Путешествие в страну микробов - Бетина Владимир (чтение книг TXT) 📗
Дальнейшие исследования подтвердили предположение Филдса. Пара-аминобензойная кислота оказалась витамином группы В. Она участвует в качестве кофермента главным образом в процессе переноса атомарного водорода — одной из важнейших биохимических реакций во всех живых клетках.
Каким же образом сульфаниламиды нарушают активность ферментов, содержащих пара-аминобензойную кислоту? Это первый вопрос. И второй: почему эта кислота может «блокировать» в несколько тысяч раз большее количество молекул сульфаниламидов? Ответ на оба вопроса один.
Сравним химическую структуру пара-аминобензойной кислоты и сульфаниламида. Они сходны — лишь вместо карбоксильной группы (—СООН), содержащейся в ПАБК, сульфаниламид имеет сульфамидную группу (—S02NH2). Это сходство позволило Вудсу и Филдсу предположить, что сульфаниламиды замещают ПАБК в ферментах микроорганизмов, тем самым лишая их активности. Если в среде находится достаточное количество ПАБК, ферменты полностью обеспечены этим веществом и сульфаниламиды не могут оказать на них вредного действия. Представим себе, что в питательной среде имеется 1000 молекул белка, которые должны соединиться с ПАБК для образования активного фермента. Но в среде находится лишь 20 молекул ПАБК и несколько сотен миллионов молекул сульфаниламида. 980 белковых молекул не смогут соединиться с ПАБК, и тогда имеющиеся в среде очень сходные в химическом отношении молекулы сульфаниламида соединятся с 980 свободными молекулами белка. Фермент не сможет образоваться, биохимические превращения не произойдут, и в результате клетки перестанут делиться.
Итак: 1. Молекулы ПАБК, соединяясь с определенным белком, образуют фермент, катализирующий основные биохимические реакции. Результат: клетки растут и размножаются.
2. При соединении сульфаниламида с этим же белком фермент не образуется. Результат: биохимические реакции не происходят, рост клеток прекращается и они перестают размножаться.
Сопоставление химической структуры пара-аминобензойной кислоты (ПАБК) и сульфаниламида
При нормальных условиях клетки быстрее усваивают пара-аминобензойную кислоту, чем молекулы сульфаниламидов. С этим связан и факт «блокирования» сульфаниламидов кислотой. Этот факт имеет важное практическое значение: при лечении необходимо ввести достаточное количество сульфамидного препарата, чтобы «блокировать» действие ферментов, в которых нуждается ПАБК.
Еще более эффективным лечебным препаратом является септрин. Он состоит из двух компонентов — сульфаниламида и триметоприма, которые двояко действуют на бактерии: сульфаниламид блокирует включение ПАБК в дигидро-фолиевую кислоту, а триметоприм — ее превращение в тетрагидрофолиевую кислоту, играющую роль «переносчика одноуглеродных соединений».
Разочарование
Появление сульфаниламидов врачи встретили с воодушевлением и большими надеждами. Сколько серьезных болезней было ликвидировано новыми лекарствами! Фармацевтическая промышленность буквально заполонила рынок огромным количеством сульфамидных препаратов, имеющих самые разные фирменные названия и символы. Врачи поздравляли друг друга с крупным успехом, их авторитет необычайно возрос.
Однако использование сульфамидных препаратов в борьбе с бактериями имело и свои теневые стороны. Прошло всего лишь несколько лет, и в лексиконе микробиологов и врачей все чаще стало появляться слово резистентность (устойчивость). Значение этого слова приобретало все более тревожный смысл — сульфаниламиды не оправдывали надежд. По истечении шести лет со времени введения в практику сульфамидных препаратов большая часть больных гонореей уже не поддавалась лечению. Бактерии стали устойчивыми к этому препарату.
Неудачи касались не только гонореи. «Сопротивляться» стали и другие инфекционные болезни. Было показано, что устойчивость бактерий к сульфаниламидам передается последующим поколениям. В связи с этим в период второй мировой войны сульфамидные препараты применялись реже.
К этому времени в некоторых странах медики уже имели в своем распоряжении новое средство, вытеснившее сульфаниламиды, — пенициллин. Но и он не был «панацеей от всех бед». С ним стала повторяться та же история — микробы и к нему приспособились, Но это явление, как мы еще убедимся в дальнейшем, позволило ученым глубже вникнуть в тайны наследственности микроорганизмов.
Борьба с «белой чумой» продолжается
С того времени, как было установлено, что туберкулез является инфекционным заболеванием, и до открытия туберкулезной палочки прошло 40 лет. Интересно, что до открытия и применения вакцины БЦЖ прошло тоже 40 лет. А потом минуло еще четверть века до той поры, когда против этой «белой чумы» стали использовать и химиотерапевтические средства.
Сульфаниламиды не были эффективны в борьбе с возбудителем туберкулеза. После второй мировой войны Домагк и его сотрудники синтезировали контебен и неоконтебен. Оба вещества относятся к тиосемикарбозонам. В послевоенные годы удалось синтезировать еще два препарата — пара-аминосалициловую кислоту (ПАСК) в 1946 году и изониазид (ИНА) в 1951 году; оба обладали высокими противотуберкулезными свойствами. Вместе с ними медицина получила и третье боевое оружие в борьбе с туберкулезом в виде антибиотика стрептомицина.
Введение в практику этих трех лекарственных веществ резко изменило ситуацию, и в 1950–1960 годы смертность от туберкулеза значительно снизилась. Так, если раньше в Голландии на 100 000 жителей от этой болезни умирало 14, го после введения в практику ПАСК, ИНА и стрептомицина число умерших снизилось до 2 человек. В США смертность также снизилась с 21 до 6, во Франции с 47 до 20, а в Японии со 122 до 31 человека.
Однако не стоит забывать, что в ряде развивающихся стран туберкулез, малярия и голод по-прежнему остаются главными причинами высокой смертности. И по прежнему остается в силе лозунг «Никакого перемирия в борьбе с туберкулезом!»
Можно ли искоренить малярию?
Хинин, самое старое из известных средств против малярии, получил нового соратника в борьбе против болезни, которую не раз называли неприятелем номер один. Параллельно с уничтожением комаров, переносящих возбудителя болезни, началось наступление по всему фронту на простейшие из рода Plasmodium — главного виновника этого известного еще в древности заболевания.
Эффективным средством против малярии оказался хлорохин. В Бразилии с 1951 года стали продавать пищевую соль, содержащую примесь хлорохина. Обычно к 1000 частям соли прибавляют 3 части лекарственного вещества. Преимуществом этого средства является то, что его может регулярно получать каждый житель. Под эгидой Всемирной организации здравоохранения уже в 50-е годы была начата кампания по искоренению малярии во всем мире, которая должна была, согласно официальному заявлению, означать «конецмалярийной инфекции и устранение ее очагов в кратчайшее время…» Как мы еще увидим в 20-й главе, в борьбе с переносчиками малярии и других инфекционных заболеваний важную роль сыграли и средства против насекомых — инсектициды.
Химические структуры «волшебных пуль» — наиболее известных химиотерапевтических средств (в скобках указан год их создания).
Младшие члены семейства
В группе химиотерапевтических средств после создания сальварсана появилось уже несколько новых «генераций». Первой из них была группа сульфаниламидов, введенных в практику в 30-е годы. Следующей — ПАСК и ИНА. С того времени постоянно появлялись «младшие члены» этого рода.
