Рафаил Нудельман

Неизвестное наше тело. О полезных паразитах, оригами из ДНК и суете вокруг гомеопатии…

От автора

Всю жизнь, пока мы живем, рядом с нами идет чья-то чужая, незнакомая жизнь. Кто-то рядом с нами кашляет, кто-то чихает, кто-то зевает, а кто-то даже и стонет. Приглядишься, прислушаешься — ба, да это ж мое тело! С чего бы это оно?! С чего оно вдруг чихает, зачем зевает, почему икает? И почему болит и стонет? Надо разобраться! Поэт недаром сказал: «Дано мне тело, что мне делать с ним, с таким единственным, таким моим?» Ясно что — получше понять эту нашу единственную в своем роде собственность. Почему, к примеру, она у нас днем хочет пить, а ночью не хочет? Может, это признак, что в нем какая-то хворь завелась? А с чего это доктор ему железо прописал? Зачем моему телу железо? А вот в анализе крови цинк! На кой ему цинк, моему единственному?

У каждого из нас кроме своей знакомой жизни есть своя незнакомая жизнь. Это — жизнь нашего тела. И книга, которую вы сейчас держите в руках, — это как раз книга об этой вашей незнакомой вам жизни. Оказывается, эта жизнь поразительно интересна. Ну, разве не странно ли, к примеру, что зевота заразительна? Вы и сами это замечали, правда? А почему это так? И не поразительно ли, что в этом вашем теле живут бактерии, которые одновременно могут быть полезными и вредными? А знаете ли вы, какой полный изящества танец исполняют в вашем теле вирус гриппа и ваша собственная сиаловая кислота? Вы о такой даже, наверно, не слышали, а она вот она — ваша собственная, вам незнакомая молекула. И так далее.

Но эта книга — не только о загадках тела, его жизни и его чудесах. Она также о медицине — о том, как ваше тело лечат сегодня и как его будут лечить завтра. Об обнадеживающих новостях с фронта борьбы с различными болезнями и о фантастических перспективах новейшей нано-, гено- и прочей терапии. И еще эта книга о медицине, которая громко называет себя «альтернативной», о «медицине якобы», которая дает миллионы противоречивых рецептов «правильной диеты», разводит лекарства в отношении «атом — на вселенную» и объявляет аутизм результатом прививки. Поэтому эту книгу можно было бы назвать также «Занимательной медициной» — если бы медицина была уже для нас только занимательной.

1. Загадки нашего организма

Зачем мы икаем?

Этот вопрос занимает людей почти тысячелетие. Но только сейчас ученые предложили на него ответ.

Длительные приступы икоты — особенность, которая передается по наследству и чаще встречается у мужчин, чем у женщин. По словам специалистов, единственный научно обоснованный способ лечения таких приступов — дышать в бумажный пакет, что повышает уровень двуокиси углерода в крови. Рекорд в длительности икания принадлежит американцу Чарлзу Осборну, который непрерывно икал в течение 69 лет, до самой смерти.

Икота — это неожиданное сокращение мышц, служащих нам для вдыхания воздуха. При этом, как только мышцы приходят в движение, гортань, содержащая голосовые связки, перекрывает дыхательное горло, вызывая характерный звук «ик».

Как ни странно, но сканирование зародышей в материнской матке показало, что они тоже способны икать. Они обнаруживают эту способность уже в возрасте двух месяцев, то есть еще до появления первых дыхательных движений. Это наводит на мысль, что икота у взрослых людей есть не что иное, как остаток какого-то первичного рефлекса, который «включается» при внезапном возбуждении определенной цепи нейронов в мозгу. Впрочем, роль икоты у зародыша пока что не выяснена до конца. Одна из теорий предполагает, что «икательные движения» готовят его дыхательные мышцы для дыхания после рождения, другая утверждает, что икота предотвращает проникновение околоплодной жидкости в легкие.

Ни одна из теорий, однако, не объясняет все особенности икоты. И лишь у одной группы животных специфическое сочетание сокращения выдыхательных мышц с перекрыванием гортани служит явно выраженной цели. Это примитивные двоякодышащие пресноводные рыбы, которые уже дышат воздухом, но сохранили также жабры. А также многие амфибии. Такие животные проталкивают воду сквозь жабры, одновременно сжимая ротовую полость и этим предотвращая поступление воды в легкие.

Согласно недавно высказанному учеными предположению, те же нейронные сети в мозгу, которые контролируют продувание воздуха в жабрах этих ранних эволюционных предков, сохранились у современных млекопитающих. На эту мысль наводит большое сходство между икотой и вентиляцией в жабрах таких животных, как головастики. Оба процесса подавляются, когда, например, раздуваются легкие или же при высоком уровне двуокиси углерода в воздухе или воде. Но почему мы продолжаем икать и через 370 миллионов лет после того, как наши далекие предки начали выползать на сушу? Это, согласитесь, уже намного больше рекорда Осборна.

Если, однако, прав Христиан Штраус, руководитель исследовательской группы при одной из больниц Парижа, то икание зародыша до рождения представляет собой всего лишь раннюю стадию в развитии будущего сосательного рефлекса, что слегка напоминает ползание, предваряющее хождение. По Штраусу, нейронные сети, контролирующие движение жабр и гортани, сохранились в процессе эволюции потому, что они образовали основу для более сложных двигательных процессов, таких, как сосание у млекопитающих. «Икание может быть ценой, которую надо платить за сохранение этого генератора полезного механизма», — говорит Штраус. Он указывает, что последовательность движений при сосании, когда гортань перекрывается, чтобы предотвратить попадание молока в легкие, — очень похожа на икание.

«Идея выглядит правдоподобной, — говорит Алан Пек, специалист по респираторной (дыхательной) нейробиологии американского университета в Пенсильвании, — но ее еще нужно доказать».

Штраус полагает, что для проверки его теории надо проследить, какие специфические нейроны контролируют икание и сосание. Если его гипотеза состоятельна, то большинство нервных клеток, активизированных при сосании, должны активизироваться и при икании. На проверку этого и направлены будущие эксперименты группы.

А пока — нам есть на кого возложить вину. Когда следующий раз вас будет мучить икота, вы можете ругать своих земноводных предков.

Как мы чихаем?

Этот необычный рекорд потряс всю Америку. Впрочем, двенадцатилетней рекордсменке не дано было купаться в лучах славы. Она была слишком занята. Она была занята тем, что непрерывно чихала. Она чихала с такой частотой, что кто-то из домашних назвал ее чиханье «пулеметным». Это началось в октябре, после жестокой простуды, и продолжалось уже несколько недель. В разгар ее непонятной болезни семейный врач подсчитал, что она чихала каждые три с половиной секунды. Иными словами, 12 тысяч раз в день. Слух об удивительном «скорострельном» чихании маленькой Лорин Джонсон дошел до журналистов, перекочевал на страницы газет, обошел весь мир, и в начале ноября девочку пригласили на телевидение. Ее показали всей Америке, а потом ее тут же в студии осмотрел приглашенный на передачу врач. Он высказал предположение, что непрерывное чихание Лорин — просто разновидность известного в медицине «синдрома Туррета» — нейрологического заболевания, основным признаком которого является непроизвольный тик. Но тиков у девочки не было, и, когда ее по возвращении домой показали другому врачу, тот взял у нее из горла пробу, обнаружил стрептококки и поставил другой диагноз — «Пандас».

К счастью, еще через несколько недель странный чих прошел, то ли сам по себе, то ли благодаря антибиотикам, и 4 декабря 2009 года американская печать торжественно известила нацию, что Лорин Джонсон выздоровела и снова пошла в школу; тем не менее загадка ее болезни осталась неразрешенной. Хотя у нее не оказалось синдрома Туррета, но и термин «Пандас» мало что объяснял. Термин этот, кстати, не имеет никакого отношения к очаровательным черно-белым медвежатам по имени панда. Английское Pandas — это аббревиатура слов Pediatric Autoimmune Neuropsychiatric Disorder Assosiated with Streptococcus, или, по-русски, «аутоиммунное нейро-психиатрическое расстройство, связанное со стрептококками». Этой аббревиатурой некоторые врачи на Западе стали в последнее время называть любой случай внезапного появления у детей какого-либо вида невроза навязчивых состояний и действий или уже упоминавшегося выше синдрома Туррета, если эти признаки появляются при наличии в горле некого особого вида стрептококков. Поскольку принятая ныне медицинская доктрина предписывает врачам применять антибиотики при любом обнаружении стрептококков, то Лорин Джонсон лечили антибиотиками, а поскольку ее навязчивое чихание прекратилось, то мнение о том, что навязчивое чихание подпадает под определение «Пандас», тоже как бы подтвердилось.

Однако правильно говорили древние, что не всегда «после этого» доказывает, что «вследствие этого». После антибиотиков еще не значит — вследствие Пандас. Дело в том, что само изобретение некоторыми врачами «синдрома Пандас» на поверку оказывается весьма и весьма сомнительным, поскольку никакие исследования не обнаруживают той связи между аутоиммунностью, навязчивыми состояниями и стрептококками, которая объявляется главным признаком этого синдрома. Поэтому большинство врачей считает такое выделение каких-то особых, «стрептококковых», тиков или неврозов в особый синдром неоправданным и в нынешнюю Международную классификацию болезней термин «Пандас» в качестве отдельной болезни не включен. Так что приступ затяжного чихания Лорин Джонсон нельзя списать на стрептококки. Тем более что Лорин не одинока — в истории зафиксированы и более эффектные «чихательные рекорды», не имевшие, однако, никакой связи со стрептококками. Лорин, как мы видели, чихала «всего» два месяца подряд, а вот ее сверстница, двенадцатилетняя Триша Рей из-под Бирмингэма (Великобритания), чихала целых 153 дня кряду, через каждые пятнадцать секунд, и за это время успела чихнуть в общей сложности около 900 тысяч раз; семнадцатилетняя Джун Кларк из Майами (США) чихала 167 дней подряд; а абсолютный рекорд чихания принадлежит англичанке Донне Гриффитс, которая судорожно чихала целых 978 дней — с 13 января 1981 года по 16 сентября 1983 года (правда, лишь раз в минуту, а под конец даже раз в 5 минут) и за один лишь первый год своих мучений чихнула около миллиона раз (потом считать перестали). Известны также многочисленные случаи менее длительных приступов чихания, и в большинстве из них удалось установить, что они вызваны аллергией на пыльцу растений или другие раздражители. Впрочем, некоторые приступы были вызваны психогенными причинами — у одного ребенка навязчивое чихание возникло, когда его несправедливо перевели в группу отстающих, и прошло, когда его вернули в успевающие, а упомянутая выше Джун Кларк начала безудержно чихать после операции на почках, опасаясь осложнений, и была вылечена серией слабых электрических импульсов.

Все эти интересные и загадочные в своем разнообразии данные явно заставляют нас пристальней присмотреться к самому чиханию: что это за штука? Какая такая причина вдруг заставляет нас — вроде бы ни с того ни с сего — непроизвольно и со страшной силой напрягаться, застывать на месте, закатывать в ожидании глаза и потом, наконец, — о блаженная минута! — разражаться жутким, чудовищным, оглушительным «Апчхи!», сотрясающим все наше тело и выдавливающим из глаз невольные слезы, а из носа и рта — такие же невольные брызги? Что? В Древней Греции полагали, что чихать заставляют нас боги, когда хотят подтвердить истинность наших или чужих слов. Так, Телемах чиханием подтвердил справедливость слов своей матери Пенелопы, сказавшей женихам, что ее муж уже вернулся. В Китае считали, что человек чихает, потому что кто-то говорит о нем за его спиной, причем чихает единожды, если о нем говорят хорошо, и много раз подряд, если говорят плохо. В Индии чих перед началом какого-нибудь дела рассматривался как дурное предзнаменованье, а в средневековой Европе вообще видели в чихании угрозу жизни и потому немедленно говорили чихнувшему: «Боже тебя сохрани!» Напротив, зулусы верили, что чих производят вселившиеся в них духи предков, тем самым защищая их от сглаза. Впрочем, великий Аристотель утверждал, что «к добру» лишь чих в дневное время, тогда как ночью он всегда «к дурному».

В общем, так или иначе, но чихание повсюду и всегда связывалось с потусторонними силами и имело, стало быть, некий возвышенный характер, пока не пришла наука и все не испортила. Грубо заглянув человеку в носоглотку и повозившись там какое-то время, наука безжалостно низвела Великий Чих с его былого престола и дала ему весьма прозаичное объяснение. Когда в носовую полость, сказала наука, попадают посторонние частицы (пыль, частицы грязи, пыльца или споры растений и т. п.), они раздражают чувствительные волосики внутри этой полости. Это вызывает возбуждение так называемых «тучных клеток» (мастоцитов) в носу, и они начинают выделять химическое вещество гистамин. Появление гистамина порождает цепь биохимических реакций, благодаря которым наш мозг в конце концов замечает, что в носу происходит что-то нехорошее, и тотчас — через определенные нервы — приказывает легким глубоко вдохнуть, языку — чуть приподняться к нёбу, рту — чуть приоткрыться, а дыхательным мускулам — сильно сжаться. Все это вместе приводит к сильнейшему выбросу воздуха из легких, причем воздух идет в основном через нос, потому что рот прикрыт приподнятым языком.

Выброс этот настолько силен, что воздух вылетает с почти автомобильной скоростью — 75 километров в час, и это по самым скромным оценкам, а по максимальным (они приводятся на стенде «Чихание» во Всемирном музее здравоохранения в Барлингтоне, штат Иллинойс) — около 150 и больше километров в час. Так что попытки удержать чихание, пожалуй, заранее обречены. (Хотя антигистаминовыми препаратами его остановить все-таки можно.) Не удивительно, что этот напор вызывает тот громогласный «трубный звук», который мы пытаемся передать отдаленно на него похожим словом «Апчхи!» (началом этого слова имитируя звук судорожно втягиваемого в легкие воздуха, а окончанием — звук его оглушительного выброса). Между прочим, сказанное позволяет понять, почему все рекордсмены затяжного чихания могли все-таки отдыхать от чиха, когда спали: во время сна все мышцы нашего тела словно парализованы и никакой нервный сигнал не может привести их в действие; зато когда мы бодрствуем, мозг всесилен — чих берет свое, воздух извергается наружу, а при прохождении такого бешеного воздушного потока через носовую полость вместе с ним, понятно, выбрасываются вон и все частицы-раздражители — что, собственно, и было задачей чиха (которому наплевать, в чей ни в чем не повинный нос эти частицы теперь попадут).

Теперь понятно, почему затяжное чихание во многих случаях связано с аллергически повышенной чувствительностью к различным частицам-раздражителям. Можно даже попытаться объяснить и такой феномен, как «утреннее чихание», когда человек, восставши, так сказать, ото сна праведного, вдруг принимается первым делом энергично и много раз кряду чихать, заставляя родных впадать в панику — уж не простудился ли болезный? Как говорят опытные врачи, причина на самом деле иная — видимо, ночью волосики в носовой полости тоже отдыхают, работают медленней, чем днем, так что за время сна в носу накапливается много частиц-раздражителей — для иных людей слишком много, вот они и начинают трудовой день с прочистки заспавшегося носа. Но как объяснить «психогенное чихание» Джун Кларк или того тщеславного мальчика? Да, впрочем, и самое обычное, так сказать — «нормальное», чихание тоже имеет свои странности. Например, на одной из научных конференций несколько участников, сидя в кафе, разговорились о своих чихательных привычках, и неожиданно оказалось, что четверо из них всегда чихают, попав из сумрака на яркий свет. Находившаяся тут же специалистка по чиханию профессор Роберта Поган тотчас возбудилась: «Но это же страшно интересно! Я никогда об этом не слышала!» — и результатом этого интереса и дальнейших исследований стала (в 1979 году) статья Поган и трех ее соавторов, в которой описывалась новая разновидность чихания и вводилась очередная «чихательная аббревиатура» — на сей раз АСНОО, или Autosomal dominant Compelling Helio-Ophthalmic Outburst syndrome («аутосомный доминантный синдром гелио-офтальмического приступа чиханья»), что иногда произносят по ошибке как «акхуизм» и что, в сущности, означает просто чихательный рефлекс на свет.

Впрочем, по-настоящему новым оказалась в данном случае только аббревиатура, потому что, как выяснилось позднее, этот рефлекс впервые описал еще в 1969 году Эверетт (а первым упомянул вообще Аристотель!); тем не менее Поган и ее коллеги углубили понимание этого феномена, показав, что он проявляется у 18–35 процентов людей, причем чаще у белых, чем у цветных, и вдобавок имеет генетическую природу. Слова «аутосомный доминантный» как раз и означают, что данное свойство вызвано «сбоем» в каком-то гене одной из неполовых (аутосомных) хромосом и передается по наследству. Причем наследуется (в данном случае) не только склонность к «неконтролируемым приступам чихания под воздействием света», как описывают АСНОО Поган и ее коллеги, но даже число чиханий в каждом приступе: в одной семье все чихают, попав на свет, три раза, в другой — восемь, а нашлась семья, где, выйдя на свет, все чихают ровно 46 раз подряд. Почему? Непонятно.

Английский врач Джеральд Легг высказал предположение, что неожиданное попадание света на зрачки вызывает слезы, которые проникают в верхнюю часть носовой полости и раздражают там слизистую. Но какая в этом генетика? И что, число чиханий зависит от количества слез? По другой, более правдоподобной, гипотезе все дело во взаимосвязи и взаимодействии нервных центров мозга, принимающих сигналы органов чувств и отдающих сигналы мышцам тела. В данном случае, говорит гипотеза, имеет место взаимодействие между зрительным центром, куда внезапно поступает сигнал о резком усилении интенсивности света, и центром, отдающим сигнал лицевому нерву, который управляет движениями лица и носа. Эта гипотеза представляется более правдоподобной потому, что такие же приступы чихания часто вызываются и другими неожиданностями — например, внезапным вдыханием холодного воздуха или внезапным появлением сильного запаха, так что всем этим внезапностям можно дать единое объяснение: всякое неожиданное и сильное раздражение какого-нибудь нерва, несущего информацию в свой (зрительный, обонятельный и т. п.) центр в мозгу, передается посредством такого взаимодействия в центр, который управляет лицевым нервом. Впрочем, и тогда остается необъяснимой загадка: почему в случае света каждая семья чихает строго определенное число раз?

В общем, даже в простом «Апчхи!» есть много странностей и загадок. В нем есть своя глубина и свои тайны. Перефразируя известное выражение, чихание имеет много гитик. Расскажем под конец о самой забавной. Ее обнаружили (и описали в «Журнале медицинской генетики») в 1989 году два кувейтских врача Ахмед Тиби и Касем аль-Салех. Напоминая в начале своей статьи историю открытия АСНОО, они затем пишут: «Мы хотим сообщить здесь семейную историю другого чихательного расстройства, точно так же передающегося по наследству аутосомно-доминантным путем, но провоцируемого не светом, а переполненным желудком. У обнаруженного нами пациента всякое переполнение желудка немедленно вызывало три-четыре неконтролируемых чихания. Та же особенность, по его словам, свойственна трем его братьям, одной из двух сестер, отцу, дяде, сыну и дедушке. Наш пациент заинтересовался этой семейной особенностью после того, как его дочь в возрасте одного года тоже обнаружила ее и тоже лишь после того, как ее желудок был набит до отказа. Как правило, все в семье чихали при этом три-четыре раза, но в отдельных случаях это число достигало пятнадцати». Авторы заключали: «Хотя в научной литературе мы не встречали упоминаний о таком феномене, но в беседах с коллегами сумели выявить еще три аналогичных семейных случая и потому полагаем, что это не такой уж редкий феномен. Мы надеемся, что дальнейшие исследования помогут понять, сколько из нас страдает таким неконтролируемым чиханием после сытной еды и почему».

Как вы, наверно, уже догадались, этот вид чихания тоже немедленно обзавелся своей аббревиатурой. Его придумала канадская специалистка по генетическим заболеваниям Джудит Холл, и звучит оно (по-английски) «snatiation» («чихобжорство»), потому что составлено из слов sneeze (чихать) и satiation (пресыщение), но сама Джудит Холл в своей веселой статье расшифровывает его с насмешливой псевдонаучной серьезностью как Sneezing Noncontrollably At a Tune of Indulgence of the Appetite-a Trait Inherited and Ordained to be Named (что-то вроде «Неконтролируемое чихание, являющееся мелодией потворства аппетиту и наследственной особенностью, предопределенной получить свое название»). Она призывает всех нас расспрашивать друзей и знакомых в поисках других, еще неизвестных видов наследственного чихания, и я могу только присоединиться к этому призыву, подчеркнув, что в случае удачи вы можете увековечить свое имя, придумав своей находке звучную аббревиатуру.

А кстати, не является ли еще одной странностью чихания, что его все время сопровождают аббревиатуры?

Для чего мы зеваем?

Может показаться, что правильнее было бы спросить: «Почему мы зеваем?» Но нет — вопрос в заголовке задан правильно. Ибо ученые мужи до сих пор спорят как раз о назначении того действа, которое великий Даль описывает в своем словаре незабываемыми словами: «Открывать судорожно рот, с потяготой, от скуки или истомы». Заметим, кстати, что, по Далю, у зевка нет никакого назначения, одна лишь причина, каковой является скука или истома. Но люди давно уже обратили внимание на странную особенность этой «потяготы» — ее заразительность. Вот и тот же Даль приводит поговорку: «Не зевай в людях, на всех позевоту нагонишь». У зевоты, стало быть, есть некий, высокопарно выражаясь, «социальный аспект» — проще говоря, она способна объединить людей в общем действии. Может быть, именно в этом и есть ее тайное назначение? Но с другой стороны — ведь мы зеваем и наедине с собой? Тогда, быть может, за этим приятным занятием стоит какая-то физиологическая потребность?

Надо разобраться.

Присмотримся к зевку. Не будем заглядывать зевающему прямо в «зев», каковым словом Даль обозначает «все пространство полости рта между языком, нёбом и задней стенкой глотки», — в зев человеку заглядывать неприлично, если ты не отоларинголог, — поэтому просто посмотрим издали, что с этим зевающим происходит. Прежде всего, мы видим, что он зевает непроизвольно, как будто не сам зевает, а кто-то «изнутри» ему приказал раскрыть рот и сладко зевнуть. Мозг, что ли? Зачем? Странно. Но пойдем дальше. Наш зевающий не просто опускает нижнюю челюсть — он опускает ее до предела, и он не просто открывает рот, а открывает его на всю возможную ширину, в три-четыре раза шире нормального. Затем он втягивает воздух на всю возможную глубину; причем грудь его расширяется и легкие до отказа наполняются живительным кислородом. При этом все мышцы его тела, вплоть до тех, что окружают глаза, так сильно напрягаются (это отметил еще Дарвин), что из глаз порой брызжут слезы, а изо рта вырывается слюна. Иногда он к тому же делает резкие, непроизвольные движения руками (далевская «потягота»). Наконец, на последнем этапе он медленно выдыхает втянутый воздух и при этом непроизвольно производит (хотя не всегда) некий звук, порой способный даже напугать окружающих. Все это продолжается четыре — семь секунд. Если бы мы измерили в это время его пульс, то заметили бы, и с немалым удивлением, что зевок, этот признак «истомы», в действительности сопровождается довольно сильным, до 30 процентов, учащением сердцебиения. Иными словами, это, скорее, признак физиологического возбуждения (а у кроликов и крыс — даже сексуального возбуждения). Но не мог же ошибиться народ, заявляя уверенно, на основании своего многотысячелетнего опыта, что зевота идет от скуки и безделья, сильно клонящих человека ко сну. Как же совместить сонливость с возбуждением?

Впрочем, это противоречие — не единственная загадка зевка. Обратите внимание, господа, — ведь зеваем не только мы, цари природы, которых и впрямь слишком часто клонит в сон от безделья и скуки. Зевают также обезьяны (кстати, Дарвин писал, что бабуин зевает, «чтобы, обнажив клыки, устрашить соперника»). Зевают мыши и крысы, коты и собаки, тигры и ягуары, лошади и совы, морские свинки и императорские пингвины, даже амфибии, змеи и рыбы. Короче — почти все позвоночные. Как-то не верится, что все это множество живых существ всегда зевает от безделья. Тем более — от скуки. И потом, скажу вам по секрету — мы сами начинаем зевать уже в материнской утробе, когда мы еще зародыш. Что же, нам уже в таком нежном возрасте, в уютном мамином животе, слышится гоголевское «Скучно жить на этом свете, господа»?

Выходит, не только в скуке дело. Вот, к примеру, спортсмен — он зачастую зевает перед ответственным соревнованием; разве ему скучно? Нет, что-то куда более сложное и серьезное явно чудится за этим почти универсальным зевком, за этой галереей зевающих позвоночных, что-то воистину широко социальное или глубоко физиологическое. А может быть — даже эволюционное. Но что именно?

Обратимся к ученым мужам. Как мы заметили выше, они все еще спорят по этому поводу. Спорят — значит, имеют разные взгляды. Какие же именно?

Какое-то время назад считалось (и даже говорилось в медицинских учебниках), что зевоту порождает недостаток кислорода в легких. И действительно, как показали исследования, в обычных условиях мы используем легкие лишь частично, дышим неглубоко, организм получает лишь жизненно необходимый минимум кислорода. В результате мозг, ощутив недостачу, в какой-то момент посылает сигнал глубоко вдохнуть или даже зевнуть. При зевке, как уже говорилось, мы опускаем нижнюю челюсть и максимально расширяем «зев», а потому можем вобрать много воздуха.

Хорошая, простая теория: мы зеваем для того, чтобы максимально насыщать наш драгоценный организм кислородом. Это объяснение позволяет понять, почему спортсмены, как сказано выше, порой зевают на ответственных соревнованиях. Можно думать, что они инстинктивно обогащают себя кислородом, чтобы добиться лучших результатов. Можно понять также, почему мы сами так часто зеваем в душном зале, на уроке или на заседаниях. Не потому, что нам скучно, упаси боже, а потому, что большая группа людей, находящаяся в одном помещении, выдыхает много углекислого газа и нам становится попросту необходимо побыстрее заполучить кислород. Все объясняет теория, всем хороша, одна беда — неверна. Увы. Потому что, когда известный исследователь зевания, нейролог Роберт Провин из Мэрилендского университета (США), произвел ее прямую проверку: стал давать людям больше кислорода и смотреть, перестают ли они зевать, — оказалось, что дополнительный кислород на зевание нисколько не влияет. Не влияет, и все. И точно так же снижение уровня углекислого газа в помещении тоже на него не влияет. Прощай, теория.

Не буду задерживать ваше внимание, пересказывая другие опровергнутые теории — например, о том, что мы зеваем для того, чтобы уравнять давление во внутреннем ухе с наружным давлением (Ласкевич), или для того, чтобы увеличить давление в полостях носа и тем самым «выдуть» оттуда собравшиеся там бактерии (Маккензи). Но вот на гипотезе Рональда Беррингера из университета Темпл в Филадельфии обязательно нужно остановиться. Она замечательным образом переворачивает наши обычные представления. Мы говорим, что зеваем «от скуки», а Беррингер говорит, что мы зеваем «против скуки». Не «от сонливости», а — «против сонливости». Это интересное объяснение. К тому же оно имеет ряд серьезных подкреплений. Многочисленные исследования, говорит Беррингер, показывают, что у зеваний есть определенный суточный ритм. Это очень простой ритм: зевания чаще происходят утром, после вставания, а также вечером с приближением сна, но не совсем близко ко сну, а примерно за час до него. Ближе ко сну и ложась люди обычно уже не зевают. И напротив, они могут раззеваться посреди бела дня, если оказываются в состоянии напряжения, возбуждения, опасности, стресса. И еще: дети, впервые пошедшие в школу, зевают на уроках куда чаще, чем зевали до школы. Почему?

Во всех этих случаях, по Беррингер, человеку грозит сонливость. Она грозит утром, сразу после сна, когда нужно взбодриться для дневной работы, а тело еще спит. Она грозит вечером, когда ко сну клонит от дневной усталости, от тишины, от темноты (наши биологические часы настроены на сон с наступлением темноты). Она грозит первокласснику на уроке — от непривычной обязанности сидеть за партой, когда он привык бегать и прыгать. Во всех этих случаях человеку грозит сонливость, а он еще не хочет (или не может, или не должен) спать. Его мозг по какой-то причине хочет взбодриться, активизировать свою работу — и, оказывается, у него есть для этого замечательный, выработанный эволюцией, простой способ — зевнуть. Глубокий вдох при зевке напрягает бронхиальные мышцы, они сжимают так называемый вагус-нерв, идущий из мозга через глотку в желудок, а это вызывает расширение артерий, подающих кровь в мозг. А опускание нижней челюсти таким же сложным образом напрягает другие мышцы, что облегчает отток венозной крови. Все это вместе усиливает кровообращение в мозгу.

Кроме того, есть еще один скрытый, но обнаруженный при экспериментах механизм влияния зевка на активизацию работы мозга: оказывается, учащенное зевание каким-то образом связано с циркуляцией в мозгу некоторых гормонов вроде окситоцина и нейротрансмиттеров (так называется широкий класс веществ, помогающих переходу нервных сигналов из одного нейрона в следующий) вроде допамина. Таким образом, у предположения, что зевок — это способ активизации мозга, есть определенные подтверждения. А поскольку вслед за активизацией мозга наступает активизация тела, приведение в готовность мышц и органов чувств, то можно, утверждает Беррингер, прийти к общему выводу, что зевание — это биологический механизм, призванный быстро повысить уровень мозговой и (следом) телесной активности в тех ситуациях, когда эта активность притупилась из-за отсутствия внешних раздражителей. Этот способ активизации особенно важен в тех случаях, когда притупление активности, внимания или телесной готовности к действию может дорого обойтись человеку или даже угрожать его жизни.

Но не только человеку! — восклицает Беррингер. Как мы видели, зевание присуще всем позвоночным. А ведь общий предок всех позвоночных жил «вона когда». Значит, первый зевок появился уже сотни миллионов лет назад. И если он сохранился по сию пору, значит — имел важное эволюционное значение, то есть давал «Животному Зевающему» какие-то выживательные преимущества. И теперь мы можем понять какие. Благодетельный зевок помогал потерявшему бдительность животному быстро перейти из состояния расслабленности в состояние боевой готовности, или, как говорит Беррингер, «поменять тип поведения». Это было важно для выживания и потому закрепилось в мозгу. Так что теперь, когда спортсмен зевает перед ответственным соревнованием, он делает то же, что бабуин, который неожиданно встретил соперника: он зевает для того, чтобы максимально активизировать работу мозга, а через него — готовность мышц. Обоим им нужно как можно быстрее перейти от спокойного ритма к максимально активному, и тогда в дело идет зевание, резко активизирующее работу мозга, а через него — готовность мышц. (Любопытно, что вожаки обезьяньей стаи, так называемые альфа-самцы, которым нужно постоянно держать себя в состоянии воинственного возбуждения, зевают, как показали наблюдения, много чаще подвластных им самок и самцов.)

Интересная теория, даже привлекательная своей широтой, но, как я уже сказал, другие специалисты-зевоведы с ней не согласны. По их мнению, Беррингер приписывает зевку слишком большое значение. В конце концов, это просто зевок. И назначение у него может быть совсем простое. Например, профессор Гэллап из Нью-Йоркского университета считает, что зевок имеет совершенно будничное назначение — охлаждать мозг. Впрочем, хотя это и будничное, но вместе с тем крайне важное назначение, потому что мозг у млекопитающих чрезвычайно чувствителен к температуре и отклонения в три-четыре градуса от нормальной для него уже патология, они вызывают серьезные нарушения всей мозговой деятельности. Поскольку наружные температуры меняются намного резче, эволюция выработала какие-то механизмы охлаждения мозга. Но эти механизмы пока еще плохо изучены. И вот Гэллап утверждает, что зевание является одним из таких механизмов. Понятно, что это неожиданное утверждение вызывает большой интерес специалистов.

Сам Гэллап пришел к нему, исследуя влияние зевка на температуру мозга у крыс. Он вводил крысам в мозг крохотные датчики, которые сообщали, какая там температура, и терпеливо изучал, как часто эти крысы зевают. Он увидел, что при серьезном повышении температуры мозга крыса начинает часто зевать и тогда температура быстро возвращается к норме. Гэллап объяснил это наблюдение следующим образом: глубокий вдох при зевке вводит в организм много наружного воздуха, который охлаждает кровь, а резкое опускание нижней челюсти каким-то образом усиливает кровоток и тогда холодная кровь энергичнее проходит в мозг и быстрее охлаждает его. Коли так, рассудил Гэллап, то люди должны чаще зевать, когда температура наружного воздуха ниже температуры их мозга, то есть зимой. А летом им зевать не стоит — теплый воздух мозгу не подмога. Этот вывод уже можно было проверить на опыте, и Гэллап вместе со своим аспирантом Эльдакаром такую проверку произвел. Он выбрал для нее город Тусон в штате Аризона, где зимой средняя температура воздуха — около 22 градусов, а летом — около 36. Для проверки были отобраны (прямо на улице, из случайных прохожих) 80 человек в каждый из сезонов. Чтобы заставить их зевать, экспериментаторы снабжали их изображениями зевающих людей и просили посмотреть в сторонке, а потом сообщить, зевали ли они, глядя на эти картинки, и сколько раз (а также выспались ли они в предыдущую ночь и много ли были на воздухе). Результат оказался убедительным: летом о зевании сообщили 24 процента подопытных, зимой — 45 процентов. Кроме того, летом подопытные зевали тем меньше, чем больше были на улице, а зимой наоборот, что тоже, если вдуматься, соответствует «терморегуляторной теории» Гэллапа.

Лично я полагаю, что эти эффектные цифры были одной из немаловажных причин, почему сообщения о результатах Гэллапа были опубликованы чуть ли не во всех газетах мира под заголовками «Доказано, что зевание призвано охлаждать мозг». Но в действительности это не совсем «доказано». Прежде всего, все эти цифры неточны. Экспериментаторы полагались на показания самих подопытных, зевали они или нет, а такие показания не очень надежны. Кстати, это показал сам эксперимент. Как пишут авторы в своей статье, четверо из «зимних» подопытных заявили, что фотография не вызвала у них зевка. Но при этом, сами того не замечая, они зевнули, когда возвращали фотографию. К сожалению, авторы не сообщают, засчитали они эти зевки или не засчитали. Но в любом случае, даже если принять на веру показания подопытных, — что эти показания доказывают? Только то, что между зевком и температурой мозга действительно есть какая-то связь. Но они не доказывают, что это причинная связь, то есть что зевок вызывается потребностью охладить мозг. Они не исключают и такой возможности, что зевок имеет совсем иное назначение, а терморегуляция мозга — всего лишь его побочный эффект.

Какой должна была бы быть доказательная проверка? Пришлось бы следить за сотней людей круглый год, зимой и летом, непрерывно подсчитывая количество их самопроизвольных зевков при разной температуре. А у Гэллапа и сами-то зевки подсчитывались не самопроизвольные, а искусственно наведенные. Иначе говоря, он изучал не то, как человек зевает сам, по своей внутренней потребности, а как его «заражают» зеванием другие. А между тем многие специалисты считают, что хотя механика зевка в обоих случаях одинакова, но заразительное зевание — совсем не то, что самопроизвольное. Ну хотя бы потому, что заразительное зевание, в отличие от самопроизвольного, вовсе не присуще всем позвоночным — оно обнаружено только у людей и у человекообразных обезьян (кое-кто утверждает, что у собак тоже). Причем интересно: даже у людей оно случается не всегда. Как уже говорилось выше, дети (то ли до двух лет, то ли до четырех) на чужое зевание своим зеванием не реагируют. И что еще интересней: дети-аутисты реагируют на него куда меньше, чем здоровые дети, и притом тем реже, чем серьезней их аутизм. А поскольку аутизм — это, в частности, нарушение способности к социальным связям, то возникает мысль, что заразительное зевание — явление социальное (каковая мысль уже была высказана в самом начале этих рассуждений). Кстати, очень маленькие дети — тоже еще не вполне социальные существа.

Очень интересное исследование природы «заразительного зевания» было проведено приматологами де Ваалем и Кемпбеллом в начале 2011 года в приматологическом центре университета Эмори (США). Они изучили зевание у двух групп шимпанзе, которые содержались в разных загонах. Каждой обезьяне показывали девятисекундный видеоклип, изображавший зевающую обезьяну. Подопытные зевали в ответ, но как! Они зевали на 50 процентов чаще, когда видели зевающую обезьяну из своей группы, и, что то же самое, на 50 процентов реже, когда видели «чужую» обезьяну. Между прочим, у людей тоже наблюдается такая предвзятость: если человек испытывает боль или видит, как другой человек испытывает боль, у него активируются нейроны в определенном участке мозга (ученые называют это «эмпатией», проще говоря — сочувствием), но этот участок активируется сильнее, если страдает «свой», из той же социальной группы. Вот почему де Вааль и Кемпбелл в своей статье назвали зевание «индикатором эмпатии». Сегодня считается, что эмпатия порождается благодаря тому, что в мозгу многих позвоночных животных есть особые, так называемые «зеркальные» нейроны, которые в ответ на стимулы от существ своего вида (а иногда и другого) порождают такие же стимулы в своем мозгу, и это позволяет этим существам до некоторой степени «ощущать», что ощущает другой, или «имитировать» его действия (возможно, что дети именно так учатся говорить). Не исключено, что заразительное зевание — тоже разновидность такой «имитации», основанной на зеркальных нейронах.

В любом случае ясно, что заразительное зевание может играть серьезную выживательную роль. Зевнув при виде врага, животное может «заразить» зевками других членов своей стаи, то есть, в сущности, передать им сигнал опасности. А если прав Беррингер, то даже взбодрить этим всю стаю. И животные действительно зевают при виде врага. Как мы уже знаем, бабуины — да и другие обезьяны тоже — часто зевают, чтобы устрашить соперника из своей же стаи. Но оказывается, они зевают и при виде «чужака», вторгшегося на их территорию (у обезьян очень силен «территориальный инстинкт»). Зевают ли они ему в морду для устрашения или для того, чтобы продемонстрировать свое бесстрашие, — но они явно что-то сообщают ему своим зевком, что-то не менее важное, чем та информация, которую они при этом одновременно передают членам своей стаи. Поэтому можно считать доказанным, что зевок, каковы бы ни были все его другие возможные назначения, — это еще и важный (в эволюционном смысле) способ социальной коммуникации.

Напоследок поделюсь еще одной информацией. Знаете ли, почему нужно прикрывать зевок ладошкой? Вовсе не из вежливости. Просто древние люди считали, что зевок возникает, когда душа хочет покинуть тело, — вот ее и не нужно выпускать. Не знаю, как насчет души, но слишком частое зевание (например, знаменитая пациентка доктора Шарко зевала восемь раз в минуту, 480 раз в час) действительно может быть признаком болезни — расстройства сна, хронического несварения желудка, сердечной болезни, приближения мигрени, эпилептического припадка и т. д. Но болезней, вызывающих нарушение зевания, так много и они так серьезны, что интересующихся я лучше отошлю к подробному и высоко профессиональному обзору французского врача Валюсинского (Olivier Walusinski. «Yawning in Deseases»).

Отчего мы не пьем ночью?

Ответ на этот вопрос не совсем тот, что первым приходит в голову. Нет, мы не потому не пьем ночью, что спим. Мы не пьем, потому что нам не хочется. А днем хочется. А почему нам вообще хочется пить? Потому что мы непрерывно теряем воду, а вода нужна нам, как жизнь. Более того, вода и составляет основу нашей жизни. Взрослое человеческое тело на 57 процентов (в среднем) состоит из воды (новорожденное — почти на 75 процентов, но за первые десять лет жизни воды в теле становится меньше). Это означает, что в человеке весом 70 килограммов содержится около 40 литров воды. Две трети этой воды содержатся в клетках (включая наши нейроны — да-да, включая наши драгоценные нейроны, в них тоже не всё — мысли). Оставшуюся треть составляет внеклеточная жидкость, в том числе плазма крови (в которой плавают красные кровяные тельца и прочая живность). Понятно, что песенка права: без воды ни туды и ни сюды… Но вот беда — мы эту драгоценную воду все время теряем. За сутки взрослое человеческое тело теряет примерно 2,5 литра столь необходимой ему жидкости. Считается, что около 1,4 литра воды оно теряет с мочой, около 0,6 литра — с потом, около 0,3 литра — за счет воды в выдыхаемом воздухе и еще 0,2 литра — представьте, с калом. Итого 2,5 литра.

На первый взгляд 2,5 литра не так уж много. Но это взгляд именно первый — и неверный. Наш организм (как, впрочем, и любой другой живой организм) очень тонко запрограммирован природой и не терпит серьезных отклонений от гомеостаза, то бишь от условий, обеспечивающих динамическое равновесие всех идущих в нем биохимических процессов, именуемых «жизнью». В особенности не терпит он дегидратации, что и понятно, в свете вышесказанного. Потеря воды немедленно нарушает такие важнейшие параметры гомеостаза, как солевой обмен и осмотическое давление[1] в клетках и крови. Поэтому теряемую за день воду нужно возмещать. Хочешь не хочешь, а нужно пить. И если мы сами этого не понимаем, природа (в лице нашего организма) нам об этом напоминает. Она придумала для этого замечательный механизм, который, кстати, всем нам хорошо знаком с раннего детства. Этот механизм называется «жажда».

С жаждой дело обстоит так. В мозгу есть очень важный, выполняющий великое множество разных функций участок — гипоталамус. В этом участке есть группа нейронов, которую ученые так и назвали — «центр жажды». И правильно сделали. Потому что именно в этот центр приходят сигналы из нескольких разных мест, где первым долгом ощущается нехватка воды. Одно из этих мест — слизистая оболочка нашего рта. Она непрерывно «смазывается» слюной. Нехватка воды вызывает нехватку слюны, и тогда слизистая оболочка рта высыхает. А в ней находятся нервные окончания, которые реагируют на такое «нарушение порядка», — они немедленно доносят об этом «по начальству», то есть посылают нервный сигнал. Куда? Конечно, в центр жажды, эти нейроны изначально связаны именно с этим центром. Но это еще не все. Нехватка воды быстро сказывается и на состоянии крови. Как я уже сказал, кровь — это раствор. Она состоит из воды и растворенных в ней веществ (прежде всего белков-альбуминов, но также глюкозы, минеральных ионов, гормонов и т. п.) Если воды становится меньше, концентрация растворенных в ней веществ становится, естественно, больше. Это ведет к росту осмотического давления крови. А у центра жажды есть «свои люди» также и в кровеносных сосудах. Это специальные датчики, которые называются «осморецепторы». По сути, это тоже окончания нервных волокон, которые немедленно сигнализируют гипоталамусу, что осмотическое давление в крови изменилось против нормы. Третье место, где нехватка воды вызывает серьезное недовольство, — это почки. Здесь рост осмотического давления крови тоже улавливается осморецепторами, и по их сигналу почки реагирует на это усиленным производством некоего гормона. Избыток этого гормона в крови сигнализирует гипоталамусу, что воды в организме маловато. И когда все эти сигналы сходятся в одном и том же месте, количество, как говорится, переходит в качество — становится ясно, что нужно принимать срочные меры.

Я нарочно рассказал все это так подробно — хочется показать, как искусно (и как сложно) увязана в нашем организме каждая мелочь, даже такая на первый взгляд «простая», как желание пить. Сильно недостает воды — и вот в гипоталамусе, в его центре жажды, раздаются сразу три тревожных звоночка — от слизистой рта, от крови и от почек. А что делает этот центр? Он тотчас посылает донесение об этом в тот район головного мозга, который заведует эмоциями. А там, в этом районе, есть участок, который активируется этим донесением и немедленно ввергает нас в безошибочно понятное и знакомое состояние — нам чего-то хочется. Более того, мы начинаем понимать, чего именно нам хочется. Нам хочется пить, и теперь мы не успокоимся, пока не выпьем. Как сказал поэт, «если я чего решил, я выпью обязательно». Мы ощущаем жажду, и мы жадно припадаем — к стакану, к крану, к бутылочке. И что тогда? Снова чудеса природы. Замечали ли вы, что с первым же глотком ощущение жажды как рукой снимает? И действительно, оно пропадает первым, еще до прихода воды в желудок, а все потому, что нервные окончания в слизистой рта успокаиваются сразу же с первым смачиванием. Затем вода попадает в желудок и растягивает его. Тогда «механорецепторы» желудка, реагирующие на давление в нем (это они, гады, создают наше ощущение тяжести в животе), посылают в гипоталамус соответствующий сигнал, и центр жажды еще более успокаивается. Затем осмотическое давление крови спадает до нормы, «осморецепторы» перестают трезвонить, и тогда центр жажды успокаивается совсем и перестает просить о помощи. В эмоциональных участках коры «дают отбой»: водный гомеостаз восстановлен.

А что, кстати, происходит в это время в почках? Мы сказали о слизистой, о крови, а о почках забыли. А в них, оказывается, тоже происходит в это время интересный процесс. И мало того что интересный, но, как недавно выяснилось, имеющий прямое отношение к вопросу о том, почему мы не пьем ночью. Вот этот процесс вкратце. Гормональный сигнал почечной тревоги, приходящий в гипоталамус, вызывает у гипоталамуса гормональный же ответ: оттуда тотчас же посылается нервный сигнал в соседний (и тоже очень важный) участок мозга — гипофиз, где в определенном месте хранятся готовые молекулы некого гормона по названию «антидиуретический гормон», или АДГ (он же вазопрессин). Получив сигнал из гипоталамуса, гипофиз немедленно выделяет этот АДГ в кровь, и сей гормон, распространяясь по сосудам вместе с кровью, вскоре достигает своей цели. А цель эта — почки. (Вообще-то у АДГ есть много других функций: в сосудах, где он влияет на кровяное давление, и в мозгу, где он определяет социальное поведение, — но сейчас нам важно только его действие на почки.) Как только молекулы АДГ усаживаются на предназначенные для них рецепторы почечных клеток, под их влиянием расширяются почечные канальцы и вода из первичной мочи уходит обратно в почечные клетки, а оттуда всасывается в кровь (этот процесс обратного всасывания воды называется реабсорбцией). Что и требовалось совершить.

Так почему же все-таки нам не хочется (как правило) пить ночью? Ведь воду, хоть и в малых количествах, мы теряем и ночью: выдыхаем с воздухом, отдаем (если жарко) с потом, тратим на производство мочи. Надо думать, что природа и тут придумала некий механизм, который помогает нам компенсировать ночные потери воды без появления чувства жажды. Какой же это механизм, интересно? Ответить на этот вопрос взялись недавно канадские исследователи Бурке и Трудель из университета Макгилл в Монреале. Они провели исследования и пришли к занятному выводу, каковой опубликовали в сентябре 2011 года. Оказалось, ради нашего удобства, чтобы нам не вставать ночью от жажды и не искать на ощупь, с грохотом роняя стулья, запропастившийся стакан, природа мобилизовала ни больше, ни меньше наши биологические часы. Вы, конечно, слышали о них. У нас у всех (включая животных и даже насекомых, не знаю, как насчет бактерий) есть в мозгу группа нейронов (с замысловатым названием «супрахиазматическое ядро»), которые отличаются тем, что в них непрерывно происходит образование нескольких белков; за счет такого процесса (его период составляет примерно 24 часа) эта группа клеток непрерывно испускает «сигналы точного времени», рассылая их по всему организму.

Казалось бы, какое дело часовому механизму до механизма жажды? Но если вдуматься, связь есть. Ведь мы не вообще не хотим пить, а именно в определенное время суток. А часовой механизм как раз временем и заведует. И действительно, когда Бурке и Трудель тщательно всмотрелись в работу биологических часов, они обнаружили, что их «стук» существенно влияет на сигнализацию из гипоталамуса в гипофиз. Днем сигналы «часов» сильнее, и, оказывается, именно в это время помехи сигналам гипоталамуса больше. А ночью сигналы биочасов ослабевают, и тогда «слышимость» на линии «гипоталамус — гипофиз» заметно улучшается. Это, как установили те же Бурке и Трудель, приводит к тому, что гипофиз ночью выделяет существенно больше вазопрессина, чем днем. А вазопрессин, как мы уже теперь знаем, увеличивает реабсорбцию воды из мочи. И вот так мы с вами, сами того не зная, без всякого ощущения жажды восполняем себе ночью недостающую воду (тем самым уменьшая количество мочи и потребность от нее отделаться) и потому можем сладко спать, не прерывая заслуженного отдыха. А ведь природе как раз и нужно, чтобы наш драгоценный организм отдыхал, а не носился посреди ночи по квартире в поисках воды. Вот поэтому она и придумала связать наши биологические часы (которые отличают день от ночи) с работой почек (которые и днем, и ночью заняты совсем-совсем иным делом).

Большое спасибо товарищу природе за наше счастливое устройство.

Что делает в нас железо?

Точно известно, что фрукты есть полезно. Овощи тоже. Менее точно известно почему. Две шведские исследовательницы, Вейцберг и Лундберг, после длительных и серьезных экспериментов выдвинули предположение, что главная польза от регулярного поедания овощей и фруктов состоит в нитратах. Эти азотистые соединения, которых много в упомянутых овощах и фруктах, превращаются в организме в нитриты, каковые нитриты затем превращаются в окись азота. А окись азота — это тоже давно известно — расширяет наши артерии и потому должна, в принципе, несколько защищать нас от сердечно-сосудистых заболеваний. Но в таком случае возникает вопрос: если нитраты так полезны, почему бы не заменить скучное жевание какого-нибудь шпината просто приемом пищевой добавки с нитратами? А потому, говорят врачи, что нитраты токсичны. И это правда. Но вот сейчас Лундберг и Вейцберг обнаружили, что среди бактерий, живущих у нас во рту, есть такие, которые так и рвутся поскорей превратить токсичные для нас нитраты в полезные для нас нитриты, чтобы те потом, уже в организме, превратились в еще более полезную для нас окись азота.

Из всего этого, говорят вышеупомянутые научные дамы, следует важный вывод. Оказывается, нужно быть весьма осторожным, когда выбираешь, чем полоскать рот. Некоторые препараты для полоскания так сильны, что могут «выполоскать» из вашего рта полезные бактерии — и кто тогда защитит нас от токсичности? А кроме того, говорят те же Лундберг и Вейцберг, надо поменьше плеваться. Ну, плеваться, скажем мы, антиобщественно, невоспитанно и негигиенично, и слюна к тому же крайне ценное для организма вещество, им надо дорожить — не случайно наши железы производят в день до полутора литров слюны, потому что она нужна для множества дел во рту, включая, например, первичное разложение углеводов. А вот теперь Вейцберг и Лундберг вдобавок говорят, что, выплевывая слюну, мы лишаемся своих драгоценных бактерий. Так или не так, время покажет, но на всякий случай прислушаемся к их совету.

Следует еще сказать, что в том же исследовании Лундберг и Вейцберг открыли, что нитраты, находящиеся в овощах и фруктах, вроде бы делают более эффективной работу митохондрий. Митохондрии — это такие крохотные энергетические фабрики, которые в большом количестве разбросаны внутри каждой клетки нашего организма и запасают нужную клетке для жизни энергию. Чем эффективнее работают наши митохондрии, тем мы сильнее. Так что ешьте побольше шпината, с улыбкой заканчивают Вейцберг и Лундберг, имея в виду, разумеется, овощи и фрукты вообще, и будете сильными и здоровыми.

Но я должен вам сказать, что в этой последней рекомендации они не оригинальны. Далеко нет. Уже многие годы назад в Америке пользовалась бешеной популярностью реклама с изображением здорового, по-американски румяного мальчиша-кибальчиша с накачанными мускулами, рядом с которым стоит тарелка шпината. Мол, хочешь быть сильным, парень? — ешь побольше шпината! Правда, в одном пункте эта реклама расходилась с призывом шведских исследовательниц: те, как мы видели, говорят, что в шпинате сила, потому что он богат нитратами, а американская реклама утверждала, что шпинат полезен не нитратами, а содержащимся в нем железом. Мол, где железо, там штанга, а где штанга, там мускулы, как у Шварценеггера. В результате этой рекламы американские детишки свято уверовали, что шпинат напичкан железом (что не так уж близко к истине), и один такой будущий Шварценеггер даже задал редакции своего детского журнала вполне логичный вопрос: «Верно ли, что очень сильный магнит может притянуть тарелку со шпинатом?»

Пытливому ребенку, разумеется, разъяснили, что железо в шпинате (как и в прочих фруктах-овощах и даже мясе) находится, так сказать, в «рассредоточенном» виде, в виде отдельных разбросанных атомов, тогда как по-настоящему железные предметы притягиваются к магниту потому, что в них атомы железа сидят микроскопически близко друг к другу — настолько близко, прямо плечом к плечу, что по зову магнита поворачиваются «все вдруг», как солдаты на смотру, и от этого сила их притяжения к магниту намного усиливается. Но я лично думаю, что по-настоящему пытливого ребенка должен был бы заинтересовать другой вопрос — а зачем растению шпинату вообще нужно железо, будь оно сосредоточенное или рассредоточенное? И на такой его вопрос редакция, разумеется, ответила бы иначе.

Она бы сказала: дорогой наш мальчиш Сэм, Фрэнк или, там, Джон! Да будет тебе известно, что железо есть не только в растении шпинат. Оно есть во всех растениях, во всех животных и даже в бактериях, если ты уже знаешь такое слово. И все это потому, что железо необходимо любому организму для жизни. Вообще говоря, да будет тебе известно, организму нужна чуть не вся таблица Менделеева. Это просто удивительно, какие элементы ему нужны. Ну, казалось бы, зачем организму хром? Он же не автомобиль «Мустанг»! А вот оказывается, что хром помогает организму бороться с избытком сахара, увеличивает мышечную массу и позволяет сердечным клеткам запасать энергию. Если хочешь стать Шварценеггером, Сэм, то тебе понадобится много хрома. А зачем тебе, ты спросишь, такой редкий металл, как селен? Ты, наверно, даже не знаешь его названия, а вот твоя печень его усердно накапливает, потому что он, как обнаружила наука, очень помогает организму бороться с так называемыми свободными радикалами, а кроме того, как выяснили китайские ученые, без селена сердечная мышца у детей становится угрожающе слабой.

В общем, можно перебрать чуть не всю таблицу Менделеева, все 88 элементов, которые до радия, и обнаружится, что почти все они важны для живых существ — и медь, и кобальт, и кремний с германием, и никель с хлором, фтором, йодом и бромом, — но ты, кажется, спрашивал о железе, не так ли? Так вот, железо, дорогой наш Фрэнк, то железо, которое самый распространенный на Земле элемент из всех 88, — это, как говорится, всем им голова, мало что сравнится с ним по важности для нашей жизни — ну, разве какие-нибудь натрий-калий-кальций-фосфор-кислород, не говоря уже об углероде, который всему основа. А вот почему железо — такой важный для жизни элемент, в этом стоит разобраться. И тогда мы сразу увидим, что важность железа связана прежде всего с кислородом.

Ну, про сам кислород объяснять не нужно. Всем известно, что он совершенно необходим для жизни. Ибо точно так же, как любая машина сжигает топливо и получает благодаря этому энергию, необходимую для движения, так любая клетка нуждается в кислороде, чтобы «сжигать» пищу и благодаря этому получать энергию, необходимую для жизни. Это верно для всех животных и даже для большинства бактерий (существуют, впрочем, так называемые «анаэробные» бактерии, которые вырабатывают энергию иначе, без участия кислорода, но это очень небольшая энергия). Все живые существа, которым нужен кислород, получают его из воздуха, а в воздух его непрерывно выбрасывают цианобактерии, водоросли и наземные растения. Они пользуются энергией солнечного света, чтобы разложить воду на водород и кислород. Водород они соединяют с углекислым газом, чтобы сделать для себя углеводородную пищу, а кислород выделяют в воздух. Правда, ночью, когда нет солнечной энергии, многие растения временно переходят на кислород, но за ночь они поглощают кислорода меньше, чем выделяют днем, так что животным и бактериям тоже остается на жизнь. Так вот — всем этим живым существам, чья жизнь основана на кислороде, необходимо железо, потому что только с помощью железа они могут доставить кислород во все свои клетки, органы и ткани.

Этот процесс доставки кислорода в клетки удивителен по своей стройности. У человека он начинается в легких. Наши разветвляющиеся дыхательные пути заканчиваются крохотными пузырьками-альвеолами, и, когда мы вдыхаем, вошедший в легкие воздух слегка раздувает альвеолы, и кислород воздуха проникает в кровеносные капилляры в стенках альвеол. А по этим капиллярам движутся красные кровяные клетки — эритроциты, битком набитые молекулами особого белка гемоглобина, который состоит из белков-глобинов, обладающих способностью присоединять к себе углекислый газ, непрерывно производимый в нашем организме при сжигании пищи. А держит все глобины вместе некая центральная группа атомов, находящаяся в середине молекулы гемоглобина. Эта группа называется «гем» (отсюда «гемо-глобин»), и она особая, потому что в ее сердцевине находится атом железа. А железо имеет удивительную особенность — оно жадно соединяется с кислородом. (Вспомним, как ржавеют все железные предметы, — это хороший пример того, как жадно окисляется, то есть соединяется с кислородом, железо.)

Так вот, проходя по телу, эритроциты захватывают углекислый газ, присоединяя его к белковой части своего гемоглобина, к глобинам. А приходя в легочные альвеолы, они выделяют этот газ через их стенки (и он уходит по дыхательным путям в воздух), а вместо него присоединяют — на этот раз к гему (благодаря наличию в нем железа) — кислород. При этом они из пурпурных становятся красными (вот почему, если порезаться, свежая кровь имеет красный цвет, а со временем, потеряв на воздухе кислород, темнеет до пурпурной). Захватив кислород, эритроциты уходят по капиллярам в артерии, разносятся ими по всему телу, достигают всех клеток, тканей и органов, отдают им необходимый для жизни кислород, а на пути обратно в легкие снова собирают и уносят из тела вредный углекислый газ.

Так что в конечном счете клетки получают необходимый им для жизни кислород именно благодаря замечательному круговороту гемоглобина с его железом. Но при всей важности гемоглобина роль железа в нашей жизни этим не исчерпывается. В организме взрослого, здорового человека содержится 4–5 граммов железа, а в гемоглобине его примерно 2–2,5 грамма. Это значит, что остальное железо делает в организме что-то другое. И действительно, как установили ученые, часть этого железа (тоже в составе гемов) содержится в других белках — так называемых цитохромах. Они тоже крайне важны для жизни, потому что играют центральную роль в том химическом процессе (он называется зубодробительным словом «окислительное фосфорилирование»), с помощью которого клетки запасают энергию для жизненных реакций.

Этот циклический процесс еще сложнее, чем дыхание. Он начинается со сжигания (окисления) пищи, то есть противоположен тому, что делают растения на свету: растения поглощают энергию света, чтобы с ее помощью превратить воду и углекислый газ в кислород и углеводороды, а здесь клетки, наоборот, превращают кислород и углеводороды (белки, жиры и сахара) в воду и углекислый газ, при этом выделяя энергию. А затем эта энергия (полученная в конечном счете из пищи) идет на закручивание огромного множества особых молекулярных «пружин» (они именуются АТФ), которые могут позже, в любое нужное время и в любом месте клетки, раскручиваясь, вернуть ей нужное количество запасенной в них энергии.

Цитохромы принимают активное участие в этом важнейшем кругообороте жизни. Если гемоглобин доставляет для этого процесса кислород и уносит образующийся в этом процессе углекислый газ, то цитохромы — опять-таки благодаря своему железу (которое может легко переходить из одного электронного состояния в другое) — помогают быстро и в нужном порядке производить реакции, необходимые для запасания энергии в ходе образования АТФ. Но не менее важную роль играют и те атомы железа, которые связаны с белками третьего вида — трансферринами. Молекула трансферрина — это главное транспортное средство для переноса железа во все клетки организма. Этот важный процесс происходит так. Железо поступает в организм вместе с пищей. Пища переваривается в кишечнике, всасывается в его стенки и отдает их клеткам все нужные организму вещества. В том числе и атомы железа. Эти атомы подхватываются молекулами трансферрина, которые присоединяют железо к себе к себе и плывут с ним в кровотоке, пока не встретят клетки, нуждающиеся в железе. Им они и отдают свой драгоценный груз.

Один из главных получателей «железного» груза — группа клеток костного мозга, жизненное назначение которых — превратиться в зрелые эритроциты. На поверхности таких клеток есть специальный приемник трансферрина, присоединившись к которому молекула трансферрина вместе с ее железом втягивается внутрь клетки. Там она отдает свое железо, которое потом войдет в состав гемоглобина, а сама выходит из клетки обратно в кровоток и отправляется в кишечник на поиск новых атомов железа. Так что без трансферрина не было бы гемоглобина, а значит — и кислород не мог бы соединяться с эритроцитами и поступать в клетки. Но эритроциты живут недолго — они разрушаются, и «чистильщики»-макрофаги пожирают их останки вместе с содержащимся в них железом. Поэтому организму нужны все новые и новые эритроциты, то есть все новое и новое железо, и потому трудяги-трансферрины практически никогда не отдыхают. Вечные труженики.

Честно трудятся и другие железосодержащие белки — молекулы миоглобина. Этот белок, как видно по названию, — родственник гемоглобина, только его гем (та химическая группа, напомним, в центре которой находится атом железа) имеет несколько иную структуру (и даже называется иначе — порфирин). Миоглобин — один из главных белков всех мышечных тканей и одно из главных (после гемоглобина) хранилищ железа в организме (не случайно телятина полезней в качестве источника железа, чем, скажем, рыба). Благодаря обилию железа миоглобин обеспечивает наши мышцы кислородом, и тогда они лучше работают (специальные опыты показали, что мыши, искусственно обедненные миоглобином, хотя и живут кое-как, но их сердечная мышца при этом на треть слабее нормальной). Так что сила наших мышц, как видим, зависит от железа, и если шпинат дает нам какую-нибудь силу, то не потому, что в нем есть нитраты, а потому, что в нем есть железо.

Железо выполняет в нашем организме множество жизненно важных функций — куда там селену или тому же хрому. Но как оно само попадает в организм? Как уже говорилось, оно приходит вместе с пищей, которая всасывается клетками стенок кишечника. Эти клетки наделены от природы способностью получать химические сигналы о количестве железа, имеющегося в любой данный момент в организме, и стало быть — о том, сколько железа организму нужно. Дело в том, что железо все время выводится из организма: после того как макрофаги пожирают останки железосодержащих клеток, эти останки перерабатываются и в конце концов выходят наружу. Ушедшее железо надо восполнять, и клетки стенок кишечника, в зависимости от полученных химических сигналов, отправляют в организм то или иное количество железа — понятно, с помощью молекул трансферрина. Остальное железо они хранят «на всякий случай» — внутри молекул ферритина.

В норме этот процесс непрерывного пополнения уровня железа имеет определенную, рутинную скорость, но он резко ускоряется в случае большой кровопотери. И тут особенно плохо женщинам — они теряют железо как с кровью во время менструаций, так и во время беременности, потому что отдают часть своего «железного запаса» драгоценному зародышу. И эту последнюю потерю особенно трудно восполнить — как показали исследования, у часто рожающих женщин уровень железа так и остается ниже нормы, потому что они не успевают его восполнять. Одно время существовало даже мнение, что с началом менструаций железо в женском организме тоже не успевает восполняться и потому его уровень вроде бы должен из года в год уменьшаться. Однако Р. Бергстром еще в 1985-м показал, что это не так: несмотря на менструации, уровень железа в женском организме в среднем остается практически постоянным. А вот о мужчинах этого сказать нельзя. С началом выработки мужского полового гормона (тестостерона) уровень железа у подростков начинает расти, и этот рост продолжается до определенного возраста. У женщин тестостерон почти не вырабатывается, вот почему у них уровень железа (по достижении зрелости) практически не меняется.

А теперь, после этого гимна во славу пользы железа, скажем несколько слов также о его двойственности. Напомню прежде всего, что, как мы видели, железо в организме во всех случаях находится в связанном виде — будь то в гемоглобине, цитохроме или трансферрине. А всякое свободное, неработающее железо немедленно связывается внутри молекулы ферритина. Невольно возникает впечатление, что, хотя организм очень нуждается в железе, он избегает железа свободного. И это правильное впечатление. Всякий излишек железа, который не может быть связан всеми упомянутыми выше способами, выводится из организма с помощью сложной системы реакций, все время поддерживающих «железное равновесие» в организме.

Почему же организм так избегает свободного железа? Дело в том, что железо не только с легкостью принимает электроны, но с такой же легкостью их отдает, и, если бы в организме имелись свободные атомы железа, они бы при любом удобном случае отдавали свои электроны окружающим молекулам, тем самым превращая их в свободные радикалы (так называются атомы и молекулы с лишними, свободными электронами). А такие радикалы разрушительно действуют на ткани и органы. Вот почему организм научился в ходе эволюции так тщательно прятать свое свободное железо.

Но свободное железо необходимо связывать и по причине инфекций. Как уже отмечалось выше, бактерии и другие инфекционные агенты, будучи существами «кислородными», с тем же циклом дыхания, сжигания пищи и «окислительного фосфорилирования», что все прочие живые существа (кроме анаэробных), остро нуждаются в железе и там, где есть свободное железо, находят его и немедленно начинают бурно размножаться, усиливая заражение и болезнь. Этому есть множество самых разных примеров. Так, исследователи Африки открыли, что зулусы употребляют пиво, которое варят в железных горшках, и в результате много чаще страдают амебными болезнями, чем масаи, которые такими горшками не пользуются. Можно думать, что частицы железа, попадающие в организм из горшков, не усваиваются (будучи «лишним» железом) и уходят в кишечник, где становятся пищей для амеб. О том же говорит тот факт, что среди масаев, которые почему-либо получали пищевые добавки с железом, 88 процентов вскоре заболели. Аналогичная ситуация была с туберкулезными больными в Америке. Туберкулез вызывает анемию, и многие врачи предписывали больным пищевые добавки, содержавшие слишком много железа. Результатом во многих случаях было обострение болезни. Любопытно, что последующий опрос показал, что 90 с лишним процентов врачей и фармацевтов не понимали, что при больших дозах вводимого таким образом железа трансферрин не успевает переносить его в ферритин и оставшиеся свободными атомы железа становятся мощным стимулом размножения туберкулезных палочек. Такое же непонимание опасной роли свободного железа существовало до недавнего времени и в отношении беременных женщин, которым зачастую предписывали слишком большие дозы пищевых добавок с железом.

В отличие от этих врачей и фармацевтов природа знает, что нужно защищать организмы от свободного железа, и в ходе эволюции выработала для этого не только систему стабилизации уровня железа в организме, но и многие другие, вспомогательные защитные механизмы. Почему, например, дети, выращенные на коровьем молоке, чаще становятся жертвами разных инфекций, чем дети, растущие на молоке материнском? Оказывается, в молоке есть связующий железо белок лактоферрин, но в человеческом молоке его 20 процентов, а в коровьем — всего 2 процента (разумеется, свою роль играют также гормоны и антитела, получаемые младенцем с молоком матери). А вот другой интересный пример изобретательности природы. Он был обнаружен, когда стали исследовать куриные яйца. Оказалось, что белок на 12 процентов состоит из молекул белка кон-альбумина, который связывает все без исключения атомы свободного железа. И хотя бактерии могут проникнуть в яйцо через его пористую скорлупу, но до желтка с его запасами железа им не добраться — они гибнут еще на пути к нему, в белке, где для них железа нет. Не случайно в старину белком куриного яйца смазывали открытые раны, «чтобы зараза дальше не пошла». Оказывается, это не просто создавало на ране защитную пленку, но пленку, лишенную железа, то есть вдвойне непроницаемую для бактерий. Вот так во множестве случаев на пути «заразных» бактерий стоят выработанные эволюцией механизмы связывания свободного железа. Только благодаря им жизнь без опасности для себя использует железо, а благодаря железу — существует и развивается.

На кой нам цинк?

Недавняя почта принесла медицинскую новость из Америки. Группа профессора Эмили Хо из Научно-исследовательского института имени Лайнуса Полинга провела изучение роли цинка на различных лабораторных животных в разном возрасте и пришла к важным результатам. Оказалось, что с возрастом в организме, среди прочих неприятностей, нарушается кругооборот цинка. Те белки, которые переносят цинк в нужные места, производятся в недостаточном количестве, и в результате содержание этого химического элемента в организме понижается. А это, как свидетельствуют результаты исследования Эмили Хо, влечет за собой нарушение механизма починки возможных генетических повреждений, а также нездоровое повышение уровня воспалительных реакций. Воспаление, в определенных пределах, необходимо организму, это нормальная реакция на всякого рода инфекции и раны, но, перешагнув эти пределы, оно может способствовать всякого рода заболеваниям, вплоть до раковых. По всем этим причинам профессор Хо считает необходимым повысить рекомендуемые нормы потребления цинка для пожилых людей. Сегодня эти нормы для них такие же, как для молодых взрослых, хотя не только содержание цинка у них снижается, но и усвоение его из пищи.

В свете всего сказанного мы, непросвещенные, какого бы мы ни были возраста, вправе заинтересоваться: в чем дело? Какую такую роль играет этот металл в нашем организме? Ну-ка, доложите немедленно!

Немедленно докладываю. Нашему организму, как давно уже показали исследования, нужны всякие металлы, хотя и в малых количествах. Для каждого металла — цинка, железа, магния и т. п. — есть некая норма, в которой он должен присутствовать в организме. А дефицит цинка ведет, в частности, к замедлению роста, половому недоразвитию у мужчин, изменениям кожи, притуплению умственных реакций, большей податливости инфекциям и плохому заживлению ран. Поэтому считается, что главной группой риска в отношении цинка являются дети, в следом за ними — подростки и молодые люди. Теперь оказывается, что к ним нужно добавить также пожилых. Выходит, мы все нуждаемся в нормальном уровне содержания этого металла.

Что делает внутри нас цинк? Очень многое, хотя и невидимое простому глазу. А вот научному глазу очень даже видимое. Вот уже добрых полвека, если не больше, науке известно, что цинк участвует в реакциях метаболизма, то есть, грубо говоря, превращении съеденной нами пищи, выпитой воды и вдохнутого кислорода в биологические «кирпичики», из которых все клетки организма строят белки, необходимые для этого метаболизма. А поскольку эти белки, поработав немного, умирают, то нам нужны новые белки, а для этого опять нужны пища, воздух и вода, такой вот кругооборот. По крайней мере три сотни разновидностей беловых молекул, участвующих в этом кругообороте (они называются ферментами, то есть ускорителями реакций метаболизма), содержат атомы цинка.

Если глянуть на многие ферменты и другие белковые молекулы, то бросается в глаза их огромность (в молекулярных масштабах, разумеется). Они состоят порой из многих сотен «кирпичиков» — аминокислот. Зачем так много? — спросите вы. А затем, что белки могут успешно выполнять свои функции только в том случае, если свернуты в определенную пространственную структуру (свою для каждого вида белка). При таком свертывании у молекулы на поверхности появляются разного рода впадины, где могут задерживаться разные другие молекулы. А задержавшись, эти другие молекулы скорее встретятся и прореагируют друг с другом, чем просто плавая в огромных просторах клетки. Благодаря этому белки и могут ускорять реакции. Но для этого им нужно эту свою структуру все время сохранять. А для такого сохранения нужно, чтобы эта структура была скреплена многими связями между разными частями молекулы. А чтобы этих связей было побольше (и больше была бы устойчивость структуры), белковой молекуле нужно много разных частей, то есть много аминокислот. И на каком-то этапе эволюции природа стала использовать для скрепления их структуры атомы цинка.

Оказывается, цинк успешно заменяет самый важный вид связей внутри белковой молекулы — двойную сульфидную связь, так называемый серный мостик. Цинк даже лучше этого мостика. Серный мостик легко распадается в щелочной среде, что, понятно, грозит нарушением структуры белка, а цинковая связь в этом смысле устойчива. Серная связь, будучи двойной, очень жестка, а цинковая придает белку больше гибкости, и в то же время она прочнее. Жаль, что природа слишком поздно ее изобрела, почему число белков с цинком намного меньше, чем обычных (а у бактерий их вообще нет). Жаль, потому что они оказались весьма эффективным орудием управления некоторыми важнейшими процессами в клетке.

В общем понятно, зачем организму цинк. И потому он старательно поддерживает в себе необходимую концентрацию этого металла. Она невелика: в среднем в организме взрослого человека содержится около двух граммов цинка. Примерно 60 процентов его забирают себе наши мышцы, около 30 процентов — кости, остальное расходится по другим местам. Но беда в том, что цинк в организме не задерживается. Он входит в состав белков и при их распаде выносится из организма вместе с белковыми обломками, через почки и кишечник. Кроме того, атомы цинка улетучиваются еще и через кожу. В целом организм за день теряет от 0,5 до 30 миллиграммов цинка. Что означает такой разброс? Он означает, что организм непрерывно следит за тем, чтобы в нем не было не только недостатка, но и излишка цинка (ибо излишек тоже вреден). Такой процесс поддержания равновесия именуется в биологии гомеостазом. Механизм цинкового гомеостаза — то есть как именно осуществляется слежение за концентрацией цинка, какие сигналы понуждают ускорять или замедлять его выведение из организма — науке пока не известен, но само наличие такого гомеостаза, а следовательно, и важности цинка для жизни человека было осознано впервые в 1963 году (когда появились первые работы, посвященные изучению биологической роли цинка в организме людей). А уже через десять лет американское Управление продовольственных и лекарственных препаратов опубликовало первые нормы рекомендуемого потребления цинка.

Откуда мы получаем цинк? Прежде всего из красного мяса (его там в четыре раза больше, чем в овощах), затем из грубого (цельнозернистого) хлеба и волокон, из бобовых и так далее, подробности можно найти в Гугле. Там же можно найти важную деталь: фитиновая кислота, которая содержится в диетических хлопьях и белом хлебе, препятствует усвоению цинка из пищи; напротив, белковая пища и некоторые витамины помогают ему. Но никакой Гугл, понятно, не может — и не должен — заменить профессиональные рекомендации врачей, поэтому оставим им дальнейшее. Сами же вернемся к данным науки — у нее есть новое сообщение насчет цинка. Исследователи из университета Макерере (главное высшее учебное и научно-исследовательское учреждение Уганды) обнаружили благодетельное влияние цинковых добавок на исход пневмонии у детей, особенно у детей, зараженных СПИДом.

Исследование угандийских врачей охватило 350 детей в возрасте от полугода до пяти лет, которых лечили от пневмонии с помощью антибиотиков. Половине детей давали добавки цинка, другой половине давали плацебо. Распределение детей по группам было проведено случайным образом, а добавки и плацебо давали так, что ни врачи, ни дети не знали, что кому дают. Результаты эксперимента показали, что время выздоровления (возвращение к нормальной температуре, дыханию и т. п.) было одинаковым в обеих группах, но важнейший параметр: число смертельных исходов — оказался различным. В группе, получавшей цинк, умершие от пневмонии дети составили 4 процента, а в группе, получавшей плацебо, — 12 процентов. Что еще интересней: в подгруппах, куда были включены только дети-носители вируса ВИЧ, разница составила 26 процентов! «Цинк подстегивает иммунную систему, — объяснил профессор Джеймс Тумвайн, руководивший этим исследованием, — а в Уганде дефицит цинка в некоторых районах достигает семи процентов».

И знаете, сколько стоили цинковые добавки, спасшие жизнь тринадцати детям из первой подгруппы?

Меньше четырех долларов.

Нужна ли нам боль?

В середине декабря 2006 года газеты мира облетело сообщение о том, что британские ученые обнаружили в Пакистане сразу несколько случаев полной нечувствительности к боли. Все шестеро детей, у которых была обнаружена такая аномалия, оказались носителями испорченной копии одного гена — SCN9A. От него зависит пропуск в нервные клетки ионов натрия.

Вообще говоря, врачи различают два типа болевой нечувствительности: один, когда болевые сигналы достигают мозга, но почему-либо не вызывают соответствующей реакции (например, мозг не отдает приказ отдернуть руку, если она прикоснулась к горячему), и второй, когда болевые сигналы по какой-то причине вообще не поступают в мозг. Болевая нечувствительность пакистанских детей оказалась нечувствительностью второго рода. Зная, чем она вызвана, врачи могут теперь искать пути искусственного (например, химического) воздействия на «натриевые ворота» нервных клеток, чтобы с помощью таких воздействий спасать людей от боли. Очень важно при этом, что дефект гена в данном случае не сопровождается какими-либо другими последствиями для нервной системы, кроме болевой нечувствительности (хотя известно, что сам ген участвует в ряде других процессов — в частности, в деятельности симпатической нервной системы, которая управляет, скажем, ритмами сердцебиений). Это позволяет надеяться, что препараты, которые будут подавлять боль благодаря воздействию на «натриевые ворота» клетки, тоже не будут иметь никаких вредных последствий. Не случайно сразу после того, как авторы открытия опубликовали сообщение о нем в журнале «Nature», на сайт журнала посыпались письма людей, долгие годы страдающих самыми разными болями, с просьбой записать их добровольцами на испытание будущих таких препаратов.

История борьбы медицины с болью насчитывает немало столетий. Но история самой боли намного длиннее — она длиннее даже истории самих людей. Боль, по всей видимости, была изначально «придумана» природой, чтобы защищать все свои творения. Недаром чувством боли наделены буквально все организмы, кроме одноклеточных (этих природе, видимо, не жалко), и не случайно ученые могут изучать те или иные свойства боли не только на больших животных, но и на самых крохотных мушках-дрозофилах. Даже некоторые растения демонстрируют наличие у них этого свойства, когда, пытаясь избежать неприятных воздействий, сворачивают листья при неосторожном прикосновении человеческой руки. Во всех случаях боли у животных имеет место прохождение по нейронам каких-то особых, «болевых» сигналов, которые сообщают мозгу о некой физиологической угрозе и необходимости ее устранения. Так «работает» всякая боль, но — до определенных пределов. Увы, как это часто бывает, перейдя разумные пределы, защитный сигнал обращается в свою противоположность и становится тем, что мы называем просто болью — режущей, ноющей, тупой, острой, невыносимой и нестерпимой.

Люди так много думают об избавлении от боли, что всякий случай природной болевой нечувствительности немедленно привлекает к себе широчайшее внимание и тотчас порождает очередные надежды на скорое появление чудодейственных антиболевых препаратов. Но и то сказать — таких случаев, как пакистанский, история медицины знает немного. За всю историю медицины совершенно нечувствительных к боли людей известно всего 33, причем не все эти сообщения достоверны. Самым недавним (до пакистанских детей) «счастливчиком» был 17-месячный Бенджамин Уайтеккер из Йоркшира (Великобритания) о котором английские газеты сообщили в ноябре 2005 года. Этот ребенок ступал на переломанную ножку, не подавая никаких признаков боли. По рассказам родителей, он не знал чувства боли с самого рождения.

Показательно, что почти все случаи болевой нечувствительности относятся к детям, — люди с врожденной болевой нечувствительностью обычно живут недолго, поскольку быстро становятся жертвами всевозможных несчастий, вроде сломанных костей, пролежней или хронических инфекций, которых слишком долго не замечают. Многие из них вообще погибают в раннем детстве, именно из-за своей «глухоты к боли». Доктор Вудс, исследователь из Кембриджского медицинского института, который обнаружил группу нечувствительных к боли пакистанских детей, наткнулся на них именно в этой связи — во время одной из его научных поездок в Пакистан ему рассказали о мальчике, который выступает на базарах, поражая зрителей тем, что втыкает себе ножи в любое место тела и ходит босиком по раскаленным углям. Этот мальчик погиб раньше, чем доктор Вудс его нашел, — на свой день рождения он задумал удивить сверстников прыжком с крыши высокого дома, не понимая, чем грозит такой прыжок, — и, разумеется, убился. Идя по следам погибшего, Вудс разыскал в конце концов еще шестерых таких же детей — все они принадлежали к группе трех родственных семей из одного и того же клана. Все дети отличались тем, что в младенчестве не раз, сами того не замечая, глубоко, до крови, надкусывали себе губы и языки; у двух из них языки были вообще съедены на треть! Мальчик из Йоркшира тоже, по рассказам его родителей, часто надкусывал губы и язык. Легко понять, как много возможностей погибнуть еще в детстве поджидает таких «счастливчиков», лишенных чувства боли.

Я ловлю себя на такой мысли: сегодня на Западе вошли в моду научно-популярные книги, посвященные влиянию тех или иных отдельных факторов на историю общечеловеческой культуры, — например, «Соль» или «Кофе». Я знаю даже одну такую книгу, посвященную культурной истории… мусора! Кто-нибудь должен был бы написать «Краткую историю боли» — она была бы, во всяком случае, не менее интересна, чем знаменитая «Краткая история времени» Стивена Хокинга. Ведь подобно сексу и голоду на чувстве боли основаны все социальные отношения, и они же лежат в конечном счете в основе всякого подчинения, власти и государств-левиафанов. Но, в отличие от голода, боль имеет еще какой-то загадочный метафизический смысл: недаром итальянское pena, немецкое Pein, английское pain и французское peine — все они, восходя к латинскому poena, означают и боль, и наказание, и пытку; за какую же провинность наслано на людей это бедствие? Зачем оно? Над этими вопросами на протяжении веков размышляли глубочайшие религиозные и светские умы, начиная от Будды до Фридриха Ницше, не говоря уже о сотнях менее известных. Об этом можно написать целую книгу, и если кто-нибудь решится на это, то большую главу в такой книге, а то и большую часть займет, конечно, история научного познания истоков боли и поиск путей борьбы с нею.

Что же знает наука о боли? Болью мы называем психологическое переживание, которое рождается в мозгу в ответ на приходящие туда сигналы определенного типа. Сигналы эти рождаются в кончиках нейронов, если место, где они находятся, будь то ткани или органы, почему-либо раздражено — механически, термически или химически (например, ушибом, прикосновением к горячему, каким-нибудь хроническим воспалением или повреждением). То, что мы называем «острой болью» (колющей, режущей и т. п.), врачи называют «хорошей болью», ибо она играет упомянутую выше защитную роль — порождающие ее сигналы сообщают мозгу о необходимости принять срочные меры для устранения причин этой боли, и мозг реагирует на них немедленным приказом, посылаемым по моторным нейронам, — отдернуть руку от горячего, перестать напрягать мышцу, которой грозит вот-вот порваться, и т. д. Понятно, что сигналы, порождающие «хорошую боль», должны приходить в мозг быстро, и действительно — они бегут туда по специальным «быстрым» нейронам; эти нейроны окутаны изолирующей миелиновой оболочкой и потому проводят электрохимический сигнал за тысячные доли секунды. Сигналы о последействии (от ушиба, ожога, повреждения какого-либо органа или его воспаления или заболевания) идут в мозг по «медленным» нейронам, не имеющим такой оболочки и потому проводящим сигнал в течение целых секунд. Такие сигналы порождают ощущение «плохой боли» — тупой, тянущей, вяжущей, ноющей и т. д., короче говоря — боли хронической, свидетельствующей о каком-то продолжающемся процессе в организме.

Все «болевые» сигналы приходят сначала в основное тело проводящего их нейрона, то есть в спинной мозг, где они вызывают выделение особых химических веществ — глютамата (в случае «хорошей» боли) или так называемого вещества Р (в случае боли «плохой»). Оба эти вещества представляют собой нейротрансмиттеры, с их помощью «болевой» сигнал достигает головного мозга и поступает там в гипоталамус. И только оттуда он, наконец, посылается в специальный «центр боли», который и порождает боль, как психологическое ощущение. Одновременно гипоталамус посылает сигнал в гипофиз, и гипофиз, отвечая на этот сигнал, начинает спешно производить молекулы особых «антиболевых» гормонов. Химически эти молекулы представляют собой простейшие белки пептиды, состоящие из небольшого (5–30) числа звеньев, так что выработать их — дело несложное и быстрое, но роль этих небольших молекул в борьбе с болью огромна. Выйдя из гипофиза, они мгновенно находят соответствующие им места на нейронах, так называемые «опиоидные рецепторы» (чувствуете знакомое слово «опиум»?!), и, усаживаясь на них, глушат «болевые» сигналы, идущие в мозг по этим нейронам. В результате уровень боли существенно уменьшается.

Существование собственных «антиболевых» веществ в мозгу было обнаружено сравнительно недавно, в 1975 году. Первый по времени открытия тип таких веществ — эндорфины — получил свое название из слияния двух слов: «эндо-генный», то есть производимый самим организмом, и «мо-рфины», то есть подобные морфию; позднее были найдены еще два класса аналогичных веществ — энкефалины и динорфины. Все они действуют как естественный морфий (который, кстати, по сей день остается самым сильным из всех известных болеутоляющих). Они, кстати, подобны морфию или опиуму и в том, что способны вызывать чувство удовольствия, порой доходящее до эйфории. А поскольку производство эндорфинов в мозгу резко усиливается не только при боли, но и при физической нагрузке, то они появляются и во время сексуального акта, способствуя оргазму. Некоторые эксперименты указывают на роль эндорфинов и в «эффекте плацебо».

Молекулы морфия или опиума, попав в организм, тоже садятся на опиодные рецепторы и имитируют действие антиболевых гормонов. При этом морфий настолько сильный анальгетик, что подавляет не только «болевые» сигналы как таковые, но заодно и близкие по характеру сигналы, приходящие от раздраженного воспалением простуженного горла и вызывающие позывы к кашлю. Но конечно, пользоваться морфием как средством от простуды — все равно что стрелять из пушек по воробьям: и дорого, и опасно, потому что морфий, как известно, вызывает привыкание. Поэтому против простуды пользуются куда более слабым кодеином. И раз уж мы заговорили о воспалении, то скажем еще, что его «болевые» сигналы специфичны — они порождаются особыми веществами, образующимися в воспаленной ткани, — простогландинами. Эти вещества делают доброе дело, сигналя мозгу о воспалении, но сигналят они порой так сильно, что их хочется унять, и тогда мозг использует для этого нейротрансмиттер глицин, работающий примерно так же, как эндорфины. Ну, а там, где глицина не хватает, наука придумала аспирин и ему подобные препараты — они подавляют действие ферментов, без которых простагландины просто не образуются.

Как мы уже сказали, у мозга есть два главных пути для защиты организма от боли — во-первых, срочно отдать приказ убрать руку от горячего или прекратить упражнять готовую порваться мышцу, и, во-вторых, послать на опиоидные рецепторы много эндорфинов, чтобы «запереть» нейроны и тем самым прекратить доступ болевых сигналов. Существует, впрочем, и третий путь, всем нам хорошо известный: боль утихает, если больное место поглаживать, греть и т. п. Это странное влияние неболевых сигналов на степень боли объяснила так называемая «теория болевых ворот», предложенная в 1965 году Патриком Уоллом и Роном Мельзаком. Согласно этой теории нейроны, приводящие такие неболевые сигналы в головной мозг, порой кончаются в том же месте, что и нейроны, приносящие сигналы от болевых окончаний: например, сигнал от ушиба приходит туда же, куда приходит сигнал от поглаживания ушибленного места. Сходясь в одном месте, эти два вида нейронов взаимодействуют таким образом, что сигналы неболевых нейронов как бы «закрывают ворота» для прохождения болевых сигналов: поглаживание уменьшает боль.

Главный же путь борьбы с болью — это, конечно, посылка эндорфинов на опиоидные рецепторы. Любой нейрон усеян по всей своей длине тысячами самых разных рецепторов, на которые могут усаживаться молекулы самых разных веществ — гормонов и нейротрансмиттеров. Каждое из этих веществ оказывает на нейрон либо возбуждающее, либо тормозящее воздействие, в зависимости от своей химической природы; все эти усиливающие и подавляющие «микроприказы» суммируются, и результат определяет, будет ли проходить нервный сигнал по данному нейрону и насколько сильным он будет. Многие из этих «микроприказов», как, например, уже знакомые нам эндорфины, посылаются на рецепторы самим мозгом. Но есть и такие «приказы», которые доставляются к нейронам молекулами, производимыми в других участках организма, по инструкции тех или иных генов. Поэтому можно думать, что в механизме боли важную роль играют не только гены эндорфинов, но и некоторые другие гены. И действительно, недавно эта гипотеза получила блестящее подтверждение. Исследования ученых Мичиганского университета под руководством Иона-Кара Зубьеты («Science», февраль 2003), показали, что небольшое изменение («полиморфизм») в одном из генов влечет за собой совершенно разные степени чувствительности к боли.

Зубьета изучал зависимость «болевого порога» от гена под названием СОМТ, по инструкциям которого производится одноименный фермент. Этот фермент существует в двух разных вариантах, в зависимости от типа полиморфизма в гене. Эти варианты отличаются одним-единственным химическим звеном в белковой цепи фермента: звено «валин» (сокращенно «вал») заменено на «метионин» (сокращенно «мет»). Поскольку к человеку гены приходят от обоих родителей, то у него могут оказаться три разных комбинации этих двух вариантов: «вал» — «вал», «вал» — «мет» и «мет» — «мет». Так вот, исследования Зубьеты однозначно показали, что люди с комбинацией «вал» — «вал» меньше всего чувствительны к боли (то есть у них самый высокий болевой порог), люди типа «вал» — «мет» занимают промежуточное положение, а люди типа «мет» — «мет» к боли чувствительнее всего, они ощущают даже самую слабую боль. Причина этого проста. Фермент СОМТ занимается тем, что разлагает такие нейротрансмиттеры, как допамин, норадреналин и др. Благодаря такому разложению освобождаются занятые опиоидные рецепторы, и на них могут усесться молекулы благодетельных эндорфинов, которые снижают уровень боли. Так вот, оказывается, что фермент типа «вал» — «вал» является самым эффективным в смысле освобождения опиоидных рецепторов, а фермент типа «мет» — «мет» — наоборот. И вот эта мелочь — замена одного-единственного звена в цепи фермента, или иначе — замена одного-единственного звена в структуре гена — определяет, какую боль способен терпеть тот или иной человек.

Понятно, что как только стало известно, что степень врожденной чувствительности к боли зависит от небольших изменений в определенном гене (а может, и не в нем одном), неизбежно возник вопрос — а не связана ли врожденная нечувствительность к боли тоже с каким-либо геном или генами? В этом контексте можно сказать, что открытие британских исследователей, руководимых доктором Джеффри Вудсом, с которого мы начали наш рассказ, столь же блестяще подтвердило и это второе предположение. Разница лишь в том, что если степень чувствительности к боли определялась, как мы видели, полиморфизмом в гене СОМТ, то полная болевая нечувствительность оказалась (как мы тоже видели) следствием полиморфизма в ином гене — SCN9A. Этот ген, как уже было сказано, входит в группу генов, которая управляет производством белков, образующих «натриевые ворота» клетки, закрывающие (или открывающие, в зависимости от приказа) крохотную дырочку в стенке нейрона (и любой другой клетки), через которую внутрь могут входить (или наружу могут выходить) ионы натрия. Вместе с ионами калия, кальция, хлора и некоторых других элементов ионы натрия образуют на стенке нейрона электрохимический потенциал, а изменение этого потенциала, бегущее вдоль по нейрону, как раз и есть то, что мы называем нервным сигналом.

Как показали тончайшие исследования, когда молекулы эндорфинов садятся на опиоидные рецепторы нейронов, они прерывают прохождение по нему нервных сигналов как раз с помощью изменения ионного состава внутри тела нейрона. Открывая одни ионные «ворота» и закрывая другие, они меняют набор и концентрацию ионов внутри и снаружи таким образом, что в конце концов потенциал на стенке нейрона становится слишком высоким и прохождение по нему нервного сигнала оказывается невозможным.

Видимо, тот полиморфизм, который наделил шестерых пакистанских детей полной нечувствительностью к боли, меняет что-то в настройке «натриевых ворот» нейронов и тем самым создает в них такое изменение, что они раз и навсегда лишаются способности проводить «болевые» сигналы. Пока еще непонятно, как это достигается без влияния на способность нейронов проводить другие сигналы. Но если дальнейшие исследования приведут к более глубокому пониманию электрохимического механизма полной болевой нечувствительности, то станет возможным надеяться также и на появление в будущем препаратов, которые будут вызывать этот механизм искусственно, — иными словами, на появление совершенно нового типа анальгетиков.

И тогда в истории боли будет сделан еще один важный шаг к полной победе над ней.

Почему у нас разные пальцы?

Странное дело: за последние годы появилось нетривиальное множество научных исследований, посвященных нелепому на первый взгляд вопросу — существует ли связь между различного рода физическими особенностями данного человека, его врожденным риском к тем или иным заболеванием и даже его сексуальными предпочтениями — и длиной пальцев его руки.

Одно из первых таких «нелепых» исследований было проведено в 2000 году группой ученых под руководством нейропсихолога Калифорнийского (сейчас Мичиганского) университета профессора Бридлава. Они произвели измерение длины пальцев у 3000 случайных добровольцев на улицах Сан-Франциско и получили от них (под условием анонимности) сведения о их сексуальной ориентации. Полученные данные показали, что соотношение длин пальцев у женщин, назвавших себя лесбиянками, более близко к среднему такому соотношению у мужчин, чем к среднему у обычных (гетеросексуальных) женщин. Проще говоря, лесбиянки, по данным Бридлава, отличаются «более мужскими» пальцами.

Сложнее оказалась ситуация с мужчинами гомосексуальной ориентации. Здесь Бридлав обнаружил «женственность» пальцев, но только у тех гомосексуалов, которые были в семье младшими братьями (то есть имели одного или более старших братьев). Гомосексуалы, которые были единственными сыновьями, имели обычное для мужчин (и отличное от женщин) соотношение. По Бридлаву, эта разница говорит о том, что в первом случае гомосексуализм возник по причине врожденной «женственности» (о чем говорит соотношение длин пальцев), которая была вдобавок усилена подчиненным положением мальчика в семье (из-за наличия старших братьев); во втором же случае гомосексуализм был, видимо, приобретен под влиянием среды.

Исследование Бридлава было опубликовано в журнале «Nature» — как известно, самом престижном и «разборчивом» научном журнале мира — и вскоре удостоилось звания «первого» в быстро растущем собрании аналогичных работ, которые стали появляться в ведущих биологических и психологическим журналах мира. Однако на самом деле Бридлав не был пионером этого рода исследований. Первым в действительности был нейропсихолог Гленн Вильсон из Королевского колледжа в Лондоне, который еще в 1983 году опубликовал результаты изучения нескольких сот женщин, из которого следовало, что такая не очень «женская» черта характера, как настойчивость, имеет явную корреляцию с соотношением длины пальцев: у особо напористых женщин это соотношение оказалось ближе к «мужскому».

Тут самое время пояснить, о каком, собственно, соотношении идет речь. Во всех вышеописанных исследованиях имеется в виду относительная длина указательного и безымянного пальцев, которые обычно у людей (а также у мышей, обезьян и многих других животных, обладающих пальцами) несколько различны.

Это различие было отмечено еще в XIX веке, но изучено лишь в 1930 году, когда канадский врач Джордж измерил длину соответствующих пальцев у 201 мужчины и 109 женщин. Сегодня уже вошло в учебники, что у мужчин указательный палец составляет в среднем 0,947 от длины безымянного, а у женщин — 0,965, причем это различие почему-то сильнее выражено на правой руке. Эти цифры меняются от этноса к этносу, но явное различие соотношения между мужчинами и женщинами при этом все равно сохраняется. Что же касается связи этого соотношения с различными физическими и психологическими свойствами, то она не ограничивается одними лишь сексуальными наклонностями или вышеупомянутой женской напористостью. Еще в 1998 году группа Маннинга обнаружила, что у мужчин это соотношение коррелирует с уровнем тестостерона в крови и количеством сперматозоидов в сперме (чем меньше указательный палец по отношению к безымянному, то есть чем меньше отношение их длин, тем выше уровень тестостерона и больше количество сперматозоидов). В 2001 году Маннинг показал, что такая же корреляция существует между этим соотношением и риском сердечных заболеваний, а несколько позже та же группа (с участием известного специалиста по аутизму Барона-Коэна) обнаружила эту корреляцию и для детей-аутистов.

Особенно большое количество таких исследований появилось в последние 5–6 лет. Тема стала «модной», и в эту область устремились многие группы, благо что измерять длину пальцев не так уж технически трудно. Да и те характеристики, поиском корреляций с которыми занимаются эти ученые, тоже зачастую не требуют особого труда. Поэтому к концу 2011 года список найденных корреляций вырос до внушительной длины. Кстати, о длине: последней такого рода работой и как раз в 2011 году было исследование южнокорейских ученых, опубликованное в «Азиатском журнале андрологии» и посвященное корреляции длины пениса с соотношением длины пальцев. Исследование было проведено на 144 мужчинах 20 лет и старше, проходивших урологические операции; длина пениса была измерена (с их согласия) одним исследователем (в вялом и возбужденном состоянии), а длина пальцев — независимо другим исследователем, и было найдено, что соотношение пальцев коррелирует только с длиной возбужденного члена, но не вялого. Странно…

Были, однако, проведены и много более серьезные исследования — например, длившееся с 1994 по 2009 год изучение корреляции между соотношением пальцев и риском заболевания раком простаты у мужчин. Проведенное британскими учеными из Варвикского университета и Института раковых исследований, это изучение охватило 1500 больных раком простаты и (для сравнения) 3000 здоровых мужчин и показало четкое наличие такой корреляции. Аналогичный вывод был сделан в отношении бокового амиотрофического склероза (ALC), он же — болезнь Лу Герига, которая стала широко известной благодаря истории Стивена Хокинга. Исследование, проведенное учеными Королевского колледжа в Лондоне на 47 больных и (для сравнения) 63 здоровых людях, и здесь показало, что более короткие указательные пальцы идут в паре с более высоким риском заболевания. Аналогичный результат был получен нейропсихологами при изучении связи длины пальцев с такими чертами личности, как степень агрессивности, лидерские качества и т. п.

С первого взгляда может показаться, что все это — некая псевдонаучная область исследования, этакая разновидность хиромантии. Не может же, в самом деле, длина пальцев оказывать влияние на свойства человека и даже на его податливость тем или иным заболеваниям? Это верно, не может. Как говорят исследователи этих корреляций, разная длина указательного и безымянного пальцев у человека ни на что не влияет — она просто является индикатором величины какого-то скрытого, но вполне реального биологического фактора, и именно этот фактор (а не пальцы) порождает те особенности, которые изучаются. По мнению сторонников этой гипотезы, этим фактором является повышенный уровень тестостерона, однако не в организме самого человека, а в организме его матери. Иными словами, по этой гипотезе перечисленные выше особенности некоторых мужчин и женщин являются следствием того, что они уже в зародышевом состоянии подверглись повышенному воздействию тестостерона.

Поначалу представляется, что эта гипотеза неверна. В самом деле, разве не все наши особенности задаются генами? При чем тут тестостерон? Но попробуем разобраться в аргументации защитников этой гипотезы. Начнем с тестостерона. Тестостерон — это стероидный гормон из группы андрогенных гормонов, основная функция которых у всех позвоночных животных — стимулировать развитие и сохранение главных (первичных и вторичных) половых признаков самца (прежде всего, развитие его половых органов, а затем их активность и т. д.). Андрогенные гормоны действуют на те или иные клетки, когда садятся на специальные молекулы (андрогенные рецепторы), торчащие на поверхности клеточной мембраны. Под влиянием этих гормонов внутри клеток усиливается образование белков, эти клетки быстрее размножаются и их становится больше. Иными словами, ткани, состоящие из этих клеток, быстрее растут. Интересно, однако, что при этом тестостерон оказывает большее влияние на зародышевой стадии развития организма, чем во взрослом состоянии.

Тут, однако, нужно различать. Первичные половые признаки от гормонов не зависят. Они определяются не гормонами, а половыми хромосомами (это две особые молекулы ДНК), которые обозначаются X и Y. Наличие в зародышевой клетке комбинации XX делает ее женской, наличие XY — мужской (ибо ведет в конечном счете к образованию яичек и пениса). Но дальше в развитии плода начинают участвовать различные гормоны (уровень которых, в свою очередь, зависит от генов ДНК, а отчасти — от окружающих условий). В списке таких гормональных факторов андрогенные гормоны играют заметную роль. В частности, они оказывают большое влияние на дифференцировку мозга, которая начинается во второй трети беременности. И если женский зародыш — в силу каких-то гормональных особенностей матери — получит в это время повышенный уровень андрогенов, он будет «маскулинизирован». И напротив, мужской зародыш, получивший низкий уровень тестостерона (или повышенный — эстрогена), будет «феминизирован».

Резкий пример первого типа дает «адреногенитальный синдром», он же «врожденная гиперплазия коры надпочечников» (по-английски congenital adrenal hyperplasia, САН). При этом генетическом нарушении клетки надпочечников производят аномально низкое количество кортизола, что, в свою очередь, приводит к росту производства андрогенов. Это не оказывает влияния на мужской зародыш, который и без того уже мужской, но сильно «маскулинизирует» женский зародыш, вплоть до того, что резко увеличиваются размеры клитора и уменьшается длина влагалища (их коррекция требует специальной операции в детстве). Вырастая, такие девочки обладают многими мужскими психологическими чертами. Синдром андрогенной нечувствительности (когда клетки зародыша нечувствительны к андрогенным гормонам) приводит к психологической «феминизации» мужского зародыша, и такой мальчик, обладая всеми физическими признаками мужчины (начиная с половых), в своем поведении демонстрирует женские предпочтения и черты. Показательно также явление псевдогермафродитизма, когда мальчик рождается по виду девочкой, но в период полового созревания у него неожиданно вырастает пенис и начинается активная выработка тестостерона. Установлено, что это связано не столько с уровнем тестостерона в клетках зародыша, сколько с нарушением цепи его дальнейших превращений.

2. Тайны наших болезней

Простуда вульгарис

Разумеется, такого научного названия нет, но то, что такая болезнь существует, знает каждый. В справочниках она называется «острый риноларингит», сопровождается насморком, чиханием, выделением мукуса (в просторечье — соплей), головной болью, иногда слабостью. Обычно проходит через неделю, а если лечить — то через семь дней, как говорят остряки. Причина состоит в том, что лекарств против простуды нет, есть только вспомогательные средства. Людям кажется, что простуда настолько безопасна, что с ней можно жить, но знающие люди говорят нам, что простуда человечеству обходится в миллиарды долларов ежегодно (в одних Соединенных Штатах — 60 миллиардов), потому что люди не выходят на работу или работают кое-как.

Простуда — состояние нездоровое, неприятное, у астматиков она еще вдобавок вызывает добрую половину их приступов, а у детей и стариков порой даже опасна для жизни, так что лучше бы все-таки иметь от нее надежное лекарство. И вот, кажется, на пути к этому сделан важный шаг. В сообщении ученых Мэрилендского университета говорится, что им удалось расшифровать геномы всех главных разновидностей вируса, вызывающего простуду (риновируса), выявить его слабое звено и сосредоточить на нем внимание фармацевтических фирм. Дальнейшее уже — дело техники (в смысле поиска препарата, способного воздействовать на это слабое звено) и экспериментов (которые должны будут показать, верны были надежды ученых и врачей или хитроумный вирус в очередной раз окажется победителем).

Я говорю о хитроумном вирусе, хотя на самом деле никакого особого хитроумия, да и ума у риновируса (как и у других его собратьев), разумеется, нет. Просто природа запрограммировала его для размножения, убрав все лишнее и оставив лишь то, что нужно для этой цели. Ведь что делает, скажем, риновирус в носу? Он внедряется в клетку, заставляя ее производить материалы, нужные для создания множества новых риновирусов, затем образует обильный мукус, чтобы всем этим новым вирусам было где жить, а под конец вызывает чихание, чтобы капельки мукуса вылетали в воздух и попадали в носоглотки других людей, тем самым расширяя область размножения вируса.

Прежде ученые думали, что простуда вызывается бактериями, но сколько ни искали, бактерий не нашли, а вот вирус, связанный с простудой, у больных действительно обнаружили. И не один. Я лишь для простоты говорю только о риновирусах, но они вызывают 30–50 процентов всех случаев простуды, остальные вызываются аденовирусами, коронавирусами, энтеровирусами, а еще 20–30 процентов — вообще вирусами, науке неизвестными. Ученые с каждым годом обнаруживают все больше риновирусов новых разновидностей, ибо одна из отвратительных особенностей риновирусов — их бешеная изменчивость. Они рождаются прямо на ходу, в многострадальных клетках нашего сопливого и чихающего носа. Кстати, мэрилендские ученые сделали шаг и к объяснению этой энергичной изменчивости, но об этом дальше.

Народная молва связывает простуду с холодом. В 2005 году ученые Кардиффского университета в Великобритании экспериментально, на девяноста добровольцах, проверили, насколько верно мнение, что простуду вызывают промокшие или переохлажденные ноги. И мнение оказалось верным… Кардиффские экспериментаторы высказали мысль, что холод может вызывать сужение сосудов в носу, а это препятствует доступу иммунных клеток в клетки носоглотки, то есть ведет к уменьшению иммунной защиты. Но есть и другое объяснение: холод уменьшает проницаемость клеточных мембран и это мешает доступу защитных комплементарных белков в зараженные ткани. Так что в любом случае полезно на холоде закутывать нос шарфом. Еще одним неприятным — и тоже экспериментально подтвержденным — фактом является связь простуды со стрессом, и тут в ходу такое объяснение: стресс вызывает усиленное выделение кортикостероидных гормонов, а эти гормоны отличаются среди прочего тем, что подавляют иммунную систему.

Однако все сказанное относится только к тому, какие факторы помогают вирусу вторгнуться в носоглотку, — а что он делает там?

Риновирус (сосредоточимся на нем, потому что упомянутая выше работа мэрилендских ученых связана именно с этим видом возбудителя простуды) — это удивительное создание природы. Он так мал, что относится к наномиру, — его диаметр составляет всего 20 нанометров, и нужно уложить рядом 50 тысяч таких вирусов, чтобы получить один миллиметр. А если вы захотите покрыть ими монету — скажем, пятак, — вам понадобятся 1500 миллиардов вирусов! Но, несмотря на свою ничтожную малость, этот вирус имеет структуру. На его оболочке есть белковые молекулы, свернутые так, что образуют углубления специфической формы. Эта форма в точности подходит к выступам белковых молекул на поверхности клеток нашей носоглотки, что позволяет вирусу прикрепляться к клетке, а потом проникать в нее. Точнее, в клетку проникает не сам вирус, а только его геном, состоящий из одной-единственной нуклеиновой молекулы РНК, которая насчитывает примерно семь тысяч химических звеньев. Вот эта-то РНК и несет в себе механизм воспроизводства вируса. Этот механизм заставляет клетку прекратить обычную работу и целиком переключиться на производство тех белков, а также РНК, которые необходимы для построения новых вирусов. Когда новых вирусов образуется очень много, они разрывают клетку, выходят наружу и вселяются в другие клетки, а затем в капли мукуса, чтобы с ними выйти наружу и заражать других людей.

В места скопления этих чужих для организма вирусных частиц в носу спешат иммунные клетки. Они выделяют белки-цитокины, которые вызывают среди прочего ощущение усталости и потерю аппетита. Кроме того, выделяются другие белки и химические вещества для борьбы с вирусами, и вся эта химическая смесь порождает симптомы (насморк, чихание и т. п.), которые мы называем в совокупности простудой. Особенно важную роль в этой смеси играет маленький белок брадикинин — как показали опыты, если ввести его в носоглотку здорового человека, у того появляются все признаки простуды. Последними на сцене появляются антитела — они запоминают врага, чтобы в следующий раз защитить от него клетки нашего носа. Увы, запоминают они только данный вид вируса, а так как риновирусов существует свыше сотни разных видов, то, вылечившись от одной простуды, вы вполне можете тут же подхватить другую. Чем вызвано это коварное многообразие риновирусов и нельзя ли найти универсальную отмычку против всех них сразу? Задав этот вопрос, мы плавно возвращаемся к работе мэрилендских ученых.

Путем длительной и кропотливой работы они сумели расшифровать последовательность всех 7000 химических звеньев в каждой РНК всех 99 разновидностей, которые составляют референтную группу риновирусов (своего рода библиотеку их главных видов). После этого они произвели сравнение всех этих РНК. Это позволило установить места, где чаще всего происходят случайные изменения вирусного генома, а также выявить, как эти мутации накапливались в ходе эволюции вирусов.

Возвращаясь вспять по ступенькам этих мутаций, ученые сумели доказать, что все виды риновирусов произошли от одного общего предка, но постепенно распались на три большие группы (обозначаемые обычно А, В и С), однако их РНК тем не менее все еще сохраняют одну общую особенность — во всех на одном их конце химические звенья образуют участок, свернутый в виде кленового листа. И состав этого участка остается неизменным все время эволюции, — стало быть, он очень важен. И действительно, вглядываясь дальше, исследователи установили, что именно в «кленовом листе» находятся те гены вируса, с помощью которых он, попав в клетку носоглотки, начинает строить нужные ему белки, а затем и новые РНК, служащие для образования новых вирусов. Это побудило их сделать вывод, что «кленовый лист» — слабое звено вирусной РНК, и если удастся найти препараты, способные блокировать работу этого участка, то есть надежда, что вирус не сможет размножаться.

В то же время соседний с «кленовым листом» участок РНК оказался интересным в другом отношении — выяснилось, что именно там легче и чаще всего происходят изменения, превращающие один вид вируса в другой. Причем особенно часто эти изменения у риновирусов происходят в том случае, если в носоглотке встречаются два разных вида — они радостно падают друг другу в объятия и в ходе такой тесной встречи обмениваются кусками этого участка своей РНК (этот обмен называется в науке рекомбинацией). В результате весьма часто рождаются новые разновидности, что и объясняет (по крайней мере, частично) изменчивость риновирусов. И не исключено, что подходящее химическое воздействие на этот участок вирусной РНК сумеет блокировать это свойство…

Не повезло с названием…

Если вы подключитесь к дренажной трубе по имени Гугл и попросите ее выдать вам все, что связано со словами «Аспен-синдром», то из русского отвода трубы на вас первым долгом хлынет мутный поток всевозможного мусора, вроде «синдром откладывания на потом», «синдром Гулливера», «синдром обструктивного апноэ» и тому подобное. Я иной раз удивляюсь — кто там на русском Гугле ухитряется так изобретательно собирать именно то, что имеет самое далекое отношение к запрашиваемому? Впрочем, когда поток мусора несколько схлынет, появятся и более содержательные ссылки — например, на статьи о веселом времяпрепровождении богатеньких русских на американском лыжном курорте под названием Аспен, а также о тракторной фирме под этим же названием. Но «Аспен-синдрома» вы так и не дождетесь.

Несколько лучше будет ситуация на английском отводе поисковой трубы. Там сразу же, как и нужно, появятся словосочетания, действительно включающие слово «синдром», но в огромном большинстве это будет иной синдром — синдром Асперберга (так называется одна из комбинаций признаков аутизма). Появится, впрочем, и сам «Аспен», но увы — либо как аббревиатура английских слов, означающих что-то вроде «Информационного центра», посвященного все тому же «синдрому Асперберга», либо как название все того же модного лыжного курорта (он же место различных научных конференций). Синдрому Аспена явно не повезло с названием — его затерли между модным курортом и тяжелой болезнью. И, только тщательно поискав, вы увидите наконец ссылку, которая приведет вас к статье Дж. Зигеля и его коллег, опубликованной в 1993 году в «Урологическом журнале» («Journal of Urology»), где была впервые описана малоприятная совокупность болезненных признаков, названная авторами «Аспен-синдромом».

Строго говоря, «аспен» тут — тоже аббревиатура, и расшифровать ее по-русски трудновато, так как почти каждое слово требует отдельного объяснения. Но все же попробуем. Речь идет о подмеченной Зигелем связи, или ассоциации (отсюда начальное «а» в слове «аспен»), серповидно-клеточной (отсюда «с») анемии, сопровождаемой так называемым «приапизмом» («п»), с определенными нейрологическими нарушениями («н»), которые появляются, когда упомянутый приапизм лечат методом трансфузии (то есть переливания крови). Во всем этом наборе терминов самые знакомые, пусть и понаслышке, слова (после «переливания крови», конечно) — это «серповидно-клеточная анемия», вот за нее и ухватимся, чтобы потянуть цепочку.

Начнем с известного. Наша кровь содержит красные кровяные тельца, или эритроциты, содержащие молекулы гемоглобина, в состав которых входят атомы кислорода, прицепившиеся к сидящему в центре молекулы гемоглобина иону железа. Эритроциты подхватывают этот кислород в легких и разносят затем по всему организму. Этот процесс составляет одну из основ жизни: ей нужен кислород; недостаточно кислорода — нет жизни. И вот при серповидно-клеточной анемии кислорода в клетки поступает недостаточно. А причиной этого является особая форма эритроцитов.

Обычно здоровый эритроцит имеет приятную округлую форму. Однако у некоторых людей (особенно в тропической Африке) один из генов, отвечающих за образование гемоглобина, испорчен мутацией. Это крохотная мутация: изменение одного-единственного химического звена в структуре гена, — но она влечет за собой замену одной аминокислоты в молекуле гемоглобина на другую. Казалось бы — какой вред может принести замена одной аминокислоты, если их в гемоглобине 574. А вот оказывается, что порой даже такое вроде бы ничтожное изменение может внести тяжелый разлад в нашу тончайше отлаженную биологическую машину. Замененная аминокислота в гемоглобине была гидрофильной, а вставшая на ее место — гидрофобна, а поскольку «гидрофобность» означает, что она не любит соседствовать с водой, то новая аминокислота, в силу этой нелюбви, старается, в отличие от прежней, потеснее окружить свою молекулу гемоглобина другими гемоглобиновыми молекулами. Для этого она связывает их друг с другом, чтобы они вытеснили воду из ее окружения. А такое слипание («полимеризация») молекул гемоглобина меняет форму эритроцитов: из округлых они становятся удлиненными, больше похожими на палочку или на серп — отсюда и слово «серповидная» в названии болезни.

Сама болезнь вызывается тем, что эритроциты, внутри которых гемоглобин полимеризован, теряют обычную пластичность, становятся жесткими и не могут, как прежде, легко менять форму, чтобы протиснуться в тончайшие капилляры. Возникает ишемия, то есть недостаточность кровоснабжения. К тому же и сами испорченные эритроциты тоже живут много меньше нормальных, что опять-таки не способствует здоровью. В целом такая порча гена, если она унаследована и от папы, и от мамы, влечет за собой раннюю смерть, но, даже если порча унаследована только от одного родителя, она сокращает срок жизни человека до 42–46 лет. Но почему она вообще наследуется? Ведь эволюция не жалует людей с испорченными генами — их быстро вытесняют со сцены жизни люди здоровые, которые производят больше здорового потомства. Оказалось, однако, что зловредная мутация сохранилась, потому что, наделяя людей одной тяжелой болезнью — серповидно-клеточной анемией, — она одновременно защищает их от другой, еще более губительной — от малярии, особенно свирепой в тех местах Африки, где эта мутация возникла.

Вот, стало быть, что такое «с» в названии Аспен-синдрома, но я понимаю, что самые внимательные среди нас давно уже и нетерпеливо ждут, когда мы объясним второе, мучительно знакомое им, но никак не вспоминаемое по смыслу слово, которое выше сопровождало теперь уже понятную нам «серповидно-клеточную анемию», — тот «приапизм», при лечении которого методами «трансфузии» возникают, согласно Зигелю и его коллегам, обнаруженные ими «нейрологические нарушения». Что ж, перейдем к приапизму, раз уж мы ради него растревожили весь Гугл своими запросами. «Приапизм» — это, понятно, от слова «Приап», а уж это слово русский Гугл знает. Ибо Приап — это древнегреческий бог плодородия, рожденный то ли Афродитой, то ли Дионой, то ли от Адониса, то ли от Диониса, то ли от Гермеса, то ли от Сатира и тотчас брошенный мамашей по причине своего «безобразия», как стыдливо сообщает русская Википедия, не менее стыдливо объясняющая затем, что оное безобразие состояло в «чрезмерно развитых» (как и положено, надо думать, такому богу) половых органах. Проще говоря, Приап отличался таким огромным членом, что однажды, как рассказывают древние греки о своих богах и героях, победил в соответствующем соревновании даже личного осла бога Диониса.

Все это, разумеется, весьма любопытно, хотя не очень-то необычно, если учесть общий фон выдающегося разгула сексуальности среди древних греков вообще и в их мифологии в частности. Но для нас в контексте нашей темы куда более интересно, что Приап, как правило, изображался и изображается с неизменно стоящим, к тому же сильно загнутым к животу членом. Из этого можно заключить, что этот бог, видимо, страдал той болезнью, которая позже была названа его именем, ибо приапизм, который врачи разделяют на ишемический и неишемический, в любом случае состоит в затяжной эрекции, вызванной тем, что кровь, заполнившая пещеристые тела полового члена, по каким-то причинам не оттекает оттуда, а повышенное давление в них распределено так, что вдобавок задирает этот напряженный орган кверху. Читательниц прошу нервно не хихикать, потому что науке известен также приапизм клиторальный. Хотя виагра таким мужчинам действительно не нужна и они могут на ней изрядно сэкономить, но завидовать тут нечему, потому что такое состояние длительной эрекции не только мучительно болезненно, но и опасно — застой крови может привести в лучшем случае к импотенции, в худшем — к гангрене. Запишите в ваши книжечки, господа: если эрекция продолжается больше четырех часов, необходимо врачебное вмешательство. Это было известно еще в Древнем Египте, о чем свидетельствует так называемый «папирус Эберса» с указанием средств лечения. В Европе первое упоминание о приапизме появилось в 1616 году в трактате «Гонорея, сатиризм и приапизм», и его почти триста лет лечили пиявками. А в начале XX века отец и сын Хинман показали, что он вызывается сочетанием застоя венозной крови с ее повышенной вязкостью.

Впрочем, сегодня известно, что существует и другой вид приапизма, вызванный не столько нарушениями оттока венозной крови, сколько избыточным притоком артериальной, но это не отменяет того факта, что приапизм первого типа появляется прежде всего как одно из следствий серповидно-клеточной анемии. В перечне болезней, вызывающих этот вид приапизма, она стоит на первом месте и именно потому, что кровь, содержащая серповидные эритроциты, становится повышенно вязкой. Так что Зигель и его коллеги не случайно писали о «приапизме, сопряженном с серповидно-клеточной анемией». Так что грамотные врачи, оказывается, давно знают, что такая анемия, как правило, сопряжена с приапизмом, и мой энтузиазм оправдывает лишь то, что я пишу не для врачей. И еще одно знал долгое время каждый грамотный врач: если в случае других вариантов приапизма рекомендуются разного рода лекарства (и, как крайнее средство, хирургическое вмешательство), то в случае, так сказать, «серповидно-клеточного приапизма» издавна рекомендуется прежде всего попробовать трансфузию. И вот именно последствия этой рекомендации как раз изучали Зигель и его коллеги.

Так что оставим теперь в покое Приапа в его пикантном положении, он бог, ему неспешно, и вернемся к Аспен-синдрому. Ибо этот синдром, обнаруженный Зигелем и его коллегами, состоял, напомню, как раз в том, что лечение ишемического приапизма методом трансфузии влечет за собой весьма неприятные нейрологические последствия. Они начинаются с мучительной головной боли, а продолжаются снижением чувствительности и судорогами, которые сами по себе требуют врачебного вмешательства. По мнению авторов, эти явления, возможно, объясняются резким повышением уровня гемоглобина при переливании крови больному, мозг которого, в силу «серповидно-клеточной анемии», уже привык к постоянному недостатку гемоглобина.

Открытие Аспен-синдрома, при всей его частности, имело важные для больных медицинские последствия. Оно побудило других исследователей более критично отнестись к давней рекомендации, и в результате сегодня в последнем по времени обзоре методов лечения приапизма, опубликованном в 2006 году, можно уже увидеть специальную оговорку (со ссылкой именно на статью Зигеля и его коллег), что в случае «серповидно-клеточного приапизма» к трансфузии нужно прибегать не в первую, а, напротив, в последнюю очередь, после испробования всех других методов — именно из-за возможных при этом нейрологических нарушений (то есть Аспен-синдрома). А по следам этой настороженности возникло решение внимательней приглядеться к трансфузии вообще.

Результатом этого стал обзор, опубликованный спустя некоторое время в Канаде. Авторы обзора проанализировали все имевшиеся на то время сообщения о лечении приапизма, сочетающегося с серповидно-клеточной анемией. В 16 из 42 изученных случаев для лечения применялись современные методы: отсасывание крови из вен в сочетании с капельным введением сосудосужающего вещества фенилефрина. Эти методы полностью устраняли последствия затяжной эрекции в среднем за 8 дней. В 26 других случаях лечение проводилось методом трансфузии, и тот же результат был достигнут в среднем за 10,8 дня, причем в 9 случаях из 26 был замечен Аспен-синдром. Вывод обзора был выразительно сформулирован уже в его заглавии, которое гласило: «Миф о переливании крови как якобы самом эффективном средстве лечения приапизма, связанного с серповидно-клеточной анемией».

Вот так движется порой наука: новое открытие подталкивает в конечном счете к пересмотру давней догмы. Оказалось, что в случае серповидно-клеточной анемии приапизм следует лечить новыми методами, а трансфузия попросту не эффективна. К счастью, за прошедшие годы эти другие методы уже найдены. Поучительная история, ничего не скажешь.

Вирус гриппа и его помощник

Снова пришла зима, и снова пришел грипп. На сей раз не птичий, а для разнообразия свиной. Что это за напасть такая — почему грипп, вроде бы предназначенный для кур или свиней, способен вторгаться в дыхательные пути человека? Что говорит по этому поводу наука?

Наука по этому поводу говорит, что вторжение вируса гриппа в наш организм представляет собой совершенно замечательный по изяществу и тонкости процесс своеобразного молекулярного танца, исполняемого, как и положено танцу, двумя партнерами — некой молекулой, находящейся на поверхности клетки, и некой другой молекулой, находящейся на поверхности вируса гриппа. И далее наука говорит, что именно изысканно-согласованные пируэты этих двух молекул как раз и открывают разным вирусам путь в наши дыхательные пути. Присмотримся же и мы к этой «научной картине гриппа» — авось тогда и для нас кое-какие загадки гриппа перестанут быть загадками.

Прежде всего — что знает наука об этих танцевальных партнерах? Начнем с вируса. Всякий вирус, говорят ученые, состоит из генетической молекулы и оболочки, в которой эта молекула упакована. У вируса гриппа эта генетическая молекула принадлежит к классу РНК, которая имеет некоторые химические отличия от всем известной ДНК, и, в частности, состоит из одной длинной цепи, а не из двух, как ДНК. Однако у вируса гриппа (как, впрочем, и у многих других вирусов) эта РНК «сегментирована», то есть ее длинная цепь разбита на несколько отдельных кусков. Это позволяет вирусу очень быстро эволюционировать. Действительно, если два разных вида такого вируса встретятся в одном месте, то каждый сможет передать часть сегментов своей РНК другому. Благодаря такой «пересортировке» (или «виральному сексу», как ее иногда называют) потомство этих двух вирусов получит новые гены, а с ними — новые свойства. Но для этого они должны прежде всего произвести такое потомство. А вирус, как известно, — не живое существо: у него нет тех органелл, с помощью которых живет и размножается всякая обычная клетка. Поэтому вирусу для размножения нужно пробраться в обычную клетку — там он сможет воспользоваться всеми ее органеллами.

Как же он туда пробирается? С этого вопроса мы начали и к нему вернулись. Как уже сказано выше, ученые обнаружили, что проникнуть в клетку вирусу помогают специальные молекулы, торчащие на его оболочке. Увеличенный под электронным микроскопом, вирус выглядит как шарик, утыканный «гвоздиками» и «грибками». Они торчат в жировой оболочке вируса таким образом, что основная их часть находится снаружи, а «хвосты» входят внутрь оболочки. «Гвоздики» — это молекулы особого сахаро-белка, который называется хем-агглютинин, или сокращенно Н (не русское «эн», а английское «эйч»!). Такое название молекула Н получила за свою способность «агглютинировать», то есть склеивать друг с другом красные кровяные тельца-эритроциты, несущие в себе железистые «хем-группы» гемоглобина. Изучая вирусы гриппа класса А (самого вирулентного из трех классов гриппозных вирусов), исследователи обнаружили (на момент написания этого текста) 16 разных видов молекул Н, в основном — из вирусов диких птиц (например, вид Н16 был открыт в 2006 году на оболочке вируса гриппа диких гусей, обитающих в Швеции и Норвегии).

Второй тип молекул, торчащих на оболочке вируса, то, что мы назвали «грибочки», — это нейраминидаза (сокращенно N). Это тоже соединение одного из видов сахара с одним из видов белков: длинная цепочка сахара играет роль ножки, а белковая цепочка свернута в плоскую «шапочку» гриба, над которой поднимаются еще несколько сахарных цепочек. В вирусах разных птиц и животных найдено девять разных видов нейраминидазы, от N1 до N9. Подобно хем-агглютинину нейраминидаза тоже образуется по инструкциям вирусной РНК. В целом эта РНК у вируса гриппа содержит 11 разных генов: один — для Н, один для N, а девять остальных — для девяти видов белков, находящихся вместе с РНК внутри вирусной оболочки (они помогают вирусу в деле его размножения и образования потомства внутри клетки-хозяина). В вирусах гриппа А эти 11 генов разбросаны по восьми сегментам. И поскольку эти сегменты в процессе размножения, как мы уже знаем, проходят «пересортировку», то гены разных Н и разных N на оболочке вируса-потомка могут соединяться в самых разных комбинациях. И это крайне важно для существования вирусов.

Это крайне важно потому, что в отличие от упомянутых девяти белков, которые помогают вирусу внутри клетки, молекулы Н и N помогают ему снаружи — в тот момент, когда вирусу нужно проникнуть в клетку, и потом, когда его потомкам нужно выйти из нее. А для проникновения в клетку и выхода из нее вирус как раз и пользуется той или иной комбинацией этих двух молекул, как мы — кодом домофона. Например, вирус, преимущественно атакующий клетки свиньи, несет на своей оболочке «код» H1N1, а вирус, особенно охотно вторгающийся в клетки птицы, — H5N1. Поэтому в организме свиньи, заболевшей гриппом, исследователи, как правило, обнаруживают вирус типа H1N1, а в организме курицы — H5N1. И соответственно называют их вирусом «птичьего» или вирусом «свиного» гриппа. Но такая избирательность не абсолютна. Вирусы, несущие на себе другие коды, тоже зачастую могут проникать в эти клетки. И, встречаясь там друг с другом, могут, как описано выше, обмениваться сегментами своих РНК, что приводит к появлению новых видов гриппозных вирусов (это особенно часто происходит в клетках свиней, которые в этом смысле являются своеобразными «плавильными котлами» природы).

Справедливо это и для людей: в клетки дыхательного тракта человека могут проникать не только вирусы гриппа, специализирующиеся на ежесезонном вторжении в них, но и такие вирусы, которые несут на себе H-N «коды» птиц или животных. Вот, для иллюстрации, список «кодов», обнаруженных в гриппозных вирусах во время последних эпидемий или вспышек гриппа у людей: H1N1 (знаменитая «испанка» 1918 года — 500 миллионов заболевших, 50 миллионов погибших, а также эпидемия свиного гриппа 2009 года); H2N2 (эпидемия «азиатского» гриппа 1957 года — 1 миллион погибших), H3N2 («гонконгский» грипп 1968 года — 500 тысяч погибших, а также вспышка 2007 года); H5N1 («птичий» грипп 2004 года), а кроме того, H7N7, H1N2, H9N2, H7N2, H7N3 и H10N7.

Мы, однако, все еще не ответили на вопрос, что именно делает возможным такое проникновение в наши клетки всех этих «инородных» вирусов. Как показали исследования, всем этим вирусам «открывает дверь» некий единый «тайный помощник». Он находится на поверхности клеток дыхательных путей и является тем вторым партнером упомянутого выше «молекулярного танца», который завершается проникновением вируса в клетку. Но он имеет не одну, а две ипостаси и потому способен помогать разным вирусам, не только «нашим» человеческим, но и «инородным». Помощник этот называется «сиаловая кислота».

Последуем за вирусом внутрь нашего дыхательного тракта. Всякий вирус, попадая внутрь организма, «видит» перед собой множество самых разных клеток. В этом «лесу» он должен найти нужные ему «деревья» — те клетки, в которых он способен размножаться (вирусы, как правило, специализируются не только на организмах определенного вида, но и на тканях определенного типа). Это нелегко, потому что каждая из окружающих вирус клеток покрыта, как шубой, густой порослью защитных молекул сахаро-белков и сахаро-жиров. Жиры образуют оболочку клетки, белки заякорены в ней, а из тех и других торчат вверх, как ворсинки, длинные цепочки сахарных молекул. Вся эта «шуба» называется «гликокаликс». Она не только защищает клетку — она еще и помогает ей соединяться с соседними клетками, образуя ткань, она позволяет этим клеткам общаться друг с другом, а также с иммунными клетками, и, наконец, она наделяет организм способностью отличать свои клетки от инородных «интервентов» вроде того же вируса — поскольку все клетки одного организма имеют уникальный гликокаликс (только у идентичных близнецов он одинаков), то на этом фоне «чужак» немедленно заметен. Так что наш вирус должен поторопиться и побыстрее проникнуть в какую-нибудь клетку, в противном случае против него будут вскоре «приняты меры» — брошены в атаку клетки иммунной системы.

Но как же найти подходящее укрытие?

Вот тут-то на сцене и появляется «тайный помощник». Как выяснили ученые, над «шубой» подходящих вирусу клеток всегда вьется некий опознавательный вымпел, как бы сигнализируя ему: «Сюда!» Этим «вымпелом» является кончик одной специфической сахарной цепочки, входящей в состав гликокаликса. Дело в том, что все сахарные цепочки несут на верхнем конце некие группы атомов, которые химически являются кислотами. На разных клетках эти кончики разные. На тех клетках, в которых только и способен размножаться вирус гриппа, есть сахарные цепочки, так называемые «галактозы», которые кончаются упомянутой выше сиаловой кислотой. Вот она-то и сигнализирует вирусу, в какие клетки он должен проникнуть. Но этим ее роль не исчерпывается. Вслед за этим сиаловая кислота еще и помогает вирусу проникнуть в указанные клетки. Тут-то и начинается их «танго для двоих».

Первое «па» этого танца состоит в том, что молекула Н на оболочке вируса сближается с сиаловой кислотой. Это служит химическим сигналом, в ответ на который клетка в месте соприкосновения образует углубление, этакую полусферу, охватывающую вирус. Следующий пируэт «танца» начинается с того, что в образовавшееся углубление входят из клетки ионы водорода. «Почуяв» их, молекула Н преобразуется: ее белковая часть сворачивается, как пружина, и тем самым подтягивает вирус вплотную к мембране клетки, а затем «склеивает» оболочку вируса с этой мембраной. Следующее «па»: углубление, в котором все это происходит, закрывается снаружи, образуя полную сферу — этакий микроскопический пузырек, внутри которого находится вирус. На последнем этапе ионы водорода входят внутрь вируса и вызывают химическую реакцию, в результате которой вирусная РНК вместе со своими белками освобождается от оболочки, после чего один из белков перерезает «пуповину» — молекулу Н, которая держала оболочку приклеенной к мембране клетки. Оболочка отпадает, и внутри пузырька остается только вирусная РНК с ее белками. Затем пузырек втягивается в клетку, и вирус начинает там свое размножение.

Танец закончен, болезнь началась. Теперь вирус начнет размножаться, и его потомки, выходя из клетки, разрушат ее, а потом вторгнутся в другие такие же клетки и, в свою очередь, разрушат и их тоже. Остается лишь добавить, что при выходе вирусов-потомков из клетки примерно тот же процесс повторится в обратном порядке: новые вирусы выйдут наружу внутри пузырьков, приклеенных к клеточной мембране цепочками тех же галактоз с присоединенными к ним сиаловыми кончиками, с которыми раньше вступала в «танец» молекула Н. Но теперь в танец с ними вступит молекула N, нейраминидаза, причем в «танец» обратный — она разорвет связь сиаловых кислот с новорожденными вирусами и тем самым отделит эти вирусы от клеточной мембраны, что даст им возможность устремиться на поиски новых клеток для своего размножения.

А теперь разъясним, что это за две ипостаси сиаловой кислоты, о которых мы упомянули выше. Как уже говорилось, сиаловая кислота вьется, как вымпел, на конце молекулы галактозы, и вот исследования показали, что она способна прикрепляться к этой галактозе двумя способами, которые химики условно обозначают «альфа 2–3» и «альфа 2–6». И те же исследования показали, что с каждым из этих «посадочных мест» — они называются «рецепторы» — связывается свой вид вирусов: рецептор «альфа 2–3» имеет вид, который соответствует молекулам хем-агглютинина и нейраминидазы на оболочке вируса птичьего гриппа (H5N1), тогда как рецептор «альфа 2–6» соответствует вирусу человеческого гриппа (H1N1). А поскольку к клетках дыхательного тракта человека представлены и те, и другие «альфы», то становится понятно, почему вирус птичьего гриппа может заражать не только птиц, но и людей. Во всем виновата сиаловая кислота с двумя ее вариантами соединения с галактозой.

Однако загадки нашего гриппа на этом не кончаются. Хотя оба вируса проникают в организм одним и тем же путем, с помощью сиаловой кислоты, но тяжесть заболеваний при этом оказывается разной: птичий грипп более суров и вызывает больше смертных случаев. В чем же дело? В 2006 году эту загадку атаковали сразу две группы исследователей, и в результате выяснилось, что рецепторы «альфа 2–3» и «альфа 2–6» находятся в разных местах дыхательного тракта. «Вымпел» «альфа 2–6» развевается преимущественно над клетками носоглотки и бронхов; глубже, в самих легких, таких клеток становится все меньше (хотя они есть и там). Напротив, «вымпелов» «альфа 2–3», приманивающих вирус птичьего гриппа, особенно много именно внутри легких, в тех альвеолярных клетках, где, собственно, и происходит газообмен. Эти клетки секретируют особый белок, который не дает легким «спадать», и возможно, что этот же белок помогает вирусу размножаться. А поскольку эти клетки находятся в основном внутри легких, то последствия их разрушения вирусом оказываются более тяжелыми. Как бы то ни было, но при вскрытии умерших от гриппа больных вирусы птичьего гриппа обнаруживаются именно в разрушенных альвеолярных клетках.

Любопытно, что у самих птиц рецептор «альфа 2–3» находится в основном на клетках кишечника — и не случайно грипп у птиц чаще всего протекает как кишечное заболевание. И это, кстати (или некстати?) сразу напоминает нам о вирусе свиного гриппа, с которого мы начали эту заметку, — а что с ним? Каковы его особенности? И почему он тоже проникает в клетки нашего дыхательного тракта?

Вирус свиного гриппа был впервые выделен еще в 1930 году. Позже было показано, что он одинаков во всех случаях свиного гриппа по всему земному шару. Он повсюду вызывает заболевание, симптомы которого очень похожи на человеческий грипп: чихание, выделения из носа, «лающий» кашель, повышенная температура, вялость и пониженный аппетит (кстати, у собак и лошадей симптомы гриппа такие же, хотя «коды» их вирусов несколько иные, тогда как так называемый «кошачий грипп» вообще не связан с вирусом гриппа). Тогда же, в 1930 году, было обнаружено, что люди, часто контактирующие со свиньями, иногда заражаются вирусом свиного группа. И наоборот — больные люди могут заразить свиней вирусом человеческого гриппа (человеческий H1N1 или H2N3).

Однако такие случаи оставались локальными вплоть до 2009 года, когда в Мексике появилась новая разновидность вируса свиного гриппа. Хотя кодом этого вируса был уже известный человеку H1N1, но его РНК, как показали исследования, содержала один сегмент, пришедший от РНК вируса человека, два сегмента — пришедших от РНК птичьего вируса и целых пять — от РНК собственно свиного вируса H1N1 (человеческий и свиной H1N1 имеют небольшие различия в белковой части молекулы Н). Это был типичный продукт того обмена сегментами РНК, о котором мы уже говорили: три РНК оказались одновременно в одной и той же клетке и по-новому пересортировали свои сегменты. И это наверняка произошло внутри клетки дыхательного тракта свиньи, ибо, как показало дальнейшее изучение, такая клетка может иметь как рецептор «альфа 2–6», так и рецептор «альфа 2–3», то есть в них могут проникать и человеческие, и птичьи вирусы (у птиц почти нет клеток с рецепторами «альфа 2–6», так что в их клетках такой «виральный секс», или по-научному «антигенный сдвиг», произойти не мог).

Вот так мексиканская свинья случайно оказалась тем «плавильным котлом», в котором путем пересортировки трех вирусных РНК сформировался новый вирус, вызвавший затем пандемию 2009 года. Для нас он просто «вирус свиного гриппа», а его точное научное название: «Новый H1N1 вирус класса А свиного гриппа». Благодаря наличию в его РНК сразу трех видов генетических сегментов он способен соединяться и с рецепторами «альфа 2–6», и с рецепторами «альфа 2–3», что делает вызываемый им грипп много опаснее, чем человеческий или птичий грипп по отдельности.

Схватка титанов

«Синдром хронической усталости» и без того спорное понятие, а в недавнее время он к тому же стал предметом титанического сражения двух научных групп, одна из которых — со ссылкой на многомесячные исследования — упорно утверждает, что обнаружила причину этой болезни, а другая — со ссылкой на многомесячные исследования — столь же упорно утверждает, что ничего подобного обнаружить не удалось. Решать научные споры мы, разумеется, не беремся, но попытаться понять, в чем они состоят, наверняка полезно и даже интересно, потому что на хроническую усталость не жалуется разве что очень ленивый человек, хотя и он иногда, плетясь за модой, тоже жалуется.

Прежде всего синдром хронической усталости (будем впредь именовать его сокращенно СХУ) — это не просто усталость, а целая совокупность признаков, среди которых усталость занимает видное, но далеко не самое почетное место. В том букете признаков, который врачи определяют как СХУ, цветут еще боль во всех мышцах и суставах, расстройства памяти и мышления, хроническое, зачастую тяжелое умственное и физическое истощение, а также, как пишут справочники, «другие характерные признаки, которые внезапно появляются у прежде умственно и физически здорового человека». Нужно еще при этом, чтобы все эти признаки устойчиво держались на протяжении многих месяцев без всякой видимой причины (впрочем, иногда — после вирусной инфекции). А если еще к этому прибавляются жалобы пациента на мышечную слабость, депрессию, головокружения при переходах из сидячего положения в стоячее, проблемы с сердцем или с дыханием или «другие характерные признаки…» — врач тут же безошибочно определяет, что перед ним не зловредный симулянт, а человек, реально страдающий СХУ.

Если читатель заметил несколько насмешливый тон приведенного выше описания, то он заметил правильно. Трудно всерьез отнестись к болезни, о которой нет согласия даже в медицинских справочниках. Например, по номенклатуре Фукуды 1988 года для диагностирования СХУ достаточно было одновременного присутствия от шести до восьми из перечисленных выше признаков; по той же номенклатуре 1994 года достаточно четырех и более; канадская «Рабочая номенклатура» 2003 года удовлетворяется двумя, но лишь в том случае, если это признаки иммунологического или эндокринного характера, а так называемый «Оксфордский критерий» согласен даже на один, но чтобы он имел характер ментального истощения, и тогда состояние больного квалифицируется как форма психического расстройства. Даже название этой поразительной болезни — и то оспаривается. Многие пациенты, их адвокаты и даже медицинские эксперты заявляют, что в словах «хроническая усталость» содержится скрытый намек на тривиальную усталость и они не передают всей серьезности состояния больного, а тем самым ставят под сомнение, что он вообще чем бы то ни было болен (не случайно американские комики прозвали эту болезнь «яппи-гриппом»). Однако, несмотря на спорность, казалось бы, всего, что связано с СХУ, включая, как мы видим, само его название, этой болезнью страдают сегодня четыре на каждую тысячу жителей США и Великобритании — преимущественно после 40–50 лет, а не в детстве, почему-то преимущественно женщины, а не мужчины, а также почему-то преимущественно черные, а не белые — и полностью выздоравливают всего 5–10 процентов.

Как бы то ни было, СХУ при всей туманности ее определения болезнь вполне серьезная. Она чаще всего обрушивается на людей внезапно (первые случаи ее появления произошли в двух крупных американских больницах и затронули такое большое число врачей и медсестер, что сомневаться в реальности болезни было невозможно); она не выявляется никакими клиническими исследованиями, потому что для нее нет специфических тестов (и, кстати, нет никаких специфических лекарств, кроме психо- и физиотерапии); она довольно скоро переходит в острую фазу, и тогда почти в 80 процентах случаев больные вынуждены частично или даже полностью уйти с работы, — и при всем этом не известно, чем эта болезнь вызывается. Единственное утешение для больных (кроме обезболивающих) состоит в том, что, судя по данным продолжавшегося четырнадцать лет и опубликованного в 2006 году исследования, их страдания не смертельны. Однако спорный характер болезни, тот факт, что сами врачи, как показали опросы, на четверть не признают ее реальность, а в половине случаев сомневаются в собственном диагнозе, — все это, конечно, влияет на состояние больного, на степень его доверия к врачу и к методам лечения, а также на оценки страховых компаний.

Возможно, все было бы проще и оптимистичней, если бы была точно известна причина болезни и ее природа. Но и в этом вопросе бушуют давние споры. Главный из них идет между теми, кто считает СХУ следствием каких-то скрытых органических причин (например, иммунологических, эндокринных, метаболических или сердечно-сосудистых нарушений) либо же заболеванием нервной системы (в последнем случае его часто отождествляют с миалгическим, или мышечным, энцефаломиелитом, он же ME), и теми, кто видит в СХУ либо форму психологического расстройства (таковой эту болезнь признала и Всемирная организация здравоохранения), либо разновидность психической болезни (например, неврастении, как полагает ведущий британский эксперт в этой области Вессли), а то и просто психосоциальное явление типа массовой истерии, усиленно подогреваемой также средствами массовой информации (как это утверждает Элен Шоуалтер в своей недавней (2007) книге «Истории: истерические эпидемии и массовая культура»).

Спор этот такой затяжной, что некоторые остряки даже называют его «израильско-палестинским конфликтом современной медицины», предсказывая ему такой же нескорый конец. Особый накал все эти споры приобретают еще и потому, что в дело, увы, замешаны деньги, ибо страховым компаниям крайне выгодно, чтобы болезнь считалась психологической, потому что тогда выплаты больным идут по низшей ставке. В результате некоторые эксперты проталкивают «психологическое определение» по вполне корыстным причинам. Так, когда в Великобритании правительственный Департамент труда и пенсий определил СХУ как психологическое заболевание, созванная в результате жалоб в 2006 году специальная комиссия, изучив историю этого решения, тотчас обнаружила, что многие медицинские эксперты департамента одновременно состояли консультантами страховых компаний.

И вот недавно в этот костер, пылающий чисто научными и не совсем чисто научными страстями, была подброшена новая охапка хвороста. И какая! Как сообщил в октябре 2009 года журнал «Science», группа американских исследователей во главе с Джуди Микович после многих месяцев стараний обнаружила наконец столь многие годы искомую причину синдрома хронической усталости. Ею оказалась выявленная еще в 2006 году инфекционная частица с замысловатым названием «ксенотропный вирус, вирусно связанный с мышиной лейкемией», или, в английском сокращении, XMRV. «Ксенотропный» в этом названии означает, что данный вирус может быть безвредным для организмов «своего» вида — например, мышей, и болезнетворным для организмов «чужого» вида — например, людей, и действительно, группа Джуди Микович обнаружила его у 68 пациентов из 101 с синдромом хронической усталости и лишь у 4 процентов здоровых людей в контрольной группе. Вздох радостного облегчения, исторгнутый этим сообщением из грудей миллионов страдальцев одновременно, был, я думаю, силой с небольшой ураган. А пока они радостно вздыхали, и плакали, и изо всех сил поздравляли друг друга (насколько у хронически усталых людей хватало сил), другие люди, куда менее усталые, вскоре начали предлагать всем желающим, кто подозревает в себе болезнь, скоростные «коммерческие» тесты на этот «ксенотропно связанный вирус» — разумеется, за небольшие, ну прямо символические деньги, каких-нибудь пару тысяч долларов за штуку (вируса, я имею в виду). Впрочем, другие люди, несколько более близкие к чистой науке, немедленно засучили рукава и стали искать лекарства против того же вируса, но увы — нашли только, что его размножение в человеческих клетках тормозит один лишь препарат, применяемый против СПИДа, да и тот не очень.

И тут с другой стороны океана, а именно — из Великобритании, грянуло другое сообщение, прямо противоположного толка. В январе 2010 года журнал «Плос» («PLoS» — «Public Library of Science») опубликовал на своих (он-лайновых) страницах статью группы британских ученых под названием «Провал попытки обнаружить вирус XMRV у больных СХУ», которая подытоживала результаты соответствующего исследования 196 британских больных. Разумеется, такой удар со стороны коллег не мог не вызвать ответа, и американские исследователи немедленно заявили, что их уважаемые оппоненты искали ДНК вируса не в лейкоцитах, как они, в США, а в крови вообще, тем самым значительно разжижив образцы и сведя концентрацию искомой ДНК к практически неуловимой. К тому же, добавили они, описание британского эксперимента, приведенное в статье, заставляет усомниться, что он вообще мог обнаружить XMRV. Лучше бы уважаемые коллеги проверили свои методы на наших, американских, образцах, которые мы немедленно готовы им предоставить. На что британские ученые ответили, что их методика в полном порядке, а вот насчет чистоты американских образцов они весьма сомневаются и думают, что эти образцы были заражены сторонней ДНК, которую их уважаемые оппоненты приняли за вирусную. А кроме того, нам известно, сказали они, что уже много лабораторий попытались повторить ваши американские результаты и тоже ничего не нашли, чему вскоре будут публичные подтверждения в разных научных журналах.

Если говорить серьезно, то научные комментаторы в целом отдают предпочтение американской работе, считая, что ее методика удовлетворяет более строгим критериям отбора пациентов. В то же время они отмечают, что больные в британском эксперименте не удовлетворяли ни упомянутым выше критериям Фукуды, ни критерию, принятому в Канаде. Кроме того, в первом эксперименте больные были собраны из разных городов США, а во втором все они были жителями Лондона. И наконец, статья американских исследователей прошла серьезный контроль экспертов журнала «Science», тогда как статью британцев, как выяснилось, прочитал редактор и 1,8 независимого эксперта (дробное число означает, видимо, что один из двух экспертов статью не дочитал до конца); причем она была опубликована уже через четыре дня после поступления в журнал.

Впрочем, сторонние наблюдатели отмечают еще одно существенное различие между двумя работами. Американская была проведена в Институте нейроиммунных заболеваний Уайтмора Петерсона, ведущие клиницисты которого издавна и свято убеждены в том, что СХУ является органическим заболеванием. В то же время среди авторов британского исследования числится тот самый (весьма влиятельный в руководстве британской медицины) Саймон Вессли, который известен (можно сказать даже — знаменит) своей решительной борьбой за признание СХУ психологическим заболеванием и считает, что лечить его следует только с помощью психотерапии. Один из комментаторов этой перепалки ученых мужей заметил, что «для Вессли признать, что причиной СХУ является вирус, — все равно что самому себя высечь» («выстрелить себе в ногу», переводя с английского). А другой комментатор, из числа биологов-экспериментаторов, выразил вежливое недоумение, как могло получиться, что Весели и его коллеги не обнаружили никаких следов XMRV ни у одного из своих 196 больных, в то время как этот вирус, по данным британской медслужбы, встречается у 4 процентов граждан Великобритании. И наконец, еще один комментатор открытым текстом заявил, что «британский медицинский истеблишмент крайне заинтересован в том, чтобы СХУ считался расстройством поведения или психики, и имеет вполне весомые финансовые причины пытаться опровергнуть, что эта болезнь может быть связана с вирусом. Впрочем, аналогичные попытки в свое время предпринимал ведущий американский Центр по контролю за болезнями (CDC), не желая признать, что в стране имеет место реальная эпидемия СХУ».

Решение спора, видимо, потребует дополнительных исследований. Но знающие люди не надеются, что такие исследования приведут стороны к полному согласию. Уж слишком велики разногласия, слишком серьезные задействованы интересы. «Разумеется, такого рода споры способствуют прогрессу науки, — меланхолически замечает видный британский журнал „Экономист“, — но думается, что вопрос о природе и причинах синдрома хронической усталости еще долгое время будет оставаться предметом ожесточенных споров». Увы.

Наш полезный паразит

Некоторые медицинские истории похожи на запутанные детективные романы. В них тоже есть жертвы (которыми, разумеется, оказываются люди, кто же еще), есть тщательно собранные обстоятельства преступления и есть подозреваемые. И, как правило, тот, кого мы подозревали в первую очередь, оказывается ни при чем, и тогда подозрения сыщика в белом халате переходят на следующего возможного виновника. Замечательный всему этому пример — болезнь Альцгеймера, на роль виновника которой предлагаются все новые и новые белки; но об этом ниже, а сейчас время поговорить об иной жертве и иных подозреваемых. Сейчас речь у нас пойдет о многострадальном ожирении и его новом возможном виновнике. Было времечко, и не такое уж старинное, когда ожирение списывали на неправильную диету, стресс и прочие внешние причины, но вот недавно вышла на сцену когорта исследователей во главе с Мартином Блейзером, профессором микробиологии Нью-Йоркского университета, и воскликнула хором, как и положено когорте: «Вся сила в бактериях! Хеликобактер пилори всему голова! А ожирение — от антибиотиков!» И тут все застыли, как в финале «Ревизора», — с разинутыми ртами.

Теперь оставим попытки беллетризовать науку и расскажем суровой прозой — о чем, собственно, кричала когорта?

В нашем желудке, как давно известно ученым, врачам и даже некоторым простым смертным, живет огромное множество всякого рода бактерий — считается, что их примерно в десять раз больше, чем всех клеток в нашем организме, и все они заняты какими-то важными для них и для нас делами. Эти наши сожители часто именуются «сапрофитами» (от слова «гнилой»), чтобы указать, что они питаются мертвыми органическими веществами, в отличие от микробов-паразитов, которые питаются живыми. Другое отличие сапрофитов от паразитов в том, что первые, как правило, безвредны для организма. Но это различие не абсолютно: в некоторых случаях обычно безвредная для нас желудочная бактерия может вызвать болезнь, и как раз Хеликобактер пилори — прекрасный тому пример.

Слово «хелико» в названии этой бактерии произведено от латинского «спираль», и действительно ее тельце имеет форму крохотной спирали. Эта необычная спиралевидная бактерия была впервые обнаружена (в слизистой оболочке человеческого желудка) еще в 1875 году и повторно (в желудке собак) в 1893 году. И уже в 1899 году польский ученый Яворский предположил, что эта бактерия как-то связана с желудочными заболеваниями, потому что примерно у 10 процентов людей (из тех, у которых эта бактерия есть) она присутствует в повышенном количестве и именно эти люди страдают желудочными заболеваниями. Эта смелая мысль Яворского была включена в старое польское руководство для врачей-гастроэнтерологов, но в новые руководства уже не вошла. Та же судьба постигла российского профессора Морозова, который в 1975 году высказал аналогичное подозрение касательно обнаруженной им в желудке спиралевидной бактерии, но, поскольку он не сумел найти среду для ее выращивания в пробирке, его подозрение не имело продолжения. И только в 1979 году австралийский ученый Уоррен, сначала сам, а потом вместе с американцем Маршаллом, ухитрился найти такую среду, вырастить бактерию (которая именно тогда получила свое нынешнее название) и показать, что она является причиной многих случаев язв желудка и двенадцатиперстной кишки, гастритов и дуоденитов, а также увеличивает (примерно на 1 процент) вероятность рака желудка. За это открытие благодарное человечество присудило Уоррену и Маршаллу Нобелевскую премию по медицине 2005 года.

И вполне заслуженно. Ведь гляньте только, что делает эта наша спиралевидная сожительница! В стремлении избежать разрушительной для нее кислотной среды внутри желудочно-кишечного тракта она с помощью своих ножек-флагелл ввинчивает свое спиральное тельце в слизь, выстилающую изнутри стенки нашего желудка, продвигаясь в сторону более нейтральной среды вблизи клеток эпителия (поверхностного слоя) стенки желудка. При этом у нее есть свой «ДжиПиЭс» — чувство хемотаксиса, позволяющее ей улавливать, в какую сторону кислотность уменьшается. В результате она рано или поздно оказывается вблизи клеток эпителия. И если бы пришла туда и поселилась там навеки, так и бог бы с ней, так нет же — она вдобавок производит по дороге фермент уреазу, который разлагает урею на ее пути. Зачем? Чтобы за счет разложения уреи вокруг кишечной палочки образовался слой азотистого соединения аммониума, который дополнительно защищает бактерию от кислот. И все бы ничего, но при этом аммониум разрушительно влияет на стенки клеток эпителия. А поскольку к этому влиянию добавляется еще столь же вредная работа других веществ, вырабатываемых той же бактерией, то не удивительно, что ее длительное пребывание вблизи стенок желудка вызывает у человека одну из вышеперечисленных болезней.

Прочитав все это, вы наверняка скажете: «Вредная бактерия! К ногтю ее, паршивку!» — и не останетесь в одиночестве: врачи и ученые тоже так решили, а решив, стали бомбардировать вредную X. пилори в желудках заболевших людей могучими антибиотиками. И так успешно бомбардировали, что во многих случаях победили и язвы, и гастриты, и даже не столь известные широкой публике дуодениты (так называется острое — или хроническое — воспаление слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки). И вот тут, описав занимательно-познавательный круг окрест X. пилори, мы возвращаемся к той когорте ученых, которые (с чего мы начали) с недавних пор выступили на сцену и забили тревогу. Возвращаемся потому, что тревогу эту они забили именно в связи с антибиотиками, точнее, в связи с опасным увлечением антибиотиками, которое — опять же по их мнению — угрожает нарушить выработанное эволюцией равновесие в нашем желудке. (Имелось в виду, конечно, не лечение заболевших людей, а то массовое назначение антибиотиков, которое возникло в последние годы и уже привело к появлению новых, резистентных к антибиотикам видов бактерий.)

Одним из зачинателей этой тревоги был упомянутый выше профессор Блейзер. Еще в 1998 году в статье, опубликованной в «Британском медицинском журнале», он высказал мысль, что X. пилори так давно сожительствует с людьми, что этому наверняка есть какая-то неизвестная науке причина, а потому выкорчевывать ее из желудка может быть даже опасно. Действительно, эпидемиологи давно уже заметили, что хотя почти 50 процентов людей на Земле являются носителями этой бактерии, но число общих мутаций в ней в разных странах различно, как будто по мере удаления от какого-то исходного пункта каждая ветвь X. пилори накапливала свои особые мутации. Восходя обратно по этим ветвям, генетики сумели найти этот исходный пункт — им оказалась Африка, которая, как известно, была родиной человечества. А подсчитав среднее число «неафриканских» мутаций, накопленных бактерией, ученые пришли к выводу, что сожительство человека и спиралевидной бактерии началось примерно 58 тысяч лет назад, то есть примерно в то же время, когда, как нынче считается, племена Гомо сапиенс совершили «исход из Африки» и начали расселяться по земному шару. Иными словами, X. пилори сопровождает человечество с первых его шагов по планете. И потому у профессора Блейзера действительно были основания заключить, что «этому сожительству должны быть какие-то причины». А заключив — начать поиск этих причин.

За минувшие годы группа Блейзера обнаружила ряд интересных фактов. Оказалось, что после курса антибиотиков, резко уменьшающих содержание X. пилори в организме, у людей что-то разлаживается в желудке. Например, уровень гормона грелин, который вызывает ощущение голода, после еды обычно снижается, а у людей без кишечной палочки он остается постоянным, что побуждает их есть сверх нормы. Подопытные мыши, получившие антибиотики в том количестве, которое обычно назначается детям, страдающим инфекционными заболеваниями уха, горла и носа, начинают толстеть, хотя их диета остается прежней. И наконец (это было показано коллегами Блейзера в Гарварде и Вашингтоне), у людей, страдающих заметным ожирением, соотношение различных бактерий в желудке существенно отличается от этого же соотношения у людей худощавых. Взятые вместе, все эти наблюдения явно указывают на важную роль нормального («естественного») соотношения бактерий в желудке для сохранения нормального веса. Иначе говоря, они корректируют ныне принятую парадигму: X. пилори и ее товарки-бактерии не только вредны — причиняя вред в одном отношении, они защищают людей в чем-то другом; при нарушении (посредством антибиотиков) их нормального соотношения появляется серьезный риск ожирения. И вскоре оказалось, что не только ожирения. В том же Нью-Йоркском университете эпидемиолог Ю Чен, изучив истории болезней 7600 детей, охваченных общенациональным опросом, обнаружил прямую корреляцию между снижением концентрации X. пилори и вероятностью заболевания астмой, сенной лихорадкой и кожными аллергиями. Это согласуется с наблюдениями ученых в Германии и Швейцарии, которые нашли, что введение мышам бактерий X. пилори защищает их от астмы. Другие исследования показали, что недостаток этих бактерий идет в паре с вероятностью так называемого рефлюкса — забрасывания кислотного комка непереваренной пищи из желудка обратно в пищевод.

Какие же выводы должны мы сделать из этой истории? Сразу несколько. Во-первых, мы должны намотать на ус, что научные парадигмы — не совсем то же, что божьи заповеди: они могут меняться. Во-вторых, мы получили очередное подтверждение важной роли сохранения того гомеостаза (то бишь динамического равновесия нашего организма), который сложился за тысячи веков эволюции. И в-третьих, мы можем понять, как важно побыстрее и поглубже исследовать загадочный мир нашей желудочной микрофлоры и выяснить, какую роль играют те или иные из наших многовековых бактериальных сожительниц. Правильно говорит тот же профессор Блейзер, что чрезмерное употребление антибиотиков наверняка нарушает концентрацию и каких-то других желудочных бактерий, которые защищают нас от каких-то иных болезней. X. пилори вышла на передний план только потому, что была изучена лучше всех других наших бактериальных сожительниц. И правильно говорит еще один микробиолог, профессор Давид Рельман из Стэнфордского университета, что неприметные нарушения этого естественного «бактериального гомеостаза» могут вызываться не только злоупотреблением антибиотиками, но также многими другими «новинками» современной жизни вроде чрезмерной гигиены, резкого изменения диеты и т. д.

И вот что приятно сказать в заключение: эти открытия и предостережения не остались втуне. Они привели к важным результатам. Не так давно американский Национальный институт здоровья дал профессору Блейзеру грант размером в 6,5 миллиона долларов на исследование возможной роли нарушений нормальной микрофлоры желудка в нынешней эпидемии ожирения, а кроме того, выделил 115 миллионов долларов на развертывание научно-исследовательского проекта под названием «Микробиома человека», сравнимого по размаху со знаменитым проектом «Геном человека»: его конечная цель — расшифровать геномы всех важнейших бактерий, населяющих наш желудок, гениталии, кожу, нос и рот. Трудно сказать, что именно принесет такая расшифровка, но то, что польза от нее будет, — это несомненно.

И паразит очень вредный

Группа ученых под руководством д-ра Макконки из университета в Лидсе (Великобритания) выявила удивительный механизм, который дает крохотному паразиту возможность самым странным образом влиять на психику людей и животных, порой вызывая у них тяжелые психические заболевания, а куда чаще — меняя их поведение, привычки и даже иногда врожденные особенности.

Этот крохотный паразит называется «токсоплазма гонди» (или попросту «токса») и давно известен как причина особой болезни — токсоплазмоза. В энциклопедии об этой болезни говорится, что токсоплазмоз встречается у всех теплокровных животных, включая человека. Хотя токса передается людям в основном при общении с кошками, которые являются главными носителями паразита, но есть еще три частые причины заражения: свиное мясо, плохо вымытые после туалета руки и плохо вымытые овощи. По оценкам специалистов, около трети людей на Земле являются латентными носителями токсы, но токсоплазмозом заболевают, как правило, лишь люди с ослабленной («скомпрометированной», как говорят врачи) иммунной системой — прежде всего больные СПИДом, а также (довольно часто) беременные женщины. Паразит этот действует преимущественно на нервную систему, вызывая порой энцефалит и различные нейрологические нарушения. Но он способен вдобавок подавлять иммунную систему и влиять на работу печени, сердца и внутреннего уха, а также глаз (само изучение токсоплазмоза началось с исследований особого, легко опознаваемого врачами воспаления глаз — хориоретинита, часто вызываемого этим паразитом).

При всей своей кажущейся простоте одноклеточная токсоплазма является сегодня предметом интенсивного изучения. Интерес ученых к этому паразиту подогревается его уникальными странностями. К примеру, он (каким-то непонятным науке способом) влияет на механизм репродукции. Зараженные женщины рожают больше мальчиков, чем девочек. Если обычно соотношение при рождении 104 мальчика на 100 девочек, то в группе женщин, латентных носителей токсы (что определяется по наличию в их крови антител к паразиту), это соотношение резко сдвинуто в сторону мальчиков: 160 на 100 у женщин, слабо зараженных токсой, и 280 на 100 (!) у зараженных сильно. Это обнаружили в 2007 году чешские ученые, обследовав около двух тысяч детей, родившихся у зараженных женщин в период между 1996 и 2004 годом. Проведенная теми же учеными специальная проверка на мышах, намеренно зараженных паразитом, подтвердила эти цифры. Чешские исследователи объясняют свои результаты тем, что паразит подавляет иммунную систему беременных женщин, а это уменьшает вероятность абортирования мужских эмбрионов. (Дело в том, что на 5–7-й неделе беременности соотношение мужских и женских эмбрионов составляет 177 на 100, но затем значительная часть мужских эмбрионов отторгается иммунной системой, когда она распознает белок H-Y, производимый мужской хромосомой этих эмбрионов, как чужеродный организму матери, поскольку у нее такой хромосомы нет.)

Однако странности токсы на этом не кончаются. По некоторым данным, заражение влияет также на поведение и личность человека. Во многих работах были найдены указания на то, что токса увеличивает подозрительность и осторожность, притупляет поиск новизны, понижает интерес и внимание, увеличивает антисоциальные тенденции у мужчин и, напротив, повышает общительность женщин. Занятный вариант такой половой избирательности паразита был отмечен в работе австралийского ученого Бултера, который обнаружил, что латентные носители-мужчины более ревнивы, тогда как латентные носители-женщины, напротив, становятся менее разборчивы в своих сексуальных связях.

Вообще говоря, разное действие паразитов на хозяев разного пола известно (малярийный плазмодиум, бактерия Вольбахия и др.). В данном случае исследователи считают, что все связано с открытым в 2008 году влиянием токсы на выработку тестостерона в организме (она несколько увеличивает концентрацию этого гормона у женщин и уменьшает у мужчин). Другую любопытную корреляцию обнаружили, изучая скорость реакции у людей, зараженных токсой, и людей, ею не зараженных. У первых она оказалась заметно ниже, и на этом основании утверждается, что латентные носители токсы, медленнее реагируя на опасность, чаще становятся жертвами дорожных аварий.

Но самая неприятная — и долгое время остававшаяся самой загадочной — особенность паразита состоит в том, что, судя по многим данным, он зачастую является причиной (или дополнительным фактором) весьма серьезных психиатрических нарушений вроде депрессии или так называемого «тревожного невроза». В ряде исследований отмечены также случаи, когда заражение токсой вызывало симптомы психического расстройства, сходные с некоторыми признаками шизофрении.

Каким же образом крохотный паразит может влиять на нервную систему человека, вызывая изменения личности и серьезные психические отклонения? Возникло предположение, что, проникая в мозг, он находит там союзника в виде какого-нибудь нейротрансмиттера. Когда нервный сигнал приходит в какой-нибудь нейрон и достигает его конца, оттуда выбрасываются молекулы того или иного нейротрансмиттера, которые проходят через промежуток между этим нейроном и соседним и, достигнув кончика этого соседнего нейрона, возбуждают его, то есть порождают в нем нервный сигнал.

Понятно, что сила передаваемого таким образом сигнала зависит от количества молекул нейротрансмиттера: когда их много, сигнал усиливается, когда мало — ослабляется. В здоровом мозге имеется система регуляции: лишние молекулы нейротрансмиттера втягиваются обратно в испустивший их нейрон (этот процесс называется «реаптейк»), а при их недостаче тот же нейрон испускает дополнительную порцию нейротрансмиттера. Однако в случае каких-либо генетических изменений или некоторых заболеваний эта регуляция нарушается, и тогда концентрация того или иного нейротрансмиттера всегда остается слишком высокой или слишком низкой.

Так, например, при шизофрении в мозгу больных слишком много нейротрансмиттера допамина. Допамин и его сородичи производят множество самых разных воздействий на мозг, и, в частности, они передают в различные его участки сигналы опасности, что в итоге приводит организм в состояние возбуждения. Но допамин вдобавок выбрасывается в мозг еще и тогда, когда организм производит некое действие, которое желательно закрепить. В этом случае он играет роль химического «поощрения»: чем больше допамина, тем больше у животного или человека ощущение удовлетворения, удовольствия и даже наслаждения. (На этом, кстати, основано воздействие кокаина и некоторых других наркотиков: они подавляют процесс реаптейка этого нейротрансмиттера и тем самым создают в мозгу постоянный его избыток, то есть постоянное ощущение блаженства.)

Заметив, что при шизофрении в мозгу больных возникает избыточное количество допамина, а с другой стороны, как уже было сказано, проявления токсоплазмоза иногда напоминают симптомы шизофрении, некоторые ученые связали одно с другим и выдвинули предположение, что заражение токсой тоже может вести к избытку допамина. Первую проверку этой гипотезы произвел в 1985 году американский ученый Стиббс. Он целенаправленно заразил подопытных мышей, чтобы изучить, что происходит у них в мозгу. Надо сказать, что мыши очень любопытно реагируют на токсу — они совершенно теряют врожденный страх перед кошкой и напротив — активно лижут кошачью мочу и перестают бояться кошек. Это, кстати, помогает паразиту выживать. После того как он размножается в организме кошки, она его выбрасывает с калом и мочой; мыши, вылизывая эту мочу, заражаются токсой, а потом, когда они бесстрашно бросаются на здоровую кошку, та их пожирает, и паразит снова оказывается в тех условиях, которые нужны ему для следующего цикла размножения. Особенно активны в этом круговом процессе мышиные самцы, и некоторые ученые считают, что именно поэтому токса способствует увеличению числа самцов в помете.

Убедившись в наличии этих признаков заражения, Стиббс исследовал мозг своих подопытных и действительно обнаружил, что у носителей токсы разлажен весь комплекс катехоламиновых нейтротрансмиттеров, и в первую очередь — именно допамина. Эти исследования были продолжены Джоанной Вебстер из Окфорда, которая показала, что введение зараженным крысам галоперидола (вещества, которое подавляет допамин) ликвидирует изменения в психике, которые были вызваны токсой. Обратную связь обнаружил чешский ученый Флегр, который показал, что искусственное увеличение концентрации допамина (путем подавления его реаптейка) вызывает у здоровых мышей те же признаки, что заражение токсой.

И наконец, в 2009–2011 годах группа Гленна Макконки из университета в Лидсе, продолжая эту линию исследований, сумела разгадать главное — каким именно образом крохотный паразит ухитряется менять концентрацию допамина в мозгу и тем самым изменять поведение и психику своих жертв. С краткого упоминания об этом достижении мы начали наш рассказ — теперь некоторыми подробностями закончим. Первый успех пришел к группе Макконки в 2009 году, когда исследователи сумели расшифровать геном токсоплазмы гонди и выявить в нем два гена, тесно связанных с допамином. Оказалось, что один из этих генов позволял паразиту производить (и выделять в зараженный мозг) вещество фенилаланин гидроксилазу, которое способствует образованию тирозина, а второй — вещество тирозин гидроксилазу, которое превращает тирозин в предшественник допамина. Открытие этих двух генов позволяло думать, что именно они наделяют паразита способностью увеличивать количество допамина в мозгу жертвы.

В экспериментах 2011 года Макконки проверил и убедительно подтвердил это предположение. Детально исследовав мозг зараженных мышей, он обнаружил, что паразиты, входя в нейроны, окружают себя оболочкой, которая образует небольшую кисту. В каждом зараженном нейроне возникает множество таких кист, спрятавшись внутри которых паразит может беспрепятственно осуществлять «допаминовое отравление» мозга. Макконки нашел, что это отравление происходит в два этапа: сначала, под влиянием генов паразита, резко повышается производство допамина внутри зараженного нейрона, а затем этот дополнительный допамин энергично выходит в окружающие участки мозга. Избыток приходящего в эти участки допамина оказывает аномальное воздействие на их нейроны, причем конкретный характер такой аномалии (будет это изменение личности, или изменение поведения, или психическое заболевание), по всей видимости, зависит от того, какова функция того или иного участка.

Результаты Макконки имеют большую важность, потому что они, возможно, позволят составить «карту», показывающую, какие именно участки мозга, при их отравлении избыточным допамином, вызывают те или иные нарушения психики. А такое превращение вредного паразита в орудие исследования мозга может в конечном счете открыть путь к пониманию того, как именно те или иные участки мозга управляют психикой животных и людей.

Немного о скрытых связях

Если ваш ребенок:

• легко отвлекается от дела, упускает из виду или забывает детали и то и дело переключает внимание с одного на другое;

• с трудом сосредотачивает внимание на чем-то одном;

• получив задание, начинает скучать над ним уже через несколько минут;

• невнимателен к тому, что ему говорят;

• с трудом усваивает новую информацию;

• часто проявляет забывчивость — и так далее

и вы пожалуетесь на это врачу, то, весьма вероятно, услышите в ответ, что ваш ребенок, скорее всего, страдает синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) с сильным уклоном в сторону дефицита внимания.

Если же ваш ребенок:

• не может усидеть на месте;

• непрерывно болтает;

• мечется по комнате, хватая все, что подвернется под руку;

• с трудом концентрирует внимание на одном деле;

• очень нетерпелив;

• безудержно проявляет свои эмоции — и так далее и вы пожалуетесь на это врачу, то, весьма вероятно, услышите в ответ, что ваш ребенок страдает синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) с сильным уклоном в сторону гиперактивности и даже возбудимости.

А если ваш ребенок проявляет и те, и другие признаки, то врач, скорее всего, скажет, что это СДВГ в его комбинированном виде. Но может быть, и не скажет, потому что некоторые врачи и ученые выражают сегодня сомнение в реальном существовании такой комбинации. Однако большинство врачей, особенно на Западе, считают, что порядка 3–5 процентов детей (преимущественно мальчики) уже в дошкольном возрасте обнаруживают те или иные приметы СДВГ, а что касается школьников, то тут, по некоторым данным, число таких детей достигает 16 процентов.

Вы наверняка встречали и взрослых с такими приметами. Ничего удивительного — специальные исследования показали, что 30–50 процентов тех, у кого СДВГ был в детстве выражен особенно ярко, сохраняют его признаки и в зрелом возрасте. В США, к примеру, около 5 процентов молодых людей и взрослых диагностированы как страдающие СДВГ. И в сегодняшней медицине уже разработана специальная система лечебной и психологической помощи таким больным.

Отчего же она берется, эта болезнь?

По этому поводу проделано уже так много исследований и выдвинуто так много гипотез, что все не охватишь. Одни исследователи, изучив ее проявления у близнецов, утверждают, что она на 76 процентов наследственна и связана с мутациями в генах, причем преимущественно в генах, заведующих производством в мозгу допамина. Другие исследователи скажут, что все дело в окружающей среде — СДВГ много чаще проявляется у детей, которые очень рано (иногда еще в утробе матери) подверглись воздействию алкоголя, табака, свинца. Третьи будут обвинять во всем диету, четвертые — семейную атмосферу, одним словом — есть простор для творческого ума.

Но вот недавно, на фоне всех этих сложностей, проскользнуло в печати одно скромное, но интересное исследование, которое вроде бы указывает на совсем иную возможную причину этого синдрома, очень далекую от всех тех сложностей, которые вокруг него уже собрались. Исследование это провели британские ученые из Медицинской школы университета города Сванси. Их заинтересовали разрозненные, но настойчивые наблюдения, указывающие, что люди, страдающие СДВГ, часто жалуются также на «проблемы со сном». «Проблемы» — это значит «сонливость днем» и «трудное засыпание вечером», «нервные движения во сне», «очень короткие промежутки крепкого сна» и так далее. «Часто» — это значит, что среди детей очень часто, а у взрослых люди с нарушением ритма сна составляют целых 83 процента. Такая цифра давно взывала к вниманию, но вот почему-то до 2012 года никто ей этого внимания не оказывал.

Известно, что ритмом сна и бодрствования, равно как и многими другими циклически повторяющимися процессами в нашем организме (прежде всего активностью различных генов и выработкой различных гормонов), заправляет определенный механизм — так называемые «биологические часы». Центр его сосредоточен у животных и человека в головном мозгу, в том его участке, который называется «гипоталамус», а еще точнее — в том участке гипоталамуса, который именуется сложным термином «супрахиазматическое ядро». Это ядро представляет собой группу нервных клеток, в которых специфически активны несколько генов, заведующих выработкой определенных белков. Белки эти находятся в «круговой» связи друг с другом, и связь эта выглядит, грубо говоря, так: когда белка первого гена становится в клетке слишком много, это включает другой ген, вызывающий появление второго белка, который тормозит выработку первого. Когда в итоге первого белка становится слишком мало, это оказывается сигналом, который выключает второй ген, и тогда выработка второго белка прекращается, его действие исчезает, и выработка первого белка, не имея теперь препятствий, опять начинает нарастать. Каждый такой цикл занимает около 24 часов (даже ближе к 25), и это, несомненно, связано с так называемым «циркадным ритмом», то есть с периодичностью земных суток, проще говоря — со сменой дня и ночи.

Нервные клетки супрахиазматического ядра, работая циклически, посылают такие же циклические сигналы в соседние участки гипоталамуса, которые заведуют циклическим включением и выключением других генов, что приводит к такому же циклическому производству определенных гормонов, прежде всего — мелатонина. Эти гормоны расходятся по организму, вызывая суточную смену тех или иных больших и малых процессов — сна, аппетита, физической активности, а также неприметных нам таких же суточных изменений в разных тканях и органах.

Но этот механизм — далеко не единственные «биологические часы» в человеческом организме. Клетки с такой парой циклически работающих генов есть не только в мозгу, но и в других частях тела, вплоть до кожи и желудка — да, и желудка, причем нарушения работы этих часов — которые, в свою очередь, корректируются сигналами, приходящими к ним из мозга, — влечет за собой ряд расстройств пищеварения и болезней печени. А некоторые специалисты даже возлагают на эти нарушения циркадного ритма также и определенную долю вины за ожирение.

Вернемся теперь к СДВГ. Британские исследователи, занявшись жалобами таких больных на «проблемы со сном», поняли, что и здесь виною могут быть нарушения циркадного ритма «биологических часов» в организме этих людей. Поэтому они решили поглубже изучить их суточную активность. Для этого они отобрали тринадцать взрослых с диагнозом СДВГ и девятнадцать людей для сравнения, соответствующих им во всем, кроме болезни. У всех участников эксперимента в течение многих суток проверяли степень физической активности в разные часы и одновременно брали образцы слюны для измерения уровня работы «часовых генов» и вырабатываемых в организме гормонов — мелатонина и кортизола. И вот что обнаружили.

Прежде всего оказалось, что люди с диагнозом СДВГ в целом более активны, чем полностью здоровые люди (что не удивительно, поскольку буква «Г» в названии болезни как-никак означает «гиперактивность»), но их повышенная активность сдвинута по времени: пик ее приходится ближе к вечеру (и они сами зачастую называют себя «вечерними людьми»). Кроме того, им много труднее засыпать: им требуется около часа в постели, прежде чем удастся уснуть по-настоящему. Но самые интересные данные принесло изучение ритма активности тех двух генов, которые составляют основу «биологических часов» — BMAL1 и PER2. У здоровых людей эта активность менялась за сутки с четко выраженным ритмом: рост днем, пик в середине каждого дня, спад к ночи. А вот у людей с СДВГ этого ритма не было. Не то чтобы он был сдвинут на несколько часов ближе к ночи или к утру — его попросту не было совсем: их «часовые гены» работали практически одинаково и днем, и ночью.

Не менее интересными оказались графики производства гормонов. У здоровых людей обнаружилась четкая синусоида производства мелатонина — того гормона, который достигает пика к вечеру и разносит сигналы центральных «часов» по всему организму, сообщая, что наступила ночь и пора снизить активность (его недаром называют иногда «гормоном сна»). У людей с СДВГ тоже выявилась синусоида, но менее четко выраженная, как бы «приплюснутая». А график производства кортизола у них оказался сдвинут на два-три часа относительно времени пробуждения. Это объясняет, почему такие люди по утрам, как правило, жалуются на сонливость.

Но вот что особенно интересно: кортизол, как известно врачам и биологам, не только способствует переработке сахаров и других веществ в организме — этот стероидный гормон также активизирует антистрессовые реакции. А стресс, как опять же известно, способен вызвать определенные изменения в поведении людей. И тут открывается интересная возможность: а не может ли этот временной сдвиг производства кортизола вызывать также и те особенности поведения, которые характерны для СДВГ? Иными словами, возникает еретическая мысль: не является ли СДВГ просто результатом разлада циркадного ритма, «порчи» «биологических часов»? Но с другой стороны, сразу же напрашивается и другая догадка: ведь возможно и обратное — что это особенности СДВГ вызывают разлад циркадного ритма.

Короче, видны какие-то странные связи. Так что есть над чем задуматься. Не все, оказывается, исчерпано прежними теориями.

Есть проблема, господа

Мужчины отличаются от женщин не только тем, о чем вы сразу подумали, но прежде всего своей мужской хромосомой. Хромосома — это завернутая в защитные белки молекула ДНК, одна из 23 парных молекул ДНК, которые составляют наш геном. 22 пары из этих 23 представляют собой наши «телесные» хромосомы (гены на них определяют свойства нашего тела), а хромосомы 23-й пары, кроме некоторых свойств тела, определяют также наш пол: если в паре две женские хромосомы, это женское тело, если одна женская, одна мужская — тело мужское. Хотя мужская половая хромосома по размеру и числу генов много меньше женской, на ней есть один участок, который всем командует: если он есть в геноме, этого достаточно — человек является мужчиной, точка, даже если он трансвестит.

И это не всегда ему хорошо, этому человеку, потому что биологи не раз предсказывали, особенно в последнее время, что мужская половая хромосома, и без того, как я уже сказал, маленькая, с каждым веком будет становиться все меньше и, возможно, в конце концов даже вообще исчезнет. Это не значит, что исчезнут мужчины: те же ученые думают, что упомянутый «главный участок» переселится на какую-нибудь телесную хромосому, — но никто не знает, как это великое переселение пола повлияет на выработку тех гормонов (прежде всего тестостерона), которые делают мужчин мужчинами не только внешне, о чем вы сразу подумали, но также сущностно, поскольку управляют активностью клеток, заведующих выработкой спермы. Правда, в последнее время другие ученые выступили с критикой этих пессимистических представлений о будущем мужской половой хромосомы, но на смену этой тревоге тут же пришла другая, и о ней я как раз и хотел поговорить.

Есть проблема, господа. Изложу ее словами специалиста, доктора Линдемана из Новой Зеландии. Вот что он пишет: «Средний мужчина выбрасывает при эякуляции около 2,75 миллилитра спермы, примерно 180 миллионов сперматозоидов. Если это число падает ниже 20 миллионов, обычно возникают проблемы с оплодотворением. 20 миллионов сперматозоидов — это очень много, откуда же проблемы? Дело в том, что приходят к яйцеклетке очень немногие. Огромная часть вообще не достигает фаллопиевой трубы, в конце которой находится яйцеклетка, большая часть оставшихся не доходит до ее конца, дошедшие погибают в безуспешной атаке на защитную оболочку яйцеклетки. Считается, что цели достигает 1 сперматозоид из миллиона. Из этого видно, что для успешного зачатия крайне важно общее число сперматозоидов. К сожалению, по данным многих исследований, это число, которое в 1940 году составляло 380 миллионов, в 1990 году понизилось до 180 миллионов, то есть уменьшилось более чем вдвое». Конец цитаты.

Господа, нас явно хотят взять если не мытьем, так катаньем. Нам говорят, что наши сперматозоиды исчезают. Если за недавние пятьдесят лет их число уменьшилось на 200 миллионов, то легко сообразить, даже без высшего образования, что это число каждые 10 лет падает на очередные 40 миллионов. Значит, сегодня оно уже меньше 100 миллионов, а еще через двадцать лет достигнет критического минимума. Что, наши дела действительно так плохи? И если да, то почему? Кто, как говорится, виноват и что делать?

Но прежде всего не будем поддаваться панике. Двадцать лет у нас еще в запасе есть, поэтому без суеты обратимся к литературе. А она говорит нам, что цифры, приведенные доктором Линдеманом, — это цифры двадцатилетней давности. В 1992 году почтенный «Британский медицинский журнал» опубликовал анализ шестидесяти с лишним исследовательских работ, проведенных за предшествующие годы, и этот анализ показал, что за пятьдесят предшествующих лет число сперматозоидов в одном миллилитре спермы упало со 113 миллионов до 66 миллионов. Значит, 66 миллионов — это на 1992 год. А как сегодня? Исправилось положение? Увы, расслабляться рано. Судя по сегодняшним данным, «обратный отсчет» продолжался и после 1990 года. Не так давно были опубликованы результаты очень широкого (в масштабах всей страны) обследования французских мужчин (около 30 тысяч человек), охватившее 1989–2005 годы. Цифры эти были замечены всеми газетами мира и вызвали легкую дрожь в международном масштабе. Они показали, что за эти семнадцать лет количество сперматозоидов у среднего француза упало на 32,2 процента. Сегодня это число составляет 50 миллионов, а доля «доброкачественных» сперматозоидов уменьшилась с 60,9 до 52,8 процента.

Выходит, дело действительно плохо? Нет, спешу сообщить, господа, что этим данным тоже нельзя доверять вполне. Против них говорят другие данные. К примеру, в Париже ученые выявили падение числа сперматозоидов на 2,1 процента в год, а в Тулузе вообще не оказалось никакого снижения.

Нет, я не призываю немедленно перебраться в Тулузу. Я просто хочу обратить внимание на царящий в этом вопросе разнобой и вызванные им оживленные дебаты. Некоторые специалисты считают, что все цифры врут, потому что они получены разными способами. Оказывается, в этом важном вопросе до сих пор нет общепринятой методики. Ведущие медицинские организации то и дело публикуют новые правила таких измерений. Например, Всемирная организация здравоохранения за последние тридцать лет четырежды (!) пересматривала свои указания на этот счет. А вот когда датчане недавно завершили исследование спермы своих граждан, охватившее несколько десятилетий, но с самого начала и до конца проводившееся по одной и той же методике, оно не показало особого падения числа сперматозоидов. Что еще интересней — даже авторы упомянутого выше французского исследования отмечают такой странный факт, что, несмотря на полученные ими устрашающие цифры падения количества и качества французской спермы, число бесплодных мужчин во Франции за те же годы не увеличилось.

Как же мы должны относиться к этому спору? Я полагаю, что со стоическим спокойствием. Капитаны не покидают тонущий корабль. Тем более что пока, как мы видим, еще не вполне ясно, тонет ли он вообще. Хотя, с другой стороны, есть грустные данные, что растет число врожденных дефектов яичек у новорожденных детей, а число рака яичек у взрослых мужчин увеличилось за последние тридцать лет вдвое, что — в сочетании со спадом показателей спермы — как бы указывает на существование каких-то тайных сил, ополчившихся на мужское начало. Некоторые специалисты считают, что во всем повинны химические вещества (бисфенол-А, например), проникающие в наш организм из окружающей среды, куда они массами попадают из наших пластмассовых упаковок. Но и тут данные противоречивы, и споры продолжаются. Я полагаю, что в сложившихся обстоятельствах мы должны быть прежде всего начеку. Мы обязаны пристально следить за развитием событий, а тем временем оставаться на посту и упрямо продолжать наше великое мужское дело.

3. Болезни, гены и белки

Маленькая хромосома и большие неприятности

Предметом многолетних исследований профессора Терри Элтона, директора Института сердца и легких при университете штата Огайо (США), были возможные причины сердечно-сосудистых заболеваний. Недавно эти исследования увенчались открытием, которое вызвало напряженный интерес коллег-специалистов. Группа профессора Элтона обнаружила, что в клетках сердца и мозга определенной группы больных имеет место повышенное (по сравнению с клетками здоровых людей) содержание некоего вида молекул, именуемых «малыми РНК». Вследствие этого, как показали дальнейшие исследования, в клетках сердца и мозга этих больных имеет место недопроизводство определенного белка, именуемого «МеСР2». И именно это недопроизводство, по всей видимости, является причиной болезненных изменений.

Как ни странно, это открытие профессора Элтона не относилось к той области медицины, которой он занимался многие десятилетия. Болезненные изменения, о которых идет речь, не проявлялись в виде сердечно-сосудистых заболеваний. То были изменения анатомии сердца. Что же касается клеток мозга, то там недопроизводство упомянутого белка находило выражение в нарушении когнитивных функций, проще говоря — в резко пониженном IQ, что тоже, понятно, не имеет отношения к сердечно-сосудистым болезням. Но именно это сочетание болезненных признаков как раз и вызвало интерес специалистов. Дело в том, что изменения анатомии сердца и пониженный IQ — это часть большого набора признаков, который характеризует тяжелое и неизлечимое генетическое заболевание, именуемое «болезнью Дауна».

Конечно, специалисты поняли это намного раньше, чем мы, — уже в тот момент, когда группа Элтона обнаружила, что гены, которые вызывают перепроизводство упомянутых выше «малых РНК» (в свою очередь, вызывающих белковое недопроизводство), лежат на так называемой 21-й хромосоме. Словосочетание «двадцать первая хромосома» заставляет немедленно насторожиться любого генетика или грамотного врача, потому что они давно уже знают, что как раз нарушения в передаче этой хромосомы от родителей к потомству вызывают болезнь Дауна. Долгое время этого не знали. Синдром Дауна (то есть сочетание главных характерных признаков этой болезни) был впервые описан еще в XIX веке английским врачом Лэнгдоном Дауном. Будучи одним из первых специалистов по детскому слабоумию, этот врач руководил крупнейшим в Лондоне медицинским приютом для таких детей и был, кстати, первым в Англии и настойчивым борцом за гуманное к ним отношение. В 1866 году он опубликовал классический труд «Замечания об этнической классификации слабоумия», в которой, наряду с другими надуманными «этническими идиотиями», выделил также «монголоидный вид»; под этим названием болезнь фигурировала в медицинских справочниках до 1961 года, пока ее не переименовали в болезнь Дауна. Интересно, что сын Л. Дауна — Реджинальд пошел по стопам отца, заведовал тем же приютом и внес свой вклад в изучение «монголоидизма», обнаружив специфическое для «даунов» изменение формы ладони и расположение линий на ней.

Эта особенность не исчерпывает список симптомов болезни. Болезнь Дауна характеризуется целым рядом физических изменений: низкий рост, короткая шея, особая округлость лица, узкий подбородок и плоская переносица, «монголоидная» складка кожи в углу глаз (эпикантус), выступающий изо рта язык (из-за малых размеров ротовой полости и утолщения корня языка), необычно широкое расстояние между большим и указательным пальцами ноги, пониженный мышечный тонус и т. д. Но конечно, главным и самым тяжелым являются уже упомянутые изменения анатомии сердца и умственная отсталость, которая колеблется в пределах от малой (IQ 35–50) до умеренной (IQ 50–70), а также нарушения функций щитовидной железы. Больные дети спокойны, добродушны, даже веселы, и некоторые из них впоследствии становятся «почти нормальными» людьми, есть даже список «прославленных „даунов“» (в котором, увы, фигурируют только артисты мюзик-холлов и кино); но, в принципе, они обречены — средний срок жизни таких больных не превышает 40–45 лет, они часто умирают от лейкемии или рака яичек (хотя, что интересно и загадочно, не болеют никакими другими видами рака), а также от раннего Альцгеймера; мужчины-«дауны», как правило, бесплодны, а женщины если имеют детей, то почти всегда «даунов».

Болезнь Дауна, как уже сказано, вызвана генетическими причинами; это значит, что ребенок меняется уже на этапе зародышевого развития, и опознать это можно еще во время беременности (хотя даже после родов зачастую трудно сразу сказать, какова будет тяжесть болезни). Частота ее появления у детей резко зависит от возраста матери — от 1 к 2300 в двадцать лет до 1 к 100 в сорок лет. Для родителей это, как говорится, тяжелый крест, поэтому матерям, у которых обнаружен зародыш-«даун», сразу сообщают об этом. Многие матери отказываются при этом от аборта, обрекая себя (и ребенка) на пожизненную трагедию, потому что лечить генетические заболевания медицина пока еще не умеет. Понятно, что любой намек на продвижение в вопросе о таком лечении вызывает большой интерес (и не только среди врачей), что и произошло в случае недавнего открытия профессора Элтона, которое, говоря предельно осторожно, как будто бы указывает на возможность нового терапевтического подхода к болезни Дауна. Однако прежде чем рассказать, в чем состоит этот новый подход, следует объяснить, какое же конкретно генетическое нарушение вызывает эту болезнь.

Напомним для начала, что молекула ДНК, на которой находятся все наши 20–25 тысяч генов, распределена в каждой из наших телесных клеток по 23 парам отрезков, именуемых хромосомами. Ученые дали им номера в зависимости от длины: хромосомы пары номер 1 — самые длинные, в паре 2 они чуть поменьше, и так далее, до 22-й пары (23-я пара — это половые хромосомы, и мы сейчас говорить о них не будем). Раньше думали, что самые маленькие хромосомы — в 22-й паре, но потом выяснилось, что это не так и что 21-я хромосома короче, однако номер уже был присвоен, увы. Итак, обе хромосомы 21-й пары — самые маленькие из всех: они содержат всего по 300–400 генов, состоят из 47 миллионов химических звеньев каждая и составляют лишь 1,5 процента общей длины нашей ДНК (то есть всех хромосом). Тем не менее некоторые гены на них очень важны — например, ген АПОЕ, управляющий производством белка, который, как считается сегодня, вызывает (когда спутывается в клубок) болезнь Альцгеймера. Гены представлены в ДНК несколькими копиями, и вот установлено, что чем больше копий этого гена в 21-й хромосоме, тем раньше возникает у человека болезнь Альцгеймера. В этом месте вы наверняка вспомнили сказанное выше о ранней болезни Альцгеймера у «даунов», и правильно вспомнили: при этой болезни в клетках имеется лишняя копия 21-й хромосомы. Этот факт обнаружил в 1959 году другой замечательный врач, француз Жером Лежен, который посвятил свою жизнь изучению болезней, вызванных разными хромосомными аномалиями, и поиском их лечения (он, в частности, говорил, что найти лекарство против болезни Дауна будет легче, чем отправить человека на Луну), и папа Иоанн-Павел II в 1994 году назначил его первым президентом Папской «Академии Жизни», буквально накануне — ирония судьбы — смерти Лежена от рака.

Строго говоря, первой обнаружила лишнюю хромосому в клетках «даунов» молодой врач Марта Гутье, которой почему-то пришло в голову посчитать число хромосом у больных детей. А Лежен затем выявил, что эта лишняя хромосома — именно 21-я. Такая аномалия — три 21-х хромосомы вместо двух — получила название «трисомии 21». Вообще говоря, бывают и другие виды трисомии: иногда зародыш имеет три 13-е, или три 18-е, или три 22-е и т. п. хромосомы (о половых хромосомах мы здесь не говорим), но все такие случаи кончаются либо спонтанным абортом, либо смертью ребенка в первые же дни жизни. Выживают только дети с трисомией 21, но и они живут, как мы уже говорили, в среднем не более 45 лет. Видимо, дело в размерах лишних хромосом. Лишняя 13-я или 18-я хромосома слишком сильно нарушает биохимический баланс клеток, и организм гибнет; лишняя 21-я хромосома тоже его нарушает — вспомним страшный список симптомов болезни Дауна, — но, будучи самой маленькой, видимо, только нарушает, но не разрушает.

Как возникает такая трисомия? По прихоти биологического случая. Зародыш образуется из зародышевой клетки, получившейся при слиянии отцовского сперматозоида и материнской яйцеклетки, в которых каждая хромосома представлена в единичном экземпляре (чтобы при слиянии получилась нормальная телесная клетка, в которой всех хромосом будет, как и нужно, по паре). Но иногда случается, что в одну из этих половых клеток попадает не одна, а две 21-х хромосомы, и тогда при слиянии с половой клеткой противоположного пола (имеющей, как и положено, только одну 21-ю хромосому) зародышевая клетка получает три 21-е хромосомы: так возникает трисомия 21 и, как следствие, болезнь Дауна. В 90 процентах случаев половой клеткой с парой 21-х хромосом является женская яйцеклетка, на что указывает уже отмеченная выше зависимость вероятности заболевания от возраста матери.

Бывают и другого рода скверные случайности. Например, когда в одной половой клетке одна 21-я хромосома, а в другой — полторы, вместе 2,5! А то еще бывает, что одна из 21-х хромосом прибывает к зародышу лишь частично, к тому же сцепившись с хромосомой какого-то другого порядкового номера. И каждая такая аномалия сопровождается своими генетическими болезнями — например, в последнем варианте, если кусок 21-й хромосомы сцепляется с хромосомой номер 12, ребенок имеет повышенную вероятность заболеть острой лейкемией. Напротив, если такое сцепление произойдет с хромосомой номер 14, ребенок родится вполне нормальным, не подверженным особым опасностям, но его потомок будет иметь повышенную вероятность оказаться «дауном». Я же сказал — скверные игры.

Самая интересная с точки зрения биологии ситуация возникает, когда нарушение числа хромосом в клетке происходит не в момент слияния двух половых клеток, а несколько позже, уже на начальных стадиях развития зародыша. В этом случае часть телесных клеток получает три или две с половиной 21-х хромосом, а другая часть — нормальную пару, причем мера аномалии меняется от клетки к клетке. Такой вид трисомии 21 называется «мозаичным» и тоже сопровождается признаками болезни Дауна, хотя самой разной степени тяжести, от минимальной до тяжелой (впрочем, IQ таких детей в среднем на 10–30 пунктов выше IQ детей с трисомией 21 во всех клетках тела). Вот такие неприятные истории, и всё — из-за загадочных свойств 21-й хромосомы.

На первый взгляд даже непонятно, о каком лечении может тут идти речь. В клетках ребенка имеется аномальное число 21-х хромосом — нельзя же влезть в каждую клетку и извлечь или добавить хромосомы до нормы. Но в действительности дело ведь не в самих хромосомах, а в тех белках, которые производятся по программам генов этих хромосом. В случае болезни Дауна — в тех белках, которые производятся по программам генов 21-й хромосомы. Можно думать — и так думали до последнего времени, — что наличие в «дауновских» клетках трех 21-х хромосом вместо нормальных двух ведет к перепроизводству соответствующих белков, что и является основной причиной нарушения биохимического баланса. Открытие профессора Элтона подорвало эту догму — и теперь мы можем понять его значение. Элтон показал, что некоторые белки в «дауновских» клетках не перепроизводятся, а, наоборот, недопроизводятся, и именно это недопроизводство (а не перепроизводство, как ранее считалось) является причиной по крайней мере некоторых когнитивных нарушений, характерных для болезни Дауна.

Может показаться, что тут есть логическое противоречие: как же так, хромосом не две, а три, стало быть, генов этих хромосом тоже больше, а белков производится меньше? Объяснение этого кажущегося парадокса состоит в том, что не все гены заведуют производством белков. Некоторые из них управляют производством разных других молекул, тоже необходимых клетке, в том числе тех «малых РНК», о которых мы говорили в начале этой заметки. Это верно и для генов 21-й хромосомы. И Элтон действительно обнаружил, если вы помните, что в «дауновских» клетках имеет место перепроизводство этих «малых РНК», чего и следовало ожидать при избытке 21-х хромосом. А то, что в результате перепроизводства «малых РНК» некоторого белка (МеСР2) в тех же клетках становится меньше, объясняется особенностями «малых РНК». Эти маленькие молекулы (вся их длина — 20–22 химических звена) выполняют в клетках несколько различных важных функций, в том числе функции регулировщиков генной активности. Когда программа развития диктует уменьшить эту активность, то есть уменьшить количество белка, соответствующего данному гену, сразу появляется увеличенное количество «малых РНК», которые разрушают те молекулы, что переносят от генов в клетку программы строительства белков, — и количество этих белков тотчас уменьшается. Именно это происходит в клетках «дауна». Так что никакого парадокса тут нет. Напротив — все логично. А поскольку эти белки управляют активностью генов, которые связаны с развитием нервной системы зародыша, то получается, что недопроизводство МеСР2 отражается на когнитивных способностях будущего ребенка.

Как мы теперь понимаем, ключом ко всей этой цепи событий являются «малые РНК». С их перепроизводства все начинается. И это влечет за собой вопрос — нельзя ли повлиять на этот процесс? Оказывается, можно. Элтон ввел мышам, имевшим мышиный аналог болезни Дауна, новый препарат антагомир, который подавляет работу «малых РНК». И уже через семь дней после инъекции уровень нужного белка в мозгу больных мышей повысился до его уровня у мышей здоровых. Эти результаты указывают на принципиальную возможность предотвращать болезнь Дауна, что называется, «в самом зародыше» до того, как в мозгу и теле будущего ребенка произойдут необратимые изменения, — через подавление малых РНК.

Еще более вдохновляющий результат был недавно опубликован профессором Джин Лоуренс и ее коллегами из Медицинской школы университета штата Массачусетс (США). Чтобы понять его, нужно сделать небольшое отступление. Выше мы говорили о трисомиях — тех печальных случаях, когда наличие лишней хромосомы, вызывая производство лишних белков, ведет к тяжелым заболеваниям. Но оказывается, что лишнее количество того или иного белка может производиться и нормальными клетками, имеющими две, а не три одинаковые хромосомы. Именно это может произойти в любом женском организме. Дело в том, что у каждого человека есть две так называемые половые хромосомы, «женская» X и «мужская» Y. Они называются половыми, потому что определяют пол человека: если эта пара у него разная (X и Y) — это мужчина, а если обе хромосомы пары одинаковы (X и X) — женщина. И в последнем случае, поскольку хромосома X очень велика и содержит много генов, наличие у женщины двух таких хромосом может привести к избыточному производству многих белков, что зачастую вредно для организма. Как говорит поговорка, «все, что слишком, то чересчур», и вот в ходе эволюции были отобраны только такие женщины, у прародительницы которых когда-то случайно возникла защита против этой аномалии. Вот в чем она состоит. Уже на ранних стадиях беременности во всех клетках женского зародыша образуется особая молекула (ученые обозначают ее XIST), которая тотчас обволакивает одну из Х-хромосом и полностью, на всю дальнейшую жизнь, выключает ее из работы. Тем самым опасность «лишних белков» оказывается исключенной. И вот теперь группа Джин Лоуренс показала, что та же молекула способна обволакивать и выключать из работы не только вторую X у женщин, но и ту лишнюю хромосому, которая в трисомии 21 вызывает болезнь Дауна.

Показано это было так. Исследователи получили в свое распоряжение стволовые клетки человека, страдающего синдромом Дауна. Эти клетки они размножили на подходящей питательной среде, а затем ввели в них некоторое количество специально созданных биологических молекул, так называемых «сконструированных нуклеаз с цинковыми пальцами». Это диковинное название, в свою очередь, требует небольшого отступления, но оно того стоит. Дело в том, что пока мы с вами занимались своими повседневными делами, ученые тоже не теряли времени и за последние годы разработали способы прямого воздействия на отдельные гены (мы вкратце уже упоминали об этом выше). Они нашли в организме молекулы нуклеазы, которые занимаются «починкой» случайных нарушений структуры хромосомы и способны для этого «разрезать» хромосому или, напротив, «сшивать» ее в нужных местах. На следующем этапе молекулярные биологи нашли пути создания нуклеаз искусственным путем. Затем был сделан еще один шаг: ученые научились конструировать нуклеазы по своему усмотрению — так, чтобы они разрезали хромосому в нужном месте и вставляли в это место нужный исследователям ген или убирали ненужный. Тем самым молекулярная биология сегодня подошла вплотную к тому, чтобы «лечить» генетические аномалии, удалять неисправные гены из любого места любой хромосомы и вставлять вместо них такие же, но нормальные гены.

Так вот, до сих пор все занимались «исправлением» одиночных генов. А группа профессора Лоуренс сделала следующий шаг — применила эту методику к «лечению» целой хромосомы — той «третьей лишней», которая вызывает болезнь Дауна. С помощью одного из четырех ныне существующих видов «сконструированных нуклеаз» (а именно — нуклеазы, молекула которой похожа на ножницы с атомом цинка вместо винтика) они ввели в стволовую клетку, содержащую три 21-х хромосом, ген XIST, причем нуклеаза была сконструирована так, чтобы ввести этот ген прямиком в одну из трех 21-х хромосом. Операция оказалась удачной: этот ген заработал, то есть по его программе в клетке стали появляться молекулы XIST. Но главное — эти молекулы стали обволакивать лишнюю 21-ю хромосому и полностью выключать ее из действия. Иными словами, эта операция привела к устранению трисомии 21!

Правда, пока только в пробирке. Но лиха беда начало — уже это лабораторное достижение позволило ученым сравнить дальнейшие судьбы стволовых нервных клеток, получивших «лечение» и не получивших его. Оказалось, что операция устранила два последствия трисомии 21 на клеточном уровне. Не прошедшие операцию клетки размножались медленнее и дифференцировались (то есть приобретали разную специализацию) плохо, тогда как в прошедших операцию клетках эти «дауновские» дефекты были устранены. Такое вот обнадеживающее начало, — а продолжение я предоставляю вашему воображению.

Закончу этот затянувшуюся главу еще одной приятной новостью. Она касается раннего выявления болезни. Средства такого выявления были известны и раньше, они сводятся к анализу материнской крови во время беременности, но прежние методы страдали двумя существенными недостатками. Во-первых, эта проба крови требовала «вторжения» в женский организм (конкретней — прокалывания околоплодного пузыря), которое часто приводило к выкидышу. Еще существенней было то, что такой анализ давал уверенный ответ только на продвинутой стадии беременности — во втором триместре, примерно на пятнадцатой неделе.

Вы спросите: почему это недостаток и к тому же существенный? Дело в том, что, как я уже говорил, многие родители, даже узнав о болезни ребенка, зачастую отказываются от аборта. Это особенно характерно для стран с распространенной религиозностью. Например, в США 60 процентов женщин при опросе заявили, что, получив позитивный результат «анализа на синдром Дауна» на пятнадцатой неделе, они ни за что не сделают аборт. А вот против аборта в первом триместре беременности категорически возражают всего 30 процентов женщин.

Так вот, в июле 2013 года авторитетный медицинский журнал «New England Journal of Medicine» опубликовал сообщение о том, что разработан совершенно новый метод «анализа на синдром Дауна», свободный сразу от обоих этих недостатков. Во-первых, он не требует вторжения в околоплодный пузырь. А во-вторых, дает уверенный ответ уже на девятой (!) неделе беременности, что резко улучшает шансы на безвредный (для женщины) аборт и тем самым может существенно повлиять на решение родителей. Чувствительность нового метода весьма высока: он верно обнаруживает трисомию в 98 процентах случаев и верно различает трисомии 21, 18 и 13 в 99,5 процента случаев. Как пишет журнал, этот метод, по ряду причин, еще требует доработки, но уже сейчас можно думать, что он произведет подлинную революцию в своей области.

Загадка испорченного гемоглобина

В отчете Всемирной организации здравоохранения за 2011 год сказано, что в 2010 году смертность от малярии составила около 655 тысяч человек. 90 процентов умерших пришлось на долю тропической Африки, причем около 60 процентов в ее доле смертности составили дети в возрасте до пяти лет.

Малярия, вообще говоря, распространена по всему земному шару. Тем не менее основное число заболеваний сосредоточено в Африке и частично в Индии и Юго-Восточной Азии. Причина того, что 90 процентов смертей от малярии приходится именно на Африку, состоит в том, что африканская, или тропическая, малярия вызывается самым опасным видом малярийного паразита, «плазмодиум фалципарум». В семействе паразитов Plasmodium до недавнего времени насчитывалось четыре вида паразитов: Plasmodium vivax, Plasmodium ovale, Plasmodium malarie и Plasmodium falciparum; недавно в Малайзии был обнаружен пятый вид, Plasmodium knowlese, но, как оказалось, он в основном поражает обезьян и лишь очень изредка — людей. Так вот, первые три из четырех главных видов плазмодия вызывают относительно легкие формы болезни с малым числом смертных случаев. А главный виновник почти всей малярийной смертности — это плазмодий вида «фалципарум». И распространен он в основном именно в Африке, южнее Сахары.

В то же время именно в Африке, в самых ее малярийных местах, более всего распространено другое заболевание — серповидно-клеточная анемия, которое в некоторых случаях тоже заканчивается смертью, причем тоже в основном в детском возрасте. Изучая эту болезнь, ученые давно уже установили, что она вызвана мутацией (порчей) определенного гена, а именно — гена, связанного с гемоглобином. Но наличие этой мутации не всегда ведет к смерти. Дело осложняется тем, что каждый ген в нашем организме представлен в двух копиях. Поэтому среди людей, имеющих мутацию в гене гемоглобина, могут быть такие, у которых эта мутация поразила только одну копию гена (они называются гетерозиготными, то есть «разно-генными»), и такие, у которых мутация присутствует в обеих копиях (они называются гомозиготными, то есть «одинаково-генными»). Первых врачи называют «больными», а вторых — всего лишь «носителями болезни». Так вот, в детстве умирают, как правило, гомозиготные больные. А вот гетерозиготные «носители», как правило, выживают, хотя и страдают тяжелыми нарушениями кровообращения и т. п., которые сокращают длительность их жизни до 45–50 лет (при постоянной врачебной помощи они могут дожить до 53–60 лет). И, как я уже сказал, больше всего таких «носителей болезни» насчитывается в тропической Африке. Здесь они составляют более трети всего населения, а в самых малярийных районах — даже до 45 процентов.

Если вдуматься, есть некая странность в том, что именно в тропической Африке, где свирепствует смертельная малярия, так много носителей испорченной копии гемоглобинового гена. Ведь все эти носители, особенно дети, должны, казалось бы, первыми умирать от малярии, поскольку их организм ослаблен серповидно-клеточной анемией. А это значит, что за минувшие столетия все носители этого гена должны были вымереть подчистую, причем в Африке — в первую очередь. А в действительности как раз в Африке их больше всего. Эта странность давно привлекала внимание врачей и заставила их думать, что между малярией и серповидноклеточной анемией имеется какая-то связь. И действительно, в 1940-х годах британский военный врач Бит, работавший в Родезии, заметил, что в крови малярийных пациентов, имеющих одну копию мутированного гена, всегда обнаруживается меньше плазмодиев, чем в крови пациентов, вообще не имеющих этой мутации. Вслед за тем заирский врач нашел, что среди «носителей болезни» наблюдается меньше случаев тяжелой малярии, чем среди людей без мутации. А в 1954 году еще один британский врач, Энтони Аллисон, работавший в Кении, обобщил эти наблюдения и выдвинул гипотезу, по которой серповидно-клеточная анемия дает своим носителям какую-то защиту от малярийного плазмодия. Дальнейшие исследования показали, что это действительно так и что наибольшую защиту анемия дает своим носителям в детском возрасте, до того, как у них окончательно сформируется иммунная система. Но и у взрослых носителей есть частичная защита, и потому у них малярия протекает не так тяжело и реже кончается смертельным исходом, чем у людей, совсем защиты не имеющих.

Это открытие поставило серповидно-клеточную анемию в ряд наследственных болезней, объединенных термином «гетерозиготное преимущество». Да, медицина знает еще несколько примеров подобных болезней. Хороший пример дает другое генетическое заболевание, фенилкетонурия, при которой гомозиготность ведет к ранней смерти из-за накопления испорченного белка в нервной системе, тогда как гетерозиготность (у женщин) защищает от выкидышей. Или вот болезнь Тея-Сакса (открыта Уореном Теем, изучена Бернардом Саксом), тоже разрушающая нейроны головного мозга. Гомозиготность в этом случае проявляется уже в самом раннем возрасте, и ребенок обычно гибнет к четырем-пяти годам, но гетерозиготы выживают, потому что эта мутация одновременно каким-то образом защищает своего носителя от туберкулеза. (Видимо, именно поэтому такая гетерозиготность сохранилась почти у 11 процентов ашкеназийских евреев, которые многие века жили в условиях гетто, особенно располагавших к туберкулезу.)

Заметим, кстати, что такое «странное» на первый взгляд сохранение потенциально смертельной мутации в коллективе людей, — это, в свою очередь, частный вид еще более широко распространенного биологического явления, которое называется «сбалансированным полиморфизмом», или проще — сбалансированным многообразием. Сбалансированный полиморфизм внутри какого-то коллектива возникает не только в случае болезнетворной, но и в случае вполне благотворной мутации, если она дает своему носителю какое-то выживательное преимущество. Иными словами, сбалансированный полиморфизм возникает во всех тех случаях, когда гетерозиготы оказываются в тех или иных ситуациях более жизнеспособными, чем гомозиготы (будь то гомозиготы с двумя мутированными копиями или с двумя здоровыми). Во всех этих случаях в коллективе возникает и затем стабильно сохраняется определенная пропорция (баланс) между числом гетерозиготных и гомозиготных членов коллектива.

Очень хороший пример такого явления в животном мире дают сухопутные улитки с их многообразием окраски и полос на раковине. Здесь появление и сохранение многообразия диктуется требованиями среды и наличием хищников. Улитки — любимая пища дроздов, которые хорошо замечают те раковины, что своей окраской или полосами выделяются на древесной коре, а так как в разных местах цвет и текстура коры разные, то возможно множество мутаций, дающих улиткам в тех или иных местах выживательное преимущество. Таким образом, певчие дрозды и древесная кора играют для улиток ту же роль, что малярия для человека.

Раз уж мы припомнили малярию, давайте вернемся к ней и к той защите от нее, которую дает своему носителю серповидно-клеточная анемия, то есть испорченный ген гемоглобина. Обнаружение этой защиты тотчас поставило перед учеными вопрос — чем она объясняется? Каков ее механизм? Вопрос этот долгое время оставался без ответа, выдвигались различные умозрительные гипотезы, но недавно группа немецких ученых под руководством Ланцера нашла первое убедительное объяснение, подтвержденное прямыми экспериментами. Это дает нам повод подробней рассказать о малярии, ее возбудителе, а заодно и о серповидно-клеточной анемии.

Что касается малярии, то недавние генетические исследования ее возбудителя (плазмодия) привели к выводу, что самая первая его разновидность появилась у людей 50–100 тысяч лет назад (а может — и все 400 тысяч), а самый опасный вид, плазмодий фалципарум, перешел к людям от африканских горилл около 6 тысяч лет назад. Свое нынешнее название (от латинских слов «mala aria», то есть дурное дыхание) эта болезнь получила много позже, уже в Древнем Риме, где была так распространена, что ее даже называли «римской лихорадкой». Возбудителя ее открыл в 1880 году французский врач Шарль Лаверан, служивший в военном госпитале в Алжире; за это открытие он в 1907 году удостоился одной из первых Нобелевских премий по медицине и физиологии. В 1881 году кубинский врач Карлос Финлей нашел свидетельства того, что паразит переносится комарами вида Анофелес, а шотландский врач, работавший в Калькутте, сэр Рональд Росс впервые выявил весь цикл жизни паразита в организме комара (за что удостоился еще более ранней Нобелевской премии — в 1902 году). Открытия Финлея и Росса позволили найти первые предохранительные меры против заражения, и это спасло тысячи жизней уже во время строительства Панамского канала. Так началась борьба медицины с малярией, продолжающаяся по сей день.

Типичное течение малярии — это периодическое повторение приступов озноба и лихорадки, продолжающихся четыре — шесть часов подряд. Паразит плазмодий маларие вызывает такие приступы через каждые 72 часа, то есть каждый четвертый день («четырехдневная малярия»), паразиты плазмодий овале и плазмодий вивакс — через каждые 40–48 часов, то есть примерно каждый третий день («трехдневная малярия»). И хотя болезнь эта, как уже сказано, поддается лечению (при том, что у детей порой бывают тяжелые мозговые осложнения), она может неоднократно появляться вновь — если паразит в крови не уничтожен полностью или сохранился в «спящем» виде в печени, а также в случае заражения другой разновидностью паразита. Куда тяжелее протекает болезнь в случае плазмодия фалципарум: здесь приступы повторяются каждые 36–48 часов, порой переходя в непрерывную лихорадку, возникают тяжелые осложнения и смерть может наступить уже через несколько дней, а то и часов после начала болезни, причем смертность достигает иногда 20 процентов (больше всего среди маленьких детей и беременных женщин). Причина смерти — чаще всего поражение жизненно важных участков мозга, вызванное недостатком кислорода, что же до осложнений, то тропическая малярия часто сопровождается увеличением селезенки и печени, тяжелой головной болью, а также появлением в кровотоке свободных молекул гемоглобина (который обычно всегда спрятан в эритроцитах, но при малярии, в силу их разрушения, выходит в кровоток); этот излишний гемоглобин может вызвать нарушение работы почек и проникает в мочу, придавая ей темно-красный цвет (гемоглобиноурия).

Главный отличительный признак малярии — периодичность приступов — связан с особенностями жизни малярийного паразита в организме человека. Впрочем, в человеческом организме плазмодий проводит лишь часть своей жизни, бесполую. Вторая половина его жизни, половая, проходит в организме комара-переносчика. Здесь незрелые половые клетки паразита, образовавшиеся еще в организме человека, дозревают, встречаются, сливаются и дают начало потомку, который называется «ооцитом» и имеет вид микрошарика, выпучивающегося из комариного кишечника в кровоток. Со временем этот ооцит распадается и порождает до 10 тысяч крохотных червеобразных потомков-спорозоитов, которые в конечном счете пробираются в слюнные железы комара. Здесь они «ждут своего часа», который наступает, когда комариха вонзает жало в кровеносный капилляр в нашей коже, чтобы «попить нашей кровушки» (это всегда комариха, потому что для нее наша кровь — главный источник питательных веществ, необходимых для выращивания своего потомства; не случайно она особенно любит кровь беременных женщин).

В этот момент спорозоиты попадают в кровоток человека и первым делом прячутся от его иммунной системы. Уже через каких-нибудь полчаса их совершенно нет в крови — за это время все они успели укрыться внутри клеток печени. Здесь они в течение следующих 7–30 дней (в зависимости от вида паразита) размножаются бесполым путем, преобразуясь при этом в новую форму — мерозоитов. (При этом плазмодии типа «овале» и «вивакс» сначала порождают гипнозоиты, которые могут месяцами и даже годами «дремать» в печени и лишь затем превращаться в мерозоиты, чем объясняется возвращение болезни через длительный период времени.) Затем мерозоиты вырываются из клеток печени и возвращаются в кровоток. Им и теперь нужно укрываться от возможной атаки иммунной системы, и они, как показали недавние исследования, прибегают для этого к хитроумному маневру: выходя из печеночной клетки и разрывая при этом ее оболочку, обворачиваются лоскутами этой оболочки, чтобы иммунные клетки приняли их за «своих». В таком виде мерозоиты настигают свою главную мишень — наши красные кровяные тельца, или эритроциты.

Эритроциты, как известно, — это клетки, почти все содержимое которых составляют молекулы гемоглобина. Важность гемоглобина для жизни состоит в том, что этот белок способен соединяться с кислородом. Эритроциты запасаются кислородом в легких, потом кровоток разносит их по кровеносным сосудам в самые отдаленные уголки организма, и там кислород переходит от гемоглобина в клетки, которые используют его для различных биохимических реакций, начиная с выработки и создания запаса энергии. Мерозоиты, проникая в красные кровяные тельца, начинают размножаться — из каждого мерозоита, проникшего в эритроцит, образуется 8–10 новых. Спустя определенное время, нужное каждому виду паразита для размножения, новые мерозоиты разом вырываются из своих опустошенных эритроцитов и так же разом заражают новую, еще более многочисленную порцию эритроцитов. Так повторяется несколько раз, и каждая такая серия одновременного разрушения множества эритроцитов вызывает те явления, которые называются «приступами малярии». Понятно, что частота этих приступов у каждого вида паразита своя, заданная временем его размножения в эритроцитах. Точно так же особенностями плазмодия вивакс и плазмодия овале заданы, как уже сказано, возвращения болезни через длительное время — спорозоиты этих видов, проникнув в печень, не сразу превращаются в мерозоиты, а перед этим «дремлют» там от шести месяцев до трех лет. Ну, и следует еще добавить, что в ходе размножения мерозоитов некоторые из них дают начало незрелым половым клеткам паразита, что обеспечивает его последующее, уже половое, размножение внутри комара (если он подхватит эти клетки при укусе).

В случае «легких» форм малярии болезнь рано или поздно прекращается, потому что иммунные клетки все же обнаруживают паразитов и уничтожают их. Кроме того, кровоток периодически приносит эритроциты «на проверку» в селезенку, одной из функций которой является уничтожение отживших кровяных клеток; та же судьба постигает и зараженные мерозоитами эритроциты, и они уничтожаются селезенкой вместе с живущими в них паразитами, что прерывает дальнейшее размножение мерозоитов. Иначе обстоит дело в случае тропической малярии. Ее возбудитель, плазмодий фалципарум, «изобрел» еще один маневр, который защитил его от иммунных клеток и селезенки и одновременно сделал смертельно опасным. На поверхности зараженных им эритроцитов появляются молекулы клейкого белка (так называемого «белка мембраны эритроцита с плазмодием фалципарум», ПфЭМБ-1), из-за чего эти эритроциты приклеиваются к стенкам небольших кровеносных сосудов и тем самым выходят из кровотока, а потому не попадают в селезенку. Иммунные клетки тоже не эффективны в борьбе с этим паразитом, потому что он обладает чудовищным множеством самых разных белков такого клейкого типа (до шестидесяти разновидностей на одном плазмодии, не говоря уже о всевозможных комбинациях этих белков во всей массе мерозоитов).

В итоге плазмодий фалципарум получает возможность беспрепятственно размножаться, и это быстро приводит к тому, что в капиллярах образуется очень много приклеенных к стенкам эритроцитов, которые блокируют прохождение крови. Эта клейкость и вызванная ею блокировка капилляров являются главной причиной разрыва мелких сосудов, что вызывает кровоизлияния, столь характерные для тропической малярии. Зараженные эритроциты, накопившись в сосудах мозга, могут прорваться в сам мозг, и тогда малярия становится церебральной и зачастую оканчивается комой и смертью. Но и само разрушение эритроцитов в таком огромном количестве приводит к быстрому выбросу в кровь большого числа молекул гемоглобина, а также малярийного пигмента гемомеланина, возникающего при воздействии паразита на гемоглобин, и это резко нарушает работу почек и селезенки, что является второй по частоте причиной смерти от тропической малярии (кстати, проникновение пигмента в мочу придает ей тот темно-красный и даже черный цвет, о котором мы говорили выше и по которому врачи распознают смертельно опасную форму малярии).

И вот обе эти смертельно опасные формы болезни, вызываемые видом плазмодий фалципарум, предотвращаются наличием в одной копии гена гемоглобина мутации, вызывающей серповидно-клеточную анемию. Каким же образом это происходит? — возвращаемся мы снова к исходному вопросу. Как мы уже говорили, ответ на этот важный вопрос был найден Ланцером и его коллегами, и теперь мы уже достаточно вооружены, чтобы понять этот ответ. Для начала объясним, к чему приводит упомянутая мутация гена гемоглобина. Она состоит в мельчайшем изменении этого гена — замене одного-единственного химического звена из десятков тысяч, но увы — заменяется при этом звено одного размера, активно вступающее в связь с молекулами воды, на звено другого, активно воды избегающее. В результате цепь молекулы гемоглобина чуть меняет свое положение, а это меняет форму всей молекулы. Конечным результатом всех этих подвижек становится изменение формы и свойств эритроцита в целом — из округлого он становится серповидным, из эластичного — твердым и хрупким. Серповидные эритроциты быстрее выходят из строя, общее число эритроцитов уменьшается, и появляется анемия. Она ведет к уменьшению доставки кислорода в различные участки организма, а это вызывает всю ту гамму нарушений, которые объединяются под названием «серповидно-клеточная болезнь» и от которых гомозиготные больные чаще всего умирают еще в детстве.

Но гетерозиготные носители болезни, как мы уже знаем, не умирают, и заражение смертоносным плазмодием фалципарум не вызывает у них опасных для жизни осложнений. Этот факт побудил Ланцера и его коллег детально исследовать в первую очередь, чем же, собственно, отличается взаимодействие опасного плазмодия с обычным эритроцитом от его взаимодействия с эритроцитом серповидным. Как мы уже говорили, на поверхности зараженного эритроцита появляются молекулы клейкого белка ПфЭМБ-1. Этот белок-адгезин вырабатывается паразитом внутри эритроцита. Как же он появляется на поверхности? Исследования Ланцера показали, что паразит «выводит» свой адгезин на поверхность клетки эритроцита с помощью того же механизма, который сама клетка использует для доставки в нужные места любых других, нужных ей веществ. Молекулы таких веществ переносятся молекулами белка динеина по «рельсам», которыми служат длинные нити белка актина. При наличии паразита его белок переправляется на поверхность клетки точно таким же способом.

Но совершенно иначе, как оказалось, обстоят дела в серповидном эритроците. Особая агрегация молекул испорченного гемоглобина не позволяет небольшим отрезкам актина соединиться в длинный «мостик», ведущий изнутри клетки к ее оболочке, и молекулы адгезина не могут выйти на поверхность эритроцита. А те немногие, которые все же ухитряются выбраться наружу, почему-то теряют по пути заметную часть своей клейкости. Иными словами, серповидные эритроциты, даже будучи заражены плазмодием фалципарум, не становятся клейкими, а это, как нам уже понятно, предотвращает самые опасные последствия заражения и уменьшает смертность.

Увы, так обстоит дело только с серповидными эритроцитами и, значит, только у гетерозиготных «носителей серповидно-клеточной анемии». У гомозиготных людей, то есть у людей здоровых, вообще не имеющих мутации в гене гемоглобина, этой защиты нет, потому что у них эритроциты не серповидные, а обычные, округлые. Но можно надеяться, что открытие группы Ланцера, пролившее свет на давнюю загадку «несклеивания» серповидных эритроцитов, в конце концов укажет какой-нибудь практический путь и к предотвращению склеивания, постигающего обычные эритроциты при заражении, и тем самым облегчит судьбу сотен тысяч африканцев, индусов и азиатов.

Благодеяние убийцы

Прежде чем лечить, нужно понять, что лечить. Но, увы, разгадать тайны той или иной болезни в большинстве случаев не просто. Вот история о том, как ученые разгадывали одну такую загадку. Это также история о том, что не только недостатки — это продолжение достоинств, но иногда и достоинства могут быть продолжением недостатков. А еще короче — это история изучения смертельного наследственного недуга — цистофиброза. Ген, ответственный за появление в организме этой болезни, был открыт в 1989 году. Если этот ген после мутации наличествует только в одной из двух нитей наследственной молекулы ДНК, он себя не проявляет. Стоит ему, однако, оказаться в обеих нитях (напомним, что одна из них унаследована от отца, другая от матери), как он включается в работу. Как всякий другой ген ДНК, он выдает инструкцию на производство в клетке определенного белка. Но в данном случае белок этот, в силу мутации гена, сам оказывается испорченным и потому не может делать в клетке свое полезное дело.

А дело это вот какое. Пока рассматриваемый нами ген здоров, белок, создаваемый по его инструкции, занимается тем, что создает мельчайшие канальцы в мембране клетки. Через эти канальцы из клетки выходят ионы хлора; они попадают в окружающую клетку среду и делают ее повышенно соленой, а это в результате физико-химического механизма, именуемого осмосом, высасывает из клетки содержащуюся в ней жидкость (осмос действует в направлении выравнивания уровня содержания солей). В нормальных условиях эта жидкость высасывается в умеренных количествах, не нарушая жизнедеятельности клетки; более того — это позволяет удалять из легких и внутренностей попадающие туда вредные бактерии и другие нежелательные остатки. Но все это — в нормальных условиях. А в случае, если ребенок унаследовал от своих родителей испорченный мутацией ген, канальцы, образуемые белком такого гена, оказываются неспособными выводить бактерии и отходы жизнедеятельности клетки в нужных количествах, поскольку забиваются плотной слизью, которая заполняет внутренности. Мало того что это нарушает деятельность органов — слизь становится еще и питательной средой для различного рода бактерий и вирусов, что грозит болезнями и смертью. Среди белых детей один на каждые 2500 страдает наследственным цистофиброзом, и редко кто из таких детей, даже сегодня, со всеми нашими антибиотиками и прочими лекарственными препаратами, доживает до сорока лет. При этом заболевшие цистофиброзом мужчины, как правило, оказываются бесплодными.

Тут сразу же возникает вопрос: каким же образом эта мутация сохранилась в ходе эволюции? Ведь, казалось бы, если пораженные ею мужчины не дают потомства, то не должны появляться и дети с двумя испорченными нитями ДНК, и от матери, и от отца — отцы-то бесплодны! Раньше биологи полагали, что мутация, ведущая к цистофиброзу, сохранилась просто потому, что появилась в человеческом генофонде сравнительно недавно, однако испанский генетик Хавьер Иствилл, применив методы молекулярной биологии и статистической генетики, опроверг эту гипотезу.

Выводы Иствилла были вскоре подтверждены независимыми исследованиями еще одного испанского биолога — Бертранпети из Барселонского университета. Используя новую технику изучения эволюции генов, Бертранпети исследовал образцы крови жителей различных стран Европы, в чьем роду числились случаи заболевания цистофиброзом. Из этих образцов он выделил уже известный по предыдущим исследованиям участок наследственной молекулы ДНК, который отвечает по меньшей мере за 70 процентов всех случаев цистофиброза. Участок этот называется «ген дельта-эф 508» и, в свою очередь, состоит из множества еще меньших участочков — так называемых «микросателлитов». Бертранпети определил, чем микросателлиты имеют около 1000 различий. Иными словами, за время существования гена цистофиброза в нем накопилось около 1000 крохотных мутаций (которые, однако, не изменили летальной природы этого гена).

Зная среднюю частоту возникновения мутаций, Бертранпети подсчитал, что для образования такого многообразия различий ген должен был пройти через 2625 поколений людей. А это означает, что его возраст (с учетом того, что древние люди жили намного меньше современных) составляет более 50 тысяч лет. Иначе говоря, этот ген появился в те времена, когда, по данным археологов, предки Гомо сапиенс впервые пришли в Европу. «Этот ген невероятно старый», — заключил Бертранпети.

Дальнейшие исследования показали еще одну особенность этого гена. Оказалось, что его микросателлиты различны не только у разных людей, но и у разных европейских народов. Испорченный ген «дельта-эф 508» у жителей Великобритании, Ирландии, Франции, Испании, Италии и Болгарии имеет один набор микросателлитов (то есть набор микромутаций), а тот же ген у жителей Словакии, Чехии, Венгрии, Германии, Дании, Швеции и Финляндии — другой. Отсюда, по мнению Бертранпети, следует, что заселение Европы первобытными людьми происходило, по всей видимости, двумя потоками, один из которых направился через Болгарию на запад континента, тогда как другой — через Венгерскую равнину — на север. Но каждый из этих потоков нес в себе свою разновидность гена, которую и передал, через тысячи поколений, современным людям.

Открытия Иствилла и Бертранпети прояснили историю «гена цистофиброза». Но ответ на поставленный выше вопрос: как этот ген сохранился в ходе эволюции? — они весьма усложнили. В самом деле, если вредный ген возник уже 50 с лишним тысяч лет назад, то за это время естественный отбор должен был бы, казалось, устранить из человеческих рядов всех его носителей — разве что они обладали каким-то дополнительным преимуществом по сравнению с теми, у кого испорченного гена не было вообще. И американский физиолог Габриэль решил поискать, не мог ли ген цистофиброза сыграть какую-то благодетельную роль в ходе эволюции. Иными словами, выяснить, нет ли и у этого гена каких-либо достоинств, которые могли бы быть продолжением — и компенсацией — его недостатков.

Габриэлю помог тот факт, что цистофиброз, как мы уже сказали, влечет за собой закрытие мембранных канальцев и прекращение выхода жидкости из клетки наружу. Исследователь вспомнил, что выделение жидкости из клеток, напротив, является характерным признаком другой болезни — холеры. Когда холерный вибрион атакует организм, он выделяет сильный токсин. Пытаясь освободиться от этого токсина, клетки желудка открывают все свои канальцы и выделяют наружу огромное количество жидкости — до трех-четырех галлонов в день. Эта жидкость предназначена для того, чтобы «смыть» токсин; но поскольку, смывая его из внутренностей, жидкость и сама выходит из организма, возникает сильнейший понос (к тому же кровавый, так как вместе с жидкостью вымываются остатки разрушенных клеток и кровяные тельца). Если вовремя не возместить потерю этой жидкости (и содержащихся в ней солей), человек умирает от дегидрации — обезвоживания организма.

Не может ли быть так, что ген цистофиброза, закрывая канальцы, выводящие жидкость из клеток, одновременно препятствует и появлению диареи? Это свое предположение Габриэль решил проверить на мышах. Он взял мышей с привитым геном цистофиброза и ввел им в желудок еще и холерный токсин. Вскрыв затем своих подопытных, он обнаружил, что те мыши, у которых ген цистофиброза наличествует в обеих нитях ДНК, материнской и отцовской, жидкости вообще не выделяли, как им и положено, — ведь у них мембранные канальцы были забиты. А вот мыши, у которых испорченный ген присутствовал только в одной из нитей ДНК, клеточную жидкость продолжали выделять, хотя и в половинном количестве, — у них была забита только половина канальцев.

Если предположить, что в человеческом организме имеет место то же самое, мы приходим к выводу, что те первобытные люди, которые были носителями скрытого гена цистофиброза (то есть имели его только в одной нити своей ДНК), заразившись холерой, выделяли половину нормального количества клеточной жидкости. Этого было вполне достаточно, чтобы избавиться от холерного токсина, и в то же время меньше, чем необходимо для возникновения кровавой диареи. Иными словами, они были защищены от холеры лучше, чем другие люди, — ведь у тех неминуемо появлялась диарея, ведущая к обезвоживанию и смерти. «В былые времена, — говорит Габриэль, — когда население Европы было куда меньше, каждая эпидемия холеры могла истреблять значительную часть европейцев, но не затрагивала людей, носивших в своих ДНК всего одну копию мутантного гена цистофиброза. А это позволяло такому гену сохраняться и размножаться в популяции».

Так-то оно, быть может, и так, но дело в том, что первые эпидемии холеры в Европе отмечены лишь с 1817 года. А что же помогало гену цистофиброза раньше? Габриэль полагает, что этот ген помогал своим носителям справляться с другими бактериями, способными вызвать диарею, — например, с кишечной палочкой и сальмонеллой. Но если Габриэль прав и этот ген оказывает людям такие благодеяния, почему он «не прижился» в Азии? Ведь та разновидность кишечной палочки, которая вызывает диарею, распространена по всему миру и ежегодно убивает почти полтора миллиона детей. А кроме того, тот вид мутации, который изучали Иствилл и Габриэль, — отнюдь не единственная причина цистофиброза. Сегодня известны уже по меньшей мере 400 других разновидностей порчи исходного гена, ведущих к этой ужасной болезни. Это означает, что данный ген подвержен особо частым мутационным порчам. Но если его мутации происходят так часто и легко, почему они не появились за истекшие 50–100 тысяч лет (со времени ухода людей из Африки) и среди прочих рас, в остальных частях света?

На этот вопрос попытался ответить американский физиолог Поль Квинтон. По его мнению, скрытый ген цистофиброза не выжил за пределами Европы, потому что в жарком климате он проявляет другой недостаток, который перевешивает его выгоды при возникновении диареи, — он вызывает выделение слишком соленого пота. Вспомним, что этот ген, даже в скрытом состоянии (когда он находится лишь в одной нити ДНК), вызывает закупорку по меньшей мере половины мембранных канальцев. В результате осмос не может высосать из клеток достаточно жидкости, чтобы в полной мере разбавить накопившиеся снаружи, в межклеточной жидкости, соли хлора. Выделяющийся из организма пот оказывается избыточно соленым в сравнении с нормальным. Врачи и сейчас считают соленый пот первым признаком цистофиброза. Соль необходима организму для нормальной жизнедеятельности; ее выход вместе с потом ведет к понижению солевого баланса и нарушению жизнедеятельности. Особенно резко этот недостаток сказывается в жарком климате, где люди сильно потеют. И здесь шансы носителя скрытого гена цистофиброза на выживание и размножение должны были оказаться ниже, чем у других людей, — несмотря на выгоды, которые этот ген дает в борьбе с диареей. Напротив, в прохладной Европе люди сохранили этот ген для защиты от диареи — хотя и ценой наследования повышенных шансов на заболевание цистофиброзом.

Иными словами, что хорошо, а что плохо для выживания, решают в конечном счете локальные условия. Но в любом случае эволюция никогда не одаряет одним только добром — она всегда вынуждает нас принимать вместе с ним и неизбежное зло.

Альцгеймер — поиски и споры

Два главных врага человека, две главные причины смертности людей — это, несомненно, сердечно-сосудистые болезни и рак. В последнее время в связи с ростом длительности жизни и, как следствие, — быстрым ростом числа пожилых людей к этим двум врагам присоединился третий — болезнь Альцгеймера. Если какой-то призрак и бродит по нашей состарившейся планете, то это — призрак Альцгеймера.

Упрямая штука — эта болезнь Альцгеймера. Открыта она была Алоизом Альцгеймером еще в 1906 году, а фундаментальный прорыв в ее понимании произошел лишь в 1991 году, когда Харди и Бисоп нашли, что эта болезнь связана с аномалией одного из белков, производимого нейронами, — амилоидного белка. Это привело к развертыванию поистине огромного фронта научных исследований, но, увы, — бои на этом фронте долгое время шли позиционные, и лишь недавно наметились важные продвижения как в научном, так и в практическом лечебном плане. Самое время об этом рассказать. Но для лучшего понимания рассказа стоит сначала навести некоторый порядок в наших знаниях. Что знаем мы, точнее — что знает сегодня наука о болезни Альцгеймера (далее сокращенно БА)? Самое надежное знание состоит в том, что болезнь эта представляет собой один из видов старческого слабоумия, а потому вероятность заболевания ею, как правило, растет с возрастом. Замечу, однако, что далеко не всякая старческая забывчивость — это признак БА. Совсем недавно, в середине 2013 года, группа известного биолога, лауреата Нобелевской премии Канделя, изучив посмертные срезы мозга людей, страдавших от старческой забывчивости, и людей, умерших от БА, показала, что у тех и других были поражены совершенно разные участки гиппокампуса (так называется отдел мозга, заведующий памятью). Более того, этой же группе удалось, с помощью инъекций определенного белка, обратить вспять процесс забывания приобретенных навыков у состарившихся мышей. Мыши вспомнили забытые ими навыки прохождения лабораторного лабиринта.

К сожалению, пока это удалось сделать только с мышами.

Впрочем, оставим обычную старческую забывчивость и вернемся к БА. Как я уже сказал, в 1991 году Харди и Бисоп нашли, что в мозгу умерших от этой болезни людей обнаруживаются отложения амилоидного белка. Эти отложения, или «бляшки», покрывают поверхность нервных клеток (подобно тому, например, как холестероловые бляшки покрывают изнутри стенки артерий) и, как показало последующее изучение, состоят из неправильно свернутых молекул этого белка. Долгие годы дальнейших исследований выявили, как образуются эти «неправильные» молекулы. В нейронах, наряду со всеми их прочими белками, производится также некий белок, который ученые назвали «белок — предшественник амилоида», или сокращенно — АРР. Это длинная молекула, которая пронизывает мембрану нейрона. Во всех нейронах существуют особые ферменты (тоже белки), именуемые «секретазами», задача которых — отрезать тот кусок АРР, который находится вне нейрона. Внутренняя (меньшая) часть АРР остается в нейроне и играет там некую важную роль, а более длинная — она имеет от 36 до 43 химических звеньев и называется «бета-амилоил», или «Абета», — остается на мембране снаружи и, в принципе, должна быть в конечном счете убрана из мозга, как «мусор». И так оно действительно происходит со всеми таким «обрезками» — кроме некоторых. Увы, некоторые остатки не поддаются удалению, потому что по какой-то причине приобретают способность соединяться друг с другом, образуя большие бляшки, которые нарушают работу нейронов.

Затем сделали еще одно важное открытие — было подмечено, что такой способностью обладают только те наружные остатки АРР, которые имеют минимальную длину — 42 химических звена. Остатки длиной, скажем, 38 звеньев склеиваться практически не способны. Эту странную молекулярную загадку разгадали относительно недавно. Сначала выяснили, что при длине в 42 звена сохраняется участок, имеющий форму шпильки, а в феврале 2013 года профессор из Калифорнии Давид Теплов показал что именно такими «шпильками» молекулы Абета-42 сцепляются друг с другом. И когда такое сцепление идет слишком бурно, на мембранах нейронов образуются нерастворимые бляшки и возникает БА.

Эти открытия немедленно породили следующий вопрос: чем же обусловлено усиленное образование Абета-42? Определенные данные уже давно наводили на мысль, что БА — по крайней мере частично — вызывается мутацией некоторых генов. Данные о «генах БА» постепенно накапливались, и сегодня наука уже знает, что одним из генов, порча которых ведет к раннему появлению БА, является ген, управляющий производством АРР. Он расположен на 21-й хромосоме, которая связана с синдромом Дауна, и в семьях, где есть мутация этого гена, БА обычно наступает в возрасте 40–50 лет. Заметим, однако, что эта мутация вызывает всего 15 процентов заболеваний. Еще один ген, способствующий ускоренному образованию Абета, обнаружен на 14-й хромосоме: люди с мутацией в этом гене иногда заболевают уже в 30 лет. Аналогичное воздействие оказывает также один из генов 1-й хромосомы: мутация в нем снижает возраст заболевания до 40 лет. И наконец, с некоторыми случаями ранней семейной (и несемейной) БА связан ген, который получил название «АПОЕ».

Хотя механизм влияния этого гена на раннее появление БА ученым пока неясен, в массовой печати он получил незаслуженную славу чуть ли не главного «гена Альцгеймера». На самом деле ген АПОЕ интереснее других лишь тем, что существующие сегодня методы индивидуального генетического анализа позволяют более или менее надежно выявить мутацию только в этом гене; оценки других генетических опасностей намного менее достоверны. (Интересно, что среди первых ученых, прошедших такой индивидуальный анализ, одни, как известный биолог Вентер, попросили включить в него также проверку предрасположенности к БА, а другие, например не менее известный биолог Пинкер, побороли свой интерес.) Но этот ген, увы, далеко не один. Проведенное в 2011 году широкое исследование, охватившее 54 тысячи человек, как будто бы выявило еще пять генов, мутации которых, возможно, тоже связаны с ранним появлением БА.

Однако повышенная семейная вероятность заболеть — все же явление редкое. Гораздо более массовой является старческая БА. Ею болеют 3 процента среди людей 65–69 лет и до 25–45 процентов после 85 лет. (Поскольку обычная продолжительность болезни — 8–10 лет, то уход за больным ложится тяжелой ношей и на семью, и на общество.)

Что же является причиной усиленного образования Абета-42 в этом случае? На сей счет пока что имеются гипотезы самого общего характера. Некоторые специалисты предполагают, что с возрастом падает скорость устранения «мусора» из мозга. Другие думают, что некий фактор меняет работу секретаз таким образом, что они начинают преимущественно создавать Абета-42. Имеются также определенные данные о том, что появлению нейродегенеративных болезней, подобных БА (например, болезни Паркинсона или болезни Лу-Герига), способствуют распространенные в наше время пестициды. Как бы то ни было, БА, как уже сказано, идет в паре с появлением большого числа молекул Абета-42, и это тоже требует объяснения: каким именно образом эти молекулы могут ухудшать работу нейронов. Одно из таких объяснений недавно предложил профессор Добсон из Кембриджа, которого поддержали многие другие ученые. Согласно гипотезе Добсона, уже на начальном этапе «склеивания» образуются небольшие группы молекул Абета, так называемые «олигомеры» содержащие от двух до десяти молекул. Они имеют вид коротких палочек, которые протыкают стенки нейронов и тем самым нарушают их работу. Большие скопления Абета («бляшки») появляются уже после этого из-за порчи нейронов и являются не столько причиной болезни, сколько ее следствием. Сторонники этой гипотезы ссылаются в ее подтверждение на недавние опыты группы Ганди из нью-йоркской Медицинской школы. В этих опытах выявилось, что мыши, у которых образование амилоидного белка было искусственно задержано на стадии олигомеров, обнаруживали те же признаки БА, что и мыши с большими отложениями Абета. Иными словами, болезнь появлялась даже при отсутствии отложений — были бы олигомеры.

Иное объяснение порчи нейронов рисуют данные калифорнийского ученого, профессора Липтона, опубликованные в июне 2013 года. В своем исследовании (как обычно, на мышах) Липтон добавлял молекулы Абета в культуру мозговых клеток-астроцитов, которые подстилают всю сеть наших нейронов и активно участвуют в их работе. Оказалось, что появление Абета-42 влечет за собой бурное выделение астроцитами глютамата. Как думает Липтон, появление чрезмерного количества глютамата приводит к тому, что в мембранах нейронов открывается слишком много так называемых «ионных ворот» и через них в нейроны входит слишком много кальция. А излишек кальция в нейронах вызывает процесс образования некоторых токсичных веществ, из-за чего нейроны и выходят из строя.

Интерес вызывает также третье возможное объяснение — «тау-гипотеза». Ее возникновение вызвано нахождением в мозгу многих умерших от БА людей не только бляшек Абета, но также клубков склеившихся молекул другого нейронного белка — тау. Авторы «тау-гипотезы» утверждают на этом основании, что именно эти нейрофибриллярные клубки — а не бляшки Абета-42 — провоцируют появление БА. Другие специалисты считают, что эти клубки, хоть и действительно болезнетворны, вызывают не БА, а совсем иную, особую форму нейродегенеративного заболевания — нейрофибриллярное слабоумие. Есть и такая точка зрения, которая примиряет оба этих мнения: она сводится к тому, что в процессе развития БА каким-то образом участвуют оба вида белковых скоплений — как бляшки Абета, так и клубки тау. Расходятся ученые лишь в вопросе о том, что здесь исходная причина, что следствие.

О процессе образования бляшек Абета мы уже говорили. А как происходит образование тау-клубков? Что это вообще такое — тау-белки? Оказывается, они давно известны биологам, задолго до того, как их связали с БА. Ведь тау-молекулы присутствуют не только в нейронах. Они существуют также в клетках многих других типов и всюду играют одну и ту же важную и благотворную роль — помогают упрочению тех белковых волокон, которые образуют скелет любой клетки. В нормальном виде молекулы тау-белка выглядят как средней длины цепочки атомов, кое-где закрученные короткими спиральками. Они содержат много фосфора и иногда называются поэтому «фосфо-белками». Бывает, однако, что по каким-либо причинам эти молекулы присоединяют излишний фосфор. Такие чрезмерно насыщенные фосфором тау-молекулы теряют свою обычную форму, и их спиральки сплетаются друг с другом. Тогда образуется клубок тау-молекул, похожий на комочек ниток.

Установлено, что между этапом, на котором имеются только здоровые тау-молекулы, и этапом, когда преобладают клубки «больных», имеется целый ряд промежуточных форм. В срезах мозга мышей после вскрытия обнаруживаются соединения тау-молекул по две, по три, по четыре и так далее — уже знакомые нам олигомеры. Вот тогда-то, по аналогии с Абета-олигомерами, и появилась мысль о том, что БА может вызываться также и тау-олигомерами. Подтверждение эта мысль получила в конце 2011 года, когда было установлено, что в срезах мозговых тканей людей, умерших от БА, концентрация тау-олигомеров в четыре раза больше, чем в срезах людей, при жизни не страдавших от этой болезни.

Каким же образом тау-клубки могут вредить работе нейронов? Простейшая возможность состоит в том, что испорченные тау-молекулы (которые затем собираются в клубки) теряют свою главную способность — поддерживать скелет клетки. Поэтому по мере роста числа испорченных тау-молекул нейронный «скелет» теряет прочность, а это, естественно, нарушает работу самого нейрона.

Еще один возможный путь влияния тау-клубков на работу нейрона обнаружила недавно группа мельбурнского ученого Буша. Оказалось, что тау-белок необходим не только для упрочнения внутринейронного скелета, но также для выброса из нейрона лишних атомов железа. Это позволяет думать, что, когда тау-молекулы склеиваются в клубок и выходят из строя, в нейроне накапливается избыток железа, а это ведет к образованию оксидантов, которые постепенно разрушают такой нейрон. (Впрочем, в июле 2013 года канадские ученые показали, что виной порчи нейронов при отсутствии тау-белка является накопление не столько железа, сколько меди.)

В то время как многие исследователи продолжают изучение загадок возникновения БА, а другие ищут ответ на вопрос о механизме порчи нейронов, третьи занимаются не менее важным вопросом: каким способом болезнь распространяется в мозгу? Ведь и на этом пути могут найтись «чувствительные точки», воздействуя на которые подходящим препаратом удастся прервать развитие БА. И вот в начале 2012 года сразу две исследовательские группы, одна под руководством Карен Дафф и Скотта Смола из Колумбийского университета и другая под руководством доктора Хаймана из Массачусетского госпиталя, экспериментально решили этот вопрос для случая тау-клубков. Они создали у мышей аналог болезни Альцгеймера, вводя им человеческий ген тау с мутацией, вызывающей раннее образование тау-клубков, причем добились того, чтобы этот ген у мышей работал только в нейронах гиппокампуса, который у людей заведует памятью. Затем они стали наблюдать за развитием болезни. Для этого они анализировали мозг первой мыши через неделю после начала эксперимента, второй — через две недели и так далее на протяжении 22 месяцев. И тогда выявилась удивительная картина. У первых мышей клубки обнаруживались только в исходной области, но постепенно они стали появляться все дальше от нее, вплоть до тех участков коры головного мозга, где сконцентрированы важнейшие когнитивные процессы. Эта картина распространения тау-клубков соответствовала течению болезни у людей: сначала растущая утрата памяти, а затем — расстройство мышления вообще. Иными словами, оказалось, что верна вторая точка зрения: БА (по крайней мере, тот ее аспект, который связан с тау-клубками) распространяется наподобие вирусной инфекции — первый пораженный нейрон дает начало группе тау-клубков, которые заражают соседние нейроны; там образуются новые поколения клубков, которые распространяются еще шире, пока не захватят весь этот участок мозга, а оттуда продолжат свой путь в соседние участки.

Исследователям удалось выявить и пути такого распространения. Оказалось, что пути клубков от больных нейронов к здоровым пролегают через межнейронные промежутки — синапсы, через которые от нейрона к нейрону переходит нервный сигнал. Обычно через синапсы проходят только отдельные молекулы, но в случае БА через те же синапсы из нейрона в нейрон переходят целые тау-клубки. Это означает, что приход тау-клубков к здоровому нейрону тоже играет роль некого «сигнала», в ответ на который во втором нейроне появляются свои тау-клубки. Но что же указывает тау-клубкам, в какие нейроны переходить? По мнению Дафф, роль таких «дорожных указателей», скорее всего, играют скопления молекул Абета-42, которые являются своего рода «стрелочниками»: появление таких скоплений на каком-то нейроне указывает тау-белкам, что данный нейрон почему-либо более восприимчив к «заражению» (например, уже продырявлен олигомерами Абета). Абета-скопления, говорит Дафф, как бы «помечают клеймом» приговоренные к смерти нейроны, тогда как тау-клубки приводят этот приговор в исполнение.

Все перечисленные выше открытия естественным образом породили столь же многочисленные попытки создания препаратов, которые могли бы прервать развитие БА на той или иной ее стадии. К сожалению, эти попытки пока не принесли особого успеха. Однако в последние годы и тут забрезжил лучик надежды. В августе 2013 года швейцарские ученые под руководством Патрика Фреринга опубликовали весьма обнадеживающие результаты испытания вещества, меняющего характер работы фермента гамма-секретазы, который завершает отрезание наружной части молекулы АРР, образуя остаток Абета-42. Воздействовать на этот фермент пытались уже многие ученые, потому что именно после его работы возникают «вредные» отрезки Абета-42. Однако до сих пор эти попытки кончались неудачей. В 2010 году клинические испытания одного такого препарата пришлось прервать, потому что он полностью подавлял производство гамма-секретазы в нейронах, а это нарушало важные процессы в мозгу. Но теперь швейцарские исследователи сумели создать такое вещество, которое не подавляет гамма-секретазу совсем, а лишь меняет характер разрезания ею молекулы АРР — вместо вредного остатка Абета-42 она нарезает относительно безвредные остатки Абета-38. Интересно, что покажут клинические испытания этого лекарства.

Прионы внутри нас

Вот загадка: есть нечто — неживое, но способное размножаться, видоизменяться и приобретать сопротивляемость…

Это прионы. Профессор Вейсман из Института Скриппса во Флориде обнаружил у прионов такие эволюционные свойства, как способность адаптации к новым условиям и быстрое появление новых, резистентных форм в среде, содержащей те или иные ингибиторы. «Эти свойства, — говорит Вейсман, — сближают прионы со всеми обычными биологическими видами живых существ, позволяя назвать их „псевдовидом“».

Почему «псевдо»? Потому что прионы — не живые существа, не микроорганизмы и даже не вирусы. Прионы — это просто особый класс белковых молекул. Но особость их состоит в том, что они способны воспроизводить себе подобных, хотя не содержат никаких генов. Более того — размножившиеся прионы имеют тенденцию склеиваться или срастаться в разного рода большие колонии — микросети, микропленки, длинные цепи и т. п. В некоторых условиях такие колонии могут быть даже полезны организмам. Например, прионы некоторых бактерий, склеиваясь, образуют пленку, которая помогает колониям этих бактерий удерживаться на разных поверхностях. А уже упоминавшийся выше нейробиолог Эрик Кандель открыл, что сгустки прионов одного морского моллюска играют важную роль в образовании долговременной памяти — они помечают синапсы, помогая им связаться в единую цепь, хранящую некое воспоминание.

Однако у склеивания прионов есть оборотная сторона, и ее вред превышает любую их пользу. Как известно на нынешний день, клубки прионов, образующиеся в клетках мозга, вызывают около двадцати различных нейродегенеративных болезней, почти всегда неизлечимых и смертельных. Самые известные среди них — это нашумевшее в свое время коровье бешенство, овечья почесуха и болезнь Кройцфельда — Якоби у человека. А исторически первым исследованным прионным заболеванием была болезнь куру, некогда хронически распространенная среди людей племени форе на Новой Гвинее, а в 1950-е годы даже вызвавшая эпидемию. В свое время она считалась одной из величайших медицинских загадок. Непонятно было, почему куру, распространяясь как инфекция, не вызывает тех признаков, которые обычно сопровождают инфекцию. Она, в частности, не вызывала никакой ответной реакции защитных систем организма. Загадочным был и ее диморфизм: она поражала женщин и детей в восемь-девять раз чаще, чем мужчин. Решение загадки предложил Даниэль Гайдушек (в 1976 году получивший за это Нобелевскую премию). Он показал, что пересадка обезьянам клеток мозга умерших от куру людей вызывает у них аналогичное заболевание, а затем выдвинул гипотезу, что болезнь людей форе передается из поколения в поколение в ходе присущих этим людям каннибалистических ритуалов (поедания мяса умерших родичей); при этом женщинам и детям много чаще мужчин достаются объедки, в том числе мозги покойников, зачастую зараженные переносчиком болезни. И действительно, отказ племени от этих ритуалов вскоре свел эпидемию на нет.

Гайдушек не сумел опознать возбудителя болезни, и только в 1982 году Стенли Прузинер из Калифорнийского университета, проведя тщательное исследование клеток больных овец, предположил, что таким переносчиком является особый белок, который он назвал «прионом» (от слов «протеин» и «инфекция»). Его гипотеза вызвала яростное сопротивление и длительную дискуссию в научной прессе, но в последующие десять лет Прузинер вместе с Вейсманом и другими сотрудниками сумели ее убедительно доказать, выделив загадочный белок, и в 1997 году Прузинер был удостоен за это открытие Нобелевской премии. Справедливость требует отметить, что предположение о белковой природе возбудителя некоторых нейродегенеративных болезней первой выдвинула еще в 1967 году Тиква Альпер, открывшая, что этот возбудитель не разрушается УФ-лучами, которые всегда разрушают ДНК; но тогда эта мысль показалась совсем уж еретической, поскольку противоречила основной догме, утверждавшей, что информация передается только от ДНК к белку, но не от белка к белку и т. п.

Сегодня уже известно, что предшественники прионов, или, как их называют, «нормальные прионы» (они именуются PrPC), — это вполне нормальные белки в мембранах клеток многих видов живых существ, включая человека; известны все 400 с лишним аминокислот, составляющие эти белки (они несколько различаются у разных видов животных); известна и их пространственная структура (они в основном свернуты в так называемые альфа-спирали). Установлено, что в результате каких-то «сбоев» в процессе деления клетки молекулы этих белков способны претерпевать изменение структуры — из «в основном спиральных» они становятся «в основном листовыми» (то есть складываются в виде так называемых бета-листов). В этом состоянии (его наименование «PrPSc») они становятся весьма инфекционными (и называются просто «прионами»).

Как только такая испорченная молекула попадает в мозг, происходит следующее: встречаясь с нормальным прионом, она немедленно изменяет структуру этого белка, превращая его в свое подобие; затем эти две испорченные молекулы изменяют структуры следующих встреченных ими нормальных прионов; и в результате этот процесс «заражения» (то есть изменения структуры) расширяется сначала по всей клетке, а потом и по другим клеткам мозга. При этом «испорченные» молекулы имеют тенденцию склеиваться в цепь, свободный конец которой работает как квазифермент: он понуждает все приближающиеся к нему нормальные молекулы прионов тут же превращаться в испорченные и приклеиваться к нему; тем самым цепь непрерывно удлиняется. Такие цепи рождаются из каждого испорченного приона, так что невольно вспоминается выражение: «Паршивая овца все стадо портит» — тем более справедливое здесь потому, что первыми, у кого этот процесс был изучен, стали именно овцы.

На последнем этапе этого процесса цепи, состоящие из испорченных прионовых молекул, спонтанно скручиваются в амилоидные бляшки, которые покрывают целые участки мозга. С этого момента развитие нейродегенеративной болезни идет очень быстро. Испорченные прионы не поддаются ни воздействию протеаз (молекул, разрушающих другие испорченные белки), ни обработке теплом или излучением. Они также резистентны к химическим веществам, которые пытались применять для их разрушения (смотри описанные в начале результаты Вейсмана). Поэтому остановить или замедлить развитие болезни нельзя. В тех участках мозга, которые покрыты такими амилоидными бляшками, постепенно образуются многочисленные вакуоли, из-за чего эти участки приобретают характерную губчатую структуру и теряют способность функционировать. Наступает смерть.

Тем не менее исследователи не теряют надежды и продолжают поиски. Но в последнее время в ходе этих поисков произошло существенное изменение. Оно не приближает пока к победе над прионными болезнями, но весьма расширяет фронт исследований, обещая — в случае успеха — куда больше, чем только излечение болезни Кройцфельда — Якоби или предотвращение новых вспышек коровьего бешенства. В последние годы многие ученые стали подозревать, что тот процесс, который лежит в основе прионных болезней, имеет куда более широкую распространенность и повинен также в целом ряде других человеческих нейродегенеративных заболеваний, в том числе таких важнейших, как болезни Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и некоторые иные.

Эту мысль высказывали уже давно, но окончательное свое оформление она получила в недавней статье двух ведущих специалистов по молекулярной биологии нейродегенеративных заболеваний — американского нейробиолога Лари Уокера и немецкого ученого Матиаса Юкера. Их статья, озаглавленная «Самораспространение патогенных белковых агрегатов в нейродегенеративных заболеваниях», опубликованная в августе 2013 года, начиналась со слов: «Вот уже много лет ученые предполагали, что ключ к пониманию старческих нейродегенеративных заболеваний может быть найден в необычной биологии прионных болезней. В последнее время эта гипотеза получила сильную экспериментальную поддержку. В примечательно широком спектре болезней, от болезни Альцгеймера и до бокового амиотрофического склероза, были обнаружены специфические белки, способные неправильно скручиваться, порождая агрегаты, которые становятся зародышами такого же структурного изменения, неправильного свертывания и агрегирования других таких же белков. Эти зародыши, таким образом, становятся самораспространяющимися переносчиками болезни, наподобие прионов. Их отличие от прионов состоит лишь в том, что они не имеют инфекционного характера, то есть не могут быть переданы другому человеку, вызывая у него такую же болезнь».

О какой «экспериментальной поддержке» говорят авторы? Еще в мае 2009 года группа американских ученых показала, что нейрофибриллярные клубки тау-белка, будучи внесены в здоровые клетки мыши, побуждают нормальные молекулы «тау» к такой же структурной перестройке. В июле того же года европейские исследователи ввели такие клубки в мозг живой мыши и обнаружили, что это вызвало массовое изменение нормальных тау-белков и их агрегацию в месте инъекции. А в начале 2012 года, как мы уже знаем, Дафф и Смол обнаружили «прионоподобный» характер распространения таких тау-клубков по всему мышиному мозгу.

Аналогичный результат был получен также для белка альфа-синуклеин, который составляет главную часть клубков, обнаруживаемых (при посмертном вскрытии) в мозгу людей, страдавших болезнью Паркинсона и некоторыми видами слабоумия. В августе 2009 года группа американских и южнокорейских исследователей показала, что агрегаты альфа-синуклеина, введенные в культуру здоровых мышиных нейронов, распространяются там из нейрона в нейрон, вызывая повсюду образование других таких же агрегатов. А в декабре 2012 года нейробиолог Вирджиния Ли из Филадельфии обнаружила, что такой же процесс имеет место в мозгу живых мышей, которым был введен искусственно созданный «неправильный» альфа-синуклеин.

Несколько раньше, в феврале 2009 года, сходные результаты были найдены для белка хантингтин, который считается главным виновником болезни Хантингтона, — этот белок обнаружил способность проникать из межклеточной жидкости внутрь клеток культуры и вызывать там агрегирование. И уже есть данные о прионоподобном поведении белка SOD1, в котором подозревают главного виновника амиотрофического латерального склероза, или болезни Лу Герига, которая стала печально знаменитой из-за пораженного и обездвиженного ею крупнейшего астрофизика современности Стивена Хокинга.

Список прионоподобных белков неумолимо расширяется, и общий их итог как раз и зафиксирован в статье Уокера и Юкера. Почему, однако, этот итог можно считать важным достижением, как полагает большинство специалистов? Ведь, казалось бы, заблокировать прионные механизмы невозможно. Какой же тогда прок от всех этих новых исследований? Исследователи, однако, видят свет в конце туннеля. Чем больше наше знание о процессе перехода прионоподобных белков из клетки в клетку, тем реальней становится возможность прервать этот процесс, атакуя испорченные белки на промежуточном этапе, во время их межклеточного существования. В конце концов это знание должно позволить ученым найти такие вещества, которые смогут соединяться с испорченными молекулами и тем самым прервать процесс их проникновения во все новые и новые клетки. И точно так же более глубокое понимание механизма неправильного скручивания прионоподобных белков рано или поздно может дать ученым возможность найти или создать такие химические молекулы, которые смогут соединяться с нормальными прионами или прионоподобными белками и пресекать их превращение в испорченные.

Иными словами: хотя и в данном случае многие знания умножают печали, но только эти многие знания, и только они, могут открыть также и обнадеживающие перспективы.

И в заключении — об ожирении

Ожирение — это некрасиво. Ожирение — это нездорово. Наконец, оно просто опасно. Это, конечно, не инфаркт, но, как считают специалисты, ожирение увеличивает риск инфаркта, а также таких серьезнейших заболеваний, как диабет второго типа, некоторые формы рака и остеоартрит. Это также, по мнению специалистов, одна из главных причин преждевременной смерти. Зачем нам умирать прежде времени? Зачем нам вообще все это нужно? Давайте бороться с нашим лишним жиром! Тем более что те же специалисты уже говорят об «эпидемии ожирения». Человечество жиреет и прежде времени загоняет себя в гроб. А впереди еще столько недоделанных, интересных дел! Нет, решительно, давайте бороться.

Легко сказать, а как сделать? В чем, собственно, состоит причина ожирения? Что говорит по этом поводу наука? Наука в лице справочников называет три главные причины: излишние калории, недостаточная физическая активность и генетическая предрасположенность. Есть по меньшей мере еще десять. Но нам хватит и первых трех. С генами ничего не поделаешь, с лишними калориями бороться трудно (смотри об этом главу «Суета вокруг диеты»), а вот что означает физическая активность, почему она сгоняет жир? Знающие люди (среди ваших знакомых тоже есть наверняка такие) скажут вам, что энергичная зарядка сжигает жир. Что значит «сжигает»? — робко поинтересуетесь вы. Тут знающий знакомый просто руки разведет в отчаянии: какой же вы непонятливый. А если вы очень уж настойчиво поинтересуетесь, он вас пошлет — все к тем же специалистам. И те скажут следующее.

Жиры (и растительные, и животные) — это в основном триглицериды (ТГ). А триглицериды — это один из основных источников энергии в организме. По энергетической «емкости» они даже превосходят глюкозу: один грамм ТГ содержит примерно восемь килокалорий, тогда как один грамм глюкозы — всего четыре. При этом ТГ содержатся в организме в безводном состоянии, а углеводы — в соединении с водой. Вот почему у каждого из нас имеется порядка 30 миллиардов специальных клеток для хранения жира (это в основном белые жировые клетки; а есть еще и коричневые). С жирами, однако, у организма возня — они не усваиваются кишечником, организму приходится расщеплять их с помощью ферментов поджелудочной железы. Такое расщепление возможно только после превращения ТГ в эмульсию, что делает желчь (поэтому люди с удаленным желчным пузырем испытывают трудности в усвоении жиров). Расщепление превращает ТГ в свободные жирные кислоты, которые проходят через кишечный барьер и за ним снова воссоединяются в ТГ; молекулы ТГ пакуются в особые пузырьки-липосомы и поступают в кровь. Ура, они уже наши!

Кровь разносит липосомы повсюду, но собираются они главным образом в клетках печени, мышц и в уже упомянутых жировых клетках. Куда расходуется жир? Ответ — идет на производство АТФ. Мы уже знакомы с этими «биологическими батарейками», которые образуются в клетках за счет сложного процесса окисления глюкозы. Триглицериды тоже участвуют в этом процессе. В результате энергия, которая была исходно сосредоточена внутри молекул триглицеридов, переходит внутрь этих «живых конденсаторов», готовых в любую секунду и в любом месте отдать ее на благородное дело обогрева нашего организма или выполнения им какой угодно другой работы. (А также на работу того конвейера, на котором за счет поступающих жиров, белков и углеводов вырабатываются новые АТФ на смену уже израсходованным.) Это означает, что мы вводим в себя пищу для того, чтобы заряжать свои АТФ, которые являются главным мотором наших мышц и дают нам возможность двигаться, а также думать, чувствовать (и, конечно, вводить в себя пищу).

Теперь вы понимаете, почему энергичная зарядка должна «сжигать жир»? Ту энергию, которую мы затрачиваем, сильно размахивая руками и ногами, дают нам молекулы АТФ, которые в конечном счете получают ее (частично) за счет окисления (то есть сжигания) жирных кислот. Однако организм получает энергию не только от жирных кислот и не только за счет окисления углеводов, прежде всего глюкозы, — еще какую-то часть он получает от окисления аминокислот, получаемых в пище с белками. И кстати, все эти три комплекса реакций окисления связаны друг с другом, образуя общий механизм преобразования энергии, поступающей с пищей, в энергетические запасы организма. Механизм этот до того важен, что природа, отладив его миллиарды лет назад, еще на уровне бактерий, снабдила им все без исключения живые существа.

Что же касается глюкозы, то она легко усваивается, преобразуется и выделяет энергию (недаром сладкое подбадривает быстрее всего). Но вот запасать ее невыгодно: она вбирает слишком много воды, а излишки глюкозы превращаются в конечном счете в жиры. И вот что интересно: в организме имеется некий фермент АСС2, который решает, какое топливо в данный момент сжигать — жиры или углеводы. И что еще интересней — оказалось, что существуют способы так воздействовать на этот фермент (проще всего — заблокировать), что организм будет сжигать только жиры. И вот, как только этот факт был установлен, многие тут же вспомнили про эпидемию ожирения, и в их воображении родилась розовая мечта — что, если создать такую пилюлю, которая искусственно блокировала бы этот фермент, заставляя организм сжигать жир и только жир? Не глюкозу, сколько бы ее ни было, а только жир. Сжигать его и только его, причем непрерывно, ежеминутно и в массовом масштабе, как говаривал товарищ Ленин, правда по совсем иному поводу. И когда мы доберемся таким образом до наших лишних жировых запасов и начнем сжигать их, тогда мы начнем худеть, худеть и худеть без всякой зарядки!

Большие фармацевтические фирмы побоялись так решительно вмешиваться в сложнейший метаболизм нашего драгоценного тела. Но соблазн был так велик, что малые фирмы стали выбрасывать на рынок — тоже непрерывно, ежедневно и в массовом масштабе — всякого рода «пищевые добавки», как они их называли, «для ускоренного окисления жирных кислот». Разумеется, кроме «добавок», которые якобы блокировали АСС2, появились всякого рода иные стимуляторы такого «ускоренного окисления», обещавшие привести к быстрой и окончательной победе над ожирением (не упоминая, впрочем, о побочных эффектах). И вскоре сотни миллионов мечтающих сбросить вес, не занимаясь физзарядкой, понесли свои сотни миллионов в карманы производителей всех этих магических пилюль.

И что — сбылась мечта идиота? Сработал такой «санаторный» способ «сбрасывания веса»? Ученые из Сиднея под руководством профессора Куни вывели породу генетически модифицированных мышей, в организме которых указанный фермент был заблокирован постоянно. И проверили, грубо говоря, худеют ли такие мыши быстрее, чем немодифицированные — при одной и той же диете и физической нагрузке. И убедились, что никакой разницы нет. И выяснили далее, почему нет. Потому что, как оказалось, на бездействие фермента организм отвечает тем, что ускоренно превращает все потребляемые нами (взамен жиров) углеводы в те же жиры, непрерывно, ежеминутно и в массовом масштабе пополняя ими те самые «лишние жировые запасы», которые мы так хитро задумали истребить под корень.

Впрочем, профессор Куни в сообщении о своих опытах немного подсластил пилюлю (ту самую, которую забраковал), сказав: «Хотелось бы подчеркнуть, что наше исследование концентрировалось исключительно на влиянии окисления, жиров на общее ожирение. Мы не изучали другие возможные последствия такого ускоренного окисления и поэтому я не исключаю, что сжигание жиров может принести какую-то пользу отдельным тканям и органам. Например, такое манипулирование метаболизмом жиров может, в принципе, улучшить воздействие инсулина на мышцы или в печени, и тогда оно будет несомненно полезным противодействием ожирению в результате диабета второго типа. Однако все такие вопросы требуют дальнейшего изучения».

А что же нам, беднягам, делать, пока они будут изучать? Скажу осторожно: по возможности избегать всяких модных псевдодиетических крайностей. Не пытаться перехитрить природу. Она миллиарды лет терпеливо отлаживала баланс своих биохимических реакций, и поэтому не стоит соваться в достигнутое ею тончайшее равновесие, чтобы не оказаться слоном в посудной лавке. Нужно аккуратно питаться и, увы, — делать больше физических упражнений. Больше, больше, больше!

4. Свет в конце туннеля

Путешествия лекарств

Вот вам задача примерно того же рода, что требование разрубить саблей пуховую подушку, попасть из пушки по воробьям или укусить самого себя за локоть. Представим, что ученые придумали очередное замечательное лекарство. Но как его, это лекарство, доставить на место? Как донести до нужного органа или ткани, преодолев химические, физические и все прочие биологические преграды на пути?

Казалось бы, самый элементарный способ введения лекарств — через рот или пищевой тракт. Но это только так кажется. Да, нам легко проглотить таблетку. Проглотил — и всё. А для самой таблетки самое главное с этого только начинается. Проглоченное химическое вещество на своем пути к назначенной цели должно преодолеть множество препятствий. Оно должно выжить в путешествии через желудок и невредимым достичь кишечника, а затем проникнуть сквозь кишечные стенки в кровоток. Попав в кровь, оно должно потом профильтроваться через печень, и лишь после этого ему откроется путь в другие части тела. По дороге нашему лекарству нужно устоять перед кислотами пищеварительных соков, перепрыгнуть через мембранные барьеры или отразить ферменты-протеазы, призванные раздробить его на бесполезные обломки.

Производители лекарств предлагают разные решения, однако, как правило, они годятся только для частных случаев. Например, можно покрыть таблетку оболочкой, которая не растворяется в желудочном соке, но легко растворяется, попав в щелочную среду тонкого кишечника. Вроде бы прекрасная идея. Но если лекарство состоит из белка, как большинство тех лекарств, которые используются в биотехнологии, оболочка не спасет его от активности протеаз — ферментов, разрушающих белки.

Введение лекарственного вещества прямо в кровь позволяет избежать препятствий и опасностей, содержащихся в желудке и кишечнике, но, увы, многие пациенты, по вполне понятным соображениям, неохотно соглашаются на слишком частые уколы или ежедневные визиты в амбулаторию. Поэтому естественно, что ученые настойчиво ищут новые пути доставки лекарств в организм. Одно из новшеств — препарат «Натропин депо». Он представляет собой полимерные микросферы, внутри которых содержатся молекулы человеческого гормона роста. Эти микросферы достаточно вводить всего один раз в месяц, но действовать они будут в организме постоянно, неуклонно выделяя содержащийся в них гормон. Другой препарат, «Глиадель», представляет собой облатку, которую можно имплантировать непосредственно в мозг, где она будет выделять необходимые для химиотерапии вещества прямо в мозговую опухоль.

Наряду с изучением чуть не каждой части тела — кожи, носа, легких, кишечника — в качестве возможного входа для лекарственных препаратов ученые ищут также нетрадиционные способы введения лекарственных молекул — например, с помощью ультразвука или микрочипов, которые доставляли бы их точно в нужное место и время. Новые технологии используются также для решения старой проблемы беспрепятственного проникновения лекарства сквозь стенки кишечника. Так, изобретен способ завлечь белки в очень маленькие капли клейкого биологического вещества, способного проходить между клетками внутренней оболочки кишечника. Роль такого вещества хорошо выполняют гидрофобные (водоотталкивающие) полимеры полиангидриды. Эта технология сейчас испытывается для создания нового типа таблеток инсулина, которые можно будет принимать перорально. Важность такого способа доставки в организм инсулина легко понять, если вспомнить, что при диабете инсулин необходим постоянно. Испытания нового метода на животных уже показали многообещающие результаты.

Неожиданно для самих исследователей оказалось, что капли, образованные определенными биоадгезивными полимерами и обволакивающие лекарственные белки, могут, вдобавок к другим своим полезным свойствам, также менять размеры в зависимости от уровня кислотности окружающей среды. В кислотной среде такой полимерный шарик раздувается, а в щелочной — сжимается. Это позволяет капле выдавливать из себя в нужный момент лекарственное вещество. Полимерные капли способны также защитить белки от протеаз в верхней части тонкого кишечника.

Недавно разработан и другой остроумный способ транспортировки белковых лекарств сквозь слизистую оболочку кишечника. Он состоит в упаковке белка в упругие «носители», которые сжимают белковые молекулы до очень небольших размеров, позволяя им быстрее проникнуть сквозь клеточные мембраны. Выполнив свою работу по внесению лекарства, упругий носитель отделяется от него и тем самым дает возможность белку вернуться в свою прежнюю, активную форму. Сейчас исследователи проверяют возможность использования применения этой методики для введения инсулина, а также кроверазжижающего белка гепарина, необходимого при операциях, которые могут сопровождаться возникновением тромбов.

Еще один новейший метод, который находится в стадии активной разработки, заключается в присоединении лекарственных белков к молекулам, которые направлены на специальные рецепторы в желудочно-кишечном тракте. Эти молекулы-«носители» помогают белковым лекарствам преодолеть кислотный барьер и влиться в кровоток.

Очень соблазнителен также путь введения лекарств в организм через кожу, позволяющий избежать проблем, возникающих при их введении через рот. Однако жесткий наружный кожный слой, эпидермис, препятствует лекарственным молекулам пройти к кровеносным сосудам, расположенным внутри кожи. Тем не менее некоторые лекарства обладают такими физическими и химическими характеристиками, которые позволяют преодолевать кожный барьер в достаточных количествах. И вот теперь разработаны и уже поступили в широкую продажу специальные пластыри, пропитанные такими лекарствами. Такой пластырь приклеивается к коже и постепенно вводит в организм содержащееся в нем лекарство — например, никотин, помогающий людям бросить курить, или женские гормоны для облегчения симптомов менопаузы.

Чтобы сделать эпидермис проходимым и для других лекарственных веществ, включая белковые, в последнее время стали применять ионофорез — безболезненные электрические импульсы, которые «проводят» заряженные молекулы лекарства сквозь наружный слой кожи прямо в кожные кровеносные сосуды. Кроме того, как обнаружил израильский ученый Иосеф Кост, проделать в наружном кожном покрове крошечные канальчики, через которые лекарство может диффундировать внутрь, способны ультразвуковые волны. Таким образом в несколько тысяч раз повышается проводимость кожи для ряда белковых лекарств, включая инсулин.

Еще одни важные ворота в наше тело представляют собой легкие. Через них можно вводить лекарства как для лечения самих легких, так и для другие целей, требующих быстрого включения препарата в кровоток. Легкие состоят из микроскопических мешочков, альвеол, непосредственно связанных с кровеносными сосудами. Подобно тому как в процессе дыхания через альвеолы поступает в кровеносные сосуды кислород, так могут проникать в кровь и более крупные молекулы лекарственных веществ, в том числе и белковых. Проблема заключается в том, как увеличить при этом долю лекарства, попадающую по назначению.

Ум человеческий неугомонен и потому не ограничивается поиском возможностей введения лекарств извне. Сейчас исследователи разрабатывают также способы саморегулируемой доставки лекарственных веществ изнутри организма, причем в нужное место и в нужное время. Это не научная фантастика. Такие «разумные» системы подачи лекарств уже существуют, во всяком случае частично. Они умеют принимать химические сигналы извне и высвобождать лекарство в ответ на такие сигналы, непрерывно поддерживая его концентрацию в организме на нужном терапевтическом уровне. Задачу эту решают «микрочипы» (вроде тех, на которых работают все электронные приборы), содержащие несколько резервуарчиков, которые заполняются лекарством и покрываются шапочками из тонкой золотой фольги. Такой микрочип внедряется в нужное место организма, и в нужное время на него подается электрический сигнал, который растворяет одно или более золотых покрытий и высвобождает лекарство. Микрочип может быть имплантирован под кожу или в спинной или головной мозг для доставки любых лекарств, начиная от обезболивающих и до химиотерапевтических против опухоли. Опыты на животных показывают, что лекарства, подаваемые таким образом, не вызывают побочных эффектов. Системы, основанные на имплантированных чипах, могут содержать точное расписание потребности данного пациента в лекарстве или датчики, которые сами измеряют уровень лекарства в организме и в ответ на полученный результат высвобождают соответствующую новую дозу.

Что же касается самого нового раздела медицины — генной терапии, то и тут проблема доставки занимает центральное место. Сегодня, после расшифровки человеческого генома, становится вполне возможным изготовить искусственные копии подлежащего исправлению гена. После этого остается «только» ввести эти копии в клетки больного организма. Но это «только» оказывается серьезной проблемой. Чтобы доставить копии гена в нужные клетки, необходимо прицепить их к подходящим носителям, так называемым «векторам». Долгое время ученые использовали в качестве таких «векторов» специальным образом обезвреженные вирусы, но оказалось, что, несмотря на всю «обезвреженность», они сохраняют определенную опасность. Поэтому сейчас, параллельно с усилиями уменьшить риск вирусного «вектора», разрабатываются другие способы доставки генов, основанные на полимерах или жирных молекулах-липидах.

Американским ученым уже удалось ввести в организм кролика специфический ген, от которого зависит рост кровеносных сосудов, «обернув» его в полимер и липопротеин. Не за горами, надо полагать, и вовлечение в эксперименты такого рода людей, страдающих ишемическими заболеваниями сердца. Есть надежда, что введение этого гена стимулирует рост обходных кровеносных сосудов, которые будут доставлять кислород и питание обескровленным участкам сердечной мышцы.

Наномедицина — надежды и свершения

Нанотехнологии стали модой. На них возлагают большие, порой самые фантастические надежды, вплоть до быстрого превращения индустриально отсталых стран в передовые. Особенно радужными кажутся перспективы нанотехнологии в медицине. Кое-кто уже поговаривает о создании «наноботов» — микроскопических «умных» машин, которые будут проникать с кровью в любые закоулки человеческого тела и лечить там любые повреждения. Этим грядущим возможностям были недавно посвящены целых две международные конференции. Пока что, впрочем, таких «умных» машин еще нет, а вот применение обычных наночастиц в прикладной медицине уже открыло весьма многообещающие перспективы. Будучи введены в организм, они благодаря своим исключительно малым размерам легко проникают в нужные места и дольше, по сравнению с крупными частицами, не выводятся из организма. Другой полезной для медицины особенностью наночастиц является повышенное (опять-таки в сравнении с крупными частицами) отношение поверхности к объему. Это позволяет прицепить к их поверхности много различных химических групп, в частности, таких, с помощью которых они могут выборочно цепляться к рецепторам только определенных клеток.

Сегодня в медицине наметились два основных пути использования наночастиц. Одним из них является диагностика заболеваний на максимально ранней стадии. Примером такого применения наночастиц может служить новейший метод, разработанный группой ученых Лондонского университета под руководством Молли Стивенс. Он позволяет обнаружить малейшие количества ферментов, связанных с развитием той или иной болезни, обеспечивая таким образом чувствительную и быструю диагностику рака, СПИДа и ряда других заболеваний. Ферменты — это белки, которые синтезируются в тех и или иных клетках и многократно ускоряют протекающие в них реакции, сами не подвергаясь при этом химическим превращениям. Каждый фермент имеет один или несколько активных центров, с которыми связывается субстрат (превращаемое вещество). Эти центры образованы особыми химическими группами в молекуле фермента, которые расположены таким образом, что «распознают» только «свой» субстрат. Соединившись с активным центром, молекула субстрата претерпевает определенные изменения (разрыв одних и образование других химических связей) и превращается в новую молекулу. Клетки, пораженные той или иной болезнью, продуцируют свои специфические ферменты, что и создает принципиальную возможность их обнаружить.

Чтобы реализовать такую возможность, группа Стивенс использовала специальным образом приготовленные наночастицы золота размером порядка десяти нанометров. В состоянии взвеси они были соединены с введенными в раствор цепочками, состоящими из связанных друг с другом аминокислот. Такие цепочки называются пептидами. Присоединив пептиды к поверхности золотых наночастиц, исследователи получили возможность на следующем этапе соединить эти частицы друг с другом в некую «сеть», потому что каждый синтезированный ими пептид имел на другом своем конце особую химическую группу под названием «Fmoc», способную склеиваться с себе подобной на другом пептиде.

Лондонская группа применила эту сеть наночастиц для диагностирования рецидивов рака простаты. В марте 2010 года исследователи доложили об успехе эксперимента. Были выявлены мельчайшие следы особого фермента nACT-PSA, который производят пораженные клетки в случае рака простаты. Если простата удалена, то повторное появление этого фермента при анализе крови сигнализирует о рецидиве. Обычные методы анализа не позволяют заметить рецидив на ранней стадии, потому что количества фермента еще очень мало. Метод группы Стивенс позволил искусственно «усилить» этот сигнал опасности, причем в качестве «усилителя» исследователи заставили работать сам искомый фермент.

Вот как это происходит. Исходный раствор, содержащий «сеть» наночастиц, имеет голубой цвет. Если же к этому раствору во время анализа добавить даже единичные раковые клетки, он становится красным. Цвет меняется потому, что вновь появившиеся раковые клетки выделяют молекулы фермента nACT-PSA, который имеет свойства протеазы, то есть разрушителя пептидных связей. Как только эти молекулы разрушают связи между пептидами, «сеть» распадается, а поскольку при этом на концах освободившихся пептидов появляются положительные заряды, частицы отталкиваются друг от друга и рассеиваются в растворе. Из-за этого раствор и меняет цвет, что происходит даже при наличии в пробирке всего нескольких молекул фермента, потому что одна и та же молекула, покончив с одной пептидной связью, тут же принимается за другую и в считанные минуты разрушает всю «сеть». Таким образом появляется возможность диагностировать болезнь на самых ранних ее стадиях.

Еще одна медицинская функция наночастиц — это доставка нужных химических веществ в поврежденные места организма и использование их там для лечения. Так, ученые из американского университета Пердью недавно создали полимерные наночастицы (они назвали их «сополимерными микроклетками»), способные доставлять в нейроны спинного мозга такие химические препараты, которые стимулируют восстановление нервных окончаний в случае повреждений позвоночника. А исследователи из Хьюстона создали «умные фуллерены» (полые шарики из атомов углерода), внутри которых находятся молекулы белка, реагирующего на повышенный уровень глюкозы в крови, и жировые микрошарики, содержащие инсулин, которые «по сигналу» этого белка высвобождают инсулин в кровь.

Особенно эффективным представляется — в перспективе — нановоздействие на раковые клетки. Мембраны раковых клеток по ряду причин более «рыхлы», чем мембраны здоровых клеток, и поэтому наночастицы, распознав их, легче проникают внутрь. А проникнув, легче накапливаются, потому что раковые опухоли не имеют той системы лимфатического «дренажа», которой располагают здоровые ткани. Эти особенности позволяют наночастицам достаточно плотно наполнять раковые клетки. Это, с одной стороны, поможет такие клетки (даже одиночные) лучше распознавать при сканировании, а с другой стороны — позволит доставлять прямо в них препараты, способные их уничтожить.

В последнее время на этом пути достигнуты многообещающие результаты. Так, группа американских исследователей под руководством профессора Батта синтезировала наночастицы, которые помогают уничтожать клетки, пораженные раком в толстом кишечнике, не затрагивая здоровые клетки. Эти наночастицы, по форме напоминающие гантели, сделаны, как бутерброд: крупица золота заключена между двумя крупицами окиси железа. Исследователи химически присоединили к этим «гантелям» антитела, способные распознавать специфические молекулы на поверхности раковых клеток. В результате наночастицы входят именно в эти клетки, после чего кишечник облучается лазером, что никак не влияет на здоровые клетки, но воспринимается частицами золота. Это вызывает разогрев и гибель раковых клеток.

Такой метод можно назвать «умной терапией», потому что он нацелен только на определенные — больные — клетки и убивает их и только их. Другой вариант «умной» терапии предложила в марте 2010 года группа канадских ученых. Эти исследователи показали, что углеродные фуллерены, подвергнутые короткому воздействию мини-лазера мощностью всего 500 милливатт, теряют свою прочность и так быстро выделяют энергию, что попросту загораются или даже взрываются. Введя в пробирке множество фуллеренов в культуру раковых клеток и направив на них луч мини-лазера, исследователи наблюдали, как эти клетки лопаются в результате выделения внутреннего тепла. Дело теперь «за малым» — научиться доставлять такие фуллерены в раковые клетки больного человека.

По другому пути пошел американский исследователь Марк Дэвис, который в том же марте 2010 года опубликовал результаты эксперимента, в котором наночастицы использовались для введения в раковые клетки особых химических «разрушителей». Дэвис создал наночастицы, состоящие из крохотного (размером около 70 нанометров) кусочка специально выращенного полимерного материала с прицепленными к нему молекулами siPHK. Так называются небольшие (длиной в пару десятков химических звеньев) молекулы, которые обладают замечательной в данном случае особенностью подавлять производство тех или иных белков. Для данного эксперимента были отобраны такие siPHK, которые нацелены на подавление белка RRM2 (этот белок, как считается, играет важную роль в размножении раковых клеток). Проверка происходила на трех раковых больных, которым в кровь были введены наночастицы с siPHK. По расчетам Дэвиса, они должны были опознать опухолевые клетки, проникнуть в них и там распасться на безвредный полимер и свободные siPHK, которые займутся подавлением RRM2. Результаты эксперимента оказались ободряющими. Биопсия показала, что во всех трех случаях наночастицы действительно проникли в раковые клетки, а в одном случае в клетках опухоли было обнаружено снижение концентрации белка RRM2, чего и следовало ожидать от действия этих РНК.

Любопытно, что во всех описанных выше экспериментах применялись золотые наночастицы. На данный момент они — главное орудие зарождающейся «умной нанотерапии». Это связано с тем, что золото обладает биологической совместимостью, инертно и легко модифицируется. Изменяя размер и форму золотых частиц, можно «настроить» их на поглощение разных длин «разогревающих» волн. Но оказалось, что золото имеет и другие полезные для нанотерапии свойства. Неожиданное недавнее открытие показало, что положительно заряженные наночастицы золота накапливаются в почках, а отрицательно заряженные — в печени и селезенке, что позволяет проводить весьма тонкое изучение состояния этих органов. Так что можно ожидать, что вскоре наряду с наноонкологией появятся также нанонефрология и другие подразделы наномедицины. Впрочем, ученые уже поговаривают о том, что использование наночастиц из окиси железа, иначе говоря — обычной ржавчины, тоже может принести большую медицинскую пользу. В частности, оно обещает в будущем совершить скачок в деле диагностики рака, поскольку магнитные свойства таких частиц позволят выявлять места их накопления с помощью метода магнитного резонанса.

В общем фронт поисков расширяется, и это не может не радовать.

Магнитные наночастицы: достижения и перспективы

Будущее приходит по-разному. Иногда по-бетховенски властно грохоча кулаком, а порой — вот как лет двадцать назад, когда сначала в специальной литературе, а потом и в массовой печати начали впервые появляться отрывочные сообщения о новом и необычном биологическом инструменте — магнитных наночастицах. Поток сообщений постепенно нарастал, и теперь редко уже проходит месяц, чтобы не вспыхнул в печати или Интернете очередной манящий заголовок. Ну, вот, к примеру, такая новость — магнитные частицы в коронарных стентах. Установка коронарного стента — кардиологическая операция, которой подвергаются миллионы людей. Надувная проволочная трубка стента держит сосуды открытыми и обеспечивает беспрепятственную циркуляцию крови. Для того чтобы стент закрепился, эндотелиальные клетки сосуда должны постепенно обволочь трубку. Обычно это занимает четыре — шесть недель, и все это время пациента кормят аспирином, чтобы в стенте не образовался кровяной сгусток. Сейчас кардиологи клиники Майо в штате Миннесота (США) разработали новую процедуру. Перед операцией они извлекают эндотелиальные клетки из сосудов пациента, в лабораторных условиях размножают их, внедряют в них магнитные наночастицы и возвращают обратно в кровь. Затем вводят больному стент, предварительно его намагнитив. Клетки, содержащие магнитные наночастицы, влекутся к намагниченному стенту и надежно обволакивают его за считанные дни вместо недель.

А вот еще несколько недавно разработанных способов применения магнитных частиц в медицине. Сообщается, что они, нагреваемые внешним магнитным полем, способны «по требованию» высвобождать из себя многосоставной антираковый препарат прямо в опухоль. И те же наночастицы указывают на местонахождение опухоли.

В бельгийском исследовательском центре ИМЕК разработан метод создания устойчивых, совместимых с биологической средой магнитных наночастиц, несущих на себе многие наружные химические группы. Это открывает широкий спектр возможных биомедицинских приложений, начиная с доставки лекарств по точному адресу в организме и кончая направленной антираковой терапией.

Ученые из университета штата Джорджия (США) нашли способ вводить люминесцентно светящиеся магнитные наночастицы в одиночные раковые клетки, что позволяет находить их в организме, а затем, воздействуя внешним магнитным полем, удалять.

Список возможностей магнитных наночастиц постоянно растет — дело, похоже, идет к очередной технологической революции в медицине. И это повод приглядеться К магнитным наночастицам повнимательнее.

На первый взгляд все кажется просто. Две главные особенности магнитных наночастиц очевидны уже из их названия — это малые размеры и магнитные свойства. Сначала о первом. Клетки организма имеют средний размер 8–10 микрометров (микронов, как говорили раньше): их отдельные «органеллы» — порядка десятых долей микрометра; размеры вируса — 20–450 нанометров, молекулы белка — 5–50 нанометров, гена — 2 нанометра в толщину и 10–100 нанометров в длину. Те наночастицы, о которых речь, имеют 10–100 нанометров в диаметре, и в этом смысле их введение в клетку вполне безопасно. В то же время эти малые размеры делают наночастицы, как мы видели, сравнимыми по величине с различными биологическими молекулами, и они оказываются удобным (а иногда — незаменимым) средством изучения этих объектов и воздействия на них.

Понятно, что это требует предварительного оснащения исходной наночастицы (в сущности, крупицы металлической окиси железа, кобальта, никеля, хрома или золота) различными «орудиями». Прежде всего она должна быть покрыта специально подобранными малыми молекулами — эта оболочка призвана сделать частицу «биосовместимой». Затем к ней присоединяются другие молекулы — «линки», которые одним концом прикрепляются к оболочке, а на другом конце несут различный «полезный груз»: антитела для распознавания патогенов, люминофоры, придающие частице способность светиться, и тому подобные «присадки». Но бывают и более сложные конструкции. Например, в одном из экспериментальных методов дистанционного разрушения опухолей используются полые и пористые наночастицы, внутри которых находится специальный краситель. Когда лучи лазера, сфокусированные на опухоли, нагревают частицу, молекулы красителя выходят через поры и под действием лучей разлагаются с выделением атомарного кислорода, губительного для клеток. В зависимости от назначения частиц могут быть и другие варианты. В конечном итоге такая «биологическая наночастица» имеет довольно сложный вид.

Второе отличительное свойство магнитных наночастиц — это, как уже сказано, их магнетизм, точнее — их суперпарамагнетизм. В каждом веществе атомы имеют микроскопические магнитные моменты, и, если поместить парамагнитное вещество во внешнее магнитное поле, эти атомные магнитики ориентируются вдоль такого поля. При этом кусок вещества намагничивается неоднородно: в нем образуются отдельные участки, домены, в каждом из которых атомные магнитики расположены строго параллельно, но, поскольку тепловое движение ворочает эти домены туда-сюда, их суммарные магнитные моменты не параллельны друг другу. Поэтому вещество в целом намагничивается слабо. Но если кусок вещества равен как раз одному такому домену, то в нем все магнитики будут параллельны и намагничивание будет много сильнее — оно и называется суперпарамагнетизмом. Остается сказать, что размеры домена составляют 10–50 нанометров, и становится, я думаю, понятно, почему наночастицы (то есть отдельные домены) парамагнитного вещества обладают такими уникальными магнитными свойствами, которыми не могут обладать большие крупицы.

Разумеется, наночастицы не создаются путем раздробления вещества, технология их изготовления более сложна, но оставим ее специалистам. Интересен вопрос — как направлять эти частицы в нужное место? Прилагая постоянное внешнее поле, можно только повернуть магнитный момент частицы как целого в ту или иную сторону. Для придания же частице поступательного движения требуется неоднородное поле, сила которого меняется вдоль нужного направления. В таком поле частица будет двигаться, грубо говоря, в сторону нарастания поля (не случайно порошок железа в школьном опыте стягивается именно к полюсам магнита). В биологической практике такие неоднородные поля создаются специальным образом. Вот, например, как выглядит использование магнитных наночастиц для сепарирования биомолекул. К частицам присоединяются антитела, которые имеют способность другим своим концом соединяться с какими-то определенными клетками; эти частицы вводятся в раствор различных клеток, где благодаря антителам соединяются со «своими» клетками, после чего раствор пропускается по трубке, в определенном месте которой намотана проволока, по которой идет ток, создающий неоднородное магнитное поле. Градиент поля останавливает те клетки, на которых есть наночастицы, и пропускает раствор со всеми другими клетками, а специальные приборы замеряют суммарную намагниченность остановленных частиц, и по ней вычисляется количество отсепарированных клеток. Эта методика уже с успехом опробована на эритроцитах, клетках опухоли легких, бактериях, отдельных молекулах ДНК и т. д.

Другое широкое применение магнитные наночастицы нашли в борьбе с раком. Обычные методы химиотерапии страдают тем недостатком, что лекарства не могут быть доставлены только в нужные места. Их просто вводят в организм, и поэтому они неизбежно попадают и туда, куда не следует, зачастую вызывая опасное побочное действие. Ненаправленное введение лекарств требует увеличения их дозы (чтобы достичь нужной их концентрации в опухоли), что усиливает эти вредные последствия. В 1970-е годы было предложено направлять лекарства в опухоли с помощью магнитных частиц, и сейчас, с развитием нанотехнологий, это стало возможным благодаря использованию описанного выше метода неоднородного магнитного поля. Этот метод открыл также возможность внедрять наночастицы внутрь опухолевых клеток, чтобы затем разрушать эти клетки путем нагревания частиц.

Что же в итоге? Как уже сказано выше, возможности магнитных наночастиц фантастичны, экспериментальные успехи в их применении несомненны. Сегодня медицина находится на пороге революционных изменений, на стадии перехода — точнее, поиска путей перехода — от успешных экспериментов в контролируемых лабораторных условиях к безопасным клиническим испытаниям. Но можно надеяться, что через считанные годы эти пути будут найдены.

Оригами на службе человечества

Не говорите мне о Сколкове. Сколково — оно еще вона где, а реальная нанотехнология — она уже вот, в статье, опубликованной в американском журнале «Science». Называется эта статья «Наноробот для направленного переноса молекулярного груза», а речь в ней идет о программе создания наноустройства, которое сможет находить и уничтожать раковые клетки в популяции клеток здоровых. Не больше и не меньше. Поэтому давайте расскажем об этом открытии, тем более что рассказ этот обещает быть интересным.

Начнем с оригами. Да, я помню, что обещал поведать о нанороботе, но именно поэтому начать нужно с оригами. Оригами — это японское слово, и означает оно чисто японское, ставшее сейчас вездесущим, искусство складывать трехмерные формы из плоских листков бумаги (применять клей традиция не разрешает). Это большое искусство, а также сложная математическая задача. Так вот, в 2006 году сотрудник Калифорнийского технологического института Поль Ротемунд показал, что трехмерные сооружения можно строить, более того — что они могут строиться сами собой, из молекул ДНК. Метод Ротемунда получил название «ДНК-оригами». Сегодня он является одним из самых перспективных направлений в той части нанотехнологии, которая занимается созданием микроскопических структур из молекул ДНК.

Молекула ДНК оказалась особенно удобной для создания микроскопических структур в силу некоторых своих особенностей. Каждая такая молекула — это очень длинная цепь химических звеньев (нуклеотидов) четырех разных типов — А, Г, Ц и Т. В такой цепи могут быть миллионы звеньев. Большая длина позволяет строить из одной молекулы достаточно сложные структуры. Второй важной особенностью ДНК является химическое сродство ее нуклеотидов. Их химические свойства таковы, что нуклеотид Т энергично связывается с А, а Г — с Ц. Это создает возможность изгибать цепочку и удерживать ее в изогнутом состоянии. Для такой цели используется короткая цепочка из тех же нуклеотидов, называемая ДНК-олигомером. Такой олигомер, состоящий из нескольких десятков или сотен звеньев, можно создать искусственно, в пробирке, задав ему любое нужное расположение нуклеотидов. Его концы (например, нуклеотиды А и Г) можно химически присоединить к любым двум местам длинной цепи, где стоят «родственные» им нуклеотиды Т и Ц. Если эти места далеки друг от друга, а олигомер достаточно короток, то для такого присоединения потребуется изогнуть длинную цепь и сблизить те ее участки, где должны крепиться концы олигомера. Но потом, соединившись с этими участками, олигомер будет уже сам удерживать цепь в таком изогнутом состоянии. Иными словами, он будет работать как скрепка.

Ротемунд начал с плоских структур. Но затем, спустя три года после его открытия, группа, в которую входили американские, немецкие и датские ученые, сумела создать, опираясь на метод Ротемунда, крайне важные — уже в прикладном смысле — трехмерные ДНК-структуры. С помощью 250 олигомерных скрепок они «связали» из длинной ДНК шесть плоских квадратиков и соединили их в виде наноящика с открывающейся крышкой.

Этот успех, в свою очередь, вызвал новый поток работ, последней из которых (на момент написания этой книги в 2013 году) стало исследование гарвардских ученых Шона Дугласа и Идо Бахелета, с которого мы начали этот рассказ. В этой работе был сделан очередной шаг к практическому использованию ДНК-оригами для борьбы с раковыми клетками. Но для того, чтобы понять, в чем состоит новизна этого шага, следует опять сделать небольшое отступление. Уже в 2009 году ДНК-ящики были созданы не просто так, а для доставки лекарственного груза в нужные места организма. Они делались такого размера, чтобы в них умещались достаточно большие молекулы, обладающие способностью так или иначе вредить раковым клеткам. Эти ящики обладали своего рода «замками», которые позволяли крышке открываться только в присутствии раковых клеток, не раньше. Такие «замки» придумал еще в 1990 году гарвардский биохимик Шостак. Создав в пробирке случайную смесь ДНК-олигомеров, он вводил в эту смесь различные биологические молекулы и смотрел, с каким олигомером та или иная такая молекула соединяется. После этого можно было использовать этот олигомер как средство распознания данной биомолекулы в любом научном эксперименте, где она появлялась. Шостак назвал эти распознающие ДНК-олигомеры «аптамерами» и первым применил один такой аптамер для опознания белка тромбина, играющего важную роль в свертывании крови. Уже через несколько лет ведущие фармацевтические фирмы начали работы по созданию лекарств с присоединенным к ним аптамером, призванным «наводить» это лекарство на белок, который «повинен» в той или иной болезни.

Так вот, первые ДНК-ящики были снабжены замком в виде аптамера, призванного «распознать» определенный белок на поверхности раковой клетки и соединиться с ним. В процессе такого соединения аптамер, согласно сделанным расчетам, должен был приподнять крышку ящичка и выпустить наружу находящуюся в нем молекулу, призванную убить раковую клетку. Уже тогда Ротемунд указал, что у такого «замка» есть недостатки — он может открываться преждевременно, потому что аналогичный белок может встретиться ему в другом месте, на какой-нибудь другой клетке или в свободном виде. Упомянутая выше работа Дугласа — Бахелета как раз и была направлена на преодоление этого недостатка и, по мнению того же Ротемунда, сделала в этом направлении весьма существенный шаг. В этой работе ДНК-оригами был сконструирован по компьютерной программе, разработанной Дугласом. В соответствии с этой программой ДНК и олигомеры сами собой складывались в пространственную структуру, имеющую вид «бочонка» диаметром 35 нанометров. Внутри этой структуры находятся двенадцать «крючков» (особых олигомеров) для «подвешивания» на них двенадцати разных видов противораковых молекул, а снаружи расположены еще два таких же «крючка» — для двух аптамеров. Эти два аптамера являются своего рода «замком с шифром»: «бочонок» открывается лишь в том случае, если они оба найдут свои цели на поверхности подозрительной клетки.

Авторы испробовали шесть разных комбинаций по два аптамера, каждая из которых была сконструирована специально для распознания белков на разных видах раковых клеток. Они показали, что, например, те «замки», которые были рассчитаны открываться в присутствии клеток лейкемии, действительно находят эти клетки в смеси нескольких видов злокачественных клеток — ошибок не было. Аналогичный результат был получен для «замков», предназначенных открывать «бочонок» при контакте с той или иной иммунной клеткой (в этом случае «груз» бочонка был предназначен для активизации работы этих клеток). Более того, они показали, что аптамеры можно запрограммировать так, чтобы они открывались только при контакте с раковой клеткой, находящейся на том или ином этапе развития. Это свидетельствует о том, какие обнадеживающие возможности таятся в программировании ДНК-структур.

Теперь на очереди — испытание нового наноробота в условиях живого организма. Дуглас и Бахелет планируют начать с мышей. Они предвидят трудности, пути преодоления которых еще потребуют, возможно, дальнейших исследований. Некоторые из таких трудностей очевидны заранее. В живом организме циркулируют иммунные клетки, призванные распознавать и атаковать чужеродную ДНК. Далее, там имеются белки-нуклеазы, каждый из которых способен разрывать связи внутри тех или иных ДНК. Это может вынудить исследователей покрывать свои нанороботы специальными защитными веществами. Кроме того, все такие нанороботы довольно быстро поглощаются печенью. Так что препятствий много. Но и новые пути обнаруживаются очень быстро.

Закончу показательным примером. Еще год назад считалось, что очень серьезной трудностью является доставка наноробота внутрь раковой клетки. А недавно группа оксфордских исследователей создала очередную структуру, которая показала способность проникать внутрь раковых клеток определенного типа и сохраняться там в течение почти 48 часов.

Когда б вы знали, из какого сора…

Что такое стволовые клетки, известно сегодня всем, включая грудных младенцев. Эти клетки образуются уже в эмбриональном состоянии, и такая эмбриональная стволовая клетка имеет возможность стать взрослой клеткой любого вида. К сожалению, потом, после рождения, когда эти клетки входят в состав нашего тела, они претерпевают ряд превращений, в результате которых постепенно теряют свои исходные возможности. Каждый раз, когда одна из немногих стволовых клеток нашего первичного запаса делится, она порождает двух дочерей, одна из которых находится на том же уровне возможностей, что и мама, а другая чуть поднимается по лестнице специализации, то есть приближается к взрослой клетке какого-то конкретного вида.

Эмбриональные стволовые клетки замечательны тем, что могут заменить любую износившуюся или испорченную болезнью клетку взрослого организма. Но добывать клетки из эмбрионов по ряду причин нельзя, и поэтому ученые напряженно ищут пути создания стволовых клеток «в пробирке». Один такой путь нашел японский ученый Синья Яманака, который в 2012 году получил за это Нобелевскую премию по медицине. Он открыл способ превращения («индукции») взрослых клеток в подобие эмбриональных стволовых. Для отличия от настоящих эмбриональных их назвали индуцированными. Это большое достижение, потому что оказалось, что такие клетки можно потом превратить в пробирке в любые нужные взрослые и подсадить больному. Правда, вскоре выяснилось, что при введении таких клеток в подопытную мышь у нее возникают зловещие предвестники опухолей. Поэтому сегодня Яманака и его последователи заняты поиском путей преодоления этой опасности.

Тем временем другие исследователи решили пойти совсем другим путем. В отличие от Яманаки они стали искать способ прямого, без промежуточных этапов, превращения взрослой клетки одного типа — например, кожной — во взрослую клетку или в клетку-предшественницу другого типа — скажем, кровяную. Это, конечно, более скромный «замах», потому что метод Яманаки позволяет создать источник взрослых клеток любого типа, тогда как в «прямом» методе речь идет о клетках-предшественницах, которые способны превращаться только в «свой» вид взрослых клеток. Но зато достичь цели оказалось много легче — в последние годы появилось множество работ, в которых сообщалось об успешном «прямом» превращении разных взрослых клеток в клетки-предшественницы других видов, в том числе даже в предшественницы нейронов. Так, в 2011 году группа биологов под руководством доктора Вернига из Стэнфордского университета (США) сообщила в «Докладах Американской академии наук» об успешном превращении клеток мышиной и человеческой кожи напрямую в нейроны, минуя предшественников (причем эти нейроны проявили способность нормально проводить нервные сигналы). А в конце 2012 года та же группа сумела произвести превращение клеток кожи в клетки-предшественницы нейронов.

Может возникнуть вопрос: к чему предшественницы, если уже получены сами нейроны? Дело в том, что созданные «прямым» путем нейроны проявили такую же малую способность к делению, как и нормальные нейроны мозга. Поэтому нельзя рассчитывать получить таким путем нужное количество «запасных» нейронов для лечебных и исследовательских целей. Напротив, клетки-предшественники нейронов, полученные во втором эксперименте, оказались подходящими для этого. Они обнаружили и другое преимущество — способность превращаться не только в нейроны, но также в два других типа клеток нервной ткани, астроциты и олигодендриты. Это очень важные для мозга клетки. Астроциты (они названы так за свою звездообразную форму) обеспечивают защиту нейронов и очищают мозг, поглощая отжившие нервные клетки, а олигодендриты вырабатывают белок миелин, который покрывает изолирующим слоем аксоны (длинные отростки нейронов, идущие во все участки тела); такая изоляция нужна для надежного проведения сигналов на большое расстояние.

Производились эти многообещающие эксперименты следующим образом. Сначала в клетки мышиной кожи вводился обезвреженный вирус с присоединенными к нему тремя генами, которые, как было известно из других исследований, всегда присутствуют в нервных клетках-предшественницах, и притом присутствуют в больших количествах, то есть являются характерными для этих клеток. Как только эти гены встраивались в мышиную ДНК, клетка из кожной превращалась в предшественницу нервных. Этот факт был подтвержден дважды. Сначала в лаборатории было показано, что полученные таким способом клетки имеют те же гены и ту же форму, что и нормальные нейронные предшественницы. Затем экспериментаторы ввели эти клетки в мозг новорожденной мыши, предварительно лишенной способности производить миелин, и через 10 недель миелин на аксонах у нее появился. Это могло произойти только в том случае, если пересаженные клетки и в самом деле превратились в олигодендритные и начали функционировать точно так же, как нормальные олигодендритные клетки.

Исследования этого типа открывают путь к будущему изучению (прямо в пробирках) реакций нервных клеток разного типа на те или иные новые средства борьбы с заболеваниями нервной системы. И не исключено также, что пересадка «искусственных» нейронов «прямого изготовления» откроет путь к лечению таких заболеваний. В этой связи у специалистов возник новый вопрос — как найти достаточно простой и удобный источник тех взрослых клеток, которые можно будет прямым путем превращать в необходимые для лечения предшественники нервных? И вскоре китайские ученые из Института биомедицины и здоровья Академии наук Китая дали ответ, сообщив, что им удалось превратить в предшественники нейронов клетки почек, выловленные из… мышиной мочи. Полученные ими клетки через четыре недели после введения в мозг мыши приобрели форму и все молекулярные признаки настоящих нейронов. Моча, как известно, выносит из организма много различных клеток, а о простоте ее получения нечего и говорить, так что, если результаты китайских ученых будут подтверждены, проблему «сырья» для прямого метода можно будет считать решенной.

Как тут не вспомнить Ахматову с ее «Когда б вы знали, из какого сора растут стихи, не ведая стыда…» Теперь мы знаем из какого.

Кровь из кожи заказчика

Иногда наука делает сразу семимильный скачок вперед — как, например, с открытием теории относительности или строения ДНК. Но куда чаще она продвигается вперед шажками, каждый из которых кажется небольшим, пока не складывается со всеми остальными в решительное, до неузнаваемости, изменение прежней картины.

Один такой шажок сделан относительно недавно в области искусственного производства человеческой крови. Известно, что запасы крови для переливания нужны медицине непрерывно, особенно военной, полевой медицине, которая зачастую имеет дело с людьми, перенесшими огромные кровопотери. Сегодня вся эта масса крови получается от доноров, и ее порой не хватает, потому что хранить эти запасы дольше 35 дней нельзя, после этого красные кровяные клетки погибают. Особенно остро стоит вопрос о запасах крови нулевой группы (0), которую можно переливать всем пациентам. В силу этой своей универсальности она используется чаще всего, и потому ее запасы всегда «на грани истощения».

Не удивительно поэтому, что поиски способов искусственного производства крови начались с попыток преобразовать кровь разного типа в универсальную. Эти попытки увенчались первым успехом, когда группа исследователей под руководством Хенрика Хаузена из Копенгагенского университета сообщила о том, что ей удалось выделить ферменты, которые превращают кровь групп А, В и АВ в кровь группы 0. Различие между красными кровяными клетками всех этих типов состоит в том, какие молекулы покрывают их поверхность. Клетки типа А покрыты, среди прочего, молекулами определенного сахара, которые играют роль опознавательного флажка («антигена») для иммунных клеток. Будучи введены в организм человека с другой группой крови, они вызывают появление антител против своего антигена. Антитела склеиваются с чужими клетками, что вызывает их отторжение из организма (этот процесс подобен отторжению чужих тканей или органов при пересадке).

Кровяные клетки группы В имеют на поверхности другую сахарную группу, другой антиген, а клетки группы АВ имеют и первый, и второй. Зато клетки универсального типа не имеют ни одного антигена. Однако этим сложности переливания крови не кончаются. На поверхности красных кровяных клеток иногда есть еще определенный вид белка, тоже вызывающий отторжение. Он был впервые открыт у макаки-резус и поэтому получил название «резус-фактора». При его наличии говорят о крови с положительным резус-фактором, при отсутствии — о крови с резус-фактором отрицательным. Подлинно универсальная кровь, которую можно переливать всем, не опасаясь отторжения, — это кровь группы 0 с отрицательным (то есть отсутствующим) резус-фактором. В природе ее мало — например, среди людей кавказской группы всего 8 процентов.

Так вот, достижение группы Хаузена состояло в том, что открытые ею после длительного поиска ферменты таковы, что способны «сбрить» антигены сахара с красных кровяных телец групп А, В и АВ и тем самым превратить их в клетки типа 0. Эти ферменты исследователи обнаружили в двух бактериях. Оказалось, что достаточно поместить красные кровяные клетки в одну среду с этими бактериями, чтобы уже через час клетки А, В и АВ превратились в клетки 0. Однако это превращение не затрагивает резус-фактора: он остается таким же, каким был. Поэтому для производства подлинно универсальной крови, с отрицательным резусом, нужно для начала отобрать клетки А, В и АВ тоже с отрицательным резусом. Исследователям не удалось найти ферменты, которые удаляли бы резус-фактор и превращали клетки с положительным резусом в клетки с отрицательным. Тем не менее их достижение означало шаг вперед в деле искусственного производства крови. Точнее — будет означать, если дальнейшая проверка покажет полное тождество переделанных клеток нулевой группы природным, а также подтвердит их эффективность и безопасность при переливании людям.

Впрочем, универсальная кровь, придуманная группой Хаузена, имеет существенный минус — в ее основе лежит кровь других типов, то есть для ее создания все равно нужна кровь. Но вот недавно важный шаг в направлении создания по-настоящему искусственной крови сделала группа американских ученых под руководством Роберта Ланцы. Этот исследователь известен своими работами в области эмбриональных стволовых клеток. Придя к выводу, что самая близкая цель на пути терапевтического использования стволовых клеток — это превращение их в кровяные, Ланца начал действовать и после ряда неудач все-таки нашел ту биологическую систему, в которой такое превращение может произойти до конца.

Дело в том, что красные кровяные клетки отличаются от всех других тем, что не имеют ядра. Это сокращает время их жизни, но зато освобождает место для переноса кислорода. Ланца и его коллеги нашли ту специфическую комбинацию питательных веществ и факторов роста, которая понуждает неспециализированные эмбриональные стволовые клетки превращаться в специализированные красные кровяные, но это была лишь половина успеха, потому что такое превращение происходило и в экспериментах других исследователей. Настоящий успех был достигнут на втором этапе, когда Ланца поместил полученные таким способом кровяные клетки в среду, состоявшую из соединительной ткани (стромы), подстилающей костный мозг, — этот главный кроветворный орган человеческого организма. Оказалось, что под воздействием этой специфической стромы 65 процентов новообразованных кровяных клеток выталкивают свое ядро наружу и становятся весьма похожими на природные кровяные клетки — прежде всего тем, что столь же эффективно запасают кислород.

Кое в чем, однако, они отличаются от природных — многие из них остаются незрелыми, и находящиеся в них молекулы гемоглобина, к которым присоединяется кислород, имеют несколько иную форму. Неясно также, какова эластичность их мембраны, — а у красных кровяных клеток она весьма эластична, что позволяет им передвигаться по тончайшим сосудам. Наконец, группе Ланцы не удалось получить своим способом самый нужный, резус-отрицательный тип кровяных клеток группы 0, поскольку в тех линиях эмбриональных стволовых клеток, которые разрешены для экспериментов в Соединенных Штатах, группа 0-минус не числится. Тем не менее Ланца убежден, что все эти трудности преодолимы и в ближайшее время можно будет искусственно производить вполне достаточные количества искусственной крови любого типа. Пока же исследователям удалось получить лишь около 100 миллионов клеток, что в десять раз меньше одной порции крови, идущей на обычное переливание.

Возможно, впрочем, что главным препятствием на этом многообещающем пути искусственного производства крови из эмбриональных стволовых клеток станет совсем не количество или стоимость такой крови, а ее происхождение. Противники любых экспериментов с клетками человеческих эмбрионов уже говорят об этической неприемлемости этой работы Ланцы. Сам Ланца говорит, что вместо эмбриональных стволовых клеток в его методе могут быть с успехом использованы индуцированные клетки. Все это требует экспериментальной проверки, но Ланца, несколько забегая вперед, уже рисует радужную картину, как будущая искусственная кровь будет массово производиться из репрограммированных взрослых клеток — скажем, человеческой кожи.

Помечтаем и мы о том близком, если верить Роберту Ланце, времени, когда в газетах будут мелькать объявления типа: «Быстро и дешево! Производство крови из кожи заказчика!»

5. Три рассказа для размышления

Суета вокруг диеты

Воистину права народная мудрость. Не стоит объедаться, если хочешь прожить подольше. Конечно, подольше прожить всегда хочется, хотя не всегда получается, но уж сознательно укорачивать себе жизнь только потому, что хочется поесть побольше, — это как-то совсем уж нелепо. Ну разик, ну два, ну поел, и хватит, но ведь нет — идешь, случается, по улице или едешь в автобусе и то и дело встречаешь людей, мягко говоря, тучных, ну прямо очень тучных, дальше уже некуда, дальше в автобус не влезешь. В наш век политкорректности, когда обычный безногий — это «затрудняющийся стоять», таких людей тоже не принято называть жирными или даже тучными, они — «страдающие ожирением», и в данном случае это верно: они действительно страдающие. Мало того что ожирение — это некрасиво, мало того что ожирение — это неудобно, но ожирение — это еще и небезопасно, потому что оно влечет за собой тяжелые болезни, реально опасные для жизни, — диабет, например, или инфаркт.

Об этом уже много раз твердили миру, и я решаюсь напомнить об этом снова лишь в связи с появлением в научной печати статьи американских ученых из Медицинского центра Дэвиса при Калифорнийском университете, которые вскрыли еще одно опасное коварство вышеупомянутого ожирения. Среди ученых до сих пор распространено было представление, что главную опасность при ожирении играют те запасы жира, которые расположены глубоко в теле, — так называемый внутренний жир, а вот те запасы жира, которые находятся непосредственно под кожей, считались до сих пор безопасными. Теперь же, в исследовании упомянутых ученых, проведенном на 65 пациентах, страдающих ожирением, было выявлено, что в образовании этого синдрома активно участвуют также подкожные жировые клетки. Этот вывод был вскоре подтвержден другим исследованием, проведенным в Медицинской школе Бостонского университета. В этой работе сравнивалось состояние подкожных жировых клеток у худых индивидуумов и у 109 мужчин и женщин, страдающих ожирением. У 70 процентов последних было обнаружено воспаление подкожных жировых клеток, сопровождавшееся опасными нарушениями обмена веществ — повышением уровня инсулина в крови, склонностью к образованию тромбов и т. д.

Эти новые результаты делают еще более достоверными мрачные прогнозы, недавно опубликованные исследователями американского Колумбийского и английского Оксфордского университетов. Как известно, две эти страны, США и Великобритания, являются ведущими в западном мире по числу страдающих от ожирения людей: в США их сегодня 99 миллионов, в Великобритании — 15 миллионов. Тамошние специалисты говорят уже не о проблеме ожирения, а об «эпидемии ожирения». Недавно эти специалисты, проанализировав данные за последние двадцать лет, выступили с прогнозом будущего распространения этой эпидемии. В статье, опубликованной в ведущем медицинском журнале «Ланцет», они предсказывают, что при сохранении нынешних темпов нарастания числа «страдающих ожирением» к 2030 году их число в США увеличится еще на 65 миллионов, а в Великобритании — на 11 миллионов человек. При этом в Соединенных Штатах будет на 7,8 миллиона больше больных диабетом и на 6,8 миллиона больше инфарктов и инсультов, вызванных, как изящно выражаются авторы, «клинически избыточным весом». На фоне этих устрашающих цифр (напомню, что все население США составляет сегодня около 300 миллионов человек) предсказываемые той же статьей полмиллиона лишних случаев рака кажутся уже сущей «мелочишкой». У этой медицинской проблемы есть и своя экономическая сторона, и она не менее страшна: расходы на лечение и обеспечение этой армии «страдающих от ожирения и его последствий» должны к 2030 году возрасти на 13–16 процентов и составят порядка 2,6 процента национального бюджета США.

Кто образует эту армию? Многие наверняка сразу же поднимут руку, торопясь с готовым ответом: «Я знаю, господин учитель, это черные!» На самом деле для США «этничность ожирения» такова: им страдают 25 процентов всех мужчин независимо от цвета кожи, а также 46 процентов черных, 33 процента испаноязычных и 30 процентов белых женщин. В Великобритании чрезмерный весу 19 процентов белых, 17 процентов черных и 11 процентов азиатских мужчин; среди женщин ожирение характерно для 33 процентов черных, 20 процентов белых и 17 процентов азиаток. Кстати, прогнозы касательно Великобритании не менее устрашающи: около 670 тысяч «лишних» диабетиков, 460 тысяч «лишних» инфарктов и инсультов, 140 тысяч «лишних» случаев рака — и рост соответствующих расходов на 25 процентов. Этот рост расходов вызван не только стоимостью лечения, но также ростом трудовых простоев, пенсионных выплат по нетрудоспособности, снижением средней производительности труда и преждевременным уходом на пенсию. В итоге ожирение ложится тяжким — в прямом смысле этого слова — бременем не только на самих страдающих, но и на все общество в целом.

Но вот что особенно интересно в этих выводах — оказывается, даже небольшое снижение среднего веса населения позволило бы избежать многих из этих катастрофических последствий. Согласно подсчетам авторов (уж не знаю, как они их производили), даже снижение этого среднего веса всего на 1 процент привело бы — в одних только США — к уменьшению числа диабетиков на 2,4 миллиона, числа инфарктов и инсультов на 1,7 миллиона и числа раковых больных на 127 тысяч человек.

Так что, господа, явно надо постараться! И ведь говорят, что это не так уж и трудно: просто кушать чуть поменьше, бегать чуть побольше — и все, и порядок. (Которым не до бега, могут хотя бы ручками помахать перед открытым окошком.) Насчет бега и ручек распространяться не буду, а вот что касается «кушать поменьше», то этому правилу многие врачи рекомендуют следовать неуклонно и притом с самых, что называется, юных лет. Дескать, береги вес смолоду, и все будет ОК.

Хорошо сказать, но как это сделать? Как его беречь, этот проклятый вес? Как, извините, питаться? Кто подскажет?

Господа, не волнуйтесь — подсказчики есть. О нас заботятся. Журналы и газеты, что ни день, приносят на сей счет неистощимые указания. Специалисты неутомимо разбираются с вопросом, что можно есть, а что нельзя, что полезно для организма, а что очень вредно. И вот их главный вывод. Оказывается, вредно именно то, что вчера категорически считалось полезным, а полезно то, что вчера наоборот. Поэтому отныне нужно есть то, что вчера категорически было есть нельзя, и нельзя есть все то, что вы вчера с отвращением жевали по указаниям других диетологов. Не буду указывать, что именно отныне можно, а что нельзя, что полезно или вредно согласно новым научно-диетическим взглядам, — не буду, ибо не хочу засорять страницы бесполезными сведениями. Все равно через несколько лет, или месяцев, или даже дней появятся новые указания типа «Поворот все вдруг!» — и всем нам опять придется переучиваться. Скажу лишь, откуда дует ветер. Как всегда в последние десятилетия, со времени возвышения популярной диетологии до уровня околонаучной дисциплины, ветер дует со стороны научных исследований, к которым в этой диетологии добавляются также регулярные массовые опросы, имеющие целью выявить, что мы едим и почему мы от этого болеем.

Поскольку все, что бы мы ни ели, состоит в конечном счете из жиров, белков и углеводов, то научно-диетологические исследования состоят в конечном счете в раскладывании бесконечных пасьянсов из этих трех карт. Но хотя их всего три, в них, оказывается, так же легко заблудиться, как среди трех сосен. Причина понятна и вполне уважительна: серьезная биологическая наука непрерывно углубляется в тайны нашего метаболизма и выявляет все новые и новые реальные детали этого сложнейшего процесса: кто с кем и как соединяется, кто при этом присутствует и участвует и что из всего этого получается. По следам этих открытий серьезные научные представления тоже непрерывно меняются и уточняются. И вот тут настает черед научной диетологии. Пристально следя за этими изменениями, она чутко откликается на каждое из них новыми пищевыми директивами, которые, как правило, колеблются в соответствии с генеральной линией науки. Но поскольку популярная диетология, в отличие от науки, имеет дело не с клетками и ферментами, а с широкими массами едящих, то она не очень углубляется в противоречивые научные сложности. Ее директивы просты и милосердно-однозначны. Думать не нужно, только исполнять. Жиры вредны, предпочтительней углеводы? Прекрасно. Углеводы вредны, вернитесь к жирам? Понятно. Аминокислоты увеличивают длительность жизни, налегайте на метионин? Будет сделано. Метионин ускоряет появление болезни Альцгеймера, избегайте белков? Уже избегаем.

И так далее.

Как у всякой околонаучной дисциплины, включая астрологию и гомеопатию, у популярной диетологии тоже есть своя история и свои историки. И благодаря им уже известно, что, скажем, в Америке эпоха строгой научности диетических рекомендаций началась примерно с 1970 года. Поскольку американская Диетическая ассоциация публикует указания каждые пять лет, то за это время она успела выдать на-гора примерно десять различных, частично друг другу противоречащих друг другу рекомендаций, как избегать ожирения, диабета-2 и сердечно-сосудистых заболеваний. За это же время число людей, страдающих ожирением, возросло в Соединенных Штатах вдвое, число заболевших диабетом-2 выросло втрое, а сердечно-сосудистые заболевания так и остались главной причиной смертности. Но диетология не останавливается на достигнутом. Она не удовлетворяется слишком сложными указаниями науки. Она продолжает настойчиво изучать вредные питательные привычки подведомственного ей населения путем своих массовых опросов, то и дело выявляя при этом такие зависимости, перед которыми даже наука застывает в тягостном недоумении.

Вот, к примеру, калифорнийские диетологи провели исследование, попросив семь тысяч человек ответить на ряд вопросов, а через пять лет собрав о тех же людях сведения, кто умер, а кто еще жив и почему. По результатам этого исследования был составлен список из семи рекомендаций, выполнение которых, по расчетам, должно удлинить нашу жизнь в среднем на одиннадцать лет. Вот эти «семь заповедей», их до сих пор можно найти в разделах «Здоровье» многих газет и журналов: «не курить», «сохранять нормальный вес», «регулярно упражняться», «не увлекаться спиртным», «спать по восемь часов ежедневно», «не есть между основными приемами пищи», а также — «обязательно есть завтрак». Последний из советов вошел в список по той причине, что через пять лет среди семи тысяч опрошенных оказалось больше умерших, которые не ели завтрак, чем тех, кто не делал зарядку. Загадочное влияние пропущенного завтрака на длительность жизни было раньше не известно ученым. Но диетологи обнаружили его крайне легко. Они просто не стали спрашивать людей, почему те не едят завтрак. Потому что, спроси они об этом, многие из опрошенных наверняка ответили бы, что потеряли аппетит, что их тошнит при виде еды, что они начали терять вес и плохо спать. Эти люди уже при опросе, страдали, сами того не зная, от повышенного давления, или начавшейся болезни почек, или даже от рака поджелудочной железы. Не удивительно, что многие из них умерли.

Но популярная диетология не занимается скрытыми причинами. Ее интересуют явные, лежащие на поверхности корреляции. Пропускаешь завтрак — раньше умрешь. Ешь завтрак и проживешь дольше. Вся история популярной диетологии — это череда таких советов. Она началась с серии рекомендаций некоего филадельфийского священника, который 180 лет назад поучал своих прихожан: есть нужно только овощи и фрукты, пить только воду, спать только на твердых матрацах, открывать ночью окна, а утром делать зарядку и принимать душ, носить только свободную одежду. И конечно, воздерживаться от секса. Понятно, что его наставления нашли слабый отклик в противоположность энтузиазму, с которым была встречена несколько позже появившаяся книга англичанина Бантинга «Письмо о тучности, адресованное широкой публике». Этот Бантинг страдал такой «тучностью», что не мог зашнуровать ботинки, а по лестнице спускался задом. Доктор Харви посоветовал ему есть поменьше сахара и крахмала, и он за год похудел на 25 килограммов, о чем и поведал миру в своем «Письме». Впрочем, и эти двое не были первыми. Еще Томас Шорт в 1727 году рекомендовал толстякам переезжать в засушливые страны, лорд Байрон советовал джентльменам для сохранения стройности щедро доливать в еду уксус, а задолго до уксуса таким же спасительным средством считалось простое зажигание света по время еды. Ближе к нашему времени диетические рекомендации стали более глубокими и вдумчивыми. Так, британский премьер Гладстон, а за ним американец Горацио Флетчер рекомендовали подолгу жевать пищу: Гладстон — ровно 32 раза, а Флетчер — пока еда не превратится во рту в жидкость. Я так и слышу, как вы смеетесь — какое невежество! И вы совершенно правы — ведь все мы сегодня знаем, что дело не в жевании, а в том, не пропускаете ли вы по утрам завтрак, верно?

Объем главы не позволяет мне подробно рассказать о замечательных диетологических открытиях XX века, их слишком много, поэтому перечислю их хотя бы бегло. Они преимущественно американские, потому что США — первая в мире страна по числу жирных граждан и соответственно по числу диет против «тучности» (каковые затем подхватываются всем просвещенным человечеством). Не случайно именно в США впервые в истории пришлось вытаскивать из ванны 150-килограммового президента (Тафта), которому живот не позволил вылезти самому. Итак, бегло: 1930-е годы — «голливудская», или «ананасная», диета (сплошные фрукты); диета Линдлера — сельдерей и яблоки (на их усвоение организм затрачивает больше калорий, чем получает от них); диета Шора — потребление жиров, белков и и углеводов порознь. 1940–1950-е годы — «таблетки сытости» (нимфетамин). 1960-е — диета Аткинса (много белков и жира, мало углеводов); диета Камерона (вместо воды — вино, водка и джин). 1970-е — диета Питкина (меньше жиров, больше крахмала); новые «таблетки сытости» (фенфлюрамин); диета Лина (вместо еды — белковый напиток пролин). 1980-е — диета «Беверли-Хиллз» (10 первых дней только фрукты). 1990-е — новые «таблетки сытости» (дексфенфлюрамин). И наконец, 2000-е годы — впервые в истории число жирных людей во всем мире сравнялось с числом недоедающих.

Какой замечательный итог диетологических усилий!

А ведь я еще не упомянул те быстро миновавшие моды, что отшумели и канули в Лету: «Диета астронавтов», Скарсдэйл-диета, Ф-диета, диета «Зона», «Спящая красавица» (похудание во сне, любимая диета Элвиса Пресли), «Трехнедельная медитация», «Диета Офры». Сколько их, куда нас гонят? Подумать только, сколько интеллектуальных усилий затрачено, сколько умственного труда вложено, какое множество книг, статей и рекламы опубликовано — и сколько денег, времени и здоровья выброшено на ветер! Воистину, великая сила — диетология. А уж в наши дни, когда за ней, поддерживая и подталкивая, стоят еще и производители всех видов продовольствия и питья со всеми их миллиардами, так и вообще!

Не удивительно, что некоторые честные диетологи, утратив надежду на будущие успехи своей науки, решили повернуться лицом к прошлому и задать ему вопрос: а что ели наши предки в те времена, когда в мире не было диетологических ассоциаций? Как они выживали? Собравшись на ланч в берлинском Музее истории медицины, эти диетологи-новаторы несколько часов подряд пережевывали все имеющиеся в науке данные и пришли к выводу, что наши предки ели пищу, богатую белками и бедную жирами и углеводами. Однако не всегда. Судя по микроскопическим находкам в окаменевших зубах древних гоминидов, поначалу они ели все, что угодно, и лишь примерно 2 миллиона лет назад стали понемногу переходить на мясо. К моменту исхода из Африки, 50 тысяч лет назад, Гомо сапиенс уже питался преимущественно мясом и рыбой (у неандертальцев были несколько иные правила — они рыбы избегали), а 10 тысяч лет, создав сельское хозяйство и приручив разных животных, добавил к своей диете зерна, сладкие плоды и молоко. Если, конечно, его гены это ему позволяли, — а они явно позволяли не всем и не всё. Не случайно же у современных скандинавов, скажем, гены такие, что склоняют, скорее, к мясу (от которого, как сегодня говорит диетология, больше инфарктов), а у азиатов — скорее, к вегетарианству (от которого больше камней в почках, как говорит она же).

Завершив этот анализ, участники перешли к выводам. Все сошлись на том, что человечество толстеет и болеет из-за перехода древнего организма на еду XX века. Но разошлись в рекомендациях. Крайнюю позицию занял американец Кордан, который предложил вернуться к палеолитической диете, добавив в диету белков и совсем убрав углеводы. Его коллега из Индии Кузава возразил, что главное не в ином составе современной пищи, а в ее высокой калорийности. Завязался спор, который закончился общим согласием, что лучше всего иметь вес поменьше. И вообще, хотя некоторые диеты лучше, чем другие, нет одной идеальной диеты для всех. На этой оптимистической ноте встреча диетологов в Берлине закончилась, оставив человечество в тяжелом недоумении: конечно, хорошо бы весить поменьше и страдать от диабета и инфарктов пореже — но как же все-таки это сделать? Может, прекратить, на фиг, всю эту безумную диетическую чехарду (если, конечно, диета не нужна вам по причине серьезной болезни) и попросту есть разумно, а? Мы же все же Гомо сапиенс! Может, лучше довериться природному равновесию в нашем организме и только стараться по возможности его не нарушать. А?

Хорошо бы, наверно. Да только хватит ли у нас силы воли?

Вакцины и аутизм

Докатилась волна и до наших палестин, и вот уже на телеэкране страстно выкрикивает некто, что-де он не станет прививать своего ребенка против коклюша и прочих возможных болезней, потому что вакцины эти заражают детей аутизмом. И тщетно сидящий напротив врач мягко возражает распалившемуся родителю, что эти истерические опасения давно уже опровергнуты многочисленными научными исследованиями, — родитель невменяем и требует тут же, немедленно — вынь и положь все «за» и «против», чтобы «люди сами могли разобраться и решить».

Под все это отведено пятнадцать минут, из них невменяемый родитель кричит минут десять, сбитый с толку ведущий уговаривает участников «найти общий язык» — еще четыре, так что врачу остается ровно минута, чтобы изложить все «за» и «против», да так, чтобы весь народ, в ужасе застывший перед телеэкранами, все понял и сам разобрался, прививать детей, рискуя аутизмом, или не прививать, рискуя менингитом. Задача безнадежная. Просвещение — оно требует времени, да и тогда успех далеко не гарантирован. Но все же попробовать можно. У меня времени больше, чем минута. Давайте я — вместо врача — выну и положу. А вы — послушайте.

Волна на сей раз прикатилась из Калифорнии. Сей самый богатый, самый просвещенный и самый «передовых взглядов и поветрий» американский штат — давний зачинщик и заводила в борьбе родителей с разного рода вакцинами. Не случайно здесь свирепствовала самая большая в Америке за последние 50 лет эпидемия коклюша. Вот они, плоды просвещения, точнее — просвещенного невежества. Но это я в сторону. По делу же следует сказать, что в связи с этой эпидемией врачи предпринимали весьма энергичные усилия. На что богатые и просвещенные калифорнийские родители ответили очередными бурными демонстрациями под лозунгом: «Не дадим заражать наших детей аутизмом!»

Первые демонстрации против детских вакцин прошли в Калифорнии еще в 1982 году. В ту пору в Америке проводились массовые прививки малых детишек с использованием комбинированной вакцины ДКС, защищающей от дифтерии, коклюша и столбняка, и вдруг вашингтонское телевидение выбросило на экраны программу под названием «ДКС, или вакцинная рулетка», в которой утверждалось, что эта вакцина может «заразить детей аутизмом». Так что прививать своего ребенка — все равно что играть в рулетку со смертью, а дальше, дорогие родители, как сами знаете. Кстати, основную часть этой пугающей программы составляли рассказы самих родителей о детях своих знакомых (или о детях знакомых своих знакомых), якобы ставших аутистами «вскоре после прививки», а вперемежку с этими рассказами на экране появлялись некие «эксперты», которые подкрепляли сказанное своими псевдонаучными объяснениями, попутно сообщая зрителям, что «СПИД не имеет никакой связи с вирусом СПИДа», а «современная медицина — это самое примитивное орудие в истории человечества». Убедительная, в общем, была передача, к тому же она была еще и повторена несколько раз, а потом вдобавок получила приз «Эмми» как «лучшая научная телепрограмма года», так что сами понимаете, резонанс был огромный, по всей Америке прокатилась волна массовых отказов от вакцинации, и, конечно, просвещенная Калифорния была здесь в первом ряду. А вы бы не были?

Вообще говоря, страх перед вакцинами — он не сегодня родился. Уже в 1821 году, после введения обязательной прививки против оспы (с использованием, по методу Дженнера, слабого вируса коровьей оспы), по всей Англии запестрели плакаты, на которых люди изображались с головами коров — вот во что, мол, нас обратят этими вакцинами. И хотя история вакцин — это история блестящих достижений, но она же — и история роста антивакцинистского движения. Сегодня в Америке оно имеет даже неофициального лидера. Им является бывшая модель журнала «Плейбой» Дженни Маккарти. В 2002 году эта красавица родила сына, которого тотчас стала рекламировать как «кристального ребенка». Вскоре, однако, ее сына диагностировали как аутиста, и тогда Маккарти объявила, что виной этому — комбинированная вакцина против кори, свинки и краснухи, привитая ее сыну врачами. С того времени звезда «Плейбоя» стала активно пропагандировать отказ от вакцинации детей в телешоу и в своих многочисленных книгах.

Разумеется, всякая вакцина может вызвать болезненные последствия, в некоторых (достаточно редких) случаях — даже весьма серьезные. Ведь в вакцинах используются те или иные болезнетворные агенты: в некоторых (немногочисленных) видах — живые вирусы, в большинстве (в том числе во всех детских) — ослабленные; отдельные вакцины изготавливаются на основе (опять же ослабленного) токсичного вещества, создаваемого вирусами, или части белка, или полисахарида с их оболочки. И потому желание родителей быть уверенными в безопасности детских вакцин зачастую основано на вполне серьезных соображениях. Более того — оно, это желание, во многом способствовало непрестанному совершенствованию этой безопасности. Но результатом оказался парадокс. Когда некоторые, весьма распространенные раньше и зачастую имевшие тяжелейшие последствия, детские болезни были практически искоренены в западных странах, родители стали привыкать к мысли, что их детям «и так ничего не грозит», и нечего их пичкать с малолетства вакцинами, которые-де ослабляют их еще неразвитую иммунную систему, а то и вызывают аутизм. Так родилась и стала шириться — именно в «просвещенных» странах — волна отказов от вакцинации детей, которая, в свою очередь, вызвала новый всплеск прежних, казалось бы, окончательно побежденных болезней: например, в той же Америке с 2005 года коклюшем ежегодно заболевают свыше 25 тысяч детей, и растет число случаев кори.

Виноваты в этом, конечно, не вакцины, а прежде всего те, кто от них отказывается, потому что в иммунологии существует такое понятие, как «групповой иммунитет»: чем больше процент иммунитета в детской группе, тем меньше опасность, что ребенок столкнется с больным однолеткой и заразится. В случае кори или коклюша, например, этот иммунитет, по мнению врачей, должен быть (в силу чрезвычайной заразности этих болезней) не ниже 95 процентов, так что здесь на счету каждый невакцинированный ребенок, не важно — «мой» или чей-то «чужой». Между тем в той же Калифорнии, которая сейчас стала главным в Америке очагом этих «вернувшихся болезней», свыше 40 процентов (!) школ не прошли вакцинацию против коклюша и кори, и не прошли именно потому, что воспротивились школьные советы — под сильнейшим давлением «просвещенных» родителей.

Но почему это «возвращение в строй» празднуют прежде всего именно коклюш и корь? Тут мы как раз возвращаемся к тому, с чего начали, — к проблеме вакцин и аутизма. Последние десятилетия стали временем быстрого роста числа новых, в том числе и комбинированных, детских вакцин, которые прививаются детям порой уже через несколько дней после рождения, а чаще — в полгода-год и далее по графику раз в несколько лет. С другой стороны, в эти же последние десятилетия врачи стали все чаще диагностировать у детей аутизм (этот диагноз обычно ставится к году, то есть все чаще приходится на то время, когда дети только что или недавно прошли вакцинацию). Конечно, рост числа диагнозов аутизма вызван не столько ростом заболеваемости, сколько прежде всего улучшением диагностических методов, но для охваченных тревогой родителей линия причинно-следственной связи выглядит иначе: больше прививок — больше аутизма и, значит, прививки вызывают аутизм. Типичное заблуждение: после того — значит, вследствие того. И вот уже Дженни Маккарти кричит с экрана…

Поначалу, в 1982 году, виной всему аутизму был объявлен тимерозал. Это соединение этила с ртутью в свое время проявило способность хорошо защищать лекарства и вакцины от микробов и грибков и потому на протяжении пятидесяти с лишним лет широко использовалось как защитная добавка к вакцинам и препаратам. Но постепенно в разных странах мира тимерозал стали запрещать к использованию и снимать с производства. В Европе это произошло в 1992 году, в Америке — в 1997 году. С 2001 года ни в одной западной стране вообще не разрешают использовать ртуть в детских вакцинах. Кстати, рост диагнозов аутизма с тех пор не прекратился. Но все это не помешало той же Маккарти поначалу заявить — всё с того же многотерпеливого экрана, — что ее сын (родившийся, напомню, в 2002 году) заболел аутизмом из-за тимерозала, который содержался в комбинированной вакцине КСК (против кори, свинки и краснухи). Позже, поняв нелепость этого обвинения, она возложила вину за сыновний аутизм на саму вакцину. Но теперь уже она ссылалась на ученых, которые, как она говорила, «недавно доказали, что именно эта вакцина может вызывать аутизм».

И знаете — она не впустую ссылалась. Дело в том, что незадолго до этого в британской печати появились статьи, сообщавшие о случаях заболевания аутизмом в результате прививки вакцины КСК. Эти статьи подняли огромную волну страхов перед вакциной КСК в частности и другими детскими вакцинами вообще. Ведущим автором статей был британский гастроэнтеролог Эндрю Вейкфилд. Ему суждено было еще раз прославиться двенадцать лет спустя, но об этом позже. В 1998 году Вейкфилд сообщил, что ему пришлось наблюдать двенадцать детей с жалобами на устойчивые желудочно-кишечные заболевания, начавшиеся в пределах одного месяца после прививки КСК, и у всех этих детей он обнаружил признаки задержанного умственного развития, а у восьми из двенадцати — аутизм. Исходя из этих наблюдений, Вейкфилд выдвинул предположение, что вакцина КСК, по всей видимости, вызывает такого рода кишечное воспаление, которое приводит к выбросу в кровоток неких белков, которые обычно не выходят из стенок кишечника, но, «вытолкнутые» туда вакциной, способны проникнуть в мозг и повлиять на умственное развитие детей.

Статья Вейкфилда и его коллег вызвала серьезные сомнения среди специалистов, но была немедленно подхвачена печатью и телевидением, попала в заголовки, стала сенсацией и, вполне понятно, породила массовую истерию среди родителей, которые стали толпами отказываться (и многие по сию пору отказываются) от вакцинации своих детей вакциной КСК; отсюда возвращение именно коклюша и кори. А в 2002 году Вейкфилд еще более подкрепил эту истерию, опубликовав новую статью, в которой сообщал, что в группе из девяноста детей-аутистов он у семидесяти пяти обнаружил присутствие в организме вируса кори, тогда как в контрольной группе здоровых детей этот вирус оказался только у пяти из семидесяти. Вывод очевиден: поскольку вирус кори содержится (хотя и в ослабленном виде) в вакцине КСК, он и виноват в том, что эта вакцина вызывает аутизм.

Забегая вперед, скажу, что сегодня доктор Вейкфилд работает в Техасе, в частной фирме, занятой «созданием безопасных вакцин». Оказался он там не по своей воле. В 2010 году журнал «Ланцет» сообщил на весь мир, что отзывает его статьи, то есть иными словами — дезавуирует их выводы. В том же году Британский медицинский совет рассмотрел представленный специалистами анализ публикаций Вейкфилда, признал его данные сфальсифицированными, а публикации «научно несостоятельными» и навсегда лишил их автора права практиковать в Великобритании. Вейкфилд перебрался в США, где люди более доверчивы и где Джейн Маккарти не перестает по сей день ссылаться на него в своем крестовом походе против вакцин.

Тем не менее волна страхов, вызванная «гипотезой Вейкфилда», побудила провести специальные исследования. Безопасность — так безопасность. И все они показали, что рост аутизма никак не связан с размахом вакцинации. Таким образом, «теория» Вейкфилда была окончательно похоронена.

Кстати, бедный тимерозал тоже оказался неповинен в аутизме. Впрочем, врачам это было понятно сразу, потому что признаки отравления детей ртутью ясно отличимы от признаков аутизма. Но коль скоро возникла волна ложных слухов, поднятая запретом тимерозала, были проведены специальные исследования и на этот счет. В Англии, Дании, Швеции и Канаде изучалась связь между числом случаев аутизма и числом прививок прежними вакцинами, еще содержавшими тимерозал. Ни в одной проверке такая связь не была обнаружена. В Швеции и Дании, например, число случаев аутизма оставалось постоянным все годы использования таких вакцин и стало устойчиво расти после запрета на тимерозал.

Еще один вид научно-медицинских проверок был стимулирован теорией, сменившей «гипотезу Вейкфилда» и утверждавшей, будто причиной аутизма является ослабление иммунной системы ребенка в результате введения комбинированных вакцин, якобы содержащих «слишком много за один раз» вирусных белков и полисахаридов. Специальные исследования опровергли и это ходячее мнение, показав, что сопротивляемость детей к инфекции, против которой они не были вакцинированы, одинакова у детей, получивших комбинированную прививку против других болезней, и у детей, не вакцинированных вообще. Кстати, и тут тоже проявилась великая сила невежества: слух об аутизме, вызванном ослаблением иммунной системы «в результате множества прививок», повторяли все, кто умел произносить слово «иммунный», но никто из них не удосужился полезть в Интернет, где мог бы узнать, что, к примеру, четырнадцать детских вакцин, находящихся в хождении сегодня, содержат менее двухсот бактериальных или вирусных белков и полисахаридов, тогда как семь вакцин, применявшихся в 1980 году, содержали их три тысячи!

В завершение несколько слов о самом аутизме. Очень большую роль в изучении этиологии этой болезни сыграли исследования идентичных и неидентичных близнецов, которые показали, что если один из идентичных близнецов аутист, то в 60 процентах случаев второй тоже аутист. Для неидентичных близнецов вероятность, что второй ребенок аутист, близка к нулю! В более широком толковании аутизма (включая сюда синдром Аспергера и «неспецифическое общее нарушение развития») эти же цифры составляют 92 процента и 10 процентов соответственно. Это значит, что аутизм — заболевание не инфекционное, а генетическое. Далее, первые признаки аутизма обнаруживаются уже к году, а иногда и в четыре месяца, то есть вскоре после рождения (когда, кстати, никаких КСК еще нет и в помине). И наконец, имеются данные, заставляющие думать, что аутизм вообще появляется в утробе матери. Например, аутизм особенно часто встречается у детей, подвергшихся воздействию талидомида. Это успокаивающее лекарство, выпущенное в 1957 году, было запрещено для беременных в 1961-м, когда выяснилось, что оно тормозит развитие рук, ног, ушей и глаз зародыша; применение талидомида породило 10–20 тысяч детей-уродов. Так вот, аутизм у этих детей появляется часто, но при этом он всегда бывает у детей, родившихся с аномалиями уха, но не руки или ноги. А поскольку руки и ноги формируются после 24 недель беременности, то можно думать, что аутизм возникает много раньше и связан, скорее всего, с нарушениями очень раннего внутриутробного развития нервной системы.

О гомеопатах и гомеопатии

В 1989 году доктора Фишера наконец поймали за руку. Вместе с тремя другими коллегами он опубликовал в «Британском медицинском журнале» статью «О гомеопатическом лечении фиброзов». Фиброзами называются многие виды патологических разрастаний и уплотнений соединительной ткани, возникающие после воспалений или травм. Авторы сообщали, что проведенное ими клиническое исследование выявило благотворное влияние гомеопатии при таких процессах. Профессор Колкуэн, видный специалист по фиброзам, заинтересованно прочитавший статью, обратил внимание на некую странность: из текста следовало, что каждый подопытный пациент учитывался авторами дважды. Желая разобраться, он попросил доктора Фишера прислать ему исходные данные исследования и, изучив их, убедился, как он пишет, что «правильный перерасчет этих данных приводит к выводу, что исследование авторов на самом деле не выявило никаких существенных следов влияния гомеопатии на течение процесса». Он направил соответствующую заметку в редакцию, но там ее отказались публиковать. К счастью, конкурентный «Ланцет» принял заметку к печати, и истина была восстановлена.

Эта история, однако, не повлияла на карьеру Питера Фишера. Спустя несколько лет он возглавил самый влиятельный в стране Институт гомеопатических лечений, а в 2001 году был назначен личным гомеопатом британской королевы Елизаветы. При этом он продолжал свои клинические исследования, хотя теперь был несколько осторожней. Его следующая работа была посвящена, как следует из названия статьи Фишера, опубликованной в оксфордском журнале «Ревматология», «рандомизированной[2] контролируемой проверке возможностей гомеопатического лечения ревматоидного артрита». Результаты исследования, судя по выводам статьи, были плачевными — автор признавал, что в данном случае плацебо показало себя лучше, чем гомеопатические лекарства. Но видно, Фишеру надоела необходимость всякий раз производить такие строгие проверки и раз за разом признаваться в неудачах, потому что вслед за его выводом следовало неожиданное заключение: «В течение последних лет мы пришли к выводу, что обычные рандомизированные контролируемые проверки не способны выявить полезные свойства гомеопатии. Поэтому нам представляется впредь много более важным выяснять, в какой мере гомеопатическое лечение улучшает состояние пациента, и тратить меньше сил и времени на выяснение того, вызвано это улучшение прямым влиянием гомеопатического средства или эффектом плацебо» (то есть не важно, вызвано улучшение чисто психологическим или физиологическим эффектом).

Нетрудно понять, что этот неожиданный вывод доктора Фишера фактически означал призыв не тратить время на попытку доказать пользу гомеопатии с помощью объективной научной проверки, которая считается обязательной в обычной медицине, при изучении любых новых методов лечения. Гомеопатия, по сути, провозглашал Фишер, не нуждается в таких научных проверках, для подтверждения ее пользы достаточно субъективных показаний пациентов. Понятно, что «по методу Фишера» любой гомеопат получал возможность — и право — рекламировать любое свое лекарство, если соберет достаточное число «показаний» от людей, которым оно «помогло».

И действительно, в последующие годы британские гомеопаты стали все чаще публиковать «исследования» такого рода. Типичным образцом таких публикаций является, например, статья некоего Давида Спенса в «Журнале альтернативной и комплементарной медицины» за 2005 год. В этой статье доктор Спенс подводит итоги «исследования степени эффективности гомеопатического лечения». В чем же состояло его «исследование»? Спенс опросил шесть с половиною тысяч людей, помогла им гомеопатия или нет. 50, 7 процента опрошенных заявили, что после гомеопатического лечения они чувствуют себя «лучше» или «намного лучше», и еще 20 процентов — что чувствуют себя «немного лучше». Этих показаний Спенсу вполне хватило, чтобы заключить: «Наша проверка убедительно доказала большую ценность гомеопатического лечения». Он мог бы с еще большей степенью достоверности заключить: «Наша проверка доказала большую (психотерапевтическую) ценность лечения водой из-под крана».

Почему, однако, королевский гомеопат так усиленно старался освободить своих коллег (да и себя заодно) от самых элементарных требований подлинно научной проверки? Ответ очевиден: потому что подлинно научная проверка раз за разом опровергает претензии гомеопатии и ее адептов. Чтобы убедиться в этом, достаточно обратиться к истории клинических исследований хотя бы за последние годы. В той же Великобритании, например, за пятнадцать лет, с 1990 по 2005 год, было опубликовано десять широких обзоров публикаций, где сообщалось об очередных рандомизированных и контролируемых клинических проверках гомеопатического лечения, и все они заканчиваются одним и тем же выводом: «Изученные результаты не дают никакого основания считать, что гомеопатическое лечение эффективно». В обзоре Линде и др. (1997 год) прямо говорится, что «своими клиническими эффектами гомеопатия полностью обязана плацебо». Через два года тот же Линде пишет: «Мы обнаружили, что чем точнее контролировалось то или иное исследование, тем меньше оно подтверждает гомеопатические претензии». Буквально то же говорят Кухерат и его коллеги в обзоре 2000 года. В обзоре 2002 года Эрнст приходит к выводу, что все проверки, якобы подтверждающие пользу гомеопатии, «в действительности не содержат убедительных доказательств того, что эффект гомеопатического лечения существенно превосходил эффект плацебо». Альмейда в 2003 году заключает: «Имеются убедительные причины считать, что претензии гомеопатии не имеют никаких научных оснований», и этот вывод — с дополнением в духе Линде, о роли плацебо — дословно повторяют Маккарти и другие авторы самого подробного из этих обзоров, опубликованного в сентябре 2005 года в журнале «Ланцет» в сопровождении редакционной статьи, слишком поспешно, вероятно, озаглавленной «Конец гомеопатии».

«Слишком поспешно», потому что ни в 2005 году, ни сегодня гомеопатия не только не кончилась, но, напротив, живет и развивается, о чем свидетельствует хотя бы тот факт, что число абитуриентов 2007 года, записавшихся на факультеты альтернативной медицины в той же Великобритании, было вдвое больше числа записавшихся на обычные медицинские факультеты. Врачи-гомеопаты множатся (недавно, изучая во время ожидания в поликлинике список врачей, я обнаружил напротив десяти фамилий — из шестнадцати! — приписку «гомеопат» или «натуропат»), и есть уже среди них такие, которые извещают, что могут, с помощью своих гомеопатических растворов, даже «покончить с эпидемией СПИДа» (правда, почему-то «в сочетании со специальной музыкой», как продолжает то же газетное объявление). Увы, гомеопатия всесильна — и не потому (перефразируя давние слова об учении Маркса), что она верна, а потому, что в нее верят. Если вера способна сдвинуть даже горы, то что ей стоит вылечить фиброз? Или СПИД? Или рак? (Кстати, в институте доктора Фишера есть специальный сектор под названием «Гомеопатические способы лечения рака».)

Почему в гомеопатию верят? Этот интересный вопрос составляет часть другого, более интересного вопроса, почему люди верят вообще. Не пытаясь даже подступиться к нему, отметим лишь одну любопытную особенность современной веры. Многие миллионы секулярных людей, а также еще большие миллионы мусульман, иудеев, христиан, буддистов и адептов всевозможных других религий сегодня объединяет вера в летающие тарелки, тайны египетских пирамид, коды Библии, дианетику Хаббарда, «12-ю планету» Ситчина, планетарные катастрофы Великовского и многие другие мифы, общим для которых является их квазинаучная упаковка. Миф сегодня должен быть сервирован научно — даже если этот миф, по сути, науку отрицает, как, скажем, астрология. Конечно, тому же Питеру Фишеру было бы проще всего объявить себя и своих коллег людьми, практикующими новый, революционный вид медицины — «лечение без лекарств», ибо плацебо — это как раз «не лекарство». Или, еще лучше, «лечение внушением». Вообще, я иногда думаю, что многие затяжные споры можно было бы решить, объединив гомеопатию, гипноз, «наведение порчи» или «снятие» ее, «исправление кармы», «очищение ауры», «удаление отрицательной психической энергии» и прочие виды аналогичных лечений под какой-нибудь общей шапкой типа «суггестивная медицина». Но я тут же одергиваю себя, потому что прекрасно понимаю, что, если какой-нибудь врач-гомеопат скажет пришедшему к нему человеку, что будет лечить его пустой таблеткой, не содержащей ни грана лечебных препаратов, человек этот посмотрит на него диким взглядом и пойдет искать себе «настоящего гомеопата». А если не уйдет, то знание, что ему предлагают пустую таблетку, скорее всего, сведет на нет ее возможное психологическое воздействие.

Люди во все времена ждут от врачей чудес. Но в наше время они ждут их особенно нетерпеливо. И, не дождавшись, обращаются к тем, кто такие чудеса предлагает, кто их рекламирует. Идут к «чудесникам» с последней, а потому особенно пылкой верой, и кое-кому эта вера действительно помогает — когда скрытые восстановительные ресурсы организма оказываются для этого достаточны. Гомеопатия процветает, ее фишеры и спенсы благоденствуют, и даже многие из серьезных врачей уже стали подрабатывать в свободное время на этой моде, но, в общем-то, гомеопаты оказались в некой ловушке. Те из них, кто понимает, что своим благосостоянием они обязаны пустой таблетке, успокаивают себя мыслью, что, всячески скрывая этот печальный факт, они помогают больному верить в излечение, так что их ложь в конечном счете оборачивается во спасение. Остальные, к счастью, верят в благодетельную силу своих растворов точно так же, как и их больные, и потому пылают праведным гневом против критиков, а тем более разоблачителей. Блаженны эти нищие духом, ибо не ведают, что творят. А не ведают чаще всего потому, что за двести с лишним лет своего существования их «гомеопатия» так далеко ушла от учения доктора Ганемана, что сегодня подавляющей части гомеопатов даже его имя, пожалуй, уже не известно. Что уж говорить о его благородных мотивах!

Самуил Ганеман родился в 1755 году в городе Мейсене, в семье потомственных саксонских художников по фарфору. Он учился медицине в Лейпциге, Вене и Эрлангене, к двадцати годам знал девять языков, включая иврит и арабский, в 1779 году получил диплом с отличием и до 1784 года работал сельским врачом, после чего оставил это занятие по причине глубокого разочарования в тогдашней медицине. Массовая медицина тех времен действительно могла разочаровать — и не только. Диагноз зачастую ставился по запаху тела больного («скарлатина напоминает запах залежавшегося сыра, корь — запах дикого животного, краснуха — запах свежевыщипанных гусиных перьев»), основным способом лечения были пиявки и кровопускания (доктор Бруссе одному из своих больных сделал тридцать два кровопускания подряд и даже самому себе прописал семь кровопусканий для излечения насморка), «болезнетворные начала» изгонялись из организма с помощью прижиганий, надрезов на коже ног, искусственно вызванных нагноений и т. п. Как позднее писал Ганеман: «Чувство врачебной ответственности не позволяло мне лечить моих страдающих неизвестными болезнями собратьев неизвестными лекарствами. Мысль о том, что я могу стать убийцей или мучителем других человеческих существ, приводила меня в такой ужас, что в конце концов после первого года семейной жизни я совсем отказался от врачевания и стал зарабатывать на жизнь химией и переводами».

Озарение пришло к нему, когда в одной из переведенных им книг он прочел, что кора перуанского дерева кинхон помогает от малярии (из нее действительно делают хинин), и решил попробовать это на себе. Он ощутил, что она вызывает у него симптомы, подобные симптомам настоящей малярии, и после долгих размышлений заключил, что всякое вещество, которое способно излечить болезнь, должно вызывать у здорового человека ослабленные симптомы той же болезни. Иными словами, «подобное лечится подобным» (Similia similibus curentur). Он понял, что стоит на пороге переворота в медицине. Теперь в его руках был «универсальный» метод поиска лекарств, которые могли бы заменить все прежние пиявки и прижигания. Этот метод он изложил в книге «Опыт нового принципа для нахождения целительных средств лекарственных веществ», опубликованной в 1796 году. Вся остальная его жизнь (а она была не только трудной, но и долгой — он скончался в Париже в возрасте 89 лет) была посвящена развитию и приложению этого принципа.

Итак, метод Ганемана. Прежде всего, лекарства нужно искать рационально. Их нужно проверять. Их нужно проверять на людях, а не на животных, потому что одни и те же лекарства могут действовать на животных и на человека по-разному. Их нужно проверять на здоровых людях. Вещества, потенциально пригодные на роль лекарств, нужно проверять на людях, начиная с малых доз и постепенно повышая их до массивных, пока у здорового человека не появятся признаки какой-нибудь болезни, и, если эти признаки появятся, следует затем лечить людей, страдающих этой болезнью, этим лекарством. Такая проверка длилась у Ганемана порой до 40–50 и более дней на каждое вещество с помощью платных добровольцев, причем симптомы — все до самого мельчайшего — регистрировались ими в специальном «Дневнике симптомов». Все это время Ганеман запрещал им потреблять кофе, чай, специи и вино. Играть в шахматы он им тоже запрещал, так как шахматы «слишком возбуждают». Впрочем, пить пиво он им разрешал — как же немцы без пива! Какое ж лечение без пива! По окончании проверки добровольцы поднимали руку и клялись на Библии, что записывали все свои симптомы в своем «Дневнике» правдиво и неукоснительно, и только после этого они получали наконец свое вознаграждение (сейчас дело, увы, зачастую обстоит наоборот — вознаграждение получают сами врачи, вперед и без всяких клятв на Библии).

Этот метод «проверки целебности», предложенный Ганеманом (и ставший впоследствии ядром всей современной гомеопатической практики), был, понятно, продиктован благородным желанием сделать выбор гомеопатических средств лечения максимально «научным» (в рамках «принципа подобия», разумеется). И конечно же, он был не только весьма трудоемким и далеко не безошибочным, но и весьма рискованным — ведь, как справедливо заметил один ироничный современный автор, такая проверка могла, чего доброго, привести к выводу, что цианистый калий пригоден для лечения смерти. Тем не менее уже в первой книге своей Ганеман описал 27 растительных веществ, которые он испробовал подобным образом на себе или на здоровых (платных) добровольцах, хотя не указал, в каких дозах (в книге 1810 года он добавил к ним еще 65 веществ). Хотя некоторые из рекомендованных им в этих книгах лекарственных доз для тех или иных болезней представляются, на нынешний взгляд, попросту смертельными (например мышьяк — против периодической головной боли — он рекомендовал по 6–10 миллиграммов на прием), в целом он стоял за максимальное разведение лекарств, полагая (впрочем, без всяких на то оснований), что «принцип подобия» (то есть подобия действия лекарства действию болезни) сохраняется при любых дозах. В этом смысле Ганеман постепенно дошел до абсурда, утверждая, по сути, что его принцип подобия сохраняет силу не только при малых, но и вообще при любых, даже самых фантастических, разведениях лекарственных веществ.

За всеми этими принципами и методами у Ганемана стояла особая «философия болезни». По его мнению, любая болезнь есть нарушение «витальной» (жизненной) силы организма внешними «миазмами». Таких «миазмов» он насчитывал три — «псора», «сикоз» и сифилис[3] (современные гомеопаты добавили к этому списку еще несколько специфических «миазмов», в том числе — «туберкулезный» и «раковый»). Постулированный Ганеманом «закон восприимчивости» утверждал, что человеческая душа имеет, к несчастью, врожденную восприимчивость к этим трем миазмам и негативное состояние ума привлекает их в организм, где они затем производят те или иные симптомы. Обычные лекарства только загоняют эти миазмы глубже в организм, так что они начинают поражать внутренние органы; сама по себе жизненная сила тоже не в состоянии одолеть эти «миазмы», но «подобные болезни» (то есть гомеопатические) лекарства, особенно в очень большом разведении, помогают духовной силе их превозмочь. («Тончайший прием лекарства меньше всего возмущает жизненную силу, но в то же время достаточно ее стимулирует».) Способность лекарства помогать жизненной силе связана с тем, что лекарства, по Ганеману, действуют не материально, а духовно, за счет содержащейся в них частицы духовной силы. В каждом лекарственном веществе эта частица иная, но она всегда возрастает (или, как говорил Ганеман, «динамизируется», «потенцируется»), если особым образом обработать это вещество (такая обработка, по учению Ганемана, должна включать растирание, разведение и некоторые другие приемы).

Эта «виталистическая» философия сегодня выглядит наивной и ошибочной, и потому современные гомеопаты (из числа думающих) пытаются подвести под нее «материалистическую базу». При этом, понятно, возникают самые причудливые и фантастические гибриды — например, российский гомеопат Н. Слуцкин объясняет «закон малых доз» тем, что «слабый раздражитель связывается с трофическим рецептором клетки и тем самым лишает патогенный раздражитель нужного ему рецептора». В переводе на понятный язык это означает всего лишь, что в силу «принципа подобия» молекула лекарства против данной болезни, видимо, «подобна» тому микробу или вирусу, который вызывает эту болезнь, а потому она способна сесть на тот же рецептор, на который хотел бы усесться патоген, а усевшись на этот рецептор, она лишает патоген такой возможности. Действительно, если какая-то молекула усядется на рецептор, она тем самым заблокирует дорогу одному микробу или вирусу, который хотел бы усесться на этот же рецептор, но кто сказал, что, блокируя один-единственный рецептор на одной-единственной клетке, можно защитить от вируса или микроба все прочие клетки организма?

Но даже это «объяснение» Слуцкина — пустячок в сравнении с тем, какую солидную и наисовременнейшую «материалистическую базу» подводит под гомеопатию другой ее российский адепт, профессор А. А. Крылов (не кто-нибудь, а заведующий кафедрой терапии № 1 Медицинской академии последипломного образования и по совместительству — главный терапевт Санкт-Петербурга!): «В основе (гомеопатического эффекта. — Р. Н) лежит известное положение о принципиальной невозможности исчезновения вещества или энергии. Возможно, здесь мы сталкиваемся с природой сверхмалых частиц и постоянными процессами их взаимопревращения. Из работ британского физика Дж. Белла известно, что два выстреливающиеся фотона обмениваются информацией на сверхсветовых скоростях. Как полагают, фотоны „обрабатывают“ информацию и ведут себя соответственно ей. Таким образом, не исключено, что секреты гомеопатической информации придется искать в сфере корпускулярно-волновых структур, в области квантовой механики».

Если вам показалось, что это просто набор мудреных слов, то спешу вас успокоить — вам не показалось. Но коллеги профессора — А. Возианов и Н. Симеонова — идут еще дальше — по их мнению, «лечебный эффект — результат триггерного взаимодействия следовой электромагнитной матрицы с электрорецепторными структурами белковых молекул функциональных систем организма».

В сравнении с этими (небескорыстными, разумеется) попытками терапевтов «обосновать» гомеопатию с помощью невежественной имитации современной науки поистине детским лепетом кажутся даже усилия британского королевского гомеопата. В самом деле, какими такими «рандомизированными и контролируемыми проверками» можно проверять то, что является «триггерным взаимодействием следовой матрицы»? И чем можно опровергнуть лечебное действие «выстреливающихся» фотонов, которые «обмениваются информацией на сверхсветовых скоростях»?!

Коль скоро мы так незаметно и плавно перешли к современным гомеопатам, то расскажем уж заодно несколько подробней и о том, что представляет собой современная гомеопатия. Она начинается с набора «проверенных» (в ганемановском смысле) гомеопатических «средств», то есть, по сути, — с гомеопатических медицинских справочников, в которых содержится список различных симптомов, и к каждому из них указаны все виды «подобных» (тоже в ганемановском смысле) «средств». Впрочем, современные гомеопаты довольно далеко ушли от основного ганемановского «принципа подобия». Так, российский гомеопат Гранникова в своем толстом «Справочнике по гомеопатии» в статье об арнике (одно из самых популярных гомеопатических средств) упоминает, что называется, «на одном духу» заболевания, при которых она рекомендует это средство; среди них — ревматизм, экзема, хронический ларингит, опущение матки, инсульт, фурункулез и инфаркт. Трудно представить, что симптомы этих болезней имеют подобием симптомы, вызываемые одной и той же арникой.

Ганеман требовал от врача-гомеопата тщательного знакомства с физическим, эмоциональным и ментальным состоянием пациента, с перенесенными им заболеваниями и симптомами нынешнего недомогания. Многие гомеопаты и сейчас видят одно из главных отличий своего метода от «обычной медицины» в таком «глубоко индивидуализированном» подходе к больному, и часть из них (особенно в Европе и США) действительно руководствуется этими принципами и на основании тщательного расспроса пациента строит так называемую карту его «тотальной симптоматики» (хотя разные гомеопаты при этом по-разному оценивают важность тех или иных симптомов, сообщенных больным, и поэтому эти «тотальные карты» у них могут получиться самые разные). Но у рядовых гомеопатов в большинстве случаев дело ограничивается расспросом о симптомах нынешнего недомогания, по которым затем отыскиваются (по справочникам типа упомянутой книги Ганниковой) «средства», соответствующее этим симптомам. Гомеопаты так называемой «классической школы» тяготеют при этом к тому, чтобы начинать лечение с одного какого-либо «средства» против одного какого-либо симптома и следить за его эффектом, тогда как гомеопаты-«клиницисты» чаще прибегают к комбинации «средств», отвечающей многим симптомам сразу (то есть «тотальной карте» больного или тому, что ее приблизительно заменяет).

Что представляют собой эти гомеопатические «средства»? Это различные органические, неорганические, а также синтетические вещества, обработанные определенным образом («динамизированные» в ганемановском смысле слова). Обработка их, как правило, состоит из трех ступеней — растирание, разведение и «энергизация», причем каждая ступень требует своих, почти мистических предосторожностей. Растирание рекомендуется (хотя это порой нарушается) производить в устричной раковине кварцевым пестиком. Разводить следует в чистой воде или винном спирте. А «энергезировать» (то есть, как говорят гомеопаты, стимулировать «духовную силу» вещества и выделять его энергию) надлежит несколькими энергичными сотрясениями бутылочки или пакетика с лекарством, а еще лучше — ударяя ими по деревянной доске, обложенной конским волосом и обитой поверху, для мягкости, кожей.

Любопытен также набор веществ, используемых для таких процедур. На нынешний день в международном гомеопатическом репертуаре насчитывается около 3000 веществ, и список их непрерывно пополняется. Помимо таких обычных материалов, как питьевая соль, змеиный яд и опиум, в этом списке есть и патологические вещества, вроде простудной мокроты, крови, мочи и фекалий больных и здоровых людей (гомеопаты считают, что после растирания, разведения и энергизации в этих веществах остается только их целебная духовная сила). «Средства» первого рода (из здоровых веществ) называются «саркоды», а «средства» второго рода — «носоды» (в «изопатии», созданной в 1830-е годы Иосефом Вильгельмом Люксом, все без исключения «целебные средства» производятся из отходов больных людей: против туберкулеза — из мокроты туберкулезника, против СПИДа — из мочи больного СПИДом и т. д.) Впрочем, «носоды» в последнее время всё более выходят из употребления, поскольку просачивающиеся в печать сведения о них отпугивают больных, а то и грозят судебными процессами. В последние годы появилось также много «средств» третьего рода — так называемых «невесомых», которые включают электричество, рентгеновские лучи, солнечный свет («запечатленные» на разного рода пластинках), а также «грозовые вещества, оставшиеся в дождевой воде» (их целебные свойства были проверены в 1999 году гомеопаткой Мэри Инглиш, соответствующая статья которой имеется на http://uk.geocities.com/veryscarymary/stormremedy1.htm).

В самое последнее время некоторые наиболее «прогрессивные» гомеопаты стали практиковать новый вид гомеопатического лечения — листком бумаги с написанным на нем названием симптома и «средства»; этот листок рекомендуется прикрепить к одежде больного или подложить под стакан, из которого тот пьет воду. Впрочем, другие гомеопаты пока еще считают такое лечение «ненаучным». В отличие, видимо, от «грозовой воды».

Отдельный любопытный вопрос, чаще всего вызывающий нападки критиков гомеопатии, — это разведение. Ганеман первым ввел шкалу тех разведений, которые применяются в гомеопатии. Для начала вещество разводят в отношении: 1 часть вещества к 100 частям воды или алкоголя. Это называется разведением 1C, или 1 к 100 (1 к 10 во 2-й степени). Потом берут одну каплю этого раствора и разводят ее в очередных 100 каплях воды или алкоголя — это уже 2С (1 к 10 в 4-й степени). И так далее: каждое следующее разведение прибавляет еще два нуля, так что, например, разведение 12С, как легко подсчитать, это 1 часть «целебного средства» на 10 в 24-й степени частей воды или спирта. Простым смертным все эти разведения не говорят ничего, но людей, хоть чуть понимающих, они озадачивают: развести что-нибудь в 12С раз — все равно что развести горсть соли в Мировом океане. Легко понять, что для любого вещества есть предел разведения, после которого даже в литре гомеопатического «средства» не будет ни одной молекулы, — что уж говорить о пилюле или пузырьке с лекарством. При разведении одного моля[4] любого вещества в 13С количестве воды или спирта раствор будет содержать не более «0,006 частей» молекулы; беру эту цифру в кавычки, потому что понятие «сотая часть молекулы» — это бессмыслица. Этот простой расчет объясняет, почему критики гомеопатии абсолютно правы, когда говорят, что в гомеопатических лекарствах нет ни одной молекулы так называемого «целебного средства». Гомеопаты, правда, отвечают на это, что вода, дескать, «сохраняет память» об исходном «средстве», и этот ответ удовлетворяет простых смертных, но он совершенно не выдерживает научной критики, ибо сегодня известно, что любые химические связи между молекулами воды, благодаря которым она могла бы, хотя бы в принципе, «запоминать» свое прошлое, сохраняются не дольше, чем несколько считанных пикосекунд, а пикосекунда, надо заметить, — это всего одна тысячемиллиардная доля секунды!

Об отсутствии какой-либо реальной пользы от всех этих растворов и пилюль, не содержащих ни одной молекулы «целебного средства» и никакой «памяти» о нем (если не считать «триггерного взаимодействия следовой электромагнитной матрицы с электрорецепторными структурами белковых молекул функциональных систем организма»), не приходится и говорить. Конечно, их психотерапевтическое воздействие во многих случаях несомненно, однако не более, чем воздействие любого плацебо (впрочем, тоже с очень серьезной оговоркой, ибо в последнее время появилась «гомеопатическая педиатрия», а по отношению к детям уж никак нельзя говорить о психологическом влиянии плацебо). Но ведь гомеопаты не хотят примириться с ролью психотерапевтов, и не случайно не хотят, ибо тогда все их нынешние клиенты толпами побегут к другим целителям и целительницам. Так что единственно, пожалуй, что хорошо во всем этом, — то, что гомеопатические средства, как правило, не причиняют особого вреда. Чистая вода, пустая пилюля — какой от них вред? Но это «как правило». Слишком часто гомеопаты рекомендуют своим пациентам отказаться от приема обычных лекарств, обосновывая это, как когда-то Ганеман, тем, что, дескать, лекарства стандартной медицины только «загоняют болезнь внутрь». А есть еще такие гомеопатические средства (например, имеющие в составе мышьяк и т. п.), которые способны причинить прямой вред здоровью. Не случайно в одних только США в среднем за год гомеопаты выплачивают своим пострадавшим больным свыше 10 миллионов долларов по судебным искам.

И что же? А ничего. Гомеопатия расширяет влияние, обретает респектабельность и легальные права (до недавнего времени в ряде европейских стран больничные кассы даже оплачивали некоторые гомеопатические «средства»; сейчас в Германии и Швейцарии от этого отказались) и даже, как мы уже рассказывали, свои учебные кафедры и свои врачебные дипломы. Невзирая на все разоблачения. Их читают, а прочитав, идут к знакомому гомеопату. Или к гомеопату своих знакомых. Потому что знакомые сказали, что это «помогает для здоровья». А здоровье — как сказал пьяница, на последний рубль запивая жуткий кашель стаканом водки, — здоровье дороже всего…

Примечания

1

Осмотическое давление — это разница давлений по обе стороны полупроницаемой мембраны, порожденная разницей концентрации раствора; при наличии такого давления растворитель течет через мембрану, чтобы уменьшить эту разницу.

2

«Рандомизировать» в данном случае означает распределять пациентов по группам различного типа лечения случайным образом.

3

«Псора» — это в просторечии зуд, «сикоз» — воспаление волосяных фолликулов, сопровождающееся их нагноением.

4

Единица измерения количества вещества. Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

Content

Рафаил Нудельман
Неизвестное наше тело. О полезных паразитах, оригами из ДНК и суете вокруг гомеопатии…

От автора

1. Загадки нашего организма

Зачем мы икаем?

Как мы чихаем?

Для чего мы зеваем?

Отчего мы не пьем ночью?

Что делает в нас железо?

На кой нам цинк?

Нужна ли нам боль?

Почему у нас разные пальцы?

2. Тайны наших болезней

Простуда вульгарис

Не повезло с названием…

Вирус гриппа и его помощник

Схватка титанов

Наш полезный паразит

И паразит очень вредный

Немного о скрытых связях

Есть проблема, господа

3. Болезни, гены и белки

Маленькая хромосома и большие неприятности

Загадка испорченного гемоглобина

Благодеяние убийцы

Альцгеймер — поиски и споры

Прионы внутри нас

И в заключении — об ожирении

4. Свет в конце туннеля

Путешествия лекарств

Наномедицина — надежды и свершения

Магнитные наночастицы: достижения и перспективы

Оригами на службе человечества

Когда б вы знали, из какого сора…

Кровь из кожи заказчика

5. Три рассказа для размышления

Суета вокруг диеты

Вакцины и аутизм

О гомеопатах и гомеопатии

Примечания