Химия — союзник медицины - Борис Розен

В 70-х гг. XVIII века на заседании шведской Академии наук впервые в истории академиком был избран не седобородый маститый ученый, профессор или доктор наук, а молодой аптекарский ученик 33-летний Карл Вильгельм Шееле, сделавший много блестящих открытий, обогативших химическую науку и обессмертивших его имя.

Шееле первым получил чистые кислород и хлор (греческое слово «хлорос» означает зеленый), выделил из растений органические винную, молочную, щавелевую кислоты. Он открыл молочный сахар, глицерин, синильную кислоту. Ему принадлежит также честь открытия и некоторых минеральных кислот: плавиковой, молибденовой, вольфрамовой, мышьяковой.

Еще в начале XIX века ткани отбеливали, расстилая их на воздухе. Открытый хлор привлек внимание текстильных фабрикантов. Оказалось, что растворы хлора в щелочах — прекрасное отбеливающее средство. Особенно дешевой и удачной была признана белильная известь. Вскоре ее стали применять и медики для дезинфекции.

Для дезинфекции стали использовать и хлорную воду, приготовляемую пропусканием струи газообразного хлора через воду в соотношении 1: 250. Молекулы хлора, вступая в химическое взаимодействие с водой, образуют растворы двух кислот — соляной и хлорноватистой. На свету хлорная вода быстро разлагается с выделением атомарного кислорода за счет его отщепления от хлорноватистой кислоты.

Незаменимы в медицине растворы хлористого кальция. Они понижают проницаемость стенок кровеносных сосудов, т. е. являются прекрасным кровоостанавливающим средством. Хирурги пользуются им для повышения свертываемости крови — при лечении воспаления легких, заболевании печени, бронхита, плеврита. Применяются растворы хлористого кальция и при аллергических заболеваниях — сывороточной болезни, крапивнице.

С развитием органической химии появилось множество сложных хлорорганических препаратов. Если хлорировать углеводороды жирного ряда — метан, этан, пропан и т. д., то получаются препараты, обладающие наркотическими и анестезирующими свойствами. Действие будет тем сильнее чем больше атомов водорода замещено атомами хлора в молекуле углеводорода. Однако с увеличением в молекуле углеводорода числа атомов хлора возрастает, как правило, токсичность препарата. Так, хлороформ (CHCl3) обладает более сильным наркотическим действием, чем хлорид этилена (C2H5Cl).

Широко популярны теперь многочисленные препараты, полученные на основе хлорированных соединений ароматического ряда.

Хорошим противомикробным средством служит хлорамин Б, содержащий до 25–29 % активного хлора. Это белый или слегка желтоватый кристаллический порошок со слабым запахом хлора, хорошо растворимый в воде и еще лучше в спирте. Его растворы применяют для дезинфекции рук, обработки кожи, пораженной отравляющими веществами (особенно нарывного действия). Широко используют его также для дезинфекции предметов ухода за больными брюшным тифом, холерой и другими инфекциями кишечной группы. Другое хлорсодержащее соединение — пантоцид — применяют для обработки ран и спринцеваний.

Наиболее сильное дезинфицирующее средство — подлинная гроза вредителей растений, вредных насекомых и микробов — хлорорганический препарат — гексахлоран. Белые кристаллики этого маслянистого на ощупь вещества пахнут плесенью. Он нерастворим в воде, но хорошо растворяется в органических растворителях — бензоле, ацетоне, четыреххлористом углероде.

Почему же препараты, содержащие хлор, обладают столь сильным обеззараживающим действием? Химия помогла установить истинную причину.

Оказалось, что атомы хлора, вступая в соединение с аминогруппами аминокислот, входящих в состав белков, разрушают их структуру, вызывая гибель микробов. Так, ядовитый хлор в руках медиков с помощью химии стал служить благородному делу исцеления больных.

Бром задерживает ответ

Важную роль в медицине играет бром — другой представитель семейства солеродов (галогенов — от латинского слова «гено» — рождаю и греческого «галус» — соль).

Полученный впервые французским ученым Анри Баларом в 1825 г. из соляных маточников (растворов солей, остававшихся после извлечения поваренной соли из морской воды) бром сначала поступил на «вооружение» фотографов. Однако вскоре новым элементом заинтересовались и медики. Вначале бромистые соли применяли для лечения венерических заболеваний (вместо иодистых), а позднее заметили, что их растворы успокаивают нервы. Растворы бромида калия и натрия стали прописывать при бессоннице, расстройствах нервной системы, эпилепсии.

Бром, как и хлор, иод, фтор, является элементом, жизненно необходимым для нашего организма. Бром содержится в крови, мозге, печени, почках. Больше всего его в мозге. В гипофизе брома в 25–50 раз больше, чем в крови, и в 15–20 раз больше, чем в печени.

При нервных заболеваниях количество брома в крови и мозге уменьшается. Замечено, что во время сна мозг обогащается бромом, а когда человек бодрствует, то его количество в мозге уменьшается.

Пользуясь соединениями брома для лечения нервных расстройств, рекомендуя их против бессонницы, врачи, однако, долгое время не знали механизма действия брома. Одни ученые считали, что бром успокаивает нервы потому, что он ослабляет раздражительность, другие же усматривали целительное действие брома в уменьшении возбудимости.

Лишь в начале нашего века академику И. П. Павлову и его ученикам (Г. М. Никифоровский и др.) удалось раскрыть эту тайну, пользуясь методом условных рефлексов.

Если человек нечаянно дотронется рукой до раскаленной печки, то, получив ожог, моментально отдернет руку. Такое явление называется врожденным, или безусловным, защитным рефлексом. Возбуждение (импульс) от ожога по нерву передается в мозг, приказ от мозга возвращается к мускулу. Мускул сокращается, и рука отдергивается. Это движение происходит моментально, автоматически.

В рот собаке попала капля кислоты. Почувствовав ее едкий вкус, собака выделяет слюну. Это безусловный защитный рефлекс. Затем собака начинает выделять слюну уже при одном только виде кислоты. Это тоже рефлекс, но не врожденный, а приобретенный. Он возникает только в определенных условиях. Если собаке показать несколько раз кислоту, но не подносить ее ко рту, то слюна выделяться не будет. Рефлекс угасает.

«Рефлекс, возникающий и повторяющийся при определенных условиях, — говорит знаменитый физиолог академик И. П. Павлов, — условный рефлекс».

Слюнная железа оказалась ключом к разгадке тайн внутреннего мира. Она дала возможность «увидеть» условный рефлекс. Шаги сторожа, приносящего животному пищу, кусок мяса, показанный издали собаке, — все это вызывает немедленное истечение слюны. Опыты на собаках помогли найти правильное объяснение действию брома на нервную систему.

Проток одной из шести слюнных желез собаки выводили наружу через щеку. Слюна этой железы собиралась в специальный баллончик, приклеенный к щеке. На время опыта собаку помещали в звуконепроницаемую камеру — большой куб с толстыми бетонными стенками и с массивной дверью. В камере так тихо, что можно услышать биение собственного сердца. Недаром ее называют «башней молчания». Ничто не должно мешать проведению опыта: ни шум улицы, ни шаги людей в коридорах института, ни лай собак.

Собаке давали через каждые пять минут сухой мясной порошок и подсчитывали капли падающей в баллончик слюны. Затем в течение нескольких дней перед кормлением применяли различные раздражители (телефонный звонок, стук маятника, журчание воды, вспышка лампочки) и снова подсчитывали капли слюны. Затем видоизменили опыт: использовали те же раздражители, но собаку не кормили. Однако слюна при этом выделялась, т. е. образовался условный рефлекс. Спустя некоторое время за час до опыта собаке стали давать молоко, смешанное с раствором бромида натрия. Она охотно выпивала молоко, вылизывала даже чашку. Во время опыта, как обычно, подсчитывали капли слюны. С каждым разом ее становилось все меньше и меньше, а затем и вовсе выделение слюны прекратилось. Животное перестало реагировать на раздражение. Условные рефлексы постепенно угасали.

Бром задерживал «ответ» собаки на раздражение. Как только собаке перестали давать бромистые соли, у нее снова «потекли слюнки» при гудении телефона, стуке маятника, вспышке лампочки.

Теперь уже не вызывало сомнений, что бром не уменьшает возбудимость, а усиливает процессы торможения; в этом и заключается его целительное действие на нервную систему.

Исследования на собаках помогли рассеять еще одно заблуждение в отношении действия брома на наш организм. Раньше большое значение медики придавали концентрации соединений хлора в крови. Между тем оказалось, что при замене 40 % хлоридов сывороткой, содержащей бромиды, не наблюдалось симптомов, характерных для действия брома. Повышение концентрации хлоридов в крови приводит к ускорению выведения бромидов из организма.