Профессор Иварс Калвиньш — президент Латвийской академии наук и один из выдающихся латвийских учёных в области медицинской химии. В международном научном сообществе его имя тесно связано с открытием и разработкой «Милдроната»— уникального кардиопротекторного препарата, который сегодня применяется более чем в 50 странах мира. На счету учёного более 250 изобретений, около 1350 патентов и патентных заявок, а также более 450 научных статей. Рассказывая о достижениях, профессор подчеркивает, что один из его ключевых принципов — всё подвергать сомнению и проверять, ведь лучшие открытия рождаются тогда, когда учёный осмеливается задать вопрос, о котором другие даже не задумывались. И признается, что идеи часто приходят к нему ночью, во сне.
Что для вас, всемирно известного и выдающегося учёного, означают успех и достижения?
У меня немного своеобразная психология и особое восприятие мира — я нечасто оглядываюсь на прошлое, потому что в нем уже ничего нельзя изменить. Хорошо, если удалось чего-то достичь, это приятно. Но это ничего не меняет — чтобы снова добиться успеха, нужно продолжать работать. У меня никогда не было потребностипочивать на старых лаврах, да и желания тоже нет.
Когда вы работали над созданием «Милдроната», а этот процесс занял несколько лет…
По меньшей мере десять лет…
Было ли у вас тогда ощущение, что ваше изобретение станет своего рода бестселлером?
В молодости всегда кажется, что ты лучше других, что способен придумать то, что никому другому не приходило в голову. В то время я интересовался теорией стресса Ганса Селье. Он считал, что стресс может быть разным: есть дистресс, то есть плохой стресс, вызванный горем, болезнью или насилием, а есть эустресс — хороший вид стресса, возникающий благодаря радости и успеху.
Мне показалось странным, что никто не идентифицировал саму молекулу, передающую сигнал стресса от нервных клеток к другим органам. Как сигнал стресса поступает от мозга к нервным окончаниям, было более или менее понятно: в результате реакций передачи сигнала по нервным волокнам проходит слабый электрический ток, то есть поток электронов. Но что происходит дальше? Как сигнал стресса от нервного окончания достигает непосредственно клеток-исполнителей, то есть тканей? Ведь электрон неспецифичен, он не может «рассказать», что именно должна делать клетка. Сигнал поступил, возбуждение есть, но что клетке делать дальше? Мне пришло в голову изучить этот вопрос, и выяснилось, что в то время в мире не было чёткого понимания того, какая именно химическая молекула выделяется из нервных окончаний и даёт клеткам команду что-то делать. Я прекрасно понимал, что обнаружение этой неизвестной молекулы может стать очень значимым открытием. В конечном итоге всё это привело к разработке «Милдроната».
В то время ещё существовал Советский Союз, и Институт органического синтеза в моём лице заключил 198 так называемых договоров о социалистическом сотрудничестве. Сегодня это называют нетворкингом. Договоры были заключены со всеми ведущими и специализированными учреждениями Советского Союза, которые могли так или иначе заниматься этим вопросом и помочь мне получить необходимую информацию. Это помогло.
Конечно, не все из этих 198 институтов обладали достаточными возможностями и потенциалом, но многие с интересом отнеслись к этой весьма необычной гипотезе — о существовании ещё неизвестной системы передачи сигнала стресса и о том, что её можно регулировать с помощью молекул лекарственных веществ.
Что было самым большим препятствием в процессе работы над созданием «Милдроната»? Ведь в науке открытия нередко сталкиваются с сильным сопротивлением…
Широкий спектр лечебного действия «Милдроната». Если говорить о лекарствах, то для каждого конкретного заболевания обычно предназначен определённый препарат, который действует в соответствии с конкретным биохимическим механизмом: с помощью лекарства что-то регулируют, восстанавливают или блокируют. В случае с «Милдронатом» речь идёт об общем улучшении функционирования человеческого организма. Есть такая поговорка: если средство помогает от всего, значит, оно не помогает ни от чего. Я постоянно пытался объяснить всем, в том числе — медикам, что мы не ищем лекарство для лечения какого-то конкретного заболевания. Мы пытаемсявоздействовать на саморегуляцию организма, и с помощью «Милдроната» это в значительной степени удаётся.
Ганс Селье говорил о двух видах стресса. Но к тому моменту эволюция человека уже предусматривала, что при стрессе нужно либо бежать, либо сражаться. Получается, своим изобретением вы обманули эволюцию?
Нет! Идея была очень простой. Всё началось с попытки понять, как нервные клетки передают команды другим клеткам. Изучая вещество под названием гамма-бутиробетаин, или ГББ, — молекулу, которая естественным образом присутствует в нашем организме в больших количествах, — я заподозрил, что именно она может быть задействована в ответной реакции организма на стресс.
Однако о воздействии этой молекулы на организм профессор Эсау Альберт Хосейн (Esau Albert Hosein) в то время опубликовал тревожную информацию, в том числе в журнале «Nature». Это очень престижный научный журнал, и считается, что если что-то опубликовано в «Nature», то это почти неоспоримая истина, к которой следует относиться со всей серьёзностью. А в опубликованной там статье было чётко написано, что эта молекула смертельно опасна. Но это никак не соответствовало тому факту, что данное вещество присутствует в организме в больших количествах.
Тогда я начал искать последующие работы профессора Хосейна. Мне удалось найти несколько публикаций, и в одной из них в сноске было указано, что поставщик реактивов на самом деле прислал профессору вместо ГББ метиловый эфир ГББ, который действительно очень токсичен, тогда как сам ГББ таким не является.
Было известно, что в организме человека ГББ превращается в другое хорошо известное вещество — карнитин, который служит транспортным средством для доставки жирных кислот в митохондрии, «энергетические фабрики» наших клеток. Там они «сжигаются» для выработки энергии.
Моей целью было создать синтетическую молекулу, которая была бы максимально похожа на ГББ, но имела одно существенное отличие: она должна была быть способна обратимо связываться в нашем организме с соответствующим ферментом и не позволять ГББ превращаться в карнитин. Это позволило бы накапливать ГББ в организме человека и предотвращать его истощение под воздействием стресса. И мне действительно удалось изобрести и получить такую молекулу, которая впоследствии стала действующим веществом «Милдроната».
При приёме «Милдроната» уровень карнитина в организме снижается, а ГББ, наоборот, становится больше. На первый взгляд это кажется негативным эффектом, поскольку карнитин необходим для выработки энергии. Однако именно тут и включается магия «Милдроната». Когда карнитина становится недостаточно, организм уже не может столь эффективно «сжигать» жиры. Поэтому ему приходится искать другой источник энергии — глюкозу, то есть сахар. Для «сжигания» глюкозы в процессе выработки энергии требуется значительно меньше кислорода, чем для «сжигания» жиров. Это важно, потому что у людей с нарушениями кровообращения, например со склеротическими изменениями сосудов, органы и ткани часто испытывают недостаток кислорода.
Если в такой ситуации организм продолжает сжигать жиры, образуются вредные продукты обмена веществ, которые повреждают клетки, а выработанная энергия в форме аденозинтрифосфата (АТФ) остаётся «запертой» в митохондриях и становится недоступной для использования.
«Милдронат» помогает организму переключиться на более экономичный способ выработки энергии, при котором расходуется меньше кислорода. Это особенно полезно для людей с заболеваниями сердца или тех, кто оказывается в условиях недостатка кислорода, например в высокогорье.
Если говорить проще, «Милдронат» не вырабатывает энергию сам, а заставляет организм перестроить свою «внутреннюю кухню», чтобы она работала эффективнее в ситуациях, когда кислорода мало.
В одном из интервью, говоря о «Милдронате», вы сказали, что понимание того, как должна выглядеть молекула его действующего вещества, было связано едва ли не с высшими силами…
Идея о том, как должна выглядеть эта молекула, пришла ко мне во сне. Лучше всего мне удаётся генерировать идеи, когда никто не мешает. Я лежу и думаю, пока не решу проблему.
То же самое произошло и с моим первым препаратом — леокадином, являющимсяиммуномодулятором. Он появился на сорок лет раньше своего времени, потому что тогда врачи, лечившие онкологических пациентов, в принципе не признавали никакой другой терапии, кроме уничтожения раковых клеток с помощью цитостатиков, то есть тяжёлой химиотерапии, или облучения.
Этот препарат был предназначен для другой цели — помечать раковые клетки и стимулировать иммунную систему, чтобы она распознавала их и уничтожала самостоятельно. Это не работало так, что человеку дают леокадин и уже на следующий день раковые клетки разрушаются, нет. Требовалось время, и весь процесс шел медленно, но очень щадяще. В то время такой подход был неприемлем.
Почему я об этом рассказываю? Потому что для действующего вещества этого препарата не существовало метода получения, подходящего для промышленного производства. Я перепробовал множество вариантов, пытаясь получить его с использованием самых разных растворителей при различных температурах. Реакция вроде бы происходила, но контролировать её было невозможно.
И вдруг ночью ко мне пришла идея: нужно смешать одно порошкообразное исходное вещество с другим порошкообразным реагентом, поместить смесь в ротационный испаритель и нагреть. Если реакция произойдёт, нужное вещество сразу же отгонится и не успеет разрушиться. И реакция произошла! Образовавшаяся молекула сразу испарялась и удалялась из реакционной смеси, поэтому не успевала распасться. А вэтом и заключалась вся прежняя проблема: молекула быстро образовывалась и столь же быстро разрушалась.
Обычно в производстве так никто не делает — в органической химии реакции не проводят, просто смешивая твёрдые вещества, потому что в таком виде они, как правило, не реагируют. Но на следующее утро я попробовал этот способ, и он сработал: выход составил 80% по сравнению всего с 5% при проведении реакции в растворе.
Я уже как-то говорил: Бог есть! И если очень много о чём-то думать, иногда ты получаешь ответ.
Такой еретический вопрос: если бы вам пришлось принимать экзамен у Бога, что бы вы спросили у него о химии? Нужно ли было бы что-нибудь в ней переделать? И что именно вы предложили бы изменить?
Ничего. Я бы лишь признал, что сам пока слишком мало знаю о том, как всё устроено и осуществляемо. В химии возможно всё — просто мы пока ещё не умеем, не знаем, с помощью чего.
Есть ведь вещи, о которых мы практически никогда не задумываемся. Реакции в нашем организме протекают при температуре 36,5 градуса. Если бы вы попытались осуществить их химическим путём, без тех ферментов, которые уже заложены в нашем организме, при такой температуре провести их было бы совершенно невозможно, потому что энергия, необходимая для активации реакции, значительно выше той, что доступна при 36,5 градусах. Но это происходит.
Возьмём фотосинтез. Попробуйте синтезировать аммиак из азота и водорода — представьте, какие температуры и какие катализаторы для этого потребовались бы. А бактерии делают это просто при температуре почвы, превращая азот в ионы аммония…
Так называемые катализаторы, или ускорители реакций, снижают энергию, необходимую для активации реакции. И то, что мы сами пока этого не умеем, ещё не означает, что Бог ошибся.
Получается, человек до сих пор остаётся «чёрным ящиком»?
Безусловно. Думаю, мы представляем собой такую же бесконечность, как и Вселенная, — ведь мы на самом деле до конца не понимаем, что происходит с нами и внутри нас.
У нас есть тело — это hardware, аппаратная часть. Мозг — своего рода материнская плата. Есть системное программное обеспечение, то есть душа, которая управляет нашим организмом, — подобно системному ПО, которое обеспечивает работу компьютера. И, наконец, есть специализированное программное обеспечение, то есть дух, — это наши особые способности мыслить и чувствовать, а также отличать добро от зла.
А дальше начинается проблема — мы не умеем менять программное обеспечение, которое обеспечивает функционирование нашей системы. Его легко повредить, а вотулучшить гораздо сложнее. Ведь мы не знаем кода. Да, мы знаем, что наша ДНК состоит из «кирпичиков» — главным образом четырёх типов, и всего их около двух миллиардов. Но что дальше? Да, мы расшифровали, как они расположены в цепочке. Но что мы на самом деле из этого понимаем?
Представьте: кто-то разобрал высотное здание на кирпичи. Вы знаете, сколько там кирпичей и каких они видов, но как выглядело само здание? Можно ли определить это по одной куче кирпичей? Вряд ли. Если нет чертежа, показывающего, как здание выглядит в трёх измерениях, из одних только кирпичиков ничего серьёзного не построишь — хорошо, если получится хотя бы одна стена.
Примерно в такой ситуации мы сейчас и находимся. Мы видим гены, видим, что какая-то их часть несёт определённую информацию, но между ними есть фрагменты, которые как будто бесполезны. Для чего они нужны? Что они там делают? Мы по-прежнему очень далеки от понимания того, как именно мы функционируем.
Как человеку правильно жить? Нужно ли пытаться понять, в чём заключается твоя специализированная программа, то есть талант, искать себя?
Да, нужно пытаться найти себя. Первая подсказка — не заниматься тем, что вам неинтересно. Если вы всю жизнь будете мучиться, выполняя работу, которая вам не нравится и не вызывает у вас интереса, ничего хорошего из этого не получится. А вотесли дело вас действительно увлекает, тогда уже не так важно, платят вам за него или нет, — оно вам просто нравится, и то, что вам нравится, постепенно начинает у вас получаться.
На самом деле всё обстоит так: если вы посвящаете какому-либо делу хотя бы 5000 часов, вы становитесь профессионалом. Но если хотите стать профессионалом высочайшего уровня, понадобится около 10 000 часов — практической работы, размышлений, поиска дополнительной информации, попыток разобраться и понять.
И здесь есть один момент, который тесно связан с нашей системой высшего образования: всё оценивается в соответствии с тем, что кто-то хотел увидеть. Но при подобном подходе вы учитесь только исследовать то, что Бог уже создал, вас не учат создавать что-то новое. Вы просто интересуетесь тем, что есть, — и не можете ошибиться: выяснили, написали публикацию. Но попробуйте сконструировать нечто совершенно новое! Ведь, узнав, как что-то работает, вы должны идти дальше и создавать инновации. Мы вроде бы этого хотим — модифицируем гены. Но выглядим при этом как слон в оранжерее. Кое-что мы уже понимаем, но, пока не знаем всего по-настоящему, на мой взгляд, не стоит так уверенно браться за гены. Ведь мальчик, которому интересно, что внутри телевизора, может его разобрать, но поймёт ли он от этого, как телевизор работает? Покажите телевизор человеку из джунглей Конго — он тут же начнёт искать, где внутри экрана спрятался человек. Примерно так же обстоят дела и с нами.
Не следует переоценивать свои возможности. Чем больше вы знаете, тем больше вы способны сделать, и тем осторожнее следует распоряжаться этими возможностями, чтобы не причинить вреда. Ещё Гиппократ учил, что главное — не навредить пациенту.
Посмотрите на примеры. Мы создали ДДТ — хороший инсектицид, который уничтожает блох и клещей и, как сначала казалось, не вредит ни птицам, ни людям. Позже выяснилось, что с птицами всё же что-то не так: скорлупа их яиц становилась слишком хрупкой, при высиживании она трескалась, и птенцы не могли вылупиться. Такие вещи невозможно узнать сразу.
Или взять победное шествие пластика — казалось, что пластмассой можно будет заменить всё и больше не придётся расходовать железо. Сейчас мы видим, что природа загрязнена микропластиком. К сожалению, развитие технологий и материалов, если использовать их бесконтрольно или необдуманно, может привести к очень опасным последствиям.
То же касается идеи, что с вредителями нужно бороться биологическими методами. Например, найти болезнь, которой можно заразить испанского слизня, чтобы он погиб. Звучит красиво. Но что ещё мы знаем? Не будут ли этой болезнью заражаться другие слизни? А другие организмы? И как потом «собрать обратно» возбудителя этой болезни?
В случае с ДДТ можно было просто прекратить его производство и использование, и через несколько десятилетий он уже больше не обнаруживался в природе. Но вирус, который вы выпустили, словно джинна из бутылки, обратно уже не соберёшь. В этом мы могли убедиться во время пандемии COVID-19.
Учёный работает над решением какой-либо проблемы много лет, и со временем все превращается в рутину. Что помогает вам найти вдохновение?
Я, если честно, об этом особенно не задумывался. Конечно, нужна семья, которая создаёт и необходимость, и возможность работать. Обычно кому-то одному приходится чем-то жертвовать, чтобы второй мог что-то делать. Ведь времени столько, сколько есть. Если кто-то не берёт на себя часть твоих обязанностей, которые ты сам из-за занятости не успеваешь выполнить, они просто остаются невыполненными.
Это касается и способности работать. Моя проблема в том, что мне мне необходим нормальный сон, и даже в фазе засыпания мне нужно подумать, привести свои мысли в порядок.
Недавно я слушал лекцию Марциса Аузиньша о медитации. Нечто подобное я и сам уже делаю. Думаю, мы не умеем получать всю информацию, которая могла бы быть нам доступна. Ведь есть люди, у которых внезапно появляются способности делать то, что физически они сами сделать не могли бы. Это своего рода передача информации. Такое явление встречается очень и очень редко, но некоторые на это способны.
Разум учёного не пытается всё это подвергать сомнению?
Вот это я действительно могу себе приписать — я никогда не пытался слепо принимать и признавать то, что сделали другие. В нас заложен своеобразный феномен, своего рода противоречие: если вы будете знать слишком много, вам никогда не придёт в голову попытаться проверить то, что вы знаете, и убедиться, действительно ли это правда.
Но каждое следующее поколение учёных опровергает абсолютную уверенность предыдущего поколения и, казалось бы, уже доказанные истины. Считалось, что электрон неделим, что атом неделим, — позже выяснилось, что это не так. Считалось, что Вселенная возникла в результате Большого взрыва, — похоже, всё было не совсем так. Мы думаем, что знаем всё о материи, но ведь существует тёмная материя. Что это такое? И так каждый день. Нужно наблюдать, читать и думать.
Мне выпала редкая возможность попасть в Мюнхенский университет к выдающемуся химику, профессору Рольфу Хьюзгену, и поработать под его руководством. И я понял одну вещь — почему он способен делать то, чего не могут другие. Вообще-то он должен был получить Нобелевскую премию, но её ему не присудили — Хьюзген был очень непокорным и не признавал ни одно утверждение истинным без проверки.Например, читает статью и говорит: «Послушайте, господин Калвиньш, здесь что-то не так. Проверьте». Это была статья известного профессора Шёнеберга. Я проверил — и действительно оказалось, что там не всё было в порядке!
В основе работы профессора Хьюзгена лежала не вера в написанное, а анализ, позволяющий убедиться, не допущена ли там ошибка. Когда на семинарах, кудаприглашали всемирно известных профессоров рассказывать о своих исследованиях, профессор Хьюзген начинал потирать руки,я уже знал, что дальше последует совершенно разгромная и уничтожающая критика, которая начиналась с фразы: «Я только одного не понял». И из-за этого одного вопроса весь карточный домик рушился.
Когда я работал над созданием «Милдроната», никто в то время уже не искал молекулу-переносчик сигнала — считалось, что всё просто происходит само собой, и всё. Зачем мне было совать туда свой нос? Мне же казалось, что что-то не сходится, не хватает одного звена. И это была настоящая школа: искать и проверять то, что отличается от того, каким оно должно быть.
Глядя на драгоценности, вы как химик оцениваете то, что за ними стоит?
Я считаю, что главное свойство драгоценных металлов — широкие возможности их применения. Всем кажется красивым сияющее золото, но настоящие ценные металлы — это не только золото и платина. Существуют редкоземельные металлы, и сейчас весь мир трясётся, лишь бы получить к ним доступ. Например, ниобий — удивительный металл, обладающий исключительной устойчивостью к суперкислотам и высоким температурам.
Возможно, вы слышали о воде в критическом состоянии? При высоком давлении и высокой температуре молекулы воды больше не связаны друг с другом. Вода из нейтрального вещества превращается в суперкислоту и суперрастворитель, способный растворить даже каменный уголь. Но не существует сосуда, в котором можно провести такую реакцию, потому что, если он будет изготовлен из железа, то просто растворится. Кажется, что золото тоже очень устойчивый металл, однако царская водка растворяет и его.
Иногда мне кажется, что лучше заниматься не органической химией, а неорганической — металлами и редкоземельными элементами. И если посмотреть на то, что происходит в нашем организме, выясняется, что в нем есть так называемые микроэлементы. Они не относятся к редкоземельным металлам, но для нашего организма столь же редки и ценны. Формально мы из них не состоим, поскольку они присутствуют в ничтожно малых количествах, но без них не может работать ни один фермент. И многие процессы без них просто невозможны — они являются катализаторами, которые способствуют протеканию реакций в нашем организме при температуре 36,5 градусов. С их помощью можно было бы, например, напрямую преобразовывать тепло в электрический ток и совершать всевозможные другие чудеса, о которых ещё вчера никто не мог даже помыслить. Или, возможно, под воздействием солнечного света сразу расщеплять воду на водород и кислород. В обычных условиях само по себе это не происходит, но химия способна помочь осуществить и это.
Что самое важное вы поняли о жизни?
Жизнь нужно просто жить. Не стоит придумывать себе бог знает что, думать о вещах, которые есть у кого-то другого и доступны ему, но которых нет у вас, и стремиться получить то, что в вашей жизни имеет лишь второстепенное значение.
Конечно, многие говорят, что деньги и богатство важны. Но денег нужно столько, чтобы можно было нормально жить и функционировать, не занимаясь тем, что вам не нравится. Чтобы у вас была возможность делать то, что вы хотите делать, к чему у вас есть способности и где вы можете реализовать свой потенциал.
Когда мне удаётся создать что-то новое и полезное, у меня такое чувство, будто я съел килограмм шоколада. Для меня это огромное удовольствие: осознавать, что никто другой этого ещё не сделал, а у меня получилось.
