Эта увлекательная химия

Изучая сложнейшие процессы, происходящие в живой клетке, восхищаясь легкостью, с какой ферменты осуществляют превращения веществ, ученые задумываются: а нельзя ли, поучившись у природы, провести в колбах и реакторах искусственные химические процессы, копирующие, моделирующие биохимические реакции? Начатые по инициативе академика Н. Н. Семенова, такие исследования в области "химической бионики" успешно ведутся в нашей стране под руководством члена-корреспондента АН СССР А. Е. Шилова.

Глава 8. О лекарствах и о ядах

Читатель, возможно, удивится: почему такие разные, можно сказать, противоположные по своему действию вещества мы поместили в одну главу?

Но в том-то и дело, что между лекарствами и ядами нет принципиальной разницы, если рассматривать их химическое строение и механизм взаимодействия с веществами живой клетки. Больше того, одни и те же вещества могут быть и ядами, и лекарствами. В одних случаях данное вещество — яд, в других — лекарство. Конечно же, очень многое зависит от дозы: вещество, которое в малых дозах лечит, в больших может стать ядом.

Лекарственными снадобьями, настоями разных трав люди пользовались еще в глубокой древности. Но о действующих началах этих препаратов — конкретных химических соединениях, излечивающих ту или иную болезнь, узнали только в нашем столетии.

О действии некоторых лекарств мы уже говорили. Что-то разлаживается в сложном механизме живого человеческого организма, начинаются неполадки — болезни. Почему-либо некоторые органы прекращают вырабатывать свою продукцию, и это сейчас же сказывается на состоянии организма. Перестала поджелудочная железа в нужном количестве производить инсулин — появляются признаки сахарной болезни. Лучшим лекарством в этом случае будет сам инсулин.

Но сейчас речь пойдет о лекарствах другого рода.

Для одних — яд, для других — лекарство

В организм человека попали чужеродные живые существа — бактерии, вирусы. Они проникли в клетки, удобно в них устроились и стали с огромной скоростью размножаться, разрушая ткани организма и вырабатывая токсины. Человек болен. Организм борется с не прошенными пришельцами, он мобилизует своих верных защитников — белые кровяные шарики, лейкоциты.

Как помочь организму бороться с болезнью, если она вызвана нашествием микробов — живых частиц, способных к обмену веществ, размножающихся? Наверное, лучше всего подействовать на них каким-ни^ будь ядом, отравить их, но только так, чтобы ,не причинить вреда самому больному. Как найти такие вещества, обладающие избирательным действием?

Этот вопрос задал себе немецкий врач и исследователь Пауль Эрлих. Он заметил, что при введении некоторых красителей в ткани подопытных животных эти красители лучше окрашивают клетки бактерий, чем клетки животного, в которых эти бактерии живут и размножаются. Напрашивался вывод: можно найти такое вещество, которое настолько "закрасит" бактерию, что она погибнет, но в то же время не тронет ткани человека.

В 1904 г. Эрлих нашел краситель, который внедрялся в одноклеточные бактерии трипаносомы, вызывающие у человека сонную болезнь. Вместе с тем для мышей, на которых проводились опыты, этот краситель был безвреден. Эрлих опробовал краситель на зараженных мышах; болезнь у них протекала легче, но все же краситель был слабым ядом для бактерий. Тогда Эрлих ввел в молекулу красителя атомы мышьяка — сильнейшего яда для бактерий и для теплокровных животных, а значит, и для мышей. Но Эрлих надеялся, что краситель "утащит" весь мышьяк в клетки бактерий, мышам же его достанется совсем немного.

Так и получилось. Но еще несколько лет понадобилось ученому, чтобы "доработать" свое лекарство. В 1909 г. было синтезировано вещество, избирательно поражавшее трипаносомы, но малотоксичное для теплокровных животных. Это вещество имеет сложное название: 3,3'-диамино-4,4'-дигидрокснарсенобензол. В его молекуле два атома мышьяка. Оказалось, что это вещество — хорошее средство не только против трипаносомы, но и против бледной спирохеты — возбудителя сифилиса (это средство назвали сальварсаном).

Так начиналась химия синтетических лекарственных препаратов.

Почему стрептоцид лечит?

В 30-е годы нашего столетия "вошли в моду" сульфамидные, или сульфаниламидные, препараты, и в первую очередь — "ара-аминобензолсульфамид, так называемый белый стрептоцид. Это довольно простое соединение: производное бензола с двумя заместителями — сульфамидной группой SO₂NH₂ и аминогруппой:

Стрептоцид оказался очень хорошим противобактериальным средством. Было синтезировано множество производных стрептоцида — атом водорода в сульфамидной группе заменяли на самые разные радикалы. Многие из таких производных прижились в медицинской практике — норсульфазол, фталазол, сульгин. Вот формулы некоторых лекарств: