Станислав Галактионов - Биологически активные
Однако в синаптической щели находится фермент ацетилхолинэстераза, интенсивно разрушающий ацетилхолин:
CH3–CO–O–CH2–CH2–N+ (CH3)3 + H2O → CH3–COOH + HO–CH2–CH2–N+ (CH3)3.
так что у молекулы медиатора, «снявшейся» с рецептора, не так уж много шансов уцелеть за время, необходимое для повторного связывания.
В течение рефрактерного периода ацетилхолинэстераза «очищает» синаптическую щель (а следовательно, постсинаптическую мембрану) от молекул ацетилхолина, а когда постсинаптическая мембрана восстановит возбудимость, новая волна потенциала действия уже не разовьется, если, конечно, к тому времени не поступит новый импульс на пресинаптическую мембрану, вызывающий новый выброс ацетилхолина в синаптическую щель, и т.д.
Ацетилхолинэстеразу можно блокировать специфическим ингибитором – например, изопропиловым эфиром фторангидрида метилфосфониевой кислоты, соединением структуры, которое образует с активным центром фермента очень прочный комплекс, и в результате наблюдается то, что и следовало предвидеть, исходя из описанного механизма, – эффекторная клетка самопроизвольно генерирует импульс за импульсом.
Наше описание процесса синаптической передачи по необходимости является лаконичным, упрощенным и даже местами окарикатуренным; на самом деле молекулярная организация основных его этапов известна ныне в гораздо больших подробностях. Но, согласитесь, даже знакомясь с этими механизмами в столь поверхностном изложении, нельзя не восхищаться силой творческого гения исследователей, сумевших воссоздать всю эту картину, расшифровать столь непростые процессы и даже сознательно в них вмешиваться, как в случае только что рассмотренного элегантного эксперимента с изопропиловым эфиром фторангидрида метилфосфониевой кислоты.
Это ли не триумф современной науки, вообще человеческого разума!
Изопропиловый эфир фторангидрида метилфосфониевой кислоты более известен как зарин – одно из самых страшных боевых отравляющих веществ нервно-паралитического действия.
Из песни слова не выкинешь
Не скрою, очень был велик соблазн обойти молчанием химию боевых отравляющих веществ – самый омерзительный раздел науки о биологически активных соединениях. В конце концов, эта книга – не отраслевая энциклопедия, и если составить перечень важных проблем и вопросов, в ней не затронутых, он окажется гораздо более длинным, чем список проблем обсужденных. Но обдумывая план очередного раздела, я постоянно сталкивался с необходимостью привести в подтверждение того или иного аргумента, в развитие некоторой идеи пример именно из области химии боевых отравляющих веществ (так для краткости принято называть эту отрасль, с позволения сказать, науки; конечно, помимо химиков, здесь работают и токсикологи, биофизики, биохимики и т.п.).
Ибо химия боевых отравляющих веществ очень интенсивно ассимилирует все новые идеи, достижения и открытия современной биологии, органической (в особенности элементоорганической) химии, других дисциплин – вполне мирных и даже кажущихся до поры до времени, как говорят, «оторванными от жизни». Да и у истоков создания химического оружия, увы, стояли многие видные химики нашего столетия. (Я говорю, конечно, о современной версии химического оружия; скажем, отравление колодцев в тылу у неприятеля практиковали еще в глубокой древности.)
Те несколько книг по химии боевых отравляющих веществ, которые мне довелось прочесть, написаны, несомненно, очень квалифицированными специалистами от биохимии и токсикологии. Читаешь в общем-то привычный текст, местами оценишь остроумную теорию, в рутинных ситуациях можешь самостоятельно продолжить мысль автора на несколько абзацев вперед. Ведь с точки зрения молекулярных основ, химизма, физиологии – нет никаких принципиальных различий между этими трудами и книгами, скажем, по фармакологии или по пестицидам. Почему же стороннему читателю так не по себе? Может быть, потому, что параллельно тексту воображение воспроизводит субъективные ощущения жертвы газовой атаки?
Один вдох, другой – и человек бессильно опускается на землю. Еще не понимает, что произошло (в голове страшный шум), невдомек ему, почему ни руки, ни ноги его не слушаются. Страшные судороги сводят все тело, невыносимая боль, но крикнуть уже нельзя, дыхание перехватило. Сердце еще кое-как работает, снабжая кровью раскалывающийся мозг, и остатки угасающего сознания регистрируют лишь неописуемую муку.
Именно это следует из очень квалифицированного текста и безупречно правильных формул.
Жуткой лабораторией отработки химического оружия и способов его применения стала первая мировая война, в особенности вторая ее половина.
Погожим, безмятежным апрельским утром 1915 года на шестикилометровом участке немецко-французского фронта с немецкой стороны были сосредоточены шесть тысяч баллонов, содержащих сто восемьдесят тонн хлора. Легкий ветерок дул в сторону французских позиций. По команде были откручены шесть тысяч вентилей, и зеленоватое облачко неторопливо поплыло в сторону французских окопов. Всего было поражено пятнадцать тысяч человек, из них пять тысяч – смертельно. Уцелевшие очевидцы описывали поистине Дантовы сцены, разыгравшиеся в окопах. А ведь это было только начало; вместо хлора появились гораздо более токсичные (или, на циничном языке специалистов – эффективные) газы. Среди них стоит отметить широко с тех пор известные – фосген (дихлорангидрид угольной кислоты) – COCl2, и иприт – дихлордиэтилсульфид S(CH2–CH2–Cl)2.
Название «фосген» у каждого ассоциируется прежде всего с ужасами газовой войны; между тем он производится в больших количествах для получения продуктов сугубо мирного назначения, а также часто применяется химиками в исследовательской работе, например, при синтезе пептидов. Я спросил как-то у знакомого пептидного химика, трудно ли ему было получить разрешение на работу в лаборатории с фосгеном. Он ответил почти без улыбки:
– Мы не работаем с фосгеном. Мы работаем с дихлорангидридом угольной кислоты.
Фриц Габер
Совсем маленькое отступление по поводу чисто персональному. Несколько разделов этой книги озаглавлено очень просто – именем и фамилией ученого, чьи результаты в них обсуждаются. И вот – после имен Эмиля Фишера, Пауля Эрлиха – Фриц Габер. Достойная ли фигура в этом ряду?
Если рассуждать абсолютно бесстрастно, несомненно достойная. «Габер был одним из крупнейших физикохимиков начала этого столетия, – пишет встречавшийся с ним академик П.Л. Капица. – Он нашел способ получать аммиак, связывать азот из воздуха. Его метод до сегодняшнего дня остается лучшим, наиболее широко применяемым (это говорилось в 1969 году, но справедливо и сегодня. – С.Г.). Весь азот сейчас фиксируется методом Габера. Способ фиксации атмосферного азота был им найден накануне первой мировой войны. Благодаря этому открытию Германия могла продолжать войну, поскольку она начала производить из аммиака селитру, которую раньше она ввозила из Чили».
По рассказам людей, близко знавших Габера, – а среди них оказались и такие светила, как Р. Вильштеттер и Дж. Франк – это был очень жизнелюбивый, веселый человек, брызжущий юмором, большой любитель путешествий. «Во время одной из моих поездок, – рассказывал он в кругу друзей, – я был измучен тяжким зноем и с удовольствием окунул голову в бадью деревенского колодца. Увы – я забыл, что нахожусь в Альвоне, где, как вам известно, вода имеет свойство менять облик пьющего. И представьте себе, как раз в то время, когда я пил, подошел огромный бык и тоже погрузил свою морду в воду. Ну и случилась беда – он ушел с моей головой, а я с тех пор...»
Или, например, такая сцена в ресторане Дубровника – города, который совершенно очаровал Габера:
– Официант, принесите мне гроб. И узнайте, сколько стоит место на здешнем кладбище.
Вот если бы можно было ограничиться этими сведениями о Ф. Габере – был бы, как говорится, образ и т.д. Но ограничиться никак нельзя.
В начале первой мировой войны германское военное ведомство обратилось к нескольким крупным ученым-химикам с предложением разработать средство, с помощью которого солдат противника можно было бы «выкуривать» из окопов; первоначально еще не имелось в виду их непосредственное поражение. Габер, в то время директор знаменитого Института физической химии и электрохимии имени кайзера Вильгельма в Далеме, с большим энтузиазмом взялся за эту работу; именно он был автором идеи первой газовой атаки с применением хлора, наладил производство иприта.
Здесь следует указать на одну неточность, проникшую в некоторые публикации на эту тему. А именно: Габеру приписывается открытие иприта; на самом деле это соединение было известно гораздо раньше.
