I Chemici Se Mohou Mýlit. Foto úvěru: Léčivých chemiky — organické chemiky, kteří studují léky — často rozvíjet schopnost, která je někdy neformálně nazýván „oko toxikologie,“ nebo schopnost určit hrubou představu o toxicitě látky jen tím, že vidí jeho chemické struktury na papír. Je to forma intuice. Čím déle budete dělat práci, tím lépe se na to dostanete.
bylo by rozumné nazvat tuto dovednost „vysoce vzdělaným odhadem“, který je získán během let studia vztahu mezi strukturami různých chemických látek a jejich toxicitou. Není to dokonalé, ale často to děláme správně. Stejně snadno by se to dalo nazvat získaným toxikologickým úsudkem. Nebo, “ to je jedna ošklivá molekula!“
ale neúspěšně selhal s umělým sladidlem Splenda (sukralóza). Pro mnoho léčivých chemiků vypadala sukralóza jako špatná zpráva, ale ukázalo se, že je to právě naopak. Více o tom později.
Obvykle, prediktivní posouzení toxicity je založena na rozpoznání fragment v dané molekule, které je známo, že způsobují potíže, když je přítomen v jiných chemických látek. Nazývejme fragment „hot spot“ (1) a často vyvolává červenou vlajku.
nejviditelnějším červeným příznakem toxicity je molekula, která se zdá být chemicky reaktivní. Reaktivní molekuly často způsobují potíže, protože, jak název napovídá, reagují s biomolekuly v těle (například proteiny nebo DNA) a mohou měnit jejich struktury. Tato změna může změnit nebo dokonce deaktivovat funkci proteinů nebo DNA, a to je obvykle odpovědné za toxicitu. Kvůli této vlastnosti není na trhu mnoho reaktivních léků.
hlavními výjimkami jsou určité léky proti rakovině, z nichž mnohé (zejména ty starší) jsou záměrně reaktivní, protože působí otravou rakovinných buněk (a také nerakovinných buněk).
každý vyškolený organický chemik může identifikovat horká místa, která činí molekuly reaktivní. (Toto je vyučováno v Organic 101.) Proto sukralóza zvedla několik obočí, když byla schválena FDA v roce 1998. Sladidlo nemá jeden potenciální hot spot. Má tři.
v té době existoval kolektivní “ huh?“v některých čtvrtích světa organické chemie. Řada chemiků (včetně mě) se rozhodla ji nepoužívat, protože se nám prostě nelíbil vzhled její chemické struktury. (Jiná umělá sladidla, jako je aspartam, která nemají strukturální podobnost se sukralózou, se mě nikdy netýkala.) Ale ukázalo se, že v tomto případě, že naše oční bulvy byly překročeny. Spletli jsme se. Tady je důvod.
Jedna třída známo, reaktivní molekuly, se nazývá alkyl halogenidy, a všechny mají jeden konstrukční společnou vlastnost — chemické vazby mezi uhlíkem a jeden z halogeny— fluor, chlor, brom nebo jod (2). Následující obrázek znázorňuje tento:
Nyní, podívejte se na strukturu sukralóza:
I pokud jste mezi miliony lidí, které nenávidím chemii, o tom nic nevím, nebo oba, to je docela zřejmé, že sukralosa obsahuje tři alkyl halogenidy v téže molekuly (modré kruhy). To je to, co „vyděsilo“ chemiky. Na papíře to vypadá, že by to mohla být reaktivní molekula. Jak je tedy možné, že něco, co má tři možná horká místa, ale také chemickou strukturu, která vypadá trochu jako insekticid nebo zpomalovač hoření, je dostatečně bezpečné k jídlu?
odpověď zní: vaše tělo.
sukralóza je identická se sacharózou (třtinový cukr), s jednou výjimkou-třemi atomy chloru(modré kruhy). V sacharóze jsou tyto atomy chloru kyslíkem. Ale právě tyto atomy chloru přeměňují cukr na něco bez kalorií. Je to proto, že s těmito dvěma chemikáliemi se ve vašem těle zachází velmi odlišně.
po spolknutí sacharózy ji střevní enzym zvaný sacharáza rychle přemění na směs glukózy a fruktózy v poměru 1:1. Oba tyto cukry mají spoustu kalorií. Sacharáza však nerozpoznává sukralózu jako cukr, takže enzym s ní nereaguje ani ji nerozkládá. Výsledkem je, že téměř veškerá sukralóza prochází trávicím systémem, aniž by byla absorbována (3). To je důvod, proč má nulové kalorie. Docela chytré věci.
vaše chuťové pohárky také hrají velkou roli. Z důvodů, které nedokážu vysvětlit, činí tři atomy chloru sukralózu 600krát sladší než sacharóza. Plechovka Pepsi One obsahuje 60 mg sukralózy (4). Plechovka pravidelné Pepsi obsahuje 41 gramů (41 000 mg) cukru. Takže i kdyby sukralóza byla kalorická, potřebovali byste ji jen 600krát méně, abyste získali stejnou sladkost.
Od věci je syntetické, je zaručeno, že Joe Mercola a zbytek anti-chemické Internet pitomci se bude snažit vyděsit vás, a oni budou pravděpodobně uspět. Ani jsem se neobtěžoval podívat.
ale pokud je to nějaké pohodlí, zde jsou některé z toxikologických údajů o sukralóze. Je těžké se dostat bezpečnější než tohle:
- nebylo možné zabít hlodavce, kterým byly podávány šíleně vysoké dávky sukralózy. Myši a krysy, které byly krmeny jednotlivé dávky 16, a 10 gramů na kilogram tělesné hmotnosti, respektive, nezemřel. To je zhruba ekvivalentní jednomu kilogramu (2,2 libry nebo 1 000 000 mg) u lidí. Budete muset vypít 17 000 plechovek Pepsi One, abyste dostali tolik.
- když byly krysy krmeny dietou, která se skládala z 2.5 procent sukralózy, vědci si všimli, že krysy zaznamenaly úbytek hmotnosti a sníženou spotřebu potravin – obě červené vlajky, které jsou ukazateli toxicity. Tyto účinky však nebyly způsobeny toxicitou. Když byla stejná dávka podána sondou (trubicí dolů do krku), tento účinek zmizel a krysy normálně jedly. Proč? Krysy jedly méně a zhubly, protože se jim nelíbila chuť jejich jídla, když byla špičatá s tak vysokým množstvím něčeho tak sladkého. Takže jedli méně. A zhubla.
- pokud byly bígly podávány přibližně stejnou dávkou (hmotnost pro hmotnost) po dobu 12 měsíců, nebyly pozorovány žádné nežádoucí účinky.
- od American Cancer Society: „současné důkazy neukazují souvislost mezi zvýšeným rizikem rakoviny a zvýšeným rizikem rakoviny.“
pokud vás to nepřesvědčí, že je to bezpečné, nic nebude. Ale stále to nepoužívám; ne kvůli bezpečnostním obavám, ale proto, že si myslím, že to chutná mizerně. Nemám žádné údaje, které by to podpořily.
navzdory moderním metodám, které měří toxicitu mnoha přesnými způsoby, stále věřím, že toxicita oční bulvy má místo v objevu léků. Pomáhá vyloučit sloučeniny, které budou zjevně nevhodné jako kandidáti na léky (5). Ale jednou za čas je oční bulva krátkozraká.
poznámky:
(1) to nefunguje dobře naopak. Museli byste se zbláznit, abyste si mysleli, že byste se mohli podívat na strukturu dané chemické sloučeniny a pokusit se zjistit, zda není toxická.
(2) všechny věci stejné, alkylfluoridy jsou sotva reaktivní. Chloridy jsou mírně tak, a bromidy i jodid jsou mnohem více. Halogeny, které jsou vázány na benzenové kruhy (arylhalogenidy), nejsou reaktivní.
(3) malé množství sukralózy se vstřebává střevem do krve, ale rychle se vylučuje močí.
(4) Pepsi One také obsahuje druhé umělé sladidlo zvané acesulfam draselný.
(5) právě proto by biologové měli poslouchat chemiky. Když jsem byl na Wyeth, některé génius, dostal nápad, že organocínové sloučeniny (ne, nedělám si srandu) by mohl udělat dobrý lék pro modifikaci LDL/HDL poměr v myších modelech poruchy lipidů. Když jsem to viděl, navrhl jsem, že by mohl také malovat věci na kulku a vystřelit ji do myši. Dostal jsem se do problémů, protože jsem měl špatný přístup, ale myši to zhoršily. Všichni byli mrtví do pěti minut po podání dávky. Duh.