Химия и волшебные грибы
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Мне хочется рассказать историю, наглядно показывающую, как иногда современная наука использует древнейшие познания людей. Это рассказ о тех великолепных результатах, которые могут быть получены, когда представители разных дисциплин, не имеющих, казалось бы, ничего общего между собой, сотрудничают, передавая друг другу эстафету научных открытий.
Начало истории затерялось в глубине веков, где-то более двух тысячелетий назад. Именно таков возраст странных каменных скульптур, которые нашли при археологических раскопках в Гватемале. Эти скульптуры имеют форму гриба, похожего на подосиновик, на ножке которого высечено изображение мифического духа или бога. Грибы-идолы, изваянные в III— VI веках нашей эры, принадлежат племенам майя-кичу, жившим в горных районах Гватемалы. В те времена у жителей Центральной Америки существовал некий культ священных грибов. В знаменитой хронике монaxa-францисканца Бернардино де Саагуна, жившего с 1529 по 1590 год, говорится, что индейцы, населявшие разрушенную испанцами страну ацтеков, во время своих религиозных празднеств употребляли какой-то неведомый волшебный гриб, вызывающий опьянение и галлюцинации.
Испанский монах называет этот гриб порождением дьявола, но индейцы считали, что в нем заключена божественная сила, и назвали его «теонанакатл», что означает «божественный гриб». Индейцы верили, что употребление дьявольского гриба было привилегией жрецов. Он был способен, по их мнению, превращать жрецов в ясновидцев, позволял узнавать причины болезней и указывать пути исцеления.
Позднее сведения о волшебных грибах затерялись. Сначала указания летописцев рассматривали как плод средневекового суеверия, а потом и вовсе забыли о волшебных грибах. В начале прошлого века некоторые ботаники высказали убеждение, что испанские летописцы стали жертвой недоразумения и спутали грибы с мексиканскими кактусами, некоторые виды которых, как известно, содержат дурманящие алкалоиды.
О магических грибах вспомнили снова в 1936 году. Один из путешественников, изучавших обычаи южноамериканских индейцев, сделал важное открытие. Оказалось, что в некоторых отдаленных горных районах юга Мексики до сих пор сохранились таинственные языческие ночные обряды, во время которых туземцы едят сырые грибы.
Вскоре началась вторая мировая война, ученым было не до грибов, и возможно, что на этом история с грибами окончилась бы, если бы ею не заинтересовалась одна американская чета — банковский служащий Р. Дж. Уоссон и его жена Вера Павловна — детский врач. Уже более тридцати лет супруги увлекались чрезвычайно редкостной наукой — этномикологией, наукой, которая изучала влияние грибов на развитие культуры различных народов. В 1953 году они вдвоем отправились «по грибы» в горную мексиканскую страну мацатеков.
Индейцы встретили путешественников с большим недоверием. Чтобы преодолеть страх и отчужденность местных жителей, супруги-етномикологи поселились в их деревушке. Неохотно согласились индейцы поделиться с ними своей тайной. Лишь спустя два года Уоссону впервые удалось присутствовать при тайном грибном обряде. Он был первым белым человеком, которому индейцы разрешили вкусить божественных грибов. Торжество происходило ночью в заброшенной хижине на окраине деревни. В нем причудливо перемешались языческие обряды и ритуал католической церкви. В полутемной хижине был воздвигнут алтарь с распятием, рядом с ним лежали священные языческие грибы. Руководила обрядом старая женщина — шаманка, Произнеся молитвы, она съела двенадцать грибов и раздала по нескольку грибов каждому из собравшихся.
Затем она начала свои религиозный обрядовый танец. Монотонным пением она передавала содержание своих видений. Постепенно все присутствующие впали в странное состояние полузабытья. Уоссон в своем отчете описывает, как он безуспешно боролся с действием гриба, пытаясь сохранить объективность. Сначала перед его глазами появились характерные индейские цветные орнаменты, затем возникли различные видения и даже забытые эпизоды из собственного далекого детства. Грибной пир длился всю ночь, лишь под утро все присутствующие уснули.
Вернувшись на родину, Уоссон связался с известным французским микологом профессором Геймом и уговорил его отправиться с ним в новую экспедицию за волшебными грибами. Гейм отнес эти грибы к семейству Stophariaceae. Вскоре ему удалось вырастить в лабораторных условиях один из этих видов грибов, получивший научное название «псилоцибе мексикана Гейм».
После этого грибную эстафету приняли химики, предпринявшие попытки выделить действующее начало волшебных грибов и выяснить его химическое строение. Поначалу эта работа натолкнулась на неожиданное и очень серьезное препятствие. Оказалось, что подопытные животные — мыши и собаки — совершенно не реагировали на высушенные грибы. Не теряют ли грибы свое волшебное действие при сушке или же при выращивании в искусственных условиях?
Тогда швейцарский химик А. Гофман решился испытать действие грибов на себе. Он съел около двух граммов высушенных грибов и занес свои впечатления в лабораторный журнал. Любопытно, что и он видел характерные индейские орнаменты и сочетания красок, хотя никогда не бывал в Южной Америке и раньше не имел дела с этнографией. Полусознательное состояние опьянения длилось 6 часов. Когда Гофман проснулся, ему казалось, что он вернулся домой из длительного путешествия в далекий, но вполне реальный мир. После этого стало ясно, что только человек является достаточно чувствительным биологическим индикатором на вещество волшебных грибов. В дальнейшем химикам приходилось все время проверять его действие на самих себе. При этом они применяли значительно меньшие дозы, безопасные и не лишавшие экспериментатора работоспособности.
Для выделения действующего начала измельченные грибы сперва экстрагировали хлороформом. Хлороформный экстракт совершенно не обладал действием волшебных грибов, но остаток оказался значительно более активным, чем сами грибы. Тогда остаток промыли ацетоном, и снова вся активность сосредоточилась в нерастворимом остатке. Но когда последний промывали этиловым спиртом, активным получался уже экстракт, причем извлеченное вещество действовало в 20 раз сильнее, чем сами грибы.
Для дальнейшего изучения действующего начала исследователи применили метод хроматографии. Этот метод, открытый еще в начале прошлого века знаменитым русским ботаником М. Цветом, основан на том, что различные химические соединения удерживаются с различной силой в твердых пористых веществах или порошках. Поэтому, когда смесь нескольких соединений вносят в трубку, наполненную, например, глиноземом, и затем промывают трубку сверху вниз различными растворителями, компоненты смеси вымываются не вместе, а по очереди, то есть происходит разделение смеси на отдельные составляющие. Гофман и его коллеги использовали для выделения действующего начала волшебных грибов одно из видоизменений метода Цвета, так называемый метод бумажной хроматографии, при котором в качестве пористого вещества применяют лист бумаги, а разделяемая смесь веществ распределяется между двумя не смешивающимися между собой жидкостями.
Для Гофмана было очень важно, что бумажная хроматография позволяет разделить очень небольшие количества смесей. В его распоряжении имелось всего лишь пятьдесят тысячных долей грамма вещества (вернее, смеси вещества), извлеченного из грибов. Эту смесь вещества нанесли на лист фильтровальной бумаги, нижний край которой затем опустили в смесь воды и бутилового спирта. Вскоре эта жидкость пропитала весь лист, и через некоторое время на нем образовались четыре зоны в виде отдельных горизонтальных полосок. Каждую полоску вырезали, промыли ее метиловым спиртом, а извлеченные вещества раздали четырем химикам «на испытание». Только один из них, съевший вещество с полоски № 3 (его всего оказалось пять тысячных долей грамма), почувствовал одурманивающее действие. После некоторых дополнительных манипуляций исследователям удалось выделить действующее начало волшебных грибов в виде белых тонких игольчатых кристалликов. По имени самого гриба они назвали это вещество псилоцибином.
Для того чтобы приступить к изучению химического строения псилоцибина, пришлось раздобыть новые партии мексиканских грибов, но так как путь очистки и выделения препарата однажды уже был пройден, теперь эту задачу можно было решить значительно быстрее. Вскоре в руках Гофмана и его сотрудников оказалось достаточное количество этого вещества, и они показали, что псилоцибин относится к широко распространенному в живой природе классу органических веществ, являющихся производными индола. В молекулу индола входит шестичленное кольцо бензола и еще два атома углерода и один атом азота, расположенные так, что образуется пятичленное кольцо (так называемое кольцо пиррола). Псилоцибин отличается от индола тем, что в нем к бензольному кольцу присоединена молекула фосфорной кислоты, а пиррольное кольцо имеет боковую цепочку из двух углеродных атомов и одного атома азота, при котором находятся две метильные группы.
За изучение нового соединения принялись фармакологи и психиатры. Они очень заинтересовались веществами с действием, подобным действию псилоцибина, так как эти так называемые психотропные соединения (то есть изменяющие психическое состояние) в некоторых случаях оказывали благоприятное влияние при лечении душевных заболеваний. Оказалось, что характер действия псилоцибина очень сильно зависит от принимаемой дозы. Уже две или три тысячные доли грамма препарата при приеме внутрь меняют настроение и вызывают состояние общего нервного расслабления, сочетающееся нередко с чувством физической усталости, а иногда невесомости. При увеличении дозы в 2—3 раза меняются ощущения пространства и времени, возникают иллюзии, галлюцинации, человек впадает в полусон, в котором часто вспоминаются давно забытые эпизоды и переживания.
Именно эта особенность действий псилоцибина, а также его общее расслабляющее влияние на больного могли бы иметь большое значение для лечения некоторых тяжелых душевных расстройств.
Теперь на сцене опять появились химики. Видя, что врачи проявляют повышенный интерес к их детищу, они решили сделать его более доступным. Ведь искусственное выращивание мексиканских грибов — дело нелегкое, а чтобы добыть 1 грамм псилоцибина, нужно переработать около тысячи грибов. Не выгоднее ли синтезировать псилоцибин в лаборатории или на заводе из более простых производных индола? После упорной работы такой синтез был осуществлен. Полученный синтетический продукт ничем не отличался от природного. Хотя синтез и включал десять отдельных стадий, все же оказалось гораздо рациональнее получать искусственный псилоцибин на заводе, чем выделять его из грибов.
А результатом всех этих научных исследований стало получение ЛСД – психоактивного из семейства лизергамидов, влияющего на психику, а также в настоящее время одного из известных наркотиков. Возможно это странно читать, но вначале многие ученные, среди них ческий психолог Станислаф Гроф, имели насчет ЛСД более радостные ожидание, Гроф с помощью специальных ЛСД сессий даже пытался лечить раковых больных (к слову в Швейцарии ЛСД-терапия официально разрешена для тяжелых раковых больных и по сей день). Но потом увы, когда обнаружилось разрушительное воздействие ЛСД на психику человека все эти эксперименты пришлось прекратить.
Автор: Л. Бергельсон.