Фармакологические свойства препарата, приготовленного из тараканов, описаны в 1882 г. в диссертации И. Чернышева «Материалы для фармакологии действующего начала черных тараканов (Blatta orientalis)», представленной на соискание степени доктора медицины. Автор обратился к профессору фармации А. А. Лешу с просьбой выделить действующее начало из тараканов. Такой способ был разработан и описан в диссертации: порошок тараканов нагревался с 70%-ным спиртом, жидкость фильтровали и выпаривали досуха на водяной бане; остаток нагревали с разведенным аммиаком, раствор взбалтывали со свежепрокаленным животным углем и осаждали раствором основной уксуснокислой свинцовой соли; осадок промывали водой, смешивали с 70%-ным спиртом и разлагали сероводородом; жидкость отфильтровывали от сернокислого свинца и выпаривали в водяной бане. Получались кристаллы кислоты светло-буроватого цвета. И. Чернышев предложил назвать ее Acidum Blatticum (тараканья кислота). Она обладала выраженной биологической активностью. Доза 0,1 г на килограмм массы вызывала смерть в течение нескольких минут у собак и лягушек. При дозе 0,08 – 0,06 г смерть наступала через 15 – 30 ч, меньшие дозы переносились животными без последствий.
В результате проведенных многочисленных опытов И. Чернышев в конце диссертации делает следующие выводы:
«1. Кислота производит резкие изменения в сердечной деятельности.
2. Изменения эти выражаются замедлением пульса от небольших доз и резким учащением, если доза велика.
3. Замедление зависит от раздражения всего задерживающего аппарата сердца.
4. Учащение при больших дозах обусловливается параличом задерживающего аппарата сердца.
5. Кислота понижает кровяное давление, понижение это зависит от угнетения деятельности сосудодвигательных центров, заложенных в продолговатом и спинном мозгу.
6. Смерть от кислоты наступает при явлениях паралича сердечного мускула.
7. Кислота действует мочегонно, влияя возбуждающим образом на секретные элементы самой почки».
Несмотря на эффективность действующего начала препаратов из тараканов, химическая структура его до сих пор неизвестна.
Еще одно событие в истории медицины связано с тараканами. Группа американских исследователей во главе с Б. Шаррер обнаружила, что при удалении у тараканов двух желез внутренней секреции – прилежащих и кардиальных тел — наблюдалось появление злокачественных новообразований. Наиболее часто поражался желудок, отделы передней кишки и слюнные железы насекомого. Можно было предположить, что причины возникновений рака связаны с удалением желез. Однако их пересадка оказывала существенного влияния. Оказалось, что причина кроется в повреждении рекуррентного нерва, тесно связанного с железами. Рак возникал только в тех органах, которые были под контролем этого нерва. Эти опыты подтвердили значение нервной системы в возникновении онкологических заболеваний, помогли пополнить наши знания о механизме возникновения рака.
Нашли лечебное применение и назойливые мухи. Н. Мариковский пишет, что врач и натуралист И. Бриккелл, посетивший Америку в 1743 г., наблюдал успешное лечение местными жителями облысения порошком и настойкой мух (вероятно, это мухи-бекасницы, которые в изобилии водятся в сырых местах). Личинки синей падальной мухи до сих пор служат в Китае для леченая глубоких гнойных ран. Нанайцы припудривали веки глаз и небольшие гнойные раны порошком из сухих личинок мух.
Способность личинок мух улучшать течение раневого процесса позволила А. И. Эльяшеву в 1941 г. использовать их в хирургической практике. Личинки мух применялись для лечения инфицированных переломов, различных форм остеомиелита, туберкулезного поражения костей и инфицированных культей после повторных ампутаций. Инфицирование в этих случаях происходило преимущественно золотистым и гемолитическим стрептококком, белым стафилококком, синегнойной и дифтерийной палочками. Для исследований применялись выведенные в условиях строгой асептики личинки Phormia regina, Lucilia sericata, Calliphora erythrocephala (сем. Muscidae), которых помещали в рану экспериментальных животных каждые 3 или 5 дней. Предварительно выполнялись все необходимые хирургические мероприятия и вводилась противостолбнячная сыворотка. В результате такого лечения раны очищались, освобождались от инфекции. Это происходило, по мнению исследователей, под влиянием бактериофага. Заживление заканчивалось в течение шести недель, в более тяжелых случаях оно продолжалось 3 – 6 мес. Однако терапевтический эффект не всегда был стойким.
Первоначально господствовало мнение, что личинки механически очищают рану, пожирая некротические ткани и гнойный экссудат. Однако применение экстракта из личинок, полученного с помощью солевого раствора, оказывало приблизительно такой же эффект. Согласно данным американского хирурга Ливингстона (1932 – 1937 гг.), заживление гнойных поражений костей и мягких тканей у 1587 больных под влиянием живых личинок и экстракта из них наблюдалось в 60 – 100% случаев. Желаемый результат не был, однако, достигнут при хроническом гнойном остеомиелите с множественными очагами. При туберкулезных поражениях экстракт из личинок приводил к заживлению только в 5% случаев.
Каков же механизм действия описанного терапевтического эффекта? Различными исследователями было установлено, что личинки выделяют в рану протеолитические ферменты и мочевину. Последняя, подобно экстракту из личинок мух, очищает рану, дезодорирует ее и угнетает инфекцию. Мочевина обладает также способностью расплавлять некротические ткани и оказывать слабое антисептическое действие. Личинки выделяют также фермент уреазу, который расщепляет мочевину с образованием аммиака. Было высказано предположение, что личинки являются источником образования в ране солей аммония – карбоната и бикарбоната. Это подтверждалось увеличением щелочности раны после инокуляции в нее личинок. Некоторые авторы полагали, что положительное влияние личинок на ход заживления ран объясняется антисептическим действием аммонийных солей. Кроме того, при исследовании экстракта из личинок в нем были обнаружены аллантоин, кальцит и вещества, содержащие серу, – цистеин и глутатион.
Использование благоприятного влияния личинок на течение раневого процесса не получило широкого распространения из-за трудности их выращивания, опасности занесения инфекции в рану и неэстетичности самого метода, В то же время проведенные исследования послужили толчком для изучения ранозаживляющего эффекта химических веществ, которые были выделены из экстрактов личинок, в частности аллантоина. Это вещество впервые было выделено в 1912 г. из экстракта растения Symphytum officinale, которое являлось одним из старинных народных средств для лечения ран и язв. Ученые установили, что это вещество образуется из мочевой кислоты под влиянием фермента уриказы в организме млекопитающих (за исключением человека и человекообразных обезьян) и в некоторых растениях, особенно в их зародышах и почках. Свое название аллантоин получил от слова «аллантоис» – часть зародыша, в жидкости которого он был обнаружен.
После испытания в нескольких госпиталях его начали рекомендовать для лечения хронических варикозных язв, хронического остеомиелита, термических ожогов, гангрен и других поражений. Было обнаружено сходство между Действием личинок мух и аллантоина. Учитывая, что аллантоин физиологически инертен, механизм его действия многие исследователи связывают с мочевиной, которая отщепляется от молекулы в процессе метаболизма.
Аллантоин
Многие яды насекомых, несмотря на свою высокую активность, еще не нашли применения в биологии и медицине.
Более ста лет назад состоялась экспедиция известного английского путешественника, исследователя Африки Д. Ливингстона. Там же находился доктор А. Кирк. Ему принадлежит первенство в описании растения, активное начало которого – строфантин широко применяется в современной врачебной практике для лечения заболеваний сердца. Обнаружил особые свойства этого растения доктор Кирк абсолютно случайно. Он проявлял особый интерес к стрельным ядам и образцы их возил в своей сумке. Когда их собралось много, доктор освободил сумку, положив туда мелкие вещи, в том числе и зубную щетку. Однажды, после того как Кирк почистил зубной щеткой зубы, он ощутил заметное изменение пульса. Причиной этому были остатки стрельных ядов, попавших на щетку. Кирк вспомнил, что в сумке находились образцы, которые туземцы готовили из лианы строфанта. Если это открытие экспедиции Ливингстона служит сегодня людям, то другое не нашло применения во врачебной практике. Д. Ливингстон дал описание приготовления бушменами северной части Калагари другого стрельного яда – из личинок диамфидий, которых местные жители называли «нга». Яд приобрел известность под названием «калагарский стрельный». Бушмены смазывали наконечники стрел веществом, извлекаемым из высушенных личинок жука. Яд обладал свойством парализовать нервную систему животного. В зависимости от величины животного гибель наступала через несколько минут или несколько часов. При этом мясо оставалось съедобным, необходимо было лишь вырезать место вокруг раны. Удалось установить, что ядовита только личинка насекомого, которая живет на корнях одного из местных растений, в то время как взрослые особи токсичностью не обладают. Выкопанные и высушенные куколки измельчались, смешивались с соком акации и некоторых других растений, имя смазывали наконечники стрел, которые сохраняли ядовитость в течение года. Одной стрелы достаточно, чтобы убить жирафа массой 500 кг. Из яда удалось выделить токсическое вещество в виде порошка. Оно вызывало гибель кролика через 3 ч после введения 1,5 – 2,8 мг и действовало подобно кровяным ядам типа фенилгидразина или пирогаллола, разрушая эритроциты. Животные, которым вводили калагарский стрельный яд, теряли способность к движению, нарушалась их координация, появлялись судороги, и наступала смерть при явлениях сердечно-сосудистой недостаточности. Яд не сходен с кураре, не теряет токсичности после кипячения и обработки абсолютным спиртом и представляет собой одиночную полипептидную цепь с молекулярной массой 60 000. Он является одним из сильнейших природных токсинов, минимальная смертельная доза его равна 25 пг/г. Концентрация 5х10-11 М/л вызывает гемолиз эритроцитов, что соответствует 65 молекулам на одну клетку. Можно ли его использовать в медицине и экспериментальной биологии – пока неизвестно.
