Дело в химии. Как все устроено? - Джузеппе Алончи
Когда щелочь реагирует с кислотой, высвобождающиеся в результате взаимодействия кислоты с водой ионы H+ вступают в реакцию с ионами OH-, образующимися в результате нейтрализации щелочи, и образуют все ту же воду. Именно поэтому, соединяя кислоту со щелочью, получаем нейтральный раствор.
Ионы Н+ вовлечены практически во все биологические процессы, именно поэтому показатель рН столь важен и столь знаменит. Показатель рН раствора определяет то, как реагируют те или иные вещества: медленно или быстро, распадаются на составные части или ведут себя аномальным образом. Когда будете в следующий раз готовить себе чай, попробуйте понаблюдать, что происходит, когда вы добавляете в него лимон: вы заметите, что он становится светлее, – но если вы решитесь добавить в него соды, он вновь потемнеет. Все вещества, содержащиеся в чае, разного цвета, в зависимости от их рН, и могут служить индикаторами соотношения кислота-щелочь. Еще более зрелищным выглядит пример цветков гортензии – их цвет меняется от голубого до розового в зависимости от рН почвы, на которой она растет.
Наше тело обладает постоянным рН, который изменяется в зависимости от органа. Например, в желудке рН очень кислотный (около 2), поскольку присутствие кислоты способствует разрушению химических связей в пище и вовлеченные в процесс пищеварения энзимы работают лучше в кислотной среде, в мышцах и в некоторых группах клеток – слегка кислотный (около 6). И наоборот, кровь и значительная часть остальных тканей слегка щелочные (рН=7,4). Любые аномалии значений рН в человеческом теле ведут моментально к серьезному ущербу здоровью, особенно в случае с кровью, и поэтому организм располагает целым комплексом физиологических процессов, целью которых является удержание рН в строгих пределах.
Уже несколько лет назад в некоторых сообществах возникла мода на разделение продуктов питания на «окисляющие» и «ощелачивающие» наше тело: речь идет о суевериях, не имеющих никакого научного значения, поскольку любая пища так или иначе попадает в желудок, где желудочный сок нейтрализует любые щелочные соединения, а оказавшись в крови, питательные вещества не меняют рН ни на самую малую долю, благодаря слаженной работе почек и прежде всего легких. Единственная жидкость, рН которой связан с пищей, – это моча, как раз потому, что почки вовлечены в процесс поддержания постоянства рН крови и тканей.
Я бы хотел, чтобы этот момент был совершенно вам ясен: не существует пищи, которая бы хоть как-то была способна повлиять на рН крови и тканей. Ее не бывает. Нигде и никогда.
А теперь, когда вы наконец осознали, что не можете изменить рН вашего тела ни с помощью брокколи, ни с помощью стейка, попробуем понять, есть ли доля правды во всей этой истории.
Как мы уже видели, что одной из характеристик, свойственных для всех опухолей, является то, что они все представляют собой массу бесконтрольно и быстро размножающихся клеток. Подобная активность требует значительного расхода энергии, а следовательно, и питания: именно поэтому значительная часть опухолей выделяет белки, стимулирующие образование новых кровеносных сосудов, которые могли бы приносить к опухоли кровь, а в ней необходимую для ускоренного метаболизма энергию.
Но, как и все, что делается в спешке, это образование не блещет качеством, а новые сосуды, питающие опухоль, немногочисленны и хрупки. Результат получается двоякий: поступление кислорода и питательных веществ ведет к росту опухоли в условиях нехватки кислорода, а отходы метаболизма, такие как молочная кислота, с трудом выводятся наружу, в том числе и из-за отсутствия лимфатической системы. В результате опухолевые ткани и на самом деле более закислены, то есть их рН (около 5,5–6) более кислотный, чем у соседних здоровых тканей.
Первым, кто обнаружил это явление, стал немецкий врач Отто Генрих Варбург, лауреат Нобелевской премии по медицине 1931 года. В те времена, когда еще почти ничего не было известно о ДНК, он предположил, что первичной причиной развития опухолей может быть кислая среда. Гипотеза Варбурга с течением времени утратила актуальность, и сегодня считается, что причиной новообразований служат генетические изменения, а кислотный показатель рН на самом деле всего лишь следствие. Некоторые исследователи пытались было проверить, могут ли инфильтрации щелочи оказать положительное влияние на опухоли и уменьшение их массы, однако все результаты были отрицательными и этот путь в науке был заброшен.
Кислотный показатель рН твердых опухолей можно использовать для разработки медикаментов, которые целенаправленно влияли бы только на раковые клетки. Лекарственная терапия опухолей очень сложна, поскольку она должна поражать только больные клетки и не касаться здоровых, что совсем не просто. Как мы уже говорили ранее, любая опухоль – это отдельная болезнь и требует индивидуального лечения. Понять эти процессы отнюдь не просто, но мы можем ограничиться только общими соображениями.
Хотя сегодня химиотерапия сделала гигантские шаги вперед, позволившие ей полностью победить многие виды опухолей и снизить смертность от остальных, она по-прежнему чрезвычайно агрессивна и имеет массу побочных эффектов. Чтобы снизить их влияние и повысить действенность препаратов, необходимо в идеале найти способ доставить лекарство непосредственно к больным тканям. Сегодня ученые исследуют среди прочих метод, предполагающий инкапсулирование лечебных молекул внутрь наночастиц или везикул, разрушающихся только в кислой среде и таким образом доставляющих лекарство непосредственно в опухоль. Помните мицеллы, которые мы рассматривали в рассказе 4? Идея немного напоминает историю троянского коня, это может помочь избежать деградации препарата в теле еще до его прибытия к месту назначения и доставить его туда, где он реально необходим. Варьируя форму, размер и химические свойства, можно направить эти частицы к определенному органу, например печени, почкам или в мозг, где кислая среда опухолевых клеток растворит капсулу и освободит действующее вещество. Подобные исследования является частью области, получившей название drug delivery, то есть «доставка лекарств», одним из самых интересных и важных направлений химии и фармакологии последних лет.
Прозорливость
Как мы уже упоминали, всякая опухоль представляет собой отдельную самостоятельную болезнь и требует специфического индивидуального лечения, включающего, как правило, хирургическое вмешательство, лучевую терапию и химиотерапию. Подробное описание историй и характеристик всех существующих противоопухолевых лекарств потребовало бы энциклопедических объемов и знаний, но
