 2 млн. раз сильнее, чем уран. Свойство урана и радия испускать лучи было названо радиоактивностью. Вскоре радием заинтересовались медики и стали успешно применять его для лечения разных болезней.

В 1933 г. дочь Марии Склодовской-Кюри Ирен и французский физик Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность. Полученный ими радиоактивный алюминий, подобно естественным радиоактивным элементам, излучал различные виды лучей — альфа, бета, гамма.

Эстафета, начатая вторым поколением Кюри, была быстро подхвачена физиками разных стран. Уже через год было получено более 50 искусственных радиоактивных изотопов, сейчас их насчитывается свыше 800. Изотопами (т. е. занимающими одно и то же место) называются разновидности атомов, обладающие одинаковым положительным зарядом в ядре, но имеющие разный атомный вес. Они находят теперь широкое применение в технике, химии, биологии, медицине, сельском хозяйстве.

Искусственные изотопы, подобно природным, имеют определенный период полураспада. Некоторые распадаются в течение долей секунды, другие «живут» несколько тысяч лет. Для того чтобы получить изотопы искусственным путем, нужно «бомбардировать» ядра атомов различными микроснарядами — альфа-частицами, нейтронами, протонами. Общее количество искусственных радиоактивных изотопов в несколько раз больше числа устойчивых изотопов, встречающихся в природе.

Более десятка радиоактивных изотопов стали верными помощниками медицины. Их целительные лучи спасли немало жизней. Есть среди лечебных изотопов всем хорошо знакомые элементы — фосфор (32Р), золото (199Au), иод (131I), серебро (111Ag). Изотопы редких элементов, таких, как цезий (137Cs), иттрий (90Y), применяются для лечения доброкачественных и злокачественных опухолей, различных заболеваний крови, ими пользуются нередко для лечения болезней внутренних органов, глаз, кожи, уха, горла, носа.

Одно из главных преимуществ невидимых лучей — возможность лечения пораженного болезнью органа или опухоли не одним, а несколькими различными изотопами. Радиоактивными изотопами лечат, воздействуя излучением через кожу, слизистые оболочки с помощью трубочек, игл, шариков, тончайшей проволоки, либо вводят внутрь растворы их солей.

Для наружного облучения применяют долгоживущие с длительным периодом полураспада изотопы, испускающие бета- и гамма-лучи. Это позволяет медикам пользоваться ими в течение многих лет, что, несомненно, имеет большое значение для клинической практики.

Поскольку большинство радиоактивных веществ испускает два, а то и три вида лучей, обладающих к тому же разной силой, т. е. величиной энергии, та часто при облучении пользуются металлическими листочками-фильтрами, которые задерживают излучение малой энергии и беспрепятственно пропускают лучи большой энергии. Для гамма-излучения фильтрами служат платиновые, золотые или свинцовые пластинки, а для бета-излучения — пластмассовые и целлулоидные фильтры.

При лечении рака пищевода, мочевого пузыря, прямой кишки, полости носа нередко наряду с наружным облучением во внутренние полости дополнительно вводят препараты радия, кобальта-60, цезия-137 или других изотопов в форме трубочек, бусинок (диаметром 6 мм), микросуспензии или пластобалита (пластмасса с мелкими (диаметром 2 мм) шариками радиоактивного кобальта, покрытыми тонкой золотой пленкой.

Для внутреннего облучения чаще всего пользуются изотопами со смешанным излучением (бета и гамма) или же такими, которые при распаде отщепляют только бета-частицы. Изотопы, испускающие только гамма-лучи, непригодны для внутреннего облучения, так как обладают более сильной проникающей способностью и поэтому оказывают не только местное, но и общее действие.

На чем же основано целительное действие невидимых лучей, излучаемых радиоактивными веществами? Проникая в клетки облучаемых тканей, они ионизируют и возбуждают их атомы и молекулы. При этом изменяется структура молекул, возникают химические реакции, не свойственные обычно клеткам, что и приводит к разрушению больных клеток.

Немало добрых услуг оказали радиоактивные изотопы и в диагностике многих болезней.

Невидимка берет автограф

Радиоактивные изотопы, словно невидимые миниатюрные радиостанции, все время посылают сигналы о своем местонахождении. Испускаемые ими бета- и гамма-лучи можно обнаружить с помощью специальных приборов-счетчиков частиц. Радиоактивное излучение является своеобразной «меткой», поэтому радиоактивные изотопы часто называют мечеными атомами.

Способность меченых атомов испускать частицы позволяет использовать их в качестве «контролеров» в технике и медицине.

Регистрация вылетающих из ядер частиц позволяет контролировать технологические процессы многих производств, следить за сложными превращениями молекул в химических и биологических процессах, за движением и накоплением различных элементов в организме.

В каждом колосе пшеницы, клубне картофеля, кочане капусты присутствуют миллиарды атомов фосфора. Нет такого растения, которое не нуждалось бы в фосфоре. Жизненно необходим он и животным, и человеку. Он находится во многих тканях и клетках нашего организма. Растение получает нужный ему фосфор из почвы, всасывая корнями растворимые соли фосфорной кислоты. В организм человека и животных фосфор попадает с пищей.

Радиоактивный фосфор позволяет проникнуть в одну из сокровенных тайн природы — «увидеть», как атомы фосфора поднимаются по стеблям и движутся по листьям. И сделать это совсем несложно. Раствором двузамещенного фосфата натрия, в составе которого имеются атомы фосфора-32, поливают почву у корней растения. Спустя некоторое время срезают пять-шесть растений с интервалами в 1–2 ч. Затем от различных частей срезанных растений берут по 1 г зеленой массы, высушивают и сжигают. С помощью специального прибора определяют количество содержащегося в золе радиоактивного фосфора и узнают, в каких частях растения накопилось больше фосфора-32.

Легко проследить также за движением радиоактивного фосфора и других радиоактивных изотопов, если снять «радиоавтограф» растения. Для этого достаточно срезанное растение приложить в темноте к фотопластинке. По интенсивности почернения отдельных мест фотопластинки, отображающих контуры тех частей растения, где накапливается радиоактивный фосфор, можно судить о его концентрации.

Примерно так же с помощью меченых атомов ведется наблюдение за движением фосфора в организме подопытных животных. Например, раствор фосфата натрия впрыскивают под кожу или вводят в желудок белым крысам. Через некоторое время животное умерщвляют, из разных частей тела вырезают по 1 г ткани и сжигают; с помощью счетчика определяют концентрацию радиоактивного фосфора в золе. Еще проще и нагляднее можно проследить за накоплением фосфора-32 с помощью радиоавтографа, который получают, прикладывая разрез тела крысы к фотопластинке.

Радиоактивный фосфор очень быстро разносится по всему телу. Уже через несколько минут после введения его можно обнаружить во всех органах и клетках, особенно много его накапливается в почках.

Применение в диагностике меченых атомов — фосфора-32, йода-131, натрия-24 и других основано на том, что они не отличаются от обычных элементов по своим химическим свойствам и также активно участвуют в процессах обмена в организме. Использование йода-131 позволило раскрыть секреты щитовидной железы, в которой, как известно, больше всего накапливается йода. Впервые удалось проследить весь путь этого вещества в желудочно-кишечном тракте и крови в составе иодидов и в самой щитовидной железе — при образовании сложных органических соединений — йодтирозинов и йодтиронинов. Радиоавтографы помогли изучить распределение йода в нормальной и измененной тиреоидной тканях.

Среди жизненно важных для организма химических элементов одно из почетных мест принадлежит железу. Ведь оно входит в состав гемоглобина, который содержится в эритроцитах. Поэтому представляет большой интерес возможность проследить за движением и распределением железа в организме. Опыты с применением радиоактивного железа показали, что этот элемент накапливается в печени и селезенке в виде белкового вещества — ферритина. Так меченые атомы помогают увидеть невидимое.

Рулевые удивительных превращений

Вода, как известно, состоит из водорода и кислорода. Но придется ждать долгие годы ее появления, если смешать эти два газа. Однако достаточно бросить в колбу, наполненную смесью этих газов, микроскопическую крупинку платины, как произойдет бурная реакция (взрыв) и образуется вода. Платина оказалась катализатором: это она заставила газы вступить в реакцию. Катализаторы применяются в промышленности при изготовлении кислот, удобрений, красок, полимеров.

Исследуя работу пищеварительных органов, ученые заметили, что сложные молекулы жиров, углеводов, белков, составляющих нашу пищу, расщепляются на более мелкие части под действием особых веществ — ферментов. Это катализаторы, без которых все превращения в организме шли бы настолько медленно, что жизнь была бы невозможной.

Ферменты в природе встречаются только в живых организмах; этим они отличаются от катализаторов, применяемых в технике. Ферменты — двигатели жизненных процессов, они помогают дышать, строить клетки и ткани. Если в организме не будет ферментов, он погибнет от истощения даже при избытке самых лучших питательных веществ, так как пища без ферментов не будет усваиваться.

При попадании пищи в желудок фермент пепсин ускоряет расщепление белков — разбивает их на полипептиды, а в кишечнике трипсин «рубит» их на еще более мелкие части — аминокислоты. Другие ферменты расщепляют углеводы на отдельные сахара, а жиры — на глицерин и жирные кислоты.

Для нормальной жизнедеятельности людей и животных нужна не только пища, но и воздух. Для дыхания также нужны ферменты.

В человеческом организме находятся тысячи различных ферментов и каждый из них имеет свою «специальность». Одни отщепляют фосфорную кислоту (фосфатазы), другие — водород (дегидрогеназы), третьи доставляют и присоединяют молекулу кислорода к окисляемому веществу (оксидазы).

«Природа ревниво оберегает свои тайны, — писал еще двести с лишним лет назад М. В. Ломоносов, — и ни малейшему в ней не должно приписывать чуду». Многое уже сделано в области изучения строения ферментов, однако ученым предстоит еще большая работа. Раскрыть строение молекул многих еще не исследованных ферментов — одна из серьезных задач современной науки.

Как же устроены ферменты? Одни из них — белки, другие же имеют в составе своих молекул кроме белков микроэлементы: железо, марганец, медь, цинк, серу.

Микроэлементы не всегда входят в состав ферментов, являясь вместе с ними «рулевыми» удивительных превращений. Но многие из них усиливают действие ферментов, т. е. являются их активаторами. Это молибден, ванадий, цинк, кобальт и др.

Однако есть и такие химические соединения, которые ведут себя по-разному: в одних случаях помогают ферментам, в других, наоборот, мешают, т. е. ингибируют процесс. Например, цианиды почти полностью блокируют дыхательный фермент, но повышают активность катепсина и некоторых других ферментов.

В крови человека и животных, в клетках растений имеется фермент, в молекулах которого присутствуют атомы цинка — карбоангидраза. Это вещество ускоряет выделение углекислого газа из легких и тканей, тем самым облегчает дыхание.

Дыхательный фермент содержит железо. Если его не будет, человек или животное погибает от удушья. Так бывает при отравлении цианистым калием, Он соединяется с железом, и человек моментально задыхается.

Фермент, помогающий переносу фосфора в наших тканях, содержит магний. Он не теряет своей чудодейственной силы, если вместо атомов магния в его молекуле появятся марганец или кобальт, железо или кальций. Доказано, что в некоторых ферментах один микроэлемент можно заменять другим.

Многие заболевания вызываются нарушением правильной работы ферментов или недостаточным их количеством в организме, поэтому при некоторых заболеваниях нужно блокировать фермент, т. е. уменьшить его активность с помощью каких-либо химических препаратов. Например, диакарб и гипотиазид угнетают активность карбоангидразы в почках, в связи с чем применяются в качестве мочегонных средств.

При некоторых заболеваниях, наоборот, нужно усилить действие ферментов. При расстройствах пищеварения, например, уже много лет пользуются пепсином и амилазой. Фибринолизин (плазмин), выделяемый из плазмы человеческой крови, применяют для лечения тромбоза коронарных артерий, тромбофлебитов. Не менее известен и фермент гиалуронидаза, увеличивающий проницаемость тканей и применяемый для рассасывания рубцов после ожогов и операций, при склеродермии.

Подобно ферментам, высокой биологической активностью обладают гормоны (от греческого слова «гормао» — побуждаю, возбуждаю). Вырабатываемые живыми клетками, они воздействуют на функции организма. Многие гормоны, как и ферменты, представляют собой соединения белкового происхождения, но в отличие от них не являются катализаторами, хотя и влияют во многих случаях прямо или косвенно на течение биохимических реакций в организме, ускоряемых ферментами.

У высших животных и человека гормоны вырабатываются в клетках эндокринных желез (железы внутренней секреции) — гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, половых желез, поджелудочной железы и др. До сих пор до конца не ясен механизм образования гормонов, однако установлено, что при отсутствии в пище достаточного количества необходимых для жизни аминокислот их синтез нарушается.

Разгадка химической структуры гормонов в наш век позволила разработать методы их выделения из органов животных — поджелудочной железы, гипофиза, щитовидной железы. Многие гормоны химики научились получать искусственным путем: в 1954 г. синтезированы вазопрессин и окситоцин.

Большим триумфом созидающей науки явился синтез в 1963 г. одновременно в Англии, ФРГ и Китае столь сложного белкового гормона, как инсулин. Если вазопрессин и окситоцин состоят всего из девяти аминокислот, то молекула инсулина — из 51.

Заслуженным признанием пользуются в медицине кортикостероидные (вырабатываемые корой надпочечников) гормоны — кортизон, альдостерон, кортизол и полученные синтетическим путем преднизолон, дексаметазон, триамсинолон и др. Они используются для лечения самых разнообразных болезней: бронхиальной астмы, тяжелых ожогов, острого ревматического полиартрита, красной волчанки, эритродермии и др.

Широкое применение находят в медицинской практике гормоны и препараты гормонов эндокринной железы организма — гипофиза — АКТГ[8], гонадотропин хорионический, интермедии, а также гормональные препараты щитовидной железы.

Однако эти препараты, названные, глюкокортикоидами, в чрезмерном количестве вредны. У некоторых больных при длительном лечении ими наблюдаются нарушение обмена веществ, ожирение, разрыхление костной ткани, язвы желудка и кишечника, снижение способности сопротивления инфекции, медленное заживление ран.

До сих пор еще, к сожалению, мы не знаем точно, в каких случаях лечение гормонами помогает больному или, наоборот, повредит ему. Врачи лечат, по существу, вслепую, опираясь только на свой лечебный опыт и интуицию. Еще нет четких показателей, которые помогли бы врачу установить необходимую дозу гормонов и продолжительность их употребления.

В последние годы большие надежды медиками всех стран возлагаются на особую группу так называемых клеточных гормонов — простагландинов, способных в эксперименте оказывать мощное воздействие на функции сердечно-сосудистой системы, почек и воспроизводства.

Необыкновенный алфавит

Что полезнее для организма: белок куриного яйца или молоко? свиное сало или подсолнечное масло? говядина или баранина?

В 1880 г. русский ученый Н. И. Лунин решил проверить качество искусственного молока. Он отобрал десять мышей, посадил их в две клетки. Ежедневно в одни и те же часы в клетки ставили блюдечки с отмеренной порцией натурального и искусственного молока.

Спустя месяц мыши, которых кормили искусственным молоком, начали сильно худеть и чахнуть и вскоре погибли. Соседки же их прекрасно себя чувствовали и непрерывно прибавляли в весе.

Н. И. Лунин пришел к выводу, что кроме белков, жиров углеводов и солей в пище есть что-то такое, без чего организм существовать не может. Но что это за вещество?

На этот вопрос ответили ученые спустя только тридцать лет. В 1893 г. молодой голландский врач Эйкман решил покинуть свою родину и поселиться на острове Ява, в городе Батавия. На Яве, в Китае и Японии, во многих странах Южной Америки и Африки люди страдали от страшной болезни — бери-бери, она проникала повсюду, где население питалось главным образом рисом. Эта болезнь вызывала сначала онемение рук, потом ног, судорогу шеи, а часто и летальный исход.

Каких только лекарств не рекомендовал Эйкман больным бери-бери, обращавшимся к нему за помощью. Но все было напрасно. Болезнь упорно не поддавалась лечению. Однажды, проходя мимо курятника, который принадлежал одному из служителей больницы, Эйкман заметил, что несколько кур сидели нахохлившись, шеи их были искривлены судорогой — явный признак страшной болезни.

Много дней посвятил молодой врач наблюдению над курами и в конце концов нашел причину заболевания. Оказалось, что они получали остатки больничных обедов, которые готовили из белого очищенного риса. Но стоило ему примешать к рису немного отрубей (оболочки рисовых зерен), как болезнь немедленно проходила.

Значит, в отрубях содержится какое-то вещество, исцеляющее больных бери-бери. Но какое? Ответ на этот вопрос был получен в начале века. В 1912 г. польскому ученому Функу удалось выделить из рисовых отрубей и дрожжей вещество, которое излечивало от страшной болезни.

Пять лет упорного труда посвятил Функ своим опытам, проводившимся на голубях, которых он кормил одним белым рисом. Бери-бери сводила им лапки и шеи, сковывала движение и убивала. Наконец, тайна рисовых отрубей была раскрыта.

Четыре миллиграмма вещества, полученного ученым, излечивали больного голубя. Оно было названо витамином — веществом жизни (от латинского слова «вита» — жизнь).

Страшная болезнь цинга покрывает тело черными пятнами и ранами, вызывает кровотечение десен, постепенное выпадение зубов, распухание рук и ног.

Ученые доказали, что с цингой можно так же легко справиться, как и с бери-бери, но с помощью других веществ. Вместо рисовых отрубей больным следует давать свежую капусту, картофель, зеленый лук. Хорошим лекарством служат черная смородина, лимоны, помидоры, рябина.

Так же была побеждена пеллагра. В странах, где люди питались почти одной кукурузой, наблюдалось странное заболевание. Оно начиналось с расстройства кишечника, затем на теле проступали красные пятнышки, напоминающие солнечный ожог. Иногда заболевшие пеллагрой сходили с ума. Эта болезнь быстро проходила, если больного кормили печенкой, яйцами, поили молоком или пивными дрожжами.

Сокрытие витаминов уничтожило вспышки эпидемий этих страшных болезней, уносивших в прошлом тысячи жизней. Исчезли из корабельных журналов и дневников моряков записи о мучительной гибели товарищей. Теперь судно, уходя в дальнее плавание, имеет обильный запас овощей, фруктов, насыщенных витаминами.

Известны более двадцати различных витаминов. Они содержатся в различных растениях, входят в состав тела человека и животных. По постановлению международной комиссии по витаминам их решено было обозначить латинскими буквами. Так родился чудесный, алфавит, число букв в котором с каждым годом становится все больше и больше.

В сетчатке глаза находятся витамин А и некоторые близкие к нему по химическому составу органические вещества. Они помогают нам видеть при слабом освещении. Хотя его требуется очень малое количество, организм сам с трудом вырабатывает этот витамин, поэтому человек получает его с пищей. Витамин А находится в молоке, яйцах, некоторых овощах, в частности моркови и помидорах, содержащих каротин. Недаром это вещество называют провитамин А (приставка «про» означает «до»).

Если в организм с продуктами питания поступает больше витамина А, чем ему нужно в данный момент, то излишек откладывается в печени. Когда в пище его недостаточно, то организм использует эти запасы. При недостатке витамина А развивается куриная слепота. Человек ничего не видит при слабом освещении. Одновременно появляется и другое заболевание — ксерофтальмия (по-гречески — сухие глаза) — пересыхают и начинают нарушаться влажные слизистые оболочкй носа и глаз.

Ценный вклад в науку о витаминах внесли советские ученые, которые открыли витамин A_2, разработали новый способ производства витамина B_1.

В Институте биохимии Академии наук СССР в 1947 г. создан препарат витамин B_12, без которого невозможно образование крови. Достаточно одной миллионной доли грамма этого витамина, чтобы защитить организм от возникновения злокачественного малокровия.

Ученые давно изучают витамины, которые содержатся в разных растениях. Исследуя состав дикорастущих плодов — айвы, грецкого ореха, груши, каштана, хурмы, яблони, произрастающих в лесах Крыма, Кавказа, Закавказья, Казахстана, химики обнаружили в них витамины B_2, B_12, В, С и др.

Оказалось, что у одних и тех же растений, произрастающих в разных районах, количество витаминов неодинаково. Так, в горах, особенно на альпийских лугах, найдено много трав, богатых витаминами, особенно B_1, B_2 и С. Чем выше над уровнем моря расположены луга, тем больше в травах витаминов. Много витаминов С содержится в крапиве, шпинате, луке. В сосновых и еловых иглах его в пять-восемь раз больше, чем в апельсинах и лимонах. Из одной тонны хвои можно получить 300 г этого витамина. Это примерно годовая потребность в нем двадцати человек. При недостатке в пище витамина С разрушаются зубы, ухудшается свертываемость крови.

Важную роль в нашем организме играет и витамин Д. Подобно кальцию, он входит в состав костей и способствует их правильному развитию. Потому его нередко называют кальциферол (от греческого — несущий кальций). При недостатке его кости ребенка становятся мягкими, легко изгибаются и могут деформироваться.

Витамин Д иногда называют витамином солнечного света. Дело в том, что лучи солнца помогают ему образоваться из твердых спиртов — стеринов, которые содержатся в коже человека. Вот потому детям необходимо как можно больше бывать на солнце. Однако сам организм вырабатывает недостаточно витамина и потому он должен поступать в детский организм с пищей. Особенно это необходимо на Севере, где солнечных лучей мало. Одной тысячной грамма кальциферола — препарата витамина — достаточно, чтобы защитить ребенка от рахита.

Не менее важное значение для нормальной жизнедеятельности организма имеет витамин Е, открытый в тридцатых годах американским ученым Эвансом. Он выделил его из пшеничных зерен и хлопкового масла. Витамин Е, подобно другим витаминам, участвует в процессах усвоения организмом человека и животных белков, жиров и углеводов. Девять десятых всего количества витамина Е находится в жировой ткани различных органов нашего организма.

Взрослому человеку нужно 20–25 мг этого витамина в сутки. В небольших количествах (1,5–4,5 мг на 100 г) он содержится во многих овощах и злаках. Больше всего его в салате — 14 мг на 100 г.

Особенно важен для нашего организма витамин К, который участвует в свертывании крови. Например, при порезе пальца в месте ранения кровь вскоре сворачивается. Образуется корочка, которая, как пробка, препятствует дальнейшему вытеканию крови. Если же витамина К в организме не хватает, то механизм свертывания крови нарушается и даже малейшая царапина может привести к значительной потере крови и даже к смерти.

Однако нет оснований для беспокойства. Витамин К (от немецкого слова «коагулятион» — свертывание) вырабатывается в достаточном количестве в нашем организме бактериями, живущими в кишечнике. Их нет только у новорожденных.

Ученые заметили, что у многих витаминов в молекулах имеются атомы микроэлементов, Так, в составе витамина B_12 содержится более 4 % кобальта.

Выяснилось, что микроэлементы оказывают влияние на образование и поведение витаминов. Марганец усиливает действие В_1 а фтор — А. Кобальт ускоряет синтез витамина А, а йод, наоборот, тормозит его. Одни микроэлементы принимают участие в создании молекулы витамина С, а другие — в ее разрушении.

В нашей пище не всегда присутствуют в достаточном количестве все нужные для организма витамины. Потому фармацевтическая промышленность производит специальные витаминные концентраты и препараты. Они лечат авитаминоз — болезнь, возникающую при недостатке в организме витаминов, они необходимы для слабого организма, нуждающегося в усиленном питании. Так микроэлементы и витамины помогают нам бороться с болезнями.

6. Соревнуясь с природой

Пластмассы и хирургия

Делать разные пластические операции люди умели еще в глубокой древности. Индийские жрецы владели этим искусством за тысячу лет до нашей эры. Если нужно было восстановить поврежденный нос, то вырезали кусочки кожи на лбу или щеке и затем накладывали на поврежденное место. Такие операции, применяемые и современными врачами, очень сложны и требуют большого хирургического умения.

Пластмассы, в частности полихлорвиниловые и полиакриловые пластинки, в определенной мере облегчили работу хирургов. Вырезанные из пластмассы вкладыши хорошо вживаются в ткани организма. Эластичность и легкость обработки пластиков позволяют изготавливать вкладыши любой формы и точно подгонять их к краям поврежденного органа. Обычно в пластмассовых вкладышах делают сквозные отверстия, через которые прорастает соединительная ткань, надежно скрепляя части поврежденного органа.

В Центральном институте травматологии и ортопедии с помощью пластиков исправляют отдельные дефекты лица — заменяют части носа, ушной раковины, глазницы.

Синтетическим клеем — остеопластом, предложенным еще в 1955 г. Т. В. Головиным и П.П. Новожиловым для склеивания осколков костей, пользуются при лечении переломов. Склеивание обеспечивает полное и правильное срастание, а срок лечения сокращается на 10–12 дней.

Хорошая совместимость полиакрилового пластика с соединительной тканью позволяет применять его и для исправления крупных дефектов черепа (в последнее время для таких операций стали применять фторопласт).

Пластмассы широко применяются для приготовления конструкций различных протезов в офтальмологии, травматологии и ортопедии. Из различного вида пластмасс изготовляют протезы пальцев, кистей рук и ног. Мало изготовить протез, чтобы он был похож на собственные пальцы, надо еще его так прикрепить к руке, чтобы искусственные пальцы сгибались, как свои. Было преодолено и это затруднение. Пластмассовые пальцы прикрепляют на оставшихся фалангах.

Протез конечности обычно готовится полым. Пластмассовые протезы — довольно сложные устройства. Так, например, протез кисти представляет собой полую гибкую конструкцию, обеспеченную специальным механизмом для сгибания пальцев.

Протезы рук, подобно собственным рукам, выполняют приказы мозга человека.

Легковесные пластики — пенопласты — позволяют делать протезы, которые легче деревянных или кожаных. Еще в начале 60-х гг. в Центральном институте травматологии и ортопедии подобрана рецептура изготовления легких материалов для протезов.

Часто к врачам-ортопедам обращаются люди с жалобами на боли в ногах, которые не позволяют им быстро ходить. Одни жалуются на боли в голеностопном суставе, другие — в подошве, третьи — около большого пальца. У некоторых боли бывают, в бедре, в коленном суставе, в области поясницы. Нередко причиной таких болей служит плоскостопие. Людям с плоской стопой или с искривлением большого пальца врачи выписывают специальную ортопедическую обувь, особые металлические или кожаные пластинки — супинаторы. Уже изготовляют супинаторы и другие приспособления для лечения этих дефектов из легких и эластичных пластиков.

В восстановительной хирургии теперь все шире применяется фторопласт — пластик, очень стойкий к действию кислот, щелочей, растворов солей. Из него делают эластичные корсеты, надутые воздухом, которые избавляют от лишних страданий больных, особенно при перевозке от места аварии в госпиталь или больницу. Так, например, корсет надевают на сломанную ногу, а чтобы она не сгибалась, его закрепляют специальными медными или алюминиевыми полосами либо скобами, которые удерживают ногу в напряженном состоянии. При тряске пострадавший не чувствует боли потому, что эластичный корсет смягчает и заглушает толчки.

Пластмассы приносят облегчение и людям, теряющим зрение вследствие развития катаракты. При этом заболевании мутнеет хрусталик. Еще сравнительно недавно помутневший хрусталик окулисты заменяли стеклянным. Теперь же их делают из чудодейственного акрилата — АКР-7. Они горазда легче стеклянных, не бьются, прозрачны, не вызывают никаких вредных реакций в глазу, долговечнее и гораздо доступнее стеклянных. Изготовление их настолько просто, что их можно приготовить в любой глазной больнице или амбулатории.

Зубы, которые не болят

Особенно широко стали применять полиакрилат в стоматологии для изготовления искусственных зубов и протезов.

Попытки заменить недостающие или сломанные зубы искусственными восходят к глубокой древности. Еще за несколько веков до нашей эры изготовляли искусственные зубы из слоновой кости или из зубов разных животных. Такие зубы прикрепляли шелковой ниткой к собственным зубам пациента.

Умели делать древние врачи и искусственные зубы из золота. В этрусских гробницах (этруски жили в Италии за тысячу лет до нашей эры) были обнаружены золотые зубные протезы.

В более поздние времена — в средние века и в эпоху Возрождения — искусственные зубы делали также из слоновой или бычьей кости, прикрепляя их к естественным зубам шелковой нитью или золотой проволочкой.

В середине XVIII века искусственные зубы стали делать из перламутра, а в конце того же столетия были изобретены фарфоровые зубы. Но потребовалось почти полстолетия, чтобы они окончательно вытеснили зубы, сделанные из костей животных.

В 40-х гг. прошлого века было сделано важное изобретение. Чарльз Гудьер нашел способ вулканизации каучука. Отныне твердый и хрупкий каучук стало возможным превращать в гибкую, упругую резину.

Каучук к концу прошлого столетия уже прочно вошел в обиход. Кроме школьных резинок, галош, макинтошей, подтяжек из резины научились изготовлять велосипеды и автомобильные шины, изоляционный материал и др.

Впервые каучуком для протезирования зубов воспользовался француз Делабар в 1848 г., а спустя два года американец Петмен ввел, его окончательно в зубоврачебную практику. Из каучука стали делать зубы и челюсти. Они верно служили людям, потерявшим свои зубы. Но у каучука оказались большие недостатки. Каучуковые протезы поглощают микробов, развивающихся в полости рта, раздражают слизистую оболочку. Поэтому поиски более совершенного материала для искусственных зубов и протезов продолжались.

Появление пластических масс открыло путь к успешному решению поставленной задачи. Однако далеко не сразу удалось подобрать пластмассу, которая удовлетворяла бы всем требованиям. Сначала пробовали применить для зубных протезов целлулоид, но вскоре выявилась его полная непригодность. Протезы быстро изменяли форму, часто ломались, сохраняли привкус и запах камфоры.

В 30-х гг. XX века было предложено делать зубные протезы из фенопластов. Однако и они не оправдали надежд, так как быстро ломались, меняли свою окраску. Неудачи не останавливали исследователей. Ведь у пластиков были все нужные качества: они в несколько раз легче металлов, устойчивы к действию кислот и щелочей.

Появившиеся полиакрилаты привлекли внимание зубных врачей и техников. Полиакриловые пластмассы хорошо окрашиваются в любые цвета, обладают приятным «живым» блеском, в отличие от каучука не поглощают остатков, пищи и микробов, плотно прилегают к мягким тканям. В то же время они эластичны и прочны.

Однако и из этого пластика не сразу удалось получить вполне пригодный для протезов материал. Разрабатываемые одна за другой рецептуры протезного материала не выдерживали испытаний. И только седьмая рецептура удовлетворила медиков и пациентов (АКР-7).

Надо было изготовить материал, который обладал бы нужной прочностью, не разрушался слюной, а также проверить, не будет ли АКР-7 вредно действовать на организм. Из протезного материала сделали вытяжки и добавили их в пищу кроликам, морским свинкам и крысам. У животных не было замечено каких-либо изменений.

Для того чтобы окончательно убедиться в безвредности акрилата для организма, небольшие кусочки пластмассы (примерно 2 г) вводили в подкожную клетчатку кролика и в течение полутора месяцев ежедневно проверяли его состояние. На протяжении всего опыта вес подопытного животного не уменьшился. Не было обнаружено никаких изменений и в его крови. Исследования на животных показали, что акрилаты совершенно безвредны.

Из пластиков делают теперь литые и штифтовые зубы, коронки, съемные протезы. Благодаря тому, что пластмассы сохраняют свой зеркальный блеск и не поглощают микробов полости рта, пластмассовые протезы и зубы могут служить длительное время.

Пластмассы уже почти полностью вытеснили из зубоврачебной практики такие дорогостоящие материалы, как золото, платину, серебро.

В наше время для пломбирования зубов применяются различные цементы, амальгамы из серебра и олова. Однако теперь все чаще стоматологи пользуются новыми препаратами, изготовленными из полимеров. Акриловый пластик хорошо прилипает к кости и тканям. Благодаря этому можно повысить качество пломбирования зубов.

Когда болит сердце

При некоторых заболеваниях сердца необходима операция. При врожденных и приобретенных пороках изменяются клапаны (сужаются, сморщиваются), что затрудняет кровообращение. Попытки удалить митральные клапаны и заменить их трансплантатами из аорты редко давали положительные результаты. Но на помощь пришли полимеры, из которых стали делать искусственные клапаны. Хирурги успешно пользуются митральными клапанами из фторопласта. Они хорошо переносят значительные перегрузки давления и препятствуют поступлению крови из левого желудочка в аорту.

В медицинской практике нередки случаи, когда больное сердце не позволяет делать операцию. Полимеры и здесь пришли на помощь медикам и больным: в клиниках появились аппараты искусственного кровообращения (АИК). Инженеры создали из пластмасс искусственные сердце и легкие.

Пользуясь АИК, хирурги могут проводить операции, связанные со структурными изменениями сердца, не останавливая кровообращения. Хирург может остановить сердце, выключить его из кровообращения, затем уже вскрыть полость и проводить операцию на «сухом» сердце.

Первым аппаратом искусственного кровообращения в нашей стране, созданным в 1927 г. советскими учеными С. С. Брюхоненко и С. И. Чечулиным, был автожектор, в течение нескольких часов успешно заменявший работу живого сердца.

Однако прошло еще почти 30 лет, прежде чем были созданы такие АИК, с помощью которых стало возможным оперировать на сердце человека. Первую такую операцию на сердце ребенка, страдавшего врожденным пороком, сделал 27 ноября 1957 г. академик А. А. Вишневский. В числе первых хирургов, сделавших с помощью АИК сотни операций на сердце, лауреат Ленинской премии профессор Н. М. Амосов. Вот как он описывает операцию в своей клинике: «Мельком взглянул наверх. Кругом сидят наши: врачи, сестры. Даже какие-то незнакомые. Не нравится. Как гладиаторы: смерть и мы. Не смотри. Это все пустяки:

— Давайте приключаться.

Это значит приключать АИК. Одна трубка вводится в правый желудочек — по ней оттекает кровь от сердца в оксигенатор — искусственные легкие. Затем она забирается насосом (это сердце) и гонится по второй трубке в бедренную артерию. По пути еще стоит прибор, который сначала охлаждает кровь, чтобы вызвать гипотермию, а потом в конце операции нагревает ее.

Приключение хорошо отработано, но требует времени. Все идет как по маслу. Трубка в сердце введена без капельки крови. Приятно. Умею. Не хвались, идучи на рать…

— Машинисты, у вас все готово?

— Ну, пускайте.

Заработал мотор… Проверка: венозное давление, оксигенатор, трубки, производительность насоса. Докладывают — нормально.

— Начинайте охлаждение.

Я должен ввести трубку в левый желудочек, чтобы через нее отсасывать кровь, попадающую из аорты, и, самое главное, — воздух, тогда сердце пойдет…

Все сделано и наступает перерыв. Еще минут десять, чтобы охладить больного до 22 градусов…

Только нам совсем нечего делать. Временное затишье перед схваткой. Просто стою и смотрю на сердце. Вижу, как оно сокращается все реже и реже по мере снижения температуры. Оно работает вхолостую — кровь гонит аппарат»[9].

Теперь уже нет, пожалуй, ни одной клиники в нашей стране, где бы не производили операции на сердце с помощью АИК. Этот аппарат в скором будущем станет обязательным на станциях скорой помощи и поможет спасти жизнь людям, пострадавшим при катастрофах и авариях.

Однако АИК не может заменить больное или остановившееся сердце человека на долгий срок. Поэтому ученые и хирурги ищут пути создания миниатюрных протезов сердца, которые можно было бы «вживлять» в организм. За рубежом уже появились подобные протезы на полупроводниках размером с папиросную коробку. Были и удачные попытки «вживления» их на собаках. Одна из подопытных собак прожила с таким сердцем 14 часов. Она ела, настораживала уши, лизала руки своему хозяину, весело виляла хвостом. Иными словами, вела себя так, как любая другая собака с нормальным сердцем.

Видимо, недалеко то время, когда искусственное сердце сможет заменить сердце, созданное природой.

В борьбе за жизнь и здоровье человека хирурги теперь все чаще используют различные «запчасти» из полимеров. В клиниках появилась и искусственная почка. Этот аппарат состоит из тончайших целлофановых пленок с мельчайшими отверстиями. Через микроскопические поры этих мембран не проходят молекулы вредных веществ, загрязняющих и отравляющих кровь, в силу разницы в осмотическом давлении. Очищенная кровь поступает по трубкам из искусственной почки в кровеносную систему больного, а вредные примеси проходят в протекающий по другую сторону мембран аппарата диализирующий раствор.

Очищение крови в искусственной почке обычно продолжается несколько часов. Иногда процесс приходится повторять несколько раз. Аппаратом широко пользуются при острой недостаточности почек, тяжелых отравлениях, травмах, ожогах, нередко и при некоторых инфекционных заболеваниях. Искусственная почка пригодилась и исследователям, изучающим биохимические изменения крови.

На очереди создание портативной и универсальной искусственной почки, которую можно было бы пересаживать вместо больной или утраченной почки. Эта задача по плечу и химикам и медикам.

В хирургической практике хорошо зарекомендовали себя сухожилия из нейлона и лавсана. Использовавшиеся ранее для наложения швов шелковые нитки теперь вытеснили винольные. Эти синтетические волокна рассасываются в организме через определенный срок, они тают в лимфе, как сахар в чае. «Химические» нити можно пропитывать различными дезинфицирующими и лекарственными растворами, а также некоторыми органическими веществами, которые позволяют видеть эти нити с помощью рентгеновских лучей. А это имеет немаловажное значение при полостных операциях.

В клинической практике нередко бывают случаи, когда необходимо удалить часть пищевода или трахеи. Раньше их заменяли трубками из золота или серебра, теперь же артерии и кровеносные сосуды изготовляют из эластичных пластмассовых пленок.

В недалеком будущем хирурги и вовсе перестанут сшивать ткани. Не потребуются и синтетические нити. Они просто будут склеивать их как листы бумаги или куски дерева. Клеем им будут служить синтетические смолы.

Для изготовления искусственных кровеносных сосудов часто пользуются поливиниловыми губками. Это твердый, белого цвета материал, который при размачивании в горячей воде становится мягким и эластичным, как резина. Поливиниловую губку разрезают на тонкие пластинки толщиной 3–4 мм, которые накручивают на гладкую металлическую поверхность цилиндров различного диаметра и кипятят 10–15 минут. Под действием тепла края пластинок «свариваются» и получаются полые трубки нужного диаметра. После охлаждения их снимают с цилиндра.

Искусственные кровеносные сосуды хорошо срастаются с натуральными и не вызывают никаких болезненных явлений в организме. Стенки таких сосудов, наполняясь кровью, пропитываются ею и не кровоточат. Проходят 2–3 месяца и внутренняя поверхность пластмассовых сосудов покрывается клетками эндотелия, как и в естественном кровеносном сосуде.

По новому пути

Редкая операция обходится без переливания крови. При операциях на сердце, легких, при тяжелых ранениях часто необходимо длительное переливание истекающему кровью человеку.

Вместо крови можно вливать плазму и кровезаменители. Кровезамещение после длительных обширных операций, сопровождающихся значительной кровопотерей, по мнению академика Б. В. Петровского, должно производиться не только с помощью цельной крови, а, как показал опыт, за счет кровезаменителей. Все известные до сих пор кровезаменители представляют собой, по существу, плазмозаменители, так как они, подобно плазме, в отличие от крови не переносят кислород в ткани организма, а только восполняют кровяное давление.

Первым кровезаменителем, которым успешно воспользовались хирурги еще в 60-х гг. прошлого века, был 0,85 % раствор хлорида натрия. Позднее были созданы более совершенные солевые растворы (Рингера-Локка, Тироде и пр.), содержащие и другие компоненты, входящие в состав плазмы.

За последние годы появилось несколько препаратов плазмозаменителей из желатины (феррофузин, желатиноль, гемакцель), не нашедшие пока широкого применения.

Однако все они оказывали лишь кратковременное лечебное действие и не могли полностью заменить плазму. Основная причина малой устойчивости этих растворов заключалась в том, что они легко проникали через стенки капилляров (самых мелких кровеносных сосудов) в ткани и быстро покидали сосудистое русло. Замечено, что растворы, содержащие белки, ведут себя по-иному, так как стенки капилляров плохо проницаемы для высокомолекулярных коллоидов. Следовательно, нужно было подобрать в качестве заменителей плазмы коллоидные растворы.

Делались также попытки приготовить препараты из природных коллоидов-белков: плазмы крови коров и быков, лошадей, свиней, из желатины, гуммиарабика, агар-агара, казеина, растительного белка. Но все они не дали желаемого эффекта. Одни оказались токсичными, другие вызывали оседание эритроцитов в крови.

Неудачи с приготовлением плазмозаменителей из чужеродных для организма человека белков побудили ученых обратиться к использованию плазмы и сыворотки человеческой крови. Проведенные советскими учеными (Б. А. Королев, Д. М. Гроздов, Л. Г. Богомолова, Г. Я. Розенберг) клинические опыты во время Великой Отечественной войны оказались удачными, однако снабжение клиник в больших количествах сывороткой и плазмой из-за дефицита человеческой крови практически невозможно.

Успехи химии позволили в конце 50-х гг. создать ряд плазмозаменителей — белковых гидролизатов, которые получают путем гидролиза до аминокислот белка крови животных, а также других белков, например казеина. В состав их входят незаменимые аминокислоты, которые организм сам не синтезирует, а получает извне.

Белковые гидролизаты не токсичны и хорошо переносятся организмом. Их можно вводить в вену или подкожно в больших количествах (до 2 л) независимо от группы крови и долго хранить при комнатной температуре.

Однако при быстром введении белковых гидролизатов у некоторых людей с повышенной индивидуальной чувствительностью организма могут наблюдаться боли по ходу вены, тошнота, головные боли.

Больные гораздо лучше переносят операции, если им вводят белковые плазмозаменители в дооперационном, а затем в послеоперационном периодах. У них нормализуется белковый состав крови и усиливается способность организма противостоять инфекции. К тому же, интенсивнее происходит синтез антител и гемоглобина в крови. Больные прибавляют в весе, у них улучшаются сон и аппетит.

Большие трудности, стоявшие на пути разработки и создания белковых препаратов в качестве плазмозаменителей, привели к появлению в клиниках их более удачливых соперников — полиглюкина, поливинилпирролидона, поливинола, синтезированных из полимеров. У них много достоинств: они долго удерживаются в русле крови, их можно легко изготовить на заводе.

Полиглюкин — 6 % раствор декстрана, имеющего молекулярный вес 60000±10000, был приготовлен в 50-х гг. в Центральном институте гематологии и переливания крови под руководством профессора А. А. Багдасарова.

За рубежом наиболее широкое распространение получил шведский декстран «Макродекс», изготовленный еще в 1945 г. А. Бровеллом и В. Ингельманом. Примеру шведов последовали многие страны: США, Англия, Франция, Польша, где растворы декстрана носят название интрадекса, плаволекса, экспандекса и др.

Клинические испытания показали, что советский декстран-полиглюкин имеет много преимуществ перед зарубежными собратьями: не оказывает влияния на свертывание крови, при его вливании в вену не наблюдается побочных реакций.

В лаборатории академика АМН Н. А. Федорова подопытной собаке начали вливать полиглюкин, после того как она потеряла две трети крови и кровяное давление упало до нуля. Полиглюкин спас собаку.

Довольно долгий период удерживания его в кровяном русле обусловлен относительно большим молекулярным весом, близким по значению к молекулярному весу альбумина крови. Поскольку осмотическое давление полиглюкина почти в 2,5 раза выше, чем у белков плазмы, он долго циркулирует в плазме крови. Молекулы его не накапливаются в организме, а спустя некоторое время расщепляются до глюкозы, которая, в свою очередь, окисляется, превращаясь в углекислый газ и воду. Поведение молекул полиглюкина в организме удалось проследить с помощью меченых атомов. Полиглюкином (как и другими препаратами декстрана) широко пользуются при лечении тяжелых ожогов, травматического шока, при операциях на сердце, заболеваниях печени, обусловленных потерей белка.

Заслуженным признанием пользуется в клиниках синтетический кровезаменитель поливинилпирролидон (ПВП). Кровезаменители в медицине нашли и другое применение. Оказывается, если в молекулы кровезаменителя поливинилпирролидона ввести молекулы того или иного лекарства, то можно регулировать время нахождения его в организме. Химик может укорачивать или удлинять гигантскую молекулу кровезаменителя-полимера. Чем длиннее молекулы подобных лекарственных препаратов, тем больше они циркулируют в крови. Иными словами, время нахождения такого лекарства прямопропорционально длине его молекулы и его молекулярному весу. И еще преимущество. В состав гигантских молекул ПВП можно вводить молекулы не одного, а даже нескольких лекарств, причем в любых количествах и в любом соотношении.

Поливиниловый спирт оказался основой для создания ценного лечебного препарата иодинола, обладающего антисептическими свойствами. Его применяют для лечения гайморитов, отитов, ожогов, обработки ран.

Создание лекарств на основе кровезаменителей открывает новые перспективы в лечении болезней и позволяет эффективнее и полнее использовать целебное действие синтетических лекарств.

7. К новым победам медицины

Прошло уже почти четыреста лет с тех пор, как Парацельс выступил за тесное содружество химии и медицины, но никогда еще этот союз не был столь плодотворным, как в нашу эпоху.

В середине XVIII века М. В. Ломоносов писал: «Медик без довольного познания химии совершен быть не может». Между тем медики получили в XVIII веке — за сто лет — всего лишь 10 новых лекарств, в конце XIX века — в течение 10 лет — появилось 15 лечебных препаратов. В наш век список лекарств, принятых на «вооружение» медициной, ежегодно увеличивается на 200–300 названий. В лабораториях же разных стран мира синтезируются их тысячи, но многие не выдерживают клинической проверки.

Еще в 1902 г. немецкий ученый Пауль Эрлих — создатель «волшебных пуль» — новых антимикробных лекарств — писал: «Химическое направление представляет ось, вокруг которой вращаются важнейшие стремления современной медицины». Действительно, наше столетие — век атомной энергии и завоевания космоса — знаменуется бурным развитием химии, особенно химии синтетических веществ и материалов. Еще быстрее развивается химиотерапия.

Никогда еще в истории человечества медики не располагали таким количеством лекарств. Появление сульфаниламидных препаратов, антибиотиков, гормонов произвело настоящую революцию в методах лечения многих болезней и позволило начать успешное и победоносное наступление на возбудителей инфекции. Эпидемии чумы, холеры, оспы, некогда уничтожавшие население целых городов, областей и даже стран, перестали угрожать человеку.

Новые противотуберкулезные средства — тубазид, фтивазид, ларусан и др. — помогли медицине нанести решительный удар по одной из самых коварных и опасных болезней — туберкулезу.

Трудно переоценить сегодня роль кровезаменителей. Однако белковые и синтетические плазмозаменители не могут заменить кровь во всех случаях. Ведь в них нет гемоглобина — переносчика кислорода. Такие истинные кровезаменители, переносящие кислород, созданы в Японии.

Среди невидимых врагов, вызывающих тяжелые заболевания, пожалуй, самые пока опасные — вирусы. Известно свыше 500 этих «лилипутов» микромира, способных заражать нас гриппом, корью, полиомиелитом и разными другими болезнями.

Неисчислимые беды приносят они здоровью человека. Особенно свирепствует вирус гриппа. До сих пор не удается справиться с ним путем профилактических мер. Существует очень много разновидностей вируса гриппа, резко отличающихся по своим свойствам. Также трудно бороться и с вирусом инфекционного гепатита.

В свободном виде вирусы легко уничтожаются многими лекарствами, но внутри организма они проникают в клетки, оболочка которых часто непроницаема для лекарств; лечебные же препараты, губящие вирусы, столь же опасны и для наших клеток.

Однако борьба с вирусами не утихает ни на минуту. Химики ищут такие препараты, которые смогут расправиться с этими коварными и опасными врагами. В США созданы такие вещества, которые не дают вирусам проникать в клетки (адаматан). Английскими фармацевтами созданы лекарства, способные подавлять размножение вирусов, но не разрушать клетки (марборан). В Англии и СССР получено белковое вещество — интерферон, подавляющее размножение патогенных вирусов. Ведутся успешные поиски противовирусных лекарств и среди антибиотиков и сульфаниламидных веществ.

До сих пор еще не разгадана природа злокачественных опухолей, хотя изучением причин возникновения рака и поисками лекарств для его лечения занимаются десятки научно-исследовательских организаций во многих странах мира. Пытаясь узнать тайну происхождения рака, ученые создают лекарства (дипин, циклофосфан, спиразидин и др.), позволяющие лечить некоторые более легкие его формы. За последние годы в клиническую практику внедрено несколько десятков новых препаратов, существенно улучшающих состояние больных даже тогда, когда другие методы лечения не дают желаемых результатов. В то же время многие противоопухолевые препараты при некоторых формах рака оказывают лишь временное лечебное действие.

В чем причина столь неполноценного действия подобных противоопухолевых препаратов? Внимательное изучение в клинических условиях показало их недостаточное избирательное действие на опухолевую ткань. Иными словами, они не могут поражать опухолевые клетки избирательно, не нанося вреда здоровым клеткам и тканям.

Для обеспечения эффективности лечения подобными препаратами (так называемый терапевтический эффект) врачи назначают такие дозы, которые нередко приводят к ряду нежелательных осложнений у больного.

Наблюдения над больными в разных клиниках показали, что у некоторых препаратов есть существенный недостаток — опухолевые клетки к ним «привыкают» и со временем не поддаются их воздействию.

В Советском Союзе создано уже немало веществ, успешно применяющихся для лечения злокачественных опухолей. Большинство из них — так называемые алкилирующие препараты, биологическая активность которых определяется присутствием в молекуле какой-либо алкилирующей группы.

Так, сочетание алкилирующих группировок с природными аминокислотами и другими биологически активными веществами позволило получить ряд ценных и эффективных лекарственных средств. В основе их создания была заложена идея о том, что биологически активный носитель должен выполнять роль переносчика алкилирующих групп и способствовать проникновению препарата в те органы, в которых тот или иной носитель накапливается в большей степени.

Значительный вклад в развитие этого весьма перспективного направления в нашей стране внесли академик Л. Ф. Ларионов и его ученики. В результате длительных исследований создано очень эффективное лекарство — сарколизин. Синтезировано и изучено много производных различных аминокислот, фенилалкановых кислот, а также их ди-, три- и тетрапептидов. Большая часть из них оказалась действенными противоопухолевыми препаратами.

Для того чтобы противоопухолевые препараты при лечении не поражали здоровые клетки (т. е. для уменьшения их токсичности), стремятся использовать в качестве носителя химические соединения, понижающие основность хлорэтиламинов.

В Институте химических наук АН КазССР при синтезе противоопухолевых препаратов для этой цели пользуются производными ацетилена. Полученные казахстанскими химиками алкилирующие препараты, содержащие ацетилен, в опытах на животных значительно тормозили рост опухолей.

Ученые полагают, что эффективные противоопухолевые препараты можно получить путем синтеза структурных аналогов метаболитов, т. е. соединений, участвующих в обмене веществ и необходимых для существования или жизнедеятельности организма (антиметаболиты).

Из этой группы веществ практическое значение уже приобрели антиметаболиты нуклеинового обмена (производные и аналоги фолиевой кислоты, пиримидиновых и пурановых оснований).

Еще в глубокой древности для лечения злокачественных опухолей широко пользовались растительными экстрактами и настоями. В последние годы проводится детальное изучение структуры и биологических свойств химических соединений, обусловливающих целебное действие растительных экстрактов. Ведутся работы и по выделению подобных веществ из растений. Наиболее обширна группа тех природных противоопухолевых веществ, молекулы которых содержат гетероциклические атомы, например, алкалоиды.

С 1965 г. в СССР в медицинской практике применяют колхамин, выделенный из луковиц безвременника. По своим лечебным свойствам он близок к известному за рубежом колхацину, но отличается от него химическим составом и меньшей токсичностью (в 7–8 раз). Этот препарат применяется для лечения рака пищевода, чаще всего совместно с сарколизином. При использовании колхициновой мази для лечения рака кожи 95–97 % больных полностью излечиваются.

Современная лекарственная химия стремится теперь не столько к выявлению веществ, обладающих противоопухолевыми свойствами, сколько к поиску препаратов для лечения опухолей, еще не поддающихся лекарственной терапии.

Эффективные противоопухолевые препараты создают ученые разных специальностей — химики, медики, фармакологи. Успешное решение проблемы лекарственного лечения опухолей будет во многом зависеть от объединения ученых разных стран.

Недалек тот день, когда медики в союзе с химиками выйдут победителями в борьбе и с вирусами, и со злокачественными опухолями, разгадкой тайн которых в течение многих лет занимаются ученые всего мира.

Рекомендуемая литература

Абу Али Ибн Сина /Авиценна/. Канон врачебной науки. Ташкент, 1956, кн. II.

Ахматова Б. Полезные лекарственные растения. Уфа, 1962.

Белецкий К. П., Воронцова А. Л., Карпухина А. М. Лекарственные растения в терапии злокачественных опухолей. Киев, 1966.

Вайнар А. О. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М., 1953.

Вульф Е. В., Малеева О. Ф. Мировые ресурсы полезных растений. Л., 1969.

Гаммерман А. Ф., Блинова К. Ф., Кондратенко Я. Т., Кур С. Д. Руководство по заготовке лекарственных растений. М., 1959.

Генри Т. А. Химия растительных алкалоидов. М., 1966.

Государственная фармакопея СССР. М., 1968, вып. 10.

Желтаков М. М., Сомов Б. А. Аллергия к лекарственным веществам. М., 1968.

Землинский С. Е. Лекарственные растения СССР. М., 1958.

Йорданов Д., Николаев П., Бойчинов А. Фитотерапия. София, 1968.

Ковалева Н. Г. Лечение растениями. М., 1972.

Лекарственные растения СССР. М., 1967.

Машковский М. Л. Лекарственные средства. Изд 6-е. М., 1967.

Мультановский М. Н. История медицины. М., 1967.

Оголовец Г. С. Энциклопедический словарь лекарственных, эфиромасличных и ядовитых растений. М., 1951.

Павлов Н. В. Растительное сырье Казахстана. М.; Л., 1947.

Токин Б. П. Губители микробов — фитонциды. М., 1960.

Фруентов Н. К., Кадаев Г. Н. Ядовитые растения. Хабаровск, 1971.

Шретер Г. К. Лекарственные растения и растительное сырье, включенные в отечественные фармакопеи. М., 1972.

Примечания

1

В народной медицине для лечения рака давно пользовались некоторыми видами молочая — довольно распространенного многолетнего (иногда и однолетнего) травянистого растения. Возможно, что подобным лечебным действием он обязан содержанию в нем кумаринов.

2

Осенью 1966 г. А. Шакиров получил из Ленинградского научно-исследовательского Института Арктики и Антарктики посылку, в которой были образцы мумие, найденные в разных районах Антарктиды на земле Королевы Мод, на территории от Земли Эндерби до Земли Уилки. По своему химическому составу оно близко к среднеазиатскому.

3

Ятрохимия— направление в науке XVI–XVII веков, стремившееся поставить химию на службу медицине.

4

Так, бромная вода вызывает угнетение амилазы (фермента слюны), диастазы (фермента панкреатической железы), амилазы печени и сыворотки крови. Бромид калия активирует панкреатическую железу, амилазу сыворотки крови и печени. Аналогично действует и бромид натрия.

5

Так, в фасоли, горохе и бобах содержится марганца 15, меди 3–7, цинка 44–52, в свекле — 10–14 мг. Больше всего марганца содержится в чае — 150–200 мг.

6

Бражникова М. Г. Антибиотики. — Знание — сила, 1948, № 1, с. 35.

7

Если в молекуле содержится две двойные связи, то такое вещество называется — диен, три связи — триен, четыре — тетраен.

8

Адренокортикотропный гормон.

9

Амосов Н. Мысли и сердце. М.: «Молодая гвардия», 1969, с. 69–70.

Content

Б. Я. Розен, Ф. С. Шарипова
Химия — союзник медицины

1. Зеленая аптека

2. Овеянное легендами мумие

3. Целительные атомы

4. Тропой разгаданных тайн

5. Невидимые помощники медиков

6. Соревнуясь с природой

7. К новым победам медицины

Рекомендуемая литература

Примечания