Джордж Зейдан - Ингредиенты. Странные химические свойства того, что мы едим, пьем и наносим на кожу

Предположим, что вы хотели бы сохранить корову на максимально долгое время. Чтобы сделать это, вы должны помешать микробам съесть ее и остановить жизненные процессы в клетках. Лучший способ добиться этого – забальзамировать тело. Одним из самых впечатляющих бальзамировщиков является одна из простейших молекул – формальдегид. Она содержит один атом углерода, один атом кислорода и два атома водорода.

Но не позволяйте простоте строения ввести вас в заблуждение. Формальдегид чрезвычайно (химически) злой и неразборчивый. Видите углерод? Это то, что химики называют дефицитом электронов, потому что кислород оттягивает от себя электронную плотность [51]  Электронная плотность – плотность вероятности обнаружения электрона в данной точке конфигурационного пространства. .

Таким образом, углерод получает немного положительного заряда. Это означает, что он притягивается к частям других молекул, имеющих немного отрицательного заряда.

Где могут быть такие молекулы? Вы сделаны из них. Многие молекулы в каждой вашей клетке подходят для этого: белки, которые борются с инфекциями или помогают хранить и копировать наследственную информацию; жиры, образующие барьер между клетками и окружающей средой; некоторые углеводы, которые вы сжигаете для получения энергии или запасаете на потом; и даже РНК и ДНК, составляющие генетический код. Почти у всех этих молекул внутри есть области, которые, будучи отрицательно заряженными в большей степени, могут вступать в реакцию с формальдегидом. При столкновении с этими отрицательно заряженными областями в других молекулах он и, например, белок могут объединиться. На этом реакция не останавливается. Формальдегид, который уже связался с белком, может вступить в такую же реакцию еще раз и связаться с любой другой молекулой, имеющей немного концентрированного отрицательного заряда. Часто это другой белок или цепь ДНК.

Итак, в начале всего этого процесса у вас может быть три молекулы: огромный белок, сверхдлинная цепь ДНК и крошечная молекула формальдегида. В итоге эти три молекулы становятся одной, связанной малюсеньким формальдегидом.

Бальзамирование формальдегидом – это та же реакция, но в большем масштабе. Представьте, что вы выливаете 22 712 470 миллионов литров суперклея на Нью-Йорк в час пик [52]  Я на самом деле провел этот расчет. Это выглядит примерно так: требуется около 4,5 г формальдегида, чтобы полностью «закрепить» 100 г водорастворимого белка. Если использовать это же соотношение, потребуется три литра суперклея, чтобы полностью обездвижить человека весом 68 кг. Население Нью-Йорка составляет около восьми млн человек; чтобы остановить их, потребуется около 24,5 млн килограммов суперклея. Цианоакрилат, основной компонент большинства суперклеев, имеет плотность примерно 1,1 г на миллилитр, и это значит, что 24 493 987 млн килограммов – это чуть меньше 22 712 470 млн литров. – Прим. авт. .

Всего за несколько минут люди приклеятся к тротуарам, уличным фонарям, дорожным знакам, киоскам с хот-догами и друг к другу. Автомобили, автобусы, грузовики и поезда приклеятся к дорогам и рельсам. Все люди, машины, грузовики, автобусы, поезда и т. д. будут вибрировать на месте, пытаясь вырваться из цепей формальдегидного клея, но нормальное перемещение на большие расстояния останется в прошлом.

Для жизни нужно движение. Молекулам есть куда пойти и чем заняться. Когда это движение прекращается, клеточная жизнь останавливается. С точки зрения бактерии, ищущей еду, формальдегид превращает огромное количество пищи в гигантский бесполезный музей. Это лучший консервант.

Возможно, вы подумали, что химическое вещество, останавливающее жизненные процессы, также будет токсичным. Вы правы, однако оно не такое опасное, как цианид. Чтобы убить взрослого человека, требуется от 10 до 50 граммов 40-процентного раствора формальдегида, и, поверьте, смерть от него не будет приятной. До того как он начал использоваться в качестве жидкости для бальзамирования, его применяли для дубления кож животных. Однажды после суицидального отравления этим веществом врачи отметили, что пациент умер от обширного повреждения легких и «кожистого утолщения стенки желудка». Формальдегид очень токсичен, и нам известно о поразительном числе случаев, когда живым людям он попадал в самые разные отверстия. Как правило, это происходило по глупости. Его случайно вводили в веки трехлетнего ребенка и 59-летней женщины, в десны 23-летнего мужчины (один гениальный стоматолог позволил студенту без присмотра провести удаление зуба), а также в вены пациентов на диализе (вероятно, при этом больным казалось, что их сжигают заживо). Невероятно, но один пациент выжил после 100-миллилитровой клизмы с 4-процентным раствором формальдегида. В моем любимом случае отравления хирург случайно вколол формальдегид прямо в коленную чашечку пациента. Источником был небольшой флакон, в котором хранился кусочек колена того же больного. Он должен был стать памятным подарком в честь успешной операции. Но довольно об этом.

Если бы вы хотели законсервировать Вильгельмину в гигантском герметичном чане, полном этого вещества, то тело сохранилось бы… Ну, на самом деле никто точно не знает, на какой срок. Формальдегид был впервые использован для бальзамирования трупа в 1899 году, и это тело все еще не разложилось. Учитывая это, Вильгельмина могла бы пролежать как минимум 120 лет. Зная о природе этого соединения, можно предположить, что она сохранилась бы на гораздо больший срок.

Итак, теперь мы можем установить теоретические границы нашего мысленного эксперимента с мертвыми коровами. Я называю это континуумом Берты и Вильгельмины:

Еда портится из-за жизни , которая остается в клетках, после того как организм умирает, и завладевает мертвым телом. Ее уничтожение предотвращает разложение.

Поскольку этот континуум относится ко всем мертвым телам, а не только к коровам и потому, что вся еда когда-то была живой, мы можем добавить еще одну строку:

Быстрое разложение Берты, описанное слева, является результатом того, что многие микроскопические формы жизни делают все возможное, чтобы размножаться как можно активнее [53]  Еда не всегда портится из-за микробов. Иногда это происходит в результате химических реакций, происходящих в пище без участия других живых существ. Например, ненасыщенные жиры (скажем, оливковое масло, которое содержит как ненасыщенные, так и насыщенные жирные кислоты, например от 55 до 83 % ненасыщенной олеиновой кислоты) могут прогоркнуть из-за того, что двойные связи в жирах вступают в реакцию с кислородом из воздуха. Двойные связи сами по себе не вступают в реакцию, но могут быть насыщены кислородом и стать одинарными. – Прим. авт. . Корова могла бы стать пищей для человека, но микробы добрались до нее первыми, и ее туша сгнила. Тело Вильгельмины сохранилось, потому что формальдегид чрезвычайно эффективно останавливает жизнь в каждой клетке ее тела, а также в клетках организмов, которые пожирали труп.