Структура метадона. Стрелка указывает на положение СН3-группы, наличие которой приводит к несоответствию структуры метадона ‘морфиновому правилу” и изменяет его физиологическое действие.
Тем не менее метадон тоже вызывает привыкание. Зависимость от героина может трансформироваться в зависимость от метадона, поэтому до сих пор ведутся споры относительно того, насколько разумно избавлять пациентов от героиновой зависимости с помощью метадона.
Никотин — второй алкалоид, имевший отношение к Опиумным войнам, — не был известен в Европе до тех пор, пока Христофор Колумб не отправился в Новый Свет. Там он увидел, как мужчины и женщины “пили” дым от горящих листьев, свернутых в трубочку и засунутых в ноздри. Привычка употреблять курительный, нюхательный и жевательный табак (листья растения табака, относящегося к роду Nicotiand) была широко распространена среди индейцев Южной Америки, Мексики и Карибских островов. Табак употребляли главным образом во время различных церемоний. Дым втягивали через трубки или свернутые листья либо просто дышали им, бросив листья на угли. Считалось, что это заставляет участников церемонии входить в транс или видеть галлюцинации. Это означает, что в том табаке концентрация активных компонентов была значительно выше, чем в листьях Nicotianatabacum, который распространился в Европе и других регионах. Скорее всего, тот табак, с употреблением которого столкнулся Колумб, был табаком майя, который относится к виду Nicotianarustica и обладает гораздо более сильным действием.
Табак быстро прижился в Европе, его начали культивировать. Французский посол в Португалии Жан Нико, имя которого увековечено в названии растения и алкалоида никотина, был горячим поклонником табака. Курильщиками были и другие заметные фигуры XVI века, например сэр Уолтер Рэли в Англии и королева Франции Екатерина Медичи. Однако вскоре появились и противники курения. Папским эдиктом было запрещено курение табака в церкви, а английскому королю Якову I приписывают появившийся в 1604 году памфлет, в котором описывалась “привычка, неприятная для глаз, отвратительная для носа, вредная для мозга и опасная для легких”.
Первая гравюра, изображающая южноамериканских курильщиков (Бразилия, около 1593 года). На этом празднике индейцы племени тупи курят табак через длинную трубку. Из коллекции Джона Дж. Лорда
В 1634 году курение оказалось вне закона в России. За нарушение запрета предусматривалось жестокое наказание. Примерно через пятьдесят лет этот указ был отменен, поскольку Петр I был заядлым курильщиком. Испанские и португальские моряки, которые распространили по всему миру перец чили, содержащий алкалоид капсаицин, разнесли всюду и табак, содержавший алкалоид никотин. К XVII веку употребление табака распространилось далеко на Восток, и никакие наказания, включая пытки, не могли воспрепятствовать этому. Несмотря на то, что в некоторых странах, например в Турции, Индии и Персии, от курения некогда “лечили” смертной казнью, сегодня в этих странах курят не меньше, чем в других местах.
Плантаций табака в Европе не хватало для удовлетворения всеобщего спроса. Вскоре испанские и английские колонии в Америке начали выращивать табак на экспорт. Культивирование табака очень трудоемко. Его нужно полоть, удалять лишние листья и соцветия, уничтожать вредителей, а листья собирать и готовить к сушке вручную. Эту работу на плантациях выполняли в основном рабы, и это означает, что никотин, подобно глюкозе, целлюлозе и индиго, также способствовал укоренению рабства в Новом Свете.
В табаке обнаружено не менее десяти алкалоидов, среди которых преобладает никотин. Содержание никотина в табаке варьирует от 2 до 8 % в зависимости от способа выращивания, состава почвы, климата и метода обработки листьев. В очень низких дозах никотин стимулирует работу сердца и центральной нервной системы, однако со временем и при высоких дозах он начинает оказывать угнетающее действие. Этот кажущийся парадокс объясняется способностью никотина имитировать функцию нейромедиаторов.
Никотин
В месте контакта нервных клеток молекула никотина образует мостик, который способствует передаче нервного импульса. Однако между импульсами эта связь не прекращается, так что в итоге передача сигнала по этому пути нарушается. Стимулирующее действие никотина прекращается, а мышечная активность, особенно в сердце, ослабевает. В результате замедляется циркуляция крови, снижается подача кислорода к тканям и мозгу и проявляется общее седативное действие. Этим курильщики объясняют способность сигареты подавить нервное возбуждение, однако в тех ситуациях, когда требуется быстрота реакции, никотин оказывает плохую услугу. Кроме того, курильщики с длительным стажем больше подвержены инфекционным заболеваниям, таким как гангрена, которые лучше развиваются в условиях недостатка кислорода, связанного с ослабленной циркуляцией крови.
Никотин в больших дозах — смертельный яд. Пятьдесят миллиграммов никотина могут убить взрослого человека всего за несколько минут. Однако токсичность никотина зависит не только от дозы, но и от способа попадания в организм. При всасывании через кожу никотин в тысячу раз опаснее, чем при введении через рот. По-видимому, желудочный сок до некоторой степени разрушает никотин. При курении под действием высокой температуры большая часть алкалоидов окисляется с образованием менее токсичных продуктов. Это не означает, что курение табака безопасно. Это означает только, что если бы не происходило окисления никотина и других алкалоидов табака, всего нескольких сигарет было бы достаточно, чтобы убить человека. Оставшийся в табачном дыме никотин чрезвычайно опасен, поскольку всасывается из легких прямо в кровоток.
Никотин представляет собой эффективный природный инсектицид. В 40-х и 50-х годах XX века его производили в большом объеме и использовали в качестве инсектицида, пока не появились синтетические пестициды. Интересно, что никотиновая кислота и пиридоксин, имеющие похожую структуру, не являются ядами. Напротив, они полезны для организма: оба относятся к витаминам группы B и необходимы нам для жизни. Мы вновь видим, как небольшие изменения структуры вещества приводят к колоссальным изменениям его свойств.
Никотин
Никотиновая кислота (ниацин)
Пиридоксин (витамин B6)
Недостаток никотиновой кислоты (ниацина) в рационе приводит к заболеванию, которое называется пеллагрой и характеризуется тремя симптомами: дерматитом, диареей и деменцией. Эта болезнь чаще встречается в тех местах, где основным компонентом пищи является кукуруза. Раньше считалось, что это инфекционная болезнь, возможно, определенная форма проказы. Пока не выяснилось, что причиной пеллагры является недостаток ниацина, больных часто помещали в психиатрические больницы. В начале XX века пеллагра была распространена на юге США. Благодаря усилиям американского врача Джозефа Гольдбергера медицинское сообщество поверило в то, что эта болезнь вызвана авитаминозом. Название “никотиновая кислота” пришлось заменить на “ниацин”, когда производители витаминизированного хлеба стали возражать против того, чтобы на их изделиях фигурировало слово, напоминающее о никотине.
Третий алкалоид, имеющий отношение к Опиумным войнам, кофеин, также является психотропным веществом, однако он широкодоступен практически во всем мире и его потребление почти никак не регулируется, так что напитки, содержащие большое количество кофеина, повсеместно продаются и рекламируются. Ниже изображена структура кофеина, а также структура родственных ему алкалоидов теофиллина и теобромина.
Кофеин
Теофиллин
Теобромин
Теофиллин, содержащийся в чае, и теобромин, содержащийся в какао, отличаются от кофеина лишь количеством CH3-групп, присоединенных к кольцевой структуре. В молекуле кофеина таких групп три, а в молекулах теофиллина и теобромина — две, но в разных местах. Столь незначительные различия в структуре отвечают за серьезные различия в физиологическом действии этих молекул. В природе кофеин встречается в кофейных зернах и чайных листьях, в меньшей степени в какао-бобах, орехах кола и других растениях, происходящих из Южной Америки (листьях мате, семенах гуараны и коре лианы йоко).
Кофеин — мощный стимулятор центральной нервной системы и одно из наиболее хорошо изученных лекарств. В соответствии с одной из последних теорий, объясняющих влияние кофеина на физиологию человека, кофеин блокирует действие аденозина в головном мозге и других участках тела. Аденозин — нейромодулятор, который снижает частоту спонтанных нервных возбуждений и тем самым замедляет высвобождение других нейромодуляторов. По этой причине аденозин может вызывать сонливость. Нельзя сказать, что кофеин не дает нам спать, хотя кажется, что именно так он и действует. Действие кофеина заключается в нарушении действия аденозина, который пытается нас усыпить. Когда кофеин связывается с рецепторами аденозина в других частях тела, мы испытываем “кофеиновый кайф”: сердце бьется чаще, некоторые кровеносные сосуды сжимаются, другие, напротив, расслабляются, мышцы легче сокращаются.
