Гомохиральность как печать бога в аптеке природы
Если покопаться в истоках традиционной медицины, научных данных о свойствах природных растительных препаратов и их отличиях от синтетических фармпрепаратов, то можно найти много интересного. Наши современные СМИ предпочитают об этом не распространяться. О том, что такое гомохиральность и хиральная чистота и об их значении в нашей жизни, знают очень немногие
Для начала научное определение. Хиральность — несовместимость объекта со своим зеркальным трехмерным отображением. Например, если вы посмотрите на себя в зеркале, то тот тип, который отражается в зеркале, вроде похож на вас, но на самом деле очень отличается. У вас сердце слева, а у него справа, а печень наоборот, у вас справа, а у него слева, и остальные органы тоже не так как у вас. И совместить вас, то есть вставить друг в друга, чтобы всё совпало, совершенно невозможно. Значит, вы и все люди обладают свойством хиральности. И не только люди, но и большинство объектов живой природы.
Самое интересное, что для каждого вида жизни природа выбрала из двух возможных только один вид ориентации органов. Например, у улиток разного вида спираль ракушки может быть закручена и вправо и влево, но у одного вида только в одну сторону. У человека в абсолютном большинстве случаев сердце слева, а печень справа. Такая определенность ориентации структуры (левая или правая) присуща также молекулам органических веществ, из которых состоят все растительные и живые организмы. Это свойство для органических соединений называется гомохиральностью (хиральной чистотой). Открыл это явление ещё в конце 19-го века знаменитый биолог Луи Пастер. Фактически он доказал, что у природы есть дополнительный признак, которым она метит и химические соединения и живые организмы.
Ещё интереснее, что гомохиральность для живых организмов и человека, это не закон природы, который не имеет исключений. Скорее это правило, а не закон. Прямо как у людей по известному выражению «нет правила без исключений». Происхождение и назначение явления гомохиральности ученые не только не могут объяснить, но даже не представляют с какой стороны к этой проблеме подойти. Чаще всего эту загадку природы связывают с проблемой происхождения жизни. И веет от всего этого, каким-то высшим разумом, создавшим этот мир и задающим правила игры.
Исключения из правила гомохиральности известны ещё с древних времен и многие о них наверное знают или слышали. Самый поразительный для нас пример этого явления — люди, у которых в реальности все органы расположены как в зеркальном отражении, сердце справа, печень слева и так далее по списку. Таких людей не так уж и мало, примерно 1 на 10000. Около миллиона человек на всей планете. Самый известный для меня пример такого человека – известный испанский певец Энрике Иглесиас. Всё у него нормально, кроме рентгена, после которого врачи в обморок падают, талантливый, успешный и красавец. Создал семью с нашей теннисисткой Анной Курниковой и она не жалуется. Родили троих детей. Всё тип топ.
У Энрике а может и тип топ, а вот у химиков и особенно фармакологов совсем не тип топ, а сплошная головная боль. Ведь человек эволюционировал миллионы лет в тесном симбиозе с животным и растительным миром Земли. И уж коли все представители этого мира имели только одну из двух возможных типов структуры, то и человеческий организм адаптировался к существующему порядку вещей, только к тем питательным и лекарственным веществам, животного и растительного происхождения, которые в своей молекулярной структуре имеют определенную ориентацию, левую или правую. Поэтому если искусственно создать синтетический аналог природного биоактивного вещества, например витамина, то кроме химической формулы, нужно учитывать ориентацию его молекулярной структуры. А вот с этим у химиков загвоздка.
При искусственном синтезе простых и сложных веществ выбор ориентации молекулярных структур происходит случайным образом и в результате, точно согласно законам теории вероятности получается смесь равных по количеству право и лево ориентированных молекул, совершенно одинаковых по химическим свойствам. Этот процесс синтеза органических веществ современная наука и технология освоили и развивают достаточно успешно. Для этого обычно берут достаточно дешевое органическое сырье, чаще всего нефть, разлагают её на простые низкомолекулярные составляющие, а потом из них, как в конструкторе, собирают молекулы с нужной структурой. Для этого используют различные реакторы, в которых и происходит химическая реакция синтеза сложных соединений из простых составляющих. Только вот хиральность соединений во всех этих процессах контролировать невозможно. А она критически важна.
О важность хиральности для медицины можно судить по обложке американского журнала Journal of Chemical Education за 1996 год. Две собаки символизируют два одинаковых химических вещества, но с зеркальным отображением структурной формулы. Название основной статьи номера не менее выразительно: «Когда молекулы лекарств смотрятся в зеркало. Доказано на практике, что такие зеркально отраженные вещества, могут по-разному действовать на человеческий организм. Даже на вкус одно может быть сладким, а другое горьким, одно вылечить, а другое отравить. Это стало очевидным после нашумевшей трагической истории с талидомидом — лекарством, которое назначали в 1960-е годы беременным женщинам. В результате его применения родилось множество детей с врожденными уродствами. Только почти через тридцать лет спустя выяснилось, что причиной несчастий был один из видов талидомида — правовращающий, в отличие от правильного – левовращающего. Раньше такое свойство лекарств было неизвестно, поэтому продаваемый талидомид был смесью обоих антиподов. Они отличаются только взаимным расположением в пространстве двух одинаковых фрагментов молекулы. Таких примеров множество.
В настоящее время только некоторые фармацевтические препараты выпускаются в виде чистых соединений, применяя при этом сложные и дорогие технологии, использующие чистые исходные материалы. Это одна из причин очень высокой стоимости некоторых лекарств. Из множества синтетических препаратов, выпускаемых во всем мире, лишь небольшая часть является чистой, остальные — смеси. Зато, массовое производство химически синтезированных лекарственных средств легко наладить в промышленном масштабе и обеспечить потребности всей мировой системы здравоохранения.
Совершенно хирально чистые лекарственные препараты могут быть только природного, в основном растительного происхождения. К сожалению, их невозможно производить промышленным способом. Поэтому для современных фармгигантов это сложно и нерентабельно. Процесс выращивания сырья на плантациях требует учета множества факторов: климата, погодных условий, времени сбора, состояния почвы и т.д. Даже их соблюдение не всегда даёт нужный результат. Например, выращенный на плантациях в Китае женьшень намного слабее природного лесного. Ещё больше требований при переработке сырья и приготовлении самих лекарств. Всё это можно преодолеть, только используя многовековой опыт традиционной медицины разных стран.
Но для чего это нужно? Стоит ли огород городить? Неужели современная медицина со всеми своими достижениями хуже? Нет, она не хуже, она другая. В большинстве экстренных случаях она лучше, зачастую просто не работает, а во многих, особенно хронических, просто вредит, там, где традиционная помогает. Как информация для размышления — посмотрите на сравнительные графики смертности от ковида для разных стран. Для стран, где традиции лечения и использования только чистых средств остались хотя бы на бытовом уровне (например Индия, Япония), смертность в десятки раз меньше.
Необъяснимая для науки хиральная чистота натуральных лекарств, это как печать бога, о которой мы узнали сравнительно недавно. Даже если в будущем удастся обойти эту печать, то остается вопрос, единственная ли она, или ещё есть другие, о которых мы пока не знаем?
Валерий Захарченко