Делаем лекарства
ДЕЛАЕМ ЛЕКАРСТВА
Изготовление лекарственных препаратов невероятно сложный процесс. Столько труда приходится вкладывать в это дело учёным! Всё начинается на рабочем столе химика. На компьютере он моделирует действия различных веществ на организм человека и микроба.
Затем сверяет свои результаты с последними данными медиков о протекании интересующей его болезни. Модель — сравнение, модель — сравнение... И так до тех пор, пока больной не сольётся с вредным микроорганизмом в сложную систему «человек — микроб».
Когда слияние достигнуто и 2 живых существа неразделимы, словно Земля и Луна, у химика рождается в голове новая идея. Он покидает рабочий стол и устремляется к своим коллегам в лабораторию. Там они всем скопом устраивают с лекарством эксперименты.
Ежегодно через их руки проходит до 3000 подобных разработок. Тесты, анализы, тесты, анализы. В пробирках и колбах бурлят и меняют цвета жидкости, плавятся порошки. Наконец химики доказали, что вещество должно работать так, как ожидается. Но этого мало! Для полной уверенности необходимы эксперименты на животных.
Животных заражают микробами, а затем дают им лекарственный препарат и наблюдают за реакцией организма. Долгие дни бесконечных анализов, измерения температуры, наблюдения за поведением зверушек в ожидании результата. Если животные выздоравливают и ничто в их организме не нарушается, значит, лекарство можно принимать и людям.
Главными подопытными животными являются мыши, морские свинки, крысы, кролики, собаки. Реже — обезьяны и броненосцы, на которых экспериментируют в тех случаях, когда требуется наибольшая точность результата: дело в том, что организмы обезьян и броненосцев схожи с человеческим.
Опыты на животных выясняют действие не только лекарств против микробов. Проверяются и прочие медицинские препараты, применяющиеся во врачебной практике. Скажем, миорелаксанты, которые испытываются на мышах. Миорелаксант — это препарат, на время расслабляющий мускулатуру тела и снимающий с неё напряжение.
Мышкам вводят новый миорелаксант и подвешивают зверьков на перекладине. Всем известно, сколь цепко может держаться грызун на весу передними лапками за какую-либо палочку. Но если миорелаксант достаточно эффективный, то зверёк не сможет напрячь свои мышцы и, не удержавшись, плюхнется вниз.
Это интересно!
Подопытным животным поставлены, памятники во многих странах мира. Так, существует памятник собакам Павлова. Животные, участвующие в научных экспериментах, помогли медикам и химикам, сделать немало открытий и спасти тысячи и даже миллионы жизней. Лягушкам, которые тоже частенько становятся объектами экспериментов, воздвигнуты целых 2 памятника!
После опытов над животными приступают к экспериментальному изучению реакции нашего организма на лекарство. Человек всё-таки — не обезьяна и не мышь, поэтому, возможно, не воспримет новый препарат. Для последней проверки выработанного вещества проводят клинические испытания на добровольцах. Эти люди соглашаются принимать новое лекарство.Первый — в знаменитом Парижском университете. Этот памятник был возведён в XIX в. по настоянию великого ученого Клода Бернара, который всех уверял, что ничего бы не открыл без помощи помощников-земноводных. Второй памятник был поставлен в столице Японии, городе Токио. Его соорудили студенты-медики в честь 100 тысяч квакушек, использовавшихся в научных экспериментах.
До последнего этапа, как правило, доходит лишь одно вещество из как минимум 3000, что были в самом начале. Если опыты завершаются удачно, то данные всех тестов и экспериментов сдают в компетентную (сведущую в фармакологии) комиссию. Там внимательно читают сведения о свойствах вещества. Это — долгое чтение, поскольку описание анализов и опытов занимает 100 книжных томов по 200 страниц в каждом!
Но вот лекарство одобрено, и теперь какая-нибудь фармацевтическая фабрика принимается выпускать проверенный препарат для массового использования. Эта фабрика оснащена сложнейшим химическим оборудованием, автоматикой и электроникой для непрерывного наблюдения за условиями рождения лекарственного соединения и поддержания в постоянстве этих условий. Оборудование для синтеза веществ может резко различаться — в зависимости от того, что именно производится на фабрике.
Если требуется антибиотик, то для его получения сооружают конусовидные баки, которые трубами и проводами подсоединены к контрольно-измерительным приборам. Давление воздуха, температура, влажность, подача очередных порций сложных веществ и воды в эти баки строго регулируются. Там растут плесневые грибки, из которых выделяют пенициллин, стрептомицин, грамицидин и прочие соединения. Последние служат сырьем для изготовления антибиотиков.
Если требуются препараты на основе антител (сыворотки), то применяется иная техника. Например, в специально оборудованном стойле держат телёнка, у которого через трубку берут лимфу из грудного протока, которую собирают в ёмкостях для хранения. Потом её добавляют в новую химическую посуду — всевозможные чашки для выращивания клеточных культур, из которых получают антитела. Последние становятся сырьём для лекарств, а лимфа очищается на фильтрах и возвращается телёнку.
Ну а если понадобилось какое-то синтетическое соединение, то есть полностью искусственное, то его получают в особых помещениях с использованием сложной техники. Вдоль стен на 10 метров тянется бесконечный ряд стеклянных ёмкостей и пробирок, в которых по стеклянным трубкам скапливается вещество. Эти колбочки нагревают, кипятят, выпаривают жидкость, смешивают с чем-то, проделывают прочие малоприятные штуки.
Изготовление лечебных средств требует огромного количества чистейшей воды. Её сперва прогоняют через мощную фильтрационную систему, после чего подвергают кипячению и дистилляции. Чтобы убедиться в отсутствии примесей и микробов в такой воде, проводят тест на кроликах. Им вводят немного воды из очередной партии и измеряют температуру тела. Если вода грязная, то температура тела животных поднимается.
Впрочем, такой тест недостаточно эффективен, поэтому его заменили тестом на крови мечехвоста. Мечехвост — гигантский морской родственник скорпионов и пауков, сохранившийся на мелководьях тёплых тропических морей с незапамятных времён (ему около 300 миллионов лет!). У него берут немного крови, после чего отпускают обратно в море.
А из крови «морского скорпиона» готовят тест-препарат, который сворачивается при попадании в него живых или мёртвых микробов. После столь надёжной проверки воду подают в производственные цеха, где она расходится по синтезирующим установкам.
Затем готовое вещество разливают по пузырькам, если это жидкость. А если это твёрдое вещество, то при помощи чанов- центрифуг его разбивают на части, оформляют в драже (порции), и даже покрывают сладкой оболочкой. Затем мощный автоматический фасовочный аппарат с несколькими конвейерными линиями распределяет готовые таблетки, помещает их в упаковку. Теперь лекарство можно отправлять в аптеки.
Это интересно!
В далёком прошлом, когда не существовало фармацевтических фабрик и не было техники вакцинации, люди уже умели готовить лекарственные препараты для повышения жизненных сил организма и подавления активности микробов. Эти средства добывались из природного сырья — лекарственных растений. Наблюдая за животными, которые лечат свои недуги травой, первобытный человек сам попробовал питаться некоторыми растениями.
Дело в том, что многие травы, деревья и кустарники содержат в себе массу сильнодействующих веществ — витаминов, фитонцидов, органических кислот, дубильных и прочих. Со временем люди научились готовить из лекарственных растений взвары — напитки в виде чая. Сегодня вещества из растений используются для синтеза препаратов в фармакологии.
Жалко животных, используемых в экспериментах. Некоторые люди считают, что подобное отношение к несчастным зверькам бесчеловечно. Да, это так! Но, как можно понять из нашего рассказа, никто животным назло не вредит, к ним относятся по возможности гуманнее, добрее. Опыты же необходимы, чтобы продолжать получать новые препараты для спасения жизни людей. Здоровье и благополучие человечества слишком важны и ценны!
Но всё-таки от экспериментов над животными нужно и можно отказаться, что скоро и произойдёт. Наука развивается, прогрессирует. Мы всё больше знаем о химии и о работе человеческого организма. Людям будет достаточно компьютерных моделей и химических опытов в пробирках, чтобы точно установить эффективность нового лекарства. Но для этого необходимо очень хорошо разбираться в самых разных науках. Нужно знать общую биологию, микробиологию и эпидемиологию, цитологию, гистологию и анатомию, физиологию, медицину и фармакологию, общую химию, органическую химию, биохимию, молекулярную биологию, а также, конечно, программирование, информатику, вычислительную технику, кибернетику и высшую математику, чтобы можно было проводить максимально точное и правильное моделирование на компьютере.
Если ты испытываешь желание помочь людям и животным, то хорошенько подумай, что можешь сделать для этого. А помогут тебе принять верное решение уроки химии, биологии и информатики в школе. Лучше учись, тогда наверняка сможешь принести пользу человечеству.
У тебя, наверное, остался последний вопрос. А с чего, собственно говоря, учёные начинают свой поиск новых лекарств вместе с химопытами и моделированием? Верно, на пустом месте и такого мощного исследования не развернёшь. Для этого приходится применять то, что уже известно наверняка, и развивать старые принципы.
Так, учёные установили, что болезнетворные бактерии применяют вещества нашего тела в качестве пищи и строительного материала для своей клетки. Значит, подумали тогда биологи, достаточно подсунуть микробам яд, сильно похожий на их еду, — и победа будет одержана.
Так начались кропотливые исследования. Например, бактериям для роста и размножения требуется пара-аминобензойная кислота (витамин Н1), её-то они и выкачивают частенько из человека!
В результате опытов было установлено, что на эту кислоту похож по некоторым свойствам стрептоцид. Но двойник витамина является страшным ядом для микробов. Они по ошибке усваивают стрептоцид и гибнут от этого. В их крохотных одноклеточных тельцах нарушается обмен веществ, чего бактерии не могут вынести. В результате микроорганизмы погибают, а человек выздоравливает.
Убедившись в эффективности стрептоцида, учёные решили его же усовершенствовать. Кто знает, вдруг у вещества не исчерпаны все возможности. И точно угадали. Опыты показали, что стрептоцид наиболее примитивный вариант лекарства.
Если его формулу нарастить новыми химическими довесками-радикалами, то получатся новые лекарственные средства, которые химики объединяют в большое семейство сульфамидных препаратов. Так проводятся научные исследования по созданию новых лекарств.