ПЧЕЛИНОЕ ЛЕКАРСТВО
РЕМОНТНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ В УЛЬЕ
(Озабоченность пчел и недовольство пчеловода. – Саркофаги в улье. – Невидимый заслон для микробов.)
Как бы ни была строга и бескомпромиссна стража у пчел, как бы ни был сух и прочен улей и как бы ни полнился он запасами меда и пыльцы, семья не будет себя чувствовать в безопасности, пока на рамках, потолке, в различных укромных местах не появятся буроватые с зеленоватым или коричневым оттенком наросты удивительно пахучего смолистого вещества. Вещество это – прополис.
Зачем он семье?
Понаблюдаем за обитателями улья и увидим, как в осенний теплый день, когда все нектарососущие обеспокоены лишь одним – поиском чего-либо сладкого, пчелы с целеустремленностью и упорством отковыривают прочно прилипшие к старым рамкам или брускам кусочки прополиса. Еще более явствен прополисный голод и тяга пчел к старым ульям ранней весной.
Пчелиное лекарство
Пчеловоды долго не обращали на липкое вещество серьезного внимания. Временами оно даже серьезно осложняло их работу, особенно на большой пасеке:
скрепленные прополисом рамки нелегко было отделить одну от другой, а отмыть руки от него не всегда удавалось и с помощью мыла.
Последнее свойство прополиса – его великолепную адгезию, то есть способность сцеплять самые различные по своей физической природе поверхности – в свое время усмотрели наблюдательные мастера и стали изготовлять на его основе особо прочные лаки. Скрипки Страдивари во многом обязаны своим удивительным звучанием и сохранностью прополисному лаку, которым выдающийся итальянский мастер покрывал свои инструменты.
Прополисным лаком пользовался Страдевари
Прополис действительно надежно сцепляет деревянные поверхности. Скрепленные им пчелиные рамки так прочно сидят в фальцах улья, что его можно перевозить на кочевку, не прибегая к помощи гвоздей и специальных укрепителей.
Однако прополис обладает не только прекрасными свойствами ремонтно-строительного материала. Об этом внимательному пчеловоду время от времени напоминают другие факты.
Пчелиный улей – вечная загадка и приманка для всех ползающих, прыгающих и бегающих добытчиков пищи. Случается, что в него попадают и достаточно крупные по размерам непрошеные «гости» – ящерицы, змеи, мыши, крупные бабочки, не успевшие вовремя покинуть опасную зону. Против «пришельцев» пчелы безжалостно используют свое смертоносное оружие — яд.
Бездыханным врагам, однако, уготованы роскошные «похороны»: пчелы бальзамируют толстым слоем свежепринесенного прополиса их трупы, которые теперь не подвергнутся гнилостному разложению еще очень долгое время.
Мумификация тел убитых животных в прополисных «саркофагах» — явное свидетельство антимикробной силы этого вещества.
Мы уже знаем, что важнейшей отличительной чертой колоний медоносных пчел является постоянно поддерживаемая в их гнездах в течение всего периода выращивания личинок высокая (в пределах 34—35оС) температура.
Способность колоний пчел удерживать и регулировать температуру на столь высоком уровне позволила им выйти за рамки, ограничивающие жизненные проявления одиночных пчел, и резко расширить экологическую пишу обитания благодаря освоению дополнительных нектарных запасов местности.
Однако биологический выигрыш, связанный с организацией «поточного производства» выращивания личинок в предельно короткие сроки и оптимизацией условий переработки больших порций нектара, мог оказаться сведенным на нет опасностью изнутри: температура в гнезде идеальна и для развития вредных микроорганизмов. Действительно, когда в лаборатории определяют биологическую активность отдельных соединений, испытуемую смесь с веществом и питательным субстратом специально выдерживают в термостате именно при средней температуре улья. И уже через сутки микробы в контрольных чашках успевают размножиться до размеров гигантских, видимых не вооруженным глазом колоний.
Ясно, что такое нашествие микробов грозило бы каждому улью, содержимое которого привлекает все типы микроскопических существ. Их привлекают свежепринесенный нектар и уже созревший мед, пыльца и продукт ее переработки — перга, личиночная пища пчел и сами личинки. Каждый раз в нелетную погоду на дне улья скапливаются различный мусор и вынужденные выделения пчел, несмотря на это, основные продукты семьи сохраняются в чистоте, хотя и находятся в постоянном контакте с вечно снующими по ним юркими обитательницами улья.
Почему же пчелиные продукты остаются свежими неопределенно долгое время в улье? Только ли дело в том, что и нектар, и пыльца получают специальные антимикробные добавки при их «доводке» до пчелиного «ГОСТа», или еще и в том, что самих носителей нежелательных превращений в улье не так уж много?
Последнее обстоятельство очень важно. Из опыта эпидемиологии хорошо известно, что устойчивость организма зависит не только от внутренних факторов, но и от инфекционной нагрузки среды обитания. В среде, где плотность вредных микробов возрастает, при прочих равных условиях увеличивается и опасность инфекций.
Ответы па поставленные вопросы дадут нам ученые, за ходом поиска которых мы проследим ниже.
ПЕРВЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
(Диссертация Пьера Лави. — Химический скальпель Мишеля Барбье. — Гипотеза М. Кюстенмахера. — Как увидеть пчелу-невидимку?)
Американский бактериолог К. Уайт еще в 1906 году пытался исследовать микробную флору улья, но столкнулся с неожиданным затруднением. Посевы, которые он делал, водя стерильной платиновой проволокой по самым различным частям гнезда, погружая ее время от времени в пробирки с питательной средой, ни дали почти никаких результатов. Создавалось впечатление, что в улье вообще нет микроорганизмов. В это было трудно поверить, но повторные опыты доказали неслучайность первых и подтвердили явную обедненность микрофлоры улья.
Уайт не смог тогда объяснить природу действующей в улье системы антибиотической защиты, поскольку сами антибиотики были открыты много позже, но его опыты впервые указали на существование такой системы в гнездах медоносных пчел.
Спустя 50 лет знаменитый французский энтомолог Реми Шовен, возглавлявший в то время научно-исследовательскую станцию по пчеловодству вблизи Парижа, вспомнил об экспериментах Уайта. Ученый вместе со своим коллегой (впоследствии директором этой станции) Пьером Лави решил исследовать антибиотические факторы улья.
Довольно быстро выяснилось, что экстракты практически всего содержимого улья — меда, воска, прополиса, перги, личиночного корма и самих пчел — обладают выраженной способностью сдерживать рост микроорганизмов. Причем один продукт среди них явно превосходил другие. Это и был прополис (пчелиный клей).
Шовен и Лави провели очень тщательные биологические исследования всех полученных экстрактов, меняли тестируемый микроорганизм, режим экстракции, растворитель, используемый для нее, изучали влияние температуры на активность извлеченных соединений и пришли к определенным выводам. На их основе Лави была написана диссертация, а химики получили достаточное обоснование, чтобы приступить к работе и полностью раскрыть химическую природу безусловно присутствующих в улье и в первую очередь в прополисе действующих антимикробных факторов.
Заслуга Лави в том, что он отвел прополису главную роль в системе антимикробной защиты пчел. Это вещество обладает самым широким спектром антибиотического действия, находится буквально во всех частях внутриульевого пространства и похоже, что именно им пчелы стерилизуют стенки ячеек, бывших в употреблении, особенно после выведения в них личинок.
Лави удалось привлечь к исследованиям группу сотрудников Института химии природных веществ во главе с известным химиком Мишелем Барбье.
Мишель Барбье и его коллеги приступили к работе, придерживаясь классического метода поиска антибиотиков. Первоначально они выбрали наиболее чувствительный и удобный в работе тест-организм — широко распространенную бактерию Bacillus subtilis, или сенную палочку, и стали дробить активный экстракт прополиса на отдельные фракции.
Схема 5. Структурные формулы биологически активных веществ, идентифицированных в прополисе французского типа М. Барбье, П. Лави и др. (1964, 1970)
Путем дистилляции в вакууме образец прополиса разделили на фракции, различающиеся точкой кипения, и каждую из них подвергли биоиспытаниям на выбранный микроорганизм. Лишь две фракции оказались заметно активными: обе они проявляли активность в концентрации от 0,03 до 0,16 мг в 1 мл. Это не была высокая активность, но химики продолжили исследование. В результате дополнительной очистки фракций из них были выделены два соединения, которые действительно обладали способностью сдерживать рост сенной палочки и некоторых других микроорганизмов.
Полученные соединения, формулы которых приведены ниже, оказались принадлежащими к классу флавоноидов — широко распространенных в растительном мире веществ.
Этот факт существенно подкрепил позиции тех, кто считал, что прополис происходит из продуктов жизнедеятельности каких-то растений. Ученые сделали первые шаги к химической расшифровке вещества, которое среди других продуктов, содержащихся в улье, особенно долго хранило свои тайны, в том числе главную тайну своего происхождения. А между тем она интересовала людей с давних пор.
Древние ученые и натуралисты, чьи труды дошли до нашего времени, высказывали свои предположения о происхождении загадочного продукта, созданного семьей пчел. Аристотель, очень серьезно интересовавшийся жизнью маленьких тружеников, полагал, что пчелы приносят его извне, как и нектар растений.
Вообще эта точка зрения преобладала среди пчеловодов и исследователей биологии пчелиной семьи. Ее придерживался, в частности, и знаменитый французский естествоиспытатель Ф. Губер (1814), практически не ошибавшийся в своих научных прогнозах.
Тем не менее природа прополиса оставалась невыясненной. В естественном виде он нигде не встречался в природе, кроме как в ульях. Утверждение о том, что пчелы собирают его в виде смол растений, например с почек, не объясняло, откуда вещество берется в ульях, отвезенных в степь, или летом, когда все почки превратились в пушистые зеленые листки.
В 1907 году немецкий естествоиспытатель М. Кюстенмахер выдвинул иную гипотезу о происхождении прополиса. Чтобы объяснить появление пчелиного клея в летнее время года, он предположил, что пчелы это вещество получают как дополнительный материал при переработке пыльцы в корм личинок. Для доказательства ученый сослался, во-первых, на особенности строения среднего (или хилусного) желудка пчелы, а во-вторых, на обнаруженный ботаниками тех лет в пыльцевых зернах так называемый жирный пыльцевой бальзам.
По мнению М. Кюстенмахера, пыльцевой бальзам освобождается в преджелудке пчелы, имеющем специальный перетирающий аппарат из твердых хитиновых пластинок, и отрыгивается наружу, а другую часть компонентов пыльцы пчела использует в качестве пищи.
Гипотеза Кюстенмахера подкупала объяснением появления прополиса в ульях пчел, когда вокруг не было явных источников смолистых веществ, то есть в начале и середине лета. В некоторой степени она поднимала и ценность прополиса как уникального, вырабатываемого только пчелой продукта.
Тем не менее гипотеза Кюстенмахера не была безоговорочно принята пчеловодами. Вокруг нее разгорелись весьма ожесточенные споры, утихшие практически лишь в самые последние годы. Прежде всего знатоки анатомии пчелы доказали, что в ее преджелудке не могут произойти те превращения, о которых говорил Кюстенмахер. Не согласны с автором гипотезы были и многие пчеловоды и исследователи, достоверно наблюдавшие работу пчел по сбору смолистых веществ с растений, например с почек тополя, и дальнейшую судьбу смолистых нош в улье.
Среди таких исследователей особенно следует отметить зарубежных ученых Г. Рёша (1927) и В. Мейера (1956).
Первый выделил среди особей, работающих с прополисом, пчел-сборщиц и «цементирующих» пчел, которые принимали принесенный материал и использовали его внутри улья для разных нужд семьи.
Пчел, занятых сбором прополиса, очень немного.
Я провел несложный арифметический подсчет, который, как мне казалось, кое-что прояснил. Отдельная ноша смолистого материала, вносимого пчелой, весит в среднем 10 мг. Именно с такими ношами и удавалось отлавливать на летках пчел в ясные и теплые дни лета. В улье за сезон редко накапливается более 50 г прополиса, причем примерно третью часть составляет уже добавляемый в улье воск.
Если принять, что пчела занимается сбором прополиса 100 дней, совершая каждый день по 5 рейсов, то можно определить число сборщиц смолистого вещества — их в улье вряд ли будет более одного-двух десятков.
Площадь, активно посещаемая пчелами-фуражирами, равна в среднем 1200—1300 га. На такой территории пчеловоды обычно держат 50—100 семей. Следовательно, в этом случае сбором прополиса будут ежедневно заняты одна-две тысячи пчел, или примерно одна пчела на гектар. Не удивительно, что обнаружить их непросто. Кюстенмахер, например, писал: «Несмотря на внимательное наблюдение, я не видел ни одной пчелы, которая собирала бы смолу с почек, и поэтому для меня этот вопрос является фантастическим». Так весьма решительно высказался о возможности сбора пчелами смол вне улья автор взволновавшей пчеловодный мир гипотезы.
Действительно, прямые визуальные наблюдения мало что дают. Можно увидеть пчелу, собирающую смолу на каком-то растении, а потом транспортирующую собранную ношу домой, описать и остальные процессы использования принесенного вещества в улье, но эти данные не помогут ответить на главный вопрос: что же представляет собой основная масса прополиса?
Это вещество оказалось «крепким орешком» и для химиков. Первые попытки исследовать прополис были сделаны еще в начале XX века. Тот же М. Кюстенмахер сообщил об идентификации в прополисе коричной кислоты и соответствующего ей коричного спирта. Это было в 1911 году. Тогда же другой немецкий исследователь К. Дитрих идентифицировал в прополисе 4-окси-3-метоксибензальдегид, или ванилин.
Спустя 16 лет французский исследователь Г. Жобер поместил в Докладах национальной Академии паук статью об идентификации в прополисе вещества, придающего, по его мнению, желтый цвет воску, в который оно попадает с прополисом (в виде примеси). Это вещество (5,7-диоксифлавон, или хризин), так же, как и позже выделенные Мишелем Барбье соединения, оказалось принадлежащим к классу флавоноидов. Хризин — действительно желтый пигмент, и его идентификация в прополисе могла повести исследователей по верному пути.
Этот путь мог быть начат и от первых результатов химических анализов Кюстенмахера и Дитриха: все они свидетельствовали о растительной природе прополиса. Но химики были еще беспомощны, и вопрос о более точном происхождении прополиса оставался открытым.
В тактике первых исследований прополиса был еще один очень уязвимый момент. Химический состав этого вещества, встречаемого в каждой семье пчел, неодинаков на разных пасеках, а порой и в соседних ульях. Исследователь, задумавший изучать прополис, попадает в очень сложное положение, так как не уверен в воспроизводимости результатов. Если состав прополиса столь изменчив, где гарантия того, что хризин, обнаруженный Жобером в исследованном им французском образце прополиса, непременно окажется и в образце, взятом, например, в Советском Союзе?
ЭСТАФЕТУ ПРИНИМАЕТ АВТОР
(Чудесный метод. — Загадка цветовых пятен. — Небольшие «уступки» прополиса.)
К 60-м годам текущего столетия о прополисе уже было накоплено немало биологических данных, но его химическая природа оставалась крайне мало изученной. Предстояло найти какие-то привязочные, в первую очередь химические координаты пчелиного клея. Этой работой я со своими помощниками занялся в 1963 году в одной из лабораторий Института химии природных соединений АН СССР (в 1974 году он был переименован в Институт биоорганической химии имени М. М. Шемякина).
Собрав большое число образцов прополиса из самых различных районов страны, мы подвергли их тщательному исследованию методом хроматографии.
О хроматографии следует рассказать подробнее. Этот метод, открытый более 70 лет назад русским ботаником М. С. Цветом (1872—1919), буквально преобразил лицо современной химии, сделав работу химика более изящной и увлекательной.
Если раньше, стремясь выделить какое-либо соединение, химик мечтал получить его в кристаллической форме, то теперь вещества стали представать перед его глазами в виде играющих всеми цветами радуги пятен на хроматографических пластинках.
С явлениями хроматографии мы иногда сталкиваемся и в обычной жизни. Например, когда неосторожно капнем на белое платье или скатерть красным вином, соком вишни или другой спелой ягоды.
Что при этом происходит?
Красящие зоны, расходясь концентрическими кругами, впереди окаймляются бесцветной полоской, в которой перемещается вода, а в случае с вином — ее смесь со спиртом. Если мы заинтересуемся этим явлением и, продолжив наблюдения, дополнительно капнем в центр пятна водой или другим растворителем, то красящие зоны слегка продвинутся, а бесцветная убежит еще дальше от центра. По сути это и есть эффект хроматографии в тонком слое (ТСХ).
Представим теперь, что мы в химической лаборатории, где идет процесс разделения смеси веществ. Химики для таких целей берут, конечно, другие материалы. Особенно широкое применение получила кремниевая кислота, или силикагель. Кремниевая кислота — не что иное, как речной песок, но ее гранулы еще содержат воду. Сам речной песок хроматографически мало активен, и его нельзя использовать, например, для выведения пятна на скатерти. Чтобы получить более активную форму адсорбента (поглотителя), кремниевую кислоту осаждают в виде студнеобразного геля и высушивают в определенном режиме. Растерев белоснежные гранулы в порошок и просеяв его через специальные сита, получают однородные по размеру частицы фракции — материал, который можно использовать для хроматографии. Для ее тонкослойного варианта, особенно полюбившегося химикам, порошки адсорбента наносят ровным слоем на пластинку, сделанную из стекла или алюминиевой фольги.
Исследуемую смесь веществ растворяют в ацетоне или спирте и тонким стеклянным капилляром, слегка касаясь поверхности адсорбента, наносят раствор в заранее размеченные точки. Активированные частицы силикагеля быстро впитывают в себя столбик капиллярной жидкости вместе с растворенным в ней веществом, образуя небольшое пятнышко исходной зоны.
Пластинку затем помещают в специальную стеклянную камеру, представляющую собой герметически закрытый сосуд, на дно которого налита нужная для деления смесь растворителей или, как ее называют, система. При погружении края пластинки в жидкость система впитывается контактирующими друг с другом частицами адсорбента и начинает перемещаться вверх, то есть приводится в действие механизм, аналогичный тому, что поддерживает огонь в керосиновой лампе. Вещества иногда можно разделить и при помощи очищенного керосина, но лучше специально подобрать систему. Лучшая система та, в которой компоненты исследуемой смеси как можно дальше отделяются один от другого при прохождении по пластинке бегущего вала, или фронта растворителей.
Редкое застолье обходится без пятен на скатерти
Когда такой фронт проходит через участок, где «сидят» молекулы нанесенного вещества, последние обретают подвижность и, увлекаемые током растворителей, перемещаются вслед за ними. Частицы адсорбента, однако, препятствуют этому процессу, задерживая «увлеченную» молекулу. В результате устанавливается некое равновесие, и величина пробега потревоженной молекулы по пластинке будет зависеть от того, к чему у нее большее влечение (или сродство) — к растворителю или к частицам белоснежного вещества — адсорбента.
Некоторые молекулы «не изменяют» приютившему их адсорбенту, совершенно не увлекаются растворителем и остаются на месте. Другие же, обычно более легкие, — «бегут» почти вместе с прокатывающимся по пластинке валом жидкости. Искусство химика и состоит в подборе адсорбента и системы таким образом, чтобы интересующие его молекулы вещества в меру увлекались растворителями и не слишком «засиживались» на неподвижных частях адсорбента.
Для оценки такой меры химики условились ввести величину хроматографической подвижности (Rf), которая выражается отношением длины пробега вещества к длине пробега фронта растворителей. У вещества с Rf, равной 0—0,1, хроматографическая подвижность мала, при Rf 0,9—1,0, наоборот, слишком велика.
Наблюдательные химики выявили, что на «сортировку» молекул по поверхности адсорбента можно влиять извне, меняя растворитель и сам адсорбент, и тогда «отстающие» молекулы могут выйти в «передовые». Это и создает химику необычайные возможности, и он, овладев хроматографией, чувствует себя хозяином положения.
Однако продолжим наш опыт. Смесь растворителей, пропитав миллиметр за миллиметром нанесенный на пластинку адсорбент, достигла, наконец, края пластинки. В этот момент пластинку надо вынуть из камеры и, подсушив ее на воздухе, увидеть те места, которые заняли молекулы после проведенного «соревнования на подвижность». До этого все они находились в одной «компании», как бегуны на старте, теперь же одна молекула, побольше и потяжелее, отстала от более легких, другая, хотя и небольшая, содержала в себе активные группы (гидроксил, карбоксил, аминогруппу), за которые «цеплялся» адсорбент, не позволяя ей развить большую хроматографическую скорость, и тоже отстала.
Так или иначе, устроив молекулам «бег с препятствием» по белоснежной пластинке, химик теперь должен объективно оценить подвижность каждой, измерив величину Rf .
Беда, однако, в том, что не все «ожившие» в хроматографической сосуде молекулы, переместившись на пластинке, спешат «заявить» о своем новом местоположении. К тем же, которые не скрывают своего «жительства», относятся, например, пигменты растений. На пластинке их видно сразу по цветным пятнам.
Отдельную молекулу мы увидеть не можем, в массе же они заметно меняют характеристики падающего на них света, что и улавливает наш глаз, обнаруживая их скопления как отдельное пятно.
Те молекулы, которые меньше меняют свойства видимых нами участков света, приходится обнаруживать другими способами. Химик снова начинает изощряться, ведя беспрерывное наступление на вещество. Он несет пластинку под лампу ультрафиолетового света и там непременно обнаружит для себя что-то интересное. Не успокоившись, он будет опрыскивать пластинку различными реагентами, надеясь, что притаившиеся молекулы-невидимки вдруг выдадут себя в виде цветного пятна.
Последнее очень важно: наш глаз — один из самых высокочувствительных приборов, созданных природой, и определение вещества по цвету пятна представляет собой весьма эффективный метод. При его помощи удается идентифицировать вещество при разбавлении в миллиард раз, что равносильно выливанию одного стакана исследуемой смеси в целое озеро воды!
Вот это и есть чудо хроматографии — метода, который полюбили все: дотошные криминалисты, исследующие улики преступной деятельности нарушителей закона, строгие эксперты, следящие за качеством продукции, санитарно-технический надзор, определяющий состояние окружающей среды, медики, ведущие анализ внутренней среды человека (крови, лимфы, выделений желез).
Хроматография все шире входит в нашу жизнь, у нее — прекрасное настоящее и, как уверяют специалисты, еще более блестящее будущее.
Вот этот метод мы и взяли на вооружение, приступив к исследованию тайн пчелиного лекарства.
Уже первые хроматограммы заворожили нас красотой открывшейся цветовой гаммы: желтые, красные, синеватые и оранжевые пятна, их переливы и оттенки буквально пылали на белоснежном фоне пластинок силикагеля.
Вещества прополиса (прежде чем им вспыхнуть на пластинках) мы разделяли в системах этилацетат — гептан в соотношении 2:3 (или 1:1) или бензол—ацетон (9:1), а потом подставляли под «душ» из концентрированной серной кислоты, пятна от этого делались сочнее по цвету, и число их заметно прибавлялось.
Готовясь к фундаментальному изучению прополиса, мы к этому времени скопили значительную коллекцию его образцов (более сотни), присланных из главных пчеловодных зон страны. Теперь мы могли приступить к их первой физико-химической характеристике.
После просмотра первых десятков хроматограмм выявился поразительный факт: большинство образцов прополиса, отличающихся особо красочной палитрой пятен, были явно похожи друг на друга. В хроматограммах остальной, меньшей, части с более бедными красками преобладали желтые тона. Эти образцы происходили преимущественно из южных районов.
Мы вздохнули с облегчением: тревожащее нас предположение, что прополис — это некий винегрет из всего смолистого, что находит пчела в природе, а потом и «варит» в улье наподобие меда, явно не подтверждалось. Наоборот, у пчел в отношении сбора и приготовления прополиса намечался весьма строгий порядок. Он-то и убеждал нас, что пчелы отводят этому веществу особую роль в улье, и мы с новой энергией углубились в исследования.
Ситуация в целом существенно упрощалась. Теперь можно было временно отодвинуть в сторону второстепенные по распространенности образцы и приступить к исследованию главного, по сути общесоюзного типа прополиса. В самом деле, образцы этого вещества были присланы из центральных лесных и лесостепных районов, Прибалтики, северных и западных частей Украины, Урала, Алтая, Западной и Восточной Сибири. Они встречались также и среди прополиса из более южных, горных районов, например Кавказа, Молдавии.
Сразу трудно было установить, исследуем ли мы тот же образец, что и Мишель Барбье с его группой, не сообщившие привязочных, хроматографических координат взятого образца, или наш прополис относится к южному, менее распространенному типу.
Проанализировав методом ТСХ всю коллекцию, мы установили очень важные факты, однако основной вопрос оставался по-прежнему открытым: откуда же в ульях берется это удивительное вещество? Определенные суждения, правда, могли быть сделаны и на основании первоначальных хроматографических сведений. Так выявились различные по содержанию характерных компонентов образцы, собранные в пределах одной и той же области, например Тульской, Воронежской, Московской. Чаще всего такое различие наблюдалось в областях, переходных от северной лесной зоны к степной южной.
Если бы прополис имел преимущественно «внутреннее» происхождение, то есть был бы продуктом биосинтеза желез самой пчелы или формировался в результате переработки пыльцы, как утверждал Кюстенмахер, он должен был бы давать более однородную хроматографическую картину. Правда, такая картина наблюдалась, но не по всем образцам.
Мы явно исчерпывали ресурсы метода, и дальнейшее продвижение требовало уже точного выяснения химической природы конкретных, причем наиболее характерных компонентов прополиса данного типа. Это означало более глубокое химическое исследование, для которого требовались другие, более трудоемкие и сложные методы.
Следует иметь в виду, что строение веществ, о которых ранее сообщали ученые (Кюстенмахер, Жобер), скорее было угадано, чем доказано. Первое по-настоящему чистое соединение — флавонол галангин — группа М. Барбье выделила из прополиса лишь в 1964 году, то есть спустя 50 лет после первых попыток его химического исследования! Все остальные химические атаки прополис «отбивал» весьма успешно. Поэтому при описании химического состава прополиса в журналах и книгах предпочитали оперировать такими малозначащими характеристиками, как общее содержание эфирного масла, прополисного бальзама и т. д. И эфирные масла, и бальзам могли содержать до сотни различных веществ, и «дело о прополисе» от этого не становилось более ясным.
Мы же, горя желанием разобраться в секретах пчелиной «самообороны», надежды не теряли. Действительно, упорный труд принес свои плоды: вскоре было выделено девять индивидуальных кристаллических соединений, пятна которых при анализе спиртового экстракта на пластинках, судя по их интенсивности, оказались главными. Теперь можно было приниматься за установление химического строения веществ.
Собрав спектры, графики, таблицы, исследователь садится за стол
Работа эта — более интересная, хотя и не гарантирующая положительного результата. Она чем-то напоминает решение кроссворда в его срединной части, когда в некоторых клетках будущего слова уже стоят буквы-указательницы. На первых этапах химик стремится как можно быстрее собрать различную физико-химическую информацию о выделенном веществе, затем, имея уже в своем распоряжении спектры, графики, таблицы, усаживается за стол и пытается разобраться в накопившемся материале.
Соединение оставило следы: всплеск осциллографа, отражающего резонанс присутствующих в нем атомов, массу основного осколка, зафиксированного в масс-спектрометре, ультрафиолетовый и инфракрасный спектр и т. д. Остановка за «малым» — совершить качественный скачок от этих конкретных характеристик к единой формуле вещества.
Точный образ, своего рода химический паспорт молекулы — ее формула — вырисовывается обычно постепенно, шаг за шагом. Наконец, когда в голове химика блеснула завершающая идея и он быстро написал на бумаге единственно верную формулу, наступает особо волнующий и ответственный момент: угаданную формулу надо подтвердить.
Наилучший способ — синтезировать это вещество, устроив для себя прямое соревнование с природой. Если вещества окажутся идентичными, радость, испытываемая химиком, заставит его забыть долгие месяцы труда по разделению, очистке соединений и накапливанию информации. Если же синтезированное вещество оказалось другим, все приходится начинать сначала.
Очень много «подводных камней» в работе исследователей «живых молекул». Однако без их точного образа — формулы—важнейшие задачи современной биологии не поддаются решению. Тем более, когда речь идет о биологически активных защитных веществах. Продукты же пчелиной семьи — тема нашего рассказа — особенно захватывающее для химика поле деятельности, где он в полной мере может оценить и свое упорство, и достижения современной науки.
