Пуговицы Наполеона. Семнадцать молекул, которые изменили мир - Джей Берресон

В тех частях света, где интенсивно развивались сельское хозяйство и транспорт, исчезла проблема недостатка пищи. В это же время улучшились личная гигиена и медицинское обслуживание, появились системы очистки воды и канализации, наладилась система вывоза мусора, появились средства борьбы с паразитами, была проведена вакцинация населения. Все это привело к уменьшению частоты случаев эпидемических заболеваний и общему оздоровлению населения. В результате, начиная с 60-х годов XIX века, продолжительность жизни людей в развитых странах стала расти. Однако последний удар по инфекционным заболеваниям, которые на протяжении тысячелетий уносили человеческие жизни, нанесли антибиотики.

С 30-х годов XX века эти молекулы заметно влияют на уровень смертности от инфекционных заболеваний. Сульфаниламидные препараты позволили эффективно бороться с пневмонией, являющейся частым осложнением кори, и корь уже не считается смертельным заболеванием. Пневмония, туберкулез, гастрит и дифтерия, которые в 1900-х годах занимали верхние строчки в списке наиболее опасных заболеваний, сегодня не входят в этот список. Благодаря антибиотикам отдельные случаи таких инфекционных заболеваний, как бубонная чума, холера, сыпной тиф и сибирская язва, больше не вызывают эпидемий. Теперь общественность обеспокоена возможностью распространения бактериальных инфекций в результате деятельности террористов. Однако имеющийся в нашем распоряжении арсенал антимикробных препаратов скорее всего позволит избежать этой опасности.

Более серьезное беспокойство вызывает другая форма биотерроризма, связанная с поведением самих бактерий, которые адаптируются к широкому и подчас избыточному использованию антибиотиков. Получают распространение некоторые смертельно опасные штаммы обычных бактерий. Однако по мере накопления знаний о биохимии бактерий (и самого человека) появляется возможность создания новых антибиотиков, направленно воздействующих на специфические реакции в метаболизме бактерий. Знание химической структуры веществ и механизмов их взаимодействия с живыми клетками является основополагающим элементом в нашей бесконечной борьбе с опасными бактериями.

Глава 11

Противозачаточные средства

К середине XX века антибиотики и антисептики получили широкое распространение и позволили в значительной степени понизить уровень смертности, особенно среди женщин и детей. Больше не нужно производить на свет многочисленное потомство только затем, чтобы хотя бы некоторые дети дожили до зрелого возраста. Как только уменьшилась детская смертность от инфекционных заболеваний, возникла необходимость контролировать рождаемость. В 60-х годах появилось противозачаточное средство, которое радикально изменило общество.

Мы говорим, конечно, о норэтиндроне — первом представителе противозачаточных препаратов, обычно называемых “пилюлями”. В заслугу этой молекуле (или в вину — это зависит от точки зрения) ставили сексуальную революцию 60-х годов, расширение прав женщин, успех феминизма, увеличение занятости среди женщин и даже крушение семейных устоев. Несмотря на разногласия в мнениях относительно достоинств и недостатков этого вещества, нельзя не согласиться с тем, что оно сыграло весьма важную роль.

Борьба за легальный доступ к информации и средствам контроля над рождаемостью, которую в начале XX века вели такие отчаянные реформаторы, как Маргарет Сэнгер (18791966) из США и Мэри Стоупс (1880–1958) из Великобритании, теперь осталась лишь давним воспоминанием. Современной молодежи трудно поверить в то, что в начале XX века во многих странах само стремление получить информацию о возможностях предотвращения беременности могло считаться преступлением. Однако совершенно очевидно, что средства контрацепции были необходимы: высокий уровень детской смертности и смертности женщин при родах в среде бедноты часто коррелировал с наличием большого количества детей в семье. Семьи, принадлежавшие к среднему классу, уже пользовались средствами контрацепции, но семьи рабочих не имели доступа к такой информации. Многодетные матери, в очередной раз оказавшиеся на сносях, писали отчаянные письма пропагандистам контрацепции. К 30-м годам общественность постепенно стала признавать необходимость контроля рождаемости; возник термин “планирование семьи”. Врачи стали прописывать противозачаточные средства. В некоторых странах были смягчены законы. Даже там, где запрет на пользование средствами контрацепции не был снят, преследовать за нарушения такого рода стали реже.

Оральная контрацепция: первые опыты

Много веков женщины принимали всевозможные снадобья, надеясь предотвратить нежелательную беременность. Ни одно из этих средств не давало желаемого результата, разве что женщина заболевала настолько, что просто не могла зачать. Некоторые рецепты были достаточно просты: чай из листьев петрушки и мяты, коры или листьев плюща, ивы, желтофиоли, мирта или тополя. Также применялись паучьи яйца и мясо змеи, фрукты, цветы, фасоль, абрикосовые косточки и различные травяные зелья. Одно время для предупреждения беременности женщины активно пользовались отваром из разных частей туши мула (обычно почек или матки), возможно, по той причине, что мул является бесплодным гибридом лошади и осла. Для стерилизации мужчин существовало ничуть не более приятное лекарство: им предлагалось съесть поджаренные яички кастрированного мула. В VII веке в Китае эффективным средством стерилизации женщин считалось “быстрое серебро”, то есть ртуть, поджаренная в масле. Возможно, это помогало, если только женщина не умирала в процессе лечения. В Древней Греции и некоторых уголках Европы еще в XIX веке в качестве орального контрацептива применяли растворы различных солей меди. Замечательный средневековый метод предлагал женщине трижды плюнуть лягушке в рот. Считалось, что это приводит к бесплодию (женщины, а не лягушки).

Стероиды

Возможно, некоторые вещества, которые женщины втирали в различные части тела, обладали спермицидными свойствами. Однако первыми действительно эффективными и безопасными пероральными противозачаточными средствами стали стероиды, появившиеся в середине XX века. Одним из представителей этой группы веществ является норэтиндрон. Люди думают, что стероиды — это вещества, которые спортсмены иногда используют в качестве допинга, и это справедливо, поскольку те вещества действительно являются стероидами. Однако к стероидам относятся и многие другие вещества, не имеющие никакой связи со спортом. Мы будем использовать слово “стероиды” в более широком, химическом, значении.

Во многих случаях небольшие изменения структуры приводят к значительным изменениям свойств вещества. Эта закономерность особенно ярко проявляется в случае половых гормонов: мужских половых гормонов (андрогенов), женских половых гормонов (эстрогенов) и гормонов беременности (прогестинов или гестагенов).

Все соединения из группы стероидов имеют одну и ту же структурную основу — четыре кольца, соединенные определенным образом. Три кольца состоят из шести атомов углерода, а четвертое — из пяти. Шестичленные кольца называют кольцами A, B и C, пятичленное кольцо — D.

Кольца A, B, C и D в структуре стероидов.

В организме животных самым распространенным стероидом является холестерин. Особенно много его в яичном желтке и желчных камнях человека. Эта молекула незаслуженно имеет плохую репутацию. На самом деле холестерин жизненно необходим нам: он является предшественником всех стероидов, образующихся в организме, включая желчные кислоты (которые позволяют нам расщеплять жиры и масла) и половые гормоны. Избегать следует только избытка холестерина, поступающего с пищей, поскольку наш организм вырабатывает его самостоятельно. Молекула холестерина состоит из четырех слитых друг с другом колец с присоединенными к ним боковыми группами, включая несколько метильных групп (CH3; в некоторых случаях для удобства расположения на рисунке они обозначены как H3C).

Холестерин — самый распространенный стероид в организме животных

Главный мужской половой гормон, тестостерон, был выделен из измельченной ткани бычьих яичек в 1935 году. Однако это не был первый мужской половой гормон, который удалось выделить. Первым был андростерон — продукт метаболизма тестостерона, выделяющийся с мочой. На рисунке видно, что эти два вещества имеют очень похожую структуру: андростерон является окисленной формой тестостерона, в котором место OH-группы занимает кислород, присоединенный двойной связью.

Андростерон отличается от тестостерона лишь по одной позиции (показано стрелкой)