Айзек Азимов - Кровь: река жизни. От древних легенд до научных открытий
В любом случае запасы железа и дополнительные красные клетки необходимы в течение первых месяцев жизни младенца, когда он растет и в его организме происходит нарастание количества красных клеток без поступления железа с пищей. В молоке, которое, скорее всего, является его единственной пищей в течение нескольких месяцев, очень мало железа. Это один из немногих недостатков молока. Другой недостаток заключается в том, что в нем содержится очень мало витамина D. Как можно раньше в рацион надо вводить яйца или кашу. В них достаточно железа для удовлетворения потребностей детского организма.
Девочке необходимо пополнять запасы железа всю жизнь до наступления менопаузы. Мальчику нужно это делать, только пока он растет, а максимальная потребность в железе приходится на раннюю юность — 15–16 лет.
Глава 5
Красный витамин
Иногда возникают сложности не с выработкой гемоглобина в организме, а с выработкой самих красных клеток — «мешочка», в котором содержится гемоглобин. Этот «мешочек» называется стромой. Красные клетки, помещенные в дистиллированную воду, через некоторое время лопнут, и из них выйдет гемоглобин. Останется пустая мембрана, получившая драматическое название «тени» красной клетки. Вероятно, строма пронизывает внутреннюю часть клетки, создавая секторы. Иногда удается разрушить клетку таким образом, что часть гемоглобина выходит наружу, а часть остается в клетке, очевидно окруженная тонкими перегородками — стромой.
Когда нарушается образование стромы, красные клетки изменяют свой внешний вид и разрушаются очень быстро. Вместо обычных 125 дней они живут всего сорок. В каждой клетке, как и положено, есть запас гемоглобина, только его больше, чем в обычных клетках. Они также крупнее нормальных эритроцитов, поэтому их называют макроцитами. Беда в том, что количество клеток мало и постоянно уменьшается, так что в конце концов их содержание не превышает 2 500 000 на кубический миллиметр.
Такое состояние называется злокачественным малокровием. Это название подразумевает фатальный исход, и действительно, до 1926 года он был фатальным. Обычную железодефицитную анемию можно было вылечить, принимая таблетки с содержанием железа, но злокачественная анемия была так же смертельна, как выстрел в сердце, хотя и означала не столь мгновенную смерть (болезнь длилась от двух до пяти лет).
В 1926 году два врача из клиники при Гарвардском университете, Дж. Р. Майнот и У. П. Мерфи, решили добавить в рацион больных злокачественной анемией печень. Вы можете спросить, почему именно печень? Несколькими годами ранее ученый из Калифорнийского университета Дж. Уипл вызывал анемию у собак посредством кровопускания, а затем испытывал на них различные продукты, чтобы узнать, какой из них наиболее быстро вернет животных к нормальному состоянию. Печень оказалась эффективнее всего. Естественно, собаки страдали не злокачественной анемией, а анемией, вызванной постоянными кровотечениями. Однако Майноту и Мерфи было нечего терять. Печень съедобна, а пациентам грозила гибель, поэтому врачи решили попробовать.
Метод сработал. Больным почти сразу же стало лучше. Им приходилось периодически включать в свой рацион питания большие порции печени. Если пациенты делали длительный перерыв, болезнь возвращалась. Однако если вы стоите перед выбором: есть печень или умереть, то ответ очевиден.
В 1934 году Майнот, Мерфи и Уипл получили за свое открытие Нобелевскую премию в области медицины.
Хотя по сравнению с тем, что было раньше, был сделан большой прорыв, ситуация все же прояснилась далеко не до конца. Что же такое содержалось в печени, что больные злокачественной анемией возвращались к жизни? В 1927 году Э. Дж. Кон совместно с Майнотом и другими исследователями из Гарвардского университета попробовали разделить печень на фракции, пытаясь выделить фактор, препятствующий развитию анемии.
Сначала некоторое количество печени тщательно измельчали до получения однородной массы — гомогената. Растертую ткань соединяли с водой определенной кислотности и тщательно перемешивали. Некоторые компоненты гомогената растворялись в воде, другие нет.
Смесь фильтровали, а затем некоторые компоненты гомогената и нерастворенные частицы испытывали отдельно на больных злокачественной анемией, добавляя растворимую фракцию и осадок в пищу. Через определенные промежутки времени у пациентов брали кровь на анализ, чтобы проверить, не произошло ли увеличение количества незрелых красных клеток (ретикулоцитов). Такая «ретикулоцитная реакция» означала бы наличие противоанемического фактора.
Оказалось, что в водном растворе, или экстракте печени, этот фактор присутствовал, а в нерастворимой части его было очень мало или совсем не было. Таким образом, нерастворимую часть можно было изъять и продолжить работу с экстрактом.
Позднее наличие или отсутствие этого фактора определялось внутривенным введением небольших доз различных фракций печени. Это был более точный эксперимент, нежели добавление фракций в пищу; при этом сохранялась бóльшая часть фракции, которая подвергалась дальнейшему очищению. Поскольку злокачественная анемия довольно редкое заболевание, были предприняты попытки использовать в этих испытаниях животных вместо людей, но эти эксперименты успеха не имели.
Экстракт печени нагревали. При этом свертывался белок, находящийся в экстракте. Фактор по-прежнему оставался в растворе.
После фильтрации (для отделения свернувшегося белка) раствор обрабатывали эфиром. Эфир не соединяется с водой, а образует отдельный слой жидкости над поверхностью воды. Когда два слоя при сильном взбалтывании временно смешиваются, некоторые вещества из воды переходят в эфир и растворяются в нем. После разделения эфирного и водного слоев антианемический фактор обнаруживался в воде.
Затем раствор помещали в коллодиевый мешочек и погружали его в дистиллированную воду. Коллодий подобен полупроницаемой мембране, через которую относительно мелкие молекулы, в частности молекулы фактора, выходили из мешочка в воду, а более крупные оставались внутри. Эта процедура называется диализом. Затем к материалу, прошедшему через мембрану (диализат), добавляли различные химические вещества, способные, связываясь с другими веществами (но не с фактором), образовывать нерастворимые соединения, которые можно затем удалить из раствора.
Такими методами, а также некоторыми из тех, что были мной упомянуты ранее, рамки поисков медленно, но верно сужались, и исследователи получали все более чистую форму антианемического фактора. Естественно, этот процесс трудоемкий. Результатом может быть как успех, так и провал, хотя опытные ученые, благодаря знанию химических и физических принципов, обычно интуитивно чувствуют, какие процедуры выбрать, чтобы получить удачный результат; иногда опыты заходят в тупик, и приходится повторять попытки бесчисленное количество раз.
В 1930 году, после трех лет работы, Кон и его коллеги выделили фракцию печени, эффективную при борьбе со злокачественной анемией в дозе всего 140 миллиграммов. Эта фракция была по крайней мере в сто раз мощнее обычной печени. Больные злокачественной анемией, получавшие лечение этим экстрактом, избавлялись от необходимости постоянно включать печень в рацион.
Работа по очистке антианемического фактора приостановлена, так как единственным способом обнаружить фактор оставалась реакция на него самих больных злокачественной анемией. Из-за неизбежных потерь на каждой стадии очистки и дополнительных потерь во время анализов оставались слишком малые количества вещества. К счастью, в 1940-х годах ученые из американской компании «Мерк», а также из нескольких английских лабораторий независимо друг от друга обнаружили, что даже ничтожное количество фактора (измеряемое в пикограммах — миллионной доле одной миллионной части грамма) ускоряет рост определенных бактерий.
Это неудивительно, хотя у бактерий и нет красных клеток. Давно существовали подозрения, что антианемический фактор является витамином. Когда витамины были впервые открыты, их считали всего лишь загадочными веществами неизвестного состава, которые присутствовали в пище в малых количествах и были необходимы для поддержания здоровья человека. Сначала были известны два витамина: витамин А, растворимый в жире, но нерастворимый в воде, и витамин В, который, наоборот, растворялся только в воде. Дальнейшие исследования показали, что витамин В был на самом деле смесью многих компонентов, которая получила название витаминного комплекса В.
Различные компоненты этого комплекса стали называться витамином В1, В2 и так далее. Постепенно, по мере установления химической структуры разных витаминов, они все получили названия. Например, витамин В1 стал называться тиамином, а витамин В2 — рибофлавином.
