Гобле, Теодор Николя

В течение первой половины 19-го века несколько французских химиков начали осуществлять попытки исследовать химические компоненты тканей мозга, но инструменты и методы для анализа были скудными, а результаты —довольно неудовлетворительными. Однако они с помощью различных методов (в основном, путём растворения материи мозга в теплом спирте) получили липидное вещество более или менее стабильного состава, которое они называли «белое вещество» («matière blanche», Louis-Nicolas Vauquelin, Л. Н. Воклен), «cérébrote» (J. P. Couërbe, Ж. П. Куэрб), «кислота головного мозга» («acide cérébrique», Эдмон Фреми).

Очевидно, что ткани мозга состояли не только из этого вещества, и основная задача заключалась в определении его фактического состава, основываясь на работах Эдмона Фреми над «кислотой головного мозга» для смеси нейтральных жиров, таких как олеиновая и фосфорная кислоты.

Гобле нашел виртуозное решение этого вопроса в серии дополнительных шагов. Опираясь на последовательность моделей биологических тканей: яичный желток (1846—1847), яйца семейства карповых (1850), икра семейства карповых (1850), материи мозга класса высших позвоночных, таких как курица, и в конечном итоге человека, человеческие жидкости: кровь (1852), желчь (1856), Теодор Гобле классифицировал несколько жирных веществ из различных биологических тканей, охарактеризовал несколько их свойств, определил их соответствующие структуры, установил связи между отдельными категориями (семенной материей, мозгом) и ветвями зоологии (птицы, рыбы, млекопитающие), пролил свет на сходство построения тканей и указал различия в зависимости от их функций (1874).

На первом этапе в 1845 году Гобле подробно проанализировал жиры в яичном желтке[4]; полученные из яичного желтка побочные продукты никогда прежде не были исследованы в этой материи:

• маргариновая кислота, для которой он подтвердил химический распад, изученный г-ном Варентраппом (Varentrapp);
• олеиновая кислота, для которой он также подтвердил химический распад, изученный г-ном М. Э. Шеврелем (Michel Eugène Chevreul);
• фосфорсодержащая кислота, которую путём очень осторожных серий анализов он определил как глицерофосфорную кислоту.

В то время как на подтверждение существования первых двух кислот смотрели с некоторым более или менее естественным ожиданием, учитывая их преобладающее присутствие, показанное ранее в различных жидкостях (например, крови, желчи, тканях мозга), фосфорсодержащая кислота была до сих пор известна исключительно как побочный продукт прямой химической подготовки. В дополнение Гобле представил полную информацию о составе жировой части яичного желтка, которая, как он определил, состоит из олеина, маргарина и холестерина.

На втором этапе в 1847 году Гобле принял во внимание химический состав яичного желтка и предложил для его жировой части модель, состоящую из двух различных фракций[5]:

• одна, в очень небольших количествах (0,3 % от общей массы), которую он квалифицировал как азотистые фракции, полностью лишенные фосфора, и которая, как он намекнул, вполне вероятно совпадает с выше упомянутой «белой материей» («matière blanche», Louis-Nicolas Vauquelin), «cérébrote» (J. P. Couërbe), «кислотой головного мозга» («acide cérébrique», Edmond Frémy), найденными и описанными в начале 19-го века; эту фракцию Гобле сначала назвал «материей головного мозга» («matière cérébrique»)[6], а позднее — «cérébrine» («Recherches chimiques sur les œufs de carpe»). Это название — "cerebrin « (церебрин) — было предложено за несколько лет до этого немецким химиком Мюллером (Müller), в полной мере характеризующее химический состав и свойства этой фракции;
• другая, присутствующая в значительных количествах (8,5 % от общей массы), которую он охарактеризовал как содержащую фосфор в той или иной форме и которую он прозаически назвал „фосфорной материей“ („matière phosphorée“)[6]; эта фракция может распадаться на смесь маргариновой, олеиновой и глицерофосфорной кислот, для которых она является единственным источником происхождения. Гобле фактически показал, что ни одна из этих трех кислот не существует сама по себе в желтке яйца.

В этой же работе Гобле осознал, что фосфорсодержащая фракция была новым, ранее неописанным и сложным компонентом, который представляет собой четкую и устойчивую структуру, а не смесь побочных продуктов в различных пропорциях:

Если ни одна из кислот — олеиновая, маргариновая или глицерофосфорной — не существуют сами по себе в виде вязких веществ (в яичном желтке), что это может быть за молекула, являющаяся источником этих кислот и имеющая необычный набор свойств?

Признавая уникальность этого компонента в своих работах 1847 года, Гобле с тех пор направил все свои усилия на исследования этого компонента. Уже в том же 1847 году Гобле осознал глубокую связь между химическими составами тканей мозга и яичным желтком.

Принимая во внимание предыдущие работы Vauquelin, Couërbe и Frémy, он выделил из жировой материи мозга животных, так же, как и из мозга человека, фосфорсодержащую фракцию.

Но, двигаясь дальше, он показал, что эта материя в результате гидролиза дает точно такой же набор побочных продуктов, которые он получил из яичного желтка: те же кислоты — олеиновую, маргариновую и глицерофосфорную.

Я повторил все эти эксперименты с использованием вязкой фосфорсодержащей материей из мозга кур, овец, и, наконец, человека, и я пришел к тем же результатам. В мозге, как и в яичном желтке, существует фосфорсодержащее вещество, которое в условиях, осуществляемых мною над ней, всегда выходит в виде продуктов разложения — олеиновой, маргариновой и глицерофосфорной кислот.

Этот набор весомых результатов привел его к предложению химической структуры тканей головного мозга, схожей по структуре с яичным желтком, в основе которой лежит фосфорсодержащая часть, лецитин, и не содержащие фосфор, азотные части, cerebrin[7]. Эта теория расходилась с взглядами, предложенными до этого Эдмоном Фреми, известным в этот период специалистом в химическом исследовании головного мозга и членом Академии Наук. Теория Фреми заключалась в том, что есть связь между фосфорсодержащей фракцией мозга с фосфороолеиновой кислотой.

Следующие двадцать лет Гобле потратил на доказательство своей теории.

В течение следующих трех лет (1848—1850) Теодор Гобле расширил исследования яичного желтка, яиц семейства карповых, икры и тканей головного мозга.

В 1850 году („Recherches chimiques sur les œufs de carpe“) он свидетельствует наличие своей „фосфорной материи“ с идентичными свойствами в яйцах семейства карповых. Он предложил для него название лецитин (которое в дальнейшем и закрепилось) от греческого lekithos (яичный желток)[8], подчеркивая тем самым четкую связь с его ранними работами.

Он показал, что полученный им лецитин (из яичного желтка, яиц семейства карповых, икры и человеческого мозга), хотя и не полностью очищенный, всегда дает при гидролизе смесь олеиновой, маргариновой и глицерофосфорной кислоты. И ни при каких обстоятельствах ничего, подобного фосфорной кислоте (а в случае обычных жирных кислот — форфороолеиновой), которую можно было бы ожидать, не присутствует)[9].

Наоборот, для фракции яичного желтка, не содержащей фосфор и названной им „cérébrine“, он показал абсолютное сходство химического расщепления и химических свойств с „acide cérébrique“, обнаруженными в мозге Эдмондом Фреми и Томсоном.

В 1852 году он доказывает наличие лецитина в венозной крови (Recherches chimiques sur les matières grasses du sang veineux de l’homme), а в 1856 году и в желчи (Recherches sur la nature chimique et les propriétés des matières grasses contenues dans la bile).

Тем не менее, ему по-прежнему не хватало одного звена для полного раскрытия структуры лецитина.

Это звено было найдено в 1860-х годах в параллельных исследованиях, проводившихся в основном в Германии немецким химиком Адольфом Штреккером (Adolph Strecker). Им был определен ещё один новый биологический компонент, холин, сначала в желчи печени (Ann. Chem. Pharm. 1868, 148, 77), а вскоре после этого и в человеческом мозге через исследования Оскара Лейбриха (Oscar Liebreich) в Берлине (полагая, что он выявил другое вещество, назвал его „nevrin“).

Используя это открытие в своей работе, Теодор Гобле в 1874 году завершил тем самым свой долгий, терпеливый и упорный труд по определению полной структуры лецитина, гидролиз которого дает ровно одну молекулу олеиновой кислоты, одну молекулу маргариновой, одну молекулу глицерофосфорной кислоты и одну молекулу холина[10].

Более поздние исследования расширили лецитин яичного желтка в целое семейство лецитинов, отвечающие структуре с холином во главе, глицерофосфорной кислотой и различными жирными кислотами. Вообще, лецитин, или точнее фосфатидилхолин, получают из насыщенных жирных кислот, в данном случае пальмитиновой кислоты или гексадекановой кислоты H₃C-(СН₂)₁₄-СООН (маргариновая кислота, определенная Гобле в яичном желтке, теперь называется гептадекановой кислотой H₃C-(СН₂)₁₅-СООН и принадлежит к этому классу), и ненасыщенных жирных кислот, в случае лецитина яичного желтка — олеиновая кислота или 9Z-октадеценовой кислоты).

Результаты исследований привели Теодора Гобле к тому, что структура вязкой материи мозга состоит из четырёх основных компонентов („Recherches chimiques sur le cerveau de l’homme“, Journal de Pharmacie et de Chimie 1874) (кроме воды, составляющей 80 %):

• лецитин (5,5 %);
• cerebrin (около 3 %), характеризуется как азотсодержащая фракция, идентичная той, что в яичном желтке и в гораздо больших количествах в мозге;
• холестерин (около 1 %);
• и большое количество нового компонента белкового типа, который он назвал цефалин (около 7 %), в дополнение к регулярному альбумину (1 %).

Таким образом, Теодор Гобле был первооткрывателем нового класса фосфолипидов и одним из первых начал понимать химические основы структуры и строения мозга.

В сотрудничестве с французским врачом, членом Медицинской академии, Жан-Луи-Мари Пуазейлем (Jean-Louis-Marie Poiseuille), он опубликовал некоторые результаты о мочевине в крови и моче.

В связи с его активной общественной деятельностью в институтах здравоохранения, он был вовлечен в различные исследования токсичных веществ, питания и здоровья человека, а также в безопасность производственных процессов: он исследовал токсины в поганке (Recherches chimiques sur les champignons vénéneux, 1856), лекарственные реальные и предполагаемые свойства различных растений, трав и препаратов, токсичность свинца, широко используемого в изготовлении посуды, ядовитых эффектов ржи.

В традиции методов Robiquet из натуральной ванили в 1858 году он получил первые образцы чистого ванилина, сильного ароматизатора. Гобле жил достаточно долго, чтобы увидеть прорыв, вызванный появлением промышленно-синтезируемого ванилина на основе гликозидов, извлекаемых из сосновой живицы (1874), открывающий путь к широкому использованию этого популярного аромата. Кстати, что также привело к полному краху выращивания натуральной ванили и связанной с этим отрасли; но это, вероятно, Гобле не предусмотрел.