Эта увлекательная химия

Антибиотиков сейчас известно очень много. Они имеют различное химическое строение. Молекула стрептомицина, например, состоит из трех углеводных остатков. Молекула грамицидина С, выделенного советсткими учеными, построена из аминокислот, образующих кольцо; интересно, что одна из аминокислот представлена D-формой — это D-фенилаланин.

Стрептомицин

Грамицидин С

Тетрациклин

Как же действуют антибиотики? Они весьма различаются по своей химической структуре — здесь и углеводы, и гетероциклы, и полипептиды. Различаются они и механизмом действия на вредные бактерии.

Например, известно, что пенициллин не дает возможности бактерии производить вещества, из которых она строит свою клеточную оболочку. А бактерия без оболочки — уже не бактерия.

Тетрациклин и стрептомицин (и некоторые другие антибиотики) не позволяют бактерии синтезировать специальные белки, нарушая таким образом ее жизненный цикл. Антибиотик актиномицин вмешивается в процесс образования белка на самой ранней стадии- на стадии биосинтеза матричной РНК на молекуле ДНК. Тетрациклин препятствует прикреплению РНК к рибосоме. Стрептомицин вместо РНК вклинивается в рибосому и все время "путает" процесс считывания с мРНК. К сожалению, бактерии постепенно приспосабливаются к присутствию антибиотиков; появляются новые штаммы, на которые данный антибиотик уже не действует. Поэтому перед микробиологами, фармакологами и химиками постоянно стоит задача создания новых антибиотиков, чтобы держаться "впереди микробов" в этом соревновании.

Многоликие алкалоиды

В 1943 г. швейцарский химик А. Гофман исследовал различные вещества основного характера, выделяемые из растений. Эти вещества, содержащие атом азота, называются алкалоидами (т. е. подобными щелочам). Однажды химик случайно взял в рот немного раствора диэтиламида лизергиновой кислоты (ЛСД), выделенного из спорыньи,- грибка, растущего на ржи. Через несколько минут у исследователя появились признаки шизофрении — начались галлюцинации, сознание помутилось, речь стала бессвязной. "Я чувствовал, что плыву где-то вне своего тела, — описывал впоследствии свое состояние химик. — Поэтому я решил, что умер". Спустя 12 часов все эти симптомы прошли, и Гофман понял, что он открыл сильнейший наркотик, галлюциноген. Оказалось, что достаточно 0,005 мг ЛСД попасть в мозг человека, чтобы вызвать галлюцинации.

Собственно, Гофман мог предполагать, что ЛСД окажет такое действие на мозг, и обращаться с ним поосторожнее. Ведь многие алкалоиды принадлежат к нервным ядам, наркотикам. Еще с 1806 г. был известен морфин, выделяемый из сока головок мака.

Мы уже говорили, что лекарства и яды — нередко вещества одной природы и что в небольшой концентрации яды могут выступать как лекарства. Действительно, морфин — очень хорошее обезболивающее средство. Однако при длительном применении этого препарата у человека вырабатывается к нему привычка, организму требуются все большие дозы наркотика. Развивается наркомания; проявляются характерные симптомы: человек худеет, испытывает слабость, резко снижаются его умственные способности. Таким же действием обладает сложный эфир морфина и уксусной кислоты — героин.

Морфин

Героин

В маковом соке — опии содержится помимо сильных наркотиков еще и такой полезный алкалоид, как папаверин. Это сосудорасширяющее средство, помогающее при гипертонии.

Алкалоиды — весьма обширный класс органических соединений, оказывающих самое различное действие на организм человека. Здесь и сильнейшие яды (стрихнин, бруцин, никотин), и полезные лекарства (пилокарпин -средство для лечения глаукомы, атропин-средство для расширения зрачка, хинин — препарат для лечения малярии). К алкалоидам относятся и широко применяемые возбуждающие вещества — кофеин, теобромин, теофиллин.

Кофеин

Интересно, что некоторые алкалоиды являются противоядиями по отношению к своим собратьям. Так, в 1952 г. из одного индийского растения был выделен алкалоид резерпин, который позволяет лечить не только людей, отравившихся ЛСД или другими галлюциногенами, но и больных, страдающих шизофренией.

Несколько слов о снотворных

Вещества, вызывающие сон, относятся к разным классам, но наиболее известны производные барбитуровой кислоты. Эти соединения получаются при взаимодействии диэфиров замещенных малоновых кислот с мочевиной. Так, если взять диэфир диэтилмалоновой кислоты, то получим диэтилбарбитуровую кислоту, называемую также вероналом, или барбиталом,

Веронал

HN-СО C₂H₅ Из фенилэтилмалоновой кислоты получается . люминал (фенобарбитал), из других замещенных малоновых кислот — мединал, амитал, нембутал, эвипан и т. д. Все эти вещества — очень эффективные, относительно безвредные снотворные средства, широко применяющиеся в медицине.

Если болит голова

У вас заболела голова и вы глотаете таблетку амидопирина (пирамидона), не задумываясь о структуре этого вещества. Но когда боль пройдет, вам, может быть, будет интересно узнать кое-что об этом лекарстве.