Эффекты и механизмы

Как работают лекарства

автор: кандидат технических наук Е. В. Москалёв

От диагноза до таблетки

Что мы делаем, если чувствуем недомогание? Иногда идем к врачу, а чаще просто достаём домашнюю аптечку, берём таблетку, глотаем её и ждём результата. Неприятные ощущения, как правило, проходят.

Но чтобы современное лекарство попало к нам в руки, тысячи людей работали, чтобы установить причины недугов, искали химические вещества, которые могут бороться с ними, действуя с минимальным ущербом для организма. Потом на лабораторных животных и сотнях добровольцев врачи отрабатывали оптимальную дозу лекарства. Лишь после долгих лет труда и бумажных волокит, которые занимают от пяти до десяти лет, новое лекарство разрешают к производству. А если учесть, что препарат ещё надо произвести, расфасовать, развезти по аптекам, рассказать о нём медицинским работникам. Ну как тут не проникнуться уважением к создателям лекарств.

Достижения современной фармацевтики впечатляют. Пока в течение тысячелетий люди лечились отварами трав и прочими народными средствами, средняя продолжительность жизни человека была очень невелика. В средневековой Европе она не достигала и 40 лет, а сегодня, благодаря развитию здравоохранения и, в том числе новым лекарствам, почти удвоилась.

Эффекты и механизмы

С незапамятных времен люди знали: сок маковых головок снимает боль, напитки, приготовленные брожением зерна или фруктов, вызывают временные изменения в поведении, настойка коры ивы снижает повышенную температуру. Эти средства действовали всегда одинаково, независимо от причин, вызвавших боль или жар.

Но вот в середине XVII века обнаружили, что настойка коры хинного дерева эффективно снимает жар у больных малярией, и попытались лечить этим препаратом другие разновидности лихорадок. Однако выяснилось, что новое средство оказывается в этом случае малоэффективным, да и на здоровых людей оно тоже никак не влияет. Как же лекарство действует? Вопрос этот долго оставался открытым, и только в 1880 г. французский учёный Чарльз Лаверан установил, что малярию вызывает инфекционный микроорганизм — малярийный плазмодий, который разрушает эритроциты, а хинин подавляет его развитие (см. „Химию и жизнь“, 2002, № 9).

Сейчас мы знаем, что за регуляцию температуры тела отвечает определённый участок мозга, который работает примерно как датчик в термостате, — включая и выключая разогрев организма при потере тепла. Паразиты попадают в кровь, продукты их жизнедеятельности достигают мозга и устанавливают „датчик термостата“ на высокий уровень разогрева. Лекарство же, со своей стороны, не дает плазмодию размножаться, устраняя причину повышения температуры. Некоторое улучшение самочувствия при других видах лихорадок наступает из-за того, что хинин может воздействовать на терморегулирующий участок мозга, способствуя понижению температуры, однако причина заболевания при этом не устраняется, и эффект часто оказывается нестойким.

Для большинства современных препаратов механизм действия хорошо известен — и это важно. Ведь к одному и тому же физиологическому эффекту (например, к уже упомянутому обезболиванию или снижению температуры) могут приводить совершенно разные процессы в организме.

Рассмотрим это на примере. Мы знаем, как ведёт себя зрачок по отношению к свету: при ярком освещении его диаметр уменьшается, а в полутьме он становится больше. Некоторые лекарства, такие, как атропин, если их закапать в глаза, действуют на мышцы, управляющие адаптацией зрачка к световому потоку. Под действием атропина зрачок расширяется, независимо от яркости света, а под влиянием некоторых фосфоорганических продуктов (отравляющих веществ, инсектицидов), напротив, сужается.

А вот если закапать в глаз раствор морфина, со зрачком ничего не случится, хотя хорошо известно, что при приёме наркотика внутрь происходит характерное сужение зрачка. Дело в том, что морфий влияет не на мышцы глаза, а на мозг и нервную систему, причём действует он подобно яркому свету. Из этого примера понятно, почему при создании новых лекарств учёные пытаются не только оценить очевидные эффекты от их приёма, но и понять, на какие органы и системы организма эти лекарства влияют, проследить метаболизм вещества. Только вся совокупность характеристик и позволяет чётко определить допустимую область применения препарата.

Если лекарство воздействует на орган как целое, объяснить механизм его работы обычно легко. Пример — нейтрализация избыточной кислоты желудочного сока с помощью соды, мела или гидроокисей алюминия и магния. Образующиеся продукты реакции, то есть соли, вода и углекислый газ, раздражают слизистую оболочку желудка значительно меньше, чем ионы водорода, и изжога прекращается. Другой пример — применение высокомолекулярного полимера гепарина для предотвращения свёртывания крови. Этот полимер содержит отрицательно заряженные сульфогруппы, которые легко реагируют с положительно заряженными белками плазмы крови. Комплекс гепарина с адсорбированными на нём белками не обладает свойствами исходных компонентов, и поэтому его коагуляция с последующим образованием тромбов просто невозможна.

Трудности с объяснением механизма действия лекарства могут возникнуть, когда вещество регулирует работу не органов как таковых, а отдельных клеток. Если какое-то вещество работает внутриклеточно, это обычно означает, что оно взаимодействует с функционально значимыми молекулами и тем самым оказывает влияние на процессы, жизненно важные для клетки: дыхание, деление, энергетический баланс. Состояние клеток меняется, и это приводит к отклику на уровне органа и целого организма.