Մեթիլեն կապույտի պատմությունը․ ներկանյութից մինչև բժշկություն և հետազոտություն

Մեթիլեն կապույտը հիվանդին հասավ ավելի շուտ, քան դեղատուն։

1891 թվականին Պաուլ Գուտմանի և Պաուլ Էրլիխի՝ մալարիայի դեպքում ներկանյութի կիրառման մասին զեկույցում կա ջերմաստիճանի երկու գրաֆիկ։ Երկրորդը ընդգրկում է 13 July-ից մինչև 5 August ժամանակահատվածը, իսկ եզրագծի երկայնքով օր առ օր նշված է բուժումը։ 18 և 19 July-ի գրառումներում նշված է «1 × 0,05 Methylenblau»։ Հաջորդ օրերին նշված են նույն քանակի հինգ և յոթ դեղաչափեր, իսկ 22 July-ին գրառման մեջ ավելանում է նաև փոքր քանակությամբ քինին։ Ջերմության գիծը, որը գրաֆիկի առաջին կեսում տատանվում է 37 °C-ից մինչև 39.5 °C, ներկանյութի կիրառությունից հետո հարթվում է և հաջորդ երեք շաբաթվա ընթացքում մնում մոտավորապես 36 °C-ից 37.5 °C միջակայքում։

Հիվանդը երկուսից մեկն էր․ հոդվածում նրանք նկարագրված են որպես տնային սպասավոր և նավաստի։ Նրանց տրված միացությունը մինչ այդ տասնհինգ տարի եղել էր առևտրային տեքստիլ ներկանյութ, և այդ երկու տղամարդիկ այն առաջին մարդկանցից են, որոնց մասին արձանագրված է, որ բուժվել են կոնկրետ օրգանիզմի դեմ ուղղված լիովին սինթետիկ դեղամիջոցով։

Սկզբում ներկանյութն էր

Առաջին առևտրային հաջողություն ունեցած սինթետիկ ներկանյութը ստեղծել է Ուիլյամ Հենրի Փերքինը 1856 թվականին։ Փերքինը տասնութ տարեկան էր, Զատկի արձակուրդների ընթացքում աշխատում էր տնային լաբորատորիայում և փորձում էր սինթեզել քինին։ Փոխարենը նա ստացավ սև մնացորդ, լուծեց այն և հայտնաբերեց մի գույն, որը փայլուն կերպով ամրանում էր մետաքսին։ Նա այն արտոնագրեց 1856 թվականի August-ին, իսկ 1857 թվականի վերջում արդեն ուներ գործարան, որը ներկանյութ էր մատակարարում Լոնդոնի մետաքս ներկող արտադրամասին։

1875 թվականին Ադոլֆ ֆոն Բայերը սինթեզեց կարմիր ներկանյութ և այն անվանեց էոզին՝ Eos-ից, որը հունարեն նշանակում է լուսաբաց։ 1876 թվականին Հայնրիխ Կարոն, որն այդ ժամանակ Badische Anilin- und Soda-Fabrik-ի լաբորատորիայի տնօրենն էր, Բայերի հետ միասին մշակեց մեթիլեն կապույտը որպես անիլինի հիմքով ներկանյութ բամբակի համար։ Դրա քիմիական կառուցվածքը վերջնականապես որոշվեց միայն մոտ ինը տարի անց։

Այդ ծագումը դեռևս երևում է նյութի անվանման մեջ։ «Մեթիլեն կապույտը» ներկանյութերի կատալոգից եկած առևտրային անուն է, ոչ թե քիմիական նկարագրություն։ Այդ անվան տակ նկատի ունեցող միացությունը մեթիլթիոնինիում քլորիդն է, և անվան, աղի և դրա հիդրատների միջև տարբերությունները կարևոր են դառնում հենց որ որևէ մեկը կշռում է նյութը կամ կարդում տեխնիկական բնութագիրը։

Ներկումն էր կապող օղակը

Ներկանյութերի արտադրամասից դեպի հիվանդանոց ճանապարհը անցնում էր մանրադիտակի միջով, և այն սկսվել էր դեռևս մեթիլեն կապույտի գոյությունից առաջ։ Վիլհելմ Էրբն առաջինն էր, ով սինթետիկ ներկանյութ կիրառեց արյան վրա՝ 1865 թվականին օգտագործելով պիկրինաթթու, և որոշ կարմիր բջիջների ներսում տեսավ ցանցաձև պատկեր։

Պաուլ Էրլիխի 1878 թվականի դոկտորական ատենախոսությունը հյուսվածաբանական ներկումը համեմատում էր տեքստիլի ներկման հետ և պնդում, որ երկուսն էլ քիմիական ռեակցիաներ են։ Ռոբերտ Կոխի ղեկավարությամբ աշխատելով տուբերկուլյոզի բացիլի վրա՝ նա անիլինային ներկանյութերը բաժանեց թթվային և հիմնային դասերի և ցույց տվեց, որ յուրաքանչյուր դաս ներկում է բջջի տարբեր մասեր։ 1880 թվականին նա երկուսը խառնեց իրար՝ մեթիլեն կապույտի հագեցած լուծույթը լցնելով թթվային ֆուքսինի մեջ, մինչև վերնստված հեղուկը պարզվեց։ Արդյունքը, որը նա անվանեց neutralen Farbkörper կամ չեզոք ներկանյութ, մեկի փոխարեն առաջացնում էր երեք գույն, բացահայտում էր բազմաձև կորիզավոր բջիջների այն հատիկները, որոնք նախկինում տեսանելի չէին, և հնարավոր դարձրեց լեյկոցիտների առաջին տարբերակված հաշվարկը։ Քանի որ այդ հատիկները կլանում էին խառնուրդի երկու բաղադրիչներն էլ, Էրլիխը դրանց կրող բջիջների համար ստեղծեց նեյտրոֆիլ բառը։

Երկու տարի անց Կոխը մեթիլեն կապույտն օգտագործեց տուբերկուլյոզի բացիլը հայտնաբերելու համար, իսկ 1883 թվականին Էրլիխը բարելավեց մեթոդը։ 1886 թվականին նա հրապարակեց այլ բնույթի դիտարկում․ ներկանյութը ներարկեց կենդանի կենդանիների մեջ և համեմատեց, թե յուրաքանչյուր օրգան որքան ուժեղ է այն կլանում, ապա եզրակացրեց, որ նյութը արտահայտված հարազատություն ունի ուղեղի և նյարդային հյուսվածքի նկատմամբ։ Նա այդ հարազատությունը կապեց ներկանյութի օքսիդավերականգնման ցիկլավորման հետ, որը դիտարկել էր նախորդ տարի։ Այդ ցիկլավորումն է նաև պատճառը, որ մեթիլեն կապույտի լուծույթը կորցնում է իր գույնը, երբ դրա թթվածինը սպառվում է, և վերականգնում է այն, երբ օդը վերադառնում է։ Փորձերը, որոնք առաջին անգամ չափեցին այդ ցիկլավորման հետևանքները, պատկանում են ավելի ուշ տասնամյակի, իսկ ինքնին մեխանիզմը պատմությունից առանձին թեմա է։

Մակաբույծը և մանուշակագույն կորիզը

Ալֆոնս Լավերանը մալարիայի մակաբույծը հայտնաբերեց 1880 թվականին՝ ուսումնասիրելով թարմ, չներկված արյուն։ Չոր քսուքում այն կանոնավոր կերպով տեսնելու համար անհրաժեշտ էր ներկում, իսկ այն ժամանակվա ներկանյութերը տալիս էին միայն կարմիր և կապույտ գույներ։

1888 թվականին լեհ ախտաբան Չեսլավ Չեչինսկին թթվային ֆուքսինը փոխարինեց էոզինով՝ ստանալով մեթիլեն կապույտի և էոզինի խառնուրդ։ Նրա մեթոդի հիմքում ընկած դեպքը մալարիայից 30 September 1887-ին մահացած զինվորն էր։ Արյան քսուքներում Չեչինսկին տեսավ կապույտ, երիցուկանման ձևեր, որոնք այսօր ճանաչվում են որպես Plasmodium malariae, և մանգաղաձև ձևեր, որոնք այսօր ճանաչվում են որպես Plasmodium falciparum-ի գամետոցիտներ։ Արդյունքը միաժամանակ վերջ դրեց հիվանդության երկու մրցակցող բացատրությունների՝ միազմայի տեսությանը և Էդվին Կլեբսի ու Կորադո Տոմազի-Կրուդելիի այն պնդմանը, թե մալարիայի պատճառը բակտերիան է։

Մակաբույծը տեսանելի էր։ Նրա կորիզը՝ ոչ, ուստի դրա բնույթը շարունակում էր անորոշ մնալ։ Բրեսլաուի բժիշկ Էռնստ Մալախովսկին այդ խնդիրը լուծեց սկզբում պատահաբար, ապա՝ նպատակային։ 1889 թվականին պատրաստուկներից մեկում նա նկատեց պլազմոդիումի կորիզի տարբերակված ներկում, սակայն չկարողացավ այն կրկնել։ Մեթիլեն կապույտը թթվայնացնելը չօգնեց։ Բորաքսով ալկալայնացնելը ամեն անգամ տալիս էր արդյունքը։ Նա մեթոդը հրապարակայնորեն ցուցադրեց 15 June 1890-ին և նույն տարում հրապարակեց այն, իսկ ավելի ամբողջական մեթոդը՝ 1891 թվականի August-ին։

Դմիտրի Ռոմանովսկին իր տարբերակը հրապարակեց 1891 թվականի September-ին։ Նրա լավագույն արդյունքները ստացվել էին ավելի քան երկու ամիս անտեսված ու բորբոսնած մեթիլեն կապույտի լուծույթի շշից։ Մալախովսկու նկարագրած մեթոդը միտումնավոր էր և, իր խոսքերով, հեշտությամբ վերարտադրելի․ Ռոմանովսկու տարբերակը փակուղի էր, որը մեկ անգամ աշխատել էր։ Այդուհանդերձ, էպոնիմը բաժին հասավ Ռոմանովսկուն, իսկ վեճը, թե ով ստացավ այն մանուշակագույնը, որը տեսանելի դարձրեց կորիզը, առանձին պատմություն է՝ իր փաստաթղթերով։

Նկար: Գուտմանի և Էրլիխի 1891 թվականի զեկույցի երկրորդ ջերմաստիճանային գրաֆիկը։ Վերին հատվածը ընդգրկում է 13-ից 24 July, իսկ ստորինը՝ 25 July-ից 5 August․ եզրային գրառումները նշում են տրված դեղաչափերը, իսկ գրառման վերջին երեք շաբաթվա ընթացքում ջերմաստիճանը մնում է նորմային մոտ։ Վերարտադրված է զեկույցից՝ Krafts-ի, Hempelmann-ի և Skórska-Stania-ի համար սկանավորված տարբերակից, Parasitology Research 111:1–6 (2012), PMID 22411634։

Պարզվեց, որ «հասունացումը» դեմեթիլացում էր

1890-ականներին ներգրավվածներից ոչ ոք չգիտեր, թե «հասունացումը» ինչ է անում մեթիլեն կապույտի հետ։ Պատասխանը ստացվեց արդյունաբերական քիմիայից։ Հայնրիխ Ավգուստ Բերնթսենը 1883 թվականին սինթեզել էր նախնական միացությունը՝ ֆենոթիազինը, 1885 թվականին հաստատել, որ մեթիլեն կապույտը պատկանում է այդ ընտանիքին, և նույն ժամանակաշրջանում ցույց տվել, որ ալկալային պայմանները ներկանյութից հեռացնում են մեթիլային խմբերը՝ առաջացնելով այն միացությունները, որոնք այժմ կոչվում են ազուրներ։

Բեռնար Նոխտը 1898 և 1899 թվականներին առանձնացրեց ակտիվ ֆրակցիան և կարողացավ այն անվանել միայն Rot aus Methylenblau՝ կարմիր՝ մեթիլեն կապույտից։ Միխայելիսը 1901 թվականին այն նույնականացրեց որպես azure I։ Ջեները 1899 թվականին ներկանյութի նստվածքի համար որպես լուծիչ ներմուծեց բացարձակ մեթանոլը, ինչի շնորհիվ այլևս անհրաժեշտ չէր արյան քսուքները ջերմությամբ ֆիքսել․ Լեյշմանը և Ռոյտերը համատեղեցին երկու առաջընթացները, իսկ Ռայթը 1902 թվականին հրապարակեց պարզեցված մեթոդ։ Գիմզայի ներդրումը, նույնպես 1902 թվականին, այն էր, որ նա դադարեց ապավինել պատահականորեն «հասունացած» լուծույթին և դրա փոխարեն օգտագործեց հայտնի ներկանյութերի չափված քանակներ։ Այնուհետև նա հրաժարվեց հրապարակել, թե ինչպես է պատրաստում մաքուր մեթիլեն ազուրը, և մեթոդը վաճառեց Dr. Grübler-ի լաբորատորիային, որը արտադրանքը շուկա հանեց որպես azure I և պնդեց, որ միայն իր տարբերակն է իսկական Giemsa ներկումը։

Երկու համաշխարհային պատերազմներն ակամա ավարտին հասցրին գործընթացը։ Երբ գերմանական ներկանյութերը դարձան անհասանելի, Լիլլին, Ռոուն և Ուիլքոքսը աշխատեցին ամերիկյան փոխարինիչների վրա և պարզեցին, որ լավագույն ներկումը ստացվում է երեք առանձնացված բաղադրիչներից՝ մաքուր մեթիլեն կապույտից, դրա քայքայման արգասիք azure B-ից և էոզինից։ Այս երեքը մինչ օրս մնում են մալարիայի ախտորոշման համար օգտագործվող ներկման հիմնական բաղադրիչները՝ մի անվան տակ, որն այժմ միավորում է Մալախովսկուն, Ռայթին և Գիմզային։

Նկար: Plasmodium falciparum-ի օղակաձև ձևերը մարդու կարմիր բջիջներում՝ ներկված Romanowsky տիպի մեթոդով։ Օղակի ներսում մանուշակագույն կառուցվածքը քրոմատինն է, որը Մալախովսկու՝ բորաքսով մշակված մեթիլեն կապույտը առաջին անգամ տեսանելի դարձրեց։ Պատկերը՝ Ernst Hempelmann-ի, հանրային տիրույթում։

Մեկ անուն, մի քանի տարբեր նյութեր

Այդ բաղադրիչները տարանջատելու համար պահանջված տարիները ստեղծեցին մի խնդիր, որը քիմիայից ավելի երկար ապրեց։ Ռալֆ Լիլլին 1969 թվականին սահմանազատեց կենսաբանական ներկանյութերը, որոնք «արտադրվում են խիստ տեխնիկական պայմաններով՝ համապատասխան իրենց նուրբ և պահանջկոտ կիրառություններին», ոչ կենսաբանական՝ տեքստիլ ներկման համար նախատեսված ներկանյութերից, որոնք «պահանջում են արտադրության ավելի քիչ խիստ և պահանջկոտ ստանդարտներ»։ Երկու տեսակի արտադրանքն էլ կրում էր նույն անունը, և դրանց միջև տարբերությունը երբեք պարզապես աստիճանի տարբերություն չէր։ Բամբակի համար գրված տեխնիկական բնութագիրը և ախտորոշիչ ռեագենտի համար գրված բնութագիրը փոխարինելի չեն, իսկ տեքստիլային պահանջներին համապատասխան պատրաստված նյութը նախատեսված չէր կուլ տալու համար։

Azure B-ն ամենահստակ օրինակն է։ Այն մեթիլեն կապույտի մոնոդեմեթիլացված ձևն է, ունի սեփական չափելի դեղաբանական ակտիվություն և ավելի քան մեկ դար առկա է եղել կլինիկական մեթիլեն կապույտի պատրաստուկներում որպես չվերահսկվող բաղադրիչ, նախքան որևէ մեկը տարանջատել էր այդ երկուսը։ Մի հետազոտական խումբ պարզել է, որ մեթիլեն կապույտի ընդունումից հետո դիահերձման ժամանակ վերցված մարդու հյուսվածքը պարունակում էր 5-ից 14 տոկոս անփոփոխ մեթիլեն կապույտ և 86-ից 95 տոկոս azure B։ Թե արդյոք տվյալ պատրաստուկը պետք է պարունակի azure B և ինչ սահմանաչափով, տեխնիկական բնութագրի հարց է, իսկ azure B-ի՝ որպես խառնուրդային բաղադրիչի և մետաբոլիտի վերաբերյալ հետազոտությունը շարունակում է թեման այդ կետից։

Գործնական հետևանքը նույնպես գտնվում է տեխնիկական բնութագրում։ USP համապատասխանությունը շուկայում առաջարկվող առավելագույն մաքրությանը հասնելու ուղին է, քանի որ այն ամբողջական, հրապարակված փորձարկման ստանդարտ է, ոչ թե մեկ չափում։ Այն ընդգրկում է նույնականացումը, պարունակության որոշումը, օրգանական խառնուրդները՝ ներառյալ azure ներկանյութերը, մնացորդային լուծիչները, տարրային խառնուրդները, այրումից հետո մնացորդը, մանրէաբանական սահմանաչափերը և բակտերիալ էնդոտոքսինները։ Վկայականը, որը ներկայացնում է ծանր մետաղների մեկ արդյունք և այն անվանում USP համապատասխանություն, ներկայացրել է այդ ցանկի միայն մեկ տողը։

Blupreme-ը իր մեթիլեն կապույտը ստանում է դեղագործական արտադրողից և հրապարակում է ամբողջական վերլուծության վկայականը՝ փորձարկելով ամբողջ USP բնութագիրը, այլ ոչ միայն ծանր մետաղները։ Վերլուծության վկայականը կարդալու ուղեցույցը և այն, թե USP նշումը ինչ է հաստատում և ինչ չի հաստատում, բացատրում են, թե ինչպես փաստաթուղթը համադրել ներկայացված պնդման հետ։

Ինչ է թույլ տալիս եզրակացնել պատմությունը, և ինչ՝ ոչ

Պատմական շղթան իրական է և ավելի երկար, քան ենթադրում են արտադրանքի էջերի մեծ մասը։ Մեթիլեն կապույտը 1891 թվականին կիրառվել է մալարիայի բուժման համար, 1899 թվականին հաղորդվել է դրա՝ որպես հանգստացնող միջոցի օգտագործման մասին գրգռված փսիխոզի դեպքում, իսկ դրա կողային քիմիական ճյուղը անցնում է քինակրինի, քլորոքինի, պրոմեթազինի և քլորպրոմազինի միջով։ Էրլիխի՝ Արթուր Լեփմանի հետ 1890 թվականի հոդվածում նկարագրվում էր նևրալգիկ և ռևմատիկ ցավի թեթևացում, որից հետո հեղինակները քննարկել էին, բայց հրաժարվել էին ներկանյութը հոգեկան հիվանդության դեպքում փորձարկելուց։

Դրանցից ոչ մեկը չի հաստատում ժամանակակից կիրառություն։ 1891 թվականի մալարիայի արդյունքը հիմնված էր երկու հիվանդի և մեկ ջերմաստիճանային գրաֆիկի վրա։ Մոլեկուլի հետ երկարատև ծանոթությունը պատճառ է այն ուսումնասիրելու, ոչ թե արդյունք։ Միացության՝ որպես դեղամիջոցի պատմությունը և մալարիայի ժամանակակից փորձարկումները պատասխանում են այլ հարցերի, քան նրանք, որոնք տալիս էր Էրլիխը, և վերջնակետերը պետք է գնահատվեն իրենց իսկ պայմաններով։

Գրառումներում կա մեկ մանրամասն, որը վերաբերում է ներկային, ոչ թե անցյալին։ Երբ 2000-ականներին հետազոտողները Բուրկինա Ֆասոյում իրականացնում էին մեթիլեն կապույտի մալարիայի փորձարկումներ, նրանք ստիպված էին մրցակցել դեղագործական որակի նյութի համար և հաղորդել էին, որ հումքի գինը մոտ հարյուր անգամ աճել էր, երբ այն ստացել էր GMP վավերացում։ Ներկանյութը կարելի էր փոխարինել։ Դեղամիջոցը՝ ոչ։ Այն տարբերակումը, որը Լիլլին սահմանել էր 1969 թվականին, նույն տարբերակումն է, որն այսօր էլ որոշում է, թե ինչ է պարունակում շիշը։