Химия — союзник медицины

Древним медикам были хорошо известны лечебные свойства мышьяка и его соединений. В Европе же препараты, содержащие мышьяк, были введены в медицинскую практику лишь в XVI веке Парацельсом.

Для лечения болезней применяется множество новых препаратов мышьяка — преимущественно его органических соединений — осарсол, новарсенол, миарсенол и др. При лечении хронического миелоидного лейкоза врачи прописывают арсенаты натрия и калия, в зубной практике — мышьяковистый ангидрид.

Кариес считается одной из самых распространенных болезней. Сначала разрушается эмаль зуба, затем постепенно образуется дупло — кариозная полость. Если вовремя не обратиться к зубному врачу, то может обнажиться пульпа — ткань, в которой находятся кровеносные, лимфатические сосуды и нервы. Иногда начинается воспаление пульпы. В таких случаях, прежде чем пломбировать зуб, врач вынужден сначала убить нерв. Пациенту на обнаженную пульпу кладут несколько мельчайших крупинок мышьяка. Спустя сутки-двое ощущается его целительное действие. Теперь уже врач может спокойно удалить пульпу, заполнить кариозную полость каким-либо антисептиком и запломбировать зуб.

Хотя мышьяк в организме человека был найден еще в 1838 г. французским ученым Орфили, его биологическая роль до сих пор окончательно не выяснена. Малые дозы мышьяка благотворно влияют при потере аппетита, малокровии, некоторых нервных расстройствах. Его действие, с другой стороны, проявляется в блокировании активности ферментов у микроорганизмов. Это вызывает торможение окислительных процессов и, следовательно, задержку в размножении микробов.

Из общего количества мышьяка (0,008 мг на 100 г живой ткани) большая часть его содержится в волосах, ногтях, коже, печени, почках.

Издавна знакомы медикам и целебные свойства аналогов мышьяка, находящихся с ним в одной группе таблицы Менделеева, — сурьмы и висмута.

Египетские и вавилонские женщины пользовались румянами, содержащими сурьму, еще за 2500 лет до нашей эры. На восточных базарах торговали краской для чернения бровей, в состав которой входили сернистые соединения сурьмы (от турецкого слова «сурьма» — натирание бровей). В русскую химическую номенклатуру название сурьмы было введено лишь в 1824 г. М. Ф. Соловьевым. Препараты сурьмы наряду с косметическими средствами применяли в древности и для лечения кожных болезней.

Наиболее полные сведения о сурьме, ее использовании в медицине и косметике приведены в труде известного немецкого средневекового алхимика Василия Валентина «Триумфальная колесница Антимония». Как и многие другие алхимики, он считал, что болезни возникают в организме человека и животных в результате накопления в крови каких-то вредных примесей. В то время алхимикам и металлургам было хорошо известно, что расплавленная сурьма растворяет многие металлы. Уже тогда ею пользовались для очистки золота от примесей. Следовательно, как рассуждал Василий Валентин, сурьма пригодна для очищения человеческого тела от болезней. Исходя из этих соображений, он усиленно пропагандировал препараты сурьмы для лечебных целей и сам пытался ими лечить. Высоко оценивая целительное действие сурьмы, он предупреждал, что это сильный яд и пользоваться им нужно осторожно, в малых дозах.

Будучи близким «родственником» мышьяка, сурьма оказывает сходное с ним фармакологическое и токсическое действие. Подобно мышьяку, она угнетает активность биологических катализаторов. При остром отравлении также раздражаются слизистые оболочки верхних дыхательных путей, глаз и кожи. При длительном соприкосновении с соединениями сурьмы отравление может стать хроническим: нарушается обмен веществ, возможны изменения в сердечной мышце, наблюдается расстройство нервной системы, возникают дерматиты (воспаление кожи).

Все лекарственные препараты сурьмы быстро всасываются и накапливаются преимущественно в печени, причем соединения трехвалентной сурьмы более активны и токсичны, чем пятивалентной. В современной медицинской практике пользуются препаратами сурьмы для лечения гельминтозов и лейшманиоза.

Подобно сурьме, висмут и его соединения были известны медикам и алхимикам с древних времен.

Впервые висмут (от старонемецкого слова «бисмут» — белый металл) был выделен в чистом виде И. Поттом.

Висмутовые мази и препараты применяют для лечения дерматитов, некоторых форм экземы, язвах желудка и двенадцатиперстной кишки. Нерастворимые или труднорастворимые соединения висмута плохо всасываются, обладают хорошими вяжущими противовоспалительными и антисептическими свойствами.

При длительном пользовании висмутовыми лекарствами иногда по краю десен появляется серая каемка — признак пересыщения организма висмутом. В таких случаях прописывают аскорбиновую кислоту.

Так в одном строю издавна несут медицинскую службу соединения разных металлов и неметаллов.

4. Тропой разгаданных тайн

Испанские колонизаторы, хлынувшие в поисках легкой наживы в начале XVI века в Перу, Мексику, Чили, испытывали огромные страдания от болотной лихорадки. Лучшие европейские врачи были бессильны в борьбе с этой мучительной и изнуряющей болезнью. В то же время местные лекари успешно лечили индейцев, заболевших малярией, корой неизвестного европейцам дерева.

Первой европейской женщиной, получившей исцеление от коры экзотического дерева в 1638 г., была графиня Цинхона, супруга тогдашнего вице-короля Перу. В честь Цинхоны его назвали «хинхона», или «хина». Хинная кора впоследствии спасла жизнь многим европейцам.

Кора высоких стройных деревьев, издали несколько напоминающих нашу ольху, явилась ценнейшим противомалярийным лекарством для народов всего мира. Перуанское правительство получало значительные доходы от экспорта хинной коры за океан. Был издан декрет, запрещающий вывозить из страны деревца, черенки, семена этого дерева. Но европейцам удалось вывезти его семена. Хинное дерево стали разводить во многих тропических странах — Мексике, Индонезии, Новой Зеландии и др. Добыча хинной коры составляла свыше 500 тыс. кг в год.

Хинная кора привлекла внимание не только медиков, нашедших в ней эффективного союзника для борьбы с малярией, но и химиков, стремившихся разгадать ее тайны. Изучив состав коры, они обнаружили в ней органическое вещество — хинин, которое собственно и излечивает малярию.

Большой спрос на хинин побудил химиков заняться изысканием способов искусственного получения этого ценного лекарства.

В начале 50-х гг. прошлого века профессор Лондонского химического колледжа дал задание своему студенту Вильяму Перкину синтезировать хинин. При выполнении поручения он использовал анилин (открытый в 1842 г. русским химиком Н. Н. Зининым), который обрабатывал разными солями и щелочами. Однажды при нагревании анилина совместно с серной кислотой и хроматом калия к концу опыта на дне колбы образовалась густая смолистая масса, плотно приставшая к стеклу. Студент стал отмывать эту массу спиртом и вдруг спирт окрасился в пурпурный цвет. Такую же окраску приобрела и шерстяная пряжа, опущенная в колбу. Так, в поисках хинина был открыт первый анилиновый краситель — мовеин.

Неудача лондонского студента не обескуражила химиков. Попытки синтезировать хинин, хотя и безуспешно, продолжались еще почти три четверти столетия, и лишь в 1931 г. был синтезирован гидрохинин, незначительно отличающийся по составу от хинина.

Казалось, у хинной коры появился опасный соперник, и монополии природного хинина в борьбе с малярией пришел конец. Но вскоре выяснилось, что получение синтетических препаратов обходится дорого. Однако эти исследования помогли установить строение хинина и дали толчок к созданию новых синтетических антималярийных лекарств.

В состав молекулы хинина входит хинолиновое кольцо. Это навело химиков на мысль синтезировать ряд хинолиновых соединений и испытать их в качестве антималярийных препаратов. Одно из них, синтезированное в 1924 г. немецким химиком Шулеманом и названное плазмохинином, оказалось более эффективным, чем природный хинин. У некоторых больных лечение хинином вызывает головные боли, тошноту, шум в ушах. Иногда хининовая интоксикация проявляется еще резче: у больного кружится голова, подкашиваются ноги, учащенно бьется сердце. Плазмохинин и другие синтетические противомалярийные средства не вызывают этих симптомов.