Случаи пищевых отравлений, возможно, настолько же стары, как история человечества. Причин пищевых отравлений может быть множество – бактерии, вирусы, паразиты и токсины. Одна из самых неприятных форм пищевых отравлений – отравление мясопродуктами и в особенности колбасой. Уже в Х веке нашей эры император Византии Лев VI Мудрый (тот самый, при правлении которого Вещий Олег прибил свой щит на врата Царьграда) запретил изготовление и продажу кровяных колбас в Константинополе, да и на территории всей империи. Как полагают историки, этот шаг был продиктован частыми случаями смертельных пищевых отравлений этим продуктом. Непонятно, удалось ли увеличить качество и продолжительность жизни ромеев после этого запрета, но по иронии судьбы сам Лев VI в 912 году скончался именно от пищевого отравления.
Тем не менее систематическое описание симптомов отравления ботулотоксином не появлялось в медицинской литературе до начала XIX века, пока немецкий доктор Юстинус Кернер не описал проявления отравления, которое он назвал «ботулизмом» – от латинского названия колбасы Botulus.
Кернер значительную часть своей жизни посвятил изучению ботулинического токсина и считается крестным отцом его исследований. Проводя испытания на животных и на самом себе, он пытался выделить из колбасы неизвестный токсин, который сам называл «колбасный яд», «жирный яд» или «жировая кислота». Результаты этих исследований были опубликованы им в 1822 году в монографии, описывавшей 155 случаев отравления у человека и эксперименты на животных, в соответствии с которыми делался вывод о том, что действие токсина заключается в нарушении передачи импульса в волокнах периферической и автономной нервных систем. Кернер также предположил биологическое происхождение данного яда на основании сходства действия токсина с действием атропина и змеиного яда.
Бактерия, отвечающая за ботулизм, была открыта в конце XIX века Эмилем Пьером ван Эрменгемом, бактериологом из Бельгии. Открытие ван Эрменгема было сделано после вспышки ботулизма отравления копченым окороком в одной бельгийской деревушке в 1895 году, патогенный микроорганизм получил название clostridium botulinum. Затем было обнаружено, что существует несколько форм этого микроорганизма, которые зависят от источника. Все эти виды бактерий объединяет то, что они анаэробны: для того, чтобы они выработали опасное для человека количество токсина, необходимо отсутствие воздуха.
Симптомы ботулизма вызваны определенным токсином, который вырабатывается этими бактериями, – ботулотоксином, который впервые был выделен в начале ХХ века. Все известные образцы ботулотоксина представляют собой большие белки, молекулярный вес которых составляет 150 тысяч Дальтон (атомных единиц массы). Токсин состоит из двух субъединиц (пептидных цепочек) – тяжелой с молекулярной массой 100 тысяч Дальтон и короткой – с молекулярной массой 50 тысяч Дальтон, связанных друг с другом дисульфидным мостиком. Тяжелая цепь распознает поверхность клетки нервного волокна и связывается с клеточной мембраной, после чего клетка может абсорбировать токсин.
После абсорбции в клетку токсина начинает работать более короткая цепь. Под действием ферментного комплекса протеаз ботулотоксин начинает разрушать белки, которые высвобождают нейротрансмиттеры (например – ацетилхолин), которые отвечают за сокращение мышечной ткани. В результате в организме развивается атонический паралич – состояние, при котором мышцы не способны к сокращению. Большинство смертей, вызванных ботулизмом, связано с тем, что токсин достигает дыхательной системы, что может вызвать дыхательный паралич, в большинстве случаев несовместимый с жизнью. Средняя смертельная доза токсина для человека составляет всего 30 нанограммов, 50 граммов ботулотоксина хватило бы, чтобы уничтожить все население Земли.
К счастью, смерть от отравления ботулотоксином не является мгновенной, поэтому при своевременном обнаружении симптомов жертва отравления может получить медицинскую помощь и спастись. Предательское ослабление мышц первоначально приводит к тому, что в глазах начинает двоиться, происходит потеря мимической пластики лицом, наблюдаются трудности в глотании и нечленораздельная речь. Однако особенно опасным является детский ботулизм, особенно если дети не могут разговаривать и, соответственно описать симптомы словами.
В группе риска в плане отравления ботулотоксином находятся не только любители колбасных изделий – clostridium botulinum могут размножиться в ряде консервированных пищевых продуктов. Одним из источников ботулотоксина может быть, как это ни удивительно, мед, и именно из-за этого, равно как из-за сложностей диагностики детского ботулизма педиатры строго рекомендуют не давать мед или изделия на его основе детям до годовалого возраста. Возбудители ботулизма могут также развиваться в гнойных ранах, и этому риску подвергаются наркоманы, прибегающие к внутривенным инфекциям. Возбудитель ботулизма живет в почве, часто обнаруживается в кишечнике лошадей и других животных, реже встречается в кишечнике человека. Из почвы или испражнений споры возбудителя попадают на различные объекты и могут загрязнять пищевые продукты.
В общем, ботулотоксин выглядит как такое вещество, которого следует избегать. Однако очень тщательный контроль дозы токсина может приводить к тому, что его взаимодействие с нашими нервными клетками позволяет использовать его в терапевтических целях. Этот токсин применяется для терапии ряда спазматических состояний, косоглазия, повышенного потоотделения и даже хронических мигреней. Однако большая часть народонаселения знает ботулотоксин в виде продукта с торговой маркой «Ботокс» и главным образом благодаря его применению в косметологии.
На рубеже 1980–90 годов было обнаружено, что ботулотоксин весьма эффективен для удаления лицевых морщин, и это открытие вскоре переросло в целое направление рынка косметических процедур. Инъекция ботокса в лицо удаляет морщинки на время от нескольких недель до нескольких месяцев. Несмотря на контроль этой процедуры, иногда что-то идет не так, могут проявляться побочные эффекты как в виде, например, ротика а-ля «куриная гузка», так и (хотя и редкие) смертельные случаи. Что же касается лично меня, я остаюсь в группе риска поражения ботулотоксином.
8.8. Тетрациклин
Выше было описано, как странствующие химики XVI–XVII веков добывали стратегическое сырье для производства пороха, перелопачивая землю скотных дворов, однако получение чего-то полезного из отходов и грязи для химии является не то чтобы неординарным, а даже вполне закономерным. Этот сюжет о замечательном веществе, также «отрытым из грязи», но уже в гораздо более близкую к нам историческую эпоху, чем расцвет порохового оружия, – тетрациклине. Это замечательное вещество лишний раз подтверждает поговорку «грязь и деньги ходят вместе», но не в фигуральном, как это обычно интерпретируется, а в самом что ни на есть прямом смысле.
Открытие пенициллина, антибиотика, подавляющего и угнетающего рост и размножение болезнетворных бактерий, стало революцией в медицине. Промышленное производство пенициллина позволило спасти огромное количество жизней во время Второй мировой войны (главным образом имеется в виду – жизней американских солдат и на Тихоокеанском театре военных действий, где из-за особенностей климата любая царапина грозила инфекцией, воспалением и заражением крови). По окончании войны исследователи начали активный поиск других антибиотиков, поскольку многие фармацевтические компании хотели найти новое чудо-средство.
Тут (точнее, еще во время Второй мировой) и начинается история открытия тетрациклина. В 1943 году известный специалист по патологии растений Бенджамин Даггар достиг предельного возраста 70 лет для американского профессора и был с почестями отправлен на пенсию. Суровый мир западной науки, однако, – 70 лет и ты не имеешь право вести занятия. Однако Даггар был весьма активным 70-летним профессором в отставке и быстро нашел себе место под солнцем: его приняла в штат в качестве консультанта одна химическая компания. Может, мир суровой западной науки оказался суров, а скорее сам Даггар был полон сил, но его консультации не сводились к ритуальному похрапыванию на заседаниях, посвященных обсуждению научных проблем, крепкий старик лично работал руками в лаборатории.
Узкой специализацией Даггара были почвенные грибки. Он знал, что пенициллин выделен из грибков, и, представляя о существовании тысяч и тысяч различных видов почвенных грибков, он решил попытать счастья с другими грибками, поэтому начал собирать коллекцию почв по всей стране от восточного до западного побережья, выращивать грибки и смотреть, а не обладают ли антибактериальными средствами вещества, выделяемые этими грибками. Сформированная на новом месте работы научная группа Даггара только и успевала проводить испытания биологической активности выделений грибов.
В 1945-м исследователи обнаружили, что один из почвенных грибков, спокойно проживавших доселе в почве из поймы Миссури, выделяет кристаллы желтого вещества, проявляющего свойства антибиотика. Этот антибиотик получил название «ауреомицин» – от «aureus» – золото и «mykes» – грибы (все по латыни), а гриб, который подарил исследователям этот антибиотик, получил логичное Streptomyces aureofaciens. Ауреомицин впервые появился на рынке лекарственных препаратов в 1948 году.
Ауреомицин, он же хлортетрациклин
Этот препарат оказался первым из семейства тетрациклинов, общее название класс антибиотиков получил благодаря тому, что молекулы этих препаратов содержат четыре циклические системы, связанные друг с другом. В ауреомицине содержится атом хлора, поэтому очень часто его также называют «хлортетрациклин». Вскоре были открыты и другие антибиотики тетрациклинового ряда: в 1949 году исследователи из Pfizer выделили окситетрациклин, опять же из почвы, коммерческое название этого соединения – террамицин. Сам тетрациклин был впервые выделе