Медь в медицине: от фараонов до наших дней

Исторический экскурс

С медью человечество познакомилась много тысяч лет назад, и это было первое знакомство с металлами в принципе. 

Эпоха открытия и применения меди — это примерно VI – IV тысячелетие до нашей эры, обширный период, который археологи и историки считают «медным» веком, пришедшим на замену «каменному». 

ДРЕВНИЙ РИМ

Задолго до понимания, что вокруг нас существует целый мир микроорганизмов, в ранней Римской империи использовали медные трубы для улучшения общественной гигиены.

Было замечено, что вода, подаваемая по медным трубам, безопасна для питья и что медная утварь и посуда способствуют предотвращению распространения болезней.

Много позже, в конце 19 века, после того как была принята теория микробного заражения, связавшая бактерии и другие микроорганизмы с инфекциями и болезнями, ученые начали понимать, как противомикробные свойства меди могут быть использованы для обеспечения дополнительной защиты от болезней. 

В настоящее время противомикробное применение меди можно видеть на примере использования:

ДРЕВНИЙ ЕГИПЕТ

Первое зафиксированное медицинское применение меди описано в «Папирусе Смита», одной из старейших медицинских текстов. «Хирургический папирус» — это египетский медицинский текст, написанный между 2600 и 2200 годами до н. э., в котором описывается использование меди для стерилизации ран на груди и для стерилизации питьевой воды. 
Египтяне обозначали медь иероглифом анкх, символизирующим вечную жизнь.

Фрагменты из папируса Эдвина Смита. Нью-Йоркская академия медицины

ХРОНОЛОГИЯ

1600 год до н. э.

Ещё в 1600 году до н. э. в Китае использовали медные монеты в качестве лекарства от болей в сердце и желудке, а также от болезней мочевого пузыря. Морские путешественники-финикийцы вставляли стружку от своих бронзовых мечей в боевые раны, чтобы предотвратить заражение.

Известно, что знаменитая царица Клеопатра, хорошо разбиравшаяся в тогдашних новейших медицинских открытиях, предпочитала медные браслеты любым украшениям из золота и серебра, а философ и драматург Аристотель, заявлявший об общеукрепляющем действии меди на организм, часто засыпал с медным шариком в руке.

До XVIII века еще не существовало надежных технологий очистки самородных металлов, а в месторождениях меди изначально присутствует 1-2 % серебра. Анализы показали, что колокола, отлитые в IX-XVII веках, как раз и содержат не менее 1 % серебра.

Но иногда его в десятки раз больше, что уже объясняется традицией, которая сохранилась до наших дней: бросать в плавильную печь серебряные предметы. 

Было замечено, что такая вода отлично заживляет раны и помогает при различных кожных заболеваниях. Считалось, что колокольная вода способствует срастанию костей при переломах, устраняет боли в сердце, стабилизирует давление, укрепляет иммунитет. В древние времена умывались такой водой для очищения кожи.

XVI век

В Новом Свете ацтеки также использовали медь в медицинских целях.

Дон Франсиско де Мендоса, военачальник и дипломат при дворе испанского короля, живший в 16 веке, поручил двум учёным индейским врачам-ацтекам записать фармакологические методы лечения, известные ацтекам во времена завоевания.

Для лечения «Faucium Calor» (буквально «жар в горле», или боль в горле) они прописывали полоскание смесью ингредиентов, содержащих медь.

XVII век

Если обратиться к более поздним временам, то первое наблюдение за ролью меди в иммунной системе было опубликовано в 1867 году, когда сообщалось, что во время эпидемий холеры в Париже в 1832, 1849 и 1852 годах работники медной промышленности были невосприимчивы к этому заболеванию. 

В последнее время роль меди в иммунной системе подтверждается наблюдениями за тем, что люди, страдающие болезнью Менке (наследственным заболеванием, при котором нарушается усвоение и метаболизм меди), как правило, умирают от явлений, связанных с иммунной системой, и других инфекций. Кроме того, было показано, что животные с дефицитом меди более восприимчивы к бактериальным патогенам, таким как сальмонелла и листерия. Подобные доказательства привели исследователей к выводу, что соединения меди не только лечат болезни, но и помогают в профилактике заболеваний.

В 1885 году французский врач Лютон сообщил об использовании ацетата меди в своей практике для лечения пациентов с артритом. Для наружного применения он делал мазь из свиного сала и 30% нейтрального ацетата меди. Для внутреннего применения он использовал таблетки, содержащие 10 мг ацетата меди. 

в 1895 году в Московском издательстве  Р. Ф. Коберт опубликовал обзор под названием «Современное положение вопроса о фармакологическом действии меди» о фармакологическом действии соединений меди. В работе рассматривался арсенат меди для лечения острой и хронической диареи, а также дизентерии и холеры. 
Было обнаружено, что различные препараты на основе неорганической меди эффективны при лечении хронического аденита, экземы, импетиго, скрофулёза, туберкулёза, волчанки, сифилиса, анемии, хореи и невралгии лицевого нерва. Было доказано, что органический комплекс меди, разработанный компанией Bayer, обладает лечебными свойствами при лечении туберкулёза. Лечение туберкулёза препаратами меди продолжалось до 1940-х годов, и различные врачи сообщали об успехах в использовании препаратов меди для внутривенных инъекций.

XX век

С 1934 года известно, что у людей, страдающих такими заболеваниями, как скарлатина, дифтерия, туберкулёз, артрит, злокачественные опухоли и лимфогранулематоз, наблюдается повышение уровня меди в плазме крови.

С тех пор список заболеваний, вызывающих такое повышение, был расширен и включает лихорадку, раны, язвы, боль, судороги, рак, канцерогенез, диабет, цереброваскулярные и сердечно-сосудистые заболевания, а также облучение и стресс тканей, в том числе ограничение кровотока. Это говорит о том, что перераспределение меди в организме играет общую роль в реакции на физиологический стресс, болезнь или травму. С другой стороны, повышение уровня меди в поражённом органе привело к предположению, что именно избыток меди вызывает заболевание.

Тем не менее, предполагается, что повышение уровня меди при болезненных состояниях связано с естественным синтезом медьсодержащих регуляторных белков и ферментов в организме, необходимых для биохимических реакций на стресс.

Возможно, эти естественные комплексы меди ускоряют снятие стресса и восстановление тканей.

Таким образом, оказывается, что помимо антибактериальной и противогрибковой активности неорганических соединений меди, известной с древних времён, металлоорганические комплексы меди обладают лечебными свойствами, которые являются основой самого процесса выздоровления.

В 1939 году немецкий врач Вернер Хангартер заметил, что финские добытчики меди не страдают артритом до тех пор, пока они работают в горнодобывающей промышленности. Это было особенно поразительно, поскольку ревматизм был широко распространенным заболеванием в Финляндии, а рабочие других отраслей промышленности и других городов страдали ревматическими заболеваниями чаще, чем медедобытчики. 

Это наблюдение побудило финских исследователей-медиков, а также немцев Хангартера и Любке начать свои ставшие классическими клинические испытания с использованием водной смеси хлорида меди и салицилата натрия. Они успешно лечили пациентов, страдающих ревматической лихорадкой, ревматоидным артритом, проблемами с шеей и спиной, а также ишиасом.

До недавнего времени, как и во времена Плиния, в медицине сульфат меди использовался для вызывания рвоты. Это основано на том факте, что одной из естественных физиологических реакций организма на отравление медью является рвота. В «Руководстве по фармакологии и её применению в терапии и токсикологии», опубликованном компанией W. B. Saunders в 1957 году, для этой цели рекомендуется использовать 0,5 грамма сульфата меди, растворённого в стакане воды, в качестве разовой дозы или три дозы по 0,25 грамма с интервалом в пятнадцать минут.

Влияние меди на метаболизм человека

Известно, что медь является важным элементом в метаболизме человека. Однако медь не содержится в организме в измеримых количествах в ионной форме. Все измеримые количества меди в организме содержатся в тканях в виде комплексов с органическими соединениями белков и ферментов. Таким образом, можно сделать вывод, что медь становится неотъемлемой частью процессов в организме и остаётся в них.

Некоторые комплексы меди служат для её хранения, другие — для её транспортировки, а третьи играют важную роль в ключевых клеточных и метаболических процессах.

Исследования роли, которую играют эти медные комплексы, и механизмов их действия подтвердили, что медь участвует в профилактике и лечении ряда заболеваний в организме. Как будет описано ниже, ключом к эффективному использованию фармацевтических препаратов на основе меди является не применение неорганических соединений меди, как это делали древние, а использование металлоорганических комплексов или хелатов меди.

Процесс хелатирования металлов позволяет им проникать через стенки кишечника в процессе транспортировки и таким образом попадать в основной поток питательных веществ и использоваться организмом.

Первое современное исследование, посвящённое лекарственным препаратам на основе меди, было проведено профессором Джоном Р. Дж. Соренсоном из Фармацевтического колледжа Университета медицинских наук Арканзаса.

В 1966 году он продемонстрировал, что комплексы меди обладают терапевтической эффективностью при лечении воспалительных заболеваний в нетоксичных дозах. С тех пор металлоорганические комплексы меди успешно используются для лечения пациентов с артритом и другими хроническими дегенеративными заболеваниями.

Язвенная и ранозаживляющая активность комплексов меди

Было доказано, что комплексы меди, такие как аспират меди и триптофанат меди, значительно ускоряют заживление язв и ран. Например, комплексы меди заживляют язвы желудка на пять дней быстрее, чем другие реагенты.

Кроме того, было показано, что в то время как нестероидные противовоспалительные препараты, такие как ибупрофен и эфенаминовая кислота, подавляют заживление ран, комплексы меди с этими препаратами способствуют нормальному заживлению ран, сохраняя при этом противовоспалительную активность.

Противосудорожная активность комплексов меди

В мозге содержится больше меди, чем в любом другом органе тела, кроме печени, где медь накапливается для использования в других органах.

Этот факт говорит о том, что медь играет роль в функционировании мозга.

В связи с сообщениями о судорогах у животных и людей, вызванных длительным употреблением в пищу продуктов с дефицитом меди, было высказано предположение, что медь играет роль в предотвращении судорог.

Впоследствии было обнаружено, что органические соединения, которые сами по себе не являются противосудорожными средствами, проявляют противосудорожную активность в комплексе с медью. Кроме того, было обнаружено, что медные комплексы всех противоэпилептических препаратов более эффективны и менее токсичны, чем их исходные препараты.

Противоопухолевая активность комплексов меди

Ещё в 1912 году в Германии пациентов с эпителиомой лица лечили смесью хлорида меди и лецитина. Успех такого лечения позволил предположить, что соединения меди обладают противораковой активностью.

Работа, проведённая в Ливерпульском университете в 1913 году, показала, что подкожные и внутривенные инъекции соли меди или коллоидной меди размягчают и разрушают карциномы, пересаженные мышам.

В 1930 году работа, проведённая во Франции, показала, что инъекции коллоидной меди мобилизуют и выводят опухолевую ткань.

Недавняя работа с мышами в США показала, что лечение солидных опухолей нетоксичными дозами различных органических комплексов меди действительно замедляет рост опухолей и метастазирование и, таким образом, повышает выживаемость. Эти комплексы меди не убивают раковые клетки, но заставляют их превращаться в нормальные клетки.

Основываясь на результатах лечения рака с помощью комплексов меди, исследователи обнаружили, что эти же комплексы могут предотвращать или замедлять развитие рака у мышей в условиях, при которых ожидается развитие рака.

Радиационная защита и радиационное восстановление комплексов меди

Было доказано, что ионизирующее излучение, такое как то, что используется при лечении рака, вызывает обширное системное воспаление.

В идеале такое вызванное радиацией повреждение можно было бы предотвратить или смягчить с помощью химических механизмов восстановления в организме. Таким образом, необходимы фармакологические подходы к восстановлению тканей, повреждённых радиацией.

Ещё в 1984 году было доказано, что металлоорганические комплексы меди обладают радиозащитными и радиовосстанавливающими свойствами.

Они способны вызывать быстрое восстановление иммунокомпетентности и выздоровление после изменений в тканях, вызванных радиацией.

Механизм этой активности, по-видимому, связан со способностью некоторых комплексов меди деактивировать супероксидные, или «свободные», радикалы, высвобождаемые ионизирующим излучением.

Кроме того, поскольку радиация способна разрушать связи естественных ферментов меди в организме, добавление нетоксичных доз фармацевтических комплексов меди восстанавливает утраченную способность к восстановлению тканей.

Поскольку эти комплексы могут также обладать противораковой активностью, предполагается, что использование комплексов меди в лечении рака, в частности, при лечении пациентов, проходящих лучевую терапию, при случайном облучении и у астронавтов, совершающих космические полёты, может быть целесообразным.

Болезни сердца и комплексы меди

Многочисленные исследования привлекли внимание к связи между дефицитом меди и заболеваниями сердца.

Впервые этот эффект был замечен у крыс в 1936 году, и теперь он связывается как с дефицитом меди, так и с нарушением соотношения меди и цинка в организме.

Работа доктора Л. М. Клевея в Исследовательском центре питания человека при Министерстве сельского хозяйства США в 1973 году привела к предположению, что медь напрямую влияет на контроль уровня холестерина.

В продолжающейся работе, опубликованной в 1975 году, он выдвинул теорию о том, что метаболический дисбаланс между цинком и медью - с большим акцентом на дефицит меди, чем на избыток цинка - является основным фактором, способствующим этиологии ишемической болезни сердца. Последующая работа других исследователей показала, что комплексы меди также могут играть ценную роль в минимизации повреждения аорты и сердечной мышцы, поскольку насыщенная кислородом кровь повторно поступает в ткани после инфаркта миокарда. Это действие основано на противовоспалительном действии комплексов меди.

Эти и другие исследования показывают, что пищевые добавки с медью можно использовать для профилактики и лечения таких заболеваний, как:

• атеросклероз;
• ишемическая болезнь сердца;
• аневризмы аорты;
• инфаркт миокарда. 

Было высказано предположение, что во Франции уровень смертности от сердечных приступов ниже, чем в остальной Европе, из-за того, что французы пьют красное вино. В красном вине больше меди, чем в белом, потому что его готовят без удаления кожуры винограда. Медь попадает в вино из медных фунгицидов, которыми обрабатывают виноград на полях. 

Основываясь на большом количестве исторических данных, таких как приведённые выше, многие исследователи предполагают, что медь станет всё более важным компонентом медицинских препаратов будущего.

Примечание

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• Х.Х.А. Доллвет и Дж.Р.Дж. Соренсон «Историческое применение соединений меди в медицине», «Микроэлементы в медицине», том 2, № 2, 1985, стр. 80–87.
• Марк Мирский, Николай Богоявленский // Медицина Древней Руси (сборник)
• Евгений Родимин // Вода колокольная, вода золотая, вода живая и мертвая.