Аркадий Курамшин - Жизнь замечательных веществ

Ряд тетрациклиновых препаратов применяется до сих пор, постоянно создаются их новые модификации – это делается с помощью методики, известной как полусинтез. Суть такого подхода заключается в том, что тетрациклиновый каркас производится тружениками-грибками, а затем химики обрабатывают эти структуры напильником в колбе, модифицируя их, – такой подход позволяет избежать многих дорогостоящих стадий синтеза. Один из таких полусинтетических тетрациклинов – тигециклин, который проявляет активность по отношению к известному возбудителю больничных инфекций – метицилин-резистентному золотистому стафилококку, начал использоваться в клинической практике с 2005 года. Считается, что наиболее эффективный антибиотик тетрациклинового ряда – доксициклин, который справляется с возбудителями бубонной чумы и лихорадки Лайма.

Доксициклин

Однако самым интересным моментом в истории про тетрациклины является то, что сам тетрациклин применялся в качестве антибиотика еще во II тысячелетии до н. э. людьми, которые не шибко морочились ни проблемами борьбы с бактериальными инфекциями, ни проблемами гигиены. Три десятилетия назад Джордж Армелагос, антрополог из Университета Эмори (США), изучал человеческие кости представителей нубийской цивилизации, располагавшейся когда-то на территории современного Судана. Было обнаружено, что при облучении ультрафиолетом кости давали желто-зеленый флуоресцентный сигнал, характерный для тетрациклина, затем тетрациклин был обнаружен в костях с помощью метода масс-спектрометрии.

Дальше – больше: анализы показали, что тетрациклин принимали все члены общины, останки которых антропологи анализировали, – даже дети. Предполагается, что причина малоестественной подпитки антибиотиками – древнее нубийское пиво – ферментированная кашица, ничуть не напоминающая пиво сегодняшнее. Зерно, использовавшееся пивоварами, хранилось в грязных емкостях, в которых почвенные микроорганизмы Streptomyces цвели и размножались, вырабатывая тетрациклин. В результате оказалось, что товарищи из Нубии, потреблявшие это пиво, отличались немеряным по тем временам здоровьем: анализ костей показал, что их обладатели не болели инфекционными заболеваниями, – тот самый случай, когда пиво с утра было не только вредно, но и полезно.

История тетрациклина интересна и поучительна. Случайно выведенное в грязных чанах нубийскими пивоварами, это вещество было осознанно найдено в грязи спустя века и используется до сих пор.

Когда-то давно, в 1996 году в прорабатываемых мною тренировочных заданиях для команды школьников Российской Федерации – потенциальных участников Международной химической олимпиады, мой взгляд зацепился за фразу: «Сидя в кресле стоматолога, химик в первую очередь хочет знать, из чего сделан материал для зубной пломбы». Тогда мне казалось, что, сидя в кресле стоматолога, любой человек, в том числе и химик, думает о том, когда же он сможет из этого кресла выбраться. Шли годы, и после очередного визита к зубоврачевателю я понял, что помимо интереса к тому, сколько еще осталось терпеть его упражнения по гравировке моих зубов, у меня таки появляется интерес к химии стоматологического дела, и я решил собрать про одно из веществ – то, которое маскирует неприятные ощущения при удалении и сверлении зубов, чуть побольше информации. Это вещество – лидокаин.

История лидокаина началась в 1943 году в душном подвале одного из корпусов Университета Стокгольма: два молодых человека сидели друг напротив друга – один был обнажен по пояс, а другой держал в руках шприц, заполненный раствором адреналина.

Хотя дело происходило в разгар Второй мировой в городе, который был наводнен шпионами всевозможных разведок, обнаженный по пояс молодой человек (это был студент Бернгт Люндквист) вовсе не был привязан к стулу и не готовился к допросу с пристрастием. Люндквист вместе с другом и коллегой, молодым преподавателем Нильсом Лофгреном испытывали препарат, который получила группа химиков-органиков, работавших под руководством Лофгрена.

Люндквист только что сделал себе инъекцию раствора белых кристаллов, синтезированных еще одним химиком из этой группы – Ингой Фишер (Inga Fischer). Вещество, которое тогда еще называлось просто LL30, было новым анестетиком. Внезапно во время этих испытаний пульс Люндквиста упал до 25 ударов в минуту, и студент начал терять сознание, и Лофгрен вернул подчинённого к жизни с помощью адреналинового шприца – обо всем этом как о смешном казусе гораздо позже, в 1960-е годы Лофгрен рассказывал в одной из телепередач, куда его пригласили.

Лидокаин

В итоге оказалось, что в малых концентрациях LL30 практически безопасен, и опять же – объектом для подбора таких концентраций были собственные пальцы ученых. Но и даже подобрав безопасную для работы сердца дозу LL30, Люндквист и Лофгрен обнаружили один побочный эффект нового болеутоляющего – оно понижало координацию движений, и химики, добиравшиеся с работы до дома на велосипедах, управлялись с железными конями не без труда.

В наши дни соединение LL30 известно под названием «лидокаин», и оно избавило огромное количество людей (в том числе и меня) от страха перед дантистами именно благодаря своему применению в стоматологии. Небольшой укольчик лидокаином «замораживает» ваш рот так, что вы не чувствуете ни бормашину, ни щипцы зубоврачевателя или зубоудалятеля соответственно. Это замечательное соединение применяется в виде анестетика с 1946 года, первоначально оно фигурировало на рынке под названием «ксилокаин», так как его долгое время считали производным углеводорода ксилола.

Чаще всего мы сталкиваемся с лидокаином в зубном кабинете, хотя он (лидокаин, конечно, а не зубной кабинет) применяется для местной анестезии и в других областях медицины, где его вводят либо также с помощью инъекции, либо в виде крема-пасты. Еще одно медицинское использование лидокаина – средство против аритмии, эта его роль стала знаменитой после того, как в 1960 году лидокаин использовался для лечения болезни сердца президента США Дуайта Эйзенхауэра.