Химия жизни и здоровья

Химия жизни и здоровья

<!-- <span>опубликовано 03.07.2007 (Московское время 09:42)</span> --> <P>Когда появилась потребность в химии как подлинной науке, объединяющей практические сведения о превращениях веществ, возник вопрос: чем же конкретно она должна заниматься, в чем должна помогать людям? Тогда же была сделана попытка ограничить задачи химии только помощью врачам в виде изготовления всевозможных лекарств и снадобий. Но для неокрепшей науки такая задача оказалась непосильной. <P>Лишь много позднее появилась возможность, с достаточной надеждой на успех, заняться и теми задачами, которые связаны с лечением людей. Связь между строением молекулы какого-либо вещества и действием ее на живой организм оказалась настолько сложной, что планомерная работа по изобретению лекарственных веществ, так называемая рациональная химиотерапия, во всякое другое время не смогла бы преодолеть встречающиеся на пути трудности. Тем более преждевременно было навязывать химии медицинские цели тогда, когда она только выходила из мрака алхимических подземелий. <H2>Особенности действия веществ на живой организм </H2> <P>О трудностях, чрезвычайно характерных именно для данной области химического синтеза, полезно составить наглядное представление прежде, чем знакомиться с ее удивительными: достижениями. <P>Первая трудность состоит в том, что живой организм оказывается особенно разборчивым даже к самым незначительным изменениям в строении молекулы вещества, о чем уже упоминалось в описании путешествия в мир, отраженный в зеркале. Вот характерный пример. К числу веществ, существующих в виде двух оптических изомеров, относится адреналин. Иначе говоря, существует не один, а два адреналина. Один называется левым, другой - правым. Оба имеют одну и ту же структурную формулу, одинаковы по внешнему виду, у них один и тот же удельный вес, одна и та же точка плавления, растворимость и пр. И все же это - два разных вещества, и они по-разному действуют на живые организмы. <P>Адреналин играет очень важную роль в химическом «хозяйстве» животных организмов. Его широко применяют врачи при падении кровяного давления, ослаблении деятельности сердца и во многих других случаях. Адреналин был синтезирован химиками спустя всего 4 года после его выделения в виде бесцветных кристаллов из надпочечников быка. Но синтетический адреналин оказался вдвое слабее по действию, чем природный. Почему? Потому, что при химических реакциях получаются и левые и правые его молекулы, причем те и другие - в одинаковом количестве. Действуют же на симпатическую нервную систему только молекулы одного вида. <P>Итак, живой организм оказывается иногда чрезвычайно разборчивым и чувствительным к малейшим изменениям в строении молекул веществ, с которыми он сталкивается. Это - одна из особенностей действия веществ на живые организмы. Другая особенность заключается в необычайной подчас силе действия. Тот же адреналин явственно действует и при введении его в кровь в концентрации всего 1:1000 000 000. Другой пример - тироксин, вырабатываемый в щитовидной железе млекопитающих. В 1927 г. его получили искусственно. В результате появилась возможность детально изучать действие тироксина на живые организмы. Оказалось, что впрыскивание десятой, даже сотой доли миллиграмма тироксина в кровь головастиков необычайно ускоряет превращение их (как и любой другой личиночной формы животных) во взрослую форму. Так как накопление вещества в организме головастика не успевает следовать за ненормальной быстротой превращения, получаются удивительные «карликовые» породы лягушек. <P>Химия пришла на помощь медицине, предоставив ей сначала лекарства, полученные случайно (например, хлороформ). Затем она вступила на путь синтеза лекарственных веществ, содержащихся в природных (растительных и животных) материалах. Наконец, путем синтеза были созданы новые сильнодействующие лекарства, не существующие в природе в готовом виде. Рациональная химиотерапия не смогла бы возникнуть, если бы структурная теория не осветила путь к ней. <H2>Молекулы против микробов </H2> <P>Большинство самых разрушительных недугов, поражающих человека, возникает в результате проникновения в его организм различных микробов. Важным событием в истории медицины была первая операция с применением антисептического - обеззараживающего - вещества, произведенная английским хирургом Листером. Антисептиком послужила карболовая кислота - один из продуктов сухой перегонки каменного угля. До введения в хирургию антисептиков даже легкие операции приводили подчас к смертельному исходу из-за заражения раны микробами. Теперь же эта угроза рассеялась, и смертность от хирургических операций быстро и резко снизилась. Так был достигнут один из первых успехов в отражении наступления микробов на подступах к живому организму. Но до уничтожения бактерий, уже вторгшихся в организм, было еще очень далеко. Карболовая кислота, убивая микробов, не щадила и живую ткань. Естественно, возникла идея так «отрегулировать» молекулу лекарственного вещества, чтобы, «стреляя» в микроба, не «попасть» в живого человека. <P>Около 300 лет назад в Европу впервые привезли кору хинного дерева, которой многие были обязаны исцелением от губительной лихорадки. Из коры было выделено ее целебное начало - хинин, белый горький порошок. Со временем химики разгадали строение молекулы хинина, затем получили его искусственным путем. Но дешевых способов синтеза хинина не найдено и до сих пор. Зато изучение действия чистого хинина на больных-маляриков открыло путь рациональной химиотерапии. В 1860 г. русский врач Романовский, рассматривая в микроскоп каплю крови больного малярией, проходившего курс лечения хинином, увидел, как разрушаются тела бактерий от действия лекарства. <P>В этом исследовании родилась основная формула рациональной химиотерапии: лучшим лекарством против всякой болезни будет то вещество, которое окажет наименьший вред организму больного и вызовет наибольшие разрушительные изменения в болезнетворном микробе. Естественно, у химиков возник вопрос, достаточно ли молекула хинина отвечает этому условию и не нуждается ли в усовершенствовании. Действие хинина удалось видоизменить и отчасти усилить путем некоторых изменении в молекуле. Внимание химиков было обращено на наиболее доступную для перестроек ее. Сюда можно присоединить через атом кислорода цепочку из любого числа углеродно-водородных звеньев. И вот что оказалось. Если молекула состоит из двух звеньев, то получается химическое оружие против одной разновидности наших невидимых врагов, так называемых пневмококков, которые забираются обычно в легкие и вызывают там воспалительные процессы. Стоит увеличить число звеньев до 5, и мы получим средство, мало действующее на пневмококков, зато чрезвычайно активное против возбудителей рожи и других накожных заболеваний. Еще одна «пристройка»: присоединяется 8 звеньев - и возникает новое лекарство (вуцин), губительное для стрептококков. При дальнейшем накоплении звеньев бактерицидное действие вуцина исчезает, молекула «испорчена». <P>Великий немецкий ученый Эрлих, который много работал над изобретением средств для заживления ран, недаром часто сравнивал отношение лекарств к живому веществу с отношением ключей к замкам. Усовершенствованные химией молекулы хинина вполне можно сравнить с обычным ключом, от числа зарубок на котором (соответственно числу углеродно-водородных звеньев в «хвосте» молекулы) зависит, отопрет или не отопрет он данный замок. Через наши руки могут пройти тысячи ключей, прежде чем мы найдем тот, который нужен. Так, исходя из структурной формулы хинина, в лабораториях химиков были созданы новые лекарства, убивающие болезнетворные микроорганизмы и не вредящие живой ткани. Ну а малярия, в борьбе с которой были заложены основы рациональной химиотерапии? Руководствуясь общей идеей «архитектурного» плана молекулы хинина, сначала в Германии В. Шулеман, затем в О. Ю. Магидсон создал чисто синтетические противомалярийные препараты - плазмохин и плазмоцид. Они равноценны природному хинину и почти полностью заменили его в нашей стране. <H2>От красок к лекарствам </H2> <P>В настоящее время первое место среди химических средств борьбы с микробами занимают так называемые сульфаниламидные препараты. История их поучительна. Работая над ними, еще в самом начале XX в. химики совсем не помышляли о здоровье людей. Они искали новые пути синтеза красителей, причем брали в качестве исходного продукта сульфаниловую кислоту - чрезвычайно удобное для самых разнообразных перестроек вещество. Поиски новых красителей увенчались блестящим успехом. Но до 1935 г. никто не подозревал, что получающиеся при этих синтезах продукты представляют собой грозное оружие против самых зловредных микробов. Когда же это обнаружилось, поиски приняли новое направление. <P>Химики теперь вступили в тесное сотрудничество с врачами. Первые синтезировали один сульфаниламидный препарат за другим и передавали их в руки медиков. И врачи тотчас же принимались за проверку действия нового препарата на искусственно зараженных разными микробами животных. Масштабы работы были огромны. Один за другим синтезировались многие тысячи препаратов, чтобы отобрать из них десяток-другой наиболее успешно действующих. Сейчас всем известны названия многих таких веществ: сульфидин, стрептоцид, сульфазол, сульфодимезин и др. Все они получаются из сульфаниловой кислоты путем замещения в ней водорода (отмечен звездочкой) на тот или иной радикал. Знание строения молекул помогло химикам не только создать новые лекарства, но и понять, как именно эти лекарства действуют. Микробы, как и люди, нуждаются в витаминах. Таким витамином для них служит параминобензойная кислота. Она присутствует в нашей крови в ничтожных количествах. Если бы ее не было совсем, поселившиеся в нас микробы не погибли бы, но перестали бы размножаться. <P>Теперь сравните строение молекул этой кислоты и сульфаниловой. Сходство их бросается в глаза. Мы уже сравнивали отношение лекарств к живым организмам с отношением ключей к отпираемым ими замкам. Представим себе, что молекула параминобензойной кислоты- это настоящий ключ, а молекула сульфидина- поддельный ключ. Он вошел в замочную скважину, но не отпер замка, а застрял в нем так прочно, что его не открыть и настоящим ключом. Примерно так мы и представляем себе действие сульфамидных препаратов на микробов. Как пользуются сульфамидными препаратами? Прежде всего важно застигнуть болезнь в самом начале, пока бактерии не успели еще слишком сильно размножиться и организм в состоянии справиться с ними своими силами. <P>Затем необходимо поддерживать в организме достаточную концентрацию лекарства, чтобы он мог расправиться с парализованными, но еще живыми микробами. Тогда выздоровление обеспечено. Если микроб не нуждается в параминобензойной кислоте, то он не поддается действию сульфаниламидных лекарств, и поиски химического оружия против него должны идти в другом направлении. Так был создан ПАСК- препарат, останавливающий рост и размножение смертоносной туберкулезной палочки. <P>Еще в начале XIX в. было известно целебное действие салициловой кислоты при ревматизме. Но, пока ее с большими трудностями добывали только из растительного сырья, она была очень малодоступна. В 1874 г. немецкий химик Кольбе нашел простой способ превращения в салициловую кислоту фенола путем внедрения в его молекулу молекулы угольного ангидрида. Это был первый синтез природного лекарственного вещества, с которого началось промышленное производство как самой салициловой кислоты, так и других лекарств, образующихся путем усложнения ее молекулы. Это утоляющий боль и понижающий жар аспирин, дезинфицирующий кишечник салол и др. Как оружие против микробов сама салициловая кислота мало эффективна, но в числе ее производных оказался и ПАСК. Сравните его с параминобензойной кислотой, и вам вновь бросится в глаза сходство в строении молекул того и другого вещества. Вследствие этого к ПАСКу можно прийти и от салициловой и от параминобензойной кислоты. <P>Второй путь легче, и он предпочитается, потому что сама параминобензойная кислота легко синтезируется из толуола, одного из отходов коксования углей. Как витамин, параминобензойная кислота необходима не только микробам: без нее нарушается пигментация волос у человека, шерсти у животных, перьев у птиц. Из нее же, кроме ПАСКа, производятся анестезин и новокаин. Эти вещества тоже замечательны не своим действием на микробов, а действием на организм. Они временно отключают нервы, посылающие в мозг сигналы боли, от мозга, в котором ощущение боли рождается. <P>Оперируемый находится в полном сознании, он все видит и слышит, но не чувствует даже прикосновения скальпеля хирурга к своему телу. Для местной анестезии впервые был применен кокаин -природный продукт, получающийся на листьев тропического кустарника кока. Но применение кокаина в медицине ограничено вследствие его высокой токсичности. Поэтому лишь с заменой кокаина синтетическим продуктом - новокаином - проблема местной анестезии получила радикальное решение. Так созидающая химия сыграла решающую роль в разрешении двух основных задач хирургии: обезболивании операций и предохранении операционной раны от попадания инфекции. <H2>Усыпляющие лекарства </H2> <P>Не все недуги проистекают от вторжения в наш организм микробов. Многие болезни вызываются нарушением нормального хода тех или других естественных процессов, из которых слагается жизнь. И здесь созидающая химия, опираясь на изучение строения молекул, пришла на помощь медицине. Наш организм нуждается в периодическом полном отдыхе, который мы называем сном. К счастью, не так уж много людей испытало на себе, как мучительно нарушение потребности организма в сне и к каким тяжелым последствиям оно ведет. Но лишь эти немногие люди в состоянии оценить, каким благодеянием было открытие снотворного действия барбитуровой кислоты. По обыкновению звездочкой мы обозначили атомы, особенно легко замещаемые другими атомами или атомными группами. И вместо одного врачи получили из рук химиков целый набор снотворных веществ. Одни из них действуют тотчас же после приема, но вызывают кратковременный сон, другие, в том числе веронал, вызывают сон средней продолжительности. А такие, как люминал, применяются для лечения длительным сном. <H2>Жизненные катализаторы </H2> <P>Еще в 1880 г. русский исследователь Н. И. Лунин произвел поразительный опыт. Он рассадил белых мышей в две клетки и назначил одним молочную диету, других же кормил искусственным молоком, составленным из очищенных веществ, входящих в состав натурального молока,- казеина, жира, молочного сахара и солей. В первой клетке мыши чувствовали себя прекрасно, во второй - гибли одна за другой. Вывод напрашивался сам собой: очевидно, в натуральном молоке, кроме перечисленных, присутствуют в ничтожном количестве какие-то неизвестные вещества, столь необходимые для жизни. <P>Впоследствии эти вещества были названы витаминами. Недостаток их в пище приводит к тяжелым заболеваниям и к гибели животных и людей. Самое удивительное в витаминах то, что они оказывают свое действие, присутствуя в пище в самых ничтожных, едва поддающихся химическому учету количествах. Суточная потребность человека в том или ином витамине выражается миллиграммами или даже долями миллиграмма. Организм животных и человека сам не вырабатывает витаминов, а заимствует их из растительной пищи. <P>Итак, перед химиками встала привычная задача: извлечь из растительного продукта содержащийся в нем витамин, установить его структурную формулу и, руководствуясь ею, синтезировать его из каких-либо дешевых и доступных материалов. При этом малейшая ошибка в установлении структуры молекулы витамина или малейшая неточность в воспроизведении этой молекулы искусственным путем приводит к тому, что весь громадный труд пропадет даром. Каков же итог? За последние 15-20 лет установлена химическая природа более чем полутора десятков необходимейших для человека витаминов. Эти драгоценные вещества, очень скупо рассеянные в природе, сейчас тоннами производятся на заводах. В прошлом вспышки авитаминозов - болезней, проистекающих от витаминного голода,- были обычным явлением во время войн и в армиях и среди мирных жителей. <P>Витамины - новое удивительное подтверждение чрезвычайной чувствительности живого организма к химическим воздействиям. В чем же здесь дело? Быть может, недоумение будет хотя бы отчасти рассеяно при помощи одной аналогии с техникой. В ее различных отраслях, особенно в электротехнике, широко применяют реле. Такими «химическими реле» по отношению к живому организму и служат витамины. Сходную с витаминами роль в нашем организме играют гормоны. В самом начале статьи мы познакомились с двумя из них - адреналином и тироксином. Гормоны - это химические регуляторы жизненных функций нашего организма. <P>Предположим, что внезапно вас что-то сильно испугало или рассердило. Тотчас по сигналу из мозга надпочечная железа выдавливает в кровь незначительную капельку адреналина. Под его влиянием тонкие кровеносные сосуды, доставляющие кровь мышцам рук и ног, расширяются, сердце начинает биться учащенно и сильно, и таким образом весь организм приводится в состояние готовности энергично реагировать на угрожающую ему опасность. В отличие от витаминов гормоны не постутпают в животный организм извне. Они вырабатываются в самом организме, в специализированных «фабриках» - железах внутренней секреции. Понятно, что нужда в том или другом гормоне у животного и человека может возникнуть лишь в случае нарушения нормальной деятельности соответствующей железы. И это случается. Пока гормонами не занялась созидающая химия, эти вещества, как и витамины, добывались с величайшим трудом из организмов животных. При этом приходилось перерабатывать многие тонны сырья, чтобы получить миллиграмм гормона - столько, сколько весит булавочная головка. <P>А когда было установлено строение их молекул, то стало сравнительно легко находить пути их искусственного получения. Сейчас гормоны применяют для лечения многих болезней, в зоотехнии для повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Прошло немногим более ста лет после того, как научный мир был ошеломлен известием, что искусственным путем в обыкновенной химической колбе впервые получено органическое вещество - мочевина. И вот сегодня - уже не в отдельных колбах, а в реакторах химических заводов - получают ряд витаминов и гормонов - веществ, принимающих самое непосредственное, самое деятельное участие в жизненном процессе! <H2>На пути к искусственному созданию жизни </H2> <P>Мы давно перестали видеть что-то особенно замечательное в том, что многие продукты лаборатории тождественны с теми или другими произведениями природы. Скорее мы склонны увлечься идеей создания веществ, которых в природе нет и не может быть. Но в одной области искусство человека отстало от искусства природы. Здесь мы еще остаемся подражателями и учениками. Химик может искусственно создавать важнейшие разновидности веществ, непосредственно участвующих в жизненном процессе - жиры и углеводы. Он приблизился к пониманию тайны белковых веществ, из которых состоят мозг, мускулы, кожные покровы - весь организм людей, животных и других живых существ, вплоть до микробов. Простейшие из белков уже воспроизведены в лаборатории. <P>Практическое значение открытий в этой области науки должно быть особенно ценным, казалось бы, для пищевой промышленности. Умение создавать основные пищевые вещества, исходя, если нужно, из элементов, могло бы, казалось, перевернуть все дело питания. Но природа поставляет нам белки, жиры и углеводы за несравненно более дешевую цену. Ведь живые организмы - сложнейшие фабрики, возникшие не в один или два года, а создавшиеся за миллионы лет развития жизни на Земле. <P>Весьма отрадно уже и то, что при нужде мы умеем эти «фабрики» обслуживать и руководить ими. Белки входят в состав нашего организма в виде массивных молекул с громадными молекулярными весами, примерно от 10 тыс. и до нескольких миллионов кислородных единиц. В нашем теле содержатся тысячи различных белков, каждый из которых имеет свое особенное строение, позволяющее ему осуществлять свою особую задачу в жизнедеятельности организма. При кипячении со щелочами и кислотами громадные молекулы белков расщепляются на мелкие молекулы аминокислот - так плохо скованные цепи распадаются на отдельные звенья. Аминокислоты и являются теми звеньями, из которых слагаются молекулы всех белков. <P>Но особенно поразительно другое. Каков бы ни был источник природной аминокислоты - любой растительный или животный вид, любой вид бактерий и даже любой вирус, - молекулы всех природных аминокислот оказываются, условно говоря, левыми; правых аминокислот в живой природе почти не встречается. Теперь вам понятно, почему в мире, отраженном в зеркале, мы должны были бы погибнуть голодной смертью. Это произошло бы из-за отсутствия в пище белков, молекулы которых слагаются из левых аминокислот. Ведь при отражении в зеркале молекулы природных белков из левых обратились бы в правые. То, что происходит с белками в химической колбе, происходит и в природной «колбе» - в желудке: белки расщепляются в нем на аминокислоты. Маленькие молекулы аминокислот легко проникают через стенки желудка в кровяное русло и разносятся по тканям организма, где вновь сцепляются в молекулы белков. <P>Значит, нам не обязательно питаться белками, можно питаться и непосредственно аминокислотами? Не обязательно даже, чтобы белковая пища попадала в желудок, можно впрыскивать раствор аминокислот прямо в кровь? Не только можно, но врачи так и поступают, когда пациент страдает настолько глубоким расстройством пищеварения, что его желудок отказывается переваривать белковую пищу. Не обязательно, чтобы в аминокислотной диете содержались все 24 природные аминокислоты. Мы нуждаемся лишь в девяти из их числа, остальные 15 наш организм может изготовлять для себя сам. <P>Низшие же организмы способны изготовлять для себя все необходимые аминокислоты из неорганических веществ. Белковая пища полноценна, когда в ней содержатся все необходимые аминокислоты. Таков творог. Если в белковой пище недостает тех или иных необходимых человеку аминокислот, она неполноценна. Например, в желатине - белке, образующемся в результате вываривания костей,- недостает трех из числа необходимых человеку аминокислот. Сцепление молекул аминокислот в цепочкообразные молекулы белка осуществляется в тканях нашего организма путем отщепления воды: В одних случаях молекулы образующегося белка уподобляются нити, свернутой в клубок (такие молекулы образуют, например, белок куриного яйца), в других случаях сохраняют вытянутую форму. Такая молекула напоминает длинную пружинку. Из молекул-пружинок, скрученных друг с другом, как проволочки в кабеле или тросе, слагаются наши волосы, ногти, мускулы и другие волокнистые ткани нашего организма. Эти молекулы действительно обладают отличительным свойством пружины: они могут растягиваться до длины, вдвое превышающей их нормальную длину, и сжиматься вновь, как только растягивающая сила перестает действовать. Удлинение пружинообразных молекул белков происходит не только при растягивании, но и при увлажнении. <P>На этом основано действие волосяного гигрометра. Это обычный волос, натянутый грузиком и перекинутый через подвижное колесико. Когда воздух в комнате становится более влажным, волос удлиняется, поворачивает колесико и острие прикрепленного к колесику указателя перемещается по шкале. Химик вводит расщепленный белок в прибор-автомат и спустя сутки без своего дальнейшего участия получает готовый результат анализа в виде графика, запечатленного на ленте. Но далее встает головоломно сложная задача: превратить данные анализа в структурную формулу. До конца удалось решить ее лишь для одного из животных белков-гормонов - инсулина. Молекула этого белка состоит из 51 звена, представленного 15 аминокислотами. Его структурная формула едва уместилась бы на странице этого тома. <P>И вот что замечательно: последовательность сцепления аминокислотных звеньев - строго одна и та же в инсулине, извлеченном из столь различных видов животных, как свинья и кит. Штурм проблемы искусственного белка, начатый в свое время немецким ученым Фишером, продолжается в разных направлениях. Но и сейчас химия так же далека от решения задачи получения белков заводским путем, как и во времена работ Фишера. <P>Таким образом, современное положение вещей не позволяет особенно надеяться на коренное преобразование в ближайшем будущем современных способов питания. Успехи в деле искусственного воспроизведения природных белков интересуют нас главным образом с совершенно другой стороны. <P>Ведь эти успехи в какой-то мере приближают нас к решению величайшей теоретической и практической задачи - к искусственному созданию жизни. При искусственном воспроизведении белков не обошлось без разочарований. Многие рассчитывали, что создать белок - это и значит создать жизнь. Однако выделено большое количество белков, все они прекрасно сохраняются в химических пробирках, многие - в виде превосходных кристаллов, но признаков жизни в них так же мало, как в сахаре или крахмале. <P>Однако в нас лишь укрепилась уверенность, что уяснение перехода от «неживого» к «живому» составляет цель, доступную именно химическому исследованию. Химик обращается к биологу с вопросом: какими свойствами нужно наделить молекулу, чтобы она получила способность «жить»? <P>Тогда уж его, химика, дело думать, какие сочетания атомов для образования этих свойств следует создать. Многие не соглашаются с такой постановкой задачи. Они полагают, что жизнь имеет нехимическое начало, что она началась не с молекулы, а с какого-то уже достаточно сложного сочетания молекул, так как всякий живой организм обладает не только определенным химическим составом, но и определенной организацией. Подробное обсуждение этих мнений будет иметь смысл лишь тогда, когда мы точно определим, что именно разумеем мы под словом «жить». Для того чтобы решить, что рассматриваемый объект - именно живое существо, мы должны установить у него одновременное наличие ряда свойств. Если же эти свойства удастся сочетать в одной молекуле, не сделается ли эта молекула живой? Создавая краски, химик именно так и сочетает в одной молекуле свойство быть окрашенной, свойство сцепляться с волокном и т. д. <P>Ставя таким образом задачу искусственного создания жизни, мы не рассчитываем, как алхимики, что из химической колбы выскочит готовый гомункулус - маленький живой человечек. Ведь живые существа, помимо всего прочего, имеют за собой миллионы лет истории, и мы вряд ли сможем перепрыгнуть через эту великую пропасть времени. Мы можем рассчитывать лишь создать нечто такое, что, будучи предоставлено самому себе, при благоприятных условиях превратилось бы спустя новые миллионы лет в растения, животные или нечто подобное тем и другим. Будет ли это искусственно созданное «нечто» веществом или каким-то сверхпростым существом? В течение многих лет пристальное внимание ученых приковано к миру живых существ, недоступных даже сильнейшим микроскопам. Таков бактериофаг - «пожиратель бактерий». Действие бактериофага впервые описал русский ученый Н. Ф. Гамалея еще в 1898 г. Это такой же паразит по отношению к бактериям, как бактерия по отношению к человеку. <P>Бактериофаги присутствуют всюду, где присутствуют бактерии: в животных организмах, в воде рек, озер, морей и т. д. Они выделены и из продуктов, не зараженных бактериями: из чеснока, лука, яблок, моркови. Бактериофаги удалось наблюдать лишь с помощью ультрамикроскопа и электронного микроскопа. Это инструменты такой мощной разрешающей силы, что им уже доступны наиболее крупные молекулы. <P>Итак, бактериофаги имеют размеры массивных молекул! Это материя в состоянии раздробленности на молекулы. Но эта материя живет, т. е. питается и размножается, сохраняя свои прирожденные свойства, и пятна его культуры постепенно захватывают всю поверхность питательной среды. Вокруг бактериофагов разгорелся страстный спор. По мнению одних, бактериофаг - это вещество, по мнению других - живое существо. Не есть ли он то и другое одновременно, т. е. разновидность искомой живой первоматерии? Бактериофагам во всем, кроме условий существования, подобны вирусы -ультрамикроскопические возбудители заразных болезней, таких, как грипп, оспа, корь, краснуха, полиомиелит, бешенство. Первый вирус - возбудитель чумы у рогатого скота - был открыт тем же русским ученым Гамалея за два года до открытия им первого бактериофага. <P>Частицы одних вирусов выглядят в электронном микроскопе, как шарики, других - как тонкие и длинные палочки. По отношению к людям, животным и растениям вирусы ведут себя совершенно как микробы. Живые организмы в свою очередь относятся к ним, как к микробам: в борьбе с ними они вырабатывают в себе «антитела», гибельные для данного вида вируса, и, перенеся болезнь, приобретают иммунитет, т. е. повторно этому заболеванию не подвергаются. Но как у растений под влиянием особых условий возникают мутации - новые устойчивые разновидности, так и вирусы могут изменяться и превращаться в новые виды. Естественно, что врачи обращаются с вирусами так же, как с микробами. А химики обращаются с теми же вирусами, как с самыми обыкновенными веществами: они растворяют их, адсорбируют, осаждают. <P>Итак, искусственные белки, сахар и шелк из дерева, тончайшие ароматические вещества из отвратительно пахнущих продуктов распада и разложения, бесчисленные краски и лекарства из каменноугольной грязи - все это не мечта и не сказка. Это явь XXI в., результат неустанного изучения строения молекул. И когда мы теперь спрашиваем себя, что же такое химия, то химия представляется нам волшебным деревом с необычайно разнообразными плодами, но питающимися одними и теми же соками. Направить эти соки в ту или другую ветвь - зависит от людей. От них зависит, будет ли химия врачевать или умерщвлять, улучшать пищевые продукты или фальсифицировать их, удобрять почву, красить материи, двигать суда, прокладывать туннели. <P>Химия - это океан неисчерпанных и неисчерпаемых возможностей. Перенесемся мысленно на атомную электростанцию, на площадку запуска космических, ракет или в цеха автоматизированного завода. Все эти чудеса современной техники были бы немыслимы без химии, без материалов, которые создает она по заказу инженеров. Химия в сложении с социализмом - это высокие урожаи, высокая производительность труда, культура и благосостояние трудящихся. <P> </P>

04/12/2020 02:36:36 pm

Мед-Аппарат