Загадки современной химии. Правда и домыслы - Джордж Шварц

Господство лука в сражениях начало сходить на нет после изобретения пороха и огнестрельного оружия в пятнадцатом веке. Последней битвой в Англии, где стороны применяли, главным образом, луки, стала битва при Флоддене в 1513 году между англичанами и шотландцами под водительством короля Якова IV. Обе стороны применяли и артиллерию, но исход битвы решили луки и стрелы. Англичане победили, а шотландский король Яков был убит стрелой. Любопытно, что эту битву вели с соблюдением рыцарского кодекса чести, ибо король Яков за месяц предупредил английского командующего, графа Суррея, о предстоящем нападении, и у англичанина была масса времени на подготовку.

Тисовые деревья часто растут возле английских церквей. Объяснение этому факту таково: считается, что корни тиса настолько тонки, что прорастают в глазницы умерших и не дают им смотреть на мир живых. Другое объяснение заключается в том, что ядовитым тисом обсаживают кладбища, чтобы на них не паслись травоядные животные. Это, действительно, так. В тисе ядовиты все его части, за исключением сочной мякоти ягод. Бывали случаи гибели коров или овец, которые поедали упавшие на землю состриженные побеги тиса.

Токсины тиса, имеющие собирательное наименование «таксины», так ядовиты, что 50-100 г листьев могут убить человека или животное. Интересно, что к яду тиса невосприимчивы белохвостые олени, иммунитет которых к яду тиса обусловлен, по-видимому, случайной мутацией. Эти олени обитают в тисовых лесах, передавая свой иммунитет потомкам из поколения в поколение. Учитывая, что олени очень охотно поедают листья тиса, можно усомниться в справедливости истории о том, что у церквей тис высаживают для того, чтобы животные не паслись на кладбищах.

Алкалоиды таксина нарушают транспорт ионов кальция в клетки, например, в клетки тканей сердца. В результате замедляется ритм сердечных сокращений, снижается артериальное давление и уменьшается сила сердечных сокращений. «Блокаторы кальциевых каналов», например, верапамил, используемый при заболеваниях сердца, действует подобным же образом. Интересно, что Авиценна, прославленный персидский врач и философ одиннадцатого века, рекомендовал экстракт тисового дерева для лечения сердечных заболеваний. Видимо, это было первое в мире назначение блокаторов кальциевых каналов!

Современные блокаторы кальциевых каналов (антагонисты кальция) получают не из тиса, но соединение с очень трудным названием, 10-деацетилбаккатин III, получают именно из тиса. И это очень важное соединение, ибо путем нескольких химических реакций его можно превратить в паклитаксель, известный под торговым названием Таксол. Это лекарство назначают для лечения рака молочной железы, яичников, легких и поджелудочной железы. Паклитаксель был обнаружен в коре тихоокеанского тиса, Taxus brevifolia, американской экспедицией, занимавшейся в пятидесятые годы поиском лекарственных растений. Противоопухолевая активность экстрактов из коры тихоокеанского тиса была обнаружена в 1963 году, а активное вещество, паклитаксель, было выделено и очищено в 1969 году. Через два года была установлена его молекулярная структура. Коммерческое производство препарата требует, однако, такого количества коры, что может поставить под угрозу исчезновения этот растительный вид.

Усилия по поиску синтетического способа синтеза активной молекулы, предпринятые многими исследовательскими группами, увенчались успехом. К сожалению, эти методы коммерчески нежизнеспособны, но само их открытие делает возможным синтез в будущем производных, которые, возможно, окажутся более эффективными, чем паклитаксель.

Доктор Роберт Холтон из университета штата Флорида был одним из ученых, сумевших синтезировать активное вещество из исходных простых соединений, но лекарство все равно получилось полусинтетическим, потому что исходным сырьем послужил 10-деацетилбаккатин III, добываемый из игл европейского тиса, то есть из возобновляемого источника, что может привести к практически значимому результату. В 1990 году компания «Бристол-Майерс Сквибб» купила лицензию на производство паклитакселя у университета Флориды, что принесло 200 миллионов долларов университету и самому Холтону. Природа поставляет сырье, но понадобились глубокие знания химии, чтобы превратить это сырье в эффективное противоопухолевое лекарство.

В детстве я с родителями жил в Шопроне, в Венгрии, где у нашей семьи была одна традиция. По воскресеньям мы совершали вылазку в сосновый лес в окрестностях города и шли в Карольмагашлат, очень живописное место в лесу. В местном баре мы заказывали «корозотт» – смесь масла, деревенского сыра и, конечно, паприки, которую намазывали на хрустящий свежий хлеб. Потом мы шли в лес, где останавливались в Деак-Куте, возле родника, в котором мы мочили ноги. Вода была страшно холодная, но освежала и улучшала настроение. Я с нетерпением ждал прихода воскресенья.

Наш ритуал начался задолго до 1982 года, когда лесное агентство Японии предложило «лесные ванны» как средство релаксации и устранения стресса. В Северной Америке люди, жалующиеся на невыносимый стресс и тревожность, обычно получают от врача рецепт на психотропное лекарство, а в Японии врач, возможно, порекомендует «шинрин-йоку», что в переводе означает «окунуться в лесную атмосферу».

«Окунуться в лесную атмосферу» – это не то же самое, что поход в лес. Это просто прогулка без всякой определенной цели, когда люди бродят по лесу, наслаждаются красотой деревьев, купаются в ручьях и дышат лесным воздухом. Считается, что благотворное влияние оказывает именно этот воздух благодаря наличию в нем «фитонцидов» – таких соединений, как лимонен и пинен, источаемых кустами и деревьями.

Каковы доказательства благотворности таких прогулок? Исследования, на самом деле, показывают, что у людей, гуляющих в лесу, снижается артериальное давление, замедляется сердечный ритм, в слюне снижается содержание гормона стресса кортизола. Еще интереснее то, что лесные прогулки стимулируют иммунитет. В одном исследовании испытуемые проводили в лесу три дня и две ночи. У них брали анализ крови до и после эксперимента. Было обнаружено повышение содержания в крови клеток естественных киллеров, которые подавляют в организме размножение вирусов и злокачественных клеток. На основании анализов крови, взятых у людей, двигавшихся по лесу разными маршрутами, эти тропы были разделены по степени, в какой гуляние по ним повышает концентрацию в крови естественных киллеров. Прогулки по лесу могут благотворно сказываться и на синдроме дефицита внимания и гиперактивности. Детей с ДВГА делили на две группы. Одна группа гуляла двадцать минут в лесу, а другая – в городе. У детей первой группы после прогулки улучшалась способность к концентрации внимания.

Но что делать, если у вас просто нет физической возможности гулять в лесу? В одном исследовании было показано, что насыщение воздуха в гостиничных номерах фитонцидами вызывает такое же повышение содержания в крови естественных киллеров, как и лесная прогулка. Даже приобретение любимого растения и установление его в комнате, и даже прослушивание записи природных звуков может снизить уровень стресса. Вид из окна палаты может влиять на быстроту выздоровления. Было показано, что больные после полостных операций поправлялись, выписывались из больниц быстрее, реже страдали осложнениями и требовали меньше обезболивания, если из окна палаты открывался вид на лес или просто на деревья, чем больные, видевшие из окна кирпичную стену соседнего дома.