Текст книги "Открытия и изобретения, о которых должен знать современный человек"

Автор книги: Сергей Бердышев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 22 (всего у книги 25 страниц)

Химия лекарств

Часто случается слышать призывы алармистов вернуться к природе и запретить промышленность, которая загрязняет окружающую среду. Конечно, перестраивать производство нужно самым решительным образом, чтобы не задохнуться собственными ядовитыми выбросами. Но стоит ли отменять индустрию? Наверное, нет, потому что поддерживает наше цивилизованное существование, устраняя естественный отбор, в т. ч. и производя лекарственные препараты.

Открытия фармакологии

Первобытный человек сильно зависел от жестокого естественного отбора. Находки археологов показывают, что доисторические люди часто болели различными тяжелыми заболеваниями, в т. ч. и хроническими, страдали от инфекций и раковых опухолей, получали травмы скелета, рождались с физическими и психическими отклонениями. Естественно, смертность была в то время чрезвычайно высока. Человек каменного века умирал обычно в возрасте 25–30 лет.

Это происходило потому, что люди не знали химии лекарств. Человек собирал в лесу и в поле растения и минералы, содержащие сильнодействующие вещества. Такое лечение иногда помогало, но зачастую было опасным и вредоносным. Отсюда высокая смертность. Захоронения донесли до нас кости со следами тягчайшей патологии и застарелых болезней.

У первобытного человека не было возможности лечиться. Кроме того, его постоянно преследовал стресс. Сегодня принято считать, что стресс – болезнь нашего времени. Это мнение не совсем верное. Еще первооткрыватель стресса Г. Селье заявлял, что доисторический человек не жил в гармонии с миром и самим собой. Наши пращуры боялись встреч с пещерными львами и прочими опасными животными той эпохи, боялись молнии, бури, духов леса и т. д. Жизнь людей протекала в постоянном стрессе.

Высока была смертность среди новорожденных и грудных младенцев. Ожидать другого и не приходилось, т. к. шаманы при лечении маленьких детей допускали непростительные ошибки. Дремучее невежество дополнялось смирением перед собственным бессилием. Про смерть ребенка говорили: «Бог дал – Бог взял». В этой печальной фразе заключена готовая формула естественного отбора.

Современный человек должен жить долго. Компьютерное моделирование показало, что предел биологического существования человека, заложенный в нас матерью-природой, равняется 160 годам! Мы знаем, что можно победить вирусы и прочие болезнетворные начала. Мы знаем, что против любой болезни можно найти лекарство. Нам уже меньше страшны раны, кровотечения, переломы, обмороки, остановка дыхания. Мы хотим, чтобы наши дети жили, росли крепкими и сильными. Современному человеку противна сама мысль о подчинении жестокому отбору, потому что мы уверенно выходим из-под его власти.

Самым верным средством преодолеть отбор является медицина, особенно фармакология. Любые трудности и испытания, с которыми неизбежно сталкивается человек в своем стремлении подчинить природу, вызывают у него всяческие болезни. Отбор направлен на ослабление и уничтожение. Задача человека прямо противоположна – укреплять и преумножать здоровье.

Самым ранним открытием фармакологии следует считать само обнаружение лекарственных веществ. Оно произошло совершенно случайно, во время отслеживания первобытным охотником диких зверей и изучения их повадок. Животные во время болезни инстинктивно поедают побеги, листву или корневища растений, содержащих сильные защитные вещества, благоприятно влияющие на живые клетки. Эти растения назвали лекарственными растениями. Опытным путем, через пробы и ошибки, древние знахари изучили их свойства.

Кроме того, изучались свойства прочих природных веществ – минеральных вод и горных пород. Потребность в исцеляющих средствах заставляла человека пробовать все подряд. В античности лекарственные формы приобретают широкое распространение, а попутно начинается производство лекарств. Этим занимались аптекари, которые не только собирали травы и минералы, но и приготовляли из них определенные лекарственные формы, а также придумывали многокомпонентные составы. То есть они составляли смеси из разных веществ и получали новое средство, которое нельзя найти в природе.

Однако ятрохимия, т. е. химия лекарств, зародилась лишь в средние века. Эта наука представляла собой сначала одно из направлений алхимии. Важнейшими задачами ятрохимии для большинства алхимиков считались получение трех веществ, два из которых имеют самое непосредственное отношение к медицине: философского камня, эликсира молодости и панацеи. Под панацеей понимается мифическое лекарство от всех болезней.

Эликсир молодости, как нетрудно заключить из названия, возвращал людям здоровье, силу и цветущий вид. В качестве дополнительной рекламы не созданного еще товара алхимики использовали невыполнимое обещание вернуть старикам и старухам потенцию и сексуальность юности. Несмотря на строгие нравы Средневековья, реклама оказалась невероятно действенной и вводила в заблуждение тысячи наивных простаков. Некоторые алхимики всерьез верили в возможность получения данных чудодейственных препаратов.

К числу этих мечтателей относился и один из основателей ятрохимии Т. Б. фон Гогенгейм, более известный как Парацельса. Он верил, что лекарства – это яды. Они полезны только потому, что принимаются строго отмеренными минимальными дозами. Эти яды, способные убить здорового человека, при верном применении подавляют болезнь. В дальнейшем развитие подобных взглядов привело к возникновению аллопатии, на которой основана почти вся современная фармакология.

Аллопатия – детище медицины Нового времени. Это направление науки считает, что болезнь необходимо подавлять, избавляясь при этом от ее синдромов. Действие препарата должно обязательно вызывать эффект противоположного. То есть при жаре надлежит употреблять жаропонижающее, при кашле – подавляющее кашель, при диарее – закрепляющее и т. д. Аллопатия признана во всех странах, отношение же к ее сопернице гомеопатии неоднозначно.

Гомеопатию создал немецкий доктор С. Ганеман в 1805 г. Однажды он ознакомился с сочинением о лечебном эффекте коры хинного дерева, которая являлась в то время единственным лекарством от лихорадки. Хотя доктор и не страдал лихорадкой, но решил попробовать кору хины, чтобы проверить силу ее действия. Вдвойне его интересовало, каким образом скажется влияние хины на здоровый организм. Действие коры превзошло все ожидания Ганемана. Самочувствие доктора постепенно ухудшалось, и вскоре он заболел, причем признаки заболевания в точности повторяли симптомы обычной лихорадки.

Ганеман провел несколько лет затворником, поглощенный своими экспериментами. Опыты над собой убедили доктора, что кора хинного дерева неизменно вызывает у здорового человека те симптомы, которые устраняет у больного лихорадкой. По прошествии некоторого времени Ганеман провозглашает, что подобное лечится подобным. То есть болезни нужно исцелять теми препаратами, которые приводят к возникновению сходных болезней у здоровых людей. Ганеман создает целое направление в медицине, получившее название гомеопатии (от греческого homaeo – «подобный»).

Гомеопатический метод, предложенный доктором Ганеманом, оказался удобен во многих отношениях. К примеру, врачу необязательно ставить диагноз. Нужно лишь точно описать симптомы заболевания и подобрать к ним соответствующий препарат. Доктор Ганеман достиг славы и известности, однако в научном мире его многие так и не признали. Сегодня Россия является одной из немногих стран, где в официальной медицине сложилось уважительное отношение к гомеопатическому методу лечения, который выступает в качестве дополнения к аллопатии. Также гомеопатия распространена в ряде европейских государств, за исключением Германии, и в Индии. В США метод почти не практикуется.

Современную гомеопатию редко называют лечением подобным, она получила новое название – медицина малых доз. Употреблять гомеопатические препараты нужно только в крайне малых дозах, которые получаются из настоек и вытяжек путем потенцирования. Степени потенцирования, представляющего собой проводимое строго определенным образом разбавление лекарственного начала, обозначаются порядковыми номерами. При максимальном разбавлении лекарственное начало полностью выводится из препарата, но он сохраняет свою силу.

Растворитель обладает способностью изменять физические свойства под влиянием растворившихся в нем веществ. Он сохраняет в своей молекулярной структуре следы пребывания чужих молекул. Это свойство называют «памятью воды», хотя такая своеобразная память присуща не только воде, но и спирту, а также другим веществам, применяемым для растворения лечебного начала. Не следует думать, будто гомеопатия имеет какие-то исключительные преимущества перед традиционной аллопатией. Неправильно подобранные и неверно принимаемые гомеопатические препараты чрезвычайно опасны для здоровья.

Начало XX-го столетия было ознаменовано одним из величайших открытий в области химии лекарственных препаратов. Возникновение и необычайная популярность гомеопатии во второй половине XIX столетия не были игрой случая. Расположение к ней во многих странах объяснялось вопиющими недостатками аллопатического метода, изжитыми лишь в прошлом веке. Аллопаты нередко прибегали к весьма сомнительным приемам лечения, ныне отвергнутым медициной. Эффективность аллопатического метода многократно возросла после открытия антибиотиков.

Медики традиционного направления в начале XX в. настойчиво искали средства, которые отвечали классическому правилу аллопатии – противоположное противоположным. Поскольку после открытий Л. Пастера стало известно о вредном воздействии на организм болезнетворных микробов, то медицина стала искать способы подавления их активности. Ослабление попавших в организм человека возбудителей инфекций означало аллопатический путь исцеления болезни.

Некоторые антибиотики были известны человеку с незапамятных времен. Это фитонциды, к которым относятся летучие лечебные вещества лука и чеснока. Но в узком смысле слова антибиотиками называется небольшая группа токсичных веществ, вырабатываемых некоторыми бактериями, преимущественно актиномицетами, и микроскопическими грибками.

Первый антибиотик, пригодный для клинического применения, был получен в 1929 г. А. Флемингом из плесневого грибка пенициллиума. От названия этого грибка происходит и название антибиотика, ныне хорошо известного всем. Препарат был назван пенициллином. На его основе в настоящее время получено немало ценных лекарств.

К 1942 г. ученые открыли еще несколько подобных веществ, тогда З. Ваксман предложил термин «антибиотики» для обозначения данной группы препаратов. Он произвел новое слово от корней греческого происхождения: anti означает «против», a bios – «жизнь». Эти химические соединения очень ядовиты, они убивают болезнетворные микроорганизмы или подавляют их размножение, а также задерживают рост злокачественных опухолей.

На сегодняшний день широко применяются только 60 веществ данной группы, тогда как химики открыли 4000 антибиотиков. Немногие антибиотические препараты получают путем хемосинтеза. Фармацевтическая промышленность получает эти вещества микробиологическим синтезом. То есть антибиотики выделяют из бактерий и грибков, выращиваемых в специальных чанах на заводах по выпуску лекарственных препаратов.

Изобретены лекарственные формы

Создать лекарство недостаточно, необходимо, чтобы лечение новым препаратом приносило ощутимый результат. Эффект от приема фармакологических средств неотвратимо снижается из-за их неточного действия. Требуется для начала разработать сильнодействующие вещества, безопасные для здоровья, а это очень сложно сделать. В результате курс лечения становится малоэффективным или даже опасным. Конец прошлого и начало нынешнего века ознаменованы прорывом медицины в данном направлении.

Способность воздействовать на организм человека, на протекающие в нем физиологические процессы напрямую зависит от вида лекарственного препарата и способа его введения в организм. Есть вещества, предназначенные для подкожных, внутривенных или внутримышечных инъекций, а также для приема в виде порошков, растворов, эмульсий, таблеток, драже и т. д. Есть аэрозоли для ингаляций. Есть мази и кремы, действие которых проявляется при втирании в кожу. Все перечисленные разновидности являются лекарственными формами.

Различные лекарственные формы были изобретены еще в древности. Во времена родового строя знахари умели приготавливать порошки, отвары, настойки и целебные мази. Сегодня, по прошествии многих тысяч лет, медики и фармацевты создают все более удачные лекарственные формы, чтобы повысить эффективность доставки препарата к очагу болезни. Фактически наука располагает возможностями изготавливать все вещества в виде одной-единственной формы. Скажем, в виде пилюли или раствора.

И все же врачи этого не делают, но предпочитают использовать в разных случаях примочки, инъекции, порошки и т. п. Каждый раз лекарственный препарат подбирается именно в той форме, которая соответствует назначенному курсу лечения. Сделано это было исключительно в целях наиболее действенного транспорта препаратов к очагу болезненного процесса. Совершенствование транспорта препарата стало ныне главной задачей медицины и фармакологии после поиска новых химических соединений.

Ожидается в ближайшем будущем увеличение числа разнообразных лекарственных форм. Вскоре медицина изменится коренным образом благодаря новым оригинальным разработкам. Если требуется проводить выборочное лечение пищеварительного тракта, то можно использовать радиоуправляемую пилюлю. Она представляет собой миниатюрное устройство с катушкой индуктивности и баллончиком для действующего вещества. Заряженная пилюля принимается пациентом, после чего врачи наблюдают за ее передвижениями с помощью рентгеновского аппарата.

Едва мини-устройство достигает нужного отдела желудочно-кишечного тракта, врач включает генератор высокой частоты, через антенну возбуждающий в катушке пилюли электрический ток. Этот ток пережигает тончайшую проволочку, удерживающую пружину выброса иглы. Игла предназначена для того, чтобы проколоть баллончик с лекарством. Оно вытекает из проколотого отверстия и поступает в пищеварительную систему.

Если необходимо ввести лекарство в определенный отдел кровеносной системы, то здесь помогут липосомы. Это жировые тельца, в которые помещается препарат. Тельца свободно попадают в любой отдел кровеносной системы. Капсула с лекарством не обязательно должна быть подвижной, это может быть вшитое устройство, которое автоматически вводит в кровеносную систему вещество определенными порциями и распределяет его. Перспективны подобные имплантанты для периодического распределения гормональных контрацептивов в женском организме.

Уже сегодня диабетики перестают пользоваться шприцами, заменяя их пульверизаторами, сходными по принципу действия с пульверизаторами, используемыми при лечении астмы. Ученые разрабатывают облатки, которые по мере рассасывания внутри какого-либо органа или полости тела высвобождают лекарственное вещество. В первую очередь такие облатки перспективны при лечении злокачественных опухолей. Полипептидные препараты для заживления хирургических ран, возможно, будут содержаться в самих нитках для швов.

В обозримом будущем изменится и способ диагностики заболеваний. Рутинная работа по проведению анализов будет выполняться роботами. Первый образец медицинского робота был представлен в 1989 г. Устройство под названием «Аутолаб» представляет собой программируемый диагностический аппарат, способный проводить разнообразные биохимические тесты. «Аутолаб» снабжен манипуляторами («руками») и рассчитан на быстрое проведение самых различных анализов, вплоть до сложнейших – обнаружения рака и СПИДа, обследования беременных, пренатальной диагностики.

До рождения

Наследственность, о которой было рассказано в одном из предыдущих разделов, чрезвычайно удивительна. Именно благодаря наследственности дети похожи на своих родителей. Но по ее же вине ребенок может быть совершенно непохож на папу и маму, а иметь что-то общее с дедушками, бабушками, дядями, тетями и прочими дальними родственниками. Американский писатель О. Холмс по этому поводу заметил следующее: «Наследственность – омнибус, в котором нас сопровождают наши предки; то и дело кто-нибудь из них высовывается оттуда, ошеломляя нас своим появлением». Впрочем, не столь важно, на кого похож ребенок. Главное, чтобы он был здоров, но и это тоже зависит от наследственности.

Открыты наследственные болезни

Еще Аристотель рекомендовал контролировать брачные отношения в обществе, поскольку нередко в брак вступают люди с такими задатками, которые при соединении в потомстве дают уродство или безумие. Идея улучшения «породы человеческой» получила со временем широкое распространение, однако почти никогда не была научно обоснована. Вот почему евгеника – наука о генетической чистоте человека – находится сейчас в стадии разработок и никаких практических рекомендаций не дает.

Контроль за деторождением является весьма проблематичным направлением медицины, где недопустимы скороспелые суждения на уровне науки античности. Медицинская генетика занимается не менее сложными задачами, но только более прозаическими, чем улучшение генофонда человечества. Генетики, работающие в данном направлении, пытаются защитить людей не от самих себя, но от слепой игры природы, приводящей к возникновению наследственных болезней.

Вещество наследственности – нуклеиновая кислота ДНК – весьма податливо и часто претерпевает различные превращения, вызванные попаданием в клетки вирусов, воздействием токсичных и активных веществ (особенно канцерогенов, способствующих возникновению и росту раковых опухолей), действием ионизирующих излучений или, наконец, элементарными ошибками, происходящими в хромосомах при делении клеток. Возникающие аномалии принято называть мутациями, если перерождается какой-нибудь ген.

Подавляющее большинство мутаций совершенно безвредно, каждый из нас несет в себе мутантные клетки, даже не подозревая этого. Однако существуют и вредные мутации, появление которых ведет к разной степени тяжести нарушениям функционирования клеток. Они могут стать причиной болезней или привести к летальному исходу.

Более серьезные нарушения, которые охватывают целые хромосомы и сказываются в изменении их формы и размеров, называют хромосомными аберрациями. Они непременно приводят к заболеваниям или смерти. При некоторых мутациях и аберрациях ребенок погибает, еще не успев родиться. Происходит естественное абортирование человеческого зародыша. Зачастую случается и так, что заболевание обусловлено неблагоприятным набором родительских генов. При ином сочетании эти гены не дали бы никаких отклонений.

В строгом смысле слова все болезни так или иначе связаны с генами. Наследственность никак не влияет на ожоги, раны, обморожения и т. д., однако от генотипа зависит, насколько быстро произойдет заживление ран и наступит выздоровление. Есть заболевания, вызванные внешними причинами и вместе с тем зависящие от генетического кода. Гены определяют, насколько велика вероятность возникновения именно этого заболевания (т. е. определяют предрасположенность) и как тяжело она будет протекать. Такова, к примеру, гипертония.

Другие болезни – подагра, диабет и т. п. – имеют сугубо генетическую природу, но развиваются лишь под воздействием особых факторов извне. Наконец, есть заболевания, которые возникают у человека неизбежно, если он является носителем неблагополучных сочетаний генов, мутаций или хромосомных дефектов. Такие недуги носят название наследственных, или врожденных, болезней.

О существовании заболеваний, передающихся из рода в род по наследству, люди догадывались давно. Из средневековых хроник известно, например, что подагра преследовала род герцогов Лотарингских и род Медичи. Как бы то ни было, научных исследований в этой области не проводилось вплоть до второй половины минувшего столетия. Лишь в 1956 г. ученые открыли строение человеческого кариотипа, т. е. присущего нам в норме набора хромосом. С тех пор стало возможным непосредственно наблюдать отклонения в кариотипе при врожденных болезнях, вызванных хромосомными аберрациями.

Первым заболеванием, наследственная природа которого была подтверждена, оказалась болезнь (синдром) Дауна, названная так по имени медика, составившего ее описание. Синдром представляет собой крайнюю степень врожденного слабоумия, дополняемого аномальным развитием или недоразвитием внутренних органов, и иногда сопровождается физическими уродствами. Наиболее типичны для внешнего облика человека, страдающего болезнью Дауна, низкий рост, короткопалость рук и ног, особое выражение лица – приоткрытый рот, специфический разрез глаз. Главной характерной чертой больных является слабоумие.

Эта болезнь присуща всем человеческим расам, причем признаки синдрома выражены настолько отчетливо, что неизменно преобладают над расовыми. Заболевание встречается довольно часто. На 500 родов приходится 1 ребенок с синдромом Дауна. Замечено также, что частота рождения таких больных зависит от возраста родителей, в первую очередь материнского. Для беременных в возрасте от 35 до 40 лет риск родить ребенка с синдромом Дауна гораздо выше, чем для более молодых женщин. Причиной тому служит накопление с годами в клетках человека вредных мутаций, а это уже провоцирует возникновение наследственных дефектов у потомства.

Синдром Дауна вызван довольно редким отклонением в делении хромосом, называемым трисомией. В норме хромосомы внутри клеточных ядер разбиты на пары. Трисомия означает наличие лишней, третьей хромосомы, добавочной к одной из пар. Обычно подобные аномалии встречаются в паре половых хромосом, отвечающих за формирование пола. Одна из половых хромосом может либо отсутствовать, либо иметь дополнительного «попутчика». Это и называется трисомией.

В неполовых хромосомах – аутосомах – случаи трисомии редки. Такие эмбрионы самопроизвольно абортируются. Синдром Дауна является исключением. Данная наследственная болезнь выражена в трисомии 21-й пары аутосом, включающей в себя еще одну хромосому.

Среди остальных частых наследственных аномалий числятся опять-таки трисомии, но теперь уже по половым хромосомам. В норме у человека только две половые хромосомы. Они обозначаются XX у женщин и XY у мужчин, причем X-хромосома определяет женский пол и приводит к рождению девочки, тогда как Y-хромосома является мужской. На каждые 400 новорожденных мальчиков приходится один случай синдрома Клейнфельтера, выражающегося в недоразвитии половых признаков и неправильных пропорциях тела. Кариотип больных мальчиков нарушен, т. к. в клетках присутствует лишняя X-хромосома. Трисомия выглядит следующим образом: XXY.

Многочисленные аномалии в строении органов вызывает синдром Тернера, встречающийся у девочек. Частота этого заболевания составляет 1 случай на 5000 рождений девочек.

В клетках таких девочек не достает одной X-хромосомы, т. е. их полный кариотип включает в себя лишь 45 хромосом вместо положенных 46. Это уже не трисомия, а моносомия по 23-й паре. Моносомия означает недостачу в паре еще одного хромосомного тельца.

Всего в настоящее время известно свыше 4000 мутаций, вызывающих различные генные болезни. Число хромосомных болезней также чрезвычайно велико. В общей сложности наследственные дефекты являются причиной порядка 40 % нарушений у зародыша. При таком количестве аномалий эмбрион погибает до рождения и абортируется.