Яд или лекарство? Как растения, порошки и таблетки повлияли на историю медицины

К началу 1970-х годов стало ясно, что многие процессы в организме связаны с другими процессами и это взаимодействие осуществляется с помощью молекул, выделяемых одной клеткой и воспринимаемых другой. Чтобы передать сообщение, определенные молекулы должны были попасть в определенные рецепторы на поверхности клеток. Старый способ мышления заключался в том, чтобы представить себе ключ, подходящий к замку. В организме все не совсем так; это больше похоже на попытку вставить деревянные колышки разной формы в отверстия разной формы. Возможно, вы не сможете вставить большой квадратный колышек в круглое отверстие, но вы можете свободно вставить маленький квадратный колышек. Или вы сможете обстругать слишком большой колышек. В организме рецепторная система несколько свободна, распознавая и связывая не только одну идеальную молекулу, но и другие, похожие на нее. Когда молекула связывается с рецептором, она запускает реакцию в клетке.

Великий немецкий врач и исследователь Пауль Эрлих еще в конце 1800-х годов предположил, что коммуникация в организме происходит именно таким образом. Но у него и двух последующих поколений ученых возникли проблемы с доказательствами, поскольку в организме многие молекулы, включающие рецепторы, производятся в очень малых количествах и быстро разрушаются, исчезая, чтобы освободить место для следующего набора реакций. Это делало их изучение очень трудным до 1950-х и 1960-х годов, когда более сложные исследования стали возможными благодаря гораздо более сложному и чувствительному лабораторному оборудованию, рентгеновским и электронным дифракционным методам для изучения структуры кристаллов; электронным микроскопам для изучения архитектуры клеток; ультрацентрифугам, установкам для электрофореза и хроматографии для отделения молекул друг от друга; методам мечения молекул радиоактивностью.

Более сложные исследования, включая исследования опиатов и других наркотиков.

Было установлено, что многие (но не все) наркотики действуют путем активации рецепторов на поверхности клеток. Именно поэтому некоторые наркотики могут оказывать специфическое действие на одни клетки, а на другие – нет.

Если клетка не имела рецептора для лекарства, ничего не происходило. Если же рецептор был, то запускалась реакция. Наркотики можно использовать для поиска рецепторов и их изучения. Их также можно настраивать, слегка изменяя их структуру, чтобы посмотреть, что это даст, что позволило ученым больше узнать о том, как лекарства встраиваются в рецепторы.

Логично было предположить, что должны существовать рецепторы для морфина и других алкалоидов опиума. Но только в 1973 году Соломон Снайдер и аспирантка Кэндис Перт нашли их. Снайдер был доктором медицины, глубоко интересовавшимся клинической психологией; в середине 1960-х годов он начал проводить исследования ЛСД и других галлюциногенов, пытаясь, как и все остальные, понять, как такие невероятно малые количества этих наркотиков могут оказывать столь глубокое воздействие на сознание. Он стал экспертом в проведении экспериментов с молекулами, помеченными радиоактивными атомами. Следя за радиоактивностью, он мог наблюдать за молекулами в организме. Он обнаружил, что ЛСД, например, после его приема концентрируется в определенных частях мозга. Почему он скапливался в одних областях мозга активнее, чем в других? Оказалось, потому что именно там находятся рецепторы для ЛСД. Лаборатория Снайдера в университете Джонса Хопкинса стала национальным передовиком в области исследований рецепторов, связанных с лекарствами.

Перт была динамичной и решительной молодой женщиной. Незадолго до поступления в университет Джонса Хопкинса она сломала спину во время верховой езды; последующая госпитализация дала ей возможность на собственном опыте ознакомиться с чудесами морфия. Как препарат делает то, что он делает? Она сохранила этот интерес, когда начала работать в лаборатории Снайдера в качестве аспирантки. Как иногда случается в научных лабораториях, между профессором и студентом возникли трения. Перт утверждала: Снайдер хотел, чтобы она работала над рецепторами инсулина, и запрещал ей работать над морфием.

Перт вспоминала, что была просто очарована этим веществом и работала над рецепторами морфия по собственной инициативе, даже тайком приводила в лабораторию своего пятилетнего ребенка, чтобы присматривать за ним, пока работала ночью.