Книга: Удивительный мир органической химии

10.2. Почему лекарства лечат?

10.2. Почему лекарства лечат?

Мы расскажем только о двух самых известных и часто применяемых лекарствах — аспирине (ацетилсалициловой кислоте) и белом стрептоциде. Могли бы рассказать и о других, но остановимся на аспирине и белом стрептоциде потому, что они, во-первых, самые «почтенные» по возрасту и, несмотря на это, не потеряли своего значения в настоящее время. Во-вторых, как у всяких «долгожителей», у них своя «биография», своя история.

Итак, аспирин (правильнее — ацетилсалициловая кислота). Это очень распространенное лекарственное средство, выверенное временем и выдержавшее нелегкую конкуренцию с другими лекарствами. Аспирин обладает обезболивающим, жаропонижающим, противовоспалительным и противоревматическим действием. Используют его сейчас и при атеросклерозе сосудов.

Аспирин не встречается в природе. Его впервые синтезировали в Германии в 1853 г. при действии на салициловую кислоту уксусным ангидридом:

В этой реакции произошла замена гидроксильного водорода на ацетильную группу. Кстати, само название «аспирин» произошло от слов ацетил и спираевая кислота (старое название салициловой кислоты). Такая замена привела к тому, что салициловая кислота (обладающая не менее полезными для медицины свойствами) стала более безопасной для организма человека: она меньше раздражает слизистые желудка и кишечника.

В течение 40 лет аспирин не привлекал к себе внимания, и только в 1893 г. немецкий химик Франц Гофман (1866-1956) заново открыл для людей этот препарат, который оказался замечательным лекарством. Уже в 1899 г. аспирин был введен в медицинскую практику и вот уже более 100 лет не сходит со «сцены». Почему аспирин оказывает лечебное действие на организм? К сожалению, этот вопрос так и не решен окончательно. Известно, что аспирин не растворяется в кислой среде желудка и попадает в кишечник практически неизмененным. Растворяется он только в щелочной среде кишечника, образуя при диссоциации ацетил-салицилат-анион. Под действием щелочной среды этот анион начинает медленно гидролизоваться, образуя салицилат-анион:

Какой из этих анионов наиболее активный в организме? На этот вопрос ответить трудно. Дело в том, что аспирин — «многопрофильное» лекарство, и вряд ли можно ожидать, что его болеутоляющие и противоревматические действия будут одинаковыми по силе и вызываться одним и тем же анионом.

Аспирин реже, чем другие салицилаты, оказывает раздражающее действие на организм. Однако его длительное применение может привести к серьезным заболеваниям (язвы и кровотечения в желудке и т. д.). Поэтому аспирин нельзя принимать на пустой желудок. Но если необходимо срочно прибегнуть к аспирину, то запейте его хотя бы стаканом молока.

Приведем пример другого лекарственного средства, действие которого на болезнетворные микроорганизмы хорошо изучено. Таким соединением является пара-аминобензолсульфамид. Иначе его называют белым стрептоцидом (есть, кстати, и красный, но об этом позже). Он относится к многочисленному классу сульфаниламидных препаратов. Сульфаниламиды — первые антибактериальные средства, используемые в борьбе с такими болезнями, как ангина, пневмония, дифтерия, а также различные желудочно-кишечные заболевания. Из этих лечебных препаратов хорошо известны сульфадимезин, сульфазин, норсульфазол, этазол, сульфадиметоксин, фталазол и другие. Эти лекарственные средства можно рассматривать как производные белого стрептоцида.

Его синтезировали впервые во Франции в 1908 г. Вначале это соединение использовали в качестве промежуточного продукта при получении красителей. Благодаря присутствию в этом соединении аминогруппы он стал родоначальником азокрасителей, которые давали на тканях прочную окраску. Белый стрептоцид получили из двух продуктов — ацетанилида и хлорсульфоновой кислоты. Вначале образуется хлорангидрид ацетилсульфаниловой кислоты, который при обработке аммиаком дает белый стрептоцид:

Как и в случае аспирина, синтез белого стрептоцида не вызвал особого интереса. Прошло почти четверть века, прежде чем этим соединением заинтересовались медики. В 1936 г. появилось сообщение о том, что белый стрептоцид способен излечивать разные инфекционные заболевания, которые часто были для человека смертельными.

Как же действует молекула белого стрептоцида на бактерию, убивая ее и в то же время не принося вреда живой клетке организма?

Известно, что для жизнедеятельности многих микроорганизмов необходима пара-аминобензойная кислота, которая входит в состав фолиевой кислоты — витамина В₉ (фолацина). Этот витамин очень важен для бактерии: без фолиевой кислоты они не могут развиваться. И тут было сделано очень интересное открытие. Оказывается, молекула белого стрептоцида по химическому строению очень похожа на молекулу пара-аминобензойной кислоты. Но — только похожа! А по характеру влияния на клетку микроба является антагонистом последней, так как не ускоряет, а тормозит рост микробов. Это означает, что молекула белого стрептоцида не может служить «строительным материалом» для молекулы фолиевой кислоты. Поскольку фолиевая кислота не синтезируется в организме человека, а поступает в него с пищей, то появляется возможность обмануть бактерии — «подсунуть» им другой продукт. Если принять в качестве лекарства белый стрептоцид, то он вместо пара-аминобензойной кислоты включается в процесс синтеза фолиевой кислоты в микробных клетках. Но поскольку белый стрептоцид — «ложная» разновидность пара-аминобензойной кислоты, то вместо фолиевой кислоты образуется также «ложная» кислота, но очень похожая на фолиевую. Образовавшийся продукт уже не может служить для бактерии фактором роста. В результате развитие бактерий в организме прекращается.

Посмотрите на структурные формулы настоящей фолиевой кислоты и другой — «ложной», которая и явилась причиной гибели бактерии:

Вот такая хитрость, созданная руками химиков, излечивает человека.

Но почему все же белый стрептоцид назвали белым? Оказывается, первым сульфаниламидным препаратом, внедренным в медицинскую практику, был... красный стрептоцид. Получен он был не для медицинских целей. Это соединение оказалось стойким азокрасителем и в течение 25 лет использовалось для окрашивания тканей в красный цвет (отсюда и название «красный»). Лечебное действие красного стрептоцида было открыто немецким микробиологом Герхардом Домагком (1895-1964). В 1935 г. ученый сообщил о первых результатах клинического изучения красного стрептоцида, названного им пронтозилом.

Однако было обнаружено, что в организме пронтозил расщепляется на пара-аминобензолсульфамид (белый стрептоцид!) и 1,2,4-триаминобензол.

Если белый стрептоцид — активное лекарственное средство, то 1,2,4-триаминобензол не только не активен против микроорганизмов, но и очень токсичен. Поэтому пронтозил (красный стрептоцид) был запрещен для медицинского применения.