Da bakterije ne vole bakar zna svatko tko prska vinograd galicom, modrom galicom, plavim kamenom, modrim vitriolom ili kamenom plavušcem – kako se sve ne zove bakrov(II) sulfat pentahidat, CuSO₄·5H₂O –  pa opet se loza ne prska čistom otopinom rečenog sulfata nego bordoškom juhom, koja se „kuha“ miješanjem otopine modre galice s gašenim vapnom. Da nije tako, modri bi talog isprala već prva kiša. Bordoška juha staro je sredstvo protiv gljivica i bakterija, no ipak je mnogo, mnogo mlađa od „egipatske masti“ (Unguentum aegyptiacum), što se od drevnog Egipta pa sve do unazad stotinjak godina upotrebljala u medicini. I ta se mast priređivala od bakra, točnije od njegove soli s octenom kiselinom – bakrova acetata, s dodatkom meda.

I još bi se mnogo moglo reći o primjeni bakra u medicini, no u neka prošla vremena. Liječenje spojevima bakra pripada povijesti i njima u suvremenoj farmakopeji nema mjesta. Tko bi danas, kako nekoć, kapao u oko otopinu modre galice, ma koliko razrijeđenu, ili je pak pio da bi lakše povraćao? (Nekoć su bljuvanje i pražnjenje crijeva, uz neizbježno puštanje krvi, bile omiljene terapije.) Umjesto toga imamo antibiotike, da ne spominjemo imunizaciju (cijepljenje) protiv gotovo svih težih bolesti.

No ni mikrobi nisu blesavi (priroda je i bez razuma mudra!), pa kako se čovjek bori protiv mikroba, tako se i mikrobi bore protiv čovjeka – za svoje mjesto pod suncem. Pametan je i mikrob Streptococcus pneumoniae, čije samo ime kazuje koju bolest izaziva. No S. pneumoniae ili pneumokok nije uzročnik samo pneumonije (upale pluća) nego i drugih bolesti, poput bakterijske sepse i meningitisa. Godine 2015. je, primjerice, 3,7 milijuna ljudi na svijetu ozbiljno oboljelo od pneumokoknih infekcija, od tog broja umrlo je 515 tisuća djece i 494 tisuća ljudi starijih od 70 godina. I ono najgore, pojavljuju se sojevi pneumokoka otporni i na antibiotike i na cjepivo. I što sad?

Kao spas s neba došla je prastara, staroegipatska, na bakru temeljena medicina – no u novom ruhu. Tome svjedoči znanstveni rad američkih znanstvenika iz Arizone „N,N-dimethyldithiocarbamate elicits pneumocaoccal hypersensitivity to copper and macrophage-mediated clearance“ što je u travnju objavljen u časopisu Infection and Immunity. Najjednostavnije rečeno, znanstvenici su istraživali koliko i kako pogubno djeluje bakar, naravno u ionskom obliku (Cu²⁺), u kombinaciji s N,N-dimetilditiokarbamatom (DMDC) na stanice pneumokoka soja TIGR4. 

Da je DMDC ligand za bakar, što znači da za sebe veže ione bakra, Cu²⁺, to se znalo, ali se nije znalo koliko uspješno unosi ione bakra u bakterijsku stanicu. Dodatak DMDC povećao je koncentraciju bakrenih iona sedmerostruko uz nižu (16 µmol/L), a deseterostruko uz dvostruko višu koncentaciju DMDC (32 µmol/L). Djelovanjem oba agensa, koncentracija bakra u bakterijskoj stanici povećala se 70 puta – s pogubnim djelovanjem. (Bakar je esencijalni element, pa ga stoga ima i u bakterijskim i u ljudskim stanicama, samo u mnogo nižim koncentracijama).

Za divno čudo, bakerije koje su u sebe primile bakrove ione (poredstvom liganda DMDC, razumije se) postale su lak plijen za makrofage. Već nakon pet minuta u staničnoj kulturi gotovo nije bilo bakterija soja TIGR4, što nije bio slučaj i sa stanicama u hranjivoj podlozi koja je sadržavala samo DMDC ili ione bakra. Najčudnije u svemu je što bakar u kombinaciji s ligandom ne ulazi u stanicu ispod koncentracije 250 µmol/L. No to je samo jedna od mnogih tajni koju skriva nova metoda liječenja bakrom.

Po svemu sudeći glavni mehanizam djelovanja bakra na bakterijske stanice je ometanje izgradnje kapsule, pa stoga stanica postaje neotporna na napad makrofaga. Autori spomenutog rada pretpostavljaju da do toga dolazi zato jer bakar izgladnjuje stanicu. Ioni dvovalentnog bakra se naime reduciraju u stanici na ione jednovalentnog bakra (Cu²⁺ + e^- → Cu⁺), a za tu reakciju stanica mora pribaviti elektrone, e^-. To dakako opterećuje metabolizam, posebice metabolizam šećera, kojim stanica dobiva energiju za svoje potrebe.

Kad se sve sabere možemo reći da o djelovanju lijeka kojim su se ljudi liječili od pamtivijeka znamo malo pa ništa. Možda je i bolje da je tako. Jer istraživanja ne potiče ništa bolje od neznanja. Kada se rasvijetli mehanizam djelovanja bakra, moći će se razvijati novi lijekovi na bazi tog teškog metala – ne samo DMDC/Cu²⁺i ne samo protiv pneumokoka!

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 13 znanstveno-popularnih knjiga. Ove mu godine izlazi još jedna, „Kemija – muza arhitekture“, koju je napisao u koautorstvu s arhitektom Zvonkom Pađanom.