Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул - Кейт Бибердорф

class="p1">Я перенесла четыре операции на передней крестообразной связке на колене, так что после упражнений чаще всего я чувствую боль именно в коленях. С годами я перестала выполнять любые упражнения с прыжками, но иногда мои колени болят просто так. В таких случаях я принимаю безрецептурное обезболивающее.

Но что из себя представляет обезболивающее? Как именно их молекулы работают в нашем теле?

Аспирин – или чудо-таблетка, как его называют СМИ – впервые был описан Гиппократом в XIV веке до нашей эры, когда люди варили целебный чай из коры ивы. Давайте перенесемся в 1763 год, когда английский священник Эдвард Стоун опубликовал письмо, в котором сообщалось о новых исследованиях свойств коры ивы. Он высушил ее, а затем раздал пятидесяти разным людям. Те использовали сушеную кору для лечения распространенных заболеваний и даже в форме лосьона.

Тем не менее все «пациенты» Стоуна столкнулись с двумя проблемами: (1) кора ивы имела неприятный вкус и (2) из-за нее у людей появлялись проблемы с желудком. Тем не менее все были готовы продолжать употреблять кору, поскольку она уменьшала головную боль и воспаления. Некоторым пациентам кора даже помогала облегчить симптомы артрита.

Спустя сто лет химик Феликс Хоффман занялся поиском альтернативы салициловой кислоте (C7H6O3), которая и является действующим веществом в ивовой коре. Больной отец ученого испытывал сильную тошноту после лекарств с салициловой кислотой, так что Хоффман решил найти что-то, что сможет помочь старику. С помощью своего начальника, Артура Эйхенгрина, Хоффман начал проводить эксперименты с салициловой кислотой и вскоре открыл эффективный способ получения родственной кислоты, ацетилсалициловой (C9H8O4), позже названной аспирином.

К сожалению, Артур и Феликс столкнулись с трудностями на этапе клинических испытаний нового вещества, так как салициловая кислота ослабляла сердце. Тогда Феликса заняли другими исследованиями, где он использовал свои знания об ацетилсалициловой кислоте для синтеза одного наркотика – диаморфина, также известного как героин. Что удивительно, он довольно легко смог убедить людей попробовать диаморфин.

Поскольку Артур был главным, он не собирался так просто заканчивать исследования ацетилсалициловой кислоты. Химик передал новое обезболивающее врачам, которые начали проводить собственные клинические испытания. Результат не заставил долго ждать: все пациенты (и врачи) были в восторге от того, что появилось лекарство, способное облегчить боль или вылечить простуду, при этом не вызывая проблем с желудком. Новость о чудесном лекарстве быстро распространилась, так что вскоре аспирин Bayer можно было получить без рецепта.

Но чем так хорош аспирин (ацетилсалициловая кислота) и почему он лучше коры ивы (салициловая кислота)? Сначала химики поняли, что если в салициловой кислоте заменить одну спиртовую группу (OH) на сложноэфирную группу (OCOCH3), то можно добиться приятного вкуса аспирина и уменьшить проблемы с желудком. Они также выяснили, что активность аспирина равна активности салициловой кислоты. Но как такое возможно? Ведь крупной молекуле намного сложнее добраться до нужного места из-за ее размеров.

Ученые быстро установили, что на самом деле Артур и Феликс не открыли новое лекарство. Да, принимать аспирин было намного проще, но в желудке он снова распадался на салициловую кислоту. Проще говоря, аспирин просто уменьшил количество побочных эффектов, возникающих при употреблении коры ивы.

Аспирин идеально подходит для приема после спортивной травмы, поскольку помогает уменьшить боль от воспаления или отека. Попадая внутрь организма, салициловая кислота блокирует одну важную химическую реакцию, из-за чего фермент (циклооксигеназа) не может производить две молекулы (простагландин и тромбоксан). Простагландин вызывает вазодилатацию (кровеносные сосуды открываются), после чего лейкоциты направляются к месту повреждения. Другими словами, если вы подвернете лодыжку и сразу же выпьете аспирин, ваша нога не распухнет.

Этот процесс также является частью механизма действия нестероидных противовоспалительных препаратов, или НПВП. Например, ибупрофен – это НПВП, он используется для лечения воспалений, высокой температуры, а также для уменьшения боли. Если сравнивать его с аспирином, то ибупрофен считается «молодым» препаратом. Его открыли в 1960-х годах, и тогда было обнаружено, что он может подавлять активность циклооксигеназа. Ибупрофен имеет молекулярную формулу C13H18O2 с одним шестичленным кольцом между двумя углеводородными цепочками. Возможно, вы уже знаете, что ибупрофен отлично справляется с высокой температурой, а также уменьшает боль, вызванную камнями в почках.

Ацетаминофен – это дешевый препарат; обычно его называют тайленолом. Многим он известен как парацетамол – лекарство, способное облегчить симптомы простуды. Парацетамол имеет молекулярную формулу C8H9NO2 с шестичленным кольцом.

Ученые до сих пор не выяснили, как именно работает ацетаминофен. В отличие от ибупрофена и аспирина (а также остальных НПВП), парацетамол не блокирует фермент циклооксигеназа. Кажется, что этот препарат действует совсем иначе, не так, как другие обезболивающие. Считается, что в процессе участвует фермент, но ученые до сих пор не уверены в работе парацетамола на 100 %. Однако кое-что они знают наверняка: так как парацетамол не блокирует фермент, он не работает так же хорошо, как другие противовоспалительные средства. Сейчас химики полагают, что парацетамол может блокировать фермент в мозге, и именно это является причиной, по которой этот препарат используется для облегчения боли и лечения простуды.

Каждая молекула по-своему влияет на организм, так что разные обезболивающие будут действовать по-разному при одной и той же травме. Лично я очень часто использую алив (напроксен), еще одно НПВП. Так как я не врач, то не могу рекомендовать вам это обезболивающее, однако предупреждаю: пожалуйста, обращайте внимание на любые негативные побочные эффекты, например, повреждение органов. Мне вот нельзя злоупотреблять аливом, поскольку он вызывает почечную недостаточность.

Но как бы сильно у меня ни болели колени, я всегда буду заниматься спортом (я на это надеюсь). Я люблю начинать свой день в беговых кроссовках и в милой спортивной форме. И хотя я не должна этого делать, но я использую занятия спортом как оправдание моей зависимости от сладкого.

Хорошая тренировка утром пробуждает меня и готовит к трудному дню. Но перед тем, как выйти из дома и встретиться с другими людьми, мне нужно несколько минут (или часов) на то, чтобы привести себя в порядок. В следующей главе я расскажу вам о том, что происходит в ванной. Что общего между шампунем, феном и яркокрасной помадой, которую вы носите на работе? Правильно, это все – химия!

7. Be·YOU·tiful (Вы прекрасны). Приводим себя в порядок

После интенсивной тренировки я иду в душ, где начинается основной процесс подготовки. Долгое время это была моя самая нелюбимая часть дня; во времена, когда я училась в аспирантуре, у меня никогда не хватало на это