ХИМИЯ ЖИЗНИ И ЗДОРОВЬЯ. Особенности действия веществ на живой организм

ХИМИЯ ЖИЗНИ И ЗДОРОВЬЯ. Особенности действия веществ на живой организм

Когда появилась потребность в химии как подлинной науке, объединяющей практические сведения о превращениях веществ, возник во­прос: чем конкретно она должна заниматься, в чем должна помогать людям?

Тогда же была сделана попытка ограничить задачи химии только помощью врачам в изго­товлении всевозможных лекарств и снадобий. Но для неокрепшей науки такая задача была непосильной.

Связь между строением молекулы какого-либо вещества и действием ее на живой орга­низм оказалась настолько сложной, что плано­мерная работа по изобретению лекарственных веществ, так называемая рациональная химиоте­рапия, стала возможной лишь при высоком уров­не развития химической науки. Преждевре­менно было навязывать химии медицинские цели тогда, когда она только выходила из мрака алхимических подземелий.

ОСОБЕННОСТИ ДЕЙСТВИЯ ВЕЩЕСТВ НА ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ

О трудностях, особенно характерных для данной области химического синтеза, полезно составить наглядное представление, прежде чем знакомиться с ее удивительными достиже­ниями.

Первая трудность состоит в том, что жи­вой организм оказывается очень разборчивым даже к самым незначительным изменениям в строении молекулы вещества. Вот характерный пример.

К числу веществ, молекулы которых сущест­вуют в виде двух оптических изомеров, похо­жих друг на друга, как предмет на свое отраже­ние в зеркале, относится адреналин. Иначе говоря, существует не один, а два адреналина: «левый» и «правый» (рис. 1— цв. табл. ). Оба имеют одну и ту же структурную формулу, одинаковы по внешнему виду, у них один и тот же удельный вес, одна и та же точка плавле­ния, растворимость и пр. И все же это два раз­личных вещества, и они по-разному действуют на живые организмы.

Адреналин играет очень важную роль в хи­мическом «хозяйстве» живых организмов — животных и человека. Его широко применяют врачи при падении кровяного давления, ослаб­лении деятельности сердца и во многих других случаях. Адреналин был синтезирован хими­ками спустя всего 4 года после его выделения в виде бесцветных кристаллов из надпочечников быка. Но действие синтетического адреналина оказалось намного слабее, чем природного. По­чему? Потому, что при химических реакциях получаются и «левые» и «правые» его молекулы, причем те и другие в одинаковом количестве. Действуют же на симпатическую нервную си­стему практически только молекулы одного вида.

Еще более разительный пример представ­ляет самый популярный из витаминов — вита­мин С. Его химическое название — аскорби­новая кислота. И она существует в двух фор­мах: «левой» и «правой». В плодах шиповника вырабатывается «левая» аскорбиновая кислота, она и поступает в аптеки под названием вита­мина С. А ее зеркальный «двойник» — «правая» аскорбиновая кислота,— оказывается, облада­ет прямо противоположным действием на орга­низм: это антивитамин, он не усиливает, а подавляет, сводит на нет деятельность вита­мина С.

Итак, живой организм оказывается иногда чрезвычайно чувствительным к малейшим изменениям в строении молекулы веществ, с кото­рыми он сталкивается. Это одна из особенностей воздействия веществ на живые организмы.

Другая особенность заключается в необы­чайной силе действия. Тот же адреналин яв­ственно действует при введении его в кровь в концентрации 1 : 1 000 000 000. Еще один пример: тироксин (рис. 2— цв. табл.), образующийся в щитовидной железе млекопи­тающих. В 1927 г. он был получен искусствен­но, после чего стали изучать действие тирокси­на на живые организмы. Оказалось, что впрыс­кивание десятой, даже сотой доли миллиграмма тироксина в кровь головастика ускоряет пре­вращение его (как и любой другой личиночной формы животных) во взрослую форму. Так как накопление вещества в организме головастика не успевает следовать за ненормально быстрым превращением, получаются удивительные «кар­ликовые» лягушки.

Химия пришла на помощь медицине, пре­доставив ей лекарства, полученные случайно (например, хлороформ). Затем она вступила на путь синтеза лекарственных веществ, содер­жащихся в природных (растительных и живот­ных) материалах. Наконец, были созданы новые сильнодействующие лекарства, не существую­щие в природе в готовом виде. Рациональная химиотерапия не смогла бы возникнуть, если бы структурная теория не осветила путь к ней.