Zázračný chinin
21. 5. 2008
Afrika byla nazývána „hrobem bílého muže“ – a to proto, že se tu vyskytovaly smrtelné nemoci, jako je malárie. Michael nám vysvětlí, který organizmu je za tuto nemoc zodpovědný a která látky naopak tuto nemoc léčí. Proto byl vynalezen nápoj zvaný gin a tonik, který obsahuje léčivý chinin. Chinin však také slouží jako referenční vzorek při kalibraci nových přístrojů. Michal ukáže pokus, kdy se pomocí UV lampy ukáže světélkování nápoje.
Michael: Afrika. Kolébka lidstva.
Michael: European explorers in the 18th century would say that Africa was the „White Man´s Grave“.
Evropští cestovatelé v 18. století říkali, že Afrika je hrobem bílého muže.
Michael: They were referring to the various infectious diseases found on this continent that were unknown in Europe.
Hovořili tak o různých infekčních nemocech na tomto kontinentu, které byly v Evropě neznámé.
Asi nejrozšířenější ze všech nemocí byla malárie. Ta ještě dnes každoročně nakazí na pět set miliónů lidí a víc než milión lidí ročně zabije. Umírají především malé děti a těhotné ženy hlavně v Africe.
Michael: Good morning. Gin and tonic, please.
Dobrý den. Gin s tonikem prosím.
Barman: Single or double?
Jednoduchý nebo dvojitý?
Michael: Double.
Dvojitý.
Barman: Enjoy your drink, sir.
Vychutnejte si nápoj, pane.
Michael: Thank you very much.
Děkuji.
Malárii způsobují mikroskopické jednobuněčné mikroorganizmy zvané plasmodium. Z člověka na člověka ji přenášejí samičky komára rodu Anopheles.
Michael: Once in the blood of a human, malaria develops in two phases: Firstly, the plasmodium parasites concentrate and then multiply in the liver. Then they infect red blood cells.
Jakmile malárie pronikne do lidské krve, prochází dvěma fázemi: Nejprve se parazit plasmodium soustředí a rozmnožuje v játrech. Pak nakazí červené krvinky.
K příznakům malárie patří horečka, bolesti hlavy a zvracení. Objevují se obvykle desátý až patnáctý den po komářím kousnutí. Pokud se malárie neléčí, může rychle ohrozit život.
Michael: However, for the explorers of the tropical and sub-tropical world, help was at hand, and that came in the form of tonic water.
Pro průzkumníky tropického a subtropického světa však byla po ruce pomoc. Přišla v podobě toniku.
Michael: Totiž v nápoji, který obsahuje tonik, je malé množství pozoruhodné chemické sloučeniny – chininu. Je to přírodní látka, která parazitu plasmodium dá za uši.
Michael: The reason for quinine’s activity as an anti-malarial drug is the same as the reason for the effectiveness of any drug.
Podstata aktivity chininu jako antimalarika je stejná, jako podstata účinku jakéhokoli léku.
Jeho chemická stavba je shodou okolností ta pravá.
Michael: Quinine is made up of two fused-ring organic systems: one aromatic and one aliphatic.
Chinin tvoří dva propojené kruhové organické systémy. Jeden aromatický a druhý alifatický.
Michael: This chemical structure is of just the right shape to interfere with an important enzyme produced by the plasmodium parasites. The inhibition of this enzyme by quinine results in the death of these parasites.
Tato chemická struktura má právě takový tvar, aby reagovala s důležitým enzymem, který plasmodium vytváří. Zbrzdění funkce tohoto enzymu chininem usmrcuje plasmodia.
A proto si dám ještě jednou G&T.
Chinin se získává z kůry jihoamerického chinovníku, který pochází ze svahů peruánských And. Do Evropy ji přivezli jako první jezuitští kněží. Používala se při epidemii malárie v Římě v 17. století. Díky svému účinku se kůra z chinovníku vyvažovala zlatem. I když bylo vyvinuto několik postupů laboratorní přípravy, zůstala jediným ekonomicky přijatelným zdrojem chininu.
Zatím jsme o chininu mluvili jen v souvislosti s medicínou. Ale má ještě další zajímavé využití. Viď, Michaele.
Michael: A tím je fluorescence.
Michael: A teď vám to předvedu. Do jedné skleničky nalijeme vodu … a do druhé náš tonik … A necháme obě skleničky přímo na slunci, nejlépe kolem oběda, kdy UV záření je nejintenzivnější. Zatím vypadají velmi podobně. Ale teď se dobře dívejte.
Když chinin v toniku pohltí ultrafialové světlo, vyzáří se jako viditelné světlo. Je to modrá fluorescence, viditelná na hladině toniku. Že vás Michaelova ukázka nepřesvědčila? Pojďte s námi za Michaelem do Řeže.
Michael: Vlastnost fluorescence chininu se využívá také ve vědeckém výzkumu. Proto vyměním tyto dva vzorky.
Michael: Vzorek mám. Pane doktore, je to na vás.
Ing. Kamil Lang, CSc., oddělení kinetiky, Ústav anorganické chemie AVČR: Děkuji. Zde máme fluorescenční spektrometr, který používáme k charakterizaci fluorescenčních vlastností neznámých látek.
Michael: Existuje ale ještě jedno velmi zajímavé využité toniku.
Ale pozor: musíte postupovat velice opatrně. Začneme bezpečnostním opařením. K němu stačí jen trochu pevnější průhledná fólie. Pozor – musí propouštět ultrafialové záření! Z fólie si vyrobíte delší válec. Potřebujete ještě balíček mentosů a velkou láhev toniku.
Michael: A teď stačí jenom počkat na tmu.
Mentosky vhoďte naráz do toniku a rychle sklopte ochranu. Při svitu ultrafialové zářivky si vyrobíte nádherný fluoreskující gejzír. Reakcí mentosů s tonikem se totiž najednou uvolní ohromné množství oxidu uhličitého.
Autoři: Vladimír Kunz, Michael Londesborough