Камфора, морфин, таксол

КамфораГоворя о лекарственных препаратах как индивидуальных химических веществах, необходимо определить происхождение этих веществ. Большая часть известных препаратов — это вещества, полученные методами органического синтеза из компонентов природных углеводородов, например нефти. На втором месте — лекарства, продуцируемые микроорганизмами (в том числе антибиотики). На третьем — препараты, исходные вещества для которых выделяют из растений, то есть растительные метаболиты и их производные.

Подход к таким лекарствам из растений может быть различным. Их можно использовать в том виде, в каком их производит матушка-природа. К ним относятся камфара, известная чело- вечеству уже несколько тысячелетий, морфин, который до сих пор используют в качестве обезболивающего средства, таксол, широко применяемый в химиотерапии опухолей, и другие вещества. Расскажем о них чуть подробнее.

В Средние века вездесущие арабские купцы завезли в Европу белое пахучее вещество, которое они называли «кафар». Вероятно, камфара стала первым растительным метаболитом, полученным человеком в химически индивидуальном виде. В Китае и Японии ее уже в глубокой древности выделяли с помощью примитивной технологии из древесины камфарного дерева. Описано три вида этого дерева, произрастающих в Южном Китае, Японии и на Тайване, — из них добывают D-камфару. Поиски новых природных источников привели к пихте — ее ветки содержат эфирное масло, из ключевого компонента которого, борни- лацетата, не слишком сложно получить камфару. Хотя пихтовая камфара имеет L-конфигурацию (то есть это оптический антипод японской), она также обладает нужными лечебными свойствами. У нас в стране ее получали из пихты, а потом оказалось, что камфара есть и в полынях. Эфирные масла полыней черной, морской и белоземельной более чем наполовину состоят из L-камфары.

Специальные исследования показали, что в качестве медицинского препарата можно использовать не только оптически активные право- и левовращающие изомеры, но и их рацемическую смесь. Уже в XIX веке медики знали, что камфара — прекрасный стимулятор централь- ной нервной системы. Ее применяют при острой и хронической сердечной недостаточности, коллапсе, угнетении дыхания, при отравлениях снотворными препаратами и наркотиками.

Морфин выделили из опия в 1803 году, и он стал первым и основным представителем наркотических анальгетиков (обезболивающих средств). У таксола история менее древняя, но не менее интересная. Его получили из экстракта коры тихоокеанского тиса и начали активно исследовать как противораковый препарат в 1975—1976 годах. Чуть позже, когда выяснилось, что он связывается с белком тубулином и предотвращает образование микротрубочек, которые ответственны за образование веретена деления в клетке (иными словами, останавливает деление), стало понятно, что это принципиально новое лекарство. По- явление таксола в онкологии произвело микрореволюцию: это вещество позволило по-новому понять цитотоксическое действие и открыло путь к созданию новых средств для химиотерапии рака.

Довольно быстро обнаружилось, что трансформация природных молекул — это путь к усилению природной активности, к снижению нежелательных побочных эффектов и к появлению абсолютно новых полезных свойств. В качестве примера можно привести уже упомянутый канцеростатик таксол, мо- дификация молекулы которого позволила получить почти 1500 новых активных структур. Десяток из них, без сомнения более удачных по сравнению с исходным веществом, уже проходит клинические испытания.

Часто бывает, что даже растительные метаболиты, не имеющие никаких полезных лечебных свойств, химики все-таки используют как исходные вещества для модификации. Потрясающий пример — ситостерол, добываемый из побочных продуктов производства целлюлозы или из соевого масла. В знаменитом справочнике М.Д.Машковского «Лекарственные средства» вы найдете более 50 так называемых препаратов стеро- идной природы, и все это производные ситостерола.

В институтах Сибирского отделения РАН, в частности в Новосибирском институте органической химии (НИОХ) Н.Н.Ворожцова, давно исследуют растительное богатство Сибири. Еще в 60—80-х годах прошлого века в лабо- ратории лесохимии получили данные о составе скипидаров и живиц хвойных деревьев (живица — смолистая густая масса, выделяющаяся из разрезов коры), выделили новые соединения и установили их структуру. Фактически была заложена база для создания лекарств из метаболитов растений. В 1996 году в институте организовали отдел химии природных и биологически активных соединений, который сейчас работает в тесной связи с другими химическими и фармакологическими подразделениями — это необходимо для эффективного и успешного поиска лекарств. Кстати, для продуктивной работы в НИОХе пришлось реанимировать учрежденные еще Н.Н.Ворожцовым экспедиции, которые выявляли ареалы и заготавливали растения — продуценты перспективных веществ.

Источник всех препаратов, разрабатываемых в лаборатории, — индивидуальные вещества, полученные из растений Сибири. Только за последние десять лет работы на животных было протестировано около тысячи новых потенциальных препаратов с применением более 60 физиологических тестов. В результате сегодня у нас есть большой список веществ-кандидатов в препараты с 15 видами фармакологического действия. И все это из деревьев, трав и кустарников, которые растут вокруг нас.