А. В. Волков

Сто великих загадок современной медицины

© Волков А. В., 2017

© ООО «Издательство «Вече», 2017

© ООО «Издательство «Вече», электронная версия, 2017

Загадочный мир болезней

Призрак гриппа бродит по планете

Мы не знаем, когда она придет. Мы не знаем, где она разразится. Мы не знаем, сколько жизней она унесет. Мы не знаем даже, как ее назовут. Эпидемия, пандемия, швамбранский грипп, грифонская лихорадка… Мы не знаем. Мы ничего не знаем о ней, о будущем. Мы знаем лишь, что это повторится. Она вспыхнет. Стремительно разлетится по миру. Соберет свою кровавую жатву, богатую жатву. Так было. Так будет. Так.

Грипп – наш старый, недобрый знакомый. Его вирусы неизменно паразитируют в организме птиц, свиней и людей. Едва ли не каждую зиму появляется новый штамм вируса, и тогда на мир надвигается очередная эпидемия. Обычно всё протекает безобидно. Люди кашляют, температурят, но легко переносят болезнь.

Однако раз в два-три десятилетия эта картина разительно меняется. Человеческий организм оказывается не готов ничего противопоставить новому вирусу гриппа. Тогда множество людей становятся жертвами этой болезни. В течение нескольких месяцев она завоевывает мир. Так, в 1918–1920 годах пандемия испанского гриппа, охватившая почти всю планету, привела к смерти 50 миллионов человек. Может ли такое повториться сегодня?

«Рано или поздно придет следующая пандемия гриппа», – еще несколько лет назад с таким заявлением выступил Дэвид Набарро, в то время главный координатор ООН по борьбе с гриппом. Эта пандемия нанесет «ощутимый удар мировой экономической и социальной системе». Ее последствия окажутся страшнее и эпидемии СПИДа и мелкотравчатых страстей по глобальному потеплению. «Мир не готов пока к такому испытанию».

Тогда же Набарро назвал цифры возможных потерь: от 5 до 150 миллионов человек. Это заявление вызвало недовольство руководителей ООН. Они поспешили отмежеваться от спорного мнения эксперта. Официальная формулировка гласила: жертвами очередной пандемии гриппа станут от 2 до 7,4 миллиона человек.

В последнее десятилетие генетики и микробиологи, эпидемиологи и даже географы узнали много нового о гриппе. Довольно точно ученые представляют себе пути распространения вируса гриппа. До мельчайших деталей ими изучено генетическое наследие сотен штаммов вируса, которые встречались в прошлом или же сохраняют активность и сегодня.

Рано или поздно придет следующая пандемия гриппа – уж с этим-то программным заявлением согласно подавляющее большинство ученых. Между тем в последние годы интерес к этому заболеванию в средствах массовой информации пропал. Да это и понятно, если вспомнить ажиотажные слухи начала 2000-х годов, самые мрачные прогнозы на ближайшие недели, поголовное истребление животных – и вдруг полное затишье. Всякий раз эпидемия бывала побеждена, толком даже не начавшись.

Так, несколько лет назад при вспышке птичьего гриппа вдруг прозвучал прогноз о том, что «эпидемия унесет жизни миллиарда человек». Когда ее жертвами стало пожалуй что поменьше людей, чем гибнет у нас за неделю под колесами автомобилей, всякая охота в следующий раз относиться к эпидемии всерьез пропала. А зря!

Люди отвыкают бояться эпидемий. Не представляют себе панику, охватывающую всех поголовно, общее уныние, безнадежность – косу смерти, взмахивающую со всех сторон.

На протяжении XX века мир пережил несколько страшных пандемий гриппа, которые унесли миллионы человеческих жизней. Эксперты давно опасаются грядущей пандемии птичьего гриппа. По счастью, его вирус пока не передается от человека к человеку. Люди заражаются им непосредственно от птиц, инфицированных им. Это отличает его от других вирусов гриппа. Например, свиной грипп H1N1 быстро распространялся среди людей, но больные сравнительно легко переносили этот недуг. Если бы точно так же можно было заражаться птичьим гриппом, то счет погибших шел бы на миллионы (по имеющимся сведениям, в 2003–2012 годах птичьим гриппом заболело 570 человек; более половины из них умерло).

Вирус гриппа

Но эксперименты показывают, что рано или поздно вирус птичьего гриппа мутирует, и тогда на смену отдельным случаям заболеваний придет массовая вспышка болезни. Она обрушится на мир волной мощной, как цунами.

Так, группа нидерландских исследователей (руководил ими Рон Фушье), заражая вирусом птичьего гриппа H5N1 лабораторных хорьков, убедилась, что достаточно всего пяти мутаций, чтобы началось массовое заболевание животных.

Известно, для того, чтобы вирус птичьего гриппа мог инфицировать клетку какого-либо организма, гемагглютинин – протеин, расположенный на поверхности вируса, – пристыковывается к рецептору этой клетки. В идеальном случае протеин и рецептор подходят друг к другу, как ключ к замку, и тогда вирус проникает внутрь клетки.

Слизистая оболочка наших дыхательных путей содержит два основных типа клеток: цилиарные (реснитчатые) и бокаловидные. Пока вирус H5N1 поражает клетки только одного типа: цилиарные. Лишь когда он «научится» проникать и в бокаловидные клетки, он начнет «триумфальное шествие» по планете, множа число заболевших чуть ли не в геометрической прогрессии. Ведь бокаловидные клетки вырабатывают слизь – те самые крохотные капельки влаги, которые мы разбрызгиваем вокруг себя, когда выдыхаем воздух. Но чтобы проникать внутрь бокаловидных клеток, вирусу нужно слегка измениться.

Пять мутаций – это очень мало. Пять ступенек, пять мгновений… Это кажется чем-то из области неизбежного. Дело уже не за учеными, а за политиками, которым надо готовиться к тому, что рано или поздно новая мировая эпидемия придет. Новая мировая война с болезнью, все коварство которой мы пока еще не можем оценить в полной мере.

По словам Фушье, две из пяти мутаций уже получили широкое распространение. Они выявлены соответственно у 30 и 50 % штаммов вируса H5N1, встречающихся в природе. Вполне может статься, что какой-нибудь человек заразится дважды мутировавшим вирусом. Затем тот претерпит три новые мутации, и тогда этот имярек станет смертельно опасен для окружающих. Вирус будет переходить от него к другим людям, как и обычные вирусы гриппа, – воздушно-капельным путем.

Впрочем, вероятность такого развития событий трудно оценить. В последнее десятилетие в Азии несколько раз наблюдались крупные эпидемии птичьего гриппа, приводившие к массовой гибели птиц. Однако роковой мутации так и не случилось.

Вирусолог Дерек Смит из Кембриджского университета сравнивает опасность пандемии птичьего гриппа с другой возможной катастрофой – крупным землетрясением, которое непременно произойдет в том или ином сейсмоопасном районе Земли, но, когда это случится, неизвестно. Задача ученых – выяснить, насколько серьезна опасность. И как защититься от нее?

Можно ли, например, рассчитывать на то, что у нас появится универсальная вакцина против гриппа, которая будет защищать людей от самых разных его разновидностей? Пока к каждой из них нужно создавать свою вакцину. По сути, она – «одноразовая», она устаревает чуть ли не так же быстро, как свежая газета.

Вирус гриппа, шутят ученые, всякий раз пускает нас по ложному следу, который вдруг обрывается, и надо возвращаться назад. Так как же перехитрить его?

Предлагаются всё новые идеи – от многократных прививок до специально сконструированных вакцин, которые будут содержать те части вируса гриппа, что не подвержены мутациям. Какая из этих идей окажется самой перспективной? В любом случае пройдет еще несколько лет, прежде чем универсальная вакцина против гриппа будет создана.

В долгом ожидании пандемии

Смертоносные инфекции продолжают уносить множество человеческих жизней. Всё происходит неожиданно. В геноме бактерии или вируса меняется какой-нибудь фрагмент. Крохотная мутация, ничего вроде бы страшного…

Но это ничтожное изменение вдруг приводит к тому, что возбудитель заболевания становится необычайно агрессивным. Всё больше людей оказываются им инфицированы. Начинается эпидемия, которая уносит тысячи, а то и многие миллионы человеческих жизней. Так было с «испанским гриппом» в 1918 году, со СПИДом в 1980—1990-х годах, с Эболой в 2014 году. Так было в XIV веке с чумой, «черной смертью». Порой такая эпидемия охватывает значительную часть планеты и называется тогда пандемией.

Именно пандемии чумы были пока самыми страшными событиями в «медицинской истории человечества». Вот лишь несколько наиболее мрачных ее эпизодов:

– «чума Антонинов» (165–180 годы новой эры), предположительно пандемия оспы, охватившая всю территорию Римской империи, число умерших приближенно оценивают в пять миллионов человек;

– «юстинианова чума», первая пандемия чумы, началась в 541 году, охватила не только все Средиземноморье, но и почти весь известный византийцам мир, продолжалась вплоть до VIII века, количество умерших не поддается оценке;

– «черная смерть», вторая пандемия чумы (1347–1352), в Европе погибло около 25 миллионов человек (треть всего тогдашнего европейского населения).

Отдельные, редкие случаи заболевания чумой в некоторых африканских или азиатских странах давно уже не беспокоят ученых. Другое дело – грипп. Каждой зимой наблюдаются вспышки заболеваний им, и вот уже в сводках новостей сообщается, что «уровень заболеваемости гриппом превысил эпидемический порог».

При эпидемиях гриппа, наблюдаемых в отдельных регионах планеты, им бывает инфицировано от 10 до 20 % населения. При пандемии гриппа болезнь распространяется по всему миру и подчас поражает до 50 % жителей тех или иных регионов. Возбудителем ее всякий раз является новый, мутировавший тип вируса гриппа, к которому у людей пока нет иммунитета.

За последние сто лет наблюдалось, по разным оценкам, от трех до пяти пандемий гриппа:

– «испанский грипп» (1918–1920), H1N1: 500 миллионов заболевших; от 25 до 50 миллионов умерших;

– «азиатский грипп» (1957), H2N2: около одного миллиона умерших;

– «гонконгский грипп» (1968), H3N2: 700 тысяч умерших;

– «русский грипп» (1977–1978), H1N1: 700 тысяч умерших (статистические данные не точны);

– свиной грипп (2009), H1N1: 18 500 умерших (статистические данные не точны).

В принципе грипп – лишь частный случай! В наше время – время глобализации – фиксируются все новые факты заражения людей неизвестными прежде болезнями, которые досаждали до этого только животным. Так, с 2004 по 2012 год было отмечено три десятка подобных случаев.

Зоонозы, инфекционные и паразитарные заболевания животных, представляют собой серьезную опасность для здоровья людей. Например, каждый третий случай желудочно-кишечной инфекции во всем мире вызван либо употреблением в пищу зараженного мяса и других продуктов животного происхождения, либо тем, что человек непосредственно заразился от животного. Примерно три четверти всех новых инфекционных болезней – это зоонозы. Их возбудители – бактерии, вирусы или одноклеточные паразиты – давно изводили тех или иных животных, пока не перебрались наконец на людей. По оценке экспертов, в мире насчитывается примерно 25 миллиардов одних только домашних животных. Они, прежде всего, и становятся источником новых инфекций для человека. Особенно высокая опасность исходит от свиней и домашней птицы.

Глобальное потепление лишь усиливает опасность. В тех регионах, где количество осадков, как и число наводнений, будет возрастать, возбудители заболеваний станут все чаще проникать в организм человека вместе с питьевой водой, зараженной ими, или же с укусами комаров и других насекомых.

Только за последние 15 лет мир трижды жил в ожидании страшной, надвигающейся на всех эпидемии. Трижды мир охватывала паника. Сообщения из китайских больниц были сродни сводкам с Западного фронта, где перемены если и ожидались, то к худшему. Трижды мир обожгло воспаленным, чумным дыханием болезни, но призрак ее ускользал, не оставляя в людях ни потрясений, ни тревог. Так было в 2003 году во время вспышки атипичной пневмонии, в 2004–2005 годах во время эпидемии птичьего и в 2009 году – свиного гриппа. Пресса же подхватывает самые фантастические слухи и повторяет их, пока людей не переполнит отвращение и к этим слухам, и к проблеме, породившей их.

Многочисленные жертвы пандемии испанки. 1918 год

В любом случае мы будем не готовы к началу новой пандемии. Вакцина против вызвавшего ее возбудителя появится примерно через полгода после первых случаев заболевания. До этого единственными методами борьбы с болезнью остаются прием традиционных лекарств, ослабляющих ее последствия, профилактические меры (защитные маски, отмена школьных занятий, закрытие детских садов) и – старый, скучный карантин.

Но даже когда вакцина будет разработана, для большинства жителей планеты она окажется недоступной. Сейчас во всем мире для прививки от обычного – сезонного – гриппа производится примерно 350 миллионов порций вакцины. В случае пандемии, даже если повсеместно развернуть производство новой вакцины, ей не удастся обеспечить население всего мира.

Зато всё подготовлено для того, чтобы эпидемия нарастала как можно быстрее. В наши дни возбудителям заболеваний стало очень легко перебираться с одного конца света на другой, ведь люди много путешествуют. Вот и вирус Эболы, только что прозябавший в африканской глуши, вдруг обнаруживается то в США, то в Европе.

Распространение любой эпидемии – это сложный, подчас неожиданный процесс. Так, мы привыкли к тому, что волны гриппа докатываются до Европы, зародившись где-нибудь на Дальнем Востоке, чаще всего в Китае. Но вирус «испанского гриппа», насколько удалось восстановить картину его убийственного, триумфального передвижения по миру, перебрался от птицы к человеку на Среднем Западе США. Вирус свиного гриппа в 2009 году впервые проявил себя в Мексике и уже оттуда очень быстро добрался до Соединенных Штатов, а затем, месяц спустя, – через Испанию и Великобританию, послуживших «воротами», – распространился по всей Западной Европе. По прошествии еще одного месяца свиным гриппом стали болеть жители Восточной Европы и Азии. Вирус атипичной пневмонии двигался в обратном направлении – из Китая, и тем не менее он быстрее оказался в США, чем в Корее и Сингапуре.

Одним из ключевых слов в современной инфекционной медицине становится слово «аэропорт». Сегодня он легко превращается в громадный «вирусообменник». Международные авиарейсы способствуют скорейшему распространению эпидемий. Чем больше рейсов связывают два любых населенных пункта, тем быстрее волна заболевания распространится из одного пункта в другой. Глухие же, «медвежьи» углы останутся в стороне от этой лихорадочной активности, ведь туда не заглядывают не только люди, но и вирусы.

«Вирусы – наши единственные подлинные соперники в борьбе за господство над планетой, – сказал однажды американский микробиолог, лауреат Нобелевской премии Джошуа Ледерберг. – Наши отношения с болезнетворными микроорганизмами – часть эволюционной драмы. И нет никакой гарантии, что мы выживем в этой борьбе».

Где прячется супервирус?

Каждый год миллионы людей во всем мире заболевают гриппом. Почти каждый год появляются новые разновидности вируса гриппа, передающиеся от животных к человеку. Почему эти вирусы так изменчивы, всякий раз заставая нас врасплох с нашими вакцинами? Какой из штаммов гриппа может стать причиной новой пандемии?

Одно из очень распространенных в дикой природе заболеваний – это птичий грипп. На протяжении многих тысячелетий птицы являются переносчиками вирусов гриппа. Только в наши дни в различных районах планеты встречается не менее пятнадцати возбудителей птичьего гриппа. Как правило, они не опасны для человека, поскольку протеины, расположенные на поверхности этих вирусов, имеют такую форму, что не могут пристыковаться к рецепторам наших клеток, а потому сами вирусы не способны проникнуть внутрь клеток – так же, как вы, читатель, с ключами, лежащими у вас в кармане, не сумеете попасть в квартиру этажом выше или ниже.

С каждым годом количество вирусов птичьего гриппа в Азии растет

Однако сравнение это не совсем верно, ведь ключ – это что-то неизменное, то, с чем блудный сын может вернуться домой после десятилетий странствий, а вот вирус – нечто зыбкое, постоянно мутирующее. Рано или поздно, вследствие этих мутаций, форма поверхностных протеинов изменится, и тогда вирусы будут просачиваться сквозь стенки клеток так же легко, как призраки проходят сквозь стены замков и крепостей.

Вирус гриппа – мастер метаморфоз. Именно эта поразительная способность к мутациям делает его непредсказуемым и опасным. Вот как, например, это происходит: если в клетку какого-либо организма проникают сразу два разных вируса гриппа, то некоторые гены одного вируса могут перейти к другому, и тогда возникает новая разновидность вируса. Мы уже не говорим о мутациях, которые нередко наблюдаются при размножении вируса гриппа.

Подобные – случайные – мутации становятся причиной крупнейших эпидемий гриппа, в том числе эпидемии «испанского гриппа», завершившей мировую войну в 1918 году «моровой катастрофой».

Врачи-эпидемиологи больше всего боятся именно таких мутаций, которые могут вызвать страшную пандемию. Поэтому всякий раз, когда приходит сообщение о случаях заражения людей новой разновидностью вируса птичьего гриппа, медики готовятся к худшему. Весь мир тогда замирает в ожидании. Что будет дальше? Как поведет себя коварный вирус?

Но как возникают необычные мутации вирусов того же гриппа, позволяющие им перебраться от птиц и млекопитающих к людям? Какие факторы определяют судьбу вирусов, совершивших подобный скачок, – приведет ли это к стремительному их распространению, или вирусы окажутся в полной изоляции, не в силах проникнуть в чужие организмы? Ответы на эти и многие другие вопросы крайне важны, чтобы подготовиться к новой эпидемии.

На сегодняшний день даже самый известный вирус птичьего гриппа H5N1 не передается от человека к человеку. Но, как показало исследование китайских ученых (о нем сообщил в 2013 году журнал «Science»), если в геном этого вируса случайно добавится фрагмент вируса свиного гриппа H1N1 – а возбудители гриппа часто обмениваются своими генами, – то вирус H5N1 будет легко передаваться от человека к человеку, то есть распространяться воздушно-капельным путем. Важнейшее условие начала крупной эпидемии будет выполнено.

Всякий раз при появлении нового вируса птичьего гриппа специалисты вспоминают самую знаменитую эпидемию птичьего гриппа – «испанку», обрушившуюся на мир в 1918–1920 годах и унесшую десятки миллионов жизней. Она показала ту грозную мощь, которой в принципе может обладать любая эпидемия птичьего гриппа.

К счастью, мрачная история столетней давности не повторяется, а новые поколения вирусов птичьего гриппа никак не могут преодолеть важнейший барьер – начать переходить от человека к человеку с той же легкостью, с какой это делают, например, возбудители острых респираторных вирусных инфекций. Пока ими можно заразиться только от птиц, а значит, вместо настоящей эпидемии, которая, как потоп, захватит мир, мы столкнемся разве что с отдельными очагами заболеваний, опоясавшими птицефермы и птичьи рынки. Однако достаточно нескольких случайных мутаций, чтобы эти очаги вдруг соединились и болезнь разлилась во все концы света.

С каждым годом количество вирусов птичьего гриппа в Азии растет. Так, в иных пьесах с каждым актом на сцене все прибавляется ружьишек и винтовок. Рано или поздно начнется финальный акт драмы, и тогда что-то из припасенного оружия непременно выстрелит. И в таком случае, раз уж весь мир – театр, грянет опасная, как оружейный залп, эпидемия, остановить которую, как свидетельствует исторический опыт, порой так же трудно, как прекратить мировую войну.

В надвигающейся на нас толпе мы хорошо различаем лишь самые близкие к нам фигуры и лица. Остальное – темное, неотчетливое. Вот и вирусы птичьего гриппа – лишь самые близкие к нам из того множества вирусов, что с незапамятных времен населяют тела зверей и птиц. Сколько же еще опасных вирусов таится в окружающем нас мире животных?!

Чем решительнее люди вторгаются в мир свободной природы, тем вероятнее, что эти неизвестные прежде вирусы перейдут к человеку.

По подсчетам ученых, около 70 % всех вирусных инфекций, которыми когда-либо болели люди, изначально были заболеваниями животных, но в какой-то момент возбудители этих заболеваний сменили своего «хозяина» и перебрались к человеку. Зоонозами, то есть болезнями животного происхождения, являются ВИЧ-инфекция, Эбола, лихорадка Западного Нила, а также самые разные виды гриппа.

По внешнему виду многих животных даже не скажешь, что они инфицированы. Лишь анализ взятых у них проб крови и тканей позволяет выявить вирусы, которыми они заражены. До недавних пор было абсолютно неизвестно, сколько всего вирусов обитает в дикой природе. Лишь исследования последних лет позволяют хотя бы приблизительно оценить эту цифру.

Так, в 2013 году журнал «mBio» сообщил о работе, выполненной учеными Колумбийского университета (Нью-Йорк, руководитель – Саймон Энтони). В джунглях Бангладеш они собрали почти 1900 образцов тканей калонгов (Pteropus vampyrus) – летучих лисиц. Это – одни из самых крупных рукокрылых млекопитающих. Размах их крыльев достигает полутора метров.

Это позволило составить перечень вирусов, переносчиками которых являются калонги. Подобная работа – лишь первый шаг на пути к созданию полного каталога всех вирусов, обитающих в организмах животных, вирусов, потенциально опасных для человека. Разумеется, этот каталог никак не защитит нас от новых вспышек неизвестных заболеваний где-нибудь в Африке или Азии, но зато мы почти с самого начала будем точно знать, с какой инфекционной болезнью мы на этот раз имеем дело и какими средствами можно справиться с ней. Мало того! Готовиться к борьбе с этими заболеваниями можно будет задолго до того, как вспыхнет еще одна внезапная эпидемия. Мы будем заранее ожидать, что тот или иной вирус вследствие вероятной мутации может перейти от животных к человеку.

Как выяснилось, одни только калонги являются переносчиками 58 вирусов, пятьдесят из которых до этого были неизвестны ученым. Всего в настоящее время насчитывается 5486 видов млекопитающих. Если предположить, что каждый из этих видов инфицирован в среднем таким же количеством вирусов, то будущий каталог включит в себя примерно 320 тысяч вирусов.

Глобальное наступление на малярию

Малярия – это болезнь, которая кажется непобедимой. Достаточно укуса комара, чтобы заразиться ей. По статистике, всего за год ей успевают переболеть до 300–500 миллионов человек. Ведь в тех регионах, где она распространена, проживает около трех с половиной миллиардов человек – половина населения планеты. Особенно высока заболеваемость ею среди детей Африки, Азии и Латинской Америки в возрасте до пяти лет. В Тропической Африке она встречается, кажется, всюду. Каждый год около 600 тысяч человек во всем мире умирают от малярии – в основном это африканские дети в возрасте до пяти лет.

Малярию называют болезнью бедных. Отчасти это объясняет, почему так трудно победить ее. Люди, страдающие от нее, как правило, не могут покупать дорогие лекарства, а потому не интересны крупным фармацевтическим компаниям – им выгоднее разрабатывать препараты против «болезней цивилизации», которыми страдают состоятельные клиенты.

Ее возбудители, малярийные плазмодии, проникают в наш организм при укусе определенных комаров. Анофелесы (малярийные комары), переносчики этих паразитов, широко распространены. Но особенно благоприятны для заражения малярией влажные области тропиков – заболоченные местности, поймы рек.

Попав в кровь человека, плазмодии вместе с ней достигают печени и, осев там, размножаются. Затем дочерние клетки (мерозоиты) в огромном количестве покидают печень и, расселяясь по кровеносным сосудам, инфицируют красные кровяные тельца, где продолжают размножаться, разрушая их. Теперь уже человек ощущает типичные симптомы малярии: температуру, головную боль, ломоту в суставах.

Лечение малярии длится долго. Для защиты от нее прибегают к профилактическим мерам: опрыскивают помещения инсектицидами, раздают населению москитные сетки, уничтожают личинки комаров. По оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), эти меры позволили начиная с 2000 года снизить смертность от малярии на 47 %. В абсолютных цифрах это означает, что в 2013 году от нее умерло на 584 тысячи человек меньше, чем за 13 лет до этого.

Анофелесы (малярийные комары), переносчики паразитов, широко распространены

Разумеется, лучший способ борьбы с инфекционными болезнями – вакцинация. С ранних лет прививки защищают нас от опасных недугов. Вот только возбудителями малярии являются не вирусы и бактерии, а одноклеточные паразиты. Пока же в распоряжении врачей нет ни одной надежной вакцины против болезней, вызываемых ими.

Жизненный цикл тех же плазмодиев очень сложный. Создавая вакцину, трудно найти у них «уязвимое место». В начале 2010-х годов в разных странах велись испытания около сотни кандидатов в вакцины против малярии. Однако пока они не привели ни к чему. Главная проблема в том, что антигены плазмодиев, на которые должна реагировать иммунная система, очень быстро меняются.

И все-таки в 2015 году забрезжила надежда. Она была связана с вакциной, получившей название RTS,S, – та содержит определенный протеин плазмодия, поэтому сразу после прививки иммунная система человека активизируется. Атакует плазмодиев, когда те только проникли в организм и еще не успели добраться до печени.

Вакцина особенно эффективна при заражении Plasmodium falciparum — возбудителем тропической малярии, который распространен к югу от Сахары. Проникнув в красные кровяные тельца, он вырабатывает там протеины, благодаря которым эти тельца прикрепляются к стенкам кровеносных сосудов, сужая их. Приток кислорода и питательных веществ к разным частям организма нарушается. Это нередко вызывает тяжелые осложнения, пагубно сказывается на работе центральной нервной системы. Маленькие дети могут впасть в кому.

Почти в 80 % случаев люди, больные малярией, заражены именно тропической малярией. Но все-таки насколько надежна вакцина RTS,S? Пришло ли время массовой вакцинации жителей тех же африканских стран?

Всё начиналось оптимистично. В июле 2015 года Европейское агентство лекарственных средств высказалось за то, чтобы разрешить использование вакцины RTS,S, предназначенной для грудных детей (ее разработка велась с 1987 года). Однако несколько месяцев спустя руководители ВОЗ заявили, что она слишком сложна в применении, а потому нужны дополнительные испытания.

Создание вакцины против малярии оказалось очень непростой задачей; ее решают многие десятилетия. Но столь же сложным получилось и решение. Ведь для того, чтобы ребенок был защищен от малярии, прививку надо делать не единожды, а четырежды: первые три раза с промежутком в месяц, а последний – через полтора года.

С подобной пунктуальностью хорошо делать прививки в Германии или Канаде – там, где не надо бояться малярии. В странах же Черной Африки, страдающих от нее, регулярно вспыхивают гражданские войны, но даже в мирное время медицинское обслуживание налажено из рук вон плохо. В лучшем случае детям в африканской глуши удастся сделать прививку один-два раза. Зачем тогда приступать к вакцинации? Выполненная «против всех правил», она не поможет.

Кроме того, результаты испытаний вакцины оказались отнюдь не блестящими. Почти две трети, а то и три четверти детей, прошедших вакцинацию, все равно болели малярией. Иными словами, надежность вакцины RTS,S составила всего 26–36 %.

Когда в трех случаях из четырех прививка не защищает вас от возбудителя болезни, делать ее все равно что идти под дождь с зонтом, в котором зияет огромная – на три четверти шириной! – дыра. От некоторых капель дождя такой зонт и впрямь защитит.

Руководители ВОЗ предлагают до 2020 года продолжать испытания вакцины RTS,S, охватив ими около миллиона детей в возрасте от 5 до 17 месяцев, чтобы убедиться, например, насколько врачи в Африке могут быть пунктуальными – и, значит, приемлема ли для этого континента сложная схема вакцинации.

В борьбе с малярией ученые прибегают к самым неожиданным стратегиям. Так, в лаборатории японского иммунолога Сигето Ёсида помощниками в этой борьбе стремятся сделать… комаров. Здесь впервые удалось вывести линию генетически измененных малярийных комаров, в чьих слюнных железах вырабатывается вакцина против малярии. Когда такой комар укусит человека, то вместе с плазмодиями и слюной в его кровь попадет вакцина.

Пока это лишь смелая идея, лабораторный эксперимент, который, может, и не будет реализован на практике. Ведь для этого надо пойти на очень большой риск – выпустить генетически измененных комаров в дикую природу. Во многих странах это запрещено. К тому же вооружить комаров нечем. Ни одна испытываемая сейчас вакцина официально не разрешена к применению.

Тем временем ученые разных стран мира продолжают задаваться вопросами и проверять на практике свои идеи. Можно ли какими-то средствами остановить размножение плазмодиев? А можно ли извести малярийных комаров с помощью биологического оружия – бактерии Bacillus thuringiensis israelensis, истребляющей их личинок? Или путем генетических манипуляций изменить микрофлору кишечника малярийных комаров, точнее говоря, изменить живущую в симбиозе с ними бактерию Pantoea agglomerans так, чтобы та выделяла пептид, очень вредный для плазмодиев?

На все эти вопросы еще предстоит дать ответ. Тем не менее недавно на сессии Генеральной Ассамблеи ООН было заявлено, что к 2030 году надлежит полностью победить малярию. Эффективная вакцина должна обеспечить успех.

Так удастся ли одержать победу в борьбе с малярией – вековым проклятием тропических стран? Возможно, ответ на этот вопрос мы получим уже в ближайшие десятилетия.

Туберкулез: опаснее, чем когда-либо

Туберкулез – один из самых страшных недугов, преследующих человечество на протяжении едва ли не всей его истории. В наши дни он остается одним из наиболее распространенных инфекционных заболеваний. По статистике ВОЗ, опубликованной в 2015 году, каждый год около 1,1 миллиона человек во всем мире гибнет от туберкулеза – почти столько же, сколько от СПИДа.

С давних времен туберкулез был спутником бедности. Вот и сегодня он встречается прежде всего там, где уровень жизни невысок, в странах третьего мира. Наиболее высока заболеваемость им в Юго-Восточной Азии и Африке. Очень тяжелое положение сложилось в Индии. По статистике, здесь каждую минуту один человек умирает от туберкулеза. В последние два десятилетия участились случаи заболевания им в странах Восточной Европы и бывшего СССР.

Рентгенограмма грудной полости больного туберкулезом

Возбудителем болезни является бактерия Mycobacterium tuberculosis. Инфекция передается воздушно-капельным путем. По оценке ВОЗ, треть всего населения планеты заражена микобактериями. Однако лишь у 5-10 % инфицированных со временем развивается туберкулез. В основном это люди, у которых по какой-то причине ослаблен иммунитет, или те, кто имеет генетическую предрасположенность к этой болезни. В последние десятилетия туберкулезом особенно часто заражаются ВИЧ-инфицированные люди, то есть люди, страдающие от иммунодефицита.

Итак, в наши дни туберкулезом болеют многие миллионы людей, но выявляют и лечат его по-прежнему по старинке. Для диагностики всё так же, как в XIX веке, используется микроскоп. Для защиты от болезни служит та же вакцина, которую разработали французский микробиолог Альбер Кальметт и его соотечественник, врач Камиль Герен. Впервые она была применена в 1921 году. Ее эффективность невысока. Лечат же туберкулез, как правило, при помощи лекарств, созданных около полувека назад, в период с 1945 по 1970 год. В перечне из 1400 препаратов, появившихся в последней четверти XX века, содержатся лишь три медикамента, предназначенные для борьбы с туберкулезом.

А ведь болезнь значительно изменилась за минувшие полвека! Всё чаще туберкулез не поддается лечению препаратами, которые так эффективно помогали каких-нибудь 40–50 лет назад. Сегодня всё большую опасность представляют собой мультирезистентные штаммы (разновидности) бактерий туберкулеза, с которыми невозможно бороться при помощи антибиотиков.

Разумеется, нам известны разные виды мультирезистентных бактерий, устойчивых к действию лекарств. Антибиотики уже давно стали определять направление эволюции микроорганизмов. Множество их гибнет, другие приспосабливаются к губительным для всех ядам, выживают, сохраняют в организме человека очаг болезни. Вот только выжившие бактерии обычно менее «бодры и энергичны», чем другие. Однако возбудители туберкулеза, наоборот, отличаются особой активностью. По этой причине всё ощутимее множатся случаи заражения ими.

Недавно выяснилось, что бактерии туберкулеза при лечении пациентов антибиотиками укрываются в стволовых клетках костного мозга, чтобы потом, когда концентрация лекарств в организме снизится, выскользнуть наружу и снова расселиться в теле пациента – точно так же люди выбирались бы из своих бункеров после атомной войны, когда опасность радиоактивного заражения миновала бы.

Мультирезистентными бактериями (MDR-TB) человек может заразиться так же легко, как и обычными возбудителями туберкулеза. Вот только лечение в этом случае продолжается не месяцы, а годы. Порой людям, инфицированным ими, приходится принимать одновременно до десятка различных антибиотиков, а это ведет к серьезным осложнениям. По данным ВОЗ, в число 20 стран, где особенно распространены мультирезистентные бактерии туберкулеза, входят 14 европейских государств. Чаще всего случаи заражения ими отмечаются в Китае, Индии и России.

В последнее время появилась еще одна форма болезни – «экстенсивно резистентный туберкулез» (XDR-TB), туберкулез с широкой лекарственной устойчивостью. Как правило, его выявляют у больных СПИДом. В особо тяжелых случаях эта форма болезни вообще не поддается лечению никакими препаратами.

Тем не менее руководители ВОЗ поставили перед собой честолюбивую цель – к 2050 году искоренить туберкулез хотя бы в тех странах, где заболеваемость им низка. Для этого нужны новые препараты, способные победить болезнь не за годы или месяцы, а за несколько дней. Даже небольшие дозы таких лекарств должны уничтожать бактерии, устойчивые к обычным антибиотикам. Наконец, эти препараты должны быть совместимы с теми медикаментами, которые каждый день принимают люди, зараженные ВИЧ-инфекцией. Ведь на сегодня примерно треть из сорока миллионов ВИЧ-инфицированных людей во всем мире больны еще и туберкулезом.

Известно, что возбудители туберкулеза могут выжить, даже став добычей клеток-макрофагов – поглотивших их клеток иммунной системы. Эти бактерии продолжают жить внутри макрофагов, постепенно разрушая их. В своем убежище они чувствуют себя словно солдаты в бункере, надежно защищенные от нашего оружия – антибиотиков. Со временем бункер, поврежденный микобактериями изнутри, ветшает и рассыпается, а сами они, размножившись в своем укрытии, выбираются на свободу. Спастись им помогает миколовая кислота, содержащаяся в стенках их клеток. Для действенной борьбы против туберкулеза нужно лекарство, которое уничтожит микобактерии даже там, где они недоступны для других препаратов – внутри клеток иммунной системы.

Медики нуждаются также в появлении надежных биомаркеров, которые позволят быстро и точно определить, болен человек туберкулезом или нет. Этими «знаками болезни» могут быть характерные показатели крови или генетические особенности пациента. Биомаркеры могут также сообщить, насколько опасна болезнь, не перейдет ли туберкулез в открытую форму, когда больной может стать заразен для окружающих. С помощью надежных биомаркеров можно было бы гораздо быстрее, чем это делается сейчас, определить, как протекает курс лечения, помогают ли больному лекарства, прописанные ему, или же бактерии, которыми он заражен, устойчивы к действию лекарств. Вот только в случае с туберкулезом даже поиск биомаркеров – этих подсказок к задаче, которую решают врачи, – оказывается делом очень трудным. Болезнь слишком коварна, а ее возбудители ведут себя так, словно им даровано бессмертие.

Используемая и поныне противотуберкулезная вакцина, созданная Кальметтом и Гереном, хорошо предохраняет детей, но не может защитить взрослого человека от самой распространенной формы этой болезни – от туберкулеза легких. Иммунологи полагают, что это происходит потому, что под действием вакцины Т-хелперы иммунной системы (Т-хелперы – это клетки, усиливающие иммунный ответ) буквально «замуровывают» возбудителей туберкулеза там, где они проникли в ткань тела и где образовались гранулёмы. Но возбудители болезни лишь изолированы, а не уничтожены. Со временем приобретенный иммунитет может ослабнуть, бактерии «пробудятся» и продолжат свою разрушительную работу. Вот почему люди, которым в детстве была сделана прививка от туберкулеза, став взрослыми, могут заболеть им.

В наши дни в различных лабораториях мира ведутся работы по созданию новой вакцины против туберкулеза, но появится она в лучшем случае в середине следующего десятилетия.

Эбола: новая чума?

Шел 1346 год. Опасность, казалось, была далека. Но именно тогда «на Востоке, в Китае, и Северной Индии, и других областях, которые примыкают к тамошнему побережью, среди людей всякого возраста, мужчин и женщин, стал распространяться мор, – писал флорентийский хронист Виллани. – Всё начиналось с харканья кровью, и вот уже тот умирал сразу, другой же – через два или три дня… Чума надвигалась шаг за шагом, захватывая один народ за другим. Так за год она покорила третью часть Земли, именуемую Азией».

Повествуя о далеких бедствиях, Виллани не знал, что пройдет всего год и коварная болезнь достигнет берегов Европы, где продолжит собирать кровавую жатву.

Всего пару лет назад, в 2014 году, предчувствие новой чумы охватило Европу. Только теперь ее появления ждали не с Востока, а с Юга – из Африки. Казалось, история повторяется. Президент США объявил чуть ли не главной угрозой для человечества именно эту болезнь – геморрагическую лихорадку Эболу (вирус, вызывающий ее, назван в честь реки Эбола в Заире, где он был впервые выделен после вспышки в 1976 году).

Ситуацию, сложившуюся в Западной Африке, многие сравнивали тогда с трагедией, пережитой Европой в 1347–1352 годах. В Гвинее, Либерии, Сьерра-Леоне люди были так же не готовы к встрече с беспощадной болезнью, как и средневековые жители Италии и Франции.

В Европе в XIV веке всего за пять лет чума унесла жизни 25 миллионов человек. В Африке в 2014-м смертность от «новой чумы» – Эболы – стремительно нарастала. В июле от нее умерли 350 человек. К концу октября число умерших превысило уже 5000 человек, а число заболевших достигло 10 тысяч человек. При этом, зная реалии африканского быта, можно было уверенно сказать, что цифры были гораздо выше. Многие больные, живущие в отдаленных сельских районах, а также нищие, бездомные, обитатели трущоб болели и умирали, не обращаясь к врачам.

Выявление симптомов Эболы в Сьерра-Леоне

К концу года, прогнозировали тогда сотрудники ВОЗ, число инфицированных должно было достичь 20 тысяч человек, а по расчетам ученых из Колумбийского университета, даже 200 тысяч человек. В те дни специалисты в страхе обсуждали, удастся ли остановить болезнь.

Вирус Эболы в самом деле сродни оружию массового поражения. Иммунная система человека не в состоянии правильно среагировать на его появление в организме. Как следствие, высокая температура, рвота, диарея, внутренние кровотечения. Нормальная работа внутренних органов нарушается. Если не оказать квалифицированной помощи, то 9 из 10 пациентов умирают.

Средневековые хронисты, перечислявшие ужасы чумы, называли те же симптомы, что характерны для Эболы. Еще в 2001 году ученые из Ливерпульского университета Кристофер Данкан и Сьюзен Скотт, задумавшись о том, как схожи клинические картины двух заболеваний, предположили, что болезнь, известная жителям Флоренции эпохи Боккаччо под названием «чума», на самом деле была Эболой или какой-то другой геморрагической лихорадкой.

Разумеется, это лишь гипотеза – тем более шаткая, что несколько лет назад ученые, обследуя средневековое кладбище в Лондоне, где были похоронены жертвы чумы, выделили ДНК бактерии Yersinia pestis.

Но почему не предположить, что европейцы тогда стали жертвами рокового стечения бед. На их мир с двух концов света обрушились одна за другой две эпидемии. И те, кто не был сражен чумой, пришедшей с Востока, умер от Эболы, перекинувшейся на Европу с арабского Юга?

Вовсе не случайно чума обрушилась на Европу именно в XIV веке, и не случайно эпидемия Эболы началась в Западной Европе в 14-м году. Дело не в магии «рокового числа» 14, а в том, что в обоих случаях, и тогда, и теперь, население было очень ослаблено физически, подчеркивает немецкий историк Рольф Вальтер.

В начале XIV века в Европе изменился климат. Снова и снова приходили суровые зимы, а в холодные летние месяцы тянулись нескончаемые дожди. Уже в 1315–1317 годах наступил «Великий голод». Доведенные до отчаяния люди питались тогда разными кореньями, растениями, не пригодными для пищи, и околевшими животными.

Такой же тяжелой была жизнь людей в последние десятилетия и в странах Западной Африки. На протяжении многих лет здесь шли гражданские войны, царила коррупция, изводила людей нищета. В 2013 году Всемирный банк включил Либерию и Гвинею в число десяти самых бедных стран мира.

В Гвинее средний доход человека составлял 380 евро – в год. В Либерии и того меньше – 295 евро. На 4 миллиона жителей в Либерии приходилось, по данным на 2014 год, всего… 44 врача. Большинство людей, получивших медицинское образование, бежали из своей страны в США, когда началась гражданская война.

С началом эпидемии в Западной Африке, отмечали наблюдатели, во многом повторялось то, что Европа пережила почти семь веков назад. Эбола принесла хаос. Пришло время сажать рис и кассаву, основные местные продукты, но никто не вышел на поля, всех охватил страх. При этом большая часть людей в этих странах питается тем, что удастся вырастить самим. Рынки же, где в другое время можно было купить овощи, фрукты, мясо, спешно закрылись. Вслед за эпидемией наступила гуманитарная катастрофа. Резко упал ВВП стран, затронутых Эболой.

В разгар эпидемии 2014 года ожидали даже глобальной экономической катастрофы. В Западной Африке ведь традиционно работает много выходцев из Индии. Когда началась эпидемия, тысячи их засобирались домой, но там всем пришлось проходить карантин. Страшно даже подумать, что было бы, если бы в такой многонаселенной и – в немалой степени – нищей стране, как Индия, началась эпидемия Эболы!

В наши дни вирусам Эболы, отмечают специалисты, проще распространяться, чем чумным бактериям в Средние века. Этому способствует высокая плотность населения. В трущобах африканских и индийских городов, переполненных людьми, инфекционная болезнь, отличающаяся высокой агрессивностью, будет распространяться, как огонь в степи. Лишь с помощью многочисленных врачей и волонтеров из Америки и Европы, как показала недавняя практика, можно остановить бедствие.

Но что будет с миром, если ведущие промышленные страны сами вдруг, по какой-то причине, например из-за атак террористов, окажутся в кризисе и им будет не до помощи тем странам Африки и Азии, где вспыхнет новая страшная эпидемия? Бедствие тогда станет глобальным.

В последние десятилетия медики уделяли слишком мало внимания инфекционным заболеваниям – не создавали новых лекарств, не разрабатывали вакцины. Не случайно борьба с Эболой велась по принципу «Пока гром не грянет…». Как только разразилась эпидемия (а ранее Эбола пугала лишь отдельными вспышками), фактически начались и работы по созданию вакцины против этой болезни. До этого деньги на исследования экономили. А зря! Ведь одна из главных задач новейшей медицины – это защита от грядущей пандемии, которая охватит весь мир и может унести миллионы жертв.

Пока опасность миновала. Жертвами скоротечной эпидемии стали 11 300 человек – почти каждый второй заболевший. Но ведь это наверняка не последняя вспышка заболеваний Эболой на Африканском континенте. Рано или поздно коварный вирус напомнит о себе.

В принципе в июле 2015 году руководители ВОЗ сообщили, что вакцина против Эболы практически создана. Однако ее вирус быстро мутирует, причем при массовом заболевании Эболой скорость его мутации примерно вдвое выше, чем обычно. Так удастся ли предотвратить новую эпидемию?

Как защититься от тропических болезней?

В последние десятилетия в странах Азии, Африки и Латинской Америки были выявлены многие неизвестные прежде возбудители инфекционных болезней, а область распространения других – из-за глобального потепления – заметно расширилась. Опасность может подстерегать теперь даже там, где о ней прежде не знали. Популярность туризма, в том числе отдыха в тропических странах, лишь способствует распространению редких инфекций. В этих странах почти половина всех пациентов больны каким-либо инфекционным заболеванием.

Их возбудители, как правило, переходят к человеку от животных. Зачастую те являются лишь переносчиками вирусов или других болезнетворных микроорганизмов, а если и болеют, то в легкой форме. Зато при контакте с человеком, тот может заразиться от «этой милой зверюшки» – обезьянки, собачки – и тяжело заболеть. Нередко возбудителей заболеваний переносят от животных к человеку кровососущие насекомые.

Например, комары являются переносчиками вируса желтой лихорадки – болезни, которая свирепствовала в Западной Африке вплоть до XX века. Во времена работорговли эту лихорадку вместе с невольничьими кораблями завезли в Новый Свет. В конце XIX столетия массовые заболевания ею едва не сорвали строительство Панамского канала.

В наши дни эта болезнь отступила. Но и теперь достаточно одного подозрения на желтую лихорадку, чтобы отправить человека в изолятор. Ведь, несмотря на успехи современной медицины, смертность от этой болезни по-прежнему высока (20–50 %).

Плакат, предупреждающий об опасности лихорадки денге

В последние годы много говорят о лихорадке денге – еще одном остром вирусном заболевании, которое переносится комарами. Во многих областях Африки и Центральной Америки она потеснила малярию в списке самых распространенных тропических болезней. По данным ВОЗ, ни одно из заболеваний, переносимых комарами, не распространяется так стремительно, как лихорадка денге. Ведь, в отличие от малярийных комаров, комары, передающие эту болезнь, приспособились жить в крупных городах. Урбанизация в странах третьего мира способствует ее распространению. Во всем мире каждый год ею заражаются около 400 миллионов человек. Примерно 25 тысяч человек ежегодно умирают от нее. Всего, по оценке ВОЗ, около 2,5 миллиарда жителей планеты проживают там, где есть риск заболеть этой лихорадкой.

Название «денге» происходит от искаженного английского слова dandy, «франт». Оно дано этой болезни за «походку франта» – особую раскачивающуюся походку, которая присуща больным, страдающим от сильных мышечных болей. Туристы, доведись им заболеть классической лихорадкой денге, часто не обращают внимания на эти симптомы, в том числе на головные боли, ломоту в мышцах, поэтому, вернувшись домой, даже не идут к врачу. При геморрагической форме лихорадки денге (она наблюдается у каждого тридцатого, заразившегося вирусом) смертность достигает 50 %.

До недавнего времени в Европе этой лихорадкой и верно болели лишь туристы. Однако жарким летом 2010 года были отмечены случаи заболевания ею в Южной Франции и Хорватии. Осенью 2012 года свыше 1300 человек заболели ею на острове Мадейра. Дело в том, что из-за климатических изменений область обитания комаров, переносчиков лихорадки, расширяется и охватывает теперь южные области Европы.

В будущем положение только ухудшится. Лихорадка денге распространится в Южной Германии, Франции и Венгрии. К 2040 году здесь будет отмечаться до 10 случаев заболевания на 100 тысяч человек. В тех районах Европы, где ею болеют уже сейчас, будут вспыхивать эпидемии лихорадки денге. Зонами высокого риска окажутся адриатическое побережье, южные районы Испании, а также долина реки По в Италии. Европейцы станут «легкой добычей» для вирусов, возбудителей этой болезни, ведь их иммунная система не готова к встрече с ними, У них нет естественного иммунитета к этой лихорадке.

На эту болезнь похожа и лихорадка чикунгунья, также имеющая вирусную природу. В середине 2000-х годов ее вспышки наблюдались на островах Индийского океана – Реюньоне, Маврикии, Мадагаскаре, а также в Индии; в 2007 году – на севере Италии (болезнь была завезена из Индии). В последнем случае было госпитализировано около 200 человек. В 2014–2015 годах лихорадка стремительно распространилась в странах Карибского бассейна и Южной Америки. Угрожает она и Южной Европе. Эта болезнь редко приводит к смертельным исходам, но длится месяцами. У пациентов сильно ломит суставы и кости.

Как же справиться с тропическими болезнями? В свое время врачам удалось победить оспу. Эта страшная болезнь осталась в прошлом. Но невозможно победить заболевания, чьими переносчиками являются животные. Можно разве что путем вакцинации защитить людей от того или иного недуга, но его возбудители всегда будут рядом – в организме животных, обитающих поблизости от человека.

Проблема в том, что для многих инфекционных заболеваний, в том числе таких страшных, как ВИЧ-инфекция или туберкулез, либо нет вакцин, либо имеющиеся вакцины не всегда помогают. Полагаться на них – все равно что надевать бронежилет с несколькими картонными вставками и верить, что пуля не попадет, куда не следует.

Если не удалось создать вакцину даже против этих болезней, угрожающих жителям Европы и США, вряд ли стоит удивляться тому, что первая вакцина против лихорадки денге поступила в больницы лишь в декабре 2015 года и что до сих пор нет вакцин против многих других тропических болезней. Врачам остается лечить заболевших с помощью различных препаратов, но рано или поздно это приводит к тому, что возбудители заболеваний становятся устойчивы к лекарствам.

Распространяются же подобные болезни в наши дни очень быстро. Современные средства транспорта этому лишь способствуют. Ведь за последние десятилетия мир изменился в лучшую сторону не только для человека, но и для вирусов, которые ему угрожают.

Каких-нибудь 60–70 лет назад из Сингапура в Лондон еще добирались морским путем. Плавание занимало почти два месяца. За это время человек, зараженный опасной болезнью, умер бы в пути. Сегодня он за несколько часов доберется из Юго-Восточной Азии в Европу, и вместе с ним это путешествие совершат вирусы. За тысячи километров от его родины может появиться новый очаг опасной инфекции.

Тем временем в 2016 году внимание медиков всего мира привлекла еще одна опасная тропическая болезнь, занесенная из Африки в Южную Америку. Это – лихорадка Зика. Выяснилось, что вызывающий ее вирус, переносимый комарами, очень опасен для беременных женщин. Он вызывает тяжелые повреждения будущего ребенка. В частности, у того развивается микроцефалия – формируется очень маленькая голова, объем его мозга также будет невелик. Всего за несколько месяцев, с 22 октября 2015 по 26 января 2016 года, в разных частях Бразилии на свет появилось около 4000 детей, страдающих от микроцефалии, что в 30 раз выше обычного показателя.

За пару лет до этого, в 2014 году, в Бразилии прошел чемпионат мира по футболу. В нем приняли участие и сборные из Африки. Ряд специалистов полагает, что именно тогда с туристами, приехавшими на мундиаль, в Бразилию был занесен и вирус Зика.

Весной 2016 года им были инфицированы жители 21 страны Нового Света. Опасный вирус проник и в США. В начале 2016 года стали сообщать о заражении им европейцев. В феврале им впервые была инфицирована и туристка из России. Так как же защититься от тропических болезней?

Хитрости вируса вич-инфекции

«Вирусы – это дурные новости, упакованные в конверт из протеинов» – так отозвался об этих болезнетворных организмах британский биолог, нобелевский лауреат Питер Медавар.

С биологической точки зрения вирусы – одни из самых примитивных форм жизни, населяющих планету. Пока вирус не проник в клетку, он представляет собой, казалось бы, частицу неживой материи. Он не передвигается, не размножается, не обладает обменом веществ.

Заражённый T-лимфоцит. Многочисленные светлые круглые выпуклости на его поверхности – места сборки и отпочковывания вирионов ВИЧ

Вирус – словно пуговица, лежащая у вас на столе. Вот только если вы пришьете пуговицу к рубашке, она от этого не оживет, не заберется к вам под кожу, а вот вирус, доведись ему встретиться с живой клеткой, вдруг превратится в пирата и захватит ее.

По сути, вирус – это некий генетический код, заключенный в оболочку из белковых молекул. Она защищает этот код от мутаций, которые могут быть вызваны воздействием окружающей среды.

Мы уже успели сравнить вирус с пуговицей, теперь сравним его с флешкой, на которой записана… история человеческой смерти. Каким-то образом эта флешка попадает внутрь человека, и вот то, что было записано на ней, вдруг становится явью. Человек начинает умирать и при этом ведет себя точь-в-точь как герой хранящегося на флешке фильма.

Итак, проникая внутрь клеток, вирусы пробуждаются к жизни. Теперь они начинают размножаться. Их судьба переменчива, как синусоида. Только что, находясь за пределами чужой клетки, они были почти мертвы, это лишь флешка с записью какой-то генетической программы. Но вот вирус оказывается внутри клетки-хозяина; его программа срабатывает; синусоида круто взмывает вверх.

Один из самых известных вирусов (слова «печально» здесь не может не быть) – это вирус ВИЧ-инфекции. Впервые описанный лишь в 1983 году, он является на сегодня одним из наиболее изученных вирусов. За эти три с лишним десятилетия многие миллионы людей умерли от СПИДа – смертельно опасной болезни, которую он со временем вызывает.

Всего, по данным на 2015 год, 35 миллионов человек во всем мире заражены вирусом ВИЧ-инфекции, причем каждый год ряды заболевших пополняет в среднем еще 2,3 миллиона человек.

За годы исследований ученые успели узнать много любопытного о вирусе ВИЧ-инфекции. Он даст сто очков вперед любому грабителю. Ведь он так ловко проскальзывает внутрь чужой клетки – внутрь клетки иммунной системы! – что никакими лекарствами его пока не победить.

Как только вирусы ВИЧ-инфекции проникают в наш организм, иммунная система активизируется. Начинается стремительное деление клеток. Появляются все новые клетки – и новые вместилища для вирусов! Проблема в том, что инфицированные клетки живут недолго. Поначалу наш организм может без труда заменять погибшие клетки иммунной системы. Но проходит несколько лет, и иммунная система устает работать на полных оборотах. Иммунитет ВИЧ-инфицированного человека слабеет. Развивается болезнь – СПИД.

Несомненно, вирус ВИЧ-инфекции пока еще плохо приспособился к новой для него среде обитания – организму человека. Он сравнительно быстро убивает его вместо того, чтобы использовать его как можно дольше в качестве переносчика вируса. ВИЧ-инфекцию можно по праву назвать «случайной ошибкой эволюции».

Так, может быть, сама эволюция со временем исправит эту ошибку? Вот любопытное сообщение, мелькнувшее на ленте новостей в 2015 году. «В последние годы в некоторых странах Африки вирус ВИЧ-инфекции по каким-то причинам стал менее агрессивным. Так, ученые из Оксфордского университета, обследовав недавно женщин, живущих в Ботсване, где эпидемия СПИДа разразилась еще в середине 1980-х годов, убедились, что у местных жительниц содержание в крови вирусов ВИЧ-инфекции в среднем значительно ниже, чем у женщин в соседней ЮАР».

С чем это связано? Может быть, иммунная система местных жителей постепенно приспосабливается к вирусу ВИЧ-инфекции (отметим, что в той же ЮАР эпидемия СПИДа началась лет на десять позже)?

Но не будем обольщаться надеждой. Пока в борьбе с вирусом ВИЧ-инфекции врачи идут несколькими путями. Можно с помощью лекарств помешать вирусам размножаться, но эти препараты не всегда доступны для ВИЧ-инфицированных людей. А ведь их надо принимать всю оставшуюся жизнь, потому что вирусы, проникшие в наш организм, невозможно изгнать оттуда. Остается лишь подавлять их активность. Помешать же проникновению в организм вирусов ВИЧ-инфекции тоже очень трудно – вакцины против нее нет и не появится в обозримом будущем. Ведь эти вирусы всё еще остаются загадкой для нас: мы многого не знаем о том, как они размножаются.

Еще одна идея связана с тем, что судьба вируса ВИЧ-инфекции, как и других вирусов, очень переменчива. Пока он находится вне клетки-хозяина, его оболочка должна быть очень прочной, чтобы выдержать воздействия внешней среды. Когда же он окажется внутри клетки-хозяина, его оболочка должна сразу разрушиться – только тогда сработает генетическая программа, которую вирус принес в чужую клетку. Итак, свойства оболочки вируса должны быстро меняться. Она то прочная, то нет. Значит, если удастся сделать так, что оболочка вируса ВИЧ-инфекции будет всегда непрочной, это позволит остановить СПИД? Но как этого добиться?

Остается надеяться, что открытия и наблюдения последних лет все-таки позволят найти новый подход к лечению – хотя бы сдерживанию! – ВИЧ-инфекции. Можно, например, попробовать создать лекарство, которое принудит вирусы ВИЧ-инфекции, проникшие в организм человека, вести себя довольно безобидно, как и в организме большинства обезьян. Как и в организме некоторых людей!

ВИЧ-инфицированные люди рано или поздно заболевают СПИДом. Большинство – но не все. В среднем один человек из трехсот остается здоров, даже заразившись. Его иммунитет берет верх над недугом, разрушающим всякий иммунитет. Это «железное здоровье» – счастливый случай одиночек! – предопределено генетическими причинами. Некоторые от природы не могут заболеть СПИДом, как бы ни подвергали свою жизнь опасности. Количество вирусов в их крови остается сравнительно небольшим.

Международная группа исследователей сравнила ДНК примерно тысячи таких людей, устойчивых к СПИДу, с генетическим материалом 2600 человек, у которых содержание вирусов ВИЧ-инфекции в организме было очень высоко. Это позволило определить причины естественной невосприимчивости к этому смертельному заболеванию, сообщается в отчете, опубликованном в 2010 году на страницах журнала «Science».

Итак, в геноме этих счастливцев выявились некоторые особенности. Они сказываются прежде всего на активности так называемого протеина HLA. В инфицированной клетке он подбирает определенные компоненты вируса и выносит их на ее поверхность, подавая сигнал «клеткам-убийцам» иммунной системы: «Здесь опасность! Спешите сюда!» Вскоре одна из них пристыковывается к виновнице переполоха и приканчивает ее, не давая вирусу размножиться.

У небольшого числа людей структура протеина HLA несколько иная, чем у остальных, поэтому у них лучше налажена эта система оповещения, что и позволяет им не поддаваться вирусу. Ученые надеются, что их открытие будет использовано в борьбе со СПИДом. Впрочем, пройдет еще немало времени, прежде чем появится соответствующая терапия или даже вакцина против этого недуга.

Пока же вирусы ВИЧ-инфекции, проникшие в организм человека, предрасположенного к заболеванию СПИДом, – а это 99,7 % всех нас! – уже невозможно победить.

Вич-инфекция: виновата обезьяна

С тех пор как в начале 1980-х годов французские исследователи Люк Монтанье и Франсуаза Барр-Синусси выявили и описали вирус ВИЧ-инфекции, ученые всего мира на протяжении почти четверти века искали корень этого зла.

Вероятно, люди заразились вирусом ВИЧ-инфекции от шимпанзе

Лишь в 2008 году международная группа исследователей опубликовала в журнале «Science» отчет, показывающий, что люди заразились вирусом ВИЧ-инфекции, как и многими другими вирусами и бактериями, от животных. В нашем случае – от обезьян. Многие из них заражены весьма безобидным для них вирусом «обезьяньего иммунодефицита», который состоит в близком родстве с тем страшным вирусом, что унес жизни многих миллионов людей.

Тогда же было отмечено, что, вероятнее всего, люди заразились вирусом ВИЧ-инфекции от шимпанзе, обитающих в южной части Камеруна, близ границы с Заиром (ныне – Демократическая Республика Конго, а тогда – Бельгийское Конго).

Для большинства специалистов этот результат не стал сенсацией, зато убедил многих, кто сомневался в естественном происхождении СПИДа. Так что любые рассуждения конспирологов о «секретной лаборатории ЦРУ», где был вынянчен этот коварный вирус, смешны. Все разговоры об «убийственном оружии», созданном человеком, об его испытаниях на сидящих в тюрьме гомосексуалистах или доверчивых африканцах оказались пустыми домыслами. Если уж и искать виновного, то почему бы ни придумать фигуру какого-нибудь бельгийского колониального врача, которому не давали покоя лавры Пастера и Коха и который ночами напролет, при свете коптилки, колдовал над образчиками тканей обезьян, пока, случайно порезавшись, как Базаров, не занес себе инфекцию? Чем не сюжет для авантюрного рассказа?

В последнее десятилетие ученые реконструировали историю этой болезни. Она оказалось довольно долгой. На протяжении всего XX века в глухих уголках Африки (только ли?) люди заражались ВИЧ-инфекцией, болели и, сами того не зная, умирали от СПИДа. Следы недуга, которого в то время будто и не было, обнаруживаются в образцах тканей, хранящихся в запасниках лабораторий.

Наиболее ранний, известный науке случай заражения датируется 1959 годом и был выявлен, разумеется, много лет спустя. Следы вируса – это был наиболее распространенный сейчас тип вируса HIV-1 – отыскались в пробе крови, взятой у мужчины народа банту, жившего в Киншасе, тогда еще Леопольдвиле (сегодня этот город является столицей Демократической Республики Конго).

В образце ткани лимфатического узла, взятой в 1960 году у 48-летней жительницы Киншасы и хранившейся в местном университете, также был найден вирус ВИЧ-инфекции. Но он разительно отличался от вируса 1959 года. Разница между геномами составляла примерно 12 %. Это свидетельствует о том, что еще полвека назад среди жителей по крайней мере Конго бытовало несколько разновидностей вируса ВИЧ-инфекции.

Проанализировав накопившиеся изменения и зная скорость генетических мутаций, ученые из Аризонского университета в 2010 году пришли к выводу, что продолжающаяся и теперь эпидемия СПИДа вспыхнула еще в начале XX века, а может быть, десятилетиями раньше. По их оценке, эпидемия началась в период между 1884 и 1924 годами. К сходной оценке пришли и вирусологи из Чикагского университета.

Разнообразие форм вирусов иммунодефицита у человека побудило предположить, что люди неоднократно заражались ими от обезьян. Всего таких заражений было не менее 13. «Чертова дюжина» несчастий принесла нам бессчетное число бед. Избавления от этой нескончаемой «дьяволиады» пока не приходится ждать. Причиной же несчастий стала давняя традиция африканских охотников (и можно предположить, что горе от нее приходило во многие здешние семьи задолго до XX века). Люди в Черной Африке привыкли питаться мясом обезьян, и плохо приготовленное мясо могло стать причиной инфекции.

Однако только один случай заражения из 13 (и, возможно, многих других) привел к тому, что вспыхнула эпидемия, охватившая весь мир. Подоплеку роковой случайности выявили в 2014 году ученые из Оксфордского университета. Они реконструировали историю вируса HIV-1 штамма M – того штамма, который теперь распространен везде.

История оказалась такова. Общий предок всех бытующих сегодня штаммов вируса иммунодефицита перешел от обезьяны к человеку примерно в 1920 году. В первой половине XX века в Бельгийском Конго сложились все условия для того, чтобы разразилась эпидемия. Ее очагом стал Леопольдвиль.

Основанный в 1881 году, он превратился со временем в крупный торговый город, тропический мегаполис, хотя еще в 1930 году здесь проживало всего 40 тысяч человек. Однако уже к середине 1950-х годов численность населения Леопольдвиля достигла четверти миллиона человек. Город стал одним из главных транспортных узлов Африки. Огромное число женщин здесь занялось проституцией – работой, приносившей им деньги.

Стремительная урбанизация способствовала скорому распространению болезни. Прежде сама африканская глушь служила естественным барьером – «карантинной зоной». С этого времени ВИЧ-инфекция начинает завоевывать сначала африканские города, а потом – и весь мир.

Когда в 1960 году бельгийская колония получила независимость, многие ее жители постепенно покинули свою родину, которую пережила не одну гражданскую войну и не один военный переворот, быстро распавшись на два государства – Заир и Конго. Перебираясь в Европу, Америку или другие страны Африки, иные из них уносили с собой страшную ношу, о которой не знали сами: вирусы ВИЧ-инфекции. Теперь для эпидемии были открыты все пути.

По-видимому, в начале 1960-х годов многие жители Киншасы уже были инфицированы. В 1950—1960-х годах быстрому распространению инфекции в Конго способствовала еще и тамошняя медицина. Людей лечили от венерических заболеваний, делая им инъекции, но не стерилизуя при этом шприц.

В 1966 году некий человек, носитель вируса ВИЧ-инфекции, переезжает из Африки на Гаити. Отсюда начинается триумфальное шествие вируса по планете. Уже в 1969 году он проникает в США. Какое-то время он распространяется – довольно медленно – среди людей традиционной ориентации, а уже затем, в 1970-х годах, когда попадает в группу риска – в среду гомосексуалистов, начинает стремительно переходить от одного человека к другому. Вспыхивает настоящая эпидемия.

Но и она была зафиксирована не сразу. Лишь 5 июня 1981 года в еженедельном бюллетене ведомства здравоохранения США «Morbidity and Mortality Weekly Report» появилась статья Майкла Готтлиба, в которой тот обращал внимание на то, что странным образом участились случаи заболевания редкой формой пневмонии. К этому времени, по оценкам современных исследователей, ВИЧ-инфекцией было заражено более двух миллионов человек во всем мире.

1 декабря 1981 года был отмечен первый случай смерти пациента от синдрома приобретенного иммунодефицита.

Итак, вирус ВИЧ-инфекции перешел к человеку от обезьян. Но в организме обезьян вирус иммунодефицита чаще всего не вызывает смертельного заболевания. Американский биолог Престон Маркс отмечал в 2010 году на страницах журнала «Science»: «Вероятно, прошли тысячи лет, прежде чем вирус стал безвреден для большинства обезьян, – очевидно, по прошествии столь же длительного промежутка времени вирус ВИЧ-инфекции будет безопасен и для людей!» Пока же на протяжении очень многих-многих лет СПИД останется одной из главных проблем человечества, его роковым проклятием.

СПИД: болезнь, не знающая промаха

В странах третьего мира ВИЧ-инфекция поистине превратилась в «величайшую медицинскую катастрофу современности». Каждый год около полутора миллионов человек во всем мире умирает от СПИДа (так называется конечная стадия заражения ВИЧ-инфекцией).

Для начала – хорошие новости. С тех пор как почти четыре десятилетия назад, в 1981 году, была открыта новая смертельная болезнь, получившая затем название AIDS (СПИД, синдром приобретенного иммунодефицита), медики добились некоторых успехов.

К 2011 году численность людей, заразившихся вирусом иммунодефицита, во всем мире снизилась почти на треть по сравнению с рекордным 1997 годом и составила 2,1 миллиона человек. Постепенно сокращается и число людей, ежегодно умирающих от СПИДа во всем мире: 2,3 миллиона человек (2005), 1,7 миллиона человек (2011), 1,5 миллиона человек (2013). Это можно объяснить и профилактическими мерами, которые буквально насаждаются в странах, наиболее пострадавших от эпидемии, и более квалифицированной помощью, которую оказывают заболевшим. Если в 2002 году лишь 300 тысяч ВИЧ-инфицированных людей могли позволить себе лечиться антиретровиральными препаратами, то в 2011 году таких больных было уже 8 миллионов.

В ведущих странах мира ВИЧ-инфекция превратилась в неизлечимое хроническое заболевание, с которым можно жить годами, тщательно соблюдая рекомендации врачей и принимая все нужные лекарства.

Болезнь, бывшая недавно уделом лишь маргиналов, понемногу становится общедоступной

Жить, вести вполне нормальную жизнь. Благодаря современным методам терапии в случае заражения одного из супругов ВИЧ-инфекцией можно на 90 % сократить вероятность заражения другого супруга. Благодаря этим методам удается почти на 100 % исключить вероятность заражения матерью своего ребенка (при условии, что мать до родов, как и ребенок после появления на свет, будут принимать антиретровиральные препараты, что мать откажется от вскармливания ребенка молоком, а роды будут проведены при помощи кесарева сечения).

Вот только соответствующие лекарства и процедуры слишком дороги. Понятно, что они недоступны для большинства заболевших людей в странах третьего мира. Так, в середине 2000-х годов были лишены доступа к лекарствам более 90 % ВИЧ-инфицированных жителей Эфиопии, Ганы, Лесото, Мозамбика, Нигерии, Танзании и Зимбабве. За минувшее десятилетие ситуация мало изменилась.

Если же не проводить лечение, то страдают не только сами больные. Так, в 15–30 % случаев у ВИЧ-инфицированных женщин, не имеющих возможности лечиться, заражаются и их дети – во время беременности, при родах или кормлении грудью. В большинстве случаев эти дети умирают, не дожив и до пяти лет. Такова плата за бедность.

Всего, по данным на 2014 год, 35 миллионов человек во всем мире были заражены ВИЧ-инфекцией, в том числе свыше двух миллионов детей. С 1981 по 2013 год от последствий заражения ВИЧ-инфекцией умерло около 39 миллионов человек.

Почти две трети ВИЧ-инфицированных живут в странах Африки, лежащих к югу от Сахары. По данным ООН, средняя ожидаемая продолжительность жизни в некоторых африканских регионах составляет уже менее 33 лет.

Особенно высок уровень заболеваемости в таких небольших странах, как Свазиленд, Ботсвана, Лесото. Здесь инфицирован каждый четвертый человек в возрасте от 15 до 49 лет. Почти две трети всех новых случаев заражения ВИЧ-инфекцией приходится на страны Южной Африки, при этом лишь малая часть больных, проживающих здесь, получает нужную терапию.

Есть несколько причин, объясняющих столь стремительное распространение СПИДа в Черной Африке.

Так, в странах Европы и Северной Америки сразу после того, как была выявлена новая смертельная болезнь, началась просветительская работа среди населения. Большинство жителей этих стран хорошо знакомы с тем, как распространяется ВИЧ-инфекция и как можно защититься от нее. Во многих государствах Африки тема СПИДА долгое время оставалась запретной.

Многие страны Африки относятся к беднейшим государствам мира. У людей нет денег, чтобы провериться на СПИД, нет даже денег на простейшие средства предохранения – презервативы. В Африке СПИД – болезнь нищеты и плодит нищету.

Многие африканцы боятся проходить обследование, поскольку люди, у которых выявлен СПИД, подвергаются настоящей дискриминации. Поэтому, оставаясь в полном неведении о своем здоровье, они продолжают заражать других.

Многие ВИЧ-инфицированные африканцы не соблюдают сроков приема лекарств, отказываются от таблеток и самовольно прерывают лечение, обращаясь к колдунам и знахарям.

В среднем в странах Африки, лежащих к югу от Сахары, заражено ВИЧ-инфекцией 5 % всего населения в возрасте от 15 до 49 лет. В странах Карибского бассейна инфицировано 0,9 % взрослого населения. Относительно благополучно положение дел в странах Центральной и Западной Европы, где носителями ВИЧ-инфекции являются 0,2 % коренного населения. Такая же картина – в Северной Африке и странах Среднего Востока. В странах Океании инфицировано 0,1 % взрослого населения.

Особую тревогу среди специалистов вызывает стремительный рост заболеваемости СПИДом в странах Восточной Европы, Средней Азии и, в частности, в России.

В нашей стране, по данным Федерального центра СПИД, в конце 2013 года с ВИЧ-инфекцией жили 645 тысяч человек. В то же время годом ранее немецкая газета «Deutsches Ärzteblatt», специализирующаяся на проблемах медицины, сообщила, что число носителей ВИЧ-инфекции в России за последние пять лет удвоилось и достигло 1,2 миллиона человек. Руководители Объединенной программы ООН по ВИЧ/СПИДу (UNAIDS) полагают, что инфицировано около миллиона россиян, то есть 0,7 % всего населения страны.

Ранее, в 2010 году, руководители ЮНИСЕФ заявили, что Восточная Европа охвачена настоящей эпидемией СПИДа, на которую, что самое страшное, никто не обращает внимания, ведь пока большинство инфицированных здесь – люди, живущие на дне общества: проститутки, беспризорники, наркоманы.

Тем временем болезнь постепенно затрагивает все более широкие слои населения. В 2008 году впервые за всю историю наблюдений за этой эпидемией большая часть вновь инфицированных пациентов во всем мире заразилась вирусом при гетеросексуальных контактах. Болезнь, бывшая недавно уделом лишь маргиналов, понемногу становится «общедоступной». Поэтому ни о каком благодушии не может идти и речи.

Кстати, по оценке экспертов, в странах ЕС инфекция распространяется наиболее быстрыми темпами не среди гомосексуалистов, которые в основном уже поняли, что относятся к «группе риска», и потому тщательно предохраняются от возможного заражения, а среди молодых людей традиционной ориентации, уверенных, что им ничего не грозит, потому что они не употребляют наркотики и не пользуются проститутками, а всего лишь часто меняют подружек.

«Мы были тогда немного наивны, – признается французская исследовательница Франсуаза Барр-Синусси, вспоминая статью, которую она опубликовала в 1983 году вместе с Люком Монтанье в журнале «Science»; в ней они впервые описали вирус ВИЧ-инфекции. – Мы даже представить себе не могли, как будет свирепствовать эпидемия СПИДа, что она унесет миллионы жизней, что медицинское сообщество почувствует себя беспомощным, испытает отчаяние, вынуждено будет изолировать инфицированных пациентов».

В 2008 году Барр-Синусси и Монтанье получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии. С тех пор прошло еще почти десять лет, но до победы над СПИДом по-прежнему далеко.

Лекарство от СПИДа

Итак, в 1981 году в США была впервые зарегистрирована неизвестная прежде болезнь, поражавшая иммунную систему человека. Уже в 1983 году сразу две группы ученых – сотрудники Института имени Луи Пастера в Париже (Монтанье, Барр-Синусси) и почти одновременно с ними ученые из Национального института рака в США (руководитель – Роберт Галло) – выявили возбудителя этого заболевания – вирус ВИЧ-инфекции.

Многие тогда надеялись, что с новой болезнью, которая стремительно распространялась, быстро удастся справиться. Однако работы по созданию вакцины против ВИЧ-инфекции превратились в череду сплошных неудач. К ужасу ученых, выяснилось также, что после заражения ВИЧ-инфекцией любые лекарства бессильны изгнать ее из организма.

Болезнь медленно, подспудно развивается. Многие зараженные вирусом ВИЧ-инфекции (по крайней мере, так было в 1980—1990-х годах) даже не подозревают об этом, продолжая распространять болезнь. Наконец, по прошествии долгого, относительно спокойного периода (в среднем он длится 10 лет, но новейшие препараты позволяют продлить его до нескольких десятилетий) болезнь переходит в финальную стадию – СПИД. Теперь пациент беззащитен перед любой инфекцией. При отсутствии терапии он умирает в течение полугода – полутора лет.

И сейчас, почти сорок лет спустя после того, как СПИД был впервые описан, никаких успехов в борьбе с ним нет, если считать успехом лишь полное излечение от болезни.

Пока нет?

Когда же появятся лекарства от ВИЧ-инфекции – не только продлевающие жизнь больным, но и излечивающие их? Ведь современные препараты впору назвать скорее не лекарствами, а «протезами», без которых пациенту уже не обойтись. Они не излечивают, а лишь поддерживают.

А когда будет создана вакцина от ВИЧ-инфекции? Исследования ведь показали, что некоторые африканцы от природы наделены иммунитетом к ней. По идее, такой иммунитет можно создать и искусственным путем – сделав человеку прививку против болезни.

Но какую прививку?

Уже в первые двадцать лет после открытия вируса ВИЧ-инфекции было разработано более трех десятков вакцин против нее. Но все они не оправдали ожиданий.

Сами биологические свойства вируса иммунодефицита мешают победить его. В принципе у иммунной системы есть две стратегии борьбы с ним: при помощи антител и клеток-убийц. Но они не работают. Почему?

Антитела – это белки, способные специфически связываться с чужеродными веществами, в том числе с отдельными участками поверхности вируса. Этим они мешают ему проникнуть внутрь клетки-хозяина. Можно сказать, антитела – этот тот довесок, который застревает в лазейке, когда вирус проскальзывает внутрь своей добычи. Антитела могут даже разрушать вирусные частицы.

Биологические свойства вируса иммунодефицита мешают победить его

Но вирус иммунодефицита неуязвим для антител. Они не могут подобраться к тем участкам его поверхности, с которыми могли бы соединиться. Кроме того, вирус содержит белки, которые не позволяют ему разрушиться, когда его пытаются атаковать антитела.

Ускользает он и от удара клеток-убийц – Т-лимфоцитов. Они наносят свой удар в пустоту. Эти клетки – главный элемент второй стратегии нашего организма в борьбе с вирусами. Они атакуют не сами вирусные частицы, а зараженные вирусами клетки. Но для того, чтобы это произошло, особые поверхностные протеины такой клетки должны выдать («сообщить, куда надо»), что внутри ее притаился вирус. Получив этот «донос», Т-лимфоциты «камня на камне не оставляют» от зараженных клеток: уничтожают и вирус, и приютившего его хозяина.

Однако с вирусом иммунодефицита такие шутки не проходят. И сама клетка, и ее «особисты» – протеины – «молчат, как заговорщики». Клетка хранит безмятежное спокойствие. Ничто в ее обличье не выдает, что внутри плетет свои сети заговора враг. Скоро по всему организму помчатся размножившиеся агенты – новые вирусы. Врагу удалось полностью перехитрить «службу безопасности» организма.

Недавно все-таки мелькнула надежда на то, что ВИЧ-инфекцию удалось победить. В июле 2013 года было объявлено, что американские врачи пересадили костный мозг двум пациентам, больным раком и к тому же зараженным ВИЧ-инфекцией. Вскоре в их крови уже не оказалось вирусов.

Однако для одного пациента не прошло и месяца после той памятной пресс-конференции, а для другого – четырех месяцев, и болезнь вернулась. Возвращение вирусов означало, что в организме имеются убежища, где они могут укрыться. Когда с помощью самых современных, очень дорогих препаратов вроде бы удается истребить вирусы ВИЧ-инфекции, циркулирующие в крови больного, они сразу же появляются вновь, как только прием медикаментов прекратится. Уничтожение этих затаившихся вирусов может стать важной стратегией в борьбе с ВИЧ-инфекцией.

В любом случае пересадка костного мозга – очень рискованный способ лечения СПИДа. Ведь сама по себе эта операция чрезвычайно ослабляет иммунную систему пациента.

Вирусы же ВИЧ-инфекции не только успешно отражают атаки иммунной системы, но и заметно ослабляют ее. Ведь они гнездятся, прежде всего, в клетках ее самой – в Т-хелперах, которые играют важную роль в подготовке антител и клеток-убийц. Большинство Т-хелперов постепенно гибнет, а потому иммунной системе все труднее отвечать на возникающие перед ней вызовы.

Именно под защитой Т-хелперов хотя бы часть вирусов ВИЧ-инфекции оказывается спасена и от клеток-убийц иммунной системы, и от лекарств. В своем убежище они могут прятаться годами, пока пациент постоянно принимает лекарства. Как только он перестанет это делать, болезнь вернется.

Кроме того, вирусы ВИЧ-инфекции укрываются и в некоторых других уголках организма, где концентрация лекарственных средств, даже при их регулярном приеме, невысока, например в лимфатических узлах и лимфоидной ткани желудочно-кишечного тракта.

Не так давно стало ясно, где находится один из главных «бункеров», в которых прячутся эти вирусы. Это – костный мозг. Ученые из Мичиганского университета исследовали образцы его ткани, взятые у пациентов, которые на протяжении более полугода принимали лекарства против ВИЧ-инфекции. В этих тканях они и выявили генетический материал вирусов ВИЧ-инфекции.

Так, может быть, в борьбе с коварными вирусами, так хорошо умеющими прятаться в клетках организма, нужны лекарства другого типа? Препараты, которые заставят их пробудиться, выдать себя? И тогда клетки-убийцы иммунной системы наконец заметят их и расправятся с ними?

…Что же в итоге получается? Сейчас нет ни вакцины, ни лекарств, полностью излечивающих от ВИЧ-инфекции. Так неужели на эту болезнь нет управы?

В последние годы регулярно сообщается о разработке «чудо-препаратов, которые призваны избавить человечество от СПИДа». Однако все ожидания обманываются. Вирусы ВИЧ-инфекции, попав в организм человека, проявляют удивительную изворотливость, ухитряясь укрыться от проникающего действия лекарств.

Некоторые специалисты, например лауреат Нобелевской премии по медицине Дэвид Балтимор, не верят в то, что в обозримом будущем врачи сумеют излечить СПИД: «Вирусы ВИЧ-инфекции научились полностью сбивать с толку иммунную систему человека. Чтобы победить их, нам нужно стать совершеннее, чем сама Природа».

Пока же ученые, ведущие борьбу с ВИЧ-инфекцией, предлагают всё новые идеи. Мы не знаем, какая стратегия окажется выигрышной. Возможно, к успеху приведет комбинация сразу нескольких методов лечения. Но рано или поздно мы должны победить СПИД!

По правилам воспаления

Что общего между царапиной на руке и инфарктом миокарда? Между воспалением легких и болезнью Альцгеймера? Переломом ноги и диабетом? Порезом, полученным во время бритья, и раковой опухолью?

На первый взгляд их ничто не объединяет. Однако все чаще ученые дают противоположный ответ. У этих болезней и травм есть действительно нечто общее: они сопровождаются воспалениями тканей или эти воспаления предшествуют им.

Воспаление – один из важнейших процессов, протекающих в организме и в то же время один из наиболее неоднозначных процессов. По самой своей природе воспаления можно сравнивать с… двуликим Янусом. Они спасительны для нас, они заживляют раны и помогают организму победить инфекцию, проникшую в него. Любая полученная нами рана вызывает острую воспалительную реакцию. Организм отчаянно защищается от внешней угрозы.

Но иногда воспалительный процесс затягивается, становится хроническим, что может тяжело сказаться на нашем здоровье. Особенно часто воспаляются слизистые оболочки кишечника и бронхов, а также кожа. Воспаления поражают ткани, окружающие зубы (пародонтоз), суставы (ревматоидный артрит), кровеносные сосуды (атеросклероз) и даже нервную систему (рассеянный склероз). Эти болезни часто не несут никакой непосредственной угрозы для жизни, но при этом могут сделать жизнь человека невыносимой, превратить его в инвалида.

В промышленно развитых странах всё больше людей жалуются на то, что никак не могут излечиться от какого-либо воспаления. Даже молодые люди всё чаще страдают от нейродермита, атеросклероза или других заболеваний, связанных с воспалительными процессами.

Особенно часто воспаляются слизистые оболочки кишечника и бронхов, а также кожа

Между тем ученые до сих пор не могут в точности объяснить механизм возникновения этих хронических воспалений. Может быть, они как-то связаны с условиями жизни в промышленно развитых странах, в том числе сложившимися здесь врачебными стереотипами? Ведь не случайно воспаления давно превратились в проблему именно для жителей этих стран.

Например, до 1920 года медикам были неизвестны случаи заболевания болезнью Крона – гранулематозным воспалением желудочно-кишечного тракта, а вот с 1950 по 1990 год число заболевших выросло в десятки раз. Сегодня от болезни Крона и язвенного колита страдают до 0,5 % людей в промышленно развитых странах. С начала 2000-х годов здесь в три раза возросла заболеваемость нейродермитом. В то же время во многих странах третьего мира, где образ жизни резко отличается от западного, случаи хронических воспалений отмечаются редко, тогда как в Японии, Индии и Китае их число растет.

Но сами по себе условия жизни не могут стать причиной болезни, если речь не идет о душевном заболевании. У болезни есть свои возбудители. Сегодня ученые полагают, что все хронические воспаления бывают вызваны инфекцией, проникшей в организм.

Знать причины, порождающие воспалительные процессы, особенно важно потому, что в 2000-х годах было доказано, что эти процессы предшествуют таким широко распространенным заболеваниям, как атеросклероз, диабет, рак, ожирение и болезнь Альцгеймера. Журнал «Science» назвал это открытие в числе десяти самых важных, сделанных в минувшем десятилетии.

Еще в XIX веке немецкий анатом Рудольф Вирхов предположил, что рак и инфаркт развиваются вследствие хронического воспаления. Со временем интерес к этой гипотезе всё усиливался. Уж слишком хорошо в нее вписывались многие факты.

Возьмем, например, инфаркт. Что это – лишь результат обызвествления сосудов? Нет, природа инфаркта гораздо сложнее, и здесь не обходится без хронического воспалительного процесса.

У людей, больных атеросклерозом, в бляшках, образовавшихся на внутренних стенках коронарных сосудов, обнаружены бактерии и грибы, которые, очевидно, и вызвали этот процесс. Причиной его могут стать и оседающие там молекулы холестерина. Под действием сигаретного дыма, например, они окисляются. Теперь иммунная система воспринимает их как нечто чужеродное и пытается уничтожить.

Так, в окрестности сердца развивается воспаление – вроде того, что бывает на руке или ноге в месте ссадины, царапины, пореза. Теперь стенки коронарных сосудов напоминают строительную площадку, где к тому же бушует битва, не мешая, впрочем, ходу работ. Здесь, в этом «долгострое», скапливаются молекулы холестерина, иммунные клетки, кусочки омертвелой ткани. Все «идет в замес», и вот уже нарастает новая ткань.

Вы видели улицы в провинциальных городах, где на каждом метре дороги красуются свежие нашлепки асфальта или старые выбоины? Вот так выглядят теперь сердечные сосуды. Они постепенно покрываются бляшками. По словам кардиологов, эти бляшки напоминают зубную пасту, выдавленную из тюбика и оставленную на воздухе на несколько часов. Внутри бляшка мягкая, а снаружи покрыта тонкой корочкой. Если корка где-то лопнет, то сквозь трещину в бляшку просачивается кровь. Кровяные тельца оседают, слипаются в тромб; он быстро растет и перегораживает артерию.

Чем острее протекает воспалительный процесс внутри бляшки, тем выше вероятность, что она лопнет. Трудно сражаться в стекольной лавке, не повредив ни стеклышка. Тем более из-за постоянного окисления холестерина воспалительный процесс никак не затухает. И вот уже Infarcio, омертвение ткани…

А рак, как эта болезнь может быть связана с воспалением? Воспалительные процессы создают благоприятный фон для перерождения здоровых клеток. Стремясь справиться с факторами, вызвавшими эти процессы, иммунные клетки ведут себя всё агрессивнее. В какой-то момент их разрушительные атаки вызывают повреждение генетического материала клеток. Это может привести к опасной мутации и, в конце концов, к заболеванию раком.

Когда же опухоль появилась, ее клетки начинают бурно выделять вещества, способствующие заживлению раны после воспаления. Так, вокруг нее образуется своя питательная среда с кровеносными сосудами, с соединительной тканью. Без этого опухоль погибла бы в зародыше.

Но самое странное, что выделение этих веществ не прекращается – точно рукоятку какую-то заклинило, и теперь ничего не остановить, не выключить. Вот царапина у меня на руке, оставленная когтями котенка, зажила, и не появилось здесь никакого нароста. Кусочек кожи затянулся и стал ровно как новенький. А раковая опухоль – совсем другое дело. Как заметил американский патолог Харольд Дворак, «опухоль – это рана, которая не заживает никогда».

Известно, что одни вещества, выделяемые организмом после ранения, вызывают рост новой ткани, а другие подавляют его, мешая той же царапине протянуть метастазу по вашей руке. При раковых заболеваниях равновесие явно нарушено. Если удастся его восстановить, то, может быть, у нас появится новый способ терапии рака.

А новые способы лечения воспалений? Традиционные лекарства, используемые против них, сами исследователи презрительно называют «пощечиной для медицины XXI века». Некоторые из них, например, способствуют тому, что воспалительный процесс развивается не так быстро, но зато никак не прекращается. Происходит это, в частности, потому, что лекарство подавляет выработку фермента, который нужен, чтобы воспалительный процесс завершился. Так развивается хроническое воспаление, а чем оно опасно, мы уже говорили.

Нам нужны новые противовоспалительные препараты, не вызывающие заметных осложнений. И они неизбежно появятся.

Сладкий яд диабета

Многие миллионы людей больны диабетом. У одних клетки поджелудочной железы перестают вырабатывать инсулин или производят его в малом количестве; у других возникает невосприимчивость к инсулину.

При диабете первого типа, когда поджелудочная железа человека по своей природе не способна выдавать нужное количество инсулина, стандартной терапией является шприц. Но почти в 90 % случаев пациенты больны диабетом второго типа, который развивается постепенно, с возрастом.

Цифры только растут. Еще не так давно диабет считался «болезнью богатых». Сегодня эта болезнь стала поистине народной. В 2014 году, по данным ВОЗ, от нее страдало около 422 миллионов человек во всем мире (эти сведения обнародованы в апреле 2016 года). По сравнению с 1980 годом число людей, больных диабетом, возросло в 4 (!) раза. Тогда им болело 108 миллионов человек.

За минувшие десятилетия карта заболеваемости диабетом претерпела значительные изменения. Если в 1980 году список стран, где был наиболее высок уровень заболеваемости, возглавляли ФРГ, Италия и Великобритания, то в 2014 году лидерство перешло к Индонезии, Пакистану и Мексике. Почти половина всех больных диабетом – а это 200 миллионов человек – проживает сейчас в пяти странах: в Китае, Индии, США, Бразилии и Индонезии.

Вообще за последние десятилетия число заболевших диабетом особенно быстро росло в так называемых «пороговых странах» – тех странах третьего мира, которые начали стремительно нагонять промышленно развитые страны Европы и Северной Америки. Ведь эти страны постепенно переняли западный образ жизни. Люди здесь привыкли питаться очень калорийной пищей и при этом перестали проявлять физическую активность.

В не таком уж далеком прошлом, когда разрыв между бедностью и богатством в Европе и США был очень высок, диабет считался «болезнью богатых». Теперь здесь чаще всего им болеют бедные люди, те, кто вынужден покупать дешевые, массовые продукты, способствующими ожирению. Зато в странах третьего мира, где уровень жизни низок, диабет остается «болезнью богатых» – людей, склонных к излишествам.

Имеющиеся препараты лечат только симптомы, но не борются с причинами диабета

Диабет собирает огромное число жертв. В 2014 году 3,7 миллиона человек во всем мире умерло от этого заболевания. Почти половина из них – 1,6 миллиона человек – не достигли 70 лет, то есть были еще не старыми людьми.

Медиков особенно тревожит то, что многие случаи заболевания диабетом остаются не выявлены. Даже в промышленно развитых странах число «скрытых больных» составляет от 30 до 50 %.

Но при всей распространенности диабета ученые многого не знают о нем. Почему развивается эта болезнь? Что ее вызывает? Почему одни люди более подвержены заболеванию диабетом, чем другие?

У людей, больных диабетом, заметно повышается концентрация сахара в крови, поскольку их поджелудочная железа вырабатывает слишком мало инсулина. После любой трапезы этот гормон снижает уровень сахара, способствуя тому, что содержащаяся в пище глюкоза (один из наиболее распространенных моносахаридов) теперь переходит в различные ткани нашего тела.

У больных, страдающих диабетом второго типа, выработка инсулина поначалу еще продолжается. Однако клетки их тела по разным причинам – ввиду избыточного веса, неправильного питания, малой физической активности – становятся всё менее чувствительны к инсулину (важную роль играет генетическая предрасположенность). Их поджелудочная железа наращивает обороты, производит всё больше инсулина и в конце концов не выдерживает – перестает работать.

Специалисты объясняли эту катастрофу тем, что бета-клетки, синтезирующие инсулин (никакое лекарство не сравнится с ними – настолько они быстро, в нужных дозах, вырабатывают инсулин, как только мы примем пищу), отмирают от перенапряжения. Однако в конце 1990-х годов выяснилось, что если извлечь испытавшие сильный стресс и якобы отмершие бета-клетки из поджелудочной железы, то они на самом деле живы, но превратились в собственные клетки-предшественницы. По крайней мере какое-то время они пребывают в этом обличье и уже не производят инсулин. Если прибегнуть к сравнению, выдержанному в духе восточной эзотерики, то с бета-клетками произошло то же, что с человеком, который после смерти стал тем, кем был в предыдущей жизни.

Традиционно лечение диабета основано на следующих принципах. Одни лекарства стимулируют выделение в организме инсулина, а другие повышают чувствительность клеток к имеющемуся инсулину. Если это не помогает, пациентам приходится самим вводить себе инсулин с помощью шприца. Малоприятная процедура!

Но, может быть, нам надо сменить саму стратегию борьбы с диабетом? Предлагаемые сейчас лекарства, как правило, принуждают бета-клетки на ранней стадии болезни вырабатывать еще больше инсулина, но это приводит лишь к их преждевременному износу. Что, если каким-то образом поберечь бета-клетки?

Есть и другая идея. Ее предложили ученые из Гарвардского университета. Что, если замедлить разложение инсулина? Раз организм испытывает недостаток инсулина, тем важнее сделать всё для того, чтобы имеющийся инсулин расходовался как можно медленнее. Возможно, это позволит создать новый класс лекарственных препаратов против диабета.

Ну а если мы научимся превращать клетки-предшественницы обратно в бета-клетки, то мы почти справимся с болезнью – остановим диабет. Во всяком случае, ученым из Колумбийского университета (об их опытах писал журнал «Cell» в 2012 году) удавалось превращать клетки-предшественницы в различные типы клеток поджелудочной железы.

Пока же препараты, имеющиеся у нас, лечат только симптомы, но не борются с причинами, их породившими. Даже такие эффективные средства, как физическая активность, здоровое питание, похудение, помогут лишь на какое-то время нормализовать уровень сахара в крови. Рано или поздно диабет вернется: например, когда человек состарится.

В лечении диабета нужен кардинально новый подход, и смена парадигмы, похоже, назревает, признают сами специалисты. Важно установить, например, сохраняются ли в поджелудочной железе бета-клетки и если да, то можно ли размножить оставшиеся бета-клетки для того, чтобы организм не испытывал недостатка в инсулине. (Впрочем, у этой идеи есть немало противников. Они считают, что может начаться неконтролируемое деление бета-клеток и это приведет к появлению злокачественной опухоли.)

Если же не принять срочных мер, то заболеваемость диабетом будет неуклонно расти и, по оценке ВОЗ, уже к середине 2030-х годов удвоится.

Но как принять эти меры, если с полок магазинов на нас смотрят тортики, пирожные, пирожки, шоколадки, чипсы? Соблазны караулят нас всюду. Сахар содержится во многих готовых продуктах, которые мы покупаем, причем часто его бывает там больше, чем указано на упаковке. Сахар, вещество, сделавшее многих людей больными, доступно всем и везде – в отличие от других вредных товаров (алкоголь, сигареты).

Но только ли производители и продавцы «вкусненького» виноваты в этой эпидемии диабета, охватившей весь мир?

Неправильное питание и недостаточная физическая активность заметно повышают риск заболевания диабетом второго типа, но ведь есть и генетическая предрасположенность к нему. Если диабетом больны родители, то очень возможно, что их дети тоже заболеют им. И только от образа жизни, от того, как они питаются, от того, занимаются ли они спортом, зависит, произойдет ли это рано или поздно.

Когда мы страшимся иммунитета…

Иммунная система жизненно важна для нас. Без нее, без этой армии, стоящей на страже нашего тела, мы давно стали бы жертвами микробов, атакующих нас со всех сторон. Но иногда она устанавливает свою беспощадную диктатуру. И тогда во всех частях организма происходит непоправимое – развертывается «большой террор». Клетки иммунной системы – те, кто призван расправляться только с врагами, – теперь методично истребляют здоровые клетки организма, страшно ослабляя его.

Как же так получается, что иммунная система выходит из-под контроля? Детали этого фатального процесса во многом неясны и теперь. Их еще предстоит открыть медицине завтрашнего дня. Но уже известно, что от самовольства иммунной системы страдают миллионы людей.

От волчанки страдают прежде всего девушки и молодые женщины

В принципе у иммунной системы есть «отдел собственной безопасности», который уничтожает «преступников» – клетки тела, пытающиеся причинить вред другим, здоровым клеткам, тканям тела, его органам. Но иногда работа отдела по каким-то причинам нарушается. Это приводит к развитию аутоиммунных заболеваний (буквально: болезней, направленных против самого себя). Если не лечить их, то иммунная система будет непрестанно воевать с клетками того или иного органа тела до тех пор, пока не разрушит его.

К таким недугам относится рассеянный склероз, при котором иммунные клетки уничтожают нервную ткань; к ним принадлежат ревматизм, волчанка, воспалительные заболевания кишечника – болезнь Крона и язвенный колит. Даже диабет первого типа, по сути, относится к аутоиммунным заболеваниям.

Поговорим, например, о такой болезни, как волчанка. От нее страдают прежде всего девушки и молодые женщины. Кожа их лица (в основном нос и щеки) покрывается широкими красными пятнами. Развиваются боли в суставах. Воспалительные процессы поражают сердце, легкие, почки.

Откуда же взялась эта напасть? Как выяснилось, в крови больных можно обнаружить особые протеины, вырабатываемые клетками иммунной системы, – так называемые аутоиммунные антитела, которые направляют ее агрессию против собственного организма.

Как это происходит?

К важнейшим агентам иммунной системы принадлежат клетки, которые демонстрируют другим клеткам этой системы, ее исполнителям («убийцам»), «фотографии преступников», то есть антигены, фрагменты протеинов различных вирусов и бактерий, которым нет места внутри громадного, сложного государства под названием «человек». Встретившись с носителем этого антигена, любая клетка-убийца иммунной системы должна его ликвидировать.

Особняком стоят «киллеры высшей категории»: В-лимфоциты и Т-лимфоциты (В-клетки и Т-клетки). Свое обучение они проходят в спецшколах: В-лимфоциты вызревают в костном мозге, а Т-лимфоциты – в тимусе (вилочковой железе). Затем они базируются в лимфатической системе, например в лимфоузлах.

В отличие от обычных клеток-убийц, которые набрасываются на того, чей «портрет» им укажут, эти клетки сами занимаются розыском опасных вирусов и бактерий. Для этого они оснащены множество рецепторов (к тому же меняющихся). Эти рецепторы, словно когда-то антенны на крышах многоквартирных домов, усеивают поверхность этих иммунных клеток.

Все они проходят строжайший отбор. В частности, все будущие убийцы, у которых обнаружатся рецепторы, случайно соответствующие здоровым клеткам нашего тела, тут же выбраковываются. Никто из убийц не должен угрожать собственным клеткам организма.

Однако в мире клеток, как в мире живых людей, никакой контроль не бывает стопроцентно надежным. Червоточинка где-то да заведется. Как выяснилось, около 5 % Т-клеток, циркулирующих в крови, сумели избежать грозившее им испытание и теперь, если с ними что-то не так, они могут расправиться с любой здоровой клеткой организма, не ожидающей этого «удара в спину».

Клетки нашего тела исчисляются астрономическими цифрами, потому «пять процентов» – это очень большая величина. Пока другие клетки-убийцы защищают нас, эти рано или поздно на нас нападут. Вышедшие из-под контроля, они могут дезорганизовать работу целой области тела – какого-либо его органа.

Почему же тогда не все люди страдают от аутоиммунных заболеваний? Ведь, по идее, мы все обречены ими заболеть!

Ответ таков: имеется определенный механизм регуляции, который мешает начаться болезни. Например, некоторые В- и Т-клетки становятся «супрессорами» – они подавляют нежелательные реакции нашей иммунной системы. Есть также медиаторы – цитокины, которые сдерживают иммунную систему, мешают ей охотиться за здоровыми клетками.

Новейшие исследования показывают, что даже клетки соединительной ткани могут подавлять иммунный ответ. Они, например, выделяют фермент, который не дает возможности Т-клеткам делиться. Те не могут создать боеспособный отряд, чтобы на свой страх и риск напасть на какой-нибудь орган своего тела.

Итак, в нашем организме есть несколько уровней защиты, ограждающих нас от опасной активности иммунных клеток. Обычно хотя бы какой-то уровень защиты срабатывает, поэтому люди сравнительно редко болеют аутоиммунными заболеваниями.

Но иногда всё выходит из-под контроля. Например, число Т-клеток-супрессоров – клеток, отвечающих за снижение уровня иммунного ответа организма, – может резко снизиться из-за какого-то заболевания (такое бывает при аутоиммунном полигландулярном синдроме).

В случае с волчанкой исследователи из Гейдельбергского университета выяснили недавно, что тут играют важную роль антитела, которые лживо указывают (буквально «пишут доносы»), что возбудитель заболевания притаился в ядре такой-то клетки. Клетки-убийцы получают недвусмысленный сигнал. Подобные антитела ученые называют «антинуклеарными» (от латинского nucleus — «ядро»).

Но вот вопрос: как же возникают такие антитела? Ведь ядро клетки – ее святая святых. Оно окружено цитоплазмой, ограждено клеточной мембраной. Откуда же берутся антитела, которые точно указывают на то, что хранится в глубинах клеточного ядра, в его сейфовой ячейке?

Всему виной может быть один процесс, постоянно протекающий в нашем теле. Это – апоптоз, запрограммированная клеточная смерть. Во время апоптоза клетки, чем-либо не устраивающие организм, массово умирают. Отмершие клетки быстро уничтожаются специальными клетками иммунной системы, своего рода ее «санитарами», «мусорщиками». Именно при этом уничтожении клеток и можно узнать, словно во время вскрытия, что же было утаено у них внутри, что содержалось в их клеточном ядре.

Когда клетка умирает от апоптоза, ее ядро распадается, и составные части ядра в принципе содержат все те антигены, что характерны для волчанки. Предположение ученых таково. Аутоиммунные заболевания, по крайней мере волчанка, – это болезни, вызванные… трупной инфекцией. Каждый день в нашем теле миллионы клеток отмирают по заданной им программе. В организме действует система удаления остатков отмерших клеток. Но если эта система нарушается, то «непогребенные» останки могут привлечь внимание агентов иммунной системы. Если они примут их за остатки вторгшихся в организм врагов, то они дают наводку клеткам-убийцам, что этих врагов, ежели они встретятся, тоже надо атаковать. Так иммунная система ошибочно начинает охоту за вполне здоровыми клетками организма.

Окончательно причина возникновения аутоиммунных заболеваний по-прежнему неясна (во всяком случае, в деталях). Ученые продолжают выдвигать различные гипотезы.

Как бороться с редкими болезнями?

Эти болезни можно назвать «падчерицами» современной медицины. Поэтому у людей, заболевших ими, мало надежды получить достойное лечение, а значит, и мало шансов на выздоровление. Узнав о диагнозе, они часто чувствуют себя неудачниками, изгоями.

Впрочем, проходит много времени, прежде чем правильный диагноз будет поставлен. Часто врачи лишь разводят руками после безуспешных попыток сложить из отдельных симптомов образ болезни, совпадающий с хорошо знакомыми им картинами заболеваний.

Но вот диагноз поставлен. Страшное название произнесено. Но далеко не для всех редких болезней даже есть надежная терапия. Порой врачи вынуждены лишь констатировать изменения, происходящие с пациентом, не зная, как ему помочь.

Зачастую нет и хороших лекарств. Ведь разработка новых медикаментов очень дорога, а фармацевтам уже по определению – «редкие болезни» – понятно, что расходы на создание препаратов в обозримом будущем вряд ли удастся окупить. Поэтому крупные фармацевтические компании почти не вкладывают средства в исследование этих болезней и разработку новых лекарств.

И все-таки это – полуправда.

Например, в Европейском союзе сегодня около 36 миллионов человек страдают от редких заболеваний. Это – свыше 7 % населения ЕС. Очевидно, та же картина характерна и для других стран. Можно с уверенностью сказать, что сотни миллионов людей во всем мире вынуждены жить со своими «редкими заболеваниями». Их судьбу уже никак не назовешь «редкой».

При акромегалии заметно вытягиваются уши, нос, подбородок, а также кисти и стопы ног

Едва ли не любой из нас хотя бы раз в жизни слышал о каком-нибудь редком заболевании.

Это может быть фенилкетонурия, врожденное нарушение обмена веществ, которое способно вызвать повреждение головного мозга. Люди, больные этим недугом, выделяются неестественно бледным цветом кожи.

Это может быть акромегалия. Она развивается при избыточной выработке гормона роста – соматотропного гормона. У человека очень заметно вытягиваются уши, нос, подбородок, а также кисти и стопы ног. Причиной болезни является нарушение функций одного из отделов мозга – гипофиза.

Это может быть боковой амиотрофический склероз. Многие знают по крайней мере одного человека, который вот уже несколько десятилетий страдает от этого страшного недуга. Это – один из самых известных физиков современности, Стивен Хокинг. Он давно общается с внешним миром при помощи речевого синтезатора.

Всего же медики насчитывают около 30 тысяч (!) редких болезней, и это опять же делает их не таким редким феноменом, как мы привыкли считать.

Почти все эти болезни хронические; их симптомы часто проявляются уже в детстве. Многие из этих заболеваний заметно сокращают продолжительность жизни человека. В четырех случаях из пяти они обусловлены генетическими дефектами.

Например, прогерия, или преждевременное старение, бывает вызвана мутацией одного-единственного гена. Он отвечает за образование определенного протеина, который укрепляет стенки клеточного ядра. В его отсутствие они слабеют и деформируются. Дети, рожденные с этим генетическим дефектом, начинают стареть с первых лет жизни. У них выпадают волосы, становятся хрупкими и пористыми кости, изнашивается сердечная ткань. Чаще всего они не доживают до 14 лет. Впрочем, прогерия – очень редкая болезнь. В Европе, по статистике, на 400 тысяч человек приходится один такой больной.

Заболевание гипофосфатазией вызвано сразу несколькими генетическими дефектами. Из-за этих изъянов в организме не вырабатывается важный фермент, который влияет на рост и формирование костей. У людей, страдающих от этой болезни, регулярно ломаются кости. По-настоящему им может помочь особая терапия, основанная на замещении недостающего фермента.

Итак, многие миллионы людей страдают от редких заболеваний, и все они хотят, чтобы их лечили так же тщательно, по разработанной методике, как лечат больных гриппом, диабетом и даже ВИЧ-инфекцией. Их пожелания выполнить крайне трудно. Ведь редкие болезни и теперь еще на редкость плохо изучены.

Это признают и руководители ВОЗ. В одном из их недавних докладов сказано: «Конечно, за последние десять – двадцать лет мы стали больше знать о редких заболеваниях, мы чаще слышим о них, но наши представления о них, об их происхождении и способах лечения, всё еще изобилуют огромными пробелами».

И все-таки надежда есть. Генетики и врачи ищут новые подходы к лечению этих недугов, разрабатывают всё новые терапии в ожидании, что рано или поздно победа будет достигнута.

Как уже сказано, многие редкие заболевания вызваны генетическими дефектами. Гены отвечают за отдельные функции организма, и если один из таких генов мутирует, если в нем появится изъян, ошибка, то он уже не будет выполнять то, что от него требуется.

Поясним это на следующем примере. Сравним организм человека со сложной машиной, где имеется множество ярлычков «Вкл.» и «Выкл.». Пока они остаются на своем месте, машина работает безупречно. Вовремя открываются нужные клапаны, движутся поршни и штоки, но если одна из надписей «мутирует» и в ней, например, сотрется буква «ы», то в нужный момент, когда маховик должен остановиться, он, наоборот, пойдет вразнос, и это приведет к поломке машины. Вот так из-за одного-единственного изъяна в генах ломается и всё наше тело, обрекая человека на неизлечимую болезнь.

Но это же сравнение подсказывает врачам и стратегию. Если для починки машины надо вызвать механика и он должен разобраться, почему маховик усиливает работу вместо того, чтобы выключиться, то для «починки» человека рано или поздно будут приглашать генетиков, которые возьмутся чинить наше тело – исправлять тот самый генетический дефект.

Вот, например, ген под названием FGFR-3. Если в нем обнаруживается дефект, то у человека развивается такая болезнь, как ахондроплазия. У него нарушается рост рук и ног; он остается низкорослым. Победить эту болезнь можно, только поняв, когда срабатывает этот генетический дефект – когда перепутываются кнопки «Вкл.» и «Выкл.».

При синдроме Марфана мутация гена приводит к тому, что соединительная ткань разрастается. Люди, больные им, часто выделяются непомерно большим ростом, у них деформируется позвоночник, развивается порок сердца.

Вот только как отыскать гены, которые отвечают за то или иное заболевание? Ученым приходится исследовать весь геном – не один или два фрагмента ДНК, а все 20 с лишним тысяч генов пациента. Как здесь найти то единственное генетическое изменение, которое и вызвало болезнь? Сами генетики сравнивают этот процесс с незабвенным (так и вертится на языке!) поиском иголки в стоге сена. Если поиск удается, то – хочется сказать! – очень важная часть этого дела, чуть ли не полдела, уже сделана.

На самом деле это самообман, и он раскрывается быстро. Ученым уже известна «генеалогия» многих редких заболеваний; им понятно, мутация каких генов вызывает эти болезни. Однако до сих пор так и не предложены надежные методы терапии этих недугов. Их еще предстоит найти. Придумать. Десятки миллионов людей в Европе, сотни миллионов людей во всем мире с надеждой ждут новостей из научных лабораторий. Ведь редкие (совсем-совсем не редкие!) болезни что-то вроде мин, спрятанных на поле жизни многих людей. В самом начале их жизненного пути эти мины взрываются, обрекая их на страдания и вскоре унося их жизни. Обезвредить эти коварные, неприметные «мины» – вот одна из важных задач новейшей медицины.

Внимание: бешенство!

Всякий раз, когда нам угрожает тяжелая болезнь, мы надеемся на «золотые руки врачей», «их удивительный опыт». Ведь какие-то шансы на исцеление есть. Непременно есть!

Но в случае с бешенством надежду надо оставить. Это – одна из самых страшных болезней, которые передаются нам от зверей и птиц. Вирусы бешенства опасны для большинства теплокровных животных, прежде всего хищников. Собака, дико бегущая по улице, с пеной у рта, – вот аллегория бешенства, понятная каждому. Животное, больное бешенством, легко может заразить человека, укусив его. Считается, что у людей, не прошедших вакцинацию после такого укуса, нет шансов на спасение. Вероятность летального исхода составляет фактически 100 %. Лекарств от этой болезни нет.

Однако в 2007 году «New England Journal of Medicine» сообщил о случаях медикаментозного лечения больных бешенством. Пациентов вводили в искусственную кому и делали им инъекции препаратов, которые стимулировали активность иммунной системы (эта терапия получила название «протокол Милуоки»). Но трудно назвать эти опыты успешными. Пациентам иногда сохранялась жизнь, но их головной мозг был уже безнадежно поврежден вирусами бешенства.

Бешенство передают человеку обычно больные собаки

Известны лишь два случая удачного лечения детей с помощью искусственной комы. В 2004 году так была спасена пятнадцатилетняя американка Джина Гис, а в 2011 году – восьмилетняя девочка из Калифорнии.

Многие животные распространяют бешенство, но передают его человеку обычно бешеные собаки (в 99 % случаев по мировой статистике). Вирус содержится в слюне животного и при укусе попадает вместе с ней в кровь. Даже при попадании слюны больной собаки на слизистую оболочку тела можно заразиться бешенством.

В нашей стране переносчиками бешенства часто являются также лисы. В ряде стран Европы и Америки опасны летучие мыши. Они живут крупными колониями, насчитывающими от 20 до 200 зверьков. Болезнь среди них распространяется очень быстро, и тогда целая группа животных становится опасна для человека.

Известны и экзотические случаи заражения бешенством. В 2004 году в США и в 2005 году в Германии по три человека заразились бешенством и умерли после пересадки им донорских органов тела. В США всем этим пациентам были пересажены органы человека, который умер вскоре после того, как его укусила летучая мышь, а в Германии – органы тела женщины, умершей вскоре после отпуска, проведенного в Индии. Расследование показало, что она была укушена там собакой, но посчитала это «забавным пустяком».

Вирусы бешенства опасны прежде всего тем, что, в отличие от других возбудителей инфекционных заболеваний, они могут, перемещаясь по нервной ткани, проникать в головной мозг. Зачастую диагноз «бешенство», особенно если речь идет о животных, можно поставить, лишь когда вирус достигнет мозга. Вот тогда у больного, будь то человек, собака или кошка, проявляются очевидные клинические симптомы. Но предпринимать что-либо уже поздно. Колония вирусов успела так сильно разрастись в организме, что нанесла ему непоправимый вред.

Но даже теперь непонятно, что стало непосредственной причиной смерти больного. Что, если вирусы бешенства меняют генетический код клеток головного мозга и те перестают выполнять свои функции? Во всяком случае, ученые уже выявили мутации в клетках нервной ткани людей, инфицированных бешенством.

Итак, бешенством мы заражаемся от животных. Поэтому людям, которых укусило бешеное или какое-то подозрительное животное, нужно пройти курс вакцинации. Это позволит избежать заболевания. Если этого не сделать, то спасти пострадавшего нельзя. По оценке специалистов ВОЗ, около 330 тысяч человек во всем мире каждый год удается спасти от мучительной смерти, вовремя назначив им курс прививок.

Тем любопытнее открытие, сделанное недавно американским врачом Эми Гилберт. Как оказалось, есть люди, которые безболезненно переносят укусы бешеных животных. Они обладают врожденным иммунитетом к бешенству.

Гилберт и ее коллеги обследовали северные районы Перу, бассейн реки Амазонка. Вирус бешенства здесь переносят летучие мыши – вампиры. Они питаются кровью домашних животных, но иногда нападают на людей. Своими острыми зубами они легко прокусывают кожу. Ранка долго кровоточит, поскольку слюна вампира содержит фермент, не дающий крови свертываться. Вампиры ведут ночной образ жизни, и потому люди становятся их жертвами чаще всего во сне. Пробудившись, они даже не замечают, что были укушены летучей мышью.

Ученые взяли пробы крови у 63 коренных жителей этих мест и, к своему удивлению, нашли в крови семерых антитела против вируса бешенства. Расспросив индейцев, они узнали, что одному из них сделали прививку против бешенства. Некоторые же даже не могли припомнить, чтобы их когда-либо кусали животные.

Однако подобные антитела могут появиться в организме человека только в том случае, если он был заражен вирусом бешенства, то есть был укушен бешеным животным. Почему же все эти люди остались живы? Ведь наш организм не может справиться с бешенством, не может выздороветь от него.

Может быть, в организм пострадавших попали ослабленные разновидности вируса? Вероятность этого очень мала. В здешних краях люди то и дело гибнут от бешенства. Остается предположить, что организм пострадавших все-таки сам справился с болезнью. И, может быть, людей, обладающих иммунитетом к бешенству, здесь довольно много? Их никто не выявляет, поскольку индейцы обычно обращаются в больницу лишь тогда, когда почувствуют себя очень плохо. На пустяковые укусы они внимания не обращают.

Ученым же интересен этот случай потому, что, узнав секрет загадочного иммунитета индейцев, можно разработать новые способы борьбы с бешенством. Ведь эта страшная болезнь побеждена только в Европе. В странах третьего мира от нее каждый год умирает в среднем 55 тысяч человек. В одной только Индии жертвами бешенства ежегодно становятся 18–20 тысяч человек. Для сравнения: в Европе, согласно статистике, с 1977 по 2000 год был отмечен всего 281 случай заболевания бешенством.

Конечно, в Азии и Африке в наши дни, как и в Европе, можно пройти профилактическую вакцинацию от бешенства и чувствовать себя в безопасности. Вот только для людей, живущих в странах третьего мира, эта процедура дорога и обременительна. Нужно несколько раз, в разные дни, приехать в больницу, сделать прививку. Срок годности вакцины ограничен (она действует в течение 2–5 лет). Значит, каждые пару лет надо повторять всё заново.

Но если мы поймем, как в организме перуанских индейцев выработался иммунитет против бешенства, то, может быть, нам удастся разработать новый, более эффективный способ лечения этой болезни, к которому можно прибегнуть и в тех случаях, когда человек не придал значения мелкому происшествию – укусу «какого-то зверька» – и у него проступили симптомы болезни.

Тем временем из-за глобального потепления тропические животные – переносчики бешенства – переселяются всё дальше на север. Так, в 2010 году в США отмечен первый случай смерти от бешенства человека, укушенного тем самым вампиром – летучей мышью, обитающей в Латинской Америке. Этот факт вызывает тревогу еще и потому, что вампиры являются переносчиками очень агрессивной формы бешенства. При заболевании ею инкубационный период длится всего 15 дней. Порой люди просто не успевают обратиться к врачу, откладывая свой визит из-за повседневных дел.

Крупным планом: рак

Новейшие сведения о раке

По статистике, каждый год во всем мире от рака умирает около 14 миллионов человек. По прогнозу ВОЗ, к 2030 году эта цифра возрастет до 22 миллионов. Ученые и врачи делают все возможное, стараясь не допустить, чтобы мрачное предсказание сбылось.

Такая пугающая статистика во многом связана с теми демографическими изменениями, которые произошли за последние десятилетия. Население нашей планеты всё заметнее стареет, а рак в первую очередь болезнь очень немолодых людей. Ведь с возрастом растет вероятность того, что мутации в какой-либо клетке организма достигнут критической величины.

В развивающихся же странах частота заболеваемости раком растет еще и потому, что многие люди там курят и неправильно питаются. Заболев, они не имеют возможности нормально лечиться от рака. Ведь лечение стоит дорого. Для борьбы с болезнью требуется новейшее медицинское оборудование, нужны самые современные лекарства.

В обиходном представлении «рак» – это собирательное понятие, обозначающее множество разных заболеваний. Все их объединяет одно: некоторые клетки тела выходят из-под контроля и начинают безостановочно делиться. Образовавшаяся опухоль разрастается, пуская метастазы по всему организму. Эти злокачественные изменения могут произойти в любом органе тела, в любой его ткани. В общей сложности насчитывается около полутора сотен различных форм рака.

Для лечения заболевания очень важна ранняя диагностика

И чем лучше мы изучаем раковые заболевания, тем понятнее становится, что эти формы рака зачастую очень существенно отличаются друг от друга и по своей природе, и по характерным генетическим изменениям, и по тому, как эти заболевания протекают. Мало того! Генетический анализ показывает, что даже у пациентов, заболевших одной и той же формой рака, мутации, вызвавшие болезнь, заметно разнятся. Именно этими различиями объясняется то, что люди, страдающие от одной и той же формы рака, болеют по-разному. Частота появления у них метастаз, как и шансы на выздоровление, подчас очень заметно отличаются. Значит, по-разному надо и лечить их заболевания.

Неизвестность, помноженная на случайность, – вот что такое рак. Каких только причин не называют, пытаясь понять, почему тот или иной человек заболел раком. Всему виной – гены? Или, наоборот, дурные привычки, приобретенные им, нездоровый образ жизни? Или работа ему не нравилась и отношения с шефом не сложились, постоянно был в стрессе, а потому заболел? Или…

За последние два десятилетия медики узнали очень многое о раковых заболеваниях. Они могут зародиться в любой части тела. Все важнее становится индивидуальная терапия.

Пока ученые лишь начинают понимать природу раковых клеток. По нынешним представлениям особую роль в развитии болезни играют так называемые раковые стволовые клетки, которые предположительно могут превращаться в раковые клетки любого типа. Именно они помогают болезни вернуться после того, как пациент прошел полный курс лечения и вроде бы победил рак.

В настоящее время ведется большой международный проект по расшифровке генетических особенностей наиболее распространенных опухолей. Можно ли действительно найти новые подходы к лечению рака, блуждая в лабиринтах этой болезни? Первые результаты работ, проделанных в рамках проекта «Геном рака», свидетельствуют о том, что в клетках опухоли имеются тысячи, а то и десятки тысяч генетических дефектов. Ученые ищут ключевые мутации, которые вызывают рак и способствуют его развитию. В частности, они составляют перечень онкогенов – тех генов, чьи продукты могут стимулировать образование опухоли.

Вообще, при знакомстве со статистикой успокаивает одно: в наше время рак поддается излечению чаще, чем мы привыкли считать. В ведущих странах мира достигнуты большие успехи в борьбе с этой болезнью. Так, у женщин, страдающих от рака молочной железы, шансы на выживание достигают теперь 80 %, если лечение начато своевременно.

Если сравнивать рак и другую «народную» болезнь – болезнь Альцгеймера, при которой пока нет никаких надежд на исцеление, – то рак кажется обычным хроническим заболеванием, с которым можно и нужно жить, пусть это заболевание и протекает достаточно тяжело.

В последние годы получили распространение вакцины против некоторых форм рака. Все большее внимание исследователей привлекает феномен «спонтанной ремиссии» – неожиданного выздоровления раковых больных. Ученые стараются собрать как можно более надежные сведения о подобных случаях.

Конечно, по своей сути, рак – очень сложная болезнь. Но в настоящее время уже нет ни одной формы рака, которая не была бы достаточно хорошо изучена. За последние 20 лет мы узнали очень многое об этом заболевании. Все эти годы онкология развивается быстрее, чем любая другая область медицины, изучающая хронические болезни. Почти половина всех новых лекарств, появляющихся сейчас, предназначена для борьбы с раковыми заболеваниями и их последствиями. Мы всё лучше и лучше понимаем, как зарождаются различные формы рака, как они развиваются. Эти знания помогают создавать новые методики лечения, которые должны полностью искоренить болезнь, поселившуюся в человеке, а не ликвидировать лишь ее симптомы, позволяя болезни набираться сил, наливаться смертью.

В наши дни результаты исследований, проводимых учеными-онкологами, их идеи, их выводы, как никогда, быстро претворяются в клиническую практику. Этому способствует и технический прогресс – особенно в области генетики. Это позволяет ученым пристально вглядываться в те «семена зла», из которых разрастаются раковые опухоли, – в генетические мутации, возникающие в клетках, а медикам – бороться с ними, выкорчевывать эти «семена», чтобы болезнь уже не возвращалась к человеку.

Ученые всё больше узнают об индивидуальных проявлениях раковых заболеваний. Это дает надежду на то, что рано или поздно возобладает персональный подход к лечению рака. Надо лечить не вообще эту болезнь, а каждого конкретного человека, страдающего от нее.

Огромные надежды возлагают на раннюю диагностику рака. Когда опухоль только зарождается, когда она очень мала, с ней можно справиться сравнительно легко. Так, если своевременно выявить кишечные полипы – доброкачественные опухоли – и удалить их, то вероятность заболеть раком кишечника снизится на 80 %. В той или иной мере сказанное относится и к другим формам раковых заболеваний.

В перспективе можно рассчитывать на то, что когда-нибудь врачи будут бороться с онкологическими заболеваниями еще до того, как те будут выявлены. Например, исследования, проведенные в университете Джона Хопкинса (США), свидетельствуют, что проходит 20–30 лет, прежде чем первая мутировавшая в организме клетка даст злокачественные метастазы (а они и есть главная проблема ракового заболевания). Иными словами, когда сегодня человек обращается к врачу и у него обнаруживают карциному, это означает, что, судя по этой статистике, он фактически был болен раком на протяжении вот уже двадцати лет, не меньше, – все это время он носил в себе раковые клетки. Теперь же, когда он пришел к врачу, когда болезнь уже проявилась, справиться с ней труднее. Чем раньше начинается борьба против рака, тем больше шансов на успех.

В любом случае специалисты уверены, что в недалеком будущем диагноз «рак» будет звучать не как приговор, а лишь как название распространенной болезни, которая когда-то считалась неизлечимой.

Война против рака: новое наступление

Несколько лет назад американский биолог, лауреат Нобелевской премии Джеймс Уотсон, один из открывателей структуры ДНК, уверенно заявил: «Победа над раком сегодня вполне реалистична, ведь нам теперь наконец хорошо известны генетические и химические факторы, вызывающие эту болезнь».

«Всё, что мы впрямь знаем о раке, могло бы уместиться на одной визитной карточке» – так всего полвека назад зло и полемично отозвался о современном ему уровне науки один известный французский онколог. В этом он был далеко не одинок. В вынесенном им приговоре – вся боль и отчаяние, всё разочарование, что накопились за многовековую историю медицины. Ведь в то время люди были по-прежнему так же беспомощны перед раком, как и в глубокой древности, на заре этой славной науки. В так называемом папирусе Эдвина Смита, одном из наиболее важных медицинских текстов Древнего Египта (он датируется XVI веком до нашей эры), дается такой совет врачу: «Когда ты обнаружишь признаки опухоли, знай, что это болезнь, о которой тебе не стоит уже беспокоиться – лечения от нее нет».

На протяжении многих веков никто не мог объяснить, как зарождается рак. Едва ли не первым рациональный подход к пониманию природы рака предложил один из самых известных врачей XIX века, немец Рудольф Вирхов. Он не стал сводить всё к «меланхолии», «черной желчи» или «сгущению слизи», вызвавшему опухоль, а предположил, что рак обусловлен болезнетворными изменениями клеток организма. Его догадка, сделанная в 1858 году, в принципе оказалась верной.

Модель взаимодействия антионкогена р53 с ДНК

Ученые поняли это столетие спустя, заглянув внутрь клетки, туда, где в ее ядре скрывается ДНК – генетический код организма. Дефекты этого кода и становятся причиной заболевания.

Важным шагом вперед стало открытие онкогенов – генов, которые, претерпев мутацию, могут способствовать развитию рака. К 2016 году их насчитывалось уже более сотни. Все они влияют на, пожалуй, важнейший процесс, протекающий в клетке: ее деление. Чтобы держать их под контролем, природа создала сложный регуляторный механизм, в котором решающую роль играют антионкогены, то есть гены, сдерживающие развитие опухоли. Те и другие ведут непримиримую борьбу. Дай волю одним, и опухоль начнет разрастаться. Другие делают всё, чтобы этого не произошло. Рак возникает, когда хрупкое равновесие между ними нарушается.

Вот, например, один из самых известных антионкогенов – p53. Кодируемый им одноименный протеин считается «хранителем ДНК». Он может приостановить деление клетки, как только выявятся подозрительные изменения. Если дефекты не удается устранить, «хранитель ДНК» жертвует клеткой ради общего блага. Он запускает программу апоптоза – своего рода самоубийства клетки, объявленной «врагом народа», то бишь организма.

Но в мире клеток ничто не вечно. Серьезные повреждения могут получить и антионкогены. Тогда мутировавшие клетки начинают беспрепятственно размножаться. В последние годы ученые установили, что более половины раковых опухолей зарождается, когда мутируют и перестают выполнять свои функции гены p53. Как оказалось, такие распространенные формы рака, как рак легких, кишечника или молочной железы, обусловлены тем, что антионкогены перестают защищать наш организм. Что же выводит их из строя?

Это могут быть вредные химические вещества, которые содержатся в табачном дыме или продуктах питания. Это могут быть определенные вирусы, радиоактивные вещества, ультрафиолетовые лучи. Все они способны воздействовать на молекулярную структуру генов, регулирующих процессы деления клеток. Одной-единственной причины рака нет, как нет и одной-единственной формы онкологического заболевания. Равновесие внутри клетки нарушается, как правило, под действием сразу нескольких вредных факторов. Крепость под названием «Человек» одной атакой «с наскока» не возьмешь. Удары по ней должны наноситься с разных сторон, чтобы внутри воцарились смятение и неразбериха, чтобы там завелась опухоль.

Сказанное относится к любой клетке организма. Чем больше генетических повреждений в ней накопится, тем она будет «злокачественнее», опаснее.

Вот, например, как может переродиться клетка. Есть ген, отвечающий за выработку протеина, который встраивается в клеточную мембрану и служит чем-то вроде дверцы, ведущей внутрь клетки. Именно через эту дверцу передаются сигналы, побуждающие клетку делиться. Но вот ген мутировал, и по этой причине в мембрану будет встроена не одна дверца, а несколько. И через каждую дверцу теперь несутся сигналы: «Делиться! Делиться!» Почти по Гоголю: «Курьеры, курьеры, курьеры… можете представить себе, тридцать пять тысяч одних курьеров!» Следуя этим приказам, клетка начинает делиться «в нарушение всех правил».

Этот новый – молекулярный – взгляд на природу рака помогает выявлять уязвимые места в структуре раковых клеток. Ученые говорят о «знаках», которыми они отмечены. Отыскав их, можно создать препараты, которые будут целенаправленно уничтожать эти вредоносные клетки. Так, в последнее время появились лекарства, которые мешают «раковым курьерам» – блокируют сигналы, побуждающие клетки безудержно делиться. Всё это дает повод для сдержанного оптимизма.

Поставленная учеными цель – расшифровать генетический материал 50 наиболее распространенных раковых опухолей – позволит в недалеком будущем полностью изменить диагностику и лечение рака.

Перед началом лечения пациента, у которого выявлен рак, будет проводиться расшифровка генетического материала его раковых клеток. Анализируя этот материал, генетики выявят те специфические гены, которые заставляют клетки безостановочно делиться. Диагноз, поставленный затем врачом, будет звучать вовсе не так, как в наши дни: «рак легких», «рак желудка» или «рак кожи». В этом диагнозе будет точно указан дефектный ген, из-за которого переродилась клетка: например, «B-RAF-положительная» или «p53-положительная» опухоль.

Зная о том, какой ген виноват в развитии ракового заболевания, и имея под рукой полный каталог всех лекарственных средств, воздействующих на конкретные раковые клетки, врач легко подберет тот препарат, который вмешается в жизнь этих клеток и остановит их разрастание. Такой препарат будет сродни волшебному слову. Другие лекарства, которые будет принимать пациент, принудят его раковые клетки к самоубийству или же обратят внимание клеток-убийц иммунной системы на угнездившиеся в организме раковые клетки. Специальные лекарства будут уничтожать раковые стволовые клетки – те клетки, которые порой ухитряются пережить сеансы химиотерапии, чтобы затем возродить опухоль. Разумеется, по-прежнему будут применяться и традиционные методы терапии, например удаление опухоли оперативным путем.

В общей сложности в распоряжении медиков окажутся десятки самых разных методик излечения от рака, и каждая будет ориентирована на строго определенную форму болезни. Наступление на рак будет вестись с разных сторон, и одно из направлений непременно станет направлением главного удара.

«В будущем врачи, может быть, только улыбнутся, – пишет индийско-американский медик Сиддхартха Мукерджи, автор книги “Царь всех болезней. Биография рака”, – вспомнив о том, какими примитивными смесями ядов мы пытались в наше время извести эту самую страшную и самую простую из всех болезней, от которых когда-либо страдало человечество».

Стволовые клетки на службе рака

Долгое время ученые гадали, из каких же «тайников» опухоль черпает себе пополнение, откуда к ней возвращаются силы, дающие возможность вновь сразиться с человеческой природой и наконец победить ее. Лишь в последние годы в науке зреет уверенность, что это убежище найдено. Здесь переродившиеся клетки благополучно переживают лечебные процедуры, чтобы спустя какое-то время по их прекращении дать жизнь новым опухолям и метастазам.

У этих коварных врагов – этих затаившихся клеток – есть поразительные свойства, роднящие их с… символами самой жизни, со стволовыми клетками. Те и другие в каком-то смысле бессмертны, те и другие могут превратиться в клетки любого типа. Допустим, из стволовой клетки эмбриона можно вывести клетки жировой ткани, сердечной мышцы, печени. Но схоже обстоит дело и с зародышами рака, затаившимися клетками, находящимися на службе этой болезни. Каждая готова переродиться в любую клетку опухоли.

В последние годы эти зародыши, дающие новую жизнь опухоли, вызывают огромный интерес в академических кругах. Всё чаще их называют сестрицами-злодейками обычных стволовых клеток – раковыми стволовыми клетками. Открытие бессмертных бойцов, оказавшихся на службе рака, являет нам совершенно новые перспективы лечения онкологических заболеваний, считают специалисты.

Стволовые клетки человека

До недавних пор стратегия лечения таких болезней была следующей: онкологи разрабатывали все новые методы, направленные на уничтожение тех клеток, которые особенно быстро делятся, в то время как раковые стволовые клетки делятся сравнительно редко и, значит, «по ним не ведется огонь врачей». Большую часть времени они проводят, так сказать, в спячке. Подобно семенам злаков, брошенным в землю осенью и пережившим многие месяцы холодов, зародыши опухоли, занесенные «снегом лекарств», могут лежать в организме долгие годы, чтобы внезапно вновь прорасти – дать смертоносный урожай.

Бороться с этими «семенами зла» традиционными методами – лучевой терапией и химиотерапией – все равно что пытаться извести огородные сорняки, подрезая им стебли. Их корни останутся и дадут всходы – миллионы новых клеток. Пока корень не выдернут, семя не растоптано, опухоль будет снова вырастать. Получается, что после успешного курса лечения в организме многих пациентов, в их головном мозге, печени или желудке, сохраняется крохотная колония крайне опасных клеток, которые годами пребывают в спячке, но, вдруг пробудившись, с новой силой начинают пожирать человека.

Исследователи пытаются всеми возможными способами пробудить эти стволовые клетки, заставить их снова делиться, чтобы можно было уничтожить их с помощью химиотерапии. Пока же в каком-то смысле не так уж не правы некоторые журналисты, называя химиотерапию «бесполезным пичканием ядом» («Spiegel»). Только воспринимать эти слова надо не как призыв к больным отказаться от курса терапии, а как просьбу, адресованную ученым, найти все-таки оружие против таинственных клеток – «семян зла», – которые не победить традиционными способами.

Ученые объясняют эту стойкость «семян зла» тем, что те, по-видимому, лишены важнейшей способности клеток – умения совершать самоубийство, если их ДНК повреждена. Подобное «добровольное самоистребление» обычно идет на пользу любому организму – очищает его от переродившихся клеток. В этом же случае отказ от запрограммированной смерти полезен «организму» опухоли – помогает ему возродиться после самой жестокой катастрофы, после курса лечения.

Большинство людей представляют себе раковую опухоль как бесформенную массу клеток, которые делятся с поразительной частотой. Но, как сказано выше, в последние годы в среде ученых утвердился совсем иной взгляд на ее природу. Теперь мы знаем, что опухоль – это не скопление одних и тех же переродившихся клеток, а своего рода организм, состоящий из своих – раковых – стволовых клеток и порожденных ими специализированных, или «рабочих», клеток. Последние постоянно делятся, увеличивая массу опухоли. Первых же можно назвать по аналогии с миром пчел и муравьев – «матками» или «царицами».

Их обнаружили в 1997 году канадские генетики Доминик Бонне и Джон Дик, изучая образцы тканей, взятых из организма пациентов, страдавших от одной из самых агрессивных форм лейкемии. Однако при инъекции раковых клеток мышам с ослабленным иммунитетом лишь отдельные животные заболевали этой разновидностью рака. Очевидно, только часть этих клеток – малая часть – способна породить новую опухоль. По итогам эксперимента Дик высказал гипотезу, что среди множества раковых клеток есть отдельные стволовые, которые и поддерживают жизнь опухоли. Ему удалось изолировать и частично описать их – указать характерные протеины на их поверхности, благодаря которым их можно выявить.

Количество стволовых клеток в различных карциномах заметно варьируется. Если при лейкемии на 100 тысяч, а то и миллион переродившихся клеток крови приходится всего одна стволовая, то в некоторых опухолях головного мозга, например в глиобластомах (наиболее быстро растущих опухолях мозга), 20 % клеток – стволовые. Кроме того, из исследований, проведенных несколько лет назад в Мичиганском университете, явствует, что содержание этих клеток в опухоли на различных стадиях заболевания ощутимо разнится.

Джон Дик предположил, что агрессивность опухоли напрямую связана с количеством стволовых клеток, содержащихся в ней: чем их больше, тем быстрее растет карцинома и тем раньше она порождает метастазы. Но откуда берутся эти стойкие клетки, что и в огне лекарств не горят, и в смертоносных лучах не гибнут? Это-то и непонятно пока ученым.

По предположению Дика, речь идет об обычных стволовых клетках, которые претерпели роковые мутации, вызванные, например, попаданием в организм вредных веществ – канцерогенов или действием радиоактивного излучения. Теперь они превратились в нечто инородное организму – в своего рода антивещество, внедренное в плоть, в раковые стволовые клетки.

Как признает Джон Дик, «пока у нас не появится новая терапия, нам рано говорить о том, насколько серьезна и важна предложенная концепция природы рака». Против раковых стволовых клеток нужно создавать конкретные лекарства.

В то же время ученые признают, что, даже если мы, вопреки сомнениям скептиков, научимся справляться с этими зародышами опухолей, это не означает автоматической победы над раком. «Может статься, нам придется пережить очередную утраченную иллюзию, одну из многих в этой долгой череде», – отмечается на страницах журнала «Nature». Чтобы справиться с недугом, надо, очевидно, уничтожить все клетки опухоли, на какой бы стадии развития те ни находились.

Как представляется сторонникам теории раковых стволовых клеток, лечение больных раком надо проводить в два этапа.

Для начала пациенту нужно прописать цитостатические лекарства, которые уничтожат большую часть опухоли. Затем, когда «плод срезан» и остались лишь «семена», ему назначат препараты, подавляющие активность раковых стволовых клеток. Возможно, ему придется принимать их всю жизнь, но зато это позволит избежать рецидивов заболевания раком.

Два этапа на пути к победе над еще одной неизлечимой болезнью? Или пока рано об этом говорить? Добьются ли успеха врачи, работающие над одной из важнейших проблем медицинской науки – над выработкой новой стратегии в борьбе с раком?

Ответ уже есть: добьются. Но когда?

Союзники в борьбе с опухолями

Ученые давно пытаются заставить иммунную систему человека бороться против рака. Всё началось более ста лет назад с загадочного экстракта бактериальных ядов, который стал применять для лечения больных американский врач Уильям Коли. Очевидно, он стимулировал иммунную систему пациентов. Но тогда, вплоть до 1930-х годов, об этом старались не говорить. Общепризнанным было мнение, что раковые опухоли «по своей природе» не могут быть атакованы иммунной системой. Ведь раковая клетка является видоизмененной клеткой самого человека, а иммунной системе запрещено причинять вред «государству», которому она служит, – своему организму, Любая иммунная клетка, что попытается обойти запрет, будет немедленно уничтожена.

В 1950-х годах в онкоиммунологии наметился прорыв. Однако тогда же для борьбы с раком стала широко использоваться лучевая терапия, а позднее и химиотерапия. Лишь в 1990-х годах ученые снова вернулись к иммунной терапии – к тому, чтобы помогать организму самому бороться с раковыми клетками.

Опыты на животных показали, что иммунная система очень даже замечает переродившиеся клетки, реагирует на них, но реакция эта очень слаба. То же самое происходит в организме человека. Словно что-то сдерживает иммунную систему, запрещает ей расправляться с найденными врагами. Что же отвращает ее от убийственного удара? Можно ли заставить ее уничтожить опухоль – очаг заболевания – за несколько дней? Ведь отторгает же она пересаженную пациенту печень за несколько дней, если ту специально не защитить.

CAR-терапия использовалась для излечения различных видов заболевания

В принципе иммунная система всегда поднимает тревогу, как только получит «объявление о розыске» – антиген, то есть молекулу, которую ее клетки признают за чужую, несвойственную организму. Теоретически они могут, конечно, посчитать раковые клетки своими, родными. Это ведь клетки самого организма, правда, ведут они себя не так смирнехонько, как остальные. Они переродились, стали врагами всего клеточного народа. К тому же при этой метаморфозе они претерпели немало генетических изменений. Даже «паспорта» у них другие, поддельные. Молекулы на поверхности раковых клеток, служащие им антигенами, теперь выглядят не так, как раньше.

Почему же клетки-убийцы иммунной системы – Т-лимфоциты – непорядка в упор не видят? В организме ведь обретается целая армада агрессивных клеток. В чайной ложке крови можно насчитать до пяти миллионов Т-лимфоцитов. Они патрулируют наше тело. Встретив подозрительную клетку, они сперва осматривают ее поверхность. Определенные структуры, имеющиеся на ней, – те самые «паспорта» – выдают этим безжалостным убийцам, кто перед ними: мирный гражданин или преступник, враг.

Но враг тоже бывает очень опасен. Из двух убийц, выхвативших кольт, один всегда стреляет первым, если только это не фильм Тарантино. Исследования показали, что, когда Т-лимфоцит приближается к раковой клетке, та опережает его и отдает «стражу порядка» приказ – ввергает его в оцепенение, в этакий летаргический сон в разгар опасной работы. Так что клетки-убийцы не могут даже приблизиться к опухоли – она же продолжает разрастаться.

Вот и получается, что вокруг раковых опухолей иммунные клетки кишмя кишат. Вот только вместо того, чтобы ворваться в вертеп зла и убивать всё, что ни встретится, они, словно подкупленные полицейские, мирно живут рука об руку с врагами, позволяя им методично истреблять организм. Всё дело в том, что клетки – убийцы иммунной системы оказались на удивление глупы. Стоит им получить приказ от раковой клетки, как они успокаиваются и уже не нападают на нее – ведут себя по принципу «Не верь глазам своим».

Очевидно, беспощадный отбор способствовал тому, что уже на ранней стадии онкологического заболевания в организме человека выживают только те раковые клетки, которые научились прятаться от Т-лимфоцитов, отпугивать их, манипулировать ими – как иные насекомые-вредители своей особой формой и окраской удерживают от нападения птиц-убийц. Эта мимикрия на клеточном уровне приводит к тому, что иммунная система не может причинить опухоли никакого вреда. Как же побудить ее к борьбе с раковыми клетками? Может быть, использовать методы генетической терапии?

Недавно сразу две исследовательские группы из США (руководители – Стивен Розенберг и Карл Джун) предложили снабжать Т-лимфоциты специально созданной молекулой – так, чтобы они могли выслеживать раковые клетки и приканчивать их. Этот «химерический» рецептор (chimeric antigen receptor, или CAR) состоит из элементов протеинов.

Но главным фрагментом рецептора является антитело. Традиционно отдельные элементы иммунной системы разделяли между собой обязанности. Антитела выискивали чужеродные клетки, а Т-лимфоциты расправлялись с ними. В борьбе с раковой опухолью ученые решили объединить усилия всех членов «коалиции».

Появление CAR-терапии было неизбежно. Антитело «химерического» рецептора точно распознает структуру, имеющуюся, например, на большинстве раковых клеток крови. Как только оно соединится с этой структурой, раздастся сигнал тревоги. Иммунная система приходит в боевую готовность. Начинается массовое истребление раковых клеток, которые теперь оказались уязвимы для клеток-убийц.

Итак, для проведения CAR-терапии у пациентов забирают часть Т-лимфоцитов и в лабораторных условиях оснащают рецепторами, превращают в химеры, в монстров, а затем вводят обратно в организм пациентов. Теперь они с тем же рвением, что и антитела, выискивают подозрительные элементы – антигены и с той же энергией и силой уничтожают их, как это сделали бы обычные клетки-убийцы.

CAR-терапия начала применяться в 2010 году. С тех пор было проведено по меньшей мере полтора десятка исследований, в которых людей, больных раком, лечили подобным образом. Результаты преимущественно положительные. Сейчас ведутся (или готовятся) уже десятки новых экспериментов.

В большинстве случаев CAR-терапия использовалась для излечения от рака крови, но в принципе так можно бороться с любой разновидностью рака. В настоящее время проводятся опыты по лечению таким способом людей, страдающих от рака легких, почек, кожи, кишечника, поджелудочной железы, а также от опухолей головного мозга. Однако говорить что-то конкретное о результатах пока рано.

И все-таки специалисты надеются, что к началу 2020-х годов этот вид иммунной терапии станет доступным для всех. Ведь ученые не раз повторяли: рак можно победить тогда, когда в борьбе с ним будет участвовать сам организм, когда иммунная система примется уничтожать возбудителей заболевания, как то бывает при гриппе или ОРВИ.

Разумеется, иммунная терапия, если наконец она станет «прорывом в лечении рака», будет не волшебным средством, спасающим поголовно всех, а лишь одним из наиболее перспективных методов борьбы с рядом онкологических заболеваний. Но очень перспективным методом! Специалисты прогнозируют, что к концу 2020-х годов в 60 % случаев для лечения от рака будут применять иммунную терапию.

Похоже, в онкологии намечается смена парадигмы. Большинство экспертов считает, что рано или поздно иммунная терапия станет одним из главных средств борьбы против рака. До сих пор раковые клетки не уступали иммунной системе в хитроумии и коварстве. Они распространялись в организме, легко упреждая его возможные удары. Удастся ли их разоблачить? Вскрыть эту сеть, что тайно свивается в нашем теле?

Вирусы против опухолей?

У вирусов дурная репутация. И все же некоторые из них в ближайшие годы могут стать нашими помощниками. Ученые рассчитывают использовать их в борьбе с раковыми опухолями. Ведь сильная сторона вирусов – это их умение проникать в другие клетки и изнутри уничтожать их. В этом вирусам нет равных. Они живут, захватывая чужие тела, вселяются в них, как дьявол – в души, а затем губят.

Но именно эта способность вирусов ценна для онкологов. Они мечтают о том, как будут населять раковые опухоли такими вот безжалостными существами. В последние годы опыты с ними ведутся в различных медицинских центрах.

Так, в клинике при Гейдельбергском университете врачи пробуют с помощью парвовирусов расправляться с глиобластомой – наиболее агрессивной опухолью головного мозга. Путем инъекции их вводят непосредственно в опухоль – поначалу в малых количествах. Все-таки речь идет о потенциальных возбудителях заболеваний – пусть даже опасны они лишь для животных.

Но безопасность – главный принцип вирусной терапии. Там используются только те вирусы, что не причиняют человеку вреда либо вызывают в его организме незначительные болезненные изменения. Этим вирусам интересны лишь раковые клетки. Например, в естественных условиях парвовирусы нападают только на них, а здоровые клетки щадят. Важно также, что парвовирусы, как и аденовирусы, о которых будет упомянуто ниже, не встраивают свои гены в геном клетки-хозяина – той же раковой клетки. Это опять же делает их послушными исполнителями воли ученых: проникнув в чужой организм, они не будут вести там свою игру.

Парвовирусы в крови

Вопрос только в том, много ли пользы от парвовирусов. Сами врачи признают, что пока еще рано говорить об эффективности новой терапии. Конечно, опыты с мышами и крысами настраивают на мажорный лад. Парвовирусы побеждали в них не только глиобластому, но и опухоли других типов. Кстати, с глиобластомой они могут справиться и без инъекций, проникая в головной мозг, где гнездится эта опухоль, прямо из кровеносных сосудов. Как правило, для прочих чужеродных компонентов, циркулирующих в крови, проникнуть в мозг невозможно, но парвовирусы настолько малы, что могут преодолеть барьер, останавливающий других.

Ведутся и опыты с аденовирусами, которых натравливают на меланому, разновидность рака кожи. В США сейчас проходит сразу несколько подобных экспериментов.

Мало кто знает, что эта терапия имеет сравнительно долгую историю. Ученые давно заметили, что иногда злокачественные опухоли исчезают после того, как пациентам доведется переболеть вирусной инфекцией.

В 1950-х годах, когда и лучевая терапия, и химиотерапия делали первые шаги, некоторые врачи стали даже интуитивно экспериментировать с вирусной терапией. Разумеется, с этической точки зрения такие опыты вызвали бы в наши дни немало вопросов, но ведь тогда в борьбе против рака больше приходилось следовать наитию, чем проверенной практике. Итак, врачи находили раковых больных, которые шли на поправку, забирали у них какое-то количество телесной жидкости, а затем вводили ее своим пациентам, надеясь, что эта инъекция вылечит и их – ведь те больные от чего-то выздоравливали.

Как правило, такие опыты оканчивались неудачей. В то время еще не было технологий, позволявших выделить вирусы, губительные для раковых клеток, чтобы создать на их основе препарат против рака.

В 1960—1970-х годах в онкологических клиниках началось массовое применение лучевой терапии и химиотерапии. «Целебные» вирусы были забыты.

Лишь через четверть века, когда стало ясно, что в ряде случаев традиционные методы лечения не дают никакого результата, кроме плохого, некоторые ученые стали покидать проторенную дорогу, призванную соединить два пункта, «Болезнь» и «Выздоровление», и начали искать те забытые тропки, которыми их коллеги плутали несколько десятилетий назад, то находя, то отвергая самые неожиданные способы борьбы с раком. Может быть, некоторые из них были отвергнуты зря. Иммунная терапия… Вирусная терапия…

Применение вирусов – этих живых хищников, а не мертвых препаратов – для борьбы с раком хорошо не только тем, что они надежны в своей убийственной работе. Вирусы еще и регулируют биохимические процессы в клетках, в которые вторглись, – в раковых клетках. У ученых же теперь появилась возможность средствами генной инженерии модифицировать вирусы так, чтобы те идеально выполняли задачу, которая от них требуется.

Например, в их генетический материал можно добавлять так называемые маркерные гены. Это позволит следить за ними. Всегда можно узнать, находятся ли вирусы в организме пациента и сколько их там.

Вирусы можно также оснастить «суицидными генами». Они будут вырабатывать внутри раковых клеток, в которые проникли, особые протеины, способствующие отмиранию этих клеток.

Можно также внедрить в генетический материал вирусов определенные гены, которые будут стимулировать активность иммунной системы – провоцировать ее удары по тем раковым клеткам, куда проникли вирусы.

Всё это повышает убийственный потенциал вирусов и в то же время позволяет их контролировать.

Так, исследователи из университетской клиники Гамбурга встраивают в генетический материал аденовирусов три дополнительных гена. Когда путем инъекции эти вирусы вводят в ткань опухоли, они доставляют вредоносные гены внутрь раковых клеток. Те, подчиняясь их приказам, вырабатывают три новых протеина. Два из них принадлежат к числу интерлейкинов, которые активизируют Т-лимфоциты, клетки-убийцы иммунной системы, и приманивают их к раковой опухоли. Третий протеин вызывает огонь на себя – заставляет Т-лимфоциты набрасываться на те раковые клетки, в которых поселились вирусы.

Таким образом, вирусы не только проникают внутрь отдельных раковых клеток, но еще и активизируют иммунную систему. В конце концов та сама начинает бороться с опухолью.

В опытах с животными этот метод уже работает. С помощью аденовирусов ученым удавалось уничтожать раковые опухоли в печени крыс. Вирусы, как свора хищников, набрасываясь на жертву, съедают ее почти без остатка: они расправляются не только с самой опухолью, но и с разбежавшимися от нее метастазами – даже вдали от очага заболевания, от того места, где высадился десант «хищных» вирусов. Правда, делают это не сами, а с чужой помощью. Всё дело в том, что Т-лимфоциты обладают цепкой памятью: если им показали раковую клетку, они будут истреблять точно такие же клетки и в других органах тела – даже если там нет маркеров, оставленных генно-модифицированными вирусами. Подобный способ борьбы с онкологическими заболеваниями напоминает вакцинацию против рака.

Интересна и работа, проведенная в Институте имени Пауля Эрлиха. Методами генной инженерии ученым удалось в опытах с животными изменить вирусы так, что они стали уничтожать раковые стволовые клетки – те клетки, которые питают опухоль и помогают ей восстанавливаться после лучевой терапии. Предполагают, что раковые стволовые клетки ответственны и за появление метастаз – за то, что рак расползается по всему организму.

Первые опыты с вирусами – нашими наемниками в войне против рака – протекают пока успешно. Впрочем, пройдут еще годы, прежде чем вирусная терапия может стать надежным инструментом врачей. Зато в отдаленной перспективе она в сочетании с иммунной терапией могла бы потеснить лучевую терапию и химиотерапию – эти типовые средства, применяемые сейчас против рака.

Прививка от рака: миф или правда?

Мириады бактерий и вирусов проникают в наш организм. Некоторые умеют так ловко маскироваться, что годами и даже десятилетиями скрываются в его тканях. Они становятся причиной хронических недугов, которые поначалу протекают совершенно незаметно, но позднее могут привести к фатальным последствиям.

Еще в начале XX века Илья Мечников предположил, что рак может вызываться вирусами, а в 1940-х годах другой российский ученый, Лев Зильбер, находясь в заключении и проводя там эксперименты на животных, показал, что раковые опухоли можно прививать. Но к этим единичным мнениям мало прислушивались.

Когда во второй половине прошлого века немецкий исследователь Харальд цур Хаузен, будущий лауреат Нобелевской премии, заявил, что рак могут распространять отдельные вирусы, он стал объектом насмешек со стороны ряда коллег. Долгое время сам разговор о вирусной природе некоторых форм рака оставался за гранью современной науки – казался обыкновенным шарлатанством.

Вирус Эпштейна – Барр

Между тем около полувека назад в Экваториальной Африке была отмечена вспышка особой формы рака. Эта болезнь поражала лимфатические узлы детей 5—12 лет, в считаные месяцы убивая их. Случаи заболевания ею встречались здесь поразительно часто, а потому врачи предположили, что имеют дело с какой-то эпидемией. В самом деле, в 1964 году британские исследователи Энтони Эпштейн и Ивонна Барр, изучая материал раковых опухолей, обнаружили в них незнакомый вирус, получивший впоследствии название «вирус Эпштейна – Барр». В 1973 году было окончательно доказано, что он вызывает рак лимфатических узлов. В опытах с обезьянами в организм животных вводили указанные вирусы, после чего зверьки заболевали раком. Так что сомнений не оставалось. Одна из форм рака передается инфекционным путем.

Тем временем известия о возбудителях инфекционных заболеваний, способных, может быть, еще и вызывать рак, продолжали поступать, а догадки – подтверждаться. Так, наблюдения показали, что при заражении вирусом гепатита В можно заболеть не только этой формой гепатита, но и раком. Точнее говоря, шансы на появление злокачественной опухоли в печени возрастают в сотни раз. Наличие в организме вируса гепатита С и некоторых герпесвирусов тоже способствует заболеванию раком – стимулирует развитие опухолей. После заражения отдельными вирусами растет вероятность заболевания лейкемией, а также раком полости рта. Были замечены даже бактерии, навлекавшие на людей онкологическую болезнь, например известная обитательница желудка Helicobacter pylori или бактерия Streptococcus bovis, вызывающая злокачественное перерождение клеток пищеварительного тракта.

Подытожим эти открытия. Вот лишь некоторые формы рака, которыми можно заболеть по вине вирусов и бактерий (в скобках указано число случаев заболевания этой формой рака по причине инфекции в процентах к общей заболеваемости данной разновидностью рака): рак полости рта (вирусы папилломы человека / 25 %); рак шейки матки (вирусы папилломы человека / 100 %); рак печени (вирусы гепатита В и С / 80 %); рак желудка (Helicobacter pylori / 80 %); рак полости носа (вирус Эпштейна – Барр / 100 %); рак лимфоузлов, или неходжкинская лимфома (вирус Эпштейна – Барр / 10 %); рак лимфоузлов, или лимфома Ходжкина (вирус Эпштейна – Барр / 30 %); саркома Капоши (герпесвирус саркомы Капоши / 100 %); Т-лимфоцитарная лейкемия (вирус HLTV-1 / свыше 99 %).

Итак, в 15 % случаев онкологические заболевания вызываются микроорганизмами. Почти два миллиона человек во всем мире каждый год заболевают раком по причине давней инфекции. Около полутора миллионов человек каждый год умирает от «инфекционного рака». К такому выводу в 2012 году пришли французские ученые, проанализировав сведения о заболеваемости 27 разновидностями рака. Статистический материал был собран Международным агентством по изучению рака в 184 странах.

Здесь, кстати, стоит пояснить следующее. Говоря о том, что рак передается инфекционным путем, было бы неправильно сделать из этого вывод: «Больные раком заразны; надо избегать их». Рак не распространяется так же, как ветрянка или грипп. Заражение определенными вирусами или бактериями может лишь в отдельных, редких случаях стать причиной заболевания раком. Вот тогда возбудители инфекции, перерастающей в этот страшный недуг, воздействуют уже на генетический аппарат зараженного ими человека. Они буквально диктуют свою волю здоровым клеткам, встроившись в их ДНК. Их успеху способствуют некоторые вредные вещества, понижающие сопротивляемость клеток, например сигаретный дым или другие канцерогены. Немецкий медик Томас Шульц сравнил эти вещества с террористами, «которые проникли на АЭС и теперь нажимают на разные кнопки, пока внезапно не произойдет катастрофа».

Катастрофа, которой можно избежать. Ведь всякий раз, когда мы имеем дело с бактериями или вирусами, вызывающими рак, мы можем в принципе разработать вакцину, которая защитила бы нас не только от инфекции, но и от рака. Этот метод борьбы с болезнью – прививка – принципиально отличается от традиционного лечения, когда врачи имеют дело с развившейся опухолью и пытаются всеми способами уничтожить ее. Здесь же речь идет о профилактике рака – о попытке не допустить даже зарождения опухоли.

Вот лишь один пример, дающий надежду. Каждый год около четверти миллиона женщин во всем мире умирают от рака шейки матки, но именно в борьбе с этим заболеванием в медицине наметился прорыв. Впервые медики борются с одной из форм рака, используя метод вакцинации, который обещает спасти многие тысячи жизней. Благодаря прививкам, призванным защитить от вирусов папилломы человека, передающихся половым путем, заболеваемость этим видом рака может снизиться примерно на 70 %.

Сразу следует подчеркнуть, что заражение вирусами папилломы, в том числе наиболее опасными их разновидностями – HPV-16 и HPV-18 (соответственно 50 и 20 % случаев заболевания раком шейки матки), менее всего напоминает приговор: в 99 % случаев это проходит бесследно. Очень многие женщины носят в себе подобные вирусы, не замечая этого. Не случайно долгое время бытовало мнение, что между вирусами папилломы и раком шейки матки нет никакой связи. Только с помощью изощренных экспериментов удалось доказать обратное.

Началась разработка вакцин против вирусов HPV-16 и HPV-18. В июне 2006 года в США, а в сентябре того же года и в Европе было разрешено применение первой подобной вакцины. Годом позже вошла в обиход еще одна вакцина.

В том же 2006 году четырнадцатилетней австралийской школьнице была впервые сделана прививка против рака. Вскоре после этого в США и странах ЕС, в Швейцарии и Мексике началась кампания по вакцинации школьников от вирусов папилломы.

Опыт борьбы с другими инфекционными заболеваниями свидетельствует, что лишь всеобщая вакцинация способна пресечь распространение того или иного вируса. Пока же медики каждый год выявляют во всем мире еще около полумиллиона случаев заболевания раком шейки матки. Возможно, недавние открытия все же помогут справиться с этим страшным заболеванием и практически искоренить его.

Со временем непременно появятся вакцины и от других разновидностей рака, которые передаются бактериями или вирусами. В частности, сейчас ведутся работы по созданию вакцины против рака желудка, поскольку в подавляющем большинстве случаев он вызывается бактерией Helicobacter pylori.

Электронный нос в поисках рака?

В 1989 году авторитетный британский журнал «The Lancet» поведал историю собаки, которая заметила у своей хозяйки меланому. «Обычное родимое пятно!» – казалось женщине. Но собака всё зализывала и зализывала это пятно до тех пор, пока хозяйка, встревожившись, не обратилась к врачу. Анализ показал, что у молодой женщины – рак кожи, но злокачественное образование было выявлено вовремя, прежде чем рак поразил лимфатические узлы.

На первый взгляд странное сообщение? Но нас ведь не удивляют собаки, способные по запаху обнаружить наркотики или взрывчатку. Мы видели их не раз в криминальных телерепортажах.

Столкнувшись с этой и другими подобными историями болезни, ученые задумались о том, можно ли натренировать собак так, чтобы они отыскивали злокачественные опухоли у человека на самой ранней их стадии. Ведь чем быстрее будет замечено такое образование, тем больше шансов победить болезнь. Однако даже точнейшие приборы, которыми мы располагаем, не всегда могут заметить только что зародившуюся опухоль. Тем удивительнее, что порой животные оказываются надежнее приборов. Серия экспериментов, проведенных в разных странах, показала это. Собаки могут обнаружить даже опухоль, чей диаметр равен всего 4 миллиметрам, – в опытах такое случалось.

Собачий нос – это важный принцип диагностики, но ненадежный прибор

Так, в середине 2000-х годов сенсацию вызвал эксперимент, который поставил калифорнийский исследователь Майкл Маккаллох. Он приучил собак – трех лабрадоров и двух португальских собак-водолазов – узнавать запах, исходящий от раковых больных. Во время контрольного эксперимента «четвероногим врачам» были предъявлены более полутора сотен пластиковых емкостей. В 55 содержался воздух, который выдыхали люди, больные раком легких, в 31 емкости – больные раком молочной железы. В остальных емкостях был воздух, который выдыхали здоровые люди. Результат оказался таков. Собаки с точностью свыше 88 % могли отличить здорового человека от того, кто был болен раком.

В 2004 году в госпитале Амерсхема в британском графстве Бьюкингемшир стали использовать специально обученного кокер-спаниеля для выявления у пациентов карциномы мочевого пузыря. В 2010 году онколог Дьердь Хорват, работавший в больнице в шведском Гетеборге, обнаружил, что собаки по запаху способны отличить пробы крови, взятые у пациенток, болевших раком яичников, от других проб. В 2011 году японские исследователи из университета в Фукуоке (руководитель – Хидето Сонода) научили лабрадора отыскивать людей, больных раком кишечника. В том же году в одной из парижских клиник овчарка, обнюхав образцы мочи 66 мужчин, выявила почти всех, кто был болен раком предстательной железы: тридцать из 33 человек.

Все эти опыты доказывают, что способность собак выявлять некоторые формы рака – вовсе не выдумка любителей эзотерики.

Успехи собак в диагностике рака объяснимы тем, что при заболевании в нашем организме начинают циркулировать характерные химические вещества. Опухоли выделяют в крохотных количествах эти вещества, не содержащиеся в здоровых тканях человеческого тела. Мы не способны почувствовать столь микроскопические дозы, а вот у собаки острота обоняния в миллион раз выше, чем у человека. Она замечает эти вещества, когда они тем или иным способом выводятся из организма. Об этом говорят и сами названия тех разновидностей рака, которые выявляют животные: рак кожи, рак легких, рак мочевого пузыря, рак кишечника.

Так, может быть, в ближайшее время в онкологических клиниках в обязательном порядке появятся собаки, которые примутся помогать врачам ставить точный диагноз?

Животные действительно могут выявить некоторые виды рака на самой ранней стадии. Но это не открывает им доступ в медицинские кабинеты. Массового появления собак в белых халатах нам не придется ждать. Подобное исключено хотя бы по соображениям гигиены. Кроме того, диагностика рака с помощью четвероногих «нюхачей» – это кустарный промысел, штучная экспертиза. Собака – живое существо. Она может устать, отвлечься. В разное время, в разные дни одна и та же собака может дать различные ответы на один и тот же вопрос. Сегодня она заметит рак, завтра – пропустит.

Собака, собачий нос – это важный принцип диагностики рака и неважнецкий прибор. Но ведь тесты и приборы, которые мы используем для ранней диагностики рака, еще ненадежнее собак. Смертность от рака потому так и высока, что болезнь долго не замечают.

Хороши бы были наши успехи в борьбе с простудами, с гриппом, если бы шкала всех термометров начиналась только с 40 °C? Вылечить пациента с таким жаром врачам было бы трудно. Мы облегчаем им работу, когда беспокоимся уже при легком повышении температуры. Отправляются же лечить рак сегодня сплошь пациенты с «сорокаградусным (и выше!) жаром». И все равно врачи часто спасают их! Насколько же успешной была бы работа медиков, если бы к ним поступали только больные с самой легкой формой рака! А если бы в нашем распоряжении имелись нехитрые домашние приборы, например анализаторы выдыхаемого нами воздуха, то тогда заметить крохотную опухоль в легких было бы так же легко, как померить температуру?

Именно это и увлекает врачей, которые упорно заставляют собак отыскивать раковых больных. Когда мы будем точно знать, на какие именно запахи реагируют собаки, выявляя больных, появится возможность создать специальный прибор для ранней диагностики рака – так называемый «электронный нос». Такой прибор не надо постоянно тренировать, за ним не надо ухаживать, он не просит себе корма. По микроскопической концентрации того или иного химического соединения в дыхании ли больного или в его моче он будет обнаруживать едва зародившуюся опухоль.

Медики, например, давно ищут способ ранней диагностики того же рака легких – болезни, от которой каждый год во всем мире умирает около 1,3 миллиона человек. Спасать человека от этой болезни надо, когда опухоль только зародилась и еще не успела дать метастазы. Но в распоряжении врачей пока нет надежного средства, позволяющего выявить злокачественное образование на самой ранней стадии, когда его диаметр исчисляется миллиметрами. Заметить его зачастую нельзя даже на рентгеновских снимках. Так что тут впору положиться хоть на обостренное обоняние собак.

В распоряжении ученых также нет пока простых и эффективных тестов, которые позволяли бы выявить на ранней стадии рак яичников, рак кишечника и рак желудка. Во всех этих случаях «четвероногие врачи» уже доказали свою профпригодность.

Вот почему ученые с такой надеждой ждут появления «электронного носа», прибора столь же чувствительного к дыханию раковых больных, как и, например, нос собаки. Работы по его созданию ведутся в различных клиниках и лабораториях. Рано или поздно он появится. И тогда врачи-онкологи будут располагать средством, которое спасет множество человеческих жизней.

Пока же неясно, на какие именно вещества реагируют «четвероногие врачи», уверенно утверждая, что человек болен раком. Проблема в том, что выдыхаемый нами воздух содержит около 3500 различных молекул и имеющиеся у нас опытные модели «электронного носа» не могут определить, какие именно из этих молекул являются надежными биомаркерами, например, рака легких.

Сейчас модели «электронного носа» значительно уступают обонянию собаки. Однако, по прогнозам, уже к 2020 году ученые будут располагать надежными приборами подобного типа.

Чудесное исцеление: выдумка или реальность?

В популярной на Западе книге «Чудеса возможны» немецкий онколог и психотерапевт Герберт Каппауф приводит примеры чудесных исцелений от рака. Сюжеты от самых давних, фантастичных до обыденных, отмеченных в медицинских картах.

Ведь случаи внезапного исцеления от рака встречаются и поныне. Разумеется, они редки. И, пролистывая книгу, можно вслед за новеллой, рассказывающей о том, как в конце XIII века Господь Бог исцелил монаха Перегрина, чью ногу сжигала «раковая язва», найти документальный рассказ о некоей Барбаре Т., сорока четырех лет. После вынесенного ей диагноза «рак молочной железы» она отказалась от ампутации. Затем, к удивлению окружающих, решительно изменила жизнь. Уволилась с работы. Стала наконец заниматься собой. Скажем, по часу в день прогуливалась в лесу. Опухоль между тем продолжала расти, но женщина, словно в каком-то гипнозе, верила, что у нее все пройдет. Три года спустя сгусток в груди в самом деле исчез.

Как такое могло произойти? Сама женщина изумлена не меньше врачей и журналистов. Она знает только одно: главное в ее жизни – сын и муж. Она печалится лишь о них, а недуги… приходят и уходят. Даже столь страшные, как рак, которые, словно великий диктатор, стремятся полностью растоптать вашу личность, подчинить вас своей воле. Она же думала о ребенке, любви, летней роще. И прямо как идиотка, перестала вспоминать про болезнь. Будто та точно Луна у философов-солипсистов: закроешь глаза, и, значит, ее нет. И та вдруг взяла и исчезла.

История же медицины по сей день хранит рассказы о людях, которые были смертельно больны, но – по загадочным причинам – вдруг выздоровели. Что здесь от стародавних легенд, поучительных притч, а что – от строгих научных фактов? И можно ли их разделить – особенно там, где бездна страдания исчислена мерилом веры?

Немецкий онколог Герберт Каппауф приводит примеры чудесных исцелений

По статистике, подобный феномен – «спонтанная ремиссия (регрессия)», неожиданное выздоровление раковых больных, – наблюдается лишь в одном случае из 60-100 тысяч. При этом учитывается, что отдельные события, очевидно, остаются неизвестны врачам, поскольку выздоровевшие пациенты могли не обращаться в больницу.

Впрочем, при некоторых разновидностях рака случаи спонтанной ремиссии случаются, похоже, чаще обычного. Речь идет о карциномах почечных клеток, меланомах, лимфомах и детских нейробластомах (последние могут, например, перерождаться в доброкачественные опухоли нервной ткани). Именно на эти разновидности рака приходится до половины всех случаев чудесного исцеления. Известно, что эти злокачественные образования относятся к тем немногочисленным видам опухолей, чье развитие может длительное время сдерживать или подавлять иммунная система организма (или какие-то иные, плохо изученные пока регуляторные системы). Ни в коем случае нельзя считать, что специфика этих заболеваний характерна и для других форм рака. При наиболее частых видах недуга – например, раке легких или желудка, раке молочной железы или острой лейкемии – неожиданное выздоровление наблюдается крайне редко. Наоборот, при таких заболеваниях иммунная система поразительным образом бездействует.

В 1990–1996 годах, согласно сообщению немецкой газеты «Deutsches Ärzteblatt», в США подтвердилось 23 подобных случая, в Японии – 6 случаев, в Англии – 7 случаев, в Германии – 3 случая. Всего за указанный период было зафиксировано 50 случаев спонтанной ремиссии. Упомянутые данные далеко не полны. Ведь эта статистика вообще не содержит никаких сообщений из Китая и Австралии, стран Южной Америки и России.

Итак, точно документированные факты спонтанной ремиссии редки. Чаще встречаются случаи «мнимой ремиссии», когда пациенту впрямь был неправильно поставлен диагноз «рак» или же болезнь удалось все-таки победить благодаря выбранному курсу лечения, о чем сам выздоровевший мог в точности и не знать.

По словам Герберта Каппауфа, «в 80 с лишним процентах случаев сообщения о спонтанной ремиссии оказываются ошибочными, будь то по вине врачей, первоначально вынесших неверный диагноз, или же по неведению самих пациентов, которые восприняли положительный результат терапии за какое-то чудо». Однако в оставшихся случаях – а это почти двадцать процентов! – традиционная медицина не может пока дать приемлемых объяснений.

Можно лишь предполагать, что феномен спонтанной ремиссии обусловлен какими-то иммунологическими процессами, протекающими в организме пациента. Они-то и вызывают отмирание (апоптоз) раковых клеток. Играют свою роль и гормональные факторы. Раковые опухоли могут нормально развиваться, только когда они исправно снабжаются питательными веществами, а значит, их метастазы проникают в кровеносные сосуды. За это отвечают различные протеины. Очевидно, в некоторых случаях верх берут факторы, сдерживающие ангиогенез – образование новых кровеносных сосудов, что и ведет к отмиранию опухоли. Конечно, подобные счастливые события редки, и обычно им предшествует врачебное вмешательство, при котором большая часть раковой ткани гибнет или бывает удалена, а питание оставшихся ее участков нарушается.

Подчеркнем, что ни апоптоз, ни ангиогенез нельзя назвать «непосредственными причинами спонтанной ремиссии». Это всего лишь процессы, протекающие на клеточном уровне и вызываемые каким-то неизвестным для нас фактором. При заболевании раком, как правило, всё складывается так, что в результате мутаций процессы апоптоза приостанавливаются, в то время как образование новых кровеносных сосудов нарастает.

Американский биохимик Кэрил Хиршберг констатирует: «Мы все знаем, что излечение возможно только при участии сил, присущих самому организму, и это относится также к химиотерапии». Но что же это за таинственные силы, способные исцелить человека от рака?

Отмечены, например, случаи выздоровления раковых больных, перенесших острое инфекционное заболевание или воспалительный процесс, вызванный раной. Это объясняется, видимо, тем, что в результате иммунной реакции могут погибать не только возбудители недуга, но и клетки опухоли.

В 2005 году Хобом на страницах «British Journal of Cancer» отмечал, что в большинстве (может быть, в подавляющем большинстве) случаев спонтанной ремиссии она тесно связана с острыми инфекционными заболеваниями. Три года спустя Хобом, Грейндж и Стэнфорд написали в «Critical Reviews Immunology», что риск заболеть раком снижается у людей, страдающих инфекционными заболеваниями, которые вызывают у больного сильный жар. Иными словами, подобные недуги, как ни странно это прозвучит, можно было бы рассматривать как средство профилактики рака.

Очевидно, сказываются и психологические факторы, но пока неясно какие. Кэрил Хиршберг опросила 50 человек, чудесным образом излечившихся от рака. Как правило, эти люди отличались необычайно сильной волей к жизни. Они принимали поставленный им диагноз, но не смирялись с прогнозом. Кроме того, было опять же отмечено благотворное влияние молитв (67 % случаев). Важную роль играла и поддержка близких. Свыше 70 % опрошенных состояли в браке более 20 лет.

Впрочем, как сказано на страницах журнала «Oncology», «в настоящее время не выявлено никакой однозначной связи между определенной линией поведения пациента и его спонтанным выздоровлением». У каждого исцелившегося человека есть своя собственная философия, которая объясняет, как случилось это «чудо».

Графическое представление нормального человеческого генома

Откровения книги генов

От «генома человека» до «тысячи геномов»

Внутри каждого из нас скрывается странная, неведомая «книга»: план, по которому наше тело устроено и обречено жить. В этой «книге» (ее название – геном) записаны все наши приметы и перечислены болезни, которыми нам, вероятно, придется заболеть.

Ученые давно мечтали прочесть этот тайный план, обрекающий нас на жизнь и на смерть. Зная его, мы, может быть, поймем, – говорилось перед тем, как началось его изучение, – в какой строке надо внести поправку, чтобы избавиться от грозящего рака, подрасти до двух метров или изменить цвет кожи.

В 1990 году стартовал важнейший научный проект по расшифровке генома человека. В нем приняли участие около тысячи ученых из десятков стран, в том числе России. Это был один из самых крупных, честолюбивых и дорогих проектов в истории науки. Для его выполнения потребовалось около 3 миллиардов долларов. Объем работ был очень велик.

Каждый человек состоит примерно из 100 триллионов клеток (это число с 14 нулями!). Каждая клетка содержит весь геном, всю наследственную информацию. В ядре каждой клетки имеются 23 пары хромосом. Они определяют наследуемые свойства организмов. Фактически каждая хромосома – это одна непрерывная молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), хранящая генетический код.

Молекула ДНК свернута в клубок. Если бы удалось его размотать, его длина достигла бы двух метров. Состоит молекула ДНК из двух спирально закрученных нитей (каждая толщиной 20 нанометров). В этой двойной спирали – элемент за элементом – записана вся схема нашего организма. Ее алфавит – так называемые азотистые основания: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). Азотистые основания обеих нитей ДНК образуют комплементарные пары, причем аденин одной нити неизменно соединен с тимином другой, а гуанин – с цитозином. Всего двойная спираль ДНК содержит около 3,3 миллиарда азотистых оснований. Их комбинации бесконечно разнообразны.

На двойной спирали ДНК выделяются отдельные значимые участки – гены. В них заложена информация о том, как изготавливать те или иные протеины (белки) и ферменты – вещества, которые руководят химическими процессами, протекающими в организме. От комбинации «букв» в том или ином гене зависит, какой протеин или фермент будет «построен» или с какой частотой будут повторяться соответствующие химические процессы.

Много или мало информации содержит геном человека? Если бы мы вздумали перечислить на бумаге – «буква за буквой» – всю последовательность элементов, составивших ДНК, то нам потребовалась бы тысяча книг, в каждой из которых была бы тысяча страниц. Если выписать все «буквы» в ряд, отведя каждому значку всего один миллиметр, то надпись вытянулась бы длиннее Дуная.

На практике же вся эта «Книга книг» умещается в самых крохотных ячейках организма – в клетках. И именно она управляет почти всеми процессами, протекающими внутри нас, влияет на них, регулирует их. Эти таинственные письмена, как и предполагалось, определяют почти всё в нашей жизни: кем мы станем, мужчиной или женщиной? Какой будет наша внешность? Какими заболеваниями, недугами тела и души, мы будем страдать?

В 2001 году было объявлено о полном секвенировании генома человека (в прессе упорно говорилось о «полной его расшифровке»). Геном был секвенирован – можно сказать, записан. Однако многое в этих «записях» всё еще оставалось непонятным. Поэтому завершение проекта «Геном человека» могло означать лишь одно: начинается ряд новых проектов, участники которых занялись расшифровкой отдельных «слов» в этой «записи», то есть отдельных генов.

Ведь сделанное открытие, несмотря на всю эйфорию вокруг него, не дало представления о том, как устроен человек. В руки ученых – вновь вернемся к этому сравнению – попала книга на неведомом языке: книга, в которой не только нет ни одного знака препинания, но и все слова слиты друг с другом в единое целое.

Используя самые мощные компьютеры, ученые взялись разделять эту бесконечную строку на отдельные гены, затерянные среди всякого мусора (его в ДНК оказалось 95–97 %). Конечно, этот мусор тоже играют какую-то роль в нашем организме, но предстояло еще понять какую.

Между тем число генов у человека к концу проекта «сократилось» в разы. Ведь, приступая к работе, ученые полагали, что в нашем геноме должно быть не менее 100 тысяч генов, чтобы кодировать все особенности и функции организма. Однако оказалось, что геном человека содержит от 20 до 30 тысяч генов.

Проект «Геном человека» призван был подтвердить гипотезу о «генетическом детерминизме», о том, что всё в нашей жизни определяется генами. Однако ученые быстро убедились в том, что чрезвычайно трудно объяснить те или иные качества человека влиянием конкретных генов. Между генотипом и особенностями нашей личности нет строгой причинно-следственной связи. В нашем геноме нет «кнопочек», которые звались бы «геном храбрости» и «геном трусости», «геном жадности» и «геном щедрости»…

В 2008 году уже без особой шумихи стартовал новый крупный международный проект: «1000 геномов». Он призван был ответить на ряд вопросов: что отличает геномы разных людей? Какие гены придают неповторимую особенность человеку? Какие именно гены могут вызывать у нас определенные заболевания?

Всего к окончанию проекта были секвенированы геномы 2500 человек, представляющих разные народы, проживающие на четырех континентах.

Собранный банк данных очень важен для научного сообщества. Анализируя эти геномы, исследователи будут искать корни многих болезней. Ведь всё, что постепенно разрушит наше тело, обычно уже прописано в геноме с той или иной степенью вероятности: внесена ли эта «черная метка» еще перед нашим появлением на свет – по классическим законам наследственности, или сама жизнь (окружающая среда, наши вредные привычки) что-то изменила у нас в геноме – уже по правилам эпигенетики.

По большому счету, геномы всех людей одинаковы. И все-таки, если тщательно, по каждому знаку, сверять геномы двух конкретных людей, можно найти несколько миллионов отличий. Чаще всего они незначительны, но именно они и придают нам неповторимый облик и – свои индивидуальные медицинские показатели.

Неужели гены полностью и изначально программируют нашу жизнь?

Но есть и «большая разница». Самые заметные генетические отличия исследователи обнаружили у людей африканского происхождения, что и следовало ожидать. Ведь несколько десятков миллионов лет назад часть популяции Homo sapiens, анатомически современных людей, покинула свою прародину – Африку. Две ветви человечества очень давно разделились. За это время неминуемо должны были накопиться отличия в геноме.

…Итак, прошло полтора десятилетия с тех пор, как завершился проект «Геном человека». Сегодня процедуру «расшифровки» генома, поглотившую десять лет труда многих сотен ученых и стоившую миллиардных сумм, можно выполнить за считаные минуты, и обойдется это в какую-то тысячу долларов. Новые методы секвенирования помогают врачам, экологам и полицейским. Быстрый и дешевый метод исследования ДНК открывает новые, удивительные возможности в медицине и микробиологии.

Разумеется, проектом «Геном человека» не оканчивается исследование человеческой природы. За этим последует расшифровка всего человеческого транскриптома, протеома и метаболома, то есть совокупности всех транскриптов (молекул РНК), протеинов, синтезируемых одной клеткой или группой клеток, а также метаболитов. Нам предстоит еще многое узнать о себе.

Гены замучили или среда заела?

Так что же первично, гены или окружающая среда? Дилемма Nature (природа) и Nurture (воспитание) была сформулирована еще в конце XIX века английским антропологом Фрэнсисом Гальтоном, кузеном Дарвина, основоположником евгеники – учения о том, как, используя законы наследственности, можно было бы улучшить природу человека.

Прошло уже более ста лет, но споры о том, что именно в человеке предопределено нашим естеством (генами), а что – окружающим нас естеством («домом, в котором мы живем»), продолжаются по сей день.

Всё дело в генах, с завистью говорят одни, объясняя чей-то блестящий талант: «У них в роду все такие способные!» Всё дело в генах, с горечью говорят другие, видя, как человек страдает от наследственного недуга: «У них на роду написано болеть!»

Неужели гены определяют всё? Неужели все мы – заложники этих крохотных частиц естества? И нашу судьбу предрешают не узоры линий на ладонях, не расположение звезд, а гены? И мы с первого нашего дня, как бы нас ни лечили и ни воспитывали, обречены жить так, как единственно возможно с нашим набором генов? Против судьбы не пойдешь, а гены – формула судьбы? Или нет?!

Век биологии – век новых сражений за истину. В свое время мир уже пережил объяснение всего и вся с точки зрения механики, физики, химии… Теперь на очереди новая битва за человеческую сущность: война ведется с использованием нейронов и ДНК. Цель «последнего и решительного боя»: досконально объяснить все сокровенные тайны человека. Всему – свой биологический движитель.

Так неужели в кабинетах ученых удастся изготовить новую модель «человека прозрачного», человека, в котором не останется ни единой загадки, человека, всецело понятного, видимого насквозь? Неужели гены полностью и изначально программируют нашу жизнь? Являемся ли мы их марионетками? Неужели мы не способны измениться вообще? Или же наше поведение можно объяснить влиянием внешней среды, умением чему-то учиться? Итак, может ли человек развиваться, или всё предопределено от века?

На протяжении всего XX столетия ученые по-разному отвечали на эти важнейшие вопросы бытия. В самом начале века была популярна вульгарная теория наследственности. В 1920-х годах маятник качнулся в обратную сторону. Заговорили о теории бихевиоризма. Внезапно первопричиной всему стала окружающая среда. Самого же человека, как утверждали поклонники «новоуча» (вот оно, «время перековки»!), можно научить буквально всему. Человек есть существо перевоспитываемое. Итак, из непокорного материала он прямо на глазах превращался в пластилин, поднесенный к перстам социальных и политических ваятелей. В конце 1970-х годов империя биологов нанесла ответный удар. Преемники «теории наследственности» бросились в новую атаку. Они опирались на поразительные открытия, сделанные генетиками.

Теперь битва велась уже за первооснову человека. Поиски нематериального начала в его естестве – души, духа, сознания, эго – вылились в череду беспрерывных поражений. Новые сведения о нашей природе поступали одно за другим. В 1990-х годах, в пору работы над проектом «Геном человека», не проходило и месяца, чтобы не выявлялось: «Ген такой-то ответствен за то-то». Список казался неисчерпаемым. Среди десятков других «управделами» отрекомендовались ген авантюризма, ген обжорства, ген верности, ген робости, ген алкоголизма. Даже религиозность, политические воззрения или социальная позиция якобы передавались по наследству.

Американский генетик Дин Хэмер полемично подытожил эту позицию так: «Что касается некоторых аспектов вашей личности, то вы столь же вольны выбрать их, как и, придя в магазин, выбрать себе любую обувь. Ваша свобода обманчива. В обувном магазине у вас нет никакого выбора. У вас есть один-единственный размер ноги». То же можно сказать и о воспитании.

Однако недолгий энтузиазм сменился охлаждением. Последние десятилетия ученые-генетики не раз проводили обширные исследования, пытаясь «вырвать детей из-под родительской опеки» (читай: из-под влияния окружающей среды) и отдать во власть их собственных генов. Это не вполне удалось.

Всякий раз дети оказывались «на полпути»: на них в равной мере влияли и воспитание, и наследственность, причем некоторые черты характера родители могли выправить, некоторые не поддавались перевоспитанию ни в какую. С тем же успехом можно было левшу заставлять выводить прописи правой рукой, а «сову» будить в половине шестого утра. Как только нажим ослабевает, ребенок во всех случаях начинает вести себя по-своему.

Вот пример такого исследования. Начиная с 1979 года психолог из Миннеаполисского университета Томас Букард вел наблюдение за жизнью 127 пар однояйцевых близнецов, этих «генетических двойников», усыновленных разными людьми и воспитывавшихся в разных семьях. Причудливые, порой завораживающие параллели в их судьбах произвели фурор даже в кругах тех специалистов, что не верили в наследование душевных качеств. Согласно полученным результатам, «социально-эмоциональные качества человека определяются генетическими факторами в среднем на 46 %».

С давних времен близнецов окружает особая аура. Пары Ромул и Рем, Геракл и Ификл, Кастор и Полидевк памятны с детства – и с «детских лет человечества». С немалым интересом относятся к ним и ученые. Ведь истории близнецов – это своего рода испытательный стенд, на котором психологи и генетики пытаются понять тайны становления человеческого характера, причины жизненных удач и неудач, секретный механизм судеб. Чем обусловлены наши индивидуальные различия? Что делает нас теми, кто мы есть? Именно благодаря близнецам удается как нельзя лучше исследовать влияние на человека его собственных генов – и окружающей среды. Генетика против социал-дарвинизма – их поединок необычайно ярко проявляется, стоит только навести на них, словно увеличительное стекло, фигурки близнецов. Они будто созданы для скрупулезного анализа факторов, формирующих личность человека.

С появлением генетических тестов появляется возможность определения метода лечения конкретного человека

Психолог Дж. Лелин из Техасского университета сделал обзор всех исследований близнецов. Вывод таков: качества человека, именуемые «большой пятеркой», – экстравертность, невротизм, готовность к усвоению нового, уживчивость и добросовестность – определяются генетикой человека в среднем на 42 %.

Эти цифры – 40–50 % – повторены многими учеными, и потому им можно доверять. Очевидно, что, с одной стороны, «окружающая среда» гораздо меньше влияет на формирование личности, чем приписывали ей, например, вульгарные марксисты. Если бы личность всецело определялась средой, то никакого выдвижения талантов из низов общества и быть не могло бы. Разночинцы были бы обречены оставаться лакеями и прислугой, и о знаменитом присловье британского историка Арнольда Тойнби – «От нищеты до нищеты всего три поколения» – пришлось бы забыть.

Похоже, что гены решают многое, но, с другой стороны, решают не всё. Да, мы часто идем у них на поводу. Мы наследуем цвет глаз и волос, форму носа и оттенок кожи. Мы наследуем многие недуги. Всё, с чем мы приходим в жизнь, впрямь заложено в наших генах. Они – инструкция нашей конструкции. Именно они определяют выработку ферментов и протеинов, жизненно важных для всех клеток нашего организма. И всё же, если в генах нет какого-то уж очень серьезного изъяна, любые их вариации можно как-то компенсировать путем воспитания, влияния окружающих, подражания им.

Что могут открыть нам генетические тесты?

В 2008 году журнал «Time» возвестил: «Мы находимся в преддверии революции: пришло время появления персональных геномов». Редакция назвала тогда доступные генетические тесты «изобретением года». До этого лишь горстка ученых-генетиков имела прямой доступ к своей генетической информации.

Это и впрямь революция. Лишь с появлением генетических тестов медицина может стать наконец персональной, стать методом лечения каждого конкретного человека. Ведь наш геном – это и наш паспорт, и обширное досье на нас, и медицинская карта, где перечислены все вариации ДНК – все так называемые нуклеотидные полиморфизмы, или снипсы. Эти вариации связаны и с особенностями нашего тела (рост, цвет кожи), и с определенными болезнями.

Наличие тех или иных вариаций означает, что человек с некоторой вероятностью заболеет таким-то недугом. Допустим, риск заработать ишемическую болезнь сердца составляет 31 %, что незначительно выше, чем у среднестатистического человека. Насколько это тревожно? Это значит, что по крайней мере у 69 человек из 100, имеющих схожий «генетический паспорт», никогда не будет ишемической болезни. Зато если тест покажет, что у вас очень высоки шансы заболеть, то надо либо беречься, либо почаще проходить обследование, чтобы вовремя пресечь недуг.

Сами генетики, впрочем, подчеркивают, что толкования этой «Книги судьбы», попытки угадать, какими болезнями мы можем заболеть в будущем, на самом деле не так важны, ведь болезнь приходит к нам не только потому, что мы предрасположены к ней, но и потому, что сыграла роль окружающая среда – какие-то внешние причины подтолкнули болезнь, помогли ей развиться.

Важнее другое. Вглядываясь в ваш «генетический паспорт», специалист может понять, как на вас подействуют те или иные лекарства, каких осложнений можно ждать. Этот анализ позволит выяснить, какие наследственные заболевания вам грозят. Во всех случаях ответ придет определенный. Ведь от мутации одного конкретного гена будет зависеть и болезнь, переходящая по наследству, и эффект, приносимый лекарством. Пройдя генетическое тестирование, человек, как правило, будет знать четкое «да» – «нет», «начнется» – «не начнется», «поможет» – «не поможет».

Родители, зная, что они могут передать по наследству тяжелую болезнь будущему ребенку, могут протестировать его до рождения и, если их ждет худшее, вольны прервать беременность. Если же ребенку можно помочь, то к лечению надо приступать вскоре после его рождения, пусть даже никаких признаков заболевания еще не будет видно. Например, при врожденной фенилкетонурии, болезни, вызванной нарушением обмена веществ, ребенок быстро начнет отставать в умственном развитии, если не прописать ему с первых дней жизни особую диету.

Впрочем, даже к тому, что тест предсказал вам какое-то моногенетическое заболевание, вызванное мутацией одного-единственного гена, надо подходить осторожно, критически. Сами специалисты признаются: было бы ошибкой искать лишь характерные вариации гена вместо того, чтобы исследовать весь ген. Это – как поиск иголки в стоге сена. Даже если мы сумели отыскать «иголку» – генетическую мутацию, мы не можем знать о том, не скрываются ли в том самом «стоге» (читай: в гене) другие иголки.

Например, если у женщины есть две определенные мутации в так называемом «гене гемохроматоза» (болезнь характеризуется чрезмерным накоплением железа, что вызывает повреждения тканей и дисфункцию органов), то она может передать это заболевание детям. При тестировании и проверяют эти две позиции из 7000 возможных. Но если в этом гене найдется еще одна характерная мутация, то женщина сама может заболеть.

Понятно, что всё это очень усложняет работу. К тому же рассмотреть мутацию порой так же трудно, как ту же иголку в стоге сена, как песчинку на берегу моря. Если «иголка» не нашлась, это не всегда означает, что ее нет, – ее могли просто не заметить. Поэтому, обследуя пациента с явно выраженным наследственным заболеванием, генетики ищут мутацию до тех пор, пока не находят ее. После этого можно проводить обследование всех здоровых родственников пациента в поисках той же злополучной мутации. Вообще же очень трудно начинать поиск опасных мутаций у совершенно здоровых людей, не имея никаких подозрений и не ведая, чтобы в роду у них какие-то болезни передавались по наследству. «Стог сена» слишком велик, чтобы «иголка» в нем была выставлена на всеобщее обозрение.

Персональный геном содержит такое огромное количество генетических вариаций (счет их идет на миллионы), что люди, рассуждающие о том, как легко выявлять болезни, анализируя «персональный геном», говорят банальную нелепость. На самом деле эта задача необычайно сложна. Тут уже не столько стог сена с притаившейся в нем иголкой, тут

Гладь черноземная вдаль потянулась,

Копна, скирды и стога поднимаются

(К. Случевский),

и повсюду могут прятаться иголки, и каждая может вызвать у человека непреходящую болезнь. Найти их – работа трудна и велика.

И даже если удастся прочесть весь «генетический паспорт», досконально изучить все гены, все мутации, которые могут стать причиной заболеваний, удастся уяснить, как они взаимодействуют, «Книга судьбы» всё еще останется непонятой.

Наш геном можно сравнить с литературным произведением, которое взялся инсценировать режиссер. Листы книги мелькают у него в руках. Ту сцену он перечеркивает, ту ремарку поправляет, там вписывает пару завлекательных реплик. Что-то подобное постоянно происходит с нашей ДНК. Внешний мир – вот режиссер нашей судьбы. Он решительно, не считаясь с нашими пожеланиями, инсценирует эту книгу, которую каждый из нас таит в себе, в каждой клеточке своего тела. Влияние окружающей среды, наш образ жизни, всё пережитое нами, испытанный стресс – всё оказывает огромное влияние на ДНК. Какие-то гены вдруг перестают считываться, отключаются, какие-то, наоборот, проявляют особую активность. Поистине мы – хозяева судьбы, врученной нам по наследству. Мы и окружающий нас мир, настойчиво меняющий нас, отворачивающий от судьбы, вписанной в генах. Эту инсценировку «Книги судьбы», эту активность и бездействие генов изучает особая наука, стремительно развивающаяся в наши дни, – эпигенетика.

От таких сложностей голова идет кругом! Как объяснить всё это будущим пациентам, которые придут сдавать генетический тест, не имея ни малейшего понятия о генетике? Врачей особенно беспокоит практика «генетического тестирования по Интернету», которая непременно появится. Сколько ошибочных выводов сделают эти самозваные диагносты! Сколько судеб они сумеют поломать! Скольким людям внушат вымыслы о неизлечимой болезни! Скольких доведут до самоубийства! И, наоборот, скольким вселят ложную уверенность в том, что они здоровы, в то время как им надо находиться под наблюдением врача!

Исследователи фирмы Myriad Genetics в 1994 году первыми расшифровали последовательность букв в гене BRCA1

Наконец, большинство болезней, которые угрожают человеку, просто нельзя свести к «единому знаменателю» – выявить ген, от особенностей которого зависит, заболеет ли человек. Как правило, болезни имеют сложную генетическую природу. Развитие недуга могут обуславливать многие гены, и потому, даже заглянув в «генетический паспорт», нельзя сказать, что грозит человеку.

Тем не менее, судя по результатам социологических опросов, вера в генетические тесты, в эту «Книгу судьбы», где прописано всё, что с нами произойдет, сейчас очень широко распространена.

Можно ли патентовать гены?

В 2001 году было завершено секвенирование генома человека – прочитаны все 3 миллиарда «букв», его составляющих. С тех пор биотехнологические фирмы и исследовательские институты стали прилагать все силы для того, чтобы выявить подлинную роль отдельных генов – и использовать их для получения сверхприбылей.

Перенесемся в Нью-Йорк. Здесь, в окружном суде, в марте 2010 года обсуждался иск, поданный Американским союзом защиты гражданских свобод против фирмы «Myriad Genetics». Предмет жалобы: гены BRCA1 и BRCA2. Если они мутируют, то у женщины значительно возрастает риск заболеть раком молочной железы или раком яичников. Как правило, при таких мутациях очень быстро развиваются злокачественные опухоли. Эти разновидности генов могут передаваться по наследству, а потому любой женщине важно как можно раньше узнать, не является ли она носительницей опасного гена.

Основатели фирмы «Myriad Genetics» и были теми исследователями, которые в 1994 году первыми расшифровали последовательность «букв» в гене BRCA1. В 1995 году они же внесли немалый вклад в изучение гена BRCA2. После этого они подали заявки на патенты в США и Европейском союзе, решив запатентовать оба гена, а также методы, позволяющие обнаруживать их дефектные версии.

Вскоре фирма «Myriad Genetics» получила монопольное право проводить анализ ДНК женщин на наличие у них опасной разновидности генов, причем этим правом они пользовались в любой стране мира. Стоимость теста составляла 3000 долларов.

Однако в 2005 году после массовых протестов врачей, пациентов, ученых Европейское патентное ведомство серьезно ограничило область применения патента, а в начале 2010 года в американский суд обратилась большая группа истцов. Их волновали возможные последствия прецедента. Они опасались, что, взявшись патентовать отдельные гены, «коммерсанты от науки» на этом не остановятся. Вскоре будут запатентованы все методы диагностики болезней, вызванных генетическими мутациями.

Истцы требовали отозвать патенты потому, что гены – это основополагающие элементы любого живого организма и жизни вообще. Их нельзя патентовать. Они не созданы инженерами из биотехнологической лаборатории. Они лишь открыты человеком, но возникли задолго до нас и будут существовать, даже если мы исчезнем.

Адвокаты фирмы «Myriad Genetics» обосновывали права своих клиентов тем, что ученые изолировали упомянутые гены и очистили их от «генетического мусора». Выделенные ими гены теперь уже не те, какими были в естественном состоянии. Вот почему их можно патентовать.

В конце марта 2010 года федеральный судья Роберт Свит вынес свой приговор. Патенты, выданные Ведомством по патентам и товарным знакам США, «относятся к закону природы, а потому выданы неправильно».

Потом последовали апелляция, отмена вынесенного приговора, вмешательство Верховного суда США…

Комментируя эту историю, нобелевский лауреат Джеймс Уотсон категорично заявил: «В принципе ДНК – это только химическое соединение, но ее значение выходит далеко за рамки подобных соединений. Ее значение обусловлено тем, что она кодирует и хранит планы построения человека. И никакая юридическая монополия не должна контролировать подобные планы, планы сотворения жизни, пусть даже эта монополия выгодна каким-либо судам или самому Конгрессу».

Но какие вообще правовые основания у подобных судебных решений? Что можно патентовать согласно патентному праву?

По сути, любой патент обязан отвечать трем основным критериям. Патентуемый объект должен быть изобретен человеком, должен отличаться новизной и быть не вполне очевидным, то есть нужно все-таки додуматься до такого изобретения. Это – основные положения европейского патентного права. Чтобы что-то запатентовать, нужно вначале что-то изобрести.

Проблема в том, что у нас отсутствует четкое определение термина «изобретение». Например, в патентном законодательстве США этот термин толкуется очень широко и расплывчато. Это – «человеческое действие, которое ведет к открытию или созданию какого-либо процесса, машины, изделия или соединения материалов или же улучшению оных». В конце концов, гены можно истолковать как «соединения материалов».

Но где в таком случае начинается «изобретение» и заканчивается «открытие»? Специалисты стараются придерживаться одного железного правила: «Любое открытие обогащает наши знания, любое изобретение обогащает наши возможности». Однако опыт показал, что это правило не позволяет договориться сторонникам и противникам генетических патентов.

Вообще же изобретения бывают разными. Патентуют только те, что в чем-то превосходят имеющиеся образцы. Изобретения должны быть не просто новыми, но новаторскими, неожиданными, нетрадиционными, нарушающими принятые стереотипы.

Но ведь что касается генной инженерии, то для выделения и расшифровки любого гена используется одна и та же технология. Строго говоря, запатентовать можно было сам процесс секвенирования, когда его применили в первый раз. Расшифровка любого нового гена проводится по той же схеме, и патентовать здесь вроде бы нечего.

Кроме того, не все изобретения можно запатентовать. Европейское патентное законодательство запрещает выдавать патенты на методы диагностики, терапии и хирургии, используемые для лечения людей и животных.

Однако по законам США можно запатентовать всё, что делалось и разрабатывалось человеком.

Но каким же образом удалось запатентовать определенные гены, которые ведь не были «сконструированы», например онкогены BRCA1 и BRCA2? Сделать это можно было, только предложив новый метод их использования, «изобретя» этот метод.

Это означает, что любая фирма может запатентовать ген, если в результате проведенных ею исследований был создан метод, позволяющий использовать этот ген в медицинских целях. Однако патентом будет защищен только способ применения гена, а не сам он. Другая фирма может разработать другой метод его использования и запатентовать свой метод.

Однако грубая практика противоречит этим идеальным представлениям. Современная компьютерная техника позволяет в считаные часы расшифровать ген и определить, какой протеин им кодируется. Потом фирма, расшифровавшая этот ген, может подать заявку на патент, указав предполагаемые функции гена.

Исследователи из Цюрихского университета заметили, что звероловы, поймав дикого зверя и поместив его в клетку, с тем же успехом могли бы «запатентовать свою добычу». Ведь клетка сделана руками человека, а значит, можно патентовать любого зверя, попавшего в нее.

Сами ученые признают, что борьба за патенты мешает научной работе. Различные группы исследователей перестают обмениваться идеями и сделанными открытиями. «Ученые теперь превращаются из коллег в конкурентов, которые борются за прибыль, – пишет специалистка по биоэтике Ребекка Эйзенберг из Пенсильванского университета. – В ряде случаев мы уже имели возможность убедиться, что у них растет искушение скрыть полученные результаты или даже фальсифицировать их».

Страдают от этого пациенты. Они расплачиваются по громадным счетам, выставленным им коммерческими компаниями, и они же не получают нужной, квалифицированной помощи из-за «конкурентных войн», в которые втянулись медицинские фирмы.

В июне 2013 года Верховный суд США принял принципиально важное решение, запретив патентовать геном человека и отдельные его части. Но всегда ли и везде будет так?

Классификация молекулярных мишеней

Возможности генной инженерии

Оспа давно побеждена, случаи заболевания полиомиелитом встречаются крайне редко. В то же время в борьбе с «обычными» инфекционными болезнями медики снова и снова терпят обидные неудачи. Против многих подобных недугов у нас нет по-настоящему действенного оружия.

Каждый год во всем мире около 17 миллионов человек умирает от инфекционных заболеваний. Каждый четвертый случай смерти вызван этими болезнями.

Казалось бы, медицина добилась громадных успехов за последние два столетия. Появились многочисленные вакцины, защищающие нас от самых разных недугов, – от той же оспы до бешенства. Открытие антибиотиков, этого оружия массового поражения бактерий, обрекало их бессчетные армии на полное истребление.

Однако всё сложилось не так, как планировали полководцы науки. Естественный отбор среди бактерий привел к появлению совершенно новых штаммов микроорганизмов, которые устойчивы к действию любых лекарств. Кроме того, целый ряд вакцин, в том числе от малярии и туберкулеза, не дает надежной защиты от заболеваний. В наши дни особенно много людей во всем мире умирает от туберкулеза, который уже прозвали «белой чумой».

Наконец, из глухих областей Африки и Азии, от обитающих там диких животных, к людям переходят всё новые опасные возбудители заболеваний. В нашем глобализованном мире, где все части света, все страны соединены в единую транспортную сеть, эти болезни порой распространяются так же быстро, как огонь в степи. Вакцины против них пока нет. Врачи бессильны справиться, например, с эпидемией СПИДа. Создание любых вакцин – дело долгое, трудоемкое. Так, может быть, на помощь придут генетики? Можно ли – ввиду успехов генной инженерии – использовать ее методы и средства для конструирования таких вакцин?

При разработке новых вакцин и методов лечения ученые выискивают прежде всего молекулы-мишени. Эти молекулы (в основном, это протеины) участвуют в процессе обмена веществ, в характерных химических реакциях, протекающих в организме либо человека, либо возбудителя заболевания. И именно эти молекулы играют ключевую роль в развитии заболевания. Воздействуя на них, можно их блокировать и тем предупредить болезнь.

Можно сравнить эти молекулы с экстренным тормозом, которым останавливают разогнавшуюся машину. По идее, зная все экстренные тормоза, мы можем в любой момент «нажать на них», сдержать мчащуюся на нас болезнь. Вот почему выявление этих молекул, поиск средств, позволяющих их заблокировать, – это один из важных вызовов, стоящих перед современной медициной.

В идеальном случае активный компонент вакцины или лекарства должен соединиться с молекулой-мишенью и блокировать ее, «выключить из большой игры», которую возбудители заболеваний ведут против нас, людей. После такой процедуры, например, клетки нашей иммунной системы могут легко расправиться с проникшими в организм бактериями, потому что их «маскировка» теперь сброшена – на важнейшей ее молекуле оставлена «метка». Вирус же, к которому добавлен такой довесок, уже не может, как прежде, пробраться внутрь клетки и осесть там, как в крепости, чтобы вести атаку на остальной организм.

Расшифровка генома человека и геномов многих болезнетворных бактерий впервые дает ученым возможность воздействовать непосредственно на сами гены и кодируемые ими протеины. В то же время это позволяет понять всю громадность стоящей перед нами задачи. Ведь в организме человека содержатся многие тысячи протеинов – и любой из них может оказаться молекулой-мишенью в борьбе с тем или иным заболеванием. Вот только как отыскать нужную нам мишень из множества кандидатов на эту роль? Эта задача видится нам еще более трудной, чем было тогда, когда ученые только приступали к расшифровке генома.

Однако с выявлением возможных молекул-мишеней всё только начинается. Следующий шаг – разработка активных соединений, которые будут связывать эти молекулы и либо подавлять их функции, либо, наоборот, активизировать их, если это поможет справиться с болезнью или предотвратить ее. Эти соединения ищут в имеющихся у нас каталогах или конструируют при помощи компьютера.

Если это соединение будет найдено, то работа опять же лишь начинается. Теперь предстоит проверить, действует ли это соединение так, как показывают расчеты, и какие нежелательные эффекты оно может вызвать. В лабораторных условиях – образно говоря, в пробирке – оно может действовать великолепно, тогда как в живом организме вряд ли поможет или, наоборот, причинит вред. Чтобы выяснить это, нужны годы испытаний, опытов на животных, лабораторных, а потом и клинических тестов. Лишь немногие перспективные лекарства выдерживают эту тщательную проверку. От остальных приходится отказываться. Не случайно затраты фармацевтических фирм на разработку лекарств бывают так высоки.

Но даже когда клинические испытания закончены, всё еще только начинается. Предстоит проверить, во-первых, насколько эффективно эта вакцина защищает от заболевания, а во-вторых, не опасна ли она для здоровья. Лишь в 10 % случаев будущая вакцина выдерживает эту проверку.

Все используемые сегодня вакцины разработаны в прошлом веке. Большинство из них появились в 1950-х годах. Их создавали эмпирически, методом проб и ошибок, полагаясь на опыт и интуицию. Но всё имеет свои пределы. Этот метод давно исчерпан. Все вакцины, которые можно было создать по наитию, у нас уже имеются.

Новые вакцины теперь приходится конструировать, полагаясь на наши знания в области генетики, иммунологии, молекулярной и клеточной биологии. Эти вакцины сегодня жизненно нужны. Ведь такие возбудители заболеваний, как бациллы туберкулеза или вирусы ВИЧ-инфекции, отличаются удивительной изобретательностью. Они избегают ударов иммунной системы, прячась в самих иммунных клетках. Можно сказать, они находят убежище в домах своих киллеров. Бациллы туберкулеза, например, гостят у макрофагов – тех клеток, которые занимаются поимкой и уничтожением чужеродных бактерий. Они гнездятся в вакуолях – полостях клеток, заполненных жидкостью. Здесь они и живут, и размножаются. Их присутствие выдают только протеины, расположенные в их оболочке. Лишь когда эти протеины достигают поверхности клетки-хозяина, срабатывает иммунная защита. Активизируются Т-лимфоциты. У 90–95 % людей, инфицированных бациллами туберкулеза, лимфоцитам удается подавить активность бацилл. Они оказываются полностью изолированными и только при резком ослаблении иммунитета (это бывает с ВИЧ-инфицированными людьми) могут проявить какую-то активность.

Болезнь Альцгеймера связана со сбоем в генах

Статистика неутешительна. Два миллиарда человек во всем мире, то есть каждый третий житель планеты, заражены бациллами туберкулеза. Каждый год более 8 миллионов человек заболевают им. Более миллиона человек ежегодно умирают от этой тяжелой болезни.

Спасти всех этих людей могла бы эффективная вакцина, но ее пока нет. Используемая сегодня вакцина не защищает от заражения бациллами туберкулеза. Несмотря на сделанную прививку, человек в любой момент может заболеть им. К тому же вакцина не предохраняет от самой распространенной формы заболевания – от туберкулеза легких.

История медицины полна поражений. Остается надеяться, что с помощью генной инженерии в ближайшие десятилетия все-таки будут созданы вакцины против самых распространенных инфекционных болезней.

Можно ли исцелиться от болезни?

В большинстве случаев врачам не удается исцелить людей от болезней – в лучшем случае только излечить. Однако в будущем всё может измениться. Настоящий переворот в медицине может совершить генетическая терапия – ремонт дефектных генов, вызывающих болезнь. В конце 2012 года в Европе был разрешен к применению первый препарат, предназначенный для генетической терапии. Он должен помочь пациентам, страдающим от неизлечимого нарушения обмена веществ, которое передается по наследству. Похоже, в медицине начинается новая эпоха?

Известно множество синдромов и заболеваний, которые вызваны генетическими дефектами и не поддаются лечению. Возможно, в недалеком будущем они перестанут быть проклятием для людей. Эту вопиющую ошибку природы теперь легко будет исправить, вмешавшись в геном человека и починив его.

Впрочем, такие разговоры ведутся вот уже четверть века – с тех пор, как стартовал проект по расшифровке генома человека. Однако никакого зримого прогресса пока не достигнуто. Почему же нам так трудно справиться с генами? Почему нельзя наладить их массовый ремонт? Открыть при каждой больнице свою «геномастерскую»? И как, вообще, проводится починка дефектных генов?

Гены – главная инструкция по сборке и применению «машины по имени Человек». Они управляют развитием нашего тела, регулируют любые функции клеток и заботятся о том, чтобы организм работал безупречно – «был в полном здравии». Следуя генетической программе, наше тело функционирует в точности так же уверенно и легко, как компьютер, выполняющий свою программу. Но если в строке управления произойдет сбой, если в каком-нибудь гене нашего «программного обеспечения» выявится дефект, всё может пойти насмарку. Компьютер остановится, наше тело заболеет.

Многие болезни, преследующие нас, проистекают от неприметных сбоев в генах. Тут и такое страшное заболевание, как хорея, и многочисленные нарушения обмена веществ, вызванные опять же генетическими дефектами, и такие сложные заболевания, как диабет, рак или болезнь Альцгеймера, обусловленные самыми разными факторами, в том числе и генетическими. И даже у людей, считающих себя здоровыми, имеется немало подобных дефектов, о которых они не догадываются. В каждом из нас есть свои гены, требующие починки. Жить и дальше с ними – все равно что ездить на автомобиле, в котором десятки винтов едва закреплены. В любой момент поездка может кончиться аварией, и по вине генов мы можем заболеть.

Во многих случаях от болезни нас защищает то, что гены у нас дублируются. Мы получаем одну копию от матери, другую – от отца. Если одна из них дефектна, ее функции берет на себя другая. Однако если обе копии гена оказываются ущербными или ген существует лишь в одном варианте, то он не может выполнять свое назначение – например, кодировать какой-то важный для нас протеин. Из-за этого нарушается структура какой-то ткани, перестает нормально работать тот или иной орган.

До недавних пор медицина была абсолютно бессильна помочь людям, страдающим от дефектных генов. Могла только поддерживать их здоровье, но полностью восстановить его – нет. Постоянный прием лекарств лишь позволял заменить организму те ферменты, которые он недополучал по вине неисправного гена. Заставить его работать никакие медикаменты не могли.

Однако в ближайшие годы и тем более десятилетия всё может измениться. С начала 2000-х годов, после секвенирования генома человека, ученые в ряде стран мира работают над технологиями, которые позволили бы лечить болезнь там, где она возникает, – в «святая святых» человека, в его геноме. Цель одна – научиться заменять дефектные гены их нормальными вариантами. Так сказать, вынимать из генома одну микросхему и ставить взамен ее другую, действующую.

Для начала, разумеется, надо знать, какой ген (или какие гены) отвечают за развитие болезни. В последние годы исследователи настойчиво стремятся выявить гены, которые могут вызывать у нас то или иное заболевание. Постоянно приходят сообщения о том, что обнаружены гены, которые отвечают за развитие рака, диабета, гипертонии или болезни Паркинсона. Всякий раз рефреном повторяется фраза: «Теперь, когда нам известен этот коварный ген, мы скоро научимся его ремонтировать».

В последние годы в лабораторных опытах над животными эти планы сбываются. Мыши, страдавшие от дистрофии мышц, благодаря генетической терапии вновь начинают бегать. Злокачественные опухоли мозга сжимаются. В пробирке удалось даже справиться со смертельной болезнью – хореей.

Возможные применения новой терапии кажутся неограниченными. Однако пока мы еще очень далеки от того, чтобы вмешательство в геном человека стало рутинной операцией. Слишком сложна его схема, слишком легко, взявшись его чинить, сделать непоправимую ошибку. А подобное уже не раз бывало на рубеже 2000-х годов, когда медики решительно взялись осваивать новый, удивительный метод лечения.

Надежды и риски генетической терапии

Аденовирусы, которые использовали американские терапевты, – очень агрессивные вирусы

Осенью 1999 года в стенах Пенсильванского университета после операции умер восемнадцатилетний юноша Джесси Джелсинджер, страдавший от редкого заболевания – дефицита орнитин-транскарбамилазы, связанного с Х-хромосомой (заболевание печени). Из-за врожденного генетического дефекта его организм не мог разлагать аммиак, выделяющийся при пищеварительном процессе. В виде эксперимента ему ввели прямо в печень миллиарды генетически измененных аденовирусов, содержащих здоровую копию его дефектного гена. Но пациент через четыре дня умер.

Когда началось расследование, выяснилось, что не он стал первой жертвой генетической терапии. К этому времени таких жертв было уже не менее шести. Женщина 74 лет, больная раком кишечника, умерла от тяжелого внутреннего кровотечения после того, как ей ввели в организм клетки, измененные средствами генной инженерии. Пациентка 46 лет, больная раком молочной железы, прожила всего месяц после генетической терапии и умерла от осложнений, вызванных ею. Больной раком кишечника умер от сердечного приступа после того, как ему ввели генетически измененные аденовирусы.

Зато на первый взгляд блестящим успехом завершилась операция, проведенная врачами парижского госпиталя Неккер. Они лечили детей, страдавших врожденным комбинированным иммунодефицитом. Из-за генетического дефекта их костный мозг не мог вырабатывать белые кровяные тельца, а потому они могли жить лишь в стерильной камере, защищенные от любых инфекций. Врачи попытались ввести им нужные гены опять же с помощью вирусов, но использовали не аденовирусы, как их коллеги из США, а ретровирусы.

Для этого Ален Фишер и его коллеги извлекли стволовые клетки из костного мозга малышей и с помощью ретровирусов внедрили в них недостающий ген. Затем эти генетически измененные стволовые клетки были снова введены детям. Вскоре у них в организме появились лейкоциты. Лечение удалось. Весной 2002 года журнал «GeoWissen» восторженно писал о «возрождении надежды» на генетическую терапию.

Однако в октябре 2002 года ученых ждало горькое разочарование. В организме одного из детей – трехлетнего мальчика – начали безудержно размножаться лейкоциты. Он заболел лейкемией. Вскоре стала понятна и причина этого. Ретровирусы встроили правильный ген в самые разные части ДНК стволовых клеток. Один из генов случайно попал в тот участок, который регулирует рост лейкоцитов. Теперь они могли беспрепятственно размножаться.

Так со всей очевидностью стала ясна проблема, с которой не удалось справиться ни американским, ни французским врачам. Все использованные ими методы доставки генов были ненадежны. Пользоваться ими – все равно что выбрасывать мебель с балкона квартиры на тротуар вместо того, чтобы везти ее грузовым лифтом вниз. Как же доставлять гены в нужные части генома, взявшись его ремонтировать?

Лучшим «лифтом» для генов считаются вирусы. Фактически они состоят лишь из одного генома. Как только они проникают в клетки чужого организма, они встраивают свои гены в их ДНК. Вместе с ними туда попадает и тот самый ген, который призван заменить дефектный ген. При этом все опасные для нас гены удалены из генома вирусов. Их место занимает фрагмент ДНК пациента с внедренным в него «лечебным» геном.

Аденовирусы, которые использовали американские терапевты до случая с Джесси Джелсинджером, – это очень агрессивные вирусы. Это по их вине мы мучимся от инфекций дыхательных путей. Их можно легко ввести в клетки печени, головного мозга, кровеносных сосудов или органов дыхания.

Но у этих «троянских коней», проникающих сквозь стены любой неприступной крепости, какой может показаться клетка, есть и плохие качества. Они встраивают свои гены в ДНК клетки-хозяина ненадолго, а потому генетическую терапию надо регулярно повторять. (Разумеется, у этого недостатка есть и свой плюс: если при этой процедуре что-то пошло не так и гены аденовируса нарушили нормальную работу генома клетки-хозяина, то через какое-то время всё пройдет само собой – как проходят те же сезонные заболевания острыми респираторными инфекциями.) Другой их минус стал роковым для Джелсинджера: аденовирусы могут вызвать бурный иммунную реакцию организма.

После той американской трагедии для генетического трансфера стали использовать другие вирусы – ретровирусы. Их геном состоит не из ДНК, а из РНК и прочно встраивается в ДНК клетки-хозяина. Если генетическая терапия, проведенная с помощью ретровирусов, увенчалась успехом, то пациента удастся полностью излечить от его наследственного заболевания.

Однако лечить пациентов с помощью ретровирусов – все равно что вносить исправления в этот текст с закрытыми глазами. Всё будет вписано – и нужные слова, и недостающие цифры, но всё будет вписано куда угодно, в любую часть страницы. Вот так же и ретровирусы: они встраивают «лечебные» гены в какую угодно часть ДНК клетки-хозяина. Это может нарушить работу ее важнейших генов. Например, клетка начнет безостановочно размножаться, что приведет к развитию ракового заболевания. Первыми в этом убедились, как уже сказано, французские врачи.

Тогда во многих лабораториях начали придумывать другие способы доставки «лечебных» генов к цели.

Например, в 2003 году исследователям из Калифорнийского университета впервые удалось ввести в головной мозг обезьян нужные гены с помощью синтетических липосом – своего рода микроскопических капсул. Однако доставить иногда означает «положить куда угодно, но не на место». Запасные гены не были встроены в ДНК клеток мозга, а потому лечение пришлось повторять из недели в неделю или из месяца в месяц.

В 2006 году ученые из Национального института здоровья в Бетесде сумели переправить гены внутрь клетки, вообще не пользуясь «попутным транспортом». Для этого в лабораторных опытах они принуждали клетку с помощью электрических импульсов впустить новые гены или же РНК, блокирующую дефектный ген. В частности, таким способом они ввели четыре генетических фрагмента в иммунные клетки пациентов, больных раком кожи. Эти фрагменты содержали специфические поверхностные структуры раковых клеток, приучая клетки-убийцы иммунной системы распознавать смертоносные клетки и затем уничтожать их.

В том же 2006 году исследователи из Пенсильванского университета впервые использовали для генетического трансфера лентивирусы – род ретровирусов, к которым принадлежит и вирус ВИЧ-инфекции. Они вводили в геном лентивируса генетический фрагмент, который, будучи доставлен в клетку-мишень, подавлял активность важнейших генов вируса ВИЧ-инфекции. Тот переставал размножаться. Важно и то, что даже через три года после начала терапии у пятерых пациентов не было замечено злокачественных мутаций. «Поэтому лентивирусы кажутся нам многообещающим средством генетического трансфера для человека», – подчеркивали авторы работы на страницах журнала «Proceedings of the National Academy of Sciences».

В 2009 году исследователям из Франции и Германии удалось с помощью лентивирусов спасти от неизлечимой наследственной болезни двух мальчиков. Адренолейкодистрофия – генетическое заболевание, сцепленное с хромосомой Х. По его вине клетки не могут эффективно разлагать жирные кислоты. Те скапливаются в коре надпочечников и ткани головного мозга, и уже через несколько лет пациенты теряют зрение и слух, их поражает паралич. Помочь может – хотя бы некоторым – трансплантация костного мозга. Около трети детей, впрочем, умирают при этой операции; к тому же для многих не удается найти донора.

Для лечения мальчиков, больных адренолейкодистрофией, ученые взяли у них кровь и ввели в нее лентивирусы, чтобы воздействовать на содержавшиеся там клетки, в том числе стволовые клетки крови. Перед началом лечения у обоих мальчиков с помощью химиотерапии был разрушен костный мозг. Теперь в их организме могли размножаться только генетически измененные клетки крови, снабженные правильным («отремонтированным») геном. Примерно через 16 месяцев после начала терапии у мальчиков наметилось улучшение.

Новой вехой в генетической терапии стало 2 ноября 2012 года. В этот день в Европе был разрешен препарат для лечения пациентов, чья печень из-за генетического дефекта не вырабатывает пищеварительный фермент липопротеинлипазу. Поэтому их кровь насыщается жирами; у них рано развиваются атеросклероз и диабет; поджелудочная железа часто и подолгу воспаляется и в конце концов начинает буквально переваривать саму себя. Болезнь является неизлечимой. Людям, страдающим от нее, приходится всю жизнь соблюдать строжайшую диету – отказываться от любой пищи, содержащей жиры. Заболевание это, к счастью, редкое. Им страдает в среднем один из полутора миллионов человек.

Генная евгеника стремится создать людей с заданными свойствами

Новый препарат (он вводится путем инъекции в мышцу бедра) содержит аденоассоциированные вирусы. В них введено ядро мышечной клетки с дополнительным геном, содержащим инструкцию по производству липопротеинлипазы. Подобные вирусы безвредны для человека, поскольку они не встраиваются в наш геном, а лишь оставляют свой генетический материал в ядре клетки, и тот затем считывается. Клинические испытания, проводившиеся в течение двух лет, показали, что пациенты, принимавшие препарат, значительно реже страдали от воспаления поджелудочной железы.

Все перечисленные методы генетической терапии объединяет одно. Они направлены на борьбу с генетическими дефектами, имеющимися в клетках нашего тела. Однако этими методами можно исправить дефекты только у тех пациентов, у кого они уже имеются. Их дети все равно могут унаследовать их вредные гены, и им тоже понадобится лечение. Так будет с их детьми, их внуками…

Неужели нельзя избавиться от этого рокового проклятия? Сто лет назад энтузиасты-генетики много говорили о том, что человеческую природу нужно улучшить. Однако популярность их идей у нацистов породила стойкую неприязнь к научному направлению, которое называлось «евгеника».

Вернется ли евгеника?

Итак, можно ли раз и навсегда избавиться от вредных генов, пресечь их распространение? Для этого надо вмешаться в сам процесс зарождения ребенка, чтобы изменить набор генов, которыми снабдят его родители.

Сделать это должен новый метод «починки» генов – зародышевая терапия. Он предполагает, что дефектные гены будут ремонтироваться еще в клетках – предшественницах сперматозоидов и яйцеклеток, то есть в тех клетках, из которых формируется будущий ребенок.

Идея заманчивая. Почему одни дети появляются на свет совершенно здоровыми, а родители других вынуждены тратить огромные деньги на то, чтобы поддержать жизнь у своих несчастных детей, страдающих из-за редкого генетического дефекта?

«Трудно представить себе, что какое-нибудь правительство захотело бы помешать тому, чтобы родители дали своим детям то, что другие дети получают просто по праву рождения», – пишет Ли Сильвер, генетик из Принстонского университета, автор книги «Клонированный рай».

Но это всё полуправда. Вопрос прежде всего в том, для чего будет использована зародышевая терапия. Ведь можно не ограничиваться выключением и заменой опасных генов. Можно и «подключить» ребенку некоторые новые гены – например, те, что защитят его от некоторых инфекционных заболеваний.

Родители могут заранее позаботиться о том, чтобы будущий ребенок родился голубоглазым, чтобы он вырос высоким и широкоплечим, чтобы жил подольше, – и даже приготовят его к некоторым природным изменениям, происходящим вокруг нас: например, на генетическом уровне снабдят защитой от вредных ультрафиолетовых лучей. Ведь, если озоновый слой в атмосфере когда-нибудь превратится в дырявый экран, эти лучи станут беспрепятственно проникать к Земле (после появления над полярными областями планеты «озоновых дыр», об этой мрачной перспективе много говорилось).

Сильвер уверен, что в недалеком будущем «на рынке» появятся «улучшенные варианты человека». По аналогии с компьютерными программами их будут называть «человек 2.0» или «человек 3.0».

Нобелевский лауреат Джеймс Уотсон считает, что ученые должны взять эволюцию под свой контроль: «Если мы можем улучшить человека, оснастив его новыми генами, то почему бы нам этого не сделать? Если мы не будем использовать наши знания во благо человеку, наше промедление тоже станет этической проблемой».

Итак, люди неминуемо начнут вмешиваться в геном человека, латая и починяя его, словно примус. Однако даже эти уверенные манипуляции не гарантируют нам выживание в яростном и катастрофически меняющемся мире. Каков бы ни был наш опыт, нам не дано предугадать содрогание грядущего неба. Эволюция слепа. Она тасует варианты, ошибается, и ее ошибки часто многозначительнее наших рассуждений. Подчас случайный генетический дефект спасает куда надежнее, чем нацеленный поиск ученых. Всего не предусмотришь.

Так, появление дефектных генов, вызывающих серповидноклеточную анемию – редкое заболевание крови, в то же время защищает человека от малярии. И, наоборот, если внедрить ген, оберегающий от ультрафиолетовых лучей, это доброе дело может обернуться очередным поражением науки «перед лицом Природы», или прок в одном – повлечь убыток в другом. Так, спасенный «от озоновой дыры» может внезапно стать восприимчивым к каким-то редкостным недугам или даже не существующим пока болезням – этим будущим «ВИЧ-инфекциям», которые назовут «чумой XXV или XXVIII века». Любая манипуляция над генами, пусть самая осторожная, может принести больше вреда, чем пользы. Однако даже это соображение вряд ли остановит тех, кто будет добиваться всех мыслимых преимуществ для собственных отпрысков.

В конце концов люди начнут наделять своих будущих детей феноменальными физическими и интеллектуальными возможностями. В перспективе можно даже создать методами генетической терапии новую элиту. Тогда общество непременно расслоится на тех, кто имеет доступ к этим дорогостоящим медицинским практикам, и тех, кто обречен оставаться «второсортным человеком», «устаревшей моделью человека». Нечто подобное описал в своем романе «О дивный новый мир» британский писатель Олдос Хаксли.

Что это, страшная утопия? Может быть. Во многих странах мира зародышевая терапия пока запрещена. Считается, что она нарушает законы этики. Но, по мнению ряда исследователей, со временем строгие запреты будут отменены.

«Если эта терапия действительно окажется полезной, то почти наверняка появятся люди, которые захотят ее применять. Вслед за ними и многие другие тоже наверняка решат ей воспользоваться, это произойдет неизбежно», – полагает американский генетик Грегори Сток.

Рано или поздно отвергнутая всеми евгеника вернется – теперь уже с применением самых высоких технологий. Единственный вопрос, когда это случится, когда в наш обиход войдет «евгеника 2.0».

Ведь первая версия «евгеники» с позором была изгнана из приличного общества. Слишком тяжелые воспоминания остались от того беспримерного ража, с каким ее энтузиасты и поборники пытались улучшить природу человека каких-то сто лет назад, в первой половине XX века.

Основоположник евгеники, британский ученый Фрэнсис Гальтон, был уверен, что эволюцию человека можно ускорить. Однако в то время, как одни его последователи размышляли над тем, как увеличить число одаренных людей, другие придумывали, как избавить человечество от «балласта».

В медицине эпигенетика ставится в один ряд с эпохальными научными достижениями человечества в области естествознания

Рождение нового человека должно было сопровождаться отмиранием старого. Вершиной селекционной деятельности стали «перековка» людей в сталинском Союзе и «окончательное решение» в гитлеровской Германии. Пример же европейцам подали ученые и законодатели, жившие в другой части света, отмечает на страницах книги «Война против слабых» американский историк Эдвин Блейк.

«Война против слабых» велась ради «создания нордической расы, превосходящей все другие». Целый ряд влиятельных американских политиков и интеллектуалов в начале прошлого века думал о том, как улучшить «качество нации», как очистить ее от вредных примесей – от бедных, слабоумных, преступных, наследственно больных и, наконец, цветных людей.

«Наша страна населена людьми нордической расы, она построена ими», – писал один из ведущих специалистов по евгенике того времени Лотроп Стоддард (впоследствии он лично познакомится с Гитлером). Теперь же происходит «вторжение целых орд из альпийских и средиземноморских стран»; вместе с ними в страну устремляются «азиатские элементы – левантийцы (арабы. – А.В.) и евреи» (в качестве комментария отметим, что всего за три десятилетия, с 1890 по 1920 год, в США переселились около 17 миллионов одних только европейцев).

Мания евгеники овладела американцами. Даже элитные университеты подпали под обаяние «совершенно расистской идеологии». «Самые светлые и умные головы» в Гарвардском, Принстонском и Йельском университетах, продолжает Блейк, разработали «способ измерения интеллектуальных способностей, следуя которому можно было объявить тупицами и идиотами от 70 до 80 % всех афроамериканцев и евреев».

В стране развернулась кампания по принудительной стерилизации. Ее жертвами стали более 60 тысяч человек, в основном бедняков и людей с темным цветом кожи. Отношение к евгенике и в США, и во всем мире резко изменилось лишь в годы Второй мировой войны, когда люди увидели евгеническую практику нацистов во всей ее зловещей красе.

В каком же обличье предстанет перед нами «евгеника 2.0»? Что она принесет, зло или добро?

Эпигенетика – больше чем генетика?

После того как в середине XX века была открыта структура ДНК, долгое время считалось, что лишь генетический код организма, то есть последовательность «букв» в молекуле ДНК, определяет важнейшие особенности нашего организма, в том числе здоровье.

Однако после успешного завершения в 2001 году проекта «Геном человека» выяснилось, что вся информация о нашем организме заключена лишь в 20–30 тысячах генов, а не 100–150 тысячах, как предполагалось ранее (тогда была популярна теория «один ген – один протеин»).

Расчеты показали, что геном человека содержит всего около 8—10 мегабайт информации (!), что недостаточно даже для кодирования структуры головного мозга. Что уж говорить о нормальной работе этого сложнейшего органа, этого «персонального компьютера», спрятанного у нас в голове?

Постепенно стало ясно, что геном – это не раз и навсегда определенная схема, а очень пластичная, «подвижная» структура. С геномом как с нотной грамотой. Одно и то же произведение может прозвучать по-разному – всё зависит от акцента. Какие-то гены активизируются, какие-то выключаются, «нокаутируются», как говорят ученые. На протяжении всей нашей жизни уровень активности генов меняется.

Эти процессы исследуют представители особой научной дисциплины – эпигенетики. Всё дело в том, что активностью генов управляют внешние молекулярные механизмы, расположенные не в самой ДНК, а снаружи («эпи» по-гречески – это «над» или «сверх»). В результате за счет присоединения функциональных химических групп к определенным участкам ДНК, экспрессия отдельных генов подавляется или, наоборот, возрастает, то есть уменьшается или увеличивается выработка кодируемых ими протеинов. Например, метилирование ДНК приводит к блокировке генов, а ацетилирование включают «дремавший» прежде отрезок ДНК.

ДНК словно магнитофонная лента, пишет генетик Брайан Тернер из Бирмингемского университета: «Однако любая аудиозапись бесполезна, если ее нельзя прослушать на проигрывателе. Эпигенетика как раз и занимается такого рода воспроизводящими устройствами». Различие между генетикой и эпигенетикой, замечают специалисты, заключается также в том, что одна изучает изменения, накапливающиеся за миллионы лет, а другая – за несколько поколений.

Сегодня эпигенетика считается одной из самых перспективных дисциплин в биологии. «По значимости совершаемых в данной области открытий и масштабу разворачивающихся при этом перспектив как в фундаментальной науке, так и в практической медицине эпигенетика ставится в один ряд с такими эпохальными научными достижениями человечества в области естествознания, как теория эволюции Дарвина, открытие Менделя (основоположника учения о наследственности. – А.В.) и установление структуры ДНК, – отмечают член-корреспондент РАН В. И. Киселев и академик М. А. Пальцев. – Становится очевидно, что эпигеном высокоразвитых многоклеточных организмов является полноценной “второй информационной системой”, которая обеспечивает дополнительный мощный информационный ресурс для сложной многоуровневой регуляции их жизнеобеспечения и функционирования».

Влияние эпигенетических факторов особенно наглядно проявляется при исследовании близнецов. Так, группа ученых из Национального онкологического центра в Мадриде, проанализировав ДНК 40 пар однояйцевых близнецов в возрасте от 3 до 74 лет, убедилась, что примерно у каждой третьей пары их эпигенетический профиль – перечень включенных и блокированных генов – заметно разнился. Особенно велики различия были у пожилых близнецов, а также у тех, кто длительное время жил порознь. Похоже, что эти подспудные различия накапливались в течение всей их жизни. Со временем это всё более разводило близнецов, делало их судьбы не похожими одна на другую. В раннем же возрасте их эпигенетические профили, наоборот, были практически одинаковы. Внешние факторы только начинали совершать свою работу, тасовать «карты», сданные нам от рождения. Так что гены управляют нами, а окружающая среда все-таки находит способы дирижировать нашими генами.

Изучив факты биографии обследованных близнецов, испанские ученые убедились в следующем: чем заметнее различались их привычки, их образ жизни – питание, занятия спортом, потребление табака и алкоголя, – тем ощутимее менялся их эпигенетический профиль.

Несомненно, природа человека обусловлена как его врожденными задатками, так и внешними факторами. Эпигенетика – это своего рода мост между ними. Организм приспосабливается к среде, в которой живет, к ее условиям за счет того, что активизирует или блокирует определенные гены.

Итак, ДНК – это куда более открытая система, чем считалось прежде. Все эти генетические колесики и рычажки поворачиваются легче, чем принято считать. В какой-то мере мы и впрямь оказываемся «кузнецами своей судьбы». Приобретая те или иные привычки – опыт близнецов тому порукой, – мы сами определяем, что может с нами случиться, какими мы можем стать. Касается это в первую очередь нашего здоровья. Образно говоря, любой поступок, любой сделанный шаг может неожиданно отразиться на генетике человека. Что-то активизируется, что-то нокаутируется – и так всю жизнь. Сплошные удары судьбы!

Для биологов и медиков знание всех протеинов, содержащихся в организме, важнее, чем знание генома

Однако эпигенетические изменения нестабильны. Они быстро накапливаются, но могут и легко исчезнуть. Они регулируются процессами, протекающими в организме, а также внешней средой. Тут можно назвать и процессы, связанные со старением организма, и особенности питания, и пережитый нами стресс, и лекарства, которые мы вынуждены постоянно принимать, и даже эмоции, испытываемые нами. Научно доказано, что эпигенетические изменения, вызванные, например, стрессом, могут при определенных условиях передаваться трем-четырем следующим поколениям (этот факт вызвал в кругах ученых бурные споры, виделся многим ошибкой, каким-то лженаучным утверждением). Для нашего организма, отмечают исследователи, чрезвычайно важно, что он может так гибко реагировать на вызовы, которые бросает нам окружающая среда.

На сегодняшний день установлено, что нарушение метилирования ДНК и другие эпигенетические сигналы приводят к преждевременному старению, способствуют развитию таких патологий, как диабет, астма, псориаз, вызывают хронические заболевания и тяжелые психические расстройства (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, аутизм, шизофрения), оказывают влияние даже на то, как мы переносим инфекционные болезни. Известно, что многочисленные микроорганизмы, обитающие внутри нас, в том числе вирусы и грибы, способны менять метилирование ДНК и тем самым они заставляют наши гены выполнять то, что выгодно им.

В медицине сформировалось даже отдельное научное направление – эпигенетика рака. Ведь характерные эпигенетические нарушения известны сегодня почти для всех видов злокачественных новообразований. Они возникают уже на самой ранней стадии рака и обуславливают, как будет протекать болезнь. Эти выявленные эпигенетические маркеры должны служить своего рода мишенями для новых противоопухолевых препаратов, которые будут лечить не «рак вообще», а онкологическое заболевание вполне конкретного человека.

В каком-то смысле эпигенетика и впрямь больше чем генетика. Она может решительно менять живой организм, не затрагивая принципиальной схемы, по которой тот создан. В ближайшие десятилетия ученым предстоит досконально понять, как эти изменения влияют на наше здоровье.

Тысячи… тысячи протеинов

Итак, в 2001 году удалось составить точную карту генома человека – получить бесконечный ряд «букв», в котором среди биологического мусора затеряны отдельные «слова», то бишь гены. После этого пришло время заняться «биогерменевтикой» – истолковать добытую запись, отыскивая среди непонятицы знаков все новые гены.

Но в поисках случайных «слов» не утратим ли мы общий смысл сказанного? Гены – всего лишь «инструкция», «схема», по которой создана подлинная загадка природы: протеины, то есть белки. Говоря языком, понятным всем, гены – поваренная книга, испещренная тысячами рецептов; протеины – угощение, выставленное на стол.

Без протеинов не было бы жизни. Из них состоят бесчисленные клетки и ткани, слагающие наше тело. Они в обличье ферментов, медиаторов и других биологически активных элементов вдыхают в него жизнь. Они определяют всю нашу жизнь – наше здоровье и судьбу.

В процессах, протекающих внутри организма, участвует невероятное множество белковых молекул. Для ученых всё более понятно, что разнообразие жизненных процессов нельзя сводить исключительно к генам. Его надо искать на других уровнях – уровнях клеток и протеинов.

Именно поэтому для биологов и медиков знание всех протеинов, содержащихся в организме, представление о том, как они работают, еще важнее, чем знание генома. Однако изучить всю совокупность протеинов, понять, для чего они нужны, что за обязанности выполняют, как влияют на здоровье, гораздо труднее, чем расшифровать геном. Структура протеинов очень разнообразна. В каждой ткани, в каждой клетке нашего тела имеется бесчисленное множество протеинов.

В начале XX века они уже пребывали в центре внимания ученых. Именно тогда стало ясно, что белковые молекулы являются основными участниками жизненных процессов. Поэтому их назвали «протеинами» (от греческого слова protos, «первый», «важнейший»).

Однако в середине XX века, когда была открыта структура ДНК, всё внимание ученых переключилось на генетический код живых организмов. Протеины казались теперь чем-то второстепенным. Примерный механизм их возникновения стал понятен. Гены представляют собой, в частности, инструкцию по сборке протеинов. Еще в конце XX века считалось, что у каждого гена имеется схема всего одного протеина с одной-единственной функцией. Однако это оказалось не так, выяснилось, что всё гораздо сложнее.

Да, выработка протеинов кодируется генами; они отвечают за то, сколько жизненно важных элементов будет произведено в различных клетках – на этих бесчисленных «заводиках», из которых состоит наш организм. Все эти поставки протеинов, казалось бы, жестко распланированы от рождения, но «генеральный план нашего организма» из года в год меняется. Активность одних генов со временем может нарастать либо уменьшаться. Нарушается тогда и обмен веществ. Все эти важные события – как и образование пространственной структуры белка – никак не отмечены в каких-либо схемах (генах).

Ученые часто сравнивают наш организм с гигантской библиотекой, где каждый протеин соответствует отдельной книге. Проблема в том, что до сих пор нет полного каталога, в котором перечислены названия всех этих книг и указаны «места их хранения». Трудно вести опись в библиотеке, где книги живут своей особой жизнью, откуда-то появляются, меняются местами, регулярно обновляют названия, как статус в социальной сети.

И все же над составлением такого каталога давно работают исследователи. По аналогии с геномом – совокупностью всех человеческих генов – сумму всех протеиновых молекул, сформированных будь то в клетке, будь то в организме, называют протеомом. Геном говорит, какие процессы могут теоретически протекать внутри клетки, а протеом – судя по имеющимся протеинам – подсказывает, что в самом деле происходит здесь.

Процессы, протекающие в клетках нашего тела, во многом пока непонятны ученым. Наше незнание тем очевиднее, что мы еще плохо понимаем, за выработку каких именно протеинов отвечают многие из наших генов и от чего зависит уровень этой выработки, то есть активность генов. А ведь знание всего этого помогает понять, как развиваются различные заболевания и как добиться того, чтобы в борьбе с ними лекарства были особенно полезны. Ученые уверены, что знание протеинов, их кропотливая опись, помогут в этом лучше, чем расшифровка генома.

Анализировать протеины труднее, чем подсчитывать и оприходовать гены. Ведь иметь с ними дело хлопотно: они подчас изменчивы, как Протей; они меняют свою структуру вслед за изменением химической среды, да и, в отличие от ДНК, их вряд ли размножишь в пробирке. Если расшифровка генома была автоматизирована так, что «с ней справилась бы любая обезьяна», как едко заметил нобелевский лауреат Джеймс Уотсон, то методы анализа протеинов гораздо сложнее.

Первые обширные версии каталога всех протеинов были представлены в 2014 году учеными из США и Германии. Они выявили в изученных ими тканях тела соответственно 84 и 92 % протеома, обнаружив около 18 тысяч протеинов.

Как отмечает журнал «Nature», около 10 тысяч протеинов составляют, можно сказать, основу нашего протеома. Они встречаются едва ли не в каждой клетке и каждой ткани тела. Очевидно, они поддерживают нормальную работу клеток и контролируют их состояние. В то же время множество других протеинов присутствуют лишь в определенных органах и тканях. Они придают этим частям тела их неповторимый облик, определяют их нормальную работу.

Подобные исследования являют собой важный шаг на пути к полной расшифровке протеома человека. Эта работа займет еще много времени, потребует немалых усилий, но первые каталоги протеинов уже составлены.

Пока ученые еще очень далеки от того, чтобы досконально описать структуру всех имеющихся у нас протеинов – «исчислить» их до последней аминокислоты. Но эту работу надо выполнить, чтобы выяснить, например, все мутации, дефекты и разновидности протеинов, присутствующих в нашем организме. Ведь те же мутации очень заметно влияют на работу протеинов. Многие из этих изменений могут оказаться вредными – они порождают различные болезни, от которых страдает человек.

Каталог протеинов нужен прежде всего для выбора молекул-мишеней – тех молекул, на которые должны воздействовать лекарства, чтобы победить недуг. В будущем, зная протеом конкретного пациента, можно будет подобрать ему персональные лекарства. Болезни будут лечить применительно к анатомии и физиологии человека, выбирая препараты, которые нужны именно ему.

Важно, что протеом очень чувствителен к нашему образу жизни. Активность генов, а значит, и выработка протеинов меняются не только с возрастом, но и под влиянием окружающей среды, а также в зависимости от нашего здоровья. Вот почему одни и те же лекарства хорошо помогают одним больным, страдающим от такого-то недуга, и ни на йоту не улучшают состояние других. Это касается, например, противораковых препаратов.

Лишь учитывая влияние протеинов, зная их состав и количество, можно подобрать пациенту индивидуальный курс лечения, прописать лекарства, которые помогут именно ему. Кроме того, у ученых появляется возможность досконально узнать, как меняется состав протеинов при том или ином заболеваний. Всё это приближает время персональной медицины, нужной каждому отдельному человеку, по-настоящему спасительной медицины. Так закладываются основы медицины завтрашнего дня.

По мнению некоторых ученых, наш мозг – это особая железа, которая выделяет мысли

Феномен мозга

Серое вещество нашего «Я»

Любовь, ненависть, скорбь – как возникают эти чувства? Как рождаются мысли и идеи? Современные исследователи мозга стремятся разгадать его тайны. «Грецкий орех», «серое вещество», «Сорбонна, которая всегда с тобой» – или комочек ткани, весящий кило с лишком. Неповторимое «я», сплетенное из бесчисленных нервных клеток. Живой компьютер, обрабатывающий более миллиарда сигналов кряду. Мозг. Орган тела. И – вместилище души? Старые споры разгораются с новой силой – как в любой науке на очередном витке исследований.

Еще недавно специалисты, изучавшие мозг, были дуалистами по убеждению. Сознание для них пусть и являлось атрибутом живой материи, то есть головного мозга, но утверждать, что духовное – лишь продукт материального, они не решались. Сегодня становится все больше приверженцев «монистической теории».

Для них секрет сознания в том, что – подобно всякой железе, выделяющей определенные секреты, – мозг, эта «мыслительная железа», выделяет мысли. Повредится она, и мысли начнут источаться с перебоями – в сознании человека возникают провалы. Примеры тому сторонники этой идеи черпают из клинических исследований.

– Врач М. Л. после инсульта стал проявлять поразительное безразличие. «Вы можете рассказывать ему, что его жена больна раком, – он лишь порекомендует курс химиотерапии, но вот огорчиться он теперь органически неспособен», – говорит его лечащий врач.

– М.Б. после инсульта перестал узнавать свое отражение. На вопрос, что он видит в зеркале, он не знает ответа. Какой-то ящичек в его мозге закрылся наглухо, и теперь – при виде зеркала – из него не может выбраться мысль. В то же время он хорошо понимает, что всё, происходящее с ним, происходит именно с ним.

Нет, это всё не случайно, твердят монисты. Сознание – лишь «форма доступа к накапливаемой внутри нас информации, поступающей извне». Мы обречены видеть мир под собственным углом зрения. Сознание – это данный нам «микроскоп», в который мы рассматриваем картину мира; он не похож ни на чьи иные приборы, и если на стекле микроскопа появятся пятнышки и трещинки («повреждения мозга»), то и мир для нас – после болезни – будет с изъянами.

Когда же наш мыслительный автомат исправен, то всякий раз при получении новой информации что-то в нем срабатывает, «вспыхивает, загорается, стрекочет, фырчит» – машина в порядке, одним словом. Так из сложнейшего узора миллионов нервных импульсов рождается чувство или мысль. Эту гипотезу монисты стремятся подкрепить результатами томографических исследований.

По их словам, уже найден участок мозга, отвечающий за самосознание – за сознание того, что «это» происходит именно со «мной». Обследования пациентов с нарушенным самосознанием позволили предположить, что их болезнь связана с повреждением определенного участка коры головного мозга, лежащего в правой теменной доле.

Кора мозга – новейший его отдел. Ее гипертрофированное развитие отделяет человека от большинства его животных предков, ведь кора мозга специфически увеличена именно у высших приматов. С увеличением коры, убеждены монисты, ее строение достигло той степени сложности, при которой материя неизбежно – автоматически – «рождает» дух.

Подобная гипотеза идет вразрез с традиционными представлениями о человеке. С глубокой древности люди верили, что сознание (разум, дух, душа) имеет сверхъестественную природу – его «вдохнул» в человека Бог. И пусть религиозные подпорки были уже давно не нужны зданию Науки и отброшены его строителями, человеческое сознание все равно оставалось «чем-то загадочным».

«Как материально обосновать дух? талант? те или иные душевные качества? наконец, гениальность человека?» – этот вопрос считался едва ли не ключевым в исследованиях головного мозга. Монисты дают ответ, достойный «компьютерного века»: сознание само собой зарождается в чрезвычайно сложных организмах. Это эволюционно выгодно: они получают преимущество в обработке информации.

Однако, вопреки уверенности монистов, новые технологии позволяют лишь следить за изменениями сознания, но объяснить, как оно рождается, не могут. Сознание – как огромный симфонический оркестр: вот и инструменты лежат на стульчиках, и понятно, какие звуки издадут скрипки, тромбоны или альты, но как это вдруг зазвучит вместе – неясно. Какому дирижеру подчиняются все участки мозга, наигрывая мелодию нашего «я»? Почему одни «мозговые оркестры» исполняют – брависсимо! – божественные концерты, а другие шумят-гудят, как крыловский квартет? В этом всё та же тайна, как и тысячи лет назад, в пору отсылок по всем вопросам к «Иже на небеси».

Пока ученые могут говорить лишь «о группах струнных» – об отдельных группах инструментов. Одна и та же информация – «одни и те же ноты» – рассылается сразу по нескольким адресам, а потому стоит нам, например, мысленно произнести какое-то слово, почуять какой-то запах или редкий вкус, сосредоточиться на этом, как в игру вступят разные инструменты. Откуда-то из глубины сознания всплывут давно забытые зрительные и звуковые впечатления.

Классическая иллюстрация к тому: «Я машинально поднес ко рту ложечку чаю с кусочком бисквита. Но как только чай с размоченными в нем крошками пирожного коснулся моего нёба, я вздрогнул: во мне произошло что-то необыкновенное… Воспоминание ожило. То был вкус кусочка бисквита, которым в Комбре каждое воскресное утро… угощала меня, размочив его в чаю или липовом цвету, тетя Леония. Самый вид бисквитика ничего не пробуждал во мне до тех пор, пока я его не попробовал» (М. Пруст, пер. Н. М. Любимова).

Согласно новейшим данным, нейроны, обрабатывая или храня информацию, образуют определенные «союзы по интересам». Выведите из строя узловой участок этого союза, и он перестанет существовать. Известен случай, когда у больного в мозгу «захлопнулся» ящичек, где хранилась информация обо всех круглых предметах: он потерял способность именовать круг, колесо и даже Солнце, этот «желтый кружок на небесах». Постоянная учеба развивает мозг, расширяет эти союзы. Соответствующие его участки разрастаются, как мышцы у атлета.

Схема типичного синапса

– Так, ученые из Мюнстерского университета определили путем томографического исследования, что у скрипачей, когда они пользуются «рабочей рукой», площадь активного участка мозга на треть больше, чем у обычного человека, не привыкшего так тонко чувствовать каждое движение пальцев.

– Исследования показали также, что у таксистов часть мозга, отвечающая за припоминание географии местности, заметно больше, чем у тех, кто привык передвигаться по городу пассажиром.

Так что наш головной мозг – это постоянно строящийся объект, извечный «долгострой» Природы, и секреты его работы еще предстоит открыть. Можно лишь сказать, что «путешествия по следам сознания» продолжаются в наши дни с неменьшей энергией, чем сто лет назад, когда казалось, что «материально обосновать гениальность» – это так просто.

Сегодня, даже заглядывая в прошлое и осматривая череду звериных инстинктов, ученые не могут понять, когда и как ее пополнило нечто необъяснимое – сознание. «Похоже, что с его появлением во Вселенной родилась новая реальность, которую нельзя создать, комбинируя существовавшие прежде реалии, – отмечает американский невролог Колин Макгинн. – И нас мучит всё тот же вопрос: как в материи зародилось сознание? Как эволюция превратила воду биологической ткани в вино сознания?»

«Дорожная карта» мозга

Наш мозг остается загадкой и поныне. Запечатлеть на одной карте весь мозг со всеми его нервными клетками, волокнами и схемами их соединения (синапсами) – вот честолюбивая задача, будоражащая умы ученых. Недаром представители разных областей науки – нейробиологи, физики, математики – увлечены сейчас крупнейшим проектом в области исследования головного мозга. Они хотят составить точную его карту, содержащую все его синапсы и нейроны. Эта грандиозная карта, от создателей которой, по идее, не должен ускользнуть ни один извив человеческой мысли, получила название «Connectom» – по аналогии с «геномом», описью всех генов, содержащихся в одной-единственной клетке.

Речь идет о поистине грандиозной задаче, ведь мозг состоит из 100 миллиардов нервных клеток, ну а количество синапсов – на несколько порядков выше. На этой карте ученые увидят, как связаны друг с другом отдельные области мозга и где располагаются важнейшие «информационно-транспортные узлы» громадной сети под названием «Мозг». Быть может, теперь нам удастся, наконец, узнать, каким образом мы обдумываем и понимаем всё происходящее вокруг?

За минувшие два века ученым удалось описать многие области мозга и отметить их функции. Но продвинуться этим путем к желанной цели – постижению самой сути нашего мышления – так и не получилось. Последние тайны головного мозга ускользали от нас. Неистощимая деятельность его оставалась «скрыта в потемках», незримо протекала в толще серого вещества. Всем предыдущим исследованиям недоставало охвата и систематичности. Всё это должен был с лихвой восполнить новый международный проект.

Впрочем, среди самих ученых нет единого мнения по этому поводу. Немало специалистов сомневается в том, что, занявшись пересчетом клеток и синапсов, мы поймем что-то важное в сути мыслительного процесса. Так, опытный библиотекарь, записав, как расставлены книги на полках, сколько всего полок, сколько книг, какого цвета их обложки и какова конструкция стеллажей, вряд ли сумеет по собранным данным сказать, сколько вверенных ему «единиц хранения» осмысляет исторический опыт России в XIX веке, а сколько – посвящено краеведению.

Одна из главных проблем, признают сами исследователи, заключается в том, что мы не можем четко разграничить отдельные структуры мозга. Их функции частично перекрываются. Это все равно что печень, прибегнем к анатомическому сравнению, станет вдруг сокращаться, как сердце, взяв на себя часть его обязанностей. Трудно представить такое. Но в различных отделах мозга нечто подобное совершается сплошь и рядом. «Печень» переплетается с «сердцем», «легкие» – с «почками». Или, обходясь без метафор, отметим, что в одной и той же точке мозга могут сходиться нервные волокна, ведущие из самых разных его отделов. Да, есть очевидная связь между анатомией мозга и его динамикой. Если мы будем знать, как обустроены нейрональные сети головного мозга, то можем предсказать, как он работает. Но ни один анатом не в состоянии пока распутать все эти хитросплетения нейрональных сетей, отыскать, что чему принадлежит.

Итак, цель участников проекта «Connectom» — это полное сканирование головного мозга человека. Однако при тех технологиях, которыми мы располагаем, подобная задача будет выполнена очень и очень не скоро.

До сих пор лишь одна-единственная группа исследователей отважилась создать трехмерную картинку головного нервного узла, на которой были бы отображены все клетки и синапсы. Разумеется, речь не идет о мозге человека. Подобной чести был удостоен крохотный червь Caenorhabditis elegans.

Ученым из Кембриджского университета удалось установить, что нервная система червя устроена очень просто. У него имеются 302 нервные клетки. Схема их соединения у каждого червя одинакова. Теперь мы точно знаем, какие нейроны нужны червю, чтобы ощущать запахи, осязать или чувствовать жару; нам известны все его синапсы.

Однако расшифровка даже этой примитивной схемы заняла долгих четырнадцать лет. Подсчитано, что при таких темпах понадобилось бы 3 миллиона человеко-лет, чтобы так же подробно описать участок полушария мозга человека длиной всего два миллиметра. Общий же объем информации, хранящийся в человеческом мозге, превышает (!) объем информации, накопленной всеми компьютерами мира.

Не случайно участники проекта «Connektom» предпочитают пока «теорию малых дел» – небольшие, но выполнимые в обозримом будущем задачи, приближаясь к непостижимой тайне мозга со скоростью, которая удивит самых медлительных улиток и черепах.

«Connektom» находится на переднем фронте науки, но вот постановка работы во многом старомодна, как признают участники проекта. Даже его идея вызывает отторжение у многих ученых, занимающихся проблемами мозга. Вот типичное мнение оппонента. «Я настроен скептично. Сторонники проекта ожидают, что, анализируя нервные соединения, нам удастся понять, как работает мозг, но пока мы очень-очень далеки от этого. Мы не понимаем даже самых простых вещей, как, например, мозг накапливает информацию. Кроме того, мы не учитываем, насколько же индивидуально разнится головной мозг отдельных людей» (Кристиан Элгер, невролог, клиника Боннского университета).

Разумеется, сама по себе «дорожная карта», то бишь схема соединений всех нейронов мозга, не раскроет окончательно его тайн. И все же, по мере сканирования мозга, нас ждет немало открытий. Полная расшифровка генома тоже позволила узнать поразительные вещи. Разве мы могли подумать, что у нас, людей, наберется лишь немногим больше генов, чем у мухи дрозофилы, хотя мы-то всегда считали, что по уровню развития гораздо выше ее?

…С появлением новых технологий все больше специалистов, занятых исследованием мозга, охвачены настоящей эйфорией. Так что же предстанет нам на новой, необычайно подробной карте мозга, которую предстоит создавать десятилетиями? Какие важнейшие пути распространения нервных импульсов проступят на ней сквозь белые пятна, все еще здесь остающиеся? Наука о мозге переживает новый подъем. Как генетика – пятнадцать лет назад, когда завершалась расшифровка генома. Как астрономия – двадцать лет назад, когда космический телескоп имени Хаббла заглянул в даль Вселенной и увидел множество объектов, не различимых прежде.

Пирамидный нейрон коры головного мозга

Пока же регулярно появляются всё новые сообщения об открытиях, сделанных в рамках проекта «Connektom». Так, в конце 2015 года на страницах журнала «Nature Neuroscience» опубликован отчет ученых из Йельского университета, которые убедились, что каждый человек думает по-своему, каждый уникален. Образцы нашего мышления так же неповторимы и индивидуальны, как отпечатки пальцев. Этот характерный «ритм» обдумывания у каждого человека остается неизменным, какую бы задачу он ни взялся решать.

В свою очередь, по этому «узору активности» мозга можно определить, насколько человек способен логически думать и решать сложные, неожиданные проблемы. Если бы в старинном Китае изобрели не только компас, но и томограф, то, наверное, томограмма заменила бы экзамены на знание конфуцианского канона, которые столетиями сдавали тамошние кандидаты в чиновники. В будущем же подобный анализ активности мозга позволит выбирать индивидуальную терапию при лечении людей с нарушениями психики. Несомненно, улучшится и диагностика таких заболеваний, как эпилепсия и шизофрения.

Время заполнять «дорожную карту» мозга пришло!

Нервные клетки не восстанавливаются?

Странно устроен человек. Почти все наши клетки неизменно обновляются. Лишь мозг, самый важный орган тела, обделен этой счастливой судьбой. С момента появления на свет число нейронов в нем неизменно убывает.

Эта неутешительная доктрина долго считалось непререкаемой. Известный испанский ученый Сантьяго Рамон-и-Кахаль, нобелевский лауреат 1906 года, напрасно искал «новорожденные» нейроны в головном мозге человека – их не было. Казалось бы, точку в этих исследованиях поставил американский нейрофизиолог Паско Ракич в 1985 году. Изучив сотни образцов мозга обезьян, он категорично заявил: «В головном мозге ни одного взрослого животного не удалось найти хотя бы одной-единственной новой клетки, наделенной морфологическими особенностями нейрона».

Разумеется, ученые нашли объяснение, почему у ящериц и других примитивных созданий мозг всю жизнь прирастает нейронами, а мы этого прибытка лишены. Каждый наш нейрон со всеми его связями, материализующими опыт, неповторим. Для примера: крупный нейрон коры головного мозга может иметь десятки тысяч синапсов. Как перенести их на новую клетку?

Тем временем зоологи понемногу подтачивали прежнюю догму, оставляя человека на островке, окруженном бессчетными «примитивными животными». Так, в 1965 году Джозеф Олтман и Гопал Дас из Массачусетского технологического института, используя маркирующие вещества, выяснили, что в головном мозге мышей все-таки появляются новые нейроны.

В начале 1980-х годов американский биолог Фернандо Ноттебом, исследуя головной мозг самцов канареек, обнаружил, что его отделы, отвечающие за разучивание мелодий, то расширяются по весне, когда птицы пытаются привлечь пением самок, то позднее сжимаются. При этом меняется и число нейронов!

Значит, у многих животных есть потенциал для восстановления ткани мозга. А человек? Неужели он этим обделен? Ведь другие части нашего тела могут восстанавливаться благодаря стволовым клеткам – прототипам всех остальных клеток. Они словно семена: если где-то повредится телесная ткань, организм бросает это семя, и оно вырастает, например, клеткой печени или хряща.

Перелистывая сводку открытий, обязательно упомянем, что в 1990-х годах стволовые клетки – прямые предшественницы нейронов – были обнаружены в головном мозге крыс и обезьян, весьма умных млекопитающих. Появилась надежда, что и в их мозге могут возникать новые нейроны.

Наконец, в 1998 году немецкий биолог Эберхард Фукс и американский психолог Элизабет Гоулд, обследуя обезьян, обнаружили в их мозге новые клетки. Выяснилось и основное место их рождения: гиппокамп – отдел мозга, играющий ключевую роль в формировании памяти. Очевидно, там на протяжении всей жизни обезьян из стволовых клеток постоянно возникают тысячи новых клеток. Впрочем, общее число нейронов в мозге обезьян почти не меняется, поскольку старые нейроны теми же темпами отмирают.

Однако этот и другие опыты не могли доказать, что такой же механизм действует в головном мозге человека. Сама постановка такого опыта над Homo sapiens была бы немыслима, ибо без скорого вскрытия нельзя убедиться в изменениях, произошедших в мозге.

Помогла случайность. Шведский нейробиолог Петер Эриксон узнал, что в онкологических клиниках применялся тот же маркирующий препарат, бромдеоксиуридин, который в опытах с обезьянами помогал отыскивать новые клетки мозга. Здесь он был нужен, чтобы следить за ростом опухоли мозга. Позднее, в том же 1998 году, обследовав мозг пациентов, умерших от рака, ученый убедился, что в их гиппокампе вплоть до смерти каждый день возникало от 500 до 1000 нейронов.

Долгое время неврологи считали мозг взрослого человека чем-то на удивление статичным, неподвижным. Жесткой, застывшей структурой, которая не способна меняться. Слова Рамона-и-Кахаля, сказанные им в 1928 году, звучали как приговор: «В головном мозге взрослого человека нервные пути остаются неизменными. Всё здесь может лишь умереть, но ничто не может восстановиться».

Однако теперь мы понимаем, что наш мозг – все-таки поразительно гибкая структура. Он может и приспосабливаться к тому, что происходит с ним, и меняться в ответ. Вопреки прежним предрассудкам, здесь вызревают всё новые нервные клетки – те самые, что, считалось, могут лишь безвозвратно гибнуть в глубинах мозга.

На этой способности мозга – его, говорят специалисты, «нейропластичности» – медики основывают теперь свои надежды, приступая к лечению людей, получивших тяжелые черепно-мозговые травмы. Утраченное можно вернуть! Надо лишь побудить мозг встряхнуть свое оцепенение и заново учиться делать то, что могла пострадавшая из-за болезни или травмы его часть.

Какие же факторы влияют на этот процесс? Опыты над теми же обезьянами показали, например, что приносит особенный вред тканям мозга. Так, даже небольшой стресс подавляет появление новых нервных клеток. Вероятно, это связано с действием гормона стресса – кортизола. В опыте Элизабет Гоулд самцов сгоняли в тесную вольеру и запирали там. В такой «нервной» обстановке всего лишь часа было достаточно, чтобы число новых нейронов снизилось примерно на треть.

Таким образом, тот факт, что при стрессе страдает способность думать и запоминать, имеет не только физиологическую, но и анатомически точную причину.

Астроциты – самый многочисленный и наиболее важный тип клеток

«Хронический стресс препятствует появлению в гиппокампе новых нервных клеток, – пишет американский психиатр Тарик Перера. – Это приводит тому, что человек перестает воспринимать что-то новое вокруг себя, какие-то необычные мелочи. Он не замечает даже, что ситуация стала иной, всё меняется постепенно к лучшему, но он по-прежнему всё время мрачен – вот именно это мы, психиатры, и называем депрессией».

Наш мозг – блокнот, где мы спешим записать впечатления, лишь бы под рукой оказались новые страницы. Отдыхая или работая в спокойной обстановке, мы принимаем как должное то, что каждую минуту в блокноте открывается такая страница. Мы с интересом исписываем ее нашими мыслями и чувствами. Что-то еще нам уготовила жизнь? В следующий час! В ближайшую минуту! Нам интересно жить. Другое дело, когда мы придавлены стрессом. Все валится из рук, а тут и блокнот наших мыслей внезапно кончается. Ни одного нового листка! Мы торопливо пишем поверх прежних впечатлений, стирая их. Жизнь становится скучным, серым фоном, как донельзя исчерканная страница блокнота. Нам нет сил ни читать ее, ни жить так. Мы в депрессии, и хочется одного: забыться и заснуть.

«Резонная мечта!» – как заметят теперь ученые. Избавленные от гнета обстоятельств и влияния стрессовых гормонов, нервные клетки в головном мозге хоть чуть-чуть восстанавливаются.

В отдельных опытах удалось наблюдать рост нейронов не только в гиппокампе, но и в других частях мозга. Если удастся понять, что за механизм приводит к появлению здесь новых нейронов, станет ясно, почему при болезнях Альцгеймера или Паркинсона эта программа не работает.

В XX веке мы научились омолаживать свою внешность. Странно читать старинные книги, где сорокалетних людей порой именуют «стариками» и «старухами». В наши дни многие до преклонных лет сохраняют красоту и бодрость тела. Примеры показывают, что свежесть ума человек тоже может сберечь до глубокой старости. Когда эти случаи станут закономерным явлением? Мозг человека должен быть «вечно молодым». Девяносто лет – хороший возраст, чтобы думать как подобает истинному мудрецу!

Астроциты, новые звезды на карте мозга

Наш головной мозг – это громадная сцена, населенная труппой блистательных актеров – нейронов. Ближе к декорациям, в глубине сцены, почти закрытые этими яркими героями, держатся статисты, «кордебалет» – клетки нейроглии, или глии (от греческого glia, «клей»), вспомогательные клетки нервной ткани.

Такое пренебрежительное отношение к ним сложилось еще в XIX веке, когда Рудольф Вирхов посчитал их чем-то вроде бездушного, мертвого материала, наполняющего мозг, где жизнь пульсирует, бьется только в нейронах. Глия лишь поддерживает нейроны, служит им опорой, питает их. После вынесенного приговора прошло более ста лет. Он не менялся. Ученые были убеждены в этой расстановке творцов наших мысленных пьес, в разделении их на героев и статистов.

Однако новейшие приборы, позволившие заглянуть в недоступные прежде глубины мозга, заставили нас переменить взгляд на происходящее там. Ведь те самые клетки глии, на фоне которых, считалось прежде, как молнии, сверкают мысли, те клетки глии, что, казалось, лишь обволакивают и защищают нервные клетки – нейроны, играют совсем не ту роль, что отводилась им ранее. В последние полтора десятилетия ученые всё чаще убеждаются в том, что эти статисты вовсе не согласны с навязанными им неприметными ролями – они участвуют в чем-то более важном.

До недавнего времени клетки глии можно было исследовать лишь in vitro, то есть вне живого организма, – в специально приготовленных срезах головного мозга или в клеточных культурах. Лишь благодаря двухфотонным лазерным микроскопам у нас появилась возможность увидеть живую ткань мозга, наблюдать за ней in vivo — в естественных условиях, ведь эти приборы всматриваются на миллиметр в глубь мозга, то есть в 20 раз глубже, чем прежде.

Нам, привыкшим быть мерой всех вещей, этот миллиметр кажется чем-то неосязаемым. Однако, переносясь в глубь головного мозга ровно на один миллиметр, мы проникаем уже в кору мозга, а это самая интересная его часть, средоточие высшей нервной деятельности. И именно здесь, наряду с нейронами, находятся все известные нам типы клеток глии.

Имеются три основных типа этих клеток: олигодендроциты, астроциты и микроглиальные клетки (микроглия). Первые изолируют нервные волокна, словно оболочка кабеля изолирует провод, по которому течет ток.

Другой тип клеток – астроциты – самый многочисленный и наиболее важный. Считалось, что они снабжают нейроны питательными веществами. Но их роль, как выясняется, гораздо важнее. Без них головной мозг не мог бы нормально работать. Когда ученые заглянули в глубь мозга, они увидели, что между астроцитами и нейронами налажено тесное сотрудничество.

Между астроцитами даже передаются сигналы – только не электрические, как между нейронами, а биохимические. Они «переговариваются» при помощи глутамата – важнейшего медиатора, используемого клетками мозга. Нейроны легко понимают тот язык, на котором общаются астроциты. Между теми и другими клетками ведется настоящий диалог. Это означает, что астроциты оказывают влияние на нейрональную активность и, стало быть, могут участвовать в передаче информации в нашем мозге. До сих пор это считалось привилегией нейронов.

Возможно, этот механизм играет роль при эпилепсии, когда в какой-то части головного мозга пациента все нейроны вдруг возбуждаются абсолютно синхронно. Человек теряет контроль над собой и начинает биться в болезненных судорогах – его настигает приступ «падучей». Так, может, причину болезни надо искать в тех таинственных клетках глии, что обволакивают нервные волокна отовсюду, дирижируя ими?

Не менее интересны и еще одни клетки глии – микроглиальные клетки. По своему происхождению они разительно отличаются от нейронов или астроцитов, ведь они не являются частью нервной ткани, а состоят в родстве с клетками иммунной системы. В центральной нервной системе они и выполняют функции иммунных клеток. Ранее предполагалось, что в здоровом мозге микроглиальные клетки пребывают в своего рода спячке. Активизируются они, лишь когда мозг заболел – когда он поражен инфекцией, разбит инсультом или страдает от нейродегенеративного заболевания, например болезни Альцгеймера или Паркинсона.

Однако реальность оказалась иной. Так, ученые из Института медицинских исследований в Гейдельберге в опытах с живыми мышами убедились, что в здоровом мозге зверьков микроглиальные клетки не бездействуют. Наоборот, они, словно облако, постоянно меняют свои очертания. Через каждые несколько минут у них появляются новые отростки, напоминающие щупальца. Клетки поводят ими, словно осязая пространство, окружающее их. Вот они сжимаются вокруг отмершего клеточного материала, выносят его, как мусор, а затем отростки снова втягиваются – и вот их уже не видно.

Фотографии, сделанные при помощи двухфотонного микроскопа, показывают, что микроглиальные клетки своими «щупальцами» дотрагиваются до всего, что их окружает, – до астроцитов, нейронов, кровеносных сосудов. Они как будто проверяют, исправны ли эти клетки и сосуды. Если их и сравнивать со «скорой помощью», готовой приехать по вызову, то это такая «скорая помощь», которая уже позвонит вам в дверь, когда вы только направитесь, чтобы вызвать ее по телефону. Микроглиальные клетки постоянно следят за состоянием ткани мозга, чтобы, например, в случае инсульта быстро вмешаться.

Зеркальные нейроны играют ключевую роль в понимании действий, совершаемых другими

«Это открытие, – отмечалось в журнале “Science”, – подтверждает гипотезу о том, что микроглия образует первую линию обороны против проникших в головной мозг патогенов, а также против разного рода повреждений ткани мозга». Весьма вероятно, что при заболеваниях мозга именно от микроглиальных клеток зависит, как будет протекать недуг. Изучив их поведение, мы, может быть, лучше поймем, как зарождаются некоторые страшные болезни мозга.

Итак, уже одно лишь свойство клеток глии – находиться во всех «горячих точках» мозга – пробуждает к ней интерес. Врачи надеются найти новые способы борьбы с болезнями, от которых страдают многие миллионы людей. Речь идет и о заболеваниях центральной нервной системы – от эпилепсии до болезни Альцгеймера, и о психических болезнях – фобиях, депрессии, шизофрении.

Ученые же заинтригованы тем, что рушится вековая догма, гласившая, что мы думаем, чувствуем и действуем только благодаря нейронам. Лишь они, нервные клетки мозга, делают нас теми, кто мы есть. Если бы наш мозг наполняли одни только клетки глии, мы влачили бы жалкое, растительное существование. Такова была убежденная позиция ученых. Теперь она изменилась.

В последние годы всё больше исследователей полагает, что астроциты каким-то образом даже влияют на уровень нашего интеллекта. Установлено, что среди животных, чем выше развит тот или иной вид, тем выше соотношение между имеющимися у него астроцитами и нейронами. Например, у червей этот показатель составляет 0,17:1, у лягушек – 0,5:1, а у кошек – 1:1. В коре мозга среднестатистического человека этот показатель равен 2:1, а у Эйнштейна, как показало исследование, он был заметно выше. Впрочем, если именно это соотношение и является подлинным «коэффициентом интеллекта», то «венец творения» – вовсе не человек. Самое смышленое существо на планете – это… дельфин. Ведь у него в головном мозге на каждую нервную клетку приходится ровно три астроцита. Нам, людям, остается об этом только мечтать, напрягая свой жалкий ум.

Загадка зеркальных нейронов

Споры вокруг зеркальных нейронов разгорелись более двух десятилетий назад, в начале 1990-х годов. Любой разговор о них впору начинать с «орешка знаний» – арахиса. Ведь именно ему обязаны своим открытием ученые из Пармского университета Джакомо Риццолати и Витторио Галлезе.

Изучая кору головного мозга макак, они заметили, что всякий раз, когда обезьяны берут рукой арахис и отправляют его в рот, у них возбуждаются нервные клетки, расположенные на участке мозга, который отвечает за характерные движения их руки. Это, впрочем, ожидалось.

Удивительным было другое. Примерно 17 % нейронов проявляли активность даже тогда, когда обезьяны только видели, как человек брал в руку орех. Это было полной неожиданностью. На участке мозга, отвечающем за моторику, не могло быть нервных клеток, которые улавливали зрительные сигналы.

Риццолати и Галлезе назвали эти необычные клетки «зеркальными нейронами» и заявили, что они играют ключевую роль в понимании действий, совершаемых другими. «Всякий раз, когда один индивид наблюдает за действиями другого, активизируются те его клетки в премоторной коре мозга, которые отвечают за совершаемое действие», – подчеркивал Риццолати. Таким образом, наблюдать фактически означает «понимать».

Сразу же исследователи заговорили о том, что подобные клетки имеются в головном мозге не только обезьян, но и человека. Участники всех дискуссий о роли зеркальных нейронов исходили из этого «несомненного факта», хотя он был доказан только в 2010 году (статья М. Якобони и его коллег в журнале «Current biology»).

Так каково назначение зеркальных нейронов? Нужны ли они лишь для имитации чужих действий? Или помогают постичь их смысл, понять, что переживает и чувствует другой индивид? Что, если лишь благодаря им мы угадываем намерения других людей?

Благодаря им мы можем понимать тех, кто попал в поле нашего зрения? Он отразился в нас, он стал нашей частью, мы – его продолжением. Эти удивительные нервные клетки якобы объясняют нам: «Почему я чувствую то, что чувствуешь ты, или откуда мы знаем, что чувствуют и думают другие?», как утверждают популярные книги и статьи. Вся наша культура, всё искусство, даже человеческая речь, ну и конечно же наше стремление помогать друг другу, заботиться о других, сочувствовать им, наша склонность держаться всегда группой, семьей – всё это основано, считают некоторые исследователи, на свойствах зеркальных нейронов, этих «зеркал», в которых мозг копирует любого другого человека.

Британские исследователи, например, объяснили ролью зеркальных нейронов заразительное действие смеха. То же самое касается таких эмоций, как скорбь и страх, такого чувства, как тошнота. Разного рода нарушения психики и отклонения в поведении, например аутизм, тоже всё чаще объясняют «неправильной работой зеркальных нейронов».

Но так ли верно мы представляем себе роль зеркальных нейронов? Результаты недавних исследований свидетельствуют, что эту роль, может быть, мы сильно преувеличили.

В самом деле, мы начали приписывать им уже «космическую мощь». Так, американский футуролог Джереми Рифкин провозгласил даже «эмпатическую цивилизацию», «цивилизацию сочувствия», в которой мы живем благодаря зеркальным нейронам.

Но первое место в этом перечне гипотез занимает мнение невролога Вилейанура Рамачандрана из Калифорнийского университета, который объявил, что зеркальные нейроны составляют основу нашего «религиозного мирочувствования». Он даже заговорил о «нейронах далай-ламы, которые растворяют преграду, разделяющую тебя и любого твоего ближнего». По его словам, «зеркальные нейроны будут играть в психологии ту же роль, что и ДНК в биологии».

Неужели зеркальные нейроны и впрямь составляют основу духовной деятельности человека и его эмоциональной жизни? В истории с ними наблюдается поразительная картина. Гипотезы, домыслы, фантазии множатся, как снежный ком. Экспериментально доказанные факты лежат, как камешки, рядом с ним.

Но всё громче звучат и голоса критиков. Так, группа ученых из университета Тренто исследовала, каким образом наш мозг реагирует на часто повторяющиеся внешние раздражители. Обычно он легко привыкает к этому. Если вы, например, несколько раз видите одну и ту же женщину в красном платье, то нервные клетки, фиксирующие красный цвет, начинают реагировать слабее обычного.

Приступая к опыту, исследователи ожидали, что так поведут себя и зеркальные нейроны. Они одинаково быстро должны адаптироваться, наблюдаем ли мы, как другой человек что-то делает, а затем повторяем его действия, или же поступаем наоборот: что-то делаем, а потом смотрим, как этим действиям вторят. Однако в последнем случае мозг адаптировался вовсе не так быстро, как в первом.

Последовали и другие опыты, преуменьшавшие важность зеркальных нейронов. Сейчас, через четверть века после открытия, их роль кажется уже не такой значительной, как поначалу. Всё чаще оппоненты говорят, что Риццолати, истолковывая свои опыты, вложил в них некий фантастический смысл вместо того очевидного, который был явлен.

За долгие века развития средний уровень интеллекта во всем мире подрос на 30 баллов

В самом деле, нас вряд ли удивит подобный скепсис, охвативший исследователей, если мы задумаемся о том, как сложно понять смысл любого действия, совершаемого другим человеком. Оно словно неопределенный возглас, который можно правильно истолковать, лишь зная язык, на котором говорит незнакомец. Оно словно то же словечко «я» / «Ja», которое, доведись его произнести немцу означает согласие, а русскому – оно еще раз напомнит о себе, любимом.

Так же загадочны и наши действия. Они – слова, которые можно вплести в любую фразу. Мы видим, например, человека, который, взяв в руку пакет сока, подносит его к столу, где стоят стаканы. Что он сделает сейчас? Разольет всем? Дольет себе? Нальет в пустой стакан? Просто встряхнет пакет? Или, как в старинных трагедиях, вольет вам напиток с ядом? Чтобы понять намерения другого человека, мало знать, что он делает, не поможет и механическое копирование его действий. Надо понимать смысл, который он в свои действия вкладывает. А смысл этот спрятан у него не на кончиках пальцев, а в голове, которая всё так же непроницаемо неподвижна. Лишь зная все произнесенные кряду слова, можно быть уверенным, что понимаешь их смысл. Лишь наблюдая все действия, совершаемые индивидом – на протяжении месяцев, недель, – можно надеяться на то, что поймешь хотя бы бо́льшую часть поступков. Но что же он все-таки собирается делать с этим пакетом сока?..

Сказанное означает одно: чтобы понять намерения другого человека, нам важно видеть, что он делает, но этого всё же недостаточно. Мы не всегда можем угадать смысл совершаемых им поступков. На этой фразе, как на самом прочном основании, высится, словно пирамида, целый жанр литературы: психологический роман. Если бы намерение и действие были связаны неразрывно, то предсказывать будущее было столь же легко, как по левой части математического равенства прогнозировать, что окажется справа от знака «равно».

Зеркальные нейроны есть то, что они есть. Это – нервные клетки, помогающие нам имитировать действия других людей. Видя, что делают другие – зевают, смеются, аплодируют, мы благодаря зеркальным нейронам легко можем это повторить. А какой мы при этом смысл вкладываем в эти действия, правильно ли их понимаем или нет, – это дело второе, это вопрос нашего интеллекта и воспитания.

Что такое ум?

С давних пор философы полагали, что наши умственные способности определяются природными задатками. Измерив их, можно узнать, насколько умен человек. В наши дни в распоряжении ученых давно имеются тесты, позволяющие определить коэффициент интеллекта (IQ).

Но так ли надежна эта практика? Как можно с помощью каких-то вопросиков оценивать это сложное, смутное и непостижимое Нечто – человеческий ум. Как свести ум к голой цифири – к «ай-кью»?

В самом деле, есть разные виды интеллекта. Из одних людей вырастают блестящие музыканты, из других – математики, художники, лингвисты… Так, американский психолог Говард Гарднер, предложивший теорию множественного интеллекта, насчитал восемь видов интеллекта: лингвистический, пространственный, логико-математический, естественно-научный (например, им был якобы одарен Чарлз Дарвин), музыкальный, межличностный («умение понять других»), интраличностный («умение понять себя») и физический.

Теория Гарднера нравится многим педагогам, но отвергается большинством его коллег. В науке по-прежнему придерживаются классической теории «единого интеллекта». Более ста лет назад британский психолог Чарльз Спирмен ввел в обиход так называемый g-фактор (general factor), фактор общего интеллекта. Так, он попытался объяснить, почему талантливые люди «непременно талантливы в разных областях жизни».

С тех пор противники этой теории не раз заявляли, что g-фактор безнадежно устарел и давно пора отринуть эту «неточную мерку». Однако он и теперь всё так же используется в психологических исследованиях. Вот только что им все-таки измеряют? Что такое интеллект? Еще в 1911 году один из учеников Спирмена смущенно признался: «Мы не знаем, что действительно измеряет этот тест и в чем его смысл».

Так есть ли материальные субстраты интеллекта, измеряя и сравнивая которые можно расставлять людей по ранжиру? Что такое «природные задатки», о которых твердят философы? Что понимать под ними? И выражаются ли они в чем-либо осязаемом, кроме этого расплывчатого: «умен», «даровит», «не умен»?

Английский философ Томас Гоббс считал, что все дело в скорости мышления. По ней можно судить об уме человека. Ее значение поддается измерению, а потому бесспорно.

Оригинальную мерку предложил в конце XIX века Фрэнсис Гальтон. По его мнению, ум человека тесно связан с развитием его органов чувств. Чем выше интеллект, тем лучше человек различает оттенки цветов и музыкальные звуки, тем острее у него развиты обоняние и осязание. Подтверждение своей теории он искал, обследуя дегустаторов чая и настройщиков роялей.

В наше время британский и немецкий ученые Джон Данкан и Рюдигер Зайц в поисках неосязаемой материи интеллекта прибегли к помощи томографа. Участники поставленного ими эксперимента решали два вида задач: одни требовали серьезного умственного напряжения, другие щелкались, как орехи. Полученные томограммы стали «нейрональной основой общего интеллекта», как выразились ученые на страницах журнала «Science». Главный же итог был таков: при решении трудной задачи всякий раз возбуждался определенный боковой участок лобной доли мозга.

Но доверимся тестам, измеряющим интеллект, ведь каждый год их сдают миллионы людей. Накоплены огромные архивы данных, причем, к удивлению ученых, выясняется, что за последние сто лет человечество… неуклонно умнеет. В основе этого наблюдения – более двухсот научных работ, проводившихся начиная с 1909 года. Их результаты были обобщены в 2015 году на страницах специализированного журнала «Perspectives on Psychological Science».

Всего за это время средний уровень интеллекта во всем мире подрос на 30 баллов. Прирост оказался неравномерным. В чем-то способности детей остались почти на том же уровне, что у их дедов и прадедов. В чем-то современные дети необычайно развились. Последнее касается прежде всего логики и абстрактного мышления. Задачи, относящиеся к этим разделам, школьники сегодня решают особенно хорошо. Задачи же эти, отметим, требуют не демонстрации знаний, а умения видеть в разрозненных цифрах, фактах, явлениях объединяющую их схему. Как правило, такие задачи не требуют специальной подготовки. Часто они построены по следующему принципу, например: «Продолжите этот арифметический ряд: 2, 4, 6, 8…»

Подобные успехи не случайны. Окруженные электронными приборами, всё время имеющие дело с информационными системами, с Интернетом, дети с первых лет жизни развивают задатки абстрактного мышления. В году 1910-м этим способностям не придавалось большого значения. Они были надобны разве что для математических досугов. А вот по уровню знаний, по памятливости современная молодежь мало в чем превосходит своих предшественников.

Очень заметны и региональные различия. Так, в Азии средний коэффициент интеллекта за последние 60 лет очень заметно вырос, тогда как в Европе эти изменения не очевидны.

По мнению ряда ученых, интеллект – это способность нейронов постоянно образовывать новые связи с другими нервными клетками

В сельских районах Кении по результатам тестов уровень интеллекта каждый год прирастает примерно на 1,8 балла. Понятно, что такие быстрые изменения не могут быть обусловлены генетически. Тут влияет, вернее всего, обстановка, окружающая детей. Они теперь лучше питаются, за ними налажен медицинский уход, и, главное, они получают образование. Школьная учеба для детей как вода, приливаемая к семенам. Без нее самый лучший ум чахнет.

Что же касается того, как влияют на способности детей хорошее питание и медицинский уход, это как нельзя лучше показывает пример Второй мировой войны. До нее коэффициент интеллекта прирастал в среднем на 0,6 балла в год. В войну темпы его прироста снизились в три раза, и лишь по ее окончании дети снова стали быстрее умнеть. Война – время звериных инстинктов и диких, неухоженных умов.

Ну а когда жизнь становится комфортной, влияние окружающей среды на интеллект делается всё менее заметным. Если дети и так хорошо питаются, то от лишней пищи они начинают толстеть, а не умнеть.

Но умом надо еще и распорядиться! Важно с раннего детства обучать ребенка так, чтобы он намного опережал своих сверстников.

Американский журналист Малкольм Гладуэлл в своем бестселлере «Гении и аутсайдеры. Почему одним всё, а другим ничего?» обратил внимание на то, что на людей, добивающихся успеха в творчестве, будь то научном или художественном, неизменно распространяется правило «10 тысяч часов».

Оно восходит к работе шведского психолога Андерса Эриксона и его немецких коллег Ральфа Крампе и Клеменса Теш-Рёмера. В 1990-х годах они тестировали молодых скрипачей, в итоге разделив их на три группы: будущие звезды (их ждала блестящая сольная карьера), музыканты, которым придется выступать в симфоническом оркестре, и те, чьи амбиции ограничатся преподаванием музыки. Что же стало критерием? Только лишь природный талант? Оказалось, что судьбу молодых людей предопределил труд. «Звезды» вспыхивали раньше других детей – и больше их занимались музыкой. К двадцати годам они успевали провести со скрипкой в руках свыше 10 тысяч часов, накопив огромный «опыт работы по специальности» в том возрасте, когда многие только выбирают, чем заняться в жизни.

В своей книге Гладуэлл показал, что правило «10 тысяч часов» действует в любых сферах творчества, идет ли речь о шахматном гении Бобби Фишере, Билле Гейтсе или лидерах группы «Битлз». Без систематической, упорной работы ничего не добиться, пусть даже ребенка «поцеловал Бог» и умом он наделен недюжинным.

В поисках «генов интеллекта»

«Дураки умирают молодыми» – многочисленные примеры доказывают правоту этой пословицы. Очевидно, интеллект куда заметнее влияет на ожидаемую продолжительность жизни человека, нежели вес, кровяное давление, показатели холестерина или уровень сахара в крови. Глупость смертельно опасна – как курение. Вот только никто не говорит, что тяга к сигарете непременно передается по наследству. А как быть с умом? Могут ли наши умственные способности всецело определяться генами?

Ученые давно установили, что уровень интеллекта во многом – на 60–80 % – зависит от генов. Оставшаяся часть – это влияние окружающей среды.

Но если способности определяются генами, то нельзя не задаться вопросом: «Какими?» Поиски «генов интеллекта» не дали результата. Интеллект передается по наследству, но не с помощью генов? Может ли такое быть?

Научное объяснение звучит иначе. Очевидно, на уровень нашего интеллекта влияет так много генов, что роль одного, конкретного гена не заметна. Интеллект – словно камешки, вынесенные волнами на берег моря. Волны без устали мчат и перекатывают их, но каков вклад каждой волны, мы затруднимся сказать. Или другое сравнение: интеллект – словно громадный пазл, сложенный из многих тысяч отдельных частей. Каждый кусочек мало что значит и мало что может нам рассказать. Но в их единении слагается удивительная картина. Понять же в деталях, как наследуется интеллект, нам вряд ли удастся в обозримом будущем.

Даже различие в интеллектуальных способностях мужчины и женщины объясняются не только разницей в их воспитании, но и их генетикой и – шире – их биологией. Известно, что среднестатистический мужчина лучше решает в уме геометрические задачи, чем три четверти женщин. Зато девчонки раньше мальчишек начинают говорить. Можно предположить, что тут не обошлось без влияния гормонов.

В целом же интеллект мужчины и женщины одинаково высок, хотя объем мозга у женщины несколько меньше. Долгое время этот факт вводил в заблуждение всех, кто готов был обмануться и поверить, что мужчины умнее слабого пола.

Мнение о том, что ум человека зависит от размера мозга, очень распространено и поныне. Крупная голова, широкий лоб – вот шаблонный портрет гения и мудреца.

На самом деле, как убеждают исследования, такая связь хоть и есть, но она так незначительна, что с тем же успехом скорость движения пешеходов, не считаясь с их возрастом и силой, можно ставить в зависимость от того, в какую сторону дует ветер, попутный он или нет.

Если бы интеллект измерялся лишь величиной мозга, то киты были бы самыми умными существами на свете. Ну а если бы мы взяли за эталон отношение объема мозга к объему тела, то тут никому не удалось бы соперничать с землеройкой. С интеллектом как и со многим в нашей жизни: имеет значение не размер, а внутреннее содержание.

В 2015 году ученые из Венского университета обобщили результаты почти ста исследований, авторы которых сравнивали объем головного мозга людей с уровнем их интеллекта. В принципе они доказали некоторую связь между этими показателями, но структура мозга, как выяснилось, гораздо важнее, чем его величина.

Австралийский психолог Деннис Гарлик выдвинул новую теорию «того таинственного свойства человеческой природы, которое именуют интеллектом». По его мнению, интеллект – это способность нейронов постоянно образовывать всё новые связи с другими нервными клетками; возникают же эти связи вследствие общения человека с окружающим его миром.

Эта гипотеза изящно объясняет многие непонятные феномены. Так, больший объем мозга у людей с высоким интеллектом предполагает, что в их мозге имеется больше связей между нейронами. Блестящие умственные способности женщин объяснимы тем, что у них очень высока плотность расположения нейронов; им легче образовывать связи друг с другом.

Понятнее становится и смысл «фактора общего интеллекта», о котором говорилось в предыдущей главе. Почему талантливый человек должен быть талантлив во всем? Потому что его мозг по своим биологическим особенностям заметно выше среднего уровня. Собственно говоря, такой человек мог стать хорошим математиком или лингвистом, психологом или астрономом, историком или биологом, а уж что получилось, зависит от учителей, встретившихся ему в детстве.

Гипотеза Гарлика позволяет разрешить и один давний парадокс. С одной стороны, исследования близнецов показали, что интеллект по большей части наследуется от родителей. С другой стороны, во всем мире от поколения к поколению интеллект прирастает чуть ли не на десяток баллов.

Дмитрий Менделеев увидел свою периодическую таблицу во сне

Как соединить одно с другим? Парадокс объясним тем, что под воздействием социальной среды усиливается влияние наследственности. Одно дело – если способный ребенок с первого класса учится в хорошей школе, питается сытной и здоровой пищей. Его мозг, этот «материальный субстрат гениальности», постоянно работает. Количество связей между нейронами растет. Гены как семена: они процветают в благодатной обстановке.

Но влияние генов может быть и негативным. «Я готов спорить, что обычный эллин, живший 3000 лет назад, окажись он внезапно в нашем мире, стал бы одним из умнейших людей. Он выделялся бы отменной памятью, четким взглядом на происходящее и стремлением предлагать одну идею за другой». Такими словами начал свою статью в журнале «Trends in Genetics» американский биолог Джеральд Крабтри.

По его мнению, люди достигли высочайшего интеллектуального развития еще несколько тысяч лет назад. Но с переходом к оседлому образу жизни, когда жить стало проще, человеку уже не требовалось большого ума, чтобы выжить.

Это для охотников и собирателей любая ошибка могла быть смертельной. Люди, не отличавшиеся большим умом, быстро гибли. Например, если бы человек не мог рассчитать «аэродинамические свойства копья», то на охоте он легко стал бы жертвой зверя, который растерзал бы его за промах. В первобытном мире выживали лишь самые хитрые и смышленые. Именно они передавали свои гены детям.

Итак, именно с этого времени, с тех пор, как люди перешли к занятиям сельским хозяйством и стали жить крупными поселениями, в геноме человека начали накапливаться мутации, которые ослабляли интеллект.

Свою гипотезу ученый подкрепил детальным генетическим анализом. По его расчетам, на уровень нашего интеллекта влияет от 2000 до 5000 генов. При той скорости, с какой в нашем геноме накапливаются вредные мутации, вполне вероятно, что в ДНК современного человека по сравнению с его предками, жившими 3000 лет назад, закрепились от двух до шести генетических изменений, которые отрицательно сказываются на интеллекте.

И все-таки есть надежда, что мы окончательно не поглупеем. Ведь уровень интеллекта определяется не только генами, но также тем воспитанием и образованием, которое мы получаем.

А напоследок еще одно наблюдение, сделанное сразу несколькими группами ученых! Мы часто повторяем, что наши способности закладываются в нас с детства. Этому есть неожиданная подоплека. Чем дольше мать кормит ребенка грудью, тем умнее он становится после пяти лет. Вместе с материнским молоком он получает ценные питательные вещества, его иммунная система укрепляется, усиленно развивается мозг. По оценке австралийских ученых, если ребенка вскармливали материнским молоком более полугода, то его «ай-кью» в среднем на шесть баллов выше, чем у того, кому довелось питаться молоком матери всего три недели.

Креативность – и никакого торможения

Эйнштейн называл неведомую силу, увлекавшую его к очередному прозрению, интуицией. Другие говорят о вдохновении, творческом даре или креативности. В общем, речь идет о способности выдвигать новые, неожиданные идеи. Об «искре Божьей», что вспыхивает в голове человека и позволяет нарушить рутинный ход мыслей.

Традиционно считалось, что творческие идеи приходят по наитию; их появление невозможно предугадать. Современные исследователи устали опровергать эти романтические клише. Судьбы известных людей снова и снова подтверждают правоту Эдисона, отводившего гениям «один процент вдохновения, а еще 99 процентов – труда».

В повседневной жизни, будь то в работе или увлечениях на досуге, многие, сами того не замечая, находят творческие идеи. Так нельзя ли «приручить» заложенный в нас дар?

Начнем с банального утверждения. Творческие идеи зарождаются в голове человека. Но где именно? Может быть, один из отделов мозга ответствен за них? Ответ оказался отрицательным. Томографические исследования свидетельствуют, что в нашем мозге нет «центра творчества». Любопытно другое. Судя по электроэнцефалограмме, мозг перед появлением неожиданной идеи немного сбавляет обороты – словно «готовится к прыжку». Эта «передышка» может длиться в экспериментах часами, а в жизни – годами! Решение приходит внезапно, порой когда мы совсем этого не ждем.

Дмитрий Менделеев увидел свою периодическую таблицу во сне. Генетик Джеймс Уотсон впервые представил себе двойную спираль ДНК, вволю наигравшись в теннис на корте Кембриджского университета. Подлинное творчество невозможно без таких «передышек», когда в нашем мозге бессознательно осмысливается информация, которую мы накопили, и формируются новые нейрональные сети.

Итак, мы думаем – погружаемся почти в бессознательное состояние. Так небо затягивается облаками. Потом свет. Гром. «Эврика!» Сознание вдруг рассекает странная идея. Но именно она и нужна. Мы словно вяло шли в гору, споткнулись, скатились с обрыва – и вдруг неведомая сила подхватила нас, за плечами прорезались крылья, и весь оставшийся путь мы перелетели в одно мгновение, удивляясь тому, как раньше этого не придумали! Вот оно, озарение!

После этого включается интеллект. Надо обдумать блеснувшую в голове идею. Понять, насколько она ценна. А вдруг это ошибка? Найденное решение часто оказывается не совсем продуманным. Его надо подправить, но это уже дело техники.

Вообще же интеллект… не самое важное в творчестве. Еще в 1960-х годах ученые впервые исследовали его влияние на творческие способности. Выявилась любопытная вещь. Вплоть до «ай-кью», равного 120 баллам, связь была очевидной. Дальше такой строгой корреляции не просматривалось. Этот вывод подтверждался впоследствии не раз.

«Похоже, если отбирать людей, руководясь лишь показателем их IQ, то они не будут так уж блистать оригинальностью своего мышления», – удивленно признают психологи. Избыток ума сковывает, не дает создать что-то действительно новое.

Среди творческих натур и впрямь не так часто встречаются люди с коэффициентом интеллекта выше 120 баллов. Вундеркиндами их не назовешь. Подчас на них не обращали особого внимания в детстве – разве что родители верили в то, что из их ребенка непременно что-то получится, или отдельные учителя угадывали в нем необычайные способности. Зато подобные дети привыкли добиваться успеха, когда, казалось, всё против них.

Широкую известность на Западе получила книга «Креативность» американского психолога Михая Чиксентмихайи. Представленный в ней анализ биографий известных людей позволяет выявить, что помогло им в жизни. Вот эти качества: свобода и гибкость мышления, нонконформизм, независимое поведение, широкий диапазон интересов, любопытство ко всему новому, необычному, всегдашняя готовность к риску. Человек творческий – это сложная личность, буквально сотканная из противоположностей.

– Творческие люди обладают поразительной энергетикой, но в то же время умеют держать себя в руках, сохранять спокойствие и некоторую расслабленность. Их энергичность не имеет ничего общего с нервозностью.

– Железная дисциплина сочетается в них с детской непосредственностью, чувство долга – с готовностью нарушить любые каноны.

– Они по своей природе – бунтари, но прежде чем ниспровергать традиции в той сфере творчества, которую избрали, тщательно и глубоко изучают сделанное предшественниками.

– Честолюбие причудливо уживается в них со скромностью. Они скорее кажутся приземленными упрямцами, чем неистовыми мечтателями. Скептично относятся к себе вместо того, чтобы самозабвенно гордиться.

Для творческих людей характерна манера связывать воедино совершенно разнородные впечатления. Известно, что американский художник Сэмюэл Морзе, увлеченный идеей передачи электрических сигналов на расстояние, сделал важнейший шаг к ее осуществлению… наблюдая за тем, как меняют лошадей на почтовой станции. Тогда он и задумался о создании сети релейных станций, на которых сигналы будут усиливаться. Немецкий химик Фридрих Август Кекуле во сне увидел гнездо змей, каждая из которых кусала другую за хвост. Сон был «вещим», обернувшись наяву циклической формулой бензола. Так были заложены основы органической химии.

Врачей не удивляет, что всё больше научных работников вынуждены прибегать к разного рода стимуляторам

Недаром психологи уверены, что компьютер никогда не сравнится с человеком, ведь у него отсутствует основа творческого мышления – принцип случайности. Мы все – «великие комбинаторы». Мы впитываем чужие идеи и теории; прочитанные книги странно сплетаются в наших головах, образуя «информационные узоры» – комбинации столь же уникальные, как отпечатки пальцев.

У творческих натур очень развито ассоциативное мышление. У них в голове царит настоящий хаос, «сумбур вместо музыки», который и позволяет создавать ни на что не похожие произведения или экстравагантные теории.

Но едва ли не такой же хаос царит в головах шизофреников, как показала в своем исследовании психолог из Гарвардского университета Шелли Карсон. Она изучала процессы латентного торможения в головном мозге. Благодаря им мозг блокирует различные мысли и смутные ассоциации, которые, исходя из опыта, кажутся неважными. У шизофреников это торможение очень ослаблено, поэтому они «несут всякий бред». Но блокировка «пустячных мыслей» нарушена и в голове человека творческого. Его ум поражает своей искрометностью. Он буквально разбрасывается идеями (и некоторые могут показаться бредовыми).

Чиксентмихайи назвал подобное состояние «Flow», «поток». Подхваченный «потоком» человек забывает о времени, о том, где находится, о назначенных встречах, обеде, сне. Он не чувствует усталости. Главной наградой для него становятся не слава и деньги, а сам процесс, та душевная радость, которую доводится пережить, создавая что-то новое. «Подобное чувство не сравнимо с теми ощущениями, что испытывает человек, когда принимает наркотики или алкоголь или гонится за другими удовольствиями, предлагаемыми современным обществом потребления», – пишет Чиксентмихайи.

И эти ощущения – в той или иной мере – может испытать каждый. Творчество – это не удел лишь нобелевских лауреатов. Каждый может найти себе сферу интересов – то, к чему душа лежит. Дом, семья, хобби, любимая работа – искра творчества готова вспыхнуть всюду. Наша жизнь всегда может стать интереснее, наполниться смыслом, если перестать жить по указке других, а открыть в себе СВОЙ – неповторимый – дар.

Допинг для мозга

В декабре 2007 года в журнале «Nature» появилась примечательная статья Барбары Саакян и Шарон Морейн-Замир из Кембриджского университета. Она называлась «Маленькие помощники профессора» и была посвящена анонимному опросу, который исследовательницы провели в США и Великобритании. Их собеседники и коллеги, ученые, дружно признавались в том, что принимают нейростимуляторы, чтобы «освежить голову», «справиться с усталостью», «набраться новых идей».

Ученые не одиноки в этом увлечении. К подобным стимуляторам, которые давно прозвали «допингом для мозга», охотно прибегают военные, пилоты, студенты и, конечно, многие из тех, кто работает в ночную смену и должен не смыкать глаз на «боевом посту».

Публикуя статью, редакторы «Nature» обратились к аудитории, попросив читателей высказать всё, что они думают о «допинге в большой науке». Подборку писем задумывали поместить в апрельском номере, рассчитывая разбавить научные материалы шутливыми пассажами. Но разговор получился серьезным.

Из 1427 читателей, откликнувшихся на этот призыв, каждый пятый уже принимал подобные стимуляторы, чтобы не заснуть или «взбодрить свой мозг». Почти каждый десятый (12 %) делал это регулярно. Похоже, скоро все мы, состязаясь друг с другом не на смерть, а на деньги, идеи, успех, должны будем тоже глотать одну таблетку за другой, чтобы не проиграть в конкурентной борьбе?

В той же науке соперничество нешуточное. От ученых требуется всё больше заявок и публикаций; им нужно участвовать в конференциях и выступать с лекциями… Голова кругом идет! Врачей не удивляет, что всё больше научных работников вынуждены прибегать к разного рода стимуляторам, чтобы продержаться в этой гонке.

Немецкий психиатр Хиндерк Эмрих категорично пишет: «Если для нашей культуры так важен успех, то мы должны терпимо относиться к веществам, которые служат стимуляторами умственной деятельности». Так называемый «допинг для мозга», лекарственные препараты, активизирующие работу мозга, еще не самое худшее, что может быть. Так, психиатр из элитной лондонской клиники, пожелавший остаться неизвестным, признался в интервью немецкой газете «Welt am Sonntag», что на сто банкиров с алкогольной зависимостью уже сейчас приходится 30 их коллег, у которых проблемы с кокаином. Им постоянно нужно подпитывать мозг «допингом», чтобы «голова соображала» при любых перегрузках.

В США и Великобритании в таблетках, принимаемых «для здоровья», нет ничего предосудительного. Если вернуться к той же публикации в «Nature», то она готовилась вовсе не для того, чтобы осудить новый вид «допинга» – для мозга, а, наоборот, оправдать его. Любой взрослый человек, говорилось в комментарии, хорошо представляющий себе особенности подобных препаратов, вправе их принимать для того, чтобы «расширить свое сознание» – так же, как он вправе иметь свободный доступ к информации и получению образования.

Но насколько помогают подобные препараты? На чем основан их секрет? Часто объектом действия нейростимуляторов становятся разного рода медиаторы – биологически активные химические вещества, участвующие в передаче информации. В одних случаях ускоряется их выработка, в других – они выделяются в большом количестве, в третьих – прием препарата не позволяет медиаторам быстро распадаться. В любом случае их содержание в головном мозге заметно возрастает, и это способствует тому, что мозг быстрее обрабатывает информацию и лучше запоминает ее.

– Возьмем, например, стимуляторы на основе амфетаминов. Они воздействуют на расположенный в головном мозге «центр удовольствия». Человеку становится приятнее учиться, его внимание обостряется, успехи буквально окрыляют его (это связано с изменением концентрации медиатора дофамина). Исследователи из Мюнстерского университета диктовали людям, принимавшим подобные препараты, списки из незнакомых им, искусственно составленных слов и убеждались, что их подопечные запоминали на 20 % больше этих странных неологизмов, чем люди, ничего не употреблявшие перед тестом.

В мире человеческих эмоций аутисты – явные аутсайдеры

– Такое же действие на испытуемых оказывал один из препаратов, принимаемых людьми, страдающими от болезни Паркинсона (этот препарат также повышал содержание дофамина). Попринимав это лекарство неделю, они и год спустя припоминали ни на что не похожие слова, продиктованные им. Эти слова буквально врезались в их память.

– Однако психологи из университета Британской Колумбии, проводя опыты с теми же лекарствами на основе амфетаминов, убедились, что они могут как улучшать рабочую память, так и ухудшать ее. Всё зависит от дозы. Но так ли соблюдают ее те, кто бесконтрольно принимает подобные таблетки с той же легкостью, с какой мы выпиваем одну чашку кофе за другой?

– В одном из самых эффектных исследований летчикам, занимавшимся на тренажерах, давали одно из лекарств, предназначенных для людей, страдающих от болезни Альцгеймера. Оно повышает содержание в мозге такого медиатора, как ацетилхолин, который способствует тому, чтобы информация быстрее передавалась из одной части мозга в другую. Это улучшает память, понимание того, что слышит и узнает человек, – помогает разучивать и запоминать новую информацию. После приема такого стимулятора пилоты увереннее обращались с тренажером и лучше действовали в трудных ситуациях, например при внезапном падении давления. Время реакции у них сокращалось.

Казалось бы, нейростимуляторам – прямой путь в любую домашнюю аптечку. Но их эффективность настораживает ученых. Они размышляют о том, какая плата будет востребована с нас за краткосрочную помощь. Какими кредитными долгами обойдется этот – на короткое время – заимствованный прилив сил, эта лишняя крупица памяти, взятая нами в долг у нашего послезавтра?

Вот именно что послезавтра. Специалисты подчеркивают, что пока мы почти ничего не знаем о том, как сегодняшний прием нейростимуляторов скажется на работе нашего мозга через десятилетия. Не подорвем ли мы наши силы, перенапрягая их сегодня? Не приведет ли прием лекарств, от которых кровь буквально приливает к мозгу, к гипертонии? Как всё это скажется на сердце? А не возникнет ли у нас зависимость от таких препаратов, наподобие наркотической? С нейростимуляторами, с этими «потаенным допингом для мозга», необходима осторожность!

В любом случае становится очевиднее одно: возможности нашего мозга очень разнообразны. Стимуляторы же обычно усиливают лишь одну из них, никак не помогая другим. Это можно свести к лаконичной формуле: «Есть таблетки для мозга, но нет таблеток для интеллекта».

С помощью этих препаратов можно улучшить память, напрячь всё свое внимание, но получается, что они нужны главным образом тем, кто – из-за недосыпания – не может ни на чем сосредоточиться, кто из-за болезни, стресса или усталости не может ничего запомнить. Стимуляторы позволяют нам снарядить мозг, что очень важно, когда последние силы покидают нас, но разве помогут они нам думать, придумывать, творить? Опыты показывают, что с помощью тех же стимуляторов здоровым людям не удается повысить свой «коэффициент интеллекта», разве что падающие от усталости могут, взбодрившись, показать, на что они и впрямь способны.

Вот только, если все мы – хронически – страдаем от усталости, может быть, нам всем эти стимуляторы как раз и полезны? Кто, какой Международный ***ийский комитет запретит нам принимать «допинг» хотя бы для мозга?

Чужие из этого мира

Мы живем в постоянном общении с окружающими нас людьми. Ведется общение, прежде всего на эмоциональном уровне. Мы делимся с ними эмоциями. Мы внимательно следим за тем, как они реагируют, что чувствуют, находясь рядом с нами, и автоматически «настраиваемся» на них, понимая, что и они точно так же следят за любыми нашими реакциями, всегда готовые нам подыграть.

В этой виртуозной игре эмоций, которую все мы ведем, аутисты – явные аутсайдеры. Они не успевают верно оценить смысл происходящего, теряются в таинственных тенетах мимики, окруживших их. Они не понимают, что чувствует их собеседник, как он сейчас среагирует. Для них всё его поведение неожиданно. Для нас же непредсказуема их реакция, их незнание банальных правил коммуникации. Мы и они постоянно пытаемся заговорить на разных языках: мы – на языке нашего повседневного общения, они – на языке своего вечного одиночества, в котором никогда не бывает собеседников. Нам непонятны они, им трудно приспособиться к нам, к тому, что всё вокруг них постоянно меняется – за ситуацией им не уследить, ее не предугадать.

Американский психиатр Лео Каннер, выявивший и описавший в 1943 году (независимо от австрийского врача Ханса Аспергера) аутические расстройства у детей, предположил, что подобные дети не способны, наблюдая за мимикой и жестами других, понимать, что те чувствуют. Другие дети для них мало чем отличаются от механических кукол, совершающих какие-то движения. И обращаться с ними можно так же, как с куклами, то есть с неживыми предметами. Позднее было установлено, что у аутистов информацию и о людях, и о предметах обрабатывает один и тот же участок мозга. Получается, что аутисты действительно не понимают, что люди рядом с ними могут – в отличие от камней, игрушек, машинок – что-то чувствовать. Мир, окружающий их, – это мир неодушевленных людей.

В бурном житейском море аутисты, как никто другой, ищут хоть какой-то надежной опоры. Им дает ее размеренный порядок жизни. Рутина – вот где они ощущают себя как рыба в воде. В своем поведении они – педанты. Они осторожно бредут по жизни, опираясь, как на трость, на свои привычки. Все свои поступки они стараются свести к привычкам. Новое, неожиданное, образно говоря, сбивает их с ног, как плохого пловца сбивает, переворачивает любая сильная волна. Круг их интересов – это их крепость, которую они стараются не перестраивать, не расширять, ведь только за ее стенами они хотя бы в чем-то уверены.

Детский аутизм проявляется уже к трем годам. Бросается в глаза, что ребенок избегает общения со сверстниками, что он склонен повторять одни и те же действия. Аутичные дети почти не улыбаются, не прибегают к помощи жестов. Они держатся в стороне от других детей, погруженные в себя. Всё необычное, что происходит вокруг, напрягает и даже пугает их. Эти дети и играть-то по-настоящему не могут: они сосредоточенно вертят игрушку вместо того, чтобы разыгрывать с ней сценку.

Умственные способности таких детей очень разнятся. Одни ничем не отличаются от обычных детей, другие явно ущербны. В некоторых дисциплинах, требующих большой точности, например в технических науках или музыке, аутисты выказывают очень большие таланты.

Правильнее было бы сказать, что у аутистов какой-то другой интеллект, другой ум – не такой, как у всех. В чем-то они напоминают сказочного Ивана-дурака. Поглядеть на него со стороны, он кажется глупеньким, чудаковатым. Но самые трудные загадки в сказках решает именно он, а не его братья, которые наделены нормальным умом, то есть усредненным умом. Он же – при всей неловкости, нелюдимости – способен на удивительные озарения. Он додумывает то, что не придет в голову никому.

Аутистический спектр широк. Следует различать ранний детский аутизм, синдром Аспергера, атипичный аутизм. В последние годы отмечается, что число заболеваний аутизмом растет. Ученые затрудняются ответить, так ли это на самом деле или диагноз «аутизм» всё чаще ставят при разных психических расстройствах.

Ученые изучают все мыслимые причины, стремясь понять причины душевных болезней

Как, вообще, возникает аутизм? Что мы об этом знаем?

Исследователи показали, что аутизм может передаваться по наследству. Есть семьи, где на протяжении нескольких поколений повторяются случаи заболевания им.

Наблюдения за близнецами свидетельствуют, что если у одного близнеца выявлено аутическое расстройство, то с вероятностью 95 % тот же диагноз будет поставлен другому близнецу. Вероятнее всего, аутизм бывает вызван наличием у ребенка нескольких специфичных генов, которые проявляют активность в тот период, когда его мозг формируется.

Британский исследователь аутизма Саймон Барон-Коэн предположил, что аутизм развивается у детей, которые на эмбриональной стадии развития по какой-то причине подвергались аномально высокому воздействию тестостерона. Можно сказать, что аутисты – это те, у кого сформировался абсолютно мужской мозг. Их эмоциональная жизнь предельно бедна.

Под наблюдением ученого находились дети 58 женщин, у которых во время беременности было выявлено очень высокое содержание тестостерона в крови. В возрасте четырех лет эти малыши держались особняком, были немногословны, а если им доводилось общаться с другими детьми, они не смотрели им в глаза. Мало того! Они не умели сопереживать другим. Их отличал, как подчеркнул Барон-Коэн, «дефицит эмпатии (сочувствия)». Зато у них было развито умение систематизировать, схематизировать происходящее. Такие дети были наделены явно выраженными математическими способностями.

Подобными талантами руководит правое полушарие мозга. У аутистов оно работает гораздо лучше, чем левое. Еще в 1980-х годах исследователи из Гарвардского университета Норман Гешвинд и Альберт Галабурда обратили внимание на то, что головной мозг будущего ребенка развивается неравномерно: левое полушарие формируется медленнее и дольше, чем правое. В таком случае выше вероятность, что в этой части мозга что-то разовьется не так (причиной дефекта может стать и избыток тестостерона). В итоге левое полушарие остается недоразвитым. Этот недостаток компенсирует усиленная работа правого полушария, а потому отдельные его функции могут быть гипертрофированными: у человека развивается идеальная зрительная память, или он начинает считать лучше, чем компьютер, или запоминает любое музыкальное произведение с листа.

Такова в общих чертах эта гипотеза. Однако у нее есть важный недостаток. Она не объясняет, почему лишь отдельные аутисты обладают исключительными талантами.

В любом случае, глядя на аутиста, нельзя не отделаться от впечатления, что видишь остров, почти весь затопленный водой, но на уцелевшем клочке суши высится громадная башня, построенная неведомо кем, неизвестно когда.

Таких затопленных островов, как выяснилось, не так уж и мало. По некоторым оценкам, из каждой 1000 детей шесть-семь человек страдают аутизмом, причем мальчики в четыре раза чаще, чем девочки. Возможно, имеются некоторые «чисто мужские гены», чьи мутации и приводят к развитию аутизма.

Ученые не могут окончательно понять, что же сделало этих людей такими, какие они есть. Почему мир их чувств так беден, словно все их эмоции сметены гигантской волной, когда-то потрясшей их? И почему они обладают порой необычайными талантами, словно на этом жалком, оставленном им клочке их «я», кто-то, собрав воедино все имевшиеся у них задатки, впрямь решил соорудить огромную – на загляденье другим! – башню?

Как возникают психические заболевания?

Нам непонятно, откуда приходит эта беда. Почему «слепые снаряды судьбы» выбирают себе ту или иную жертву, у которой – в ближайшие годы, месяцы, часы – вдруг «взорвется» мозг? Искореженный, он будет порождать теперь галлюцинации и навязчивые, бредовые фантазии. Так испорченная, заезженная пластинка повторяет одну и ту же фразу.

Впрочем, подобные – позитивные – симптомы душевной болезни часто проявляются лишь в моменты обострений. В остальном поведение таких людей могло бы показаться нормальным, но негативные симптомы – утрата мотивации, оскудение чувств – также очерчивают четкую картину их состояния, и эта апатия, равнодушие, безволие становятся теперь их характерными чертами.

Отныне судьба этих несчастных будет явленным нам мрачным знамением. Страх станет отгонять нас прочь, а болезненное любопытство притягивать к ним. Приближаясь к больному, глядя ему в глаза, чувствуешь себя так, словно идешь по краю крыши высотного здания. Один неверный шаг, и тебя увлечет туда, в бездну, в которой растворится твое сознание.

Это пути, по которым распространяются инфекционные болезни, нам понятны сегодня вплоть до мельчайших, микроскопических причин. Пути душевных заболеваний неисповедимы, как и тысячи лет назад. Страх и трепет былых, непросвещенных времен, как никогда остро, чувствуется и теперь при одном только виде этих несчастных страдальцев, пораженных недугом.

Из книг, посвященных природе психических заболеваний, можно сложить библиотеки, но ничего не прояснят и они. Ученые называют все мыслимые причины, стремясь понять подоплеку душевных трагедий, но это приводит их опять же в лабиринты неведомого, немыслимого.

Это неведомое рядом с нами, на расстоянии вытянутой руки, стоит нам только выйти на улицу, сесть в автобус или вагон метро.

Ведь после знакомства с цифрами начинает казаться, что «люди со здоровой психикой» – это редкое исключение. В США, где многие привыкли по любому поводу обращаться к психотерапевту, статистика такова. Каждый второй американец уже впадал (или впадет) в депрессию, уже испытал (или испытает) приступы фобий или уже заболел (заболеет) болезнью Альцгеймера. Каждый семнадцатый (почти 6 % населения США) страдает (или будет страдать) от тяжелого психического заболевания, в частности от шизофрении. В Европе, по данным журнала «Bild der Wissenschaft», более 165 миллионов человек (из 740 миллионов) больны различными психическими заболеваниями. Так как же зарождаются эти болезни?

Уверенно можно сказать одно: большинство расстройств психики обусловлено наследственными, генетическими причинами.

Так, если у одного из однояйцевых близнецов выявлен маниакально-депрессивный психоз, то в трех случаях из четырех тот же диагноз будет поставлен и другому близнецу. В случае с двуяйцевыми близнецами вероятность заболевания другого близнеца не составит и 25 %.

Что касается шизофрении, то сегодня ученые едины во мнении, что в большинстве случае это – «наследственная болезнь». Примерно на 80 % она обусловлена генетическими факторами. Однако то, что казалось легким и неизбежным всего четверть века назад, – что «ученые скоро выявят ген шизофрении» – стало теперь необычайно сложным. Сейчас обнаружено уже свыше 650 различных генетических мутаций, которые могут способствовать тому, что человек заболеет шизофренией.

Исследователи не исключают и того, что в тех 20 % случаев, когда у человека развилась шизофрения из-за того, что он «попал в очень тяжелую ситуацию», на самом деле тоже сыграли свою роль какие-то гены, по вине которых у несчастного «сломалась психика».

Ведь внешние обстоятельства действуют до странного избирательно. Сотни миллионов людей живут в городах, но кого-то сутолока городской жизни сводит с ума. Десятки миллионов переезжают из города в город, из страны в страну, но кого-то сопутствующие хлопоты и волнения сводят с ума. Все страдают от вирусных инфекций, но кого-то перенесенная в раннем детстве болезнь многие годы спустя доводит до безумия. Чем это объяснить? Чем это подтвердить? Где подлинная причина болезни?

В гиппокампе, отделе мозга, словно мелом на школьной доске отмечаются имена, даты, события, даже целые рисунки

Возьмем, например, такую статистику. В странах Северного полушария у детей, родившихся в первые месяцы года, с января по март, шансы заболеть шизофренией выше примерно на 10 %. Почему?

Одни ученые винят во всем «вселенскую тьму», что опускается на мир зимой. Недостаток ультрафиолетового света в последние месяцы беременности может повредить будущему малышу, считают сторонники этой гипотезы.

Другие придерживаются «гипотезы вирусов». В 2004 году Алан Браун из Колумбийского университета (Нью-Йорк) опубликовал в журнале «Archives of General Psychiatry» статью, в которой доказывал, что у женщин, переболевших гриппом в первые месяцы беременности, дети впоследствии чаще обычного страдают от шизофрении. Возможно, антитела материнского организма, атакуя вирусы, вредят и еще не рожденному ребенку, который, если будущая мама заболела гриппом поздней осенью, появится на свет в первые месяцы нового года.

А не может ли у ребенка, если он преждевременно появился на свет, развиться впоследствии шизофрения? А если он очень мало весил? А если у него выявлены нарушения в развитии головного мозга, какие-то аномалии? Все эти предположения снова и снова проверяются учеными.

Интересна возрастная картина заболеваемости: у мужчин ее график резко взмывает вверх и рано достигает максимума; затем частота заболеваний монотонно снижается. У женщин в молодости график более пологий, потом также наступает спад, но в возрасте 45–49 лет – новый пик. Можно предположить, что всплеск заболеваемости у них сдерживается женскими гормонами – эстрогенами; с возрастными изменениями этот защитный эффект исчезает.

А могут ли гастрономические привычки влиять на подверженность душевным заболеваниям? Статистика показывает, что от приступов маниакально-депрессивного психоза страдают 2,6 % израильтян, 1,4 % жителей Центральной Европы и всего лишь 0,3 % жителей Тайваня. Исследователи из Колумбийского университета считают, что такая «нечувствительность к невзгодам», «огрубелость души», защищающая островитян от депрессии, проистекает из того, что они постоянно питаются рыбой, а вместе с ней потребляют очень много омега-3-ненасыщенных жирных кислот, которые не дают развиться болезни. Но насколько верно такое объяснение?

Чем больше мы пытаемся понять природу душевных заболеваний, выяснить, например, отчего возникает та же шизофрения, тем понятнее нам становится, что мы и впрямь более всего напоминаем лунатиков, бредущих по краю крыши. В любой момент мы можем соскользнуть в бездну безумия. Тысячи путей ведут нас туда, а иногда что-то прямо толкает нас в эту бездну.

Людям, наблюдавшим за тем, как другие постепенно впадают в безумие, как у них развивается душевная болезнь, с особой отчетливостью понятно, что наш ум – прибегнем к еще одному сравнению – напоминает огромный, прекрасно снаряженный корабль, который удерживается у причала лишь тонкой бечевой. Внезапный порыв ветра, эта воля обстоятельств, легко оборвет ее, и корабль тихонько скользнет в море бурь и вскоре будет истрепан волнами и разбит до неузнаваемости. Так же и люди, еще недавно удерживаемые волей, обязанностями, чувством долга, один за другим внезапно срываются в бушующее житейское море безумия. Почему такое случается? Это до сих пор остается тайной.

Поживем-повспоминаем

Нашу личность составляет то, что мы помним. Мы сложены из воспоминаний, словно мозаика – из отдельных камешков. Нобелевский лауреат, израильско-американский психолог Даниэль Канеман даже категорично заявил: «Вспоминающее Я определяет всю мою жизнь». Но как работает этот удивительный механизм памяти? Как пережитое превращается в воспоминания? По сути, говорит американский психиатр и нейробиолог Эрик Кандель, также нобелевский лауреат, «мы знаем слишком мало о памяти, может быть, всего лишь один процент». Но даже то, что нам известно, поражает воображение.

Если мы не в силах забыть какие-то вещи, например свою первую любовь, то это потому, что то событие буквально «врезалось в нашу память», «отпечаталось в ней» – оставило след в мозге. В нём, образно говоря, появился узелок на память о случившемся. Нервные клетки мозга образовали новые синапсы – своего рода контрольно-пропускные пункты, зоны контакта между клетками, зоны, через которые передаются сигналы.

Новые синапсы появляются прежде всего в гиппокампе, отделе мозга, где, словно мелом на школьной доске, отмечаются имена, даты, события, даже целые рисунки – образы мест, в которых мы побывали. Кажется, что невидимая рука, составляющая этот словарь дня, так же легко сотрет его, вычеркнет из памяти навсегда.

Но именно гиппокамп – та важнейшая инстанция мозга, которая решает судьбу всех мимолетных впечатлений. Большинство ждет неутешительный приговор: смутные, как тени, они исчезают и быстро забываются. Но есть и те, кому позволено будет поселиться, как во дворце, в отделе долговременной памяти. Они буквально выгравированы там – «на вечную память» от судьбы, ваяющей наш собственный образ, выставленный на мысленное обозрение. К этим воспоминаниям, как к важным чиновникам, мы снова и снова будем заискивающе прибегать, а они нас – успокаивать, обнадеживать.

Остальная информация не удостаивается этого «хранить вечно». Если она и вырезана, то не на каменных скрижалях памяти, а на воске. Некоторое время мы носимся с этими фактами, будто с монетками, зажатыми в руке, мы твердо помним, где повесили куртку, придя в гости, где припарковали машину. Но как только эти сведения послужат нам и более не станут нужны (как те монетки, брошенные в прорезь автомата), они исчезают из памяти – «мусор вчерашнего дня».

Так почему мы утрачиваем воспоминания? Потому ли, что их заслоняют новые события, случившиеся с нами, – как стопка свежих газет, брошенных на стол, закрывает то, что лежало там? Или мозг намеренно стирает старые воспоминания, чтобы запомнилось что-то новое, – подобно тому, как перед началом следующего урока дежурный стирает со школьной доски все оставленные там надписи? Какая гипотеза верна?

Ответ на этот вопрос дали авторы работы, опубликованной в 2015 году в журнале «Nature Neuroscience», Мария Вимбер и ее коллеги из Бирмингемского университета. Участники поставленного ими эксперимента заучивали подборку слов, каждому из которых соответствовали две любые картинки. Например, рядом со словом «Песок» был помещен портрет Мэрилин Монро, а также имелось изображение шляпы. Потом испытуемых опрашивали: называли им слово и просили подробно описать первую картинку. Снова повторяли и повторяли вопрос. Через полчаса выяснялось, что люди заметно хуже помнили вторую картинку. Ее детали сглаживались у них в памяти.

Одновременно ученые сканировали мозг испытуемых, тот его отдел, что обрабатывал зрительную информацию. Вот что они заметили. Всякий раз, когда люди запоминали картинки, каждой из них соответствовал некий узор активности, нейрональная схема – так сказать, «ярлык файла на рабочем столе мозга». Поначалу, когда ученые называли слова, в головном мозге испытуемых активизировались обе схемы, отвечавшие этому слову. Человек припоминал обе увиденные картинки. Однако чем чаще людей просили описать первую картинку, тем активнее была ее нейрональная схема. Схема же, соответствовавшая второй картинке, делалась всё менее различимой. Так одно воспоминание подавляло другое, которое поначалу конкурировало с ним. При этом чем сильнее подавлялось ненужное воспоминание, тем активнее были определенные участки в лобной доле мозга. По-видимому, они и расправлялись с прошлым.

Память может сломаться, как деталь машины

Итак, чем чаще мы вспоминаем одно, тем настойчивее стираются ненужные нам воспоминания. Не заслоняются на время, чтобы позднее ожить во всей своей яркости и красоте, а ослабляются, гаснут.

Один из участников исследования Майкл Андерсон отметил: «Люди думают, что процесс забывания – это что-то пассивное. Наше исследование показывает, что мы сами, запоминая что-либо новое, вытесняем из памяти то, что не представляется нам важным».

Чем больше мы забываем, чем сильнее стирается наша память – эта линия жизни, мысленно прочерченная нами, тем легче нам внушить то, чего не было. Нашими воспоминаниями можно манипулировать. Мы запоминаем канву событий, а множество деталей, как раз и составлявших их, обычно выбрасываем, забываем уже в первые часы. В памяти у нас остаются лишь отдельные эпизоды, но они, как правило, ёмко передают случившееся.

И всё же такое вольное обращение с пережитым вовсе не безобидно. Опыты, проводившиеся в последние десятилетия, показывают, что наша память скорее напоминает решето. С годами она просеивает факты и оставляет нам шелуху выдуманных воспоминаний.

Вот один из таких опытов. Он был начат еще в 1986 году. Именно тогда, после гибели американского космического корабля «Челленджер», взорвавшегося на старте, психологи обратились к ста добровольцам, попросив их вспомнить, что они делали в то утро, когда телевидение передавало репортаж о запуске корабля. Неожиданная трагедия не могла не отложиться в их памяти. Этот факт, словно яркая вспышка, освещал весь тот день. Казалось, участникам опыта было нетрудно ответить письменно на семь вопросов: «Где вы были в то утро? Кто был с вами? Когда вы узнали о случившемся?» и тому подобное.

Через несколько лет, когда они и думать не думали о давней анкете, им повторно предложили ответить на те же вопросы. Результат таков, пишет немецкий психолог Рольф Деген, автор «Лексикона прописных заблуждений психологии»: «Теоретически в анкетах, заполненных каждым участником опроса, все семь пар ответов, тогдашних и теперешних, могли полностью совпасть. На самом деле число совпадений в среднем достигало 2,9». Четверть опрошенных, отвечая во второй раз, ошиблась по всем пунктам.

Всё дело в том, что мы запоминаем происходящее в виде связных историй, которые меняются в зависимости от того, часто ли мы их (хотя бы мысленно) рассказываем, кому их рассказываем и что потом происходит. Вот так меняются и сами воспоминания.

Наша память, пишет Деген, вовсе не напоминает «видеокассету, на которой в неизбывной точности хранится всё, что когда-то с нами произошло». На самом деле внутри нас «словно замурован неутомимый сценарист, который коротает время, выдумывая одну историю за другой. Материалом его фантазий служат случившиеся с нами события, но их канву этот выдумщик и враль расцвечивает такими небывалыми узорами, что под их наплывом тускнеет и меркнет явь». Хвастовство, стыд, сомнение, домысел, а то и «влияние искусства» – бульварного чтива, модного кино или чужого рассказа – превращают факт в фантазию или фантасмагорию, «где найдется место любой, самой грубой манипуляции».

Почему внезапно теряется память?

В безбрежном океане жизни память – самый верный наш якорь. Мы просыпаемся, словно в тумане, и тут же чувствуем, как что-то надежно удерживает нас, не дает забыться. Какой-то якорь, брошенный нам из глубин едва мерцающего сознания.

Память. Теперь мы окончательно проснулись. Мы помним, кто мы есть. Где живем. Что было вчера. И что надо сделать сегодня. Память, загадочный «черный ящик», где вся наша жизнь записана.

Но есть люди, у которых нет и этой последней опоры. Память может сломаться, как деталь машины. И тогда мы, словно говорящие куклы, часами повторяем один и тот же вопрос, и, сколько бы ответов ни получили, мы этого не замечаем. Жуткая картина!

Обычно такое бывает, когда поврежден мозг – например, гиппокамп, и тогда отдел долговременной памяти перестает пополняться. Что бы человек ни делал, он вскоре об этом забудет. Но бывают (крайне редко!) и загадочные случаи, когда человек теряет память без видимых причин. О подобной истории сообщил летом 2015 года со страниц журнала «Neurocase: The Neural Basis of Cognition» британский медик Джеральд Берджес.

Она началась за десять лет до этого, когда мужчина тридцати восьми лет пошел к зубному врачу. Там ему сделали местную анестезию и через час залечили зуб. С пациентом же произошло что-то странное: он побледнел, заговорил медленно, глухо, не смог подняться без посторонней помощи. Его доставили в больницу, но через несколько часов стало ясно, что пациент потерял память. Всё, что ни происходило вокруг него, он мог удержать в голове лишь на полтора часа, не больше. Жить ему помогает теперь только то, что он постоянно записывает всё, что нужно сделать. Но отдает ли эти приказы он сам себе или кто-то чужой вписывает в электронный ежедневник план его жизни, наметки его судьбы, он не берется сказать – он не помнит, как появляются эти записи.

В сущности, он уверенно помнит одно: что должен сходить к зубному врачу и залечить этот зуб, но этого он как раз почему-то не делает. Словно однажды он уже побывал у зубного врача. Но когда? Его жизнь полна таких же странных вопросов, как жизнь дикаря, которому вот-вот пригрезится бог, побуждающий сделать то-то и то-то.

Так что произошло с ним? Почему у него отключилась память и сделала его бедное существование таким загадочным? Он непонятен себе, как сам себе непонятен, если вдуматься, человеческий род.

Для врачей же особенно странно, почему он может что-то хранить в памяти в течение полутора часов. Ведь если бы никакие сигналы вообще не поступали в отдел его долговременной памяти, то он моментально забывал бы всё, что делал.

С медицинской точки зрения этот случай – загадка. Ведь ничто в истории больного не указывает на природу странного беспамятства, амнезии: нет ни физических предпосылок, ни психических, ни повреждения гиппокампа, ни тяжелых потрясений. Последнее, что предваряло болезнь, – лечение зуба, местная анестезия – вряд ли, по мнению специалистов, стало причиной потери памяти. Может быть, прием у дантиста лишь совпал по времени с катастрофой, разразившейся где-то в глубине мозга?

Что, если в организме больного по какой-то причине перестали синтезироваться протеины, которые помогают устанавливать синаптические связи, а без этого информация не может накапливаться в отделе долговременной памяти? И воспоминания тогда развеиваются, так и не оформившись, не закрепившись. «В принципе полтора часа – это как раз то время, которое требуется для синтеза протеинов», – отмечает Берджес. Но это пока лишь гипотеза. Одна из многих гипотез, к которым вынуждены прибегать ученые, пытаясь понять феномен памяти.

На самом деле память беззастенчиво подводит любого из нас. Пресловутый «черный ящик» часто оказывается пуст. Многие события, пережитые нами наяву, давно изгладились из памяти. Почему, например, наши детские воспоминания так неотчетливы, бледны? Словно широкая пелена тумана легла на первые годы нашей жизни, и сквозь нее смутно проступают отдельные тени. Они призрачно мелькают, и нам остается лишь напрягать всю фантазию, чтобы представить, что мы переживали тогда. Мы теперь словно деревья, чьи мощные корни скрыты под напластованиями земли. Так же от нас утаены наши корни – то, с чего начиналась жизнь.

Изображение нормального мозга и мозга при болезни Альцгеймера

Что же стало причиной этого «великого забытья», этой «детской амнезии», по вине которой дети в возрасте примерно семи лет начинают быстро забывать, что происходило с ними до этого? Как же получилось, что память о наших ранних годах погребена под толщей позднейших воспоминаний?

По оценке исследователей, примерно в семь лет мы принимаемся заново сочинять свою биографию, слагая ее из недавних воспоминаний. Тому же, что произошло с нами гораздо раньше, совсем не остается места в памяти. Да оно просто и не укладывается в памяти! Из разговоров с маленькими детьми видно, что они имеют очень смутное представление о времени и пространстве. Когда ребенок наконец усваивает эти категории и начинает в согласии с ними упорядочивать все случившиеся события, то есть сочиняет из их хаотического материала свою четко структурированную биографию, эти ранние воспоминания, эти озарения и вспышки, доносящиеся к нам из дали детских лет, уже невозможно точно соотнести с тем, когда это было. Даже места, где те события разыгрывались, теперь угадываются с трудом.

И все-таки эта особенность нашего сознания, этот происходящий с нами переход от хаотического «потока сознания» к строгому, размеренному рассказыванию «истории своего я», не может до конца объяснить, почему дети до семи лет хорошо помнят то, что с ними происходило раньше, а потом внезапно утрачивают эти воспоминания – теряют их, словно молочные зубы.

На страницах журнала «Memory» американская исследовательница Патриция Бауэр, на протяжении нескольких лет опрашивавшая детей в возрасте от трех до девяти лет, пишет: «Результаты проведенных нами экспериментов четко показывают, что маленькие дети и несколько лет спустя очень хорошо помнят, что с ними происходило. И даже если решительно меняется сам способ хранения и упорядочения воспоминаний, одно лишь это не может объяснить детскую амнезию».

Бауэр обращает внимание на то, что память любого человека – далеко не фотографическая. Многие детали приключившихся с нами событий мы не помним уже вскоре после того, как это произошло. Лишь уцелевший «остов» воспоминания, словно ствол дерева, с которого облетела листва, еще долго высится в бескрайнем поле памяти. Иногда его силуэт виден нам даже в преклонные годы.

Особенно высокой забывчивостью отличаются именно дети. В канун школы, в пять – семь лет, большинство детей (63–72 %) еще очень хорошо помнят всё, что было с ними чуть раньше. Но затем их воспоминания стремительно выцветают и стираются. Уже к восьми-девяти годам даже от самых важных воспоминаний остаются лишь контуры какой-то яркой вспышки, чем-то поразившей их. Чем-то, что они порой пытаются понять всю оставшуюся жизнь.

Тем временем в школьные годы память ребенка постепенно «наливается силой», как и его мышцы. Он всё лучше и лучше запоминает, что и когда с ним происходило. В этом его тип сознания приближается к взрослому. Позднее эти многочисленные воспоминания, сохранившиеся у нас со школьных лет, становятся основой наших представлений о себе, тем фундаментом, на котором возведена неповторимая башня нашего «я», наш собственный «Вавилон», готовый вот-вот рухнуть.

Мозг в стране Альцгеймера

По мере роста средней продолжительности жизни увеличивается и число людей, страдающих от типичных заболеваний преклонного возраста. Так, в прогнозе, опубликованном в одной из ведущих стран ЕС – Германии, говорилось, что «к 2030 году в одной только Германии будет проживать более двух миллионов человек, которым поставлен диагноз “болезнь Альцгеймера”» (сейчас таковых около миллиона человек). В России картина заболеваемости, очевидно, будет ничем не лучше. Однако ни наше общество, ни западное не готовы к такому развитию событий.

Эту неизлечимую болезнь уже сейчас называют одним из главных вызовов, брошенных человечеству и всей современной медицине. Все чаще говорят об «эпидемии XXI века» – «эпидемии Альцгеймера».

Проблемы будут только нарастать. По опубликованному в 2014 году прогнозу Международной организации по борьбе с болезнью Альцгеймера, уже к 2050 году 135 миллионов человек во всем мире будут жить с этим диагнозом. Сейчас их – 44 миллиона. Такой резкий всплеск заболеваемости будет обусловлен тем, что заметно возрастет продолжительность жизни в странах третьего мира, прежде всего в Африке и Юго-Восточной Азии. Сейчас многие потенциальные больные там просто не доживают до того возраста, когда начнется постепенное разрушение их мозга, – не доживают до своего Альцгеймера.

Со страниц немецкой газеты «Die Zeit» автор того самого, мрачного прогноза, врач Клаус Вехтлер, призвал бросить все силы на борьбу с начавшейся эпидемией: «Общество обязано наконец найти лекарства, которые могут остановить или даже предотвратить это заболевание. Нам нужно создать сеть лечебных учреждений, рассчитанных именно на пожилых людей, страдающих от болезни Альцгеймера. Это могут быть и общежития для больных, и особого рода дома престарелых. Кроме того, нужно готовить кадры, требуются хорошо обученные, добросовестные санитары, которые ухаживали бы за пациентами». Ведь рано или поздно те попадают в обычные стационарные больницы в связи с каким-либо сопутствующим заболеванием. «А там врачи и санитары, как правило, вообще не готовы иметь дело с людьми, которые через пять минут забывают, где они».

С той же неотвратимостью, с какой беспросветная ночь сменяет светлый день, болезнь Альцгеймера приводит к полной потере рассудка. Свет разума гаснет. Человек погружается в мрак.

Как полагают, болезнь начинается с того, что в тканях мозга по какой-то причине постепенно накапливаются особые зернистые отложения – протеиновые (бета-амилоидные) бляшки. Эти комочки появляются задолго до первых клинических симптомов. Обычно все нежелательные и вредные протеины уничтожаются соответствующими ферментами, прежде чем начнут слепливаться в комки, а их осколки удаляются из мозга. Однако при болезни Альцгеймера этот отлаженный механизм нарушается. Внезапно эти плотные образования, бляшки, распространяются по всему мозгу; они покрывают весь «жесткий диск» нашего «я» – большой мозг. Это приводит к массовому отмиранию нервных клеток. Лишь только начавшись, этот гибельный процесс продолжается безостановочно. Разрушение мозга протекает все быстрее и быстрее. За время заболевания он заметно уменьшается в объеме, при этом катастрофически сокращается количество синапсов – соединений между нервными клетками.

Передача сигналов от одного нейрона к другому замедляется из-за растущего числа бляшек. Наконец, распространение сигналов и вовсе прекращается. Человек уже не может ни воспринимать новую информацию, ни пользоваться сведениями, хранящимися в памяти. Здесь бессильно искусство врачей. Отдел памяти запечатывается так прочно, что его ничем не открыть. Теперь всё исчезает, и прошлое, и настоящее. Стирается всё, что было записано в анналах головного мозга.

Разум меркнет. Человека обступают «привидения», о которых ему уже не придется поведать. Если на первых порах больному бывает трудно проделывать сложные операции, требующие навыков чтения, счета и письма, то потом – несколько лет спустя – для него становится неразрешимой проблемой, например, застегнуть запонку, поднести ложку ко рту или вспомнить свое собственное имя. В конце концов, он лишается своего «я» и перестает понимать происходящее вокруг.

Скорость передачи сигналов по нервным волокнам, покрытым миелиновой оболочкой, заметно выше, чем по голым волокнам

Почему же люди становятся жертвами этого страшного недуга? Каковы факторы риска? До сих пор ученые не могут сказать, что именно является подлинной причиной болезни, можно ли ее излечить, можно ли создать вакцину против нее.

Пока известны лишь отдельные факторы, способствующие развитию заболевания, например, наследственные задатки, наличие дефектных генов, травмы головного мозга, полученные при несчастном случае или, например, занятиях боксом.

– Американские исследователи убедились, что у людей, занимавшихся в возрасте от 20 до 50 лет монотонной физической работой, не требовавшей никакого умственного напряжения, шансы заболеть этим недугом выше.

– Люди меланхолического склада, склонные часто впадать в депрессию, почти вдвое чаще страдают от болезни Альцгеймера, сообщает журнал «Neurology». Подобные психологические особенности – отнюдь не причина болезни, не ее характерный симптом, а лишь дополнительный фактор, способствующий ее развитию.

– По оценке нидерландских исследователей, почти в 9 % случаев болезнь Альцгеймера связана с диабетом.

– Повышенный уровень холестерина в организме и высокое давление также являются факторами риска, повышающими шанс заболеть. Но почему, например, от уровня холестерина зависит состояние головного мозга? Возможное объяснение таково. Чтобы подавить усиленную выработку холестерина, организм начинает выделять в большом количестве бета-амилоид, а тот попутно вызывает повреждение синапсов мозга.

– По сообщению журнала «Neurology», у людей с короткими руками или ногами выше шансы пострадать от болезни Альцгеймера. Этот риск, очевидно, обусловлен дефицитом питательных веществ, которые они получали в первые месяцы и годы жизни или даже в чреве матери. В это время особенно интенсивно развиваются конечности ребенка, а также те участки мозга, которые сильнее всего страдают потом от болезни Альцгеймера.

На ранней стадии эту коварную неизлечимую болезнь нельзя обнаружить ни на рентгеновских снимках, ни путем лабораторного анализа. Врач, вынося диагноз, может ориентироваться лишь на жалобы пациента. Он пытается исключить другие недуги со сходными симптомами. Причиной забывчивости может быть, например, депрессия, нарушение мозгового кровообращения, опухоль головного мозга или вирусная инфекция. С абсолютной уверенностью диагноз можно поставить лишь post mortem. Именно тогда, после вскрытия, обнаруживаются губительные бляшки, изъевшие мозг человека.

По оценкам специалистов, каждый третий житель промышленно развитых стран в конце жизни будет в той или иной мере страдать от болезни Альцгеймера. Это – расплата за то, что мы стали жить значительно дольше. Сам организм человека противится этому. Чем большего прогресса достигает медицина, чем лучше поставлено лечение обычных болезней, тем выше вероятность, что люди, спасенные от недугов, которые выкашивали в прошлые века миллионы жертв, пострадают от болезни Альцгеймера. Величайшее достижение медицины XX века – резкое повышение средней продолжительности жизни – оборачивается трагедией, ну а общество даже не догадывается о грядущей эпидемии «болезни забытья».

Как старится мозг?

Постараемся отрешиться от болезни Альцгеймера и поговорим о том, что вообще происходит с нашим мозгом в старости. Почему в 60–70 лет мы без труда говорим на родном нам – и весьма сложном! – русском языке, автоматически подбирая слова и не задумываясь ни о каких правилах грамматики, и в то же время нам уже нелегко выучиться чешскому языку, не говоря о китайском? Почему занятия спортом не только укрепляют тело, но и освежают мозг? Почему с возрастом у нас развивается «умственная дальнозоркость»: мы забываем о том, что произошло пару часов назад, но прекрасно помним многие события из далекого прошлого?

Нидерландский психолог Доуве Драйсма, автор книги «Почему жизнь проходит быстрее, когда становишься старше?», даже говорит о «ложбине воспоминаний».

Память подчиняется странным законам. Обычно люди хуже помнят давние события. Но лет с пятидесяти мы всё настойчивее вспоминаем молодость, особенно период с 15 до 25 лет.

В интервью журналу «Spiegel» Драйсма отмечал: «Несколько лет назад в Дании опубликовали очень любопытные результаты опроса людей, достигших столетнего возраста. Выяснилось, что они почти ничего не помнят о Второй мировой войне; у них эти воспоминания изгладились, скатились в “ложбину воспоминаний”. Зато они очень много рассказывали о присоединении Северного Шлезвига к Дании в 1920 году».

«Я думал всегда, – продолжает Драйсма, – что лет в 40 или 50 мы начинаем пожинать плоды. Мы достигаем определенного положения; наша жизнь куда-то движется; мы делаем что-то важное. Однако, когда лет в семьдесят оглядываешься назад, именно эти годы и скрываются в “ложбине воспоминаний”. Дело в том, что память особенно цепко удерживает то, что было в первый раз. А в 15 или 20 лет гораздо больше вещей случались с вами в первый раз, нежели в 40 или 50. И чем их больше, тем сильнее растягивается этот отрезок времени на шкале жизни. Всюду появляются вехи или ориентиры – первые каникулы вдали от дома, первый секс, первое место работы, первый отпуск, первая ночь в собственных “апартаментах”; всё это связано с определенным временем. С ним связаны наши воспоминания, и с возрастом вам хочется вновь и вновь возвращаться туда… Для взрослых же многое в жизни повторяется. Дни проходят впустую, не оставляя воспоминаний, и тогда время сжимается; кажется, что оно летит. Вот так и возникает ощущение: чем старше ты становишься, тем быстрее проходит жизнь».

Все эти, казалось бы, азбучные истины ученые сегодня только открывают, ведь до недавних пор они очень плохо представляли себе, как старится мозг. Какие изменения происходят в нем после 40 лет? Какие из этих изменений неизбежны, а от чего можно было бы защитить мозг? Как продлить его молодость?

Лишь с внедрением в 1990-х годах магнитно-резонансной томографии у ученых появилась возможность наблюдать за тем, как старится мозг. К этому времени было известно, что с возрастом мозг уменьшается в объеме. Предполагалось, что его пластичность, то есть способность образовывать всё новые синапсы, тоже заметно снижается с возрастом.

Однако исследования 2000-х годов показали, что процессы старения мозга гораздо сложнее, чем считалось прежде. Мозг каждого человека старится по-разному. Активность различных его отделов с возрастом тоже снижается по-разному. Подобные процессы нельзя свести к строгой схеме.

Еще удивительнее следующий факт: когда наш мозг уменьшается в объеме, это вовсе не означает, что множество его нервных клеток гибнет. На самом деле к концу своей жизни головной мозг человека утрачивает в среднем лишь 10 % нейронов.

Но главное, что выяснилось, мозг уменьшается в основном за счет того, что мы теряем клетки миелина. Оболочкой из этого белого вещества окружены отростки нервных клеток. Скорость передачи сигналов по нервным волокнам, покрытым миелиновой оболочкой, заметно выше, чем по «голым» волокнам. Следовательно, из-за «усыхания» мозга, наступающего с возрастом, мы должны медленнее соображать, но качество нашего мышления не должно страдать. Гибель отдельных нейронов также не может нам сильно навредить. В то же время ученые обнаруживают, что с возрастом меняется морфология (форма и строение) нервных клеток мозга. Дальнейшие исследования должны показать, какие именно процессы, протекающие в головном мозге, так ослабляют его возможности.

В настоящее время ведутся эксперименты по подключению мозга к компьютеру

Для ученых остается загадкой, почему мозг вообще старится. Есть разные гипотезы, объясняющие это. Одни исследователи полагают, что с возрастом включаются особые гены, запускающие механизм «саморазрушения» мозга – его старение. Можно сказать, что в голове каждого из нас от рождения заложена «бомба с часовым механизмом», которая когда-нибудь срабатывает, и мозг начинает деградировать, уничтожаться. Другие ученые говорят о генетических мутациях. Третьи приписывают всё вредному действию гормонов, клеток иммунной системы или свободных радикалов (очень агрессивных молекул).

Эти гипотезы окончательно не отвергнуты, зато отброшена считавшаяся незыблемой теория о том, что нервные клетки не восстанавливаются. В гиппокампе и некоторых других частях мозга обнаружены стволовые клетки, из которых возникают будущие нейроны. Благодаря этому мозг человека и в преклонном возрасте сохраняет гибкость; в нем образуются новые нейрональные соединения. Наблюдения, например, за музыкантами, которые выступали с концертами до глубокой старости, показали, что запас знаний, накопленный их мозгом, постоянно пополняется.

Знания же служат и хорошей профилактикой против постепенной деградации мозга. Чем выше образовательный уровень человека, тем упорнее его мозг сопротивляется болезни Альцгеймера. Так, у женщин, получивших высшее образование, вероятность заболеть этим недугом на 45 % ниже, чем у малообразованных женщин. Болезнь Альцгеймера чаще настигает людей, от которых всю жизнь требовалось одно – тупо, монотонно работать и которым не довелось раскрыть свои таланты, коими они были наделены от рождения. Похоже, сам интеллект защищает человека от угасания умственных способностей. Вот только как защищает, пока непонятно. Очевидно, умение учиться помогает нашему мозгу приспособиться к начавшимся необратимым изменениям – появлению бляшек. Какое-то время мозг ухитряется частично восстанавливать утраченные функции – подобно тому, как у хорошо тренированного спортсмена, бегущего марафон, внезапно открывается «второе дыхание».

Люди с высоким коэффициентом интеллекта, вообще, реже других страдают от болезни Альцгеймера. Причина этого, впрочем, далеко не так очевидна. Вполне возможно, что медики, наблюдая за очень одаренными людьми, просто не замечают момента, когда их творческие способности начинают угасать. Интеллектуалы тоже деградируют, но им предстоит спуститься с вершины горы, в то время как их ровесники давно уже «далеко внизу».

И напоследок о спорте. Занятия физической культурой в пожилом возрасте укрепляют не только тело, но и дух. Обширное исследование, проведенное учеными из Виргинского университета, показало, что среди стариков, преодолевавших – пешком или бегом – менее 400 метров в день, впоследствии оказалось вдвое больше больных Альцгеймером, нежели среди тех, кто каждый день преодолевал более трех километров. Пока ученые не берутся объяснить, каким образом пешие прогулки приостанавливают процессы деградации, протекающие в головном мозге человека.

Вмешательство в мозг: насколько оно возможно?

Техника не стоит на месте. Человек всё теснее сращивается с машиной – с компьютером. Наше общение с ним принимает такие формы, о которых еще недавно мечтали только фантасты.

Многие тысячи людей во всем мире оказываются полностью парализованы вследствие несчастного случая или тяжелой болезни. Непоправимо? Нет!

Со временем широкое распространение получат нейропротезы – электронные микросхемы, которые возьмут на себя функции определенных участков мозга, чтобы помочь человеку восстановить контакт с окружающим его миром. Это смягчит последствия беды. Больной, прикованный к постели, станет теперь управлять компьютером и инвалидной коляской лишь одним усилием мысли. Это поможет ему вернуться к нормальной жизни. Перед ним вновь распахнется окно в мир. Он соединится с людьми.

Во многих лабораториях уже давно ведутся эксперименты по подключению мозга подопытных животных или добровольцев к компьютеру. Цель: заставить машину повиноваться мыслям человека. Ученые, занятые исследованием мозга, уверены в том, что к нему можно подобрать ключи, если научиться следить за активностью нервных клеток и правильно истолковывать поступающие сигналы.

Выделяются два способа подслушать то, что немо вспыхивает и гаснет в глубине мозга. Первый – расположить «микрофоны» непосредственно под сводом черепа. Для этого в моторной зоне коры мозга – той его части, что отвечает за движения человека, – размещают миниатюрные электроды. Они фиксируют биотоки (биоэлектрические потенциалы) мозга, те импульсы, с помощью которых люди командуют своим телом, а затем эти импульсы преобразуются в электрические сигналы, которые управляют компьютером или рукой робота. Такая технология может значительно облегчить жизнь людям, перенесшим инсульт, попавшим в тяжелую автокатастрофу или страдающим от нейродегенеративного заболевания.

В 2006 году журнал «Nature» вынес на обложку очередного номера портрет 26-летнего американца Мэттью Нэгла, самого знаменитого «киборга» мира. После полученного удара ножом тот сохранил способность лишь шевелить головой. Согласившись участвовать в эксперименте, проводимом университетом Брауна, он разрешил имплантировать себе в зону моторной коры мозга микросхему размером 4 на 4 миллиметра. Сигналы передавались по кабелям, выведенным наружу и присоединенным к компьютеру. Пациент прожил с этим устройством более девяти месяцев (в июле 2007 года он скончался из-за сепсиса).

С помощью мысленных команд Нэгл научился перемещать курсор компьютера, открывал электронную почту, включал телевизор, разжимал и смыкал захват механической руки и играл в простые компьютерные игры. Машина четко выявляла противоречия и недостатки нашего мышления. Так, мало подумать «повернуть влево», чтобы курсор последовал этому вербальному призыву. Компьютер ждет от человека реального, ощутимого намерения. Нужно мысленно пошевелить левой рукой, согнуть ее пальцы, напрячь мышцы, чувствовать, как компьютерная мышь прижимается к руке. Так что от одной мысли о «левой руке» курсор еще неизвестно куда перемахнет – может быть, вправо, если вы, отдавая словесный приказ, невольно взглянули, например, на свою правую ногу и бессознательно, не отдавая себе отчета, представили, как она шевельнулась.

Недостаток самого эксперимента, в котором участвовал Нэгл, очевиден, ведь все эти месяцы в голове пациента зияло отверстие, через которое выводились наружу кабели. Всё это время в его мозг слишком легко могла попасть инфекция…

Более перспективна другая «машина для чтения мыслей». Электроды крепятся к голове человека и непрерывно фиксируют биоэлектрическую активность мозга. Уже в первых экспериментах – после тренировок, длившихся порой месяцами, – их участники привыкали перемещать курсор компьютера одним напряжением мысли и могли даже общаться по Интернету, выбирая буквы и складывая из них слова.

В 2014 году удалось передать от одного человека к другому закодированные в цифровой форме биотоки мозга

Сейчас, по прошествии нескольких лет, эта технология шагнула далеко вперед. Известия о всё новых успешных опытах по «телепатическому» (мысленному) управлению самыми разными приборами регулярно приходят из научных лабораторий. Вот некоторые любопытные сообщения.

Исследователи из Политехнической школы Лозанны разработали модель инвалидной коляски, которая управляется одним усилием мысли. Электроды, закрепленные на голове человека с помощью шапочки, фиксируют биоэлектрическую активность мозга. Сейчас коляска различает две команды: «Налево!» и «Направо!», поворачивая в нужном направлении. Видеокамеры и сенсоры, которыми она оснащена, распознают препятствия, встретившиеся на пути. В лаборатории она передвигается уверенно, но до массового применения таких колясок пока еще далеко.

В начале 2010-х годов исследователи из Свободного университета (Берлин) провели испытание автомобиля, управляемого лишь силой мысли. «Во время тестовых заездов водитель, оснащенный сенсорами, которые фиксировали биоэлектрическую активность его мозга, мог без особых проблем контролировать автомобиль – разве что машина с небольшим запозданием отзывалась на мысленно отданные команды», – подытожил эксперимент его руководитель, профессор Рауль Рохас.

Ученые из университета Карнеги-Меллон (США) оснастили спортивный велосипед механизмом, позволяющим мысленно переключать передачи вместо того, чтобы делать это вручную. Такое изобретение выходит далеко за рамки медицины. Почему бы не применять эту технологию везде, где надо отвлекаться на то, чтобы что-то переключать руками?

В 2013 году ученые из Миннесотского университета доказали, что при помощи мысли можно управлять даже летательными аппаратами. Во время опыта модель вертолета, следуя мысленным командам, поворачивала направо и налево, а еще набирала высоту или прижималась к земле.

Годом позже их коллеги из Мюнхенского технического университета успешно применили этот метод при занятиях на авиационном тренажере (симуляторе воздушных полетов). Отдавая мысленные команды, они с поразительной уверенностью управляли приборами в кабине пилота. Точность действий некоторых из семи добровольцев была так высока, что, если бы они сдавали экзамен на управление летными средствами, они бы его сдали. Курс самолета они выдерживали строго. Так, один из испытуемых отклонялся от него не более чем на 10 градусов. Столь же успешно им удавалось посадить самолет. Если подобная система приживется, считает руководитель проекта Тим Фрике, «это значительно упростит работу летчиков… и повысит безопасность полетов».

Похоже, если XIX век был временем величайших достижений исторической лингвистики, научившей нас понимать мертвые, казалось бы, языки многих древних культур, то век XXI может стать временем нейролингвистики – мы научимся понимать язык нервных клеток мозга, вроде бы такой же недоступный нашему разумению, как и наречия вавилонян или египтян. Скрытое навеки в глубинах мозга понемногу открывается исследователям, как предстало перед ними то, что было как будто утеряно навсегда в дали времен.

Уже сейчас ученые убеждены, что лучший в природе компьютер – «живую машину мозга» – можно переналаживать и обновлять, используя ее потаенные ресурсы ради спасения людей, лишенных возможности общаться с внешним миром. Чем еще удивят нас вести из лабораторий? Даже в самых безнадежных ситуациях жизнь – благодаря новейшим достижениям медицины – всегда начинается заново.

От уроков телепатии до контроля над мыслями?

Широкое использование новых технических средств в неврологии не только открывает новые перспективы лечения пациентов, но и ставит сложный этический вопрос. Как далеко мы можем зайти в наших попытках проникнуть в мозг другого человека?

Специальные обучающиеся программы уже сейчас позволяют в лабораторных условиях мысленно общаться друг с другом и расшифровывать мысли участников экспериментов.

В 2014 году, во время одного из таких опытов, впервые удалось передать от одного человека к другому закодированные в цифровой форме биотоки мозга, то есть те самые неизреченные мысли, которые есть правда. Передавать «телепатические» сигналы можно и на большие расстояния – даже на тысячи километров, используя для этого Интернет.

Исследователи, работавшие в лаборатории в индийском городе Тируванантапураме, закодировали слово в виде последовательности нулей и единиц. Один из участников эксперимента превратил эту цепочку цифр в движения. Всякий раз, когда нужно было транслировать цифру 0, он мысленно поднимал ногу, а когда следовало передать цифру 1, представлял себе, что поднимает руку. Всё это время электроды, прикрепленные к его голове, фиксировали биотоки мозга. Компьютер преобразовывал активность мозга в цифровые сигналы; они были отправлены по Интернету на другой конец света – в лабораторию во французском Страсбуре.

Там находился «адресат» – человек, рядом с головой которого была закреплена магнитная катушка, принимавшая сигналы из далекой Индии. Создаваемые ею импульсы целенаправленно влияли на активность его мозга. Он оставался в помещении в полном одиночестве. Его глаза закрывала маска; наушники заглушали любой шум, который мог до него долететь. Катушка же была отрегулирована так, что, если надо было передать цифру 1, магнитный импульс был таким, что человеку казалось, будто перед его глазами вспыхивает свет. Когда же транслировалась цифра 0, импульс был таким, что никакой вспышки он не видел.

Опыт повторялся трижды, с разными людьми. Все они практически точно назвали ту последовательность цифр, которую мысленно, думая лишь о том, чем пошевелить, рукой или ногой, передал участник эксперимента, находившийся в Индии. Погрешность расшифровки сигнала составила около 15 %.

Возможно, не в столь отдаленном будущем в нашу повседневную жизнь войдет… телепатия. Люди станут мысленно общаться друг с другом, не прибегая к помощи речи или письма. Пока ученые делают лишь первые шаги к созданию этого нового – фантастического – средства связи.

Однако само представление о том, что мы можем общаться друг с другом, не произнося ни слова, и восхищает, и одновременно пугает. А что, если человека можно «зомбировать», превратить в раба до такой степени, что он будет послушно выполнять чьи-то беззвучные указания? Звучит интересно, но жутко. Тот, кто читает чужие мысли, когда-нибудь научится и мысленно повелевать другими людьми. Похоже, нашим мозгом можно манипулировать не только с помощью пропагандистов, но и напрямую – передавая в него сигналы посредством микроэлектродов, то есть навязывая ему чужие мысли.

Вот такой замечательный опыт был поставлен учеными из университета Дьюка в США (о нем сообщил журнал «Scientific Reports» в 2013 году). Они вживили электроды в моторную зону коры мозга двух крыс. Зверьков, помещенных в клетки, приучили выбирать из двух рычажков тот, над которым загорится лампочка.

Собственно эксперимент начался, когда электроды, принадлежавшие разным крысам, соединили друг с другом. Теперь в одной из клеток вспыхивал свет. Ее обитательница тут же надавливала на рычаг, а характерная для этого действия активность ее мозга (ее «мысли») передавалась второй крысе – лампочка же у той не работала. Однако вторую крысу теперь тоже охватывало беспокойство. Она подбегала к нужному рычагу и жала на него. В двух случаях из трех она делала правильный выбор, получая команду, скажем так, по «телепатическому телеграфу». Руководитель исследования, бразильский нейробиолог Мигель Николелис, дал этому средству связи свое название: «Мы создали своего рода нервную систему, состоящую из двух головных мозгов».

Чтение мыслей – давняя мечта людей. В 2015 году исследователи из Технологического института Карлсруэ сделали еще один шаг в этом направлении. Семеро участников эксперимента вначале зачитывали вслух различные слова, фразы и тексты. Компьютерная программа анализировала биотоки их мозга, выявляя, какие сигналы соответствуют отдельным словам и даже слогам (позднее машине удавалось реконструировать незнакомые ей слова, читая их, как первоклассник, по слогам).

Наконец, этим же добровольцам было предложено прочитать вслух различные тексты. Компьютерная программа довольно точно воспроизвела прочитанное, проанализировав активность их мозга (погрешность составила менее 25 %). Это – хороший результат, если учитывать, что в текстах было много новых слов (точность их расшифровки, проводившейся по слогам, составила 50 %).

Пока эта программа работает только с устной речью, но исследователи уверены, что недалек тот день, когда компьютер научится так же точно читать мысли людей. Всё тайное тогда станет явным?

Итак, будущее медицины рождается на наших глазах. Будущее человека меняется на наших глазах.

Гормональная система человека

В последние полтора столетия ученые стали постепенно проникать в оплот нашего «я» – мозг. Изучали его мельчайшие структуры. Регистрировали активность различных его областей.

Эти исследования казались, скорее, ребячеством – вроде успехов современной космонавтики, которой доступно лишь околоземное пространство, в то время как бесконечный космос, окружающий нас, нашими кораблями недостижим. Невозможным, думалось, и проникнуть в «космос» нашего «я», в те глубины мозга, где каждую долю секунды вспыхивают и исчезают бессчетные мысли.

Но неприметно был достигнут какой-то важный рубеж, мало кем замеченный за пределами той небольшой группы ученых, что эти исследования вели. Вдруг те яркие, мозаичные картины, что открывались ученым, наблюдавшим за мозгом с помощью томографа, стало возможным соотносить с отдельными мыслями человека.

Перед учеными забрезжили удивительные и страшные перспективы. Мысли можно читать. Их можно передавать на расстояние. Одним только мысленным усилием можно управлять машинами. Можно переносить мысли «из одной головы в другую» – внушать человеку то, что он в здравом уме никогда бы не сделал. Даже в призрачной крепости наших снов нельзя будет укрыться от всесилия будущей техники. Сны можно будет читать, как открытую книгу. В них тоже можно будет вселять что-то свое, постороннее, что задумает «Человек, читающий мысли» – самый успешный гость из будущего.

Итак, подобно тому, как любое лекарство может стать ядом, любая терапия может стать злом. Рано или поздно достижения нейротехнологии будут использованы для того, чтобы следить за людьми, управлять их поведением и даже менять личность человека ради своих целей.

Уже проведены первые эксперименты, в которых исследователи воздействовали на чувства, мысли и сны доверившихся им людей. Создаются системы, побуждающие человека изменить свои мысли или выполнить чей-то тайный приказ.

Высокое искусство врачей и изобретательность компьютерщиков могут стать спасительным средством для миллионов одних людей и убийственным инструментом подавления воли для миллионов других.

Так что будет завтра?

Наше удивительное тело

Незримая власть гормонов

Что делает нас такими, какими мы есть? Что определяет всю нашу жизнь? Правит нашими чувствами и мыслями? Гены, тайные шифры организма? Или окружающая среда, постоянно воздействующая на нас? Так гены или среда?

В спорах об этом, на научных дискуссиях и турнирах, сломано много копий. Вот только в этих спорах часто забывается о том, что есть еще одна незримая – третья – сила, которая правит нами каждое мгновение. Мы забываем о тайной власти гормонов – о том неприметном фоне, на котором проходит вся наша жизнь. О том фоне, который определяет наше самочувствие, наши мысли и желания, о том фоне, который бросает нас то в жар, то в холод. О том фоне, который делает нас такими, какими мы есть, мужчинами и женщинами. Гормоны, считают эндокринологи, – это тот самый код, который позволяет понять наше поведение и особенности нашей личности.

Нет ни одной функции организма, которой не руководили бы гормоны. Они регулируют важнейшие показатели тела: температуру, давление, содержание сахара в крови. В детские годы именно благодаря гормонам растет костная и мышечная ткани. Именно им подростки обязаны своими буйными выходками в пору «переходного возраста». Именно дефицит гормонов вызывает ряд тяжелых заболеваний, которыми мы страдаем. Именно их, гормонов, так часто не хватает мужчинам и женщинам в старости.

К настоящему времени удалось исследовать и расшифровать почти полторы сотни гормонов, вырабатываемых нашим организмом. Однако ученые полагают, что это – лишь малая часть тех стимулирующих веществ, каковыми и являются гормоны (от греческого слова hormao, «привожу в движение», «возбуждаю»). Всего же для регуляции организма может использоваться, по оценке ряда исследователей, до тысячи гормонов.

Многие аспекты работы гормонов окончательно не выяснены и теперь. Это касается их влияния на нашу физическую активность, мышление, процессы старения организма.

Простое сравнение поможет понять роль гормонов. В наш век информатики любой организм, в том числе человеческий, можно представить как информационную систему. По нервным волокнам и кровеносным сосудам постоянно передается информация: органы чувств ведут круглосуточный репортаж в прямом эфире обо всем, что происходит вокруг; «центр управления полетом», наш мозг, шлет бессчетные сообщения о том, что делать руке или ноге, куда повернуть голову. В этой системе широко используются и гормоны: они – срочные «эсэмэски», телеграммы, но иногда – бывает же еще и такое! – обычные бумажные письма, которые плетутся по просторам нашего тела черепашьим шагом.

Но, с какой бы скоростью ни распространялись гормоны, они участвуют в управлении телом. Гормональная система всячески связана, в том числе по принципу обратной связи, со всеми важнейшими органами и тканями тела. Это позволяет ей реагировать на малейшие изменения, которые происходят вокруг и внутри нас.

Ученые выделяют в гормональной системе три разных уровня. Она иерархична.

На вершине ее царствует и повелевает мозг, точнее говоря, гипоталамус – та часть мозга, которая фактически соединяет нервную и гормональную систему. Расположен гипоталамус (он крохотный, величиной с монету) в нижней части промежуточного мозга. Это – настоящее информационное агентство: «зарубежные корреспонденты», органы чувств, присылают сообщения о том, что происходит на всем белом свете – льет ли теплый дождь, падает ли снег; «военные корреспонденты» докладывают о горячих, болевых точках организма, о том, что вы обожгли пальцы, взявшись за чайник, укололи руку, наступили на камешек. Все эти новости подаются с эмоциями, окрашиваются в разные чувства, ведь рядом расположена лимбическая система, где как раз и зарождаются наши эмоции.

Гипоталамус тесно связан с нижним мозговым придатком – гипофизом, лежащим у основания головного мозга. Гипофиз – это огромная «мастерская» мозга и его «отдел внешней торговли». Здесь налажено массовое производство самых разных гормонов и сбыт их во все органы тела. Отсюда многочисленные гормоны, словно по транспортным путям, мчатся по кровеносной системе, чтобы достичь любой точки в организме.

У этих «штабов», возвышающихся надо всем, есть многочисленные филиалы, службы, разбросанные по всему организму. Это – железы, занятые производством гормонов на местах. Самые известные среди них – щитовидная железа, поджелудочная железа, надпочечники. Поджелудочная железа, например, регулирует уровень сахара в крови, вырабатывая попеременно то инсулин, снижающий этот уровень, то противоположный ему по действию глюкагон. В надпочечниках образуются гормоны стресса – адреналин и норадреналин.

Влюбленность действует как лучший антидепрессант

Итак, гормоны – это «письма» и «телеграммы», которые наш мозг рассылает во все части тела. Но на любом письме должен быть указан адрес, иначе оно не дойдет до цели. Каким образом гормоны знают, куда им надо отправиться? Путь ведь предстоит очень дальний. Если бы можно было вытянуть все кровеносные сосуды, все капилляры нашего тела в одну линию, ее длина превысила бы 100 тысяч километров. В этой круговерти сосудов, в их бесконечном переплетении немудрено запутаться. Гормоны же, кажется, моментально находят нужные органы тела и даже клетки. Как им это удается?

Ответ поразительно прост. Ведь «адрес» гормона – его химическая структура. Она столь же разнообразна, как и назначение гормонов. Наряду с крохотными соединениями, состоящими всего из одной аминокислоты, такими как адреналин или дофамин, встречаются и пептидные гормоны, представляющие собой длинные цепочки аминокислот (например, окситоцин). Половые гормоны, эстроген и тестостерон, принадлежат к холестериновым соединениям – так называемым стероидным гормонам.

Адресаты всех этих гормональных посланий, клетки-мишени, с помощью специальных рецепторов, расположенных на их поверхности, сразу распознают структуру «своего» гормона. Гормон еще можно сравнить и с ключом, который мчится по кровеносным сосудам в поисках своего замка. Когда ключ и замок, письмо и адресат, сойдутся, клетка немедленно начнет выполнять полученное ей указание – в ней меняется обмен веществ.

Перестройка организма под действием гормонов происходит в считаные секунды. Например, в опасной для нас ситуации наш организм выделяет огромное количество гормона стресса – адреналина. Под действием его сводится к минимуму снабжение кровью кишечника и желудка, зато кровь притекает к рукам и ногам, мышцы напрягаются, мы готовы постоять за себя, подраться или, если опасность велика, пуститься наутек.

Таким образом, с помощью гормонов наш мозг влияет на все функции организма. В свою очередь, сам мозг постоянно подвергается гормональным атакам. Во многом от этого зависит наше самочувствие, психическое состояние, творческие и интеллектуальные возможности.

Уровень выработки гормонов определяется многими обстоятельствами – временем суток, возрастом, полом, пережитым стрессом или режимом питания. Содержание гормонов в организме постоянно меняется, поэтому его так трудно измерить.

Некоторые гормоны могли бы служить нам лекарствами, но пока, приходится признать, мы почти не располагаем безопасными гормональными препаратами, которые были бы при этом еще и эффективны. Бесконтрольный прием гормональных препаратов вреден. Это – слишком мощное и одновременно грозное оружие, чтобы прибегать к нему, не полагаясь на советы врача.

Дары окситоцина, или Химия любви

«И еще вот что: отнимай у меня пятиалтынные. Увидишь: лезу в телефонный автомат, руки мне скручивай», – упрашивал приятеля герой повести Владимира Корнилова «Демобилизация». Влюбленный не может прожить дня без того, чтобы не позвонить своей пассии или не встретиться с ней.

Томографические исследования показывают, что стоит нам увидеть любимого человека и вот уже необычайную активность проявляют так называемые центры удовольствия – те участки мозга, что вызывают приятные ощущения. Даже один только взгляд на памятную фотографию становится для влюбленных в буквальном смысле слова наслаждением. Неудивительно, что мы прямо-таки западаем на своего любимого, пожираем его взглядом. Одновременно подавляется активность тех участков мозга, что отвечают за отрицательные эмоции.

Может быть, поэтому влюбленные буквально расцветают. Влюбленность действует на них как лучший антидепрессант. Вот только «лекарство» это желательно принимать каждый день (и хочется: каждый час). Если любимой нет рядом, мы не знаем, куда деться, как прожить «эту неделю» без нее. Эта особенность, свойственная нашей психике, обусловлена действием такого гормона, как дофамин, – он вызывает чувство эйфории.

Не случайно американский антрополог Хелен Фишер, руководившая программой исследований «Физиология головного мозга людей, переживающих романтическую любовь», назвала дофамин составной частью внутренне присущего организму «приворотного зелья». Биологи твердят: «Больше дофамина – больше хорошего настроения».

Этот гормон заряжает нас энергией, превращает в отчаянных смельчаков, толкает на сумасбродные поступки и, главное, приковывает внимание к полюбившемуся человеку. «Безумие», охватывающее нас, помогает преодолеть врожденный страх перед «чужим». Вы готовы сутки напролет – да что там сутки? недели! месяцы! – добиваться его взаимности.

«Симптомы влюбленности можно сравнить с наркотической зависимостью, – отметила Хелен Фишер, – ведь та тоже связана с повышенным выделением дофамина». Но сколько же будет длиться этот сон разума, эта невыносимая радость бытия?

Влюбленность часто путают с любовью, и это становится причиной бесчисленных драм, разбитых сердец и ошибочных решений, принимаемых сгоряча, в сердцах. В действительности в широкой палитре чувств они находятся достаточно далеко друг от друга. Их биохимическая природа совершенно разнится.

Влюбленность иногда проходит всего за несколько недель; розовые очки разбиваются, и ты впервые с равнодушием и досадой смотришь на того, кто еще недавно был так близок, чей голос, глаза, милая привычка кокетничать буквально сводили с ума. В лучшем случае угар влюбленности длится 2–2,5 года. Но вот и это время прошло. Пора расставаться?

На самом деле это лишь рассеялся дофаминовый чад, так долго круживший голову. Потом «острое состояние» (то бишь влюбленность) переходит в «хроническое» – любовь – или же более или менее быстро, с всхлипами, ссорами, а то и при полном равнодушии обеих сторон угасает, лопается, как мыльный пузырь. Так рушатся очень часто молодежные браки, наспех заключенные по первым, подчас еще слабым признакам симпатии.

Витамины – друзья или враги организма?

«Для одних людей это означает, что все хорошее прошло и настала рутина – они всё меньше разговаривают, отдаляются друг от друга, им хочется чего-то нового; для других же это – только начало, это рождение глубокой, долгой привязанности», – отмечает польский писатель Януш Вишневский.

Если партнеры стремятся и дальше продолжать отношения, а не выяснять их до полного разрыва, в их организме вновь должна произойти «химическая» революция. Вместо дофамина головной мозг начнет тогда усиленно вырабатывать другие гормоны – окситоцин и родственный ему вазопрессин, – а также эндорфины, вызывающие легкую эйфорию (последние схожи по своему действию с морфием). Эти вещества отвечают за чувство глубокой симпатии, которое мы испытываем к другим, вызывают сильную взаимную привязанность. Любая история любви, по сути своей, может быть измерена и исчислена в пропорциях и дозах гормонов, увлекающих нас сражаться за свое счастье.

Эта гормональная перестройка знаменует переход от блаженной, но легковесной романтики к сложной, подлинно настоящей, зрелой любви – к гармонии партнерских отношений, пронизанных теперь мягкостью, интимностью, покоем, к всеохватной душевной близости любящих друг друга людей. Психическое начинает доминировать над физическим, жажда единения – над страстью обладания. Ровные отношения двоих наполнены теперь множеством смыслов, открывшихся им в их близости.

Окситоцин, «гормон счастья», выделяется в больших количествах при нежных, ласковых прикосновениях; он проявляет себя всякий раз, когда между двумя людьми складываются устойчивые, доверительные отношения. Его избыток побуждает нас поглаживать, ласкать, целовать партнера, усиливает любовь к нему. Это весьма позитивный гормон. Именно благодаря ему после близости смягчаются самые острые семейные конфликты.

По мнению исследователей, от числа окситоциновых рецепторов в мозге человека зависит его личная жизнь: чем меньше этих рецепторов, тем меньше радости человеку приносит супружество и тем меньше он способен на длительные отношения с партнером.

Окситоцин играет важную роль и в общении матери и ребенка. Он начинает бурно выделяться в головном мозге матери, стоит ей только прижать новорожденного малыша к груди; отвечает он и за выработку молока в материнском организме.

«С эволюционной точки зрения окситоцин – очень древний гормон. Его можно обнаружить в организме даже таких примитивных животных, как дождевые черви, – отмечает австралийский биолог Ричард Айвелл. – В отношениях людей связь тоже устанавливается буквально на молекулярном уровне».

«Окситоциновый» период отношений может длиться всю жизнь, хотя прочных – пожизненных – гарантий семье не даст ни один ученый. «Мы созданы для двух противоположных вещей: мы готовы связать свою жизнь с другим человеком – и готовы вновь и вновь влюбляться в кого-то еще», – подвела итог исследований Хелен Фишер. Заметим, что эти постоянные поиски партнера «на стороне» предосудительны лишь с моральной точки зрения; на самом деле они способствуют генетическому разнообразию человечества.

В принципе человек, как подчеркивают антропологи, по своей природе склонен к «серийной моногамии». Естественный срок отношений мужчины и женщины составляет примерно 4 года – время достаточное, чтобы поставить на ноги ребенка и… завести новую семью. Недаром во всем мире пик разводов приходится на четвертый год супружеских отношений. Однако люди – в отличие от лис, малиновок и многих других серийно моногамных животных – отнюдь не рабы своей биохимии. Опыт, культура, традиции побуждают нас относиться к новым мимолетным увлечениям так, как они того заслуживают, и учат воздерживаться от поспешных решений. Мы всё терпимее относимся к своим партнерам и себе; мы открываем романтику повседневного; мы всё глубже понимаем близкого человека – и всё больше любим его. Настоящая любовь на поверку оказывается сильнее многих-многих влюбленностей.

Надежной статистики семейного счастья пока нет. Бытуют цифры, что счастливых семейных пар всего 15–30 %. Но это скорее расхожее мнение, чем точная наука. В любом случае социологи отмечают, что в наше время пути, ведущие к счастью, куда многообразнее – и сложнее, чем прежде.

Витамины полезные и бесполезные

Иногда, прогуливаясь вдоль полок магазинов, начинаешь думать, что мы живем в суровом, ледяном краю, где всем угрожает цинга. На упаковках многих продуктов, особенно напитков, видишь надпись «с содержанием витамина ***». А еще мы, не задумываясь, угощаем детей «витаминками», этими аппетитными таблетками, да и сами давно полюбили их вкус.

Но насколько полезен этот «витаминный допинг», которым мы постоянно подкрепляем себя? Прибавляет ли он нам здоровья или, как часто бывает с допингом, исподволь вредит?

Сами медики спорят об этом давно. Результаты исследований, проводимых на эту тему, очень противоречивы. Ведь порой витамины, «таблетки здоровья», как их часто зовут, впрямь вредят организму, что-то опасно меняют в нем, если потреблять их в большом количестве.

Попробуем же «без гнева и пристрастия» присмотреться к этим безобидным, казалось бы, витаминам. Конечно, они жизненно важны, тут никто не станет возражать. Наш организм не может сам в достаточном количестве вырабатывать эти вещества. В процессе эволюции мы, как и некоторые другие млекопитающие, утратили ферменты, которые нужны для их производства.

Витамины поступают в наш организм с пищей растительного или животного происхождения. Всего ученые насчитывают 13 органических соединений, относимых к витаминам. В большинстве своем их вырабатывают самые примитивные организмы – такие, как бактерии и дрожжи.

При недостатке витаминов симптомы налицо. Все ужасные признаки цинги проступают у тех, кто лишен витамина С. При дефиците витамина В наблюдается поражение нервной системы, а без витамина D разрушается костная ткань.

Впрочем, в наши дни в странах Европы и Северной Америки люди получают достаточно витаминов вместе с пищей. Однако продажа витаминных препаратов набирает обороты. Само слово «витамины» всё больше ассоциируется у нас с волшебством. Прием витаминов, обещает реклама, улучшит здоровье, придаст новые силы, укрепит иммунную систему, замедлит старение, поможет в борьбе с любыми болезнями.

В самом деле, известны многочисленные исследования, которые подтверждают эти эффекты. Однако в последние годы появились и другие работы, авторы которых убедились в том, что иногда усиленный прием витаминов как раз и может вызвать развитие таких недугов, как рак и болезнь Альцгеймера.

Полезные, как щепотка соли в щах, витамины, принимаемые в очень большом количестве, могут испортить всё, как пакет соли, нечаянно просыпанный в кастрюлю. Девиз «Чем больше, тем лучше» тут неуместен. В больших дозах любое лекарство становится ядом. Витамины – не исключение.

Обратимся едва ли не к самым известным витаминам, к этой азбуке популярной медицины – витаминам А, С и Е. Эти три буквы украшают обертку и упаковку многих продуктов: шоколада, конфет, йогуртов, различных напитков. Прием подобных продуктов должен защитить наш организм от старения, ведь считается, что витамины улавливают молекулы-радикалы – те агрессивные молекулы кислорода, которые вызывают повреждения клеток.

В теле человека живет множество бактерий

Однако отдельные исследования на эту тему были очень противоречивы. Когда же ученые из Копенгагенского университета обобщили результаты 68 работ, в которых участвовали свыше 230 тысяч человек, то обнаружили следующее.

Увлечение витаминами, как правило, вредило. При чрезмерном приеме витамина Е смертность возрастала на 4 %, при приеме бета-каротина (провитамина А) – на 7 %, а при приеме в немереном количестве витамина А – даже на 16 %! Лишь витамин С в избыточных дозах не приносил никакого вреда, как и пользы тоже.

«Если учитывать, что от 10 до 20 % всех взрослых людей в Северной Америке и Европе, а это от 80 до 160 миллионов человек, принимают витамины в качестве пищевых добавок, то это оказывает существенное влияние на здоровье людей», – отмечено в отчете исследователей.

А может быть, витамины при определенных дозах вредны, если мы принимаем их в виде таблеток или пищевых добавок – организм должен усваивать их в естественном виде, с морковью, шпинатом, абрикосами? И до каких пор витамины – лекарство, а когда начинают вредить организму? Подобные вопросы возникают неизбежно.

Витамин С, известный всем в обличье аскорбиновой кислоты, – это едва ли не самый разрекламированный витамин. В его целительной силе не сомневался американский физик и химик Лайнус Полинг, дважды удостоенный Нобелевской премии. Еще в 1970-х годах он рекомендовал всем принимать каждые сутки не менее 1000 миллиграммов витамина С, чтобы защититься от насморка, сгладить признаки старения и, может быть, даже предотвратить появление злокачественных опухолей. Витамин С, считал он, дарит человеку здоровье. Сам Полинг принимал каждый день по 18 граммов (!) аскорбиновой кислоты – и прожил до 93 лет.

Уже после его смерти американские и финские ученые опровергли одно из его убеждений. Ими был сделан обзор 30 исследований, в которых приняли участие 11 тысяч человек. Какие бы дозы витамина С ни прописывали участникам экспериментов, эта процедура не могла ни защитить людей от простуды, ни моментально поставить их на ноги. Как отметил Харри Хемила из Хельсинкского университета, «просто нет смысла круглый год принимать витамин С, чтобы только снизить вероятность заболевания насморком».

Исследователь из Миннесотского университета Дэвид Джейкобс провел серию опытов с животными, больными раком. Одним он давал витаминные препараты – таблетки, в которых содержались только витамины и ничего больше. Другие получали экстракты из помидоров, яблок или брокколи. В этих экстрактах имелись, разумеется, не только витамины, но и все другие вещества, которые обычно содержатся в овощах и фруктах. Оказалось, что экстракты лучше сдерживают рост опухолей, чем витаминные препараты.

Почему же подобные экстракты, где всего «перемешано понемногу», эффективнее в борьбе с болезнями, чем настоящие лекарства – витамины в чистом виде? Точного ответа на этот вопрос пока нет. Возможно, какие-то вещества, которые содержатся в тех же овощах и фруктах, наряду с витаминами, служат для последних своего рода катализаторами, усиливают их воздействие на организм. От этих «катализаторов» может зависеть, допустим, сколько витаминов проникнет из кишечника в кровь. Огромное количество таких веществ содержится, например, в кожуре яблок или кожице помидоров, поэтому диетологи рекомендуют не чистить ни те ни другие.

Специалисты полагают, что растительная диета, вполне возможно, помогает избежать заболевания некоторыми формами рака, в частности защищает от рака желудка. Возможно, постоянное присутствие овощей и фруктов в нашем рационе – это хорошая профилактика против остеопороза, ожирения и даже болезни Альцгеймера. Так, по рекомендации Германского общества питания для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний нужно каждый день включать в меню не менее 650 граммов овощей и фруктов – и, чем разнообразнее будет их выбор, тем полезнее это для сердца.

Очевидно, наше здоровье укрепляют не отдельные витамины, а уникальное сочетание витаминов, минеральных и балластных веществ, которые содержатся в овощах и фруктах. Присутствие таких веществ позволяет организму усваивать витамины, регулирует их действие. Поэтому, если уровень содержания тех или иных витаминов в организме низок, следует питаться продуктами, которые содержат эти витамины, а не ограничивать себя приемом препаратов – этих искусственных «витаминок».

Кто поселился в человеке?

Древний философ оставил умозрительное описание человека, назвав его «двуногим существом, лишенным перьев». Современный ученый, вооружившись микроскопом и другими всевидящими приборами, легко убедился бы, что, вообще говоря, «человека»-то, как отдельной формы жизни, на Земле и нет. На самом деле это – собирательное название сложной экосистемы. Или, если хотите, симбиотического организма, который состоит из одной двуногой особи Homo sapiens, ста с лишним триллионов бактерий, многочисленных вирусов, какого-то количества грибов, а еще клещей, червей, архей и амеб. Их колонии здесь процветают. При этом они оказывают огромное влияние на любые жизненные процессы, протекающие в этом теле, где поселились.

На каждую клетку нашего организма приходится свыше десятка бактерий. Они обосновались всюду, где какой-либо орган тела или ткань контактирует с внешней средой: на коже, в полостях носа и рта, в пищеварительном тракте. Это громадное сообщество микробов нами мало изучено. По оценке ученых, 80 % видов бактерий, населяющих тело человека, до сих пор даже не выявлено. Суперорганизм под названием «человек» настолько сложен, что напоминает огромную обитаемую планету, которую нам только предстоит описать.

На ближайшие годы ученые поставили перед собой честолюбивую цель. Они хотят расшифровать геномы всех микроорганизмов, населяющих наше тело. Этот совокупный геном «жителей планеты по имени Человек» уже получил название «микробиом».

Уже сейчас ученые всё чаще прибегают к средствам генетики, пытаясь понять, что за квартиранты с нами незримо соседствуют. Для этого они выискивают в пробах, взятых из организма человека, фрагменты чужеродных ДНК. Затем по имеющимся каталогам определяют, каким бактериям принадлежат эти специфические гены. Если соответствия не удается найти, значит, гены принадлежат неизвестным прежде микробам. А как иначе описать это громадное сообщество, эти микроорганизмы мал-мала меньше?

Так, в 2014 году Хенрик Бьёрн Нильсен и его коллеги из Датского технического университета выявили в кишечнике человека около 500 неизвестных прежде видов бактерий. Ранее весь перечень поселившихся в нашем теле бактерий ограничивался двумя-тремя сотнями видов! Всего же, как полагают ученые, там обитает до 1000 видов бактерий. Так что хотя бы этот список постепенно близится к завершению.

Вряд ли стоит удивляться тому, что улов ученых был так велик. В пробах, взятых ими, они искали, повторимся, не сами бактерии, а фрагменты их ДНК. Традиционно же ученые выделяли отдельные обнаруженные ими бактерии, а затем анализировали их в лаборатории.

На каждом квадратном сантиметре нашей кожи тоже расселилось пестрое сообщество, которое состоит из самых разных микроорганизмов. Но если бактерии, обитающие здесь, довольно хорошо известны, то микроскопические грибы мало изучены.

По сообщению журнала «Nature», американские ученые из Национального института исследования человеческого генома опять же воспользовались для их описания средствами генетики. Как показал анализ, нашу кожу населяют микроскопические грибы, относящиеся примерно к 80 различным родам. Распределены они очень неравномерно. На ладонях и руках грибы немногочисленны, там преобладают бактерии. Зато грибы расселяются у нас на ступнях ног. Самые разные их виды можно встретить на пальцах ног и между ними. Особенно пестр видовой состав грибов, не видимых невооруженным глазом, у нас на пятках. При этом у здоровых людей иной состав грибов, нежели у людей, страдающих от грибковых заболеваний.

Основываясь на этих результатах – а фактически впервые ученые подробно описали сообщество грибов, населяющих кожу здорового человека, – можно выяснить, что изменится, если кожа будет инфицирована возбудителем какого-либо заболевания.

Нашу кожу населяют и бесчисленные вирусы. В ноябре 2015 года журнал «mBio» сообщил, что 90 % этих вирусов нам неизвестны. Мы узнаем об их присутствии лишь по фрагментам их ДНК. В большинстве случаев эти вирусы интересуются не нами, мы – лишь сцена, на которой они неустанно преследуют бактерий. Это – бактериофаги. Они истребляют бактерии или, проникнув внутрь их, меняют их ДНК, а значит, и характерные их свойства.

В кишечнике человека обитает почти 100 триллионов бактерий

Как иронично замечают исследователи, эти неизвестные вирусы – «темная материя» нашего организма. И пусть, побуждаемые своей «темной энергией», они преследуют и инфицируют лишь бактерий, на нашем здоровье это тоже, наверное, может сказываться?

«Вирусы, обитающие у нас на коже, ранее почти не исследовались – в том числе потому, что это сложно с технической точки зрения, – отмечает руководитель работы Элизабет Грейс из Пенсильванского университета. – Например, на любом мазке, взятом с кожи, содержатся в основном фрагменты нашего ДНК и ДНК бактерий. Что касается генетического материала вирусов, он присутствует здесь в крохотных количествах».

Как известно, различные части нашего тела – ладони, подмышки, лоб – населены разными популяциями бактерий. Но оказалось, что и вирусы, обитающие здесь, тоже заметно разнятся. Впрочем, это было нетрудно предположить, потому что речь идет о вирусах-бактериофагах.

На первый взгляд эти вирусы безобидны для нас. Однако не всё так просто. Косвенным образом и они могут влиять на наше здоровье. Ведь по их вине меняется численность той или иной популяции бактерий, населяющих кожу; иным становится и поведение этих микробов. Так, вирус может внедрять в генетический материал бактерии гены, которые сделают ее устойчивой к действию антибиотиков или заставят мутировать, превратив в агрессивный патоген.

А если бактериофаги уничтожают полезных нам микробов? Чем пристальнее мы наблюдаем за планетой по имени Человек, тем отчетливее видим, какие страсти ее сотрясают, какая межвидовая борьба разыгрывается здесь, как страдают от нее популяции тех или иных нужных нам микробов. Зная об этом, врачи могли бы помогать ослабленной популяции бактерий, чтобы укрепить здоровье пациента. Солевой раствор, который содержит полезных микробов, можно было бы вводить прямо в пищеварительный тракт с помощью специального зонда.

Все эти возможные опасные последствия побуждают нас насторожиться. Нам нужно знать вирусную «темную материю», чтобы быть готовыми к любым неожиданностям. Ведь популяция вирусов – ее численность, ее агрессивность – может неожиданно измениться, если мы подолгу будем загорать на солнце или начнем принимать антибиотики. «Темную материю» надо непременно изучать, где бы она ни находилась – в далеком космосе или на планете по имени Человек.

В то же время подобные открытия еще и прокладывают путь к персональной медицине. В нашем случае – к лечению бактериофагами людей, которые инфицированы опасными бактериями. Эта терапия может стать альтернативой лечению антибиотиками. Ведь всё чаще бывает так, что антибиотики не наносят никакого вреда бактериям – те устойчивы к действию лекарств. Другое дело – бактериофаги. Это – не мертвая химия, а живые хищники. Обнаружив вредную бактерию, такой хищник с помощью определенных ферментов проникает внутрь ее, чтобы там размножаться.

При помощи бактериофагов можно лечить кишечные инфекции, бороться с избыточным весом и, может быть, даже диабетом. В принципе в нашем распоряжении может появиться целая группа очень активных, специализированных бактериофагов, которые будут защищать нас от разных бактерий.

Микробы внутри нас: что это значит?

Итак, тело любого человека – это область обитания бесчисленных микроорганизмов, которые создают здесь свои колонии, бурно размножаются, дружат, враждуют, борются за «место под кожей». Мы для них – целая планета, которой они владеют и где порой хищнически хозяйничают. Мы для них – «Земля в миниатюре», а они в таком случае – сообщество сродни человеческому. Если у них всё обстоит хорошо, то это лишь идет нам на пользу. Если привычная жизнь бактерий нарушена и их сообщество переживает не лучшие времена, то и мы тогда больны. Они могут отравить свою планету или сберечь ее, демонстрируя пример по-своему «экологического мышления».

Уже сейчас ученые убеждаются, что понять природу таких заболеваний, как ожирение, диабет или аллергия, можно, только разобравшись с тем, как ведут себя бактерии, населяющие наш организм. Если вернуться к сравнению человека с планетой, вся фауна которой состоит из микроорганизмов, то причина многих наших болезней – «экологический вред», который наносят нам некоторые группы микробов.

Кто же правит на планете по имени Человек? Кто определяет здесь ход событий? Наша «божественная» воля? Или деятельность триллионов бактерий, населяющих наше тело?

Мы уверены в себе. В своей руководящей и направляющей воле. В своих сознательных и подсознательных решениях. В своем «я», а не в их «мы»! Ученые же, анализируя результаты проведенных в последнее время экспериментов, с удивлением замечают, что эти бессильные, незримые микробы, «маленькие люди» планеты Человек, так легко могут диктовать свою волю высшему разуму этой планеты – нашему мозгу.

В одном лишь кишечнике человека проживает почти 100 триллионов бактерий. Если бы можно было все их разом положить на весы, их сообщество уравновесила бы двухкилограммовая гиря. Наш головной мозг весит в полтора раза меньше.

Долгое время ученые были уверены в том, что эти бактерии влияют только на процессы, протекающие в кишечной системе человека. Однако их власть, как показывают эксперименты, оказалась значительно шире. Возможно, что кишечные бактерии влияют даже на наше мышление. Влияют на наше поведение, эмоции. Мы для них – словно машина, которой они научились управлять дистанционно, с помощью своих химических сигналов.

В принципе «бытие» любого органа тела и впрямь определяет наше сознание. Если желудок пуст и мы испытываем чувство голода, мысль об этом будет свербить мозг. Сигналы о том, что желудок расстроен, тоже незамедлительно поступают в мозг. Однако, помимо этих четких команд, наш мозг постоянно получает множество информации, которую даже не осознает, в том числе из желудочно-кишечной системы. И эта информация влияет на наше настроение и самочувствие. Сколько бы мы ни рефлексировали, мы даже не догадаемся, что могло обусловить наши поступки.

Т-лимфоциты атакуют вредоносную клетку

Целая серия экспериментов на эту тему была проведена в последние годы с мышами. Расскажем об одном из них.

Канадские и ирландские ученые (руководитель – Джон Крайан) подкармливали мышей молочнокислыми бактериями Lactobacillus rhamnosus и наблюдали за тем, как это влияет на их поведение. Для этого зверьков помещали в систему из четырех галерей, которые сходились в центре вольера. Две галереи были огорожены стенками, две оставались открытыми. Обычно мыши ведут ночной образ жизни; они пугливы, а потому при прочих равных условиях выберут всегда темное, закрытое помещение, а не будут разгуливать по открытой галерее. Однако мыши, которых закормили молочнокислыми бактериями, проявляли поразительную отвагу: они сновали там, куда многие их сородичи не решались даже ступить. Делали это гораздо чаще мышей из контрольной группы. Таким образом, особая бактериальная диета изменила их поведение.

Опыты свидетельствуют, что микрофлора кишечника влияет на характер и настроение мышей. Когда боязливым зверькам пересаживали микрофлору очень храбрых, нахальных мышей, то они тоже начинали вести себя дерзко. И, наоборот, такие же опыты, но уже с животными, которым пересаживали микрофлору пугливых мышей, приводили к тому, что зверьки, получившие чужую микрофлору, теперь страшились всего.

Но каким образом бактерии, обитающие в желудочно-кишечном тракте, влияют на работу головного мозга? Пока это мало исследовано. Ученые оперируют конкретными поведенческими примерами и не могут восстановить до конца цепочку взаимосвязей.

Впрочем, группа Крайана, похоже, выявила, какая коммуникация связывает колонии бактерий, живущих в кишечнике, с головным мозгом. Перерезая блуждающий нерв (вагус) у подопытных мышей, ученые добивались того, что изменение микрофлоры кишечника уже не влияло на поведение зверьков. Очевидно, именно по этому нерву и передаются сигналы от кишечных бактерий в головной мозг.

И все-таки результаты этих экспериментов удивляют. Неужели активность кишечных бактерий может так сильно влиять на работу мозга? Идея эта нова, поэтому и кажется неожиданной, но логика в ней есть.

На протяжении многих миллионов лет бактерии обитают в кишечнике млекопитающих. За это время они волей-неволей научились взаимодействовать с головным мозгом существ, в организме которых живут. В конце концов, само их выживание зависит теперь от питательных элементов, которые они получают от своих «хозяев». Поэтому они и стремятся как-то влиять на поведение хозяев, чтобы получать от них побольше нужных им веществ.

Манипулируя нами, бактерии преследуют свои интересы. В нашем пищеварительном тракте они в явном избытке: их значительно больше, чем клеток организма. Их состав заметно варьируется в зависимости от того, как мы себя чувствуем и чем питаемся. Разумеется, эти микроорганизмы конкурируют между собой, и мы им невольно помогаем. Одни колонии процветают, если мы питаемся в основном жирной пищей; другим больше по нраву, если мы сладкоежки. У наших «квартирантов» множество интересов. В вопросах пищи в чем-то наши интересы совпадают, в чем-то нет. Так могут ли микробы влиять на наши кулинарные пристрастия? Ученые готовы привести целый ряд примеров, доказывающих, что микробы на это способны.

Начнем, разумеется, с мышей. Опыты показали, что у специально препарированных зверьков, чей кишечник теперь не содержал микробов, менялись вкусовые рецепторы, реагирующие на сладкую и жирную пищу.

Похоже, мы, люди, разделяем судьбу мышей. В других опытах обнаружилось, что многие микроорганизмы, населяющие наш пищеварительный тракт, например широко распространенная кишечная палочка (Escherichia coli), вырабатывают дофамин. Благодаря этому гормону мы испытываем чувство удовлетворения, когда питаемся чем-нибудь сладким.

Еще раз обратим внимание на блуждающий нерв. Это – главная коммуникация, связывающая мозг с желудком. Он соединяет 100 миллионов нервных клеток, содержащихся в нашей пищеварительной системе, с головным мозгом. Но нервные клетки пищеварительного тракта, как показал эксперимент, снабжены рецепторами, которые реагируют на присутствие определенных бактерий и продуктов их жизнедеятельности. Микроорганизмы, населяющие кишечник, могут воздействовать на блуждающий нерв и манипулировать нашим меню. Таким образом, этот нерв играет важную роль в закреплении наших гастрономических пристрастий.

Дальнейшие опыты покажут, какова подлинная власть наших жильцов-микробов над нами. Похоже, мы только начинаем понимать подлинное значение микробиома для нас самих, для нашего здоровья.

Вирусы против иммунной системы

Наше тело – это осажденная крепость, в которую со всех сторон устремляются враги – вирусы и бактерии. Стоит им проникнуть внутрь этой уязвимой твердыни, и там может начаться смута, страшное восстание – болезнь. Защищает организм очень надежная и эффективная «спецслужба» – иммунная система. Ее клетки, эти бесчисленные пограничники и часовые, полицейские и палачи, неусыпно следят за любыми микробами, что пытаются пробраться внутрь. В подчинении у нее находится, например, множество агентов с «лицензией на убийство» – Т-лимфоцитов. Эти клетки расправляются с любым, кто подозрителен, кто может нарушить покой в крепости, будь то мутировавшая клетка или вирус.

Вирусы, впрочем, так и стараются «облачиться в овечью шкуру» – спрятаться внутри клеток нашего тела, а затем нанести внезапный удар. Для борьбы с ними иммунная система отряжает специализированные клетки, которые, встретив вирус, нейтрализуют – поглощают его. Плененный вирус становится такой же ценной добычей, как секретная карта, похищенная из сейфа вражеского генштаба. Его отправляют в особый отдел клетки, где разделяют на небольшие фрагменты – пептиды. И подобно тому, как на любом вокзале, том же пропускном пункте огромного города-крепости, можно увидеть стенд с фотографиями людей («Их разыскивает милиция»), на поверхности клетки размещаются пептиды – образцы врагов, их «портреты». По ним клетки-убийцы иммунной системы будут разыскивать точно таких же вирусов, которые все-таки пробрались в наш организм. Но как им удается распознать вирусы, если те так хорошо маскируются?

Наш организм – это тоталитарная система. Все его клетки находятся под неусыпным контролем. В любой момент агенты иммунной системы могут «обыскать» их. Сами клетки всегда готовы к досмотру. Они постоянно помещают на свою поверхность фрагменты всех находящихся внутри их протеинов – так сказать, «держат свои карманы все время вывернутыми». Если клетки-убийцы замечают среди этих фрагментов какую-то частицу постороннего микроорганизма, поиском которого они заняты, то действуют без жалости и промедления. «Расстрел на месте без суда и следствия» – вот повседневная жизнь сообщества клеток, составляющих наше тело. Внутри нас идут нескончаемые расправы. Эта жестокая практика и сохраняет нам до поры до времени и здоровье, и жизнь.

Следует подчеркнуть, что точное понимание всех деталей презентации антигена – вещества, которое воспринимается организмом как чужеродное и вызывает немедленный иммунный ответ – очень важно для современной медицины. Ведь это позволит с помощью специально разработанных препаратов, содержащих, например, искусственные антитела, быстрее и надежнее выявлять проникших в организм коварных врагов – а это прежде всего вирусы.

Из фильмов о Джеймсе Бонде – агенте с «лицензией на убийство» – мы знаем, что злодеи горазды на выдумки. Вирусы не менее изобретательны, и, вздумай они соперничать с «Бондом, мистером Бондом», они при случае перехитрили бы и его. Ведь нашу иммунную систему, хоть она и выглядит безжалостной машиной, им иногда удается провести. И раз уж мы сравниваем организм с осажденной крепостью, то ее штурмуют не разрозненные лазутчики, а враги, спешащие сюда безостановочно, словно лучи света, от которых не закрыться ничем. Малейшая слабость иммунной системы, ее минутное невнимание, и враги, возбудители болезни, уже внутри. Может статься, что подавить их теперь будет так же трудно, как прекратить гражданскую войну.

Этапы апоптоза клетки

У тех же вирусов есть разные хитрости, позволяющие им обмануть иммунную систему. С большим успехом это делают герпесвирусы. Они мешают «расклеивать объявление о розыске» – препятствуют тому, чтобы клетки, где они поселились, демонстрировали образцы всех протеинов, содержащихся внутри их. Иными словами, они нарушают бесперебойную поставку пептидов из глубины клетки на ее поверхность. Здоровая клетка абсолютно прозрачна для агентов иммунной системы. Клетка, зараженная герпесвирусом, – это клетка с «занавесочками», за которыми притаился вирус. Стратегия, применяемая герпесвирусами, для ученых все еще остается отчасти загадочной. Каким образом этим довольно примитивным вирусам удается отключить бесперебойно работавший механизм транспортировки пептидов?

Еще одно уязвимое место иммунной системы – опознание пептидов, доставленных на поверхность клетки. Для того чтобы узнать «чужака», надо помнить в лицо всех своих. Клетки, занятые опознанием, – Т-лимфоциты – проходят суровую школу подготовки в вилочковой железе. Все неудачники здесь выбраковываются. Право на жизнь получают лишь Т-лимфоциты, безошибочно узнающие своих. Всем остальным – один приговор. Клетки иммунной системы должны без ошибок и колебаний различать добро и зло – своих и чужих. Это – основа существования организма, то бишь естества, обособленного от всего остального мира.

Войны, ведущиеся в глубине нашего тела, так же беспощадны, как религиозные войны, ведомые в «теле» любой цивилизации. Лишь здоровым элементам, «истинно верным» своему организму может быть сохранена жизнь. Всё, что кажется нестойким или чужим, отвергается, изводится подчистую.

Однако даже истребление всех слабо подготовленных клеток, все равно не спасает иммунную систему от ошибок. К счастью, они бывают редки, но всё же бывают.

Вот потому мы и вправе задаться вопросом: «А нельзя ли помочь нашей иммунной системе в борьбе с теми же вирусами, создавая средствами генной инженерии искусственные антитела? Препараты на основе искусственных антител?»

Ведь важнейшую роль в поисках «врагов», проникающих в наш организм, играют антитела (иммуноглобулины) – сложные белки, которые связываются с антигенами. Любое антитело – словно луч фонарика, который рано или поздно высвечивает лицо врага.

Наш организм по случайному принципу производит миллиарды самых разных антител. Когда иммунная система обнаруживает какую-то бактерию или подозрительно изменившуюся клетку, к ней устремляются антитела. Если одно из них точно подойдет к заинтересовавшему их объекту, то иммунная система тут же получит сообщение об этом и начнет массовую выработку антител нужного типа.

Этот удивительный принцип на протяжении многих десятилетий увлекал исследователей, мечтавших приспособить его, например, для раннего выявления рака. В 1980-х годах исследователи из Калифорнийского университета Джон Мендельсон и Гордон Сато впервые предложили использовать антитела не только чтобы побуждать иммунную систему бороться с опухолью, но и чтобы блокировать какие-либо важные функции в раковых клетках.

Они должны воздействовать на «кнопки» в нашем организме, которые либо запускают быстрый рост опухоли, либо отключают иммунную систему, чтобы та вовремя не обнаружила мутировавшие клетки. Этими «кнопками» могут быть ферменты и рецепторы на поверхности клеток. Ученые конструируют к ним антитела так, чтобы те или не давали «кнопке» включаться, или, если она сработала и болезнь началась, переводили «кнопку» в обратное положение, подавляя недуг.

Первый подобный противораковый препарат появился в конце 1990-х годов. Так в вековечную борьбу между вирусами и иммунной системой вмешалась «третья сила». Мы стали создавать лекарства, которые действенно помогают клеткам иммунной системы в их тяжелейшей борьбе, и это – одно из важных направлений новейшей медицины.

Апоптоз – запрограммированная клеточная смерть

Еще в 1972 году ученые открыли, что есть клеточная смерть и есть клеточная смерть. Оказалось, наш организм намеренно заставляет множество клеток гибнуть. Их отмирание на первый взгляд сродни тому, что происходит осенью с деревьями. Еще недавно те были увенчаны зеленым куполом листвы. Но вот уже листья дружно меняют свой цвет, и один за другим срываются с ветвей, кружат в воздухе, устилают землю. Листья отмирают, как клетки в организме. Недаром феномен запрограммированной гибели клеток ученые назвали термином «апоптоз», что в переводе с греческого означает «листопад».

Однако лишь в начале 1990-х годов специалисты осознали, какие возможности для медицины открывает этот биологический процесс. Сегодня становится всё очевиднее, что апоптоз и деление клеток – это две стороны одного чистого листа, на котором предстоит начертать наше будущее. Пока оба этих механизма работают нормально, нам ничто не грозит. Когда они нарушаются, нас подстерегает болезнь.

Как же протекает апоптоз, эта массовая гибель клеток по команде, отдаваемой им организмом?

Большинство клеток – это узкие специалисты. Задачи, стоящие перед ними, очень разнятся. Разумеется, всем им присуща способность делиться. Но есть и еще одно свойство, которое объединяет все их: готовность погибнуть, если организм отдаст им такую команду. Наши клетки – словно солдаты, давшие присягу пойти на смерть, когда того потребует родина.

Эта готовность клеток пожертвовать собой очень важна для нас, иначе наше тело, например, всю жизнь росло бы, как на дрожжах, и годам к восьмидесяти мы весили бы, как подсчитано, свыше двух тонн, а длина кишечного тракта достигла бы 16 километров. Кроме того, если бы не эта массовая ликвидация отслуживших свое клеток, то многие из них, мутировав, беспрепятственно продолжали бы размножаться, передавая свой генетический материал новым поколениям клеток-мутантов.

Значение апоптоза станет особенно понятным, если мы перечислим болезни, которые обусловлены нарушениями этого процесса: рак, СПИД, рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона…

Этот перечень звучит как список важнейших вызовов, которые стоят перед современной медициной. Поэтому неудивительно, что ученые прилагают огромные усилия, чтобы понять все тонкости процесса апоптоза. Если мы научимся его регулировать, то в нашем распоряжении появится действенное оружие для борьбы с теми болезнями, которые сегодня кажутся неизлечимыми.

По-видимому, изначально апоптоз был нужен живым организмам, чтобы защититься от возбудителей заболеваний, которые проникали в них. Организм отдавал приказ инфицированной клетке отмереть, и вместе с ней погибал поселившийся внутри ее возбудитель болезни. Организм «ампутировал» клетку, чтобы не дать болезни распространиться. В свою очередь, вирусы в процессе эволюции научились отключать программу апоптоза. Но совершенствовали свою стратегию и клетки. Так сформировался тот сложный механизм апоптоза, который мы знаем.

Наша иммунная система постоянно пользуется этим оружием массового поражения. Его приводят в действие клетки-убийцы. Они не сами вершат свое «черное» дело, а принуждают мутировавшие или инфицированные клетки к отмиранию. Но «дамоклов меч» апоптоза висит и над ними самими. Если опасность заболевания миновала и клетки-убийцы, эти «чрезвычайные клетки» нашего организма, оказываются ему не нужны в таком большом количестве, то к самоубийству принуждаются и они сами – иначе они начнут расправляться со здоровыми клетками.

Боль – одна из самых сложных реакций нашего организма

Теоретически любая инфицированная клетка должна немедленно погибнуть, чтобы организм выжил. Любая раковая клетка должна сразу же умереть. Но так бывает далеко не всегда.

Рано или поздно механизм апоптоза, спасавший нас долгие годы, не срабатывает. Развивается болезнь. Почему же оружие, защищавшее нас, на этот раз подвело?

Присмотримся внимательнее к тем же раковым клеткам. Они не только отличаются от клеток нашего организма чисто внешне, но еще и не выполняют никаких задач, возложенных на любую другую клетку. Их единственная цель – размножаться и при этом делать всё, чтобы иммунная система их не заметила. Иначе их ждет смерть.

У вируса, проникшего в клетку, есть способы защитить свое убежище от уничтожения. Во-первых, важно, чтобы клетка не поняла, что внутри ее поселился «чужой». У клетки имеется особый протеин p53. Он следит за тем, чтобы ее ДНК не повредилась, например, из-за проникновения вируса. Если он выявит что-то подобное, то сразу «вызывает огонь на себя» – срабатывает программа апоптоза. Однако вирусы научились обманывать этого стража. Они выделяют в больших количествах другой протеин, который клетки обычно используют для того, чтобы сдерживать активность протеина p53. Тот обезвреживается. Механизм апоптоза дает осечку.

Во-вторых, надо перехитрить клетки-убийцы иммунной системы. Ведь они непременно заметят раковую клетку и прикажут ей умереть. Приблизятся к ней, сделают «контрольный выстрел» – направят к ней медиатор, фактор некроза опухолей. Сейчас он соединится с рецептором, и клетка покончит с собой. Но в этой смертельной схватке всё решают мгновения. И вот уже нужные рецепторы отключены. Раковая клетка опять уцелела.

Одни смертельно опасные болезни начинаются из-за того, что программа апоптоза бывает заблокирована, другие из-за того, что она работает на полных оборотах, хотя это не нужно. Это происходит при болезни Альцгеймера, когда начинается массовое отмирание клеток головного мозга, при болезни Паркинсона и при «коровьем бешенстве», когда одна за другой гибнут клетки нервной ткани.

Но даже на этом фоне, раскрашенном нами в самые мрачные тона, выделяется вирус ВИЧ-инфекции. Похоже, он, как никто другой, умеет регулировать процесс апоптоза. Ведь он не только не дает отмереть клетке, в которой поселился, но еще и вырабатывает медиаторы, принуждающие к самоубийству клетки иммунной системы. Этот вирус объявляет настоящую войну нашему организму. Он не уступает ни пяди захваченной им «земли» и вдобавок выводит из строя оружие, которым мы собрались с ним воевать. Численность клеток-убийц иммунной системы сокращается так сильно, что теперь любая инфекция, не опасная для здоровых людей, может оказаться смертельной для человека, больного СПИДом. Границы его тела почти не охраняются. И всё это опять по причине апоптоза.

Сегодня ученые занимаются доскональной расшифровкой сигналов, которые приводят в действие механизм запрограммированной смерти. Описывать все события, происходящие во время отмирания клетки, так же трудно, как и описывать гибель огромной, многолюдной империи. Не случайно количество научных работ, появившихся в последние годы и посвященных апоптозу, исчисляется десятками тысяч.

Понимание этого процесса тем более важно, что открывает новые пути лечения многих страшных болезней, преследующих человечество. Со временем всё то новое, что мы узнаем о нем, позволит врачам намеренно использовать главное средство самозащиты организма – апоптоз – в борьбе против рака. Если, например, удастся добиться того, чтобы рецепторы раковых клеток не отключались, а принимали от клеток-убийц приказ о самоуничтожении клетки, то химиотерапия действовала бы на пациентов гораздо эффективнее.

Но, очевидно, пройдут еще годы, прежде чем врачи начнут широко использовать феномен апоптоза в своей практике.

По следам проснувшейся боли

Боль – это одно из самых мучительных ощущений, которые нам когда-либо доводилось испытывать. И это ощущение знакомо каждому.

Так как зарождается боль? Почему в одних случаях она быстро проходит, а в других ее, грызущую тебя, не отогнать никак? То легкая, как мимолетная простуда, то неотступная, как тяжелая болезнь, она поселяется в человеке на мгновения или же на многие годы вперед.

Неврологи и другие специалисты давно пытаются ответить на эти вопросы, но наших знаний часто не хватает на то, чтобы объяснить, что такое боль. Ведь она – одна из самых сложных реакций нашего организма.

В стране, застигнутой войной, все сплачиваются: пограничные части, силы обороны, спасательные службы. Та же сплоченность действий наблюдается в организме, в котором, как сигнал тревоги, как воздушная сирена, разносится боль.

В эту реакцию слаженно вступают не только различные отделы мозга и участки нервной системы, но и многочисленные протеины, медиаторы, гены. Сообща все они порождают ту боль, которая разрывает все наши чувства, мутит мозг, мучит душу.

Когда-то боль казалась врачам чем-то вроде отчаянного крика или скорбной песни, которую издает заболевший орган тела. Теперь она видится сложным симфоническим произведением или многоголосым гимном, который исполняют вместе самые разные части организма. И не всех участников этой печальной постановки мы знаем.

Лишь подробно описав, как возникает боль, поняв все ее составляющие, мы сумеем объяснить, почему одни люди так чувствительны к боли, а другие тупы к ней. Пока еще ученым многое непонятно в этом каскаде реакций, возникающих внутри нас.

Боль является нам в разных обличьях: пронзает иглой, обжигает руки, ломит голову, ноет, словно пилит изнутри. Чувство боли – наше естественное состояние. Оно знакомо нам с первого дня жизни и до последней минуты. Но одних она помечает едва заметным пунктиром, других перетягивает путами и цепями, которые не удается сбросить порой по нескольку лет подряд. В лучшем случае боль досаждает нам считаные минуты, как робкая вылазка врага. В худшем – это массированное наступление недуга под аккомпанемент боли. И чем сильнее тогда терпят бедствие защитные силы организма, тем полноводнее растекается боль. Как же нам хочется отогнать ее! Хочется, чтобы ее не было никогда. Так иной раз мечтаешь закрыть глаза – только бы не видеть подступившей беды.

На самом деле боль – важнейший защитный механизм тела. Недаром античные врачи называли ее «сторожевым псом нашего здоровья». Если человек из-за врожденного дефекта или заболевания нервной системы не способен ощущать боль, он живет в постоянной опасности. Он не почувствует ожога, прикоснувшись к раскаленной плите, не заметит воспаления, начавшегося в какой-либо части тела. Он реагирует на это почти всегда слишком поздно. Подобные люди часто умирают от болезней, которые легко могли бы вылечить, или от ран, которые никто, кроме них, никогда бы не получил.

Едва ли какой-то другой раздражитель так проникает в наши мысли и чувства, как боль. Самые разные факторы то усиливают, то ослабляют ее: наш возраст, пол, пережитый нами опыт, наше душевное и физическое состояние, наконец, особенности культуры, к которой мы принадлежим.

Современные средства томографии позволили понять, что в головном мозге вовсе нет какого-то единственного «центра боли». Чувство боли возникает из множества специфичных ощущений, получаемых разными отделами мозга. Вот так, когда мы слушаем симфонический концерт, музыка слагается для нас из сочетания множества звуков, издаваемых разными инструментами.

Сегодня аллергия стала одним из самых массовых заболеваний

Вплоть до сегодняшнего дня у врачей и ученых, исследующих боль, нет возможности объективно измерить ее силу. Не разработан ни один электронный прибор, способный это сделать. Остается лишь прислушиваться к словам пациента, который расскажет, как ему больно.

Но почему люди по-разному ощущают одну и ту же боль? Одни готовы кричать от нее, другие терпеливо ее переносят? И правда ли, что женщины чувствительнее к боли, чем мужчины?

В последнее время ученые всё больше убеждаются в том, что именно особенности организма влияют на восприятие нами боли. Как это происходит? Какие химические вещества играют главную роль? Вот что показало исследование, проведенное в 2000-х годах учеными из Мичиганского университета. Они попробовали проследить за тем, как организм подавляет боль.

Участникам эксперимента с помощью капельницы в течение 20 минут вводили соленую воду в челюстную мышцу. Всё это время челюсть у них пусть легко, но побаливала. Одни не обращали на это особого внимания, для других процедура была очень неприятной. Приборы засвидетельствовали, что в головном мозге этих людей – в таламусе, гипоталамусе и лобной доле мозга – активизировались опиоидные рецепторы. Чем выше была их активность, тем менее болезненной казалась процедура испытуемым.

Получается, что по своим физиологическим особенностям одни люди более чувствительны к боли, а другие гораздо легче терпят ее потому, что не так восприимчивы к ней. У людей разнится и содержание болеутоляющих веществ в организме, и количество рецепторов, реагирующих на них.

Ученые из Мичиганского университета заметили еще одну любопытную вещь. В их эксперименте участвовали и мужчины, и женщины. У первых организм выделял очень большое количество болеутоляющих веществ, тогда как женщины чаще жаловались на боль. Так что, когда мы говорим, что мужчины не плачут, а терпят боль, дело не только в воспитании, но еще и в особой физиологии мужчин, позволяющей им и впрямь легче переносить боль.

Чем это объяснить? Особенностями гормональной системы женщин? Исследователи из Мичиганского университета, подбирая добровольцев для своего исследования, отобрали женщин с одинаково низким содержанием эстрогенов (женских половых гормонов) в их организме. Когда они повторили эксперимент, но привлекли к участию в нем женщин с высоким содержанием эстрогенов в организме, оказалось, что те гораздо лучше переносят боль.

Всего, по оценкам врачей, в промышленно развитых странах примерно треть взрослых людей мучается от хронических болей. Регулярная головная боль или боли в спине стали проблемой почти для 40 % людей. Даже некоторые дети (таких 10 %) страдают от мигрени. Ежегодный ущерб всей мировой экономике, наносимый из-за того, что люди, мучимые хроническими болями, вынуждены сидеть дома, оценивают в триллион долларов. Эти боли давно превратились в проблему уже не отдельных людей, а всего общества.

Так можно ли победить хроническую боль? Неужели в арсенале современной медицины нет для этого средств?

В прошлом пациентов, которые жаловались на хронические боли, часто считали «мнимыми больными», их называли ипохондриками, придумывавшими себе болезнь. Об их страданиях пренебрежительно говорили как о «навязчивой истерии».

Теперь не те времена. Теперь врачи знают, что все эти боли – ничуть не надуманные, что за ними кроется какая-то неприметная болезнь, разрушающая тело. Однако выйти на след этой болезни – подлинной причины болей – по-прежнему часто не удается. Тем более что врачи не подготовлены к подобной проблеме. В институте они штудировали клиническую картину конкретных заболеваний, учились быстро диагностировать их и лечить. Анализировать непонятную, неопределенную симптоматику им трудно – у них не хватает ни навыков, ни знаний.

Жизнь с аллергией

Опросы показывают, что примерно 30 % всех взрослых людей хотя бы раз в жизни испытали приступ аллергии. По оценке Всемирной организации по аллергии, уже сейчас каждый четвертый ребенок в странах Европы подвержен аллергии.

Однако цифра эта, очевидно, занижена. Даже многие специалисты были шокированы, ознакомившись с результатами исследования, проведенного недавно австрийским врачом Рудольфом Валентой. Изучив пробы крови, взятые у сотен детей, он обнаружил почти в половине проб антитела, которые указывают на подверженность ребенка аллергии.

В наши дни аллергия стала одним из самых массовых заболеваний в развитых странах. Ее называют «бичом современной цивилизации». Речь идет о бессмысленной и порой крайне опасной реакции организма на безвредные вещества, проникшие в него из окружающей среды. Наша иммунная система принимает их за микробов и выделяет большое количество гистамина, что вызывает очень неприятный эффект. С этим гормоном мы имеем дело, например, когда коснемся крапивы.

На первый взгляд аллергия абсурдна. В наших широтах, например, с мая по июль человек вдыхает каждый день до восьми тысяч зерен пыльцы. Обычно люди этого не замечают, в то время как аллергику достаточно вдохнуть 40–50 пылинок, чтобы начался приступ. Так почему вещества, абсолютно безобидные для большинства людей, провоцируют у него такую бурную реакцию?

Аллергия, упрощенно говоря, – это сбой в работе иммунной системы. Ее клетки-убийцы превратились в слепцов, стреляющих по всему, что движется. Всё они принимают за врагов, чрезмерно возбуждаясь, когда мы вдыхаем пыльцу растений, касаемся шерсти кошки, пользуемся лекарствами или принимаем ту или иную пищу. Укусы насекомых, микроскопические клещи, которыми изобилует пыль в наших домах, – всё это может вызвать острый приступ аллергии. Люди, страдающие от нее, идут по жизни как по минному полю. В любую минуту может произойти взрыв. Покраснение кожи. Сильные отеки. Надсадный кашель. Удушье.

Все эти симптомы – личины аллергии. Ведь при контакте с любым упомянутым нами веществом у нас могут появиться эти явно выраженные признаки воспаления. Воспаления, которого на самом деле нет. Вместо него – аллергия. Это поистине помрачение клеток иммунной системы.

И снова тот же вопрос. Почему иммунная система многих из нас буквально ломается, реагируя на безобидные вещества, проникающие в организм в самых малых дозах? Пытаясь это понять, попробуем начать от обратного. Выясним, какие дети реже всего страдают от аллергии. Точнее говоря, в каких условиях растут эти дети.

В обширном исследовании, которое провела немецкий врач Эрика фон Мутиус, выяснилось, что таких счастливцев больше всего среди детей, живущих в сельской местности. «В антисанитарных условиях» – так и хочется добавить. Не задумываясь, они заглядывают в коровники и курятники. Пьют сырое молоко. Вихрем проносятся по пыльным верандам, лазят по чердакам и сараям. Среди этих детей случаи заболевания астмой встречаются в пять раз реже, чем среди их сверстников, живущих, как в гетто, в городах.

Дальнейшие исследования подтвердили гипотезу «панацеи от аллергии». Ею реже всего болеют те, кому довелось расти в не слишком стерильной обстановке, среди легкой бытовой антисанитарии, неизбежной в сельских домах.

В XIX веке большая часть населения России и других европейских стран, а также Канады и США жила сельским трудом. Всё теплое время года дети ходили босиком, росли, как среди равных, среди лошадей и коров, кошек и собак. Случаи «аллергического безумия» были тогда редки. Легко было объяснять эти истории «проклятием», «сглазом».

Нервная анорексия – так называют медики это психическое расстройство – распространяется во многих странах, как эпидемия

Современный образ жизни – благая весть гигиены, санитарии! – перепрограммировал нашу иммунную систему. Лишенная врагов, она стала бороться с «первыми встречными». Мы многим обязаны цивилизации, мы многое с ней приобрели – но что-то важное и потеряли: счастье, оказавшись в дикой, не созданной искусственно для нас обстановке, не страдать от этого, «не болеть от всяких пустяков».

Конечно, определенную роль при развитии аллергии играют и генетические факторы. У детей, родившихся в семье аллергиков, выше вероятность заболеть аллергией, чем у детей, чьи родители не страдали от этого недуга. Если у обоих родителей наблюдается одна и та же форма аллергии, то в четырех случаях из пяти она передастся ребенку. Однако никакого «гена аллергии» у таких детей не выявлено.

И все-таки одной лишь дурной наследственностью нельзя объяснить стремительный рост заболеваемости разными формами аллергии. Стоит отметить, что большинство аллергенов – цветочная пыльца, шерсть животных, плесень, микроскопические клещи, населяющие пыль, – известны с незапамятных времен. Лишь некоторые аллергены – к ним относятся моющие средства, косметика, латекс – изобретены человеком. Впрочем, появлением этих искусственных аллергенов тоже нельзя объяснить рост числа аллергических заболеваний. Ведь исследования показывают, что заметно возросла и доля людей, реагирующих на естественные аллергены.

Финский эколог Илкка Хански, автор книги «Ускользающий мир. Экологические последствия утраты местообитаний», твердо уверен в благотворном действии микроорганизмов на иммунную систему ребенка. Так, на коже подростков, выросших среди лесов и полей, он насчитал гораздо больше бактерий определенного рода – тех, контакт с которыми, как доказано другими учеными, препятствует развитию аллергии, – нежели на коже тех, кто рос в городской среде. Чем больше микробов обнаружилось на коже подростков, тем больше в пробах их крови содержалось интерлейкина-10 – медиатора, играющего очень важную роль в работе иммунной системы. Зато на коже детей-аллергиков таких микробов было значительно меньше. Очевидно, эти бактерии важны для программирования иммунной системы, таков неизбежный вывод. «В процессе эволюции наша иммунная система развивалась вместе с бактериями, – поясняет Хански, – так что вполне логично, что нельзя так просто отказаться от контакта с ними».

Может статься, подобные контакты с микробами (точнее, их отсутствие) влияют не только на появление у людей нежелательных аллергических реакций, но и на подверженность их таким аутоиммунным заболеваниям, как диабет, и (это тоже лишь гипотеза) на предрасположенность к определенным формам рака.

Некоторые исследователи считают механизмы формирования нашей иммунной системы настолько универсальными, что готовы даже объяснять «тепличными условиями», в которых мы теперь живем, наблюдаемое нами буквально эпидемическое распространение болезни Альцгеймера, а также рост заболеваемости психическими недугами, в том числе депрессией.

В настоящее время ученые разрабатывают вакцины от сезонных аллергий. В перспективе подобные вакцины помогут справиться с недугом, отравляющим жизнь сотен миллионов людей. Их появление означает революционный прорыв в борьбе с аллергией.

В ведущих клиниках, занятых этой борьбой, добровольцы уже сейчас могут сделать себе прививку от аллергии. Три укола перед началом теплого сезона и еще один – в пору цветения трав и деревьев, когда в воздухе, точно удушливый газ, незримо вьется цветочная пыльца. По идее, эта вакцинация должна научить человека тому, что другим дано от рождения: быть бесчувственным, не замечать аллергены.

Так что, дни аллергии сочтены? Или нашим детям и внукам, как и нам, по-прежнему придется жить с аллергией?

Когда человека становится всё меньше…

Есть немало житейских историй, которые, как математические дроби, можно свести к единому знаменателю – к чему-то смутному, тревожному, если глядеть на них со стороны. Объединяет их то, что их персонажи по какой-то причине теряют желание принимать пищу.

Герои этих историй (почти всегда это – девушки или молодые женщины) худеют на глазах. Чаша весов, на которую они регулярно взбираются, летит вниз, как лифт: 45 килограммов («проехали»), 40 килограммов («чаша опускается медленнее»), 38, 37 килограммов («Как все-таки много!» – бодрым голосом говорит она, и кто бы попробовал ей возразить, сказав, что это болезнь?).

Anorexia nervosa, нервная анорексия, так называют медики это психическое расстройство, распространяющееся во многих странах, как эпидемия.

Анорексия заметно отражается на физическом состоянии пациентки, на ее внешности. Ведь в пище, которую мы недополучаем, содержится очень много важных для организма элементов. Из-за нехватки кальция становятся хрупкими кости. Нарушается гормональный баланс. Замедляется обмен веществ. Как следствие, у пациентки понижается давление. Она ощущает упадок сил, испытывает озноб. Люди, заболевшие анорексией, нередко обречены всю жизнь страдать от почечной недостаточности. У них наблюдается аритмия, что может привести к внезапной остановке сердца.

Обычно анорексия начинается в подростковом возрасте – лет в четырнадцать. Развивается это расстройство медленно. Девочка всё больше недовольна собой, своей фигурой. Интересуется диетами. Становится очень разборчивой в еде. Отказывается есть жирную и калорийную пищу, мясо. Старается есть пореже. «Мне не хочется», – повторяет она. Незаметно она переходят грань, отделяющую здоровье от болезни.

Поначалу эту девушку, «упорно блюдущую фигуру», часто хвалят: за то, что она стала очень красивой, стройной. Ведь современный западный идеал красоты – образ фотомодели – стремительно завоевывает мир. Даже в африканских странах, где всегда ценили женщин с пышной фигурой, девушки тоже начинают подражать этому стандарту, навязанному им телевидением.

Швейцарский психиатр Юрг Лихти, автор книги «Лечение анорексии», подчеркивает: «Всего от 5 до 10 процентов женщин по своей конституции предрасположены иметь идеальную фигуру топ-модели. Тем не менее именно такая фигура, необычайно худая, лишенная всяких складок и отложений, преподносится сегодня как образец для всех девушек и молодых женщин. Месседж, адресуемый им, гласит: будьте худыми, и тогда вы обязательно станете кем-нибудь!»

По оценке британских исследователей, около 40 % девушек в возрасте 14 лет не могут нормально питаться из-за отсутствия аппетита, чувства тошноты, вызываемого едой, из-за боязни прибавить в весе. Все они – потенциальные жертвы анорексии.

С чего же всё начинается? Почему здравые побуждения загоняют человека в тупик, превращаясь в навязчивые желания?

Раньше исследователи сводили всё к психологии. Считалось, что в воспитании ребенка было что-то упущено. Например, девочка росла в строгой, авторитарной семье, где каждый ее шаг старались контролировать. Протестом против этой опеки стало желание распоряжаться хотя бы своим телом, сделать его таким, как «я хочу».

В 1970-х годах было замечено, что анорексией страдают в основном представительницы высших и средних слоев общества, и тогда американский психолог Хильда Брух, автор книги «Золотая клетка», предположила, что болезнь развивается как невольный протест против тех высоких требований, которые общество предъявляет молодым женщинам.

Жир, оказывается, обладает и полезными свойствами

Имеются и генетические предпосылки к анорексии. Так, наблюдения за однояйцевыми близнецами показали, что в двух случаях из трех болезнь развивается сразу у обоих близнецов. Если же речь идет о двуяйцевых близнецах, то такое совпадение выявлено лишь в каждом десятом случае. Ученые полагают, что генетические факторы на 58–76 % обуславливают заболевание анорексией.

По всей видимости, эти генетические факторы вызывают у людей определенные изменения в головном мозге. Это заметно влияет на выработку тех или иных гормонов, например серотонина. Вероятно, этим можно объяснить назойливые страхи, преследующие людей, которые страдают от анорексии, причем они начинают испытывать их задолго до того, как берутся ограничивать себя в еде.

Также обнаружилось, что организм людей, страдающих от анорексии, испытывает нехватку дофамина. Возможно, поэтому они и не чувствуют интереса к еде. Им, в отличие от нас, гораздо проще отказаться от кусочка торта.

Невролог из Утрехтского университета Том Винк, обследовав 145 пациентов, больных анорексией, и 244 здоровых человека, убедился, что у 11 % больных имелась мутация гена AGRP, тогда как у здоровых она встречалась лишь в 4,5 % случаев. Винк предположил, что из-за этого генетического дефекта у людей может быть нарушен аппетит. Но виноват ли только этот ген?

Дальнейшие исследования показали, что никакого «гена анорексии» нет. Анорексия – слишком сложная болезнь, чтобы все разнообразные случаи заболевания ею можно было бы свести к одной-единственной причине. Вероятно, на развитие этого психического расстройства влияют самые разные мутации в различных генах человека. Все они вносят какой-то свой вклад в то, что человек постепенно перестает интересоваться едой и бежит от нее, сказали бы в старину, как черт от ладана. Кстати, в те времена, когда эта пословица была у всех на слуху, худоба считалась чем-то дурным, болезненным. Человек был не просто худым – «худосочным». В самом его естестве таился изъян, сушивший его.

Результаты наблюдений показывают, что пациенты, больные анорексией, чаще всего растут в семье, где кто-либо из родителей страдает от психического расстройства. Их собственные душевные травмы, например пережитый в раннем детстве развод родителей, также могут спровоцировать болезнь. Поведение таких пациентов можно считать «актом агрессии, направленным на самих себя», считают психологи.

Так, израильский психолог Нетта Хореш в своем исследовании показала, что многие девушки и женщины, страдающие от анорексии, чувствуют, что не могут выполнить завышенных требований и ожиданий, исходящих от их родителей или других близких им людей, и потому начинают буквально ненавидеть себя и всячески изводят свое тело, в том числе бессознательно морят себя голодом.

Анорексии принадлежит печальный рекорд. Примерно 15–20 % пациенток, страдающих этим расстройством, умирают от болезней, вызванных тем, что их организм постоянно голодал, недополучал жизненно важные для него питательные вещества. Это – самый высокий уровень смертности среди всех психических заболеваний.

Чем раньше начнется лечение пациентки, больной анорексией, тем больше шансов ей помочь. Однако сделать это не так легко. Девушки отказываются идти к психотерапевту, чтобы обсудить с ним свои проблемы. Они считают, что они здоровы и хорошо выглядят. Если лечение все-таки началось, каждая третья прерывает его. И даже потом, когда курс лечения будет завершен, это еще ничего не значит. Опять же у каждой третьей пациентки в течение года наступает рецидив. Она снова худеет. Круг замыкается.

Похоже, психотерапия – это сейчас единственное средство, которое помогает справиться с анорексией. Никаких специальных лекарств против нее нет.

Как превратить белый жир в бурый?

«Избыточный вес сокращает жизнь! Соблюдайте диету! Худейте!» Подобные фразы на все лады повторяют врачи. Этими советами пестрят страницы модных журналов. Эти рекомендации дает даже ВОЗ, организация, призванная следить за здоровьем всех жителей планеты.

Все последние десятилетия жир считается «непререкаемым злом», причиной многих заболеваний, сокращающих жизнь человека. Однако такое представление является слишком упрощенным, полагает ряд ученых, и их становится всё больше.

Так, немецкий исследователь Дитрих Ротенбахер в интервью журналу «Bild der Wissenschaft» отмечает: «Жировые клетки физически активных, здоровых людей защищают их от воспалений и инфекционных болезней. Благодаря этим клеткам мы сохраняем здоровье. Без жира мы были бы смертельно больны».

Современные ученые признают то, что знали авторы Домостроя и ценители Рубенса. Для того чтобы женщина могла рожать здоровых детей, ей нужен определенный запас жира – не менее 22 % от общего ее веса. Если жировой ткани в женском теле становится меньше, организм начинает «экономить на всем», и это может плохо сказаться на выполнении женщиной ее главной, как считают приверженцы традиционных ценностей, задачи: на рождении детей.

Так не пора ли изменить точку зрения? Не следует ли отныне считать жир символом здоровья, знаком благодати, эмблемой чувственности и плодовитости?

У мужчин среднего телосложения запасы жира в организме составляют от 15 до 20 % от веса их тела, а у женщин – порядка 30 %. Жировая ткань проявляет заметную активность. Она синтезирует гормоны, медиаторы и другие вещества, а потому жизненно важна для организма.

Ученые выявили уже более сотни веществ, выделяемых жировыми клетками. Некоторые из них синтезируются только жировой тканью, например адипонектин, гормон, защищающий нас от сердечно-сосудистых заболеваний и диабета.

Лишь постепенно ученые начинают понимать, что медиаторы и гормоны, выделяемые жировой тканью, вмешиваются буквально во все процессы, протекающие в организме.

Плохо только, что эта ткань двулика. Жировые клетки из наших защитников и помощников легко превращаются во врагов. Тогда они и могут навлечь на нас заболевание диабетом. Могут вызвать воспаление кровеносных сосудов, исподволь отравить их ядами. У человека развивается атеросклероз. Часто это приводит к инфаркту или инсульту.

Жир влияет на сами основы нашей физиологии, меняет активность отдельных генов, которые регулируют процессы обмена веществ и воспалительные реакции. Последствия от того, что мы злоупотребляем жирной пищей, могут быть неожиданными.

Итак, жир необходим для нашего здоровья, но его избыток может стать причиной болезни. Жировые клетки тоже страдают от нашего обжорства. Когда, переполнившись, они сильно растягиваются, они зачастую гибнут. Жирные кислоты, содержавшиеся в них, теперь разливаются по всему организму, скапливаясь в печени и мышцах. Это ему вредит, ведь в свободном состоянии жирные кислоты ядовиты для его тканей.

Если бы мы создали лекарство, под действием которого жировые клетки сжимались, то мы помогли бы людям с избыточным весом. Именно таким может быть новый класс препаратов против диабета.

Уменьшить размер жировых клеток можно и естественным путем, не прибегая к медикаментам. Если вы каждый день поддерживаете себя в тонусе, много двигаетесь, выполняете физические упражнения и при этом соблюдаете умеренность в еде, то жировые клетки со временем уменьшатся в размерах. Обмен веществ нормализуется. Восстановится здоровье.

При сильных ожогах нередко теряются обширные участки кожи

Спорт и умеренное питание – вот что нужно человеку! Рецепт кажется довольно простым. Вот только следовать ему трудно. Не случайно многие люди не выдерживают и не соблюдают этих элементарных предписаний врача. Их не останавливает даже то новое, неприятное, что мы узнали о жировых клетках.

Следует подчеркнуть, что в нашем организме имеется два типа жировой ткани, белая и бурая. Белой ткани значительно больше. Именно она накапливает энергию, не растраченную организмом, но ей же мы обязаны избыточным весом, от которого в наши дни страдают очень многие люди.

Бурая ткань растрачивает энергию, «сжигает» ее – преобразует в тепло. Это достигается за счет окисления жирных кислот, которое происходит в митохондриях – «энергетических станциях» клеток.

Бурая жировая ткань защищает детенышей млекопитающих от переохлаждения. У взрослых грызунов, а также животных, впадающих в спячку, тоже имеются большие ее запасы. В холодное время года даже часть белой жировой ткани у них превращается в бурую, помогая им пережить трудную пору.

А человек? У грудных детей бурая ткань составляет около 5 % их веса. Она расположена в основном в области груди и шеи. Но что происходит с ней, когда мы взрослеем? Долгое время считалось, что в организме взрослых людей нет больше бурых жировых клеток. Лишь несколько лет назад их впервые обнаружили у взрослых в районе шеи, возле ключиц и вдоль спины. Количество их, впрочем, у разных людей очень заметно разнилось. Их активность весьма зависела от внешних обстоятельств, например от режима питания человека.

Сделав это неожиданное открытие, ученые сразу задались вопросом: «А можно ли добиться того, чтобы у нас, как у некоторых млекопитающих, часть белой жировой ткани тоже превращалась в бурую?» Может быть, тогда проблема ожирения была бы решена? Бурые клетки сжигали бы избыточную энергию, запасенную организмом.

Голландские исследователи показали, что регулярное закаливание может увеличить долю бурой жировой ткани в организме. Холод повышает активность бурых клеток. В опыте, поставленном учеными, 17 добровольцев каждый день проводили по шесть часов при температуре 16 °C. Через десять дней количество бурых клеток у некоторых из них удвоилось. Японские ученые проводили подобный эксперимент в течение полутора месяцев и даже убедились, что его участники за это время немного похудели.

Ученым из Боннского университета удалось добиться того, чтобы бурые жировые клетки мышей стали активнее сжигать запасенный организмом жир. Для этого им вводили аденозин – медиатор, который выделяется при стрессе. Когда молекулы аденозина пристыковывались к специальным рецепторам, имеющимся у бурых клеток, те начинали активнее сжигать жир. По окончании опыта эти мыши стали весить в среднем на 15 % меньше, чем зверьки из контрольной группы.

Впрочем, аденозин не совсем подходит для того, чтобы регулировать содержание жира в организме. Ведь его молекулы могут пристыковываться к клеткам различных внутренних органов, и это может привести к нежелательным побочным эффектам, например к нарушению работы сердца и изменению кровяного давления.

Поэтому ученые ищут другие способы стимулировать активность бурых клеток. В опытах с мышами, например, уже удалось путем генетической манипуляции добиться того, чтобы у белых жировых клеток появился тот же рецептор, что и у бурых. Теперь аденозин мог воздействовать прямо на белую жировую ткань, образующую эти неприятные складки у нас на теле. Ее запасы – по крайней мере, у мышей – стали сжигаться сами собой. Вес подопытных зверьков уменьшился. Однако всё это пока лишь первые опыты. Возможно, со временем у нас появится «чудо-средство», которое позволит без труда сжигать накопленные нами запасы жира. В будущем это поможет бороться с ожирением и диабетом.

Рубеж нашего тела – кожа

Словно крепостная стена, она окружает наше тело, эта оболочка, хранительница его. Она помогает нам дышать, питает организм. Она поразительно приспосабливается к любым вызовам окружающей среды. Без нее мы не могли бы выжить в этом бурном и яростном мире. Она так же важна для нас, как сердце или мозг. В то же время кожа – это не только нерушимый барьер, отделяющий нас от внешнего мира, но еще и мост, соединяющий с ним. Всё это побуждает специалистов повнимательнее присмотреться к нашей коже.

Ведь не только природа может облачить нас в самое красивое из всех одеяний – в человеческую кожу. Ученые разных стран заняты созданием идеальной искусственной кожи. Она призвана заменить телесную ткань, пострадавшую от ожогов. Новое платье, коему порадовался бы и король, не должно уступать прежнему, естественному образцу ни своим видом, ни свойствами.

Каждый год множество людей теряет обширные участки кожи вследствие ожогов. Их можно получить везде – в горящих домах, цехах, автомобилях, самолетах, во время аварии или теракта. Спрос на искусственную кожу необычайно возрос.

Даже если оставить в стороне мрачную статистику огненных трагедий, нельзя не признать, что со временем наша кожа всё более страдает. Губительна для нее сама жизнь.

Кожу ребенка и старика не сравнить. Возрастные повреждения накапливаются. В былые времена большинство людей умирали молодыми. Теперь продолжительность жизни значительно увеличилась. Но прибавленный остаток лет нам приходится щеголять в обветшалой, износившейся одежонке, скрывая ее грузом кофточек и рубашек, штукатуря помадой и пудрой, штопая и латая в косметических салонах. Чем дольше мы живем, тем больше это вредит коже.

Сказываются и болезни, например диабет. У людей, страдающих от него, порой появляются открытые раны, которые подолгу не заживают. Через них в организм больного легко может проникнуть инфекция. Помочь может опять же пересадка искусственной кожи. Однако изготовить ее непросто.

Кожа – один из сложнейших органов тела; к тому же самый большой. Ее площадь составляет от полутора до двух квадратных метров, а масса – от 10 до 12 килограммов.

Кроме того, кожа – важный орган чувств; ей мы обязаны чувством осязания. Волокна, усеивающие ее, воспринимают внешние раздражения и преобразуют их в электрические сигналы. Головной мозг анализирует их. Информация поступает молниеносно. Вы еще не поняли, что случилось, а организм уже реагирует: вы машинально отдергиваете руку, прикоснувшись, например, к горячему. Образно говоря, кожу можно назвать самым разумным упаковочным материалом на свете.

Мы видим и именуем кожей лишь верхний, самый простой ее слой – эпидермис (от греч. epi, «над», и derma, «кожа»). Он состоит из нескольких, плотно примыкающих друг к другу рядов клеток – главным образом кератиноцитов. Они вырабатывают прочный белок – кератин. Именно из него состоят волосы, перья, ногти, копыта, рога. Толщина эпидермиса меняется от 0,1 (на веках) до 5 миллиметров (на ладонях и подошвах).

Клетки эпидермиса постоянно делятся и устремляются к поверхности кожи. Однако чем ближе они к ней оказываются, тем меньше получают питательных веществ, ведь в эпидермисе совсем нет кровеносных сосудов. Поэтому верхние клетки быстро гибнут; их омертвелые тельца образуют ороговевший слой. С него каждый день слущиваются тончайшие чешуйки.

Под эпидермисом лежит другой слой кожи – дерма, или собственно кожа. В нее погружены корни волос. В ней расположены также пучки потовых желез, густая сеть нервных волокон и капилляров. Каждый квадратный сантиметр дермы содержит в среднем 20 кровеносных сосудов, 65 волос, 100 потовых желез.

Однако, как ни совершенна наша кожа, ее возможности ограничены. Если раны, полученные ею, велики, она не восстановится. Ведь, чтобы рана затянулась, клетки кожи должны не только нормально размножаться, но и перемещаться в нужном направлении. Для этого требуется выполнение двух условий.

Боли в спине могут быть вызваны более чем 150 заболеваниями

Во-первых, для того, чтобы одни клетки постоянно делились, другие должны вырабатывать особые факторы роста. Во-вторых, клеткам надо знать маршрут – куда им пристать, примкнуть. Обычно ориентиром им служит матрикс (от лат. mater, «основа»). Это – своего рода трехмерный каркас, состоящий из белковых волокон. Вдоль него и снуют клетки. Если матрикс получит тяжелые повреждения, клетки собьются с пути. Вместо того чтобы мчаться к месту ранения и заживлять его, они примутся беспорядочно блуждать.

Вот почему пересадка кожи имеет успех лишь тогда, когда на пострадавшем участке сохранился матрикс. Иначе донорская кожа не приживется.

Пересадка возможна, например, при ожоге первой степени. В этом случае на здоровом участке тела берут тонкий слой эпидермиса и пересаживают его на пострадавший участок. Если пострадала дерма (ожог второй степени) и тем более подкожная клетчатка (ожог третьей степени), то подобная процедура вряд ли поможет. А если кожа и приживется, она не будет защищать от холода, жары и новых ран. Помочь пострадавшему может лишь искусственная кожа.

Ее пытались изготовить еще древние египтяне. Они прикладывали к обожженным местам смесь из черного ила и коровьих лепешек. В XVII веке для этой цели применяли кожу ящериц. В наше время медики полагаются на кожу, изготовленную в лаборатории.

Еще в 1914 году из клеток эпидермиса удалось искусственным путем вырастить лоскуток кожи. Однако успешно пересадить подобную кожу – да и то животному – сумели только 34 года спустя. К телу человека она не хотела прирастать.

Лишь в 1975 году ученые из Гарвардской медицинской школы пришли к идее выращивать клетки человеческого эпидермиса на тонком слое, взятом из клеток дермы мышей. И тогда клетки эпидермиса стали размножаться.

В 1987 году впервые началось коммерческое использование кожи под названием «Epicel». Способ ее изготовления был таков. У пациента брали, например, из бедра кусочек эпидермиса размером с почтовую марку. Оттуда выделяли клетки – кератиноциты. В питательном растворе из них прямо на марле выращивали клеточную культуру в несколько слоев.

Из подобных кератиноцитовых слоев – тканей, состоящих из эпидермиса и «подложки», – сейчас изготавливают практически любые заменители эпидермиса. После пересадки «подложку» удаляют или она растворяется в ране.

В наши дни ученые многих стран мира стремятся, как пошутил один американский врач, «отыскать чашу святого Грааля». В переводе на язык медицины это означает, что они всеми возможными способами пытаются получить двухслойную искусственную кожу, состоящую из эпидермиса и дермы.

Исследования давно показали, что эта задача невыполнима без особого каркаса – матрикса. Лучше всего его раздобыть там, где он есть, – в коже человека. Для этого у донора берут участок кожи и очищают его ото всех клеток.

Результат работы – мертвая, идеально очищенная дерма. Этот продукт представляет собой чистый белковый каркас. Выгоден такой метод тем, что после удаления клеток теряется всякая иммунная информация, а значит, отторжения ткани не будет. Клетки дермы и кровеносные сосуды наращивают уже на пустой каркас, и потому он надежно срастется с телом пострадавшего. На этой стадии на искусственную кожу наращивают и эпидермис пациента.

Со временем же ученые надеются получить искусственную кожу, которая по своей структуре и свойствам будет совершенно напоминать человеческую кожу.

Боли в спине – это проклятие эволюции?

Мы – единственные млекопитающие, которые постоянно передвигаются на двух ногах, и мы – единственные млекопитающие, у которых столько проблем со спиной. Как показывают опросы, 80 % людей в промышленно развитых странах хотя бы раз в жизни мучились из-за болей в спине.

В общей сложности врачи насчитывают свыше 150 заболеваний, в симптоматику которых входят те самые «боли в спине». Они могут быть острыми, могут периодически возникать и исчезать, а могут мучить нас на протяжении многих лет. Вот лишь некоторые заболевания, которые характерны только для человека и вызваны нашим способом передвижения:

– спондилёз (появление костных разрастаний по краям тел позвонков; сопровождается болями в спине, симптомами радикулита, деформацией позвоночника);

– спондилолистез (заболевание, обусловленное патологическим процессом в межпозвонковом диске);

– кифоз (искривление позвоночника, обычно грудного отдела, выпуклостью назад);

– сколиоз (боковое искривление позвоночника);

– межпозвонковая грыжа (по оценке некоторых врачей, подобный диагноз можно поставить чуть ли не каждому десятому).

Следующий пример показывает, насколько сложная и хрупкая конструкция – наш позвоночник. При ходьбе мы отрываем одну ногу от земли. Когда мы переносим, например, левую ногу вперед, мы машинально, сами того не замечая, помогаем себе, отводя правую руку назад. Если мы не будем этого делать, то можем потерять равновесие и упасть. Но именно такая манера ходьбы исподволь вредит позвоночнику. Возникает вращательное движение, которое со временем приводит к износу межпозвоночных дисков. С возрастом из-за остеопороза эта проблема лишь обостряется.

Традиционно биологи считают, что мы и поныне платим огромную цену за то, что наши далекие предки рискнули пойти на своих двоих, отказавшись от обезьяньей походки. Наша спина – это и продукт эволюции, и неминуемая расплата за нее. Мы мучаемся с ней потому, что она не рассчитана на те нагрузки, на которые мы ее обрекли. Нам надо было принять иную позу – встать на четвереньки и побежать вперед, навстречу прогрессу. Тогда бы никакой боли в спине мы никогда не чувствовали. Не жалуются же на свою гибкую, крепкую спину звери!

В самом деле, в процессе эволюции наш позвоночник вывернулся на 90 градусов и принял вертикальное положение. Если раньше вес тела был равномерно распределен вдоль всего позвоночника, то теперь всей тяжестью давит на мышцы, поддерживающие его, – давит сверху вниз. Повреждения всё накапливаются. Особенно много проблем с шейным и поясничным отделами позвоночника, выгнутыми вперед. Это показывают результаты биомеханических испытаний.

«Если бы какому-нибудь инженеру поручили задание спроектировать человеческое тело, он никогда бы в жизни не создал его столь несовершенным, как это ухитрилась сделать эволюция», – иронично заметил американский антрополог Брюс Латимер.

Эволюция и впрямь никогда не создавала чего-то идеального, того, что пережило бы многие тысячи, а то и миллионы лет. Она, скорее, экспериментировала, мастерила что-то наугад, наудачу. Некоторые изъяны, выявленные ею во время этих долгих экспериментов, она до сих пор не успела исправить. Многие из нас и теперь мучаются от этих ошибок прошлого, от дефектов в строении нашего тела.

У каждого человека своя группа крови

Однако только ли эволюция виновата в этих проблемах? На самом деле, говорят биологи, в подобном заявлении лишь часть правды.

«Физически и духовно мы рождаемся точно такими же, как и люди, жившие десять или сто тысяч лет назад, – подчеркивает немецкий исследователь Тило Шпаль, один из авторов книги “Каменный век скрывается у нас в костях”. – У нас тело типичных охотников и собирателей. Мы по своей природе должны много двигаться».

Современный человек, сам того не понимая, остается прирожденным бегуном. Биология людей не может так быстро меняться, как мир вокруг нас. Развитие человеческой цивилизации намного опережает нашу биологическую эволюцию. Мы живем в постиндустриальную эпоху, а наше тело осталось даже не в каменном веке, а в том баснословном времени, когда на планете еще не было людей, а венцом творения мог считаться, например, австралопитек.

В принципе любой из нас должен преодолевать за день три десятка километров. Мы все обязаны много двигаться. Не только жители отдаленных районов Африки и Латинской Америки. Не только любители Московского и Бостонского марафонов, не только геологи со своими рюкзаками и туристы со своими котелками. Но и мы, просиживающие 80 часов в неделю за компьютером или хотя бы 40 часов в неделю за кассовым аппаратом в магазине или на ресепшен в офисе, а остальное время – на переднем сиденье автомобиля или перед телевизором, на диване. В лучшем случае мы готовы пару раз в неделю погулять возле дома.

Когда-то, чтобы получить свой «бифштекс» или «ростбиф», охотникам надо было пройти не один километр, загнать зверя в засаду, справиться с ним, вернуться с добычей домой. Даже для того, чтобы перехватить горстку фруктов или кореньев, приходилось отправляться в путь. Но и после того, как свершилась «неолитическая революция» и люди перешли к занятиям сельским хозяйством, кочевое скотоводство или земледелие выжимало из них все соки. Хлеб всегда добывали «в поте лица своего». Так продолжалось до тех пор, пока технический прогресс не избавил людей от тяжелого физического труда. Это «вековое проклятие» было благополучно забыто, и вот тогда-то один за другим мы стали жертвами другого проклятия – «болезней цивилизации». «Вплоть до изобретения офисов практически все люди, как и все наши предки в животном мире на протяжении сотен миллионов лет, каждый день в течение многих часов вынуждены были проявлять физическую активность, – подчеркивает Тило Шпаль. – А вот сегодня наш организм совершенно не нагружен».

Малоподвижный образ жизни не может не сказаться на нашем здоровье. Ученые, занятые эволюцией человека, не устают обращать внимание на то, что многие распространенные сегодня болезни вызваны тем, что мы вынуждены жить в совершенно иных условиях, нежели далекие предки, по потребностям которых и кроилось то самое тело, которым теперь владеем мы.

Наши мышцы быстро становятся дряблыми, им всё труднее поддерживать расплывшееся, нетренированное тело. Человек никогда еще не был так слаб и беспомощен, как сегодня. Нас выручают лишь созданные нами машины, облегчающие нам жизнь. Они помогают скрыть наше нарастающее несовершенство. И именно эту мышечную слабость многие биологи-эволюционисты считают главной причиной того, что люди повсеместно жалуются теперь на боли в спине.

«Если бы проблемы со спиной являлись принципиальным изъяном строения человека и его предков, – поясняет биолог Дэниел Либерман из Гарвардского университета, – то естественный отбор давно бы вступил в права, и положение дел несколько исправилось бы – постепенно снизились бы и частота заболеваний, и их тяжесть».

В самом деле, если бы хронические боли в спине существенно влияли на наши репродуктивные способности, то эволюция могла бы «вмешаться», и преимущество получили бы люди с определенной особенностью позвоночника, которая позволяла бы им годами сидеть, склонившись над компьютером, и не мучиться от боли в спине. Но скорее уж мы изобретем компьютер, на котором можно работать, только прохаживаясь по комнате, чем эволюция починит нам позвоночник. В то, что мы изменим свой образ жизни, верится еще слабее…

Эликсир жизни, кровь

С незапамятных времен кровь казалась нашим далеким предкам эликсиром жизни. В самых разных обществах и культурах бытовали мифы и легенды, связанные с ней.

Чем же так ценна, так привлекательна кровь? Какие функции выполняет этот живительный сок, неустанно струящийся в нас? Словно незримая река жизни, он переливается по нашему телу, не выбиваясь нигде на его поверхность.

Ученые унаследовали интерес к крови от мистиков прошлых эпох. Вот уже много веков они изучают эту животворную жидкость, но многое по-прежнему остается для них тайной.

Кровь – необычный орган тела. Когда рассматриваешь под микроскопом каплю крови, ее клетки поражают разнообразием форм и расцветок. Словно огромный рой общественных животных, они мельтешат, занятые каждая своим важным делом. Одни – «рабочие существа» – без устали питают остальные органы тела кислородом; другие – «солдаты», «пограничники» – сражаются с чужеродными клетками или возбудителями заболеваний, проникшими в кровь.

В этой реке, поддерживающей в нас жизнь, преобладают красные кровяные тельца (эритроциты). Они кишат буквально повсюду. Эти яйцевидные клетки при помощи пигмента гемоглобина, содержащего железо (этот пигмент и придает крови ее красный цвет), переносят вдыхаемый нами кислород от легких к клеткам тела. При недостатке гемоглобина в крови человек страдает от анемии; его кожу отличает тогда характерный бледный оттенок.

Сейчас красные кровяные тельца научились выращивать в лабораторных условиях из эмбриональных стволовых клеток. Искусственные эритроциты так же хорошо переносят кислород, как и натуральные клетки.

Белые кровяные тельца (лейкоциты) защищают организм. При инфекционном заболевании их число возрастает. Всюду, куда проникли возбудители болезни, непременно стягиваются лейкоциты. По капиллярам они проникают в ткань, пораженную недугом, и обрушиваются на врага. Одни лейкоциты выделяют вещества, от которых вторгшиеся бактерии гибнут. Другие набрасываются на непрошеных гостей и поглощают их. Постепенно лейкоциты окружают очаг болезни. Они действуют, словно армия, берущая противника в кольцо. Это явление, называемое фагоцитозом, открыл на исходе XIX века русский ученый Илья Мечников.

Если кровеносный сосуд поврежден и человеку грозит потеря крови, в дело вступают хрупкие кровяные пластинки – тромбоциты. Они достигают ранки и под действием атмосферного воздуха разрушаются. При этом образуется фермент тромбин, который и способствует тому, что трещинка в кровеносном сосуде затягивается упругими нерастворимыми нитями – фибрином. Кровь свертывается.

Эритроциты, лейкоциты, тромбоциты можно сравнить с корабликами, плывущими по артериям и венам. Но все корабли плавают по воде. Не составляют исключения и клетки крови. Если наполнить кровью пробирку и поместить ее в центрифугу, то в работающем аппарате кровь расслоится за несколько минут. Большую ее часть (55 %) составит плазма. На дне пробирки окажется густой осадок – те самые «клетки-кораблики», затонувшие во время эксперимента. Плазма же состоит на 96 % из воды. Остальное приходится на долю белков, в том числе иммуноглобулинов, которые активизируются, как только иммунная система человека объявляет тревогу (они связываются с антигенами).

Лишь в 1900 году выяснилось, что у каждого человека есть своя группа крови. Кровь разделяется на группы по следующему признаку. На поверхности красных кровяных телец имеются определенные вещества, выполняющие функции антигенов. Всего у человека известно около 20 антигенных систем эритроцитов. Наиболее важной считается система АВ0. Здесь деление на группы выполняется по наличию или отсутствию особых антигенов, обозначаемых буквами А и В.

У многих людей красные кровяные тельца содержат оба этих вещества; их кровь принадлежит к IV группе (АВ). Если у человека кровь содержит только антиген А (вторая группа крови), то она отторгает эритроциты с антигеном В (кровь третьей группы) – воспринимает их как что-то чужеродное. Ему можно переливать только кровь той же группы, что у него (или кровь I группы). То же самое можно сказать и о человеке, чья кровь содержит лишь антиген В. Наконец, если у человека вообще нет обоих этих антигенов в крови, ему смертельно опасна любая другая группа крови. При контакте с ней его эритроциты будут склеиваться и разрушаться.

Переливание крови широко применяется в современной медицине

Группы крови были открыты всего каких-то сто лет назад. Но это не помешало появлению самых разных предрассудков, связанных с ними. Так, в Японии считается, что люди, родившиеся с той или иной группой крови, обладают разными чертами характера (точно так же многие верят, что характер человека определяется знаком зодиака или годом рождения по китайскому гороскопу).

Весьма популярно и представление о том, что людям с определенной группой крови нужна своя особая диета. Те, кто придерживается этого мнения, уверены, что различные группы крови появились у людей недавно – и тому способствовали их кулинарные пристрастия.

Но когда же на самом деле они появились?

Различные группы крови выявлены не только у человека, но и почти у всех видов теплокровных животных. Самая известная система групп крови – АВ0 – также сформировалась задолго до человека. Она обнаружена у многих видов обезьян.

Результаты недавнего исследования, опубликованные в журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences», свидетельствуют, что эта система групп крови в том виде, в каком она имеется у человека, характерна для всех обезьян Старого Света. У обезьян Нового Света она выглядит иначе. Теперь ученые могут уверенно утверждать, что эта система в своем окончательном виде сформировалась более 10 миллионов лет назад – и, возможно, даже 30–40 миллионов лет назад (точного ответа проведенный генетический анализ не дал).

О чем еще поведают нам новые исследования крови? Какие поверья и догадки они подтвердят, а какие опровергнут?

Красной нитью кровь пронизывает мифы и легенды многих народов. В Древнем Египте и Вавилоне мнилось, что кровь – это вместилище души человеческой. Крепче любых уз она связывала друг с другом людей. Истинную дружбу скрепляла кровь, превращая друзей в побратимов. В Средние века кровь, наряду со слизью, черной и желтой желчью, считалась одним из четырех жизненных соков. Все болезни, полагали тогдашние мудрецы, проистекали из-за того, что нарушалось равновесие этих соков.

Есть ли толика правды в этих «прописных истинах» далеких веков? Ученым еще предстоит дать ответ.

Пока же расскажем об исследовании, которое провели несколько лет назад немецкие энтузиасты Аннета Кольб и Катарина Зиннер. Они убедились, что кровь чувствительна к звукам музыки.

В полной тишине многочисленные кровяные тельца расположились внутри капли крови так, что образовали структуру, немного напоминавшую пчелиные соты. Но стоило донестись музыкальным звукам, как эта благостная картина изменилась. Кровяные тельца пришли в движение. И вот под фортепианную музыку возникла приятная глазу рябь. Капля словно покрывалась кружевами. Когда же агрессивно загремела музыка в стиле хеви-метал, эти кружева разорвались. Кровяные тельца были теперь словно изолированы друг от друга. Казалось, что капля распалась, как атом.

Похоже, мы слушаем не только той частью головы, что для этого предназначена, но и всем нашим телом, каждой капелькой крови в нем. Может быть, потому музыка так пронизывает нас, трогает до глубины души?

Когда появится искусственная кровь?

При большой потере крови различные органы тела человека, в том числе его головной мозг, перестают нормально снабжаться кровью, а значит, и кислородом. Срочно нужна донорская кровь!

В перспективе ее будет требоваться всё больше, поскольку и наше, и западное общество стареет, а в мирное время именно людям пожилым чаще, чем молодым, приходится делать сложные операции, при которых надобно переливание крови. Кроме того, большие количества донорской крови нужны раковым больным. Ведь после сеансов химиотерапии организм порой заметно хуже вырабатывает новую кровь. Между тем во многих странах всё меньше людей готовы быть донорами.

А ведь как хорошо всё складывалось каких-то сто лет назад!

Начиная с XVII века врачи искали замену крови для больных, потерявших ее слишком много. Однако в те времена наука еще мало что знала и о составе самой крови, и о функциях, выполняемых ею в организме.

Первыми жертвами тех экспериментов становились молодые женщины – роженицы, истекавшие кровью после появления на свет младенца. Им пробовали переливать кровь существ «поистине чистых и невинных» – агнцев, ягнят. Тогда же были сделаны попытки переливания крови от человека к человеку. Но и эти опыты, по статистике, чаще всего оканчивались неудачей, потому что врачи ничего не знали о том, что кровь делится на различные группы.

Открытие групп крови на рубеже XIX и XX веков решительно изменило положение дел в хирургии. Тогда же, около ста лет назад, было сделано еще одно важное открытие. Бельгийский врач Альбер Юстен обнаружил, что при добавлении в кровь цитрата натрия, бесцветной соли лимонной кислоты, кровь перестает свертываться, как это бывает с ней, по обыкновению, уже через несколько минут. До этого любые опыты по переливанию крови производились непосредственно от человека к человеку. Открытие Юстена положило начало практике донорства. Ведь теперь кровь, взятую у другого человека, можно было долго хранить.

Перед медиками открылись невиданные возможности. Многие операции, губительные прежде для человека, стали осуществимы потому, что клиники имели отныне запасы донорской крови, которую можно было срочно перелить больному, зная, что это не навредит ему.

Медиков, правда, подстерегали новые неожиданности. В XIX веке люди часто гибли от последствий неудачного переливания крови, в XX веке нередко страдали от успешного ее переливания, пока не был налажен контроль над донорской кровью.

Ведь порой кровь содержит опасные вирусы и бактерии. Вместе с ней они готовы проникнуть в организм человека, которому ее перельют.

Еще в 1980—1990-х годах не раз, в том числе в России, случались скандалы, когда людям переливали кровь, содержавшую вирусы ВИЧ-инфекции, то есть делали их неизлечимо больными людьми. В конце 1970-х годов в родильных домах ГДР около 2500 женщин были по недосмотру заражены гепатитом С. По сути, лишь в конце 1990-х годов в распоряжении врачей появились надежные тесты, позволявшие выявлять вирусы гепатита С и ВИЧ-инфекции в донорской крови.

Впрочем, по признанию самих врачей, опаснее другая проблема. Снова и снова случается так, что донорскую кровь путают, переливают человеку кровь совсем не той группы, что нужно. По статистике, опубликованной в ЕС, на каждые 10 тысяч больных приходится один такой случай, а это не так уж и мало, учитывая, что переливание крови стало рутинной операцией.

Спасением от роковых процедур могла бы стать искусственная кровь – некий раствор, который был бы совместим с организмом любого пациента и безопасен для него.

На протяжении десятилетий во всем мира настойчиво ведутся работы по созданию недорогой, качественной синтетической крови, которую можно будет производить в огромных количествах. Различные варианты кровезаменителей проходят сейчас клинические испытания, опробуются в опытах с животными, но до сих пор так и не появился продукт, который мог бы найти массовое применение.

В 1960-х годах казалось, что желанная цель почти достигнута. Было установлено, что фторированные углеводороды, так называемые перфторуглеводороды, хоть и не способны связывать кислород, но зато повышают его растворимость в крови. Если такую синтетическую жидкость перелить в организм человека, потерявшего много крови, то оставшаяся у него кровь будет сильнее насыщаться кислородом, а значит, органы и ткани пациента будут какое-то время нормально снабжаться им. Какое-то время – но очень недолго. Эта мутная, молочного цвета эмульсия быстро утрачивает свои полезные свойства. При большой потере крови она хоть и выручит ненамного, но не спасет жизнь больному. К тому же при введении в организм подобной эмульсии у пациентов слишком часто наблюдаются осложнения: у них повышается температура, возникают проблемы с легкими. (Отметим, что в России получила применение такого рода эмульсия под названием перфторан, «голубая кровь».)

Перфторуглеводороды нового поколения – это эмульсии, рассчитанные прежде всего на питание кислородом определенных органов, например головного мозга людей, пострадавших в результате черепно-мозговой травмы.

Исследователи, представляющие другое направление поисков, всю свою работу строят вокруг гемоглобина. Именно он, находясь в составе красных кровяных телец, связывает и переносит кислород. Именно его можно было бы получать разными способами – из крови животных, например свиней и коров, из просроченной донорской крови, изготавливать средствами генной инженерии – и насыщать этим гемоглобином водный раствор.

Однако первые опыты с подобным кровезаменителем были неудачны. У людей, которым переливали раствор чистого гемоглобина, например, начинали отказывать почки. Так выяснилось, что гемоглобин в чистом виде, лишенный всякой защитной оболочки, опасен для нашего организма. Ведь это белковое соединение сохраняет устойчивость только внутри красных кровяных телец. Оказавшись вне их, оно быстро распадается. Продукты его распада отравляют печень, сердце, почки.

Переливание раствора гемоглобина вызывает также резкое повышение давления. Ведь молекулы гемоглобина очень крохотные. Некоторые из них проникают сквозь мельчайшие поры в ткань, выстилающую стенки кровеносных сосудов. Там они связывают молекулы моноксида азота, в присутствии которых кровеносные сосуды расширяются. Когда же эти молекулы исчезают, захваченные гемоглобином, кровеносные сосуды автоматически начинают сужаться, и давление крови на их стенки возрастает.

Химики и биотехнологи прибегают к разным способам, пытаясь обезвредить гемоглобин. Чаще всего его стремятся упаковать в какие-то специальные оболочки – нанокапсулы или липосомы. Но пока надежной защиты от чистого гемоглобина по-прежнему нет.

В конце 2000-х годов медики научились изготавливать из эмбриональных стволовых клеток искусственные эритроциты. Внутрь их тоже можно было бы вводить гемоглобин.

Медицина XXI века опирается на новейшие достижения науки и техники

Однако стоимость такой крови слишком высока. Так, стандартная емкость с донорской кровью (объем – 300 миллилитров) содержит около двух триллионов красных кровяных телец. Изготовление такого же количества искусственных эритроцитов обойдется примерно в 100 тысяч евро.

Несомненно, создание качественной искусственной крови – дело ближайшего будущего. По оценке ученых, она появится в распоряжении врачей уже в 2020-х годах, а может быть, и раньше. Искусственная кровь найдет самое широкое применение в медицине. Она нужна всем.

Медицина XXI века

Какой будет медицина в XXI веке?

В XX веке медицина добилась громадных успехов в борьбе с самыми разными болезнями. А что ожидает нас в ближайшие десятилетия? Можно ли победить рак? А болезнь Альцгеймера? А справиться с инфекционными заболеваниями? А научимся ли мы обновлять наше тело средствами генной инженерии?

Онкологи смотрят в будущее с оптимизмом. «Мы стремимся продлить жизнь раковых больных, причем намерены делать все возможное, чтобы те чувствовали себя как можно лучше. Надо добиться того, чтобы рак стали воспринимать как хроническое заболевание – как недуг, с которым можно жить и состариться. Ведь именно так давно уже относятся к диабету» – таков лейтмотив высказываний специалистов.

Большие надежды ученые возлагают на targeted therapy — целенаправленное лечение болезни специальными препаратами, которые могут отличать здоровые клетки от раковых, в то время как традиционная химиотерапия уничтожает те и другие, что ведет к серьезным осложнениям.

Уже к середине 2020-х годов в специализированных клиниках можно будет с помощью генетических чипов подбирать наиболее эффективные лекарства в борьбе с раковыми клетками. К этому времени даже у больных, страдающих от тяжелых форм рака – например, рака легких с метастазами, – останется в запасе шесть-семь лет жизни. Наконец, к середине XXI века благодаря генетическим тестам врачи научатся определять, какие разновидности рака могут угрожать тому или иному пациенту.

Революцию в медицине обещает новая ее отрасль – фармакогеномика. Чем лучше удастся выявить генетические дефекты, вызывающие болезнь, тем эффективнее можно подобрать лекарство. «В конце концов, у любого заболевания есть своя генетическая составляющая, даже если оно обусловлено плохой экологией», – подчеркивают медики. В ближайшие десятилетия неизбежно появятся препараты, точно соответствующие профилю ДНК человека.

«Теле» – еще один девиз медицины XXI века. Уже к 2050 году в наш быт широко войдут теледиагностика, телемониторинг, телехирургия. Ставить диагноз, лечить или контролировать проводимые процедуры можно в принципе на любом расстоянии. Телемедицина завтрашнего дня позволит значительно сократить расходы на лечение, избавит врачей от ненужных визитов к больным, а последних – от неудобств, связанных с перевозкой в более крупную клинику. Обмениваясь по Сети рентгеновскими снимками или электроэнцефалограммами, врачи могут прямо в операционных проводить консультации с видными специалистами в этой области.

Новое направление медицины прошло боевое крещение в сентябре 2001 года, когда хирург, находившийся в Нью-Йорке, оперировал 68-летнюю пациентку… по ту сторону Атлантического океана, в Страсбуре. Врач лишь нажимал на компьютерную мышь, а за тысячи километров от него этим командам подчинялся робот, удалявший у женщины желчный пузырь.

Руководители ВОЗ считают появление телемедицины неизбежным. Выиграют от этого люди, живущие в слаборазвитых странах или малонаселенных районах, ведь они – хотя бы по Интернету – получат возможность консультироваться у ведущих специалистов в той или иной области медицины.

О другом перспективном методе – генной инженерии – разговоры ведутся десятилетиями. Ведь как это привлекательно! Стоит что-то подкрутить в генах новорожденного ребенка, заменить дефектную детальку новой – и здоровья на его век хватит! Для большинства дилетантов подобная процедура – пересадка здорового гена на место плохого, неисправного – кажется относительно несложной: надо лишь изобрести какой-нибудь очень маленький пинцет. Однако насколько простым и изящным видится этот метод, когда рассказываешь о нем, настолько мы далеки от его воплощения в жизнь. На этом пути уже пришлось пережить целый ряд неудач.

Медицина должна стать персональной

Но если так трудно обновлять набор наших генов, то, может быть, проще… переделать самого человека? Дальнейшее развитие микро- и наноэлектроники неминуемо приведет к появлению искусственной сетчатки или использованию миниатюрных цифровых камер, с помощью которых информация будет передаваться прямо в зрительную кору головного мозга. Та и другая технология обещают восстановить утраченное зрение. Однако перед нами открываются и новые, дополнительные возможности. Электронная оснастка позволит, например, видеть инфракрасное излучение или различать по цвету… запахи.

Впрочем, врачи признают, что в обозримом будущем вряд ли появятся искусственные органы, которые будут нормально функционировать всю жизнь. Результаты проводимых исследований обнадеживают, но до прорыва пока далеко. Сейчас ученые уделяют все больше внимания разработке аппаратов, которые будут какое-то время замещать функции больного органа тела, пока не состоится пересадка донорского органа. Речь идет, например, о биогибридных устройствах, которые содержат живые клетки почек или печени. Такие аппараты не могут полностью заменить изношенную часть тела, но хотя бы дают ей передышку.

Поэтому главной надеждой в трансплантологии все же остаются донорские органы. Вот лишь некоторые вехи развития этого направления медицины в 2000-х годах:

– в 2001 году в США впервые осуществлена пересадка искусственного сердца, которое полностью заменило «естественный мотор» человека. Подобный аппарат работает в автономном режиме, без всяких шлангов и проводков;

– в 2002 году в Саудовской Аравии впервые выполнена пересадка матки;

– в 2004 году в Германии проведена пересадка почки пациенту от донора с другой группой крови: предварительно почка подверглась специальной обработке;

– в 2005 году в Израиле успешно прошла пересадка яичника. Пациентке, пострадавшей после химиотерапии, была трансплантирована ткань яичника. В том же году этой женщине удалось родить здоровую девочку.

В наши дни большинство частей человеческого тела можно заменить искусственными органами или же дополнительно оснастить ими. Так, с помощью нейроимплантатов можно улучшить работу головного мозга. Они уже применяются для лечения людей, страдающих от болезни Паркинсона. В лабораториях ведутся клинические испытания искусственного легкого, которое призвано заменить легкое, разрушенное болезнью. Уже появились опытные образцы искусственной кожи человека (они также сейчас тестируются). В будущем с помощью подобных синтетических материалов станут лечить людей, пострадавших от тяжелых ожогов. Созданы и опытные образцы искусственного мочевого пузыря. Появились первые модели «бионической руки» и «думающего колена» – протезов, которые должны как можно более полно восстановить функции утраченных конечностей.

Еще более перспективным видится выращивание запасных органов тела из стволовых клеток. Ученые надеются, что со временем мы научимся выводить в пробирке печень, легкие, почки, сердце, чтобы пересаживать их взамен износившихся частей. Звучит это заманчиво, но пока утопично. Мы далеки от воплощения этой идеи в жизнь.

И все же большинство экспертов уверены в том, что тканью, выращенной из стволовых клеток, можно будет заменять часть сердечной мышцы, отмершей после инфаркта миокарда. Опять же с помощью этих спасительных клеток можно будет «ремонтировать» поджелудочную железу. Это позволит победить диабет и избавит пациентов от необходимости всю жизнь делать инъекции инсулина.

Конечно, прогнозы не всегда сбываются, но все-таки ученые и врачи смотрят в будущее с оптимизмом. Медицина меняется на наших глазах, и эти перемены обещают нем, пациентам, многое.

Лекарства для каждого

По статистике, которую собрал американский биолог Брайан Спир, лекарства помогают лишь… каждому второму. Немалая часть людей, принимающих рекомендованные им препараты, дорого расплачивается за это – рано или поздно попадает в больницу из-за осложнений, которые возникли по причине приема лекарств.

Разумеется, в исчислении этих неожиданных пациентов мнения расходятся. Оптимисты, доверяющие успехам фармацевтики, говорят, что серьезные проблемы возникают лишь у каждого пятидесятого. Пессимисты отмечают их у каждого семнадцатого. Но даже это переменчивое зеркало статистики не исказит, не скроет главного факта. Попав в организм больного, проверенные лекарства, призванные защитить его от недуга (речь не идет о подделках!), вызывают у него – из-за особенностей его организма – какую-то новую болезнь. Ведь даже проверенные лекарства подходят не всем. Надо знать свое тело. И надо принимать препараты, которые только ему и подходят. Рано или поздно такая точка зрения возобладает на практике. Пока же об этом всё чаще заговаривают специалисты.

Медицина должна стать персональной. Лекарства должны предназначаться каждому лично. Ведь ни один человек не похож на другого. Мы словно книги, написанные разными творцами: обложкой, внешностью можем походить друг на друга, но содержанием, тончайшими особенностями организма – никогда. Как же можем мы до сих пор верить, что несколько строчек на упаковке лекарства – «правила приема» – могут одинаково относиться ко всем, ровняя любое сердце, любые почки или печень, как шевелюру, под одну гребенку?

Рано или поздно массовое производство медикаментов уйдет в прошлое. Лекарства нужно разрабатывать для каждого конкретного человека с учетом особенностей его генетики. Но возможно ли это? И когда?

В любом случае это дело медицины завтрашнего дня. Сегодня же надо думать прежде всего о том, как вашему врачу, выбирая план лечения, всмотреться в вас, такого не похожего ни на кого пациента. Как ему восстановить ваше здоровье, а не подорвать его? Как не допустить, чтобы лекарства, попадая внутрь вашего организма, превращались в яд?

В наши дни новые лекарства разрабатываются прежде всего для лечения хронических неинфекционных заболеваний. К ним относятся рак, диабет второго типа, а также сердечно-сосудистые заболевания (включая инсульт). Руководители ВОЗ отмечают, что на долю этих болезней приходится свыше 50 % всех смертей. Прогнозы свидетельствуют, что в ближайшие два десятилетия их доля в структуре смертности вырастет до 65–70 %, то есть мы имеем дело со своеобразной эпидемией, охватившей мир.

Борьба с этими болезнями очень важна и для нашей страны. Только за два последних года (2014–2015) в Российской Федерации умерло более 1 900 000 человек, в том числе более 300 тысяч человек от онкологии и свыше миллиона человек от сердечно-сосудистых заболеваний (включая инсульт). Эта статистика свидетельствует, насколько важно создание современных препаратов для лечения подобных недугов.

Сегодня требования к лекарствам постоянно растут. Ведутся их длительные лабораторные и клинические испытания.

Разработка нового препарата, налаживание его производства и сбыта занимает в среднем 15 лет и требует огромных денежных затрат. Средняя стоимость нового препарата от начала работ над ним до его полного разрешения, по оценке американского Центра исследования разработки лекарств, возросла с 600 тысяч долларов в 1990-х годах до полутора миллиардов долларов в начале 2000-х и 2,4 миллиарда в 2015 году.

Стволовые клетки человеческого эмбриона

Но вот препарат разрешен к продаже. Казалось бы, ему можно доверять, однако всё чаще отмечаются случаи, когда медикаменты, призванные спасать пациентов, вредят им. Ведь у каждого препарата есть свои противопоказания, свои побочные действия. На рынке сейчас, как никогда, много лекарственных средств, а поскольку в последние годы в связи с высокой стоимостью медицинских услуг и широкой рекламой новых лекарств всё больше людей прибегают к самолечению, то стремительно растет и число случаев, когда после приема лекарств наблюдаются серьезные осложнения, в том числе со смертельным исходом.

Так, по данным Управления по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США, смертность вследствие таких побочных эффектов начиная с 2004 года возросла в этой стране почти в три раза. В итоге к 2013 году в США насчитывалось уже около 118 тысяч смертей, вызванных осложнениями после приема лекарств. По статистике, которая ведется в клиниках ведущих стран мира, среди главных причин смертности пятое-шестое места неизменно занимает смерть, наступившая из-за подобных осложнений.

Очевидно, что число предлагаемых препаратов будет расти. Как же направить этот поток в разумное русло, не допуская роста смертности от применения обычных лекарств? Проблема безопасности становится необычайно важной для фармакологии.

С давних времен врачи повторяют, что любое лекарство в определенных дозах может стать ядом. Любое лекарство, попадая в наш организм и участвуя в различных реакциях, протекающих в нем, может образовывать токсичные вещества, вызывающие разного рода побочные эффекты, в том числе тяжелые.

Вообще говоря, пособия и интернет-сайты, созданные для врачей, довольно точно предсказывают, как будут взаимодействовать друг с другом те или иные препараты. Эти сведения позволяют избежать врачебных ошибок. Ведь, по оценкам экспертов, когда пациенту назначают целую группу лекарств, их взаимодействие примерно в 20 % случаев может быть опасным для него. Исследования показали, что количество лекарств, принимаемых больными, является сейчас основным фактором риска побочных эффектов. В первую очередь это касается пожилых пациентов.

Известно, что едва ли не любой препарат, используемый в дозах, превышающих терапевтическую, вызывает у человека токсикоз. Поэтому нужно создать обобщенную компьютерную базу всех белков человека, а также разработать программное обеспечение, которое позволило бы сканировать все возможные взаимодействия исследуемого препарата с потенциальными мишенями в нашем организме. Последнее позволит предсказать все его побочные воздействия и описать осложнения, вызываемые им.

Кроме того, компьютер помогает просчитать действие препарата на конкретного пациента. Медики много раз убеждались, что индивидуальные особенности структуры белка, являющегося мишенью лекарства, могут полностью нивелировать лечебное действие, на которое рассчитывали врачи, то есть препарат окажется в лучшем случае бесполезен, если не вреден.

Медицина меняется на наших глазах. Именно стремительное развитие компьютерных технологий позволяет врачам, как никогда, внимательно вглядеться в организм человека и в очаги зарождающихся здесь болезней.

Вглядеться и предсказать, что последует дальше, подобно тому как полководец, сидящий на холме, предрекает ход битвы.

Увидеть, как россыпи осторожно подобранных лекарств, словно умные бомбы, летят к намеченной цели. Как, не задевая, не калеча другие органы тела, они, например, методично стирают опухоль в пыль. Увидеть, как другие лекарства, словно ремонтные бригады строителей, торопливо чинят покоробившиеся сосуды. Увидеть, как, умело подогреваемые третьими лекарствами, оживают дремавшие части мозга.

Всё с небывалой прежде точностью! Ибо лечить пациентов будут персонально их – персонально ваши! – лекарства. Этот поворот в медицине неизбежен.

Стволовые клетки на службе медиков

В жизни каждого человека было время, когда он весь состоял из одних обещаний будущего. Само его тело было тогда чем-то неопределенным – только сулило развиться, принять знакомый нам образ человека. Оно всё состояло из стволовых клеток, способных превратиться в клетки любого типа, и было это на эмбриональной стадии развития.

Эмбриональные стволовые клетки давно интересовали ученых, полагавших, что их пересадка поможет при излечении ряда болезней. Однако препятствия казались велики. Во-первых, неодолимыми виделись этические проблемы. Чье-то спасение с помощью этих клеток неминуемо означало гибель человеческого зародыша. Во-вторых, для любого организма чужие эмбриональные клетки – это враги, коих надо «не пущать». Против них восстает сама иммунная система. В-третьих, они склонны к быстрому делению и, попав в организм пациента, могут не только залатать изношенную ткань, но и переродиться в опухоль.

В конце концов, на рубеже 2000-х годов, внимание исследователей привлекли островки стволовых клеток, сохранившиеся в различных органах и тканях взрослых людей. Особенно много их встречалось в костном мозге; они присутствовали также в жировой ткани, мышцах, печени, поджелудочной железе… Все они обладали одним и тем же поразительным свойством: будучи извлечены из организма, они могли развиваться так же, как клетки эмбриона.

Тогда же стали регулярно приходить известия об опытах, в которых эти клетки, взятые, например, из костного мозга, становились клетками сердечной мышцы, печени, костной ткани, нейронами. В общей сложности они могли превратиться в клетки 220 различных типов, имеющихся в нашем организме.

Взрослые стволовые клетки пробуждали у ученых самые смелые мечты. Их возможности делали их поистине всемогущими. Любой поврежденный орган тела, любая переродившаяся, разрушенная болезнью ткань – теоретически – могли быть выращены из стволовых клеток, заменены ими.

Это открывало перед медиками удивительные перспективы лечения – да что там, ремонта! – нашего тела. Оказывается, все его части можно будет со временем не единожды заменять, как детали в старом автомобиле. И значит, когда мы овладеем технологией использования стволовых клеток, нашему телу уже не будет износа. Ожидания и надежды специалистов, представлявших самые разные области медицины, обратились к этим чудо-клеткам. В них угадывался залог успехов «медицины будущего». Они виделись ее опорой, благодатной почвой для ее свершений.

Стоит научиться управлять ими, и будут побеждены многие тяжелые заболевания. Со временем они станут возвращать память и умственную силу людям, страдающим от болезни Альцгеймера, восстановят поджелудочную железу у больных диабетом, сердечную мышцу у людей, перенесших инфаркт. Когда-нибудь благодаря им прозреют слепые, а люди увечные, разбитые параличом вновь начнут ходить. В будущем начнется массовое производство запасных органов тела и тканей для всех желающих и страждущих.

Но так ли оправданны были эти мечты? Что, в самом деле, могут стволовые клетки? Насколько готовы они к применению?

Сейчас в распоряжении исследователей имеются стволовые клетки разного типа: эмбриональные стволовые клетки; стволовые клетки, сохранившиеся в органах и тканях тела взрослого человека; стволовые клетки, извлеченные из пуповины, оставшейся после родов; индуцированные стволовые клетки, полученные путем перепрограммирования клеток взрослого организма (о последних см. следующую главу).

В лабораторных опытах со стволовыми клетками ученые достигли многого. И все-таки эти клетки больше обещают, чем обнадеживают. Так, пока не сбываются надежды вырастить из них обширные участки тканей или целые органы для последующей их пересадки больным.

Обратимся лишь к одному из обещаний: «Стволовые клетки могут восстановить сердце после инфаркта».

Яманака и его коллеги установили, что секрет стволовых клеток заключается всего в четырех генах

Уже в начале 2000-х годов опыты, проделываемые над животными, стали немало удивлять специалистов. Так, исследователи из Вашингтонского университета во главе с Чарльзом Марри ввели в сердечную ткань 145 подопытных мышей специальные маркированные стволовые клетки – ни одна из них не превратилась в клетку сердечной мышцы. А ведь, начиная эксперимент, ученые на это надеялись.

В опыте, что провела Леора Бэлзам из Стэнфордского университета, уже через месяц большинство стволовых клеток, введенных мышам, как сообщил журнал «Nature», исчезли, а немногие оставшиеся «превратились исключительно в обычные клетки крови».

«Мы должны распрощаться с представлением о том, что стволовые клетки превращаются в клетки сердечной мышцы. Нет никаких свидетельств того, что это возможно», – считают сегодня многие специалисты (цитировался опрос, проведенный немецким журналом «Bild der Wissenschaft»).

«Пока еще никому не удалось восстановить нормальную работу ослабленного сердца при помощи одних лишь стволовых клеток, взятых у пациента, – подчеркнул, например, Роланд Хетцер, один из руководителей Германского кардиологического центра. – Даже улучшения наблюдались лишь в отдельных случаях. Не удалось реализовать и идею выращивать из стволовых клеток новые клетки сердечной мышцы. Непонятно даже, найдет ли эта идея клиническое применение в обозримом будущем».

К слову, споры между исследователями эмбриональных и взрослых стволовых клеток продолжались годами. Первые были убеждены в том, что стволовые клетки, извлеченные из костного мозга взрослого человека, принципиально не могут формировать ткань сердца. Они упрекали своих оппонентов в том, что те не умели объяснить, почему состояние больных после инъекции этих клеток иногда все-таки улучшается.

Теперь становится ясно, что стволовые клетки лишь косвенно содействуют обновлению ткани больного сердца. Скорее, всё дело в том, что после их инъекции выделяются факторы роста и различные защитные факторы и это приводит к заживлению сердца, а также препятствует дальнейшему отмиранию его ткани. Формируются новые кровеносные сосуды, но в этом процессе не участвуют непосредственно стволовые клетки, введенные пациенту.

Разочарование испытали не только кардиологи. Большие надежды на взрослые стволовые клетки, содержащиеся в костном мозге, возлагали врачи, боровшиеся с диабетом, рассеянным склерозом и болезнью Альцгеймера. Результаты многочисленных клинических исследований, проводившихся, как правило, со взрослыми стволовыми клетками, извлеченными из костного мозга (а этих экспериментов только в 2000-х годах было проведено во всем мире более двух с половиной тысяч), пока оказались разочаровывающими. Снова и снова обнаруживалось, что эти клетки делают лишь то, к чему были предназначены самой природой: превращаются в красные и белые кровяные тельца.

Сами собой, без хитрых приемов, к которым прибегают ученые, те же стволовые клетки, извлеченные из костного мозга, не могут превратиться в нервную ткань или ткань поджелудочной железы. Что же касается положительного эффекта, выявленного в ряде исследований, то он объясняется, скорее, какими-то косвенными причинами, да и эффект этот вовсе не так велик.

И все-таки интерес к стволовым клеткам не ослабевает. Многие ученые полагают, что их применение рано или поздно совершит переворот в медицине XXI века. Недаром не так давно за исследование стволовых клеток была присуждена очередная Нобелевская премия по медицине и физиологии.

Индуцированные стволовые клетки

Итак, в последние полтора десятилетия в медицине шли бурные споры об использовании эмбриональных стволовых клеток. Большинство ученых и врачей считали этот метод с этической точки зрения недопустимым.

Но дело еще и в том, что лечить стволовыми клетками, извлеченными из эмбриона, лучше всего было бы того человека, которым бы стал этот эмбрион много лет спустя. Ведь если мы хотим вырастить для пациента запасной орган, это нужно делать из его собственных клеток, иначе иммунная система отторгнет этот орган, как что-то чужеродное.

Из его собственных клеток? Долгое время это считалось абсолютно невозможным. По мере того как эмбрион развивается, его стволовые клетки дифференцируются – превращаются в клетки самых разных типов. Формируются органы и ткани будущего человека, и повернуть этот процесс вспять, казалось, нельзя.

Однако в 1962 году британский биолог Джон Гордон открыл, что при определенных условиях взрослые клетки организма могут превратиться в то, чем они были на его эмбриональной стадии, – в стволовые клетки. Что же нужно для этого?

Ответа пришлось ждать более 40 лет, пока в 2006 году японские ученые (ими руководил Синья Яманака) не сделали важное открытие. Они экспериментировали с эмбриональными стволовыми клетками, то есть плюрипотентными клетками, имевшими перед собой множество возможностей. Из них могла сформироваться любая ткань тела.

Яманака и его коллеги установили, что секрет стволовых клеток заключается всего в четырех генах. Все они проявляют активность на эмбриональной стадии развития организма, а как только число его клеток достигнет определенной величины, два этих гена отключаются.

Это открытие позволило ученым обмануть законы биологии. Для этого в опытах с мышами они ввели в фибробласты (взрослые клетки соединительной ткани) активные гены, извлеченные из эмбриональных стволовых клеток. Фибробласты в самом деле «омолодились», стали плюрипотентными. При делении этих клеток начало твориться что-то сказочное: они порождали не только себе подобные клетки, но и «не мышонка, не лягушку, а неведому зверюшку» — например, клетки слизистой оболочки кишечника, нейроны. Теперь взрослые клетки можно было превратить в клетку любого типа.

В 2012 году Яманака и Гордон получили Нобелевскую премию по медицине.

Однако опыты японских ученых – лишь первый шаг, предваряющий долгий путь. Ведь для того, чтобы превратить взрослые клетки в стволовые, Яманака вводил в них нужные гены с помощью вирусов. Но часто эти перевозчики, проникнув в чужую клетку, наобум встраивают доставленные ими гены в наследственный материал клетки-хозяина. Это может привести к тому, что случайно будут активированы гены, способствующие появлению злокачественной опухоли. Кроме того, сами вирусы остаются внутри клетки. В любой момент можно ждать от них чего-то вредного.

Многие из зверьков, которым при помощи вирусов внедряли гены, чтобы превратить их клетки в стволовые, уже через несколько недель заболевали раком. Причина этого, предположили ученые, была вовсе не в том, что их клетки перепрограммировали, а в том, что внутрь их были допущены вирусы.

В различных лабораториях разрабатывают всё новые методы «омоложения» взрослых клеток. Так, в 2009 году ученым из калифорнийского Института Скриппса и немецкого Института молекулярной биомедицины впервые удалось получить индуцированные стволовые клетки из фибробластов взрослых мышей, не внедряя им чужих генов. Внутрь клетки при помощи пептида вводили специально подобранную смесь протеинов, и тогда активность важнейших генов клетки менялась. Впрочем, протеины живут в клеточной плазме недолго, поэтому каждые несколько дней нужно заново повторять эту процедуру.

В 2010 году ученые из канадского университета Макмастера преобразовали клетку одного типа в клетку другого типа, не прибегая к промежуточному этапу – не превращая исходную клетку в стволовую. Из клеток кожи они напрямую получили клетки крови.

«Перепрограммирование, превращение взрослых клеток в плюрипотентные клетки, ведет к целому каскаду событий, в том числе и производству разного рода промежуточных клеток, – пишут авторы работы на страницах журнала “Nature”. – Часть этих промежуточных стадий образует колонии, которые по своей… морфологии схожи с кроветворными клетками».

После серии опытов канадские ученые обнаружили, что из клеток кожи можно выращивать красные кровяные тельца, а также клетки крови других типов – гранулоциты, моноциты и мегакариоты.

Клонирование овечки Долли породило большие надежды

В последующие годы ученые провели целую серию опытов, в которых клетки кожи людей разного возраста – от подростков до стариков – претерпевали то же превращение. Так было доказано, что этот метод действует в любом возрасте. Сколько бы ни было лет человеку, из его клеток кожи можно вырастить новые клетки крови. Сейчас ученые работают над получением клеток других типов из клеток человеческой кожи.

Со временем можно использовать этот метод для лечения пациентов, страдающих от рака крови или других заболеваний крови и костного мозга. У них будут забирать кусочки кожи и изготавливать из них клетки крови. Тогда, если мы научимся производить кровь из собственных клеток кожи пациентов, избавим их от трансплантации костного мозга и поиска доноров, что является нелегким занятием.

Но, несмотря на все эти успехи, многое в перепрограммировании клеток всё еще остается неясным. Поэтому снова и снова появляются сенсационные сообщения.

Так, в 2011 году международная группа исследователей обнаружила, что стволовые клетки со временем меняются – и ничего хорошего это не сулит. Что же заметили ученые?

Они проанализировали более ста образцов эмбриональных и индуцированных стволовых клеток, которые разводили в лаборатории, и выявили в их генетическом материале очень серьезные изменения. Так, в ДНК эмбриональных клеток оказались многочисленные копии некоторых фрагментов. В ДНК стволовых клеток, полученных путем перепрограммирования, почему-то исчезли несколько генов, отвечавших за подавление опухолей. Обычно они следят за тем, чтобы потенциальные онкогены оставались отключенными и клетка не перерождалась. Как пишет Луиза Лорент из Калифорнийского университета, «результаты нашей работы показывают, что у плюрипотентных стволовых клеток могут возникать генетические изменения». Самое неприятное, что их можно заметить только путем тщательного генетического анализа. Пока же качество стволовых клеток проверяют визуально – с помощью микроскопа.

Само по себе это открытие не стало неожиданностью для ученых – многие об этом догадывались. Ранее уже отмечались отдельные случаи заболевания раком пациентов, которых лечили при помощи стволовых клеток.

Кроме того, в последние годы выяснилось, что перепрограммирование клеток вовсе не так эффективно, как ожидалось. В принципе индуцированные стволовые клетки могут стать клетками любого типа. Но чаще всего они принимают свой прежний облик – становятся теми же самыми клетками, какими и были. Причина, по-видимому, кроется в отдельных генах, которые либо сохраняют свою активность после перепрограммирования, либо включаются потом.

Однако все эти проблемы не умаляют самого главного: лечение стволовыми клетками очень перспективно. Это – стремительно развивающееся направление современной медицины, важное средство борьбы со многими заболеваниями.

Клонирование: куда ведет этот путь?

В 1997 году, после того как было объявлено о рождении клонированной овечки Долли, многих охватила эйфория. Заговорили о скором клонировании человека. На первый взгляд сделать это было просто. Требовалось удалить из яйцеклетки ее ядро, пересадить туда чужое ядро, имплантировать яйцеклетку в тело приемной матери и вырастить эмбрион.

Однако в последующие годы многих исследователей охватило разочарование. На каждый удачный опыт с животными приходилось несколько сотен умерших эмбрионов. Выяснилось, что операция клонирования зависела от непонятных нам случайностей.

Дело в том, что главный ее этап – очищение яйцеклетки от находящихся в ней материнских генов – невыполним до конца. Ведь из нее удаляется лишь клеточное ядро, а митохондрии, также содержащие гены, остаются. Как оказалось, это очень осложняет развитие эмбриона.

Ведь на работу митохондрий влияют не только их собственные гены, но и гены, содержащиеся в ядре клетки, – влияют, активизируя различные протеины. При клонировании митохондриальные гены должны взаимодействовать с генами чужого клеточного ядра. Иногда они совместимы, иногда – нет. В опытах с животными ученым приходится подбирать яйцеклетку, наиболее совместимую с чужим ядром.

Еще больше хлопот доставляет перепрограммирование клеточного ядра, помещенного в яйцеклетку. Ведь в процессе клонирования ей придется совершить своего рода путешествие во времени, то есть всего за несколько часов перейти из взрослого состояния в эмбриональное.

Важным фактором перепрограммирования являются метильные группы – химические сигналы, отключающие (а иногда, наоборот, включающие) целые фрагменты ДНК. При нормальном оплодотворении вначале происходит метилирование отцовских генов, а затем – полное метилирование генома, образованного слиянием отцовских и материнских генов.

При клонировании этот процесс постоянно нарушается. Так, у некоторых эмбрионов повторное метилирование начинается слишком рано. Это меняет все генетические программы. Единственный выход – следить за процессом метилирования и, если отклонения наблюдаются уже на этой стадии, избавлять себя от ненужных хлопот: не имплантировать этот эмбрион, все равно он погибнет.

Однако работы продолжались. В начале 2008 года исследователи из «Stemagen Corporation» (Калифорния) впервые сумели с помощью клонирования получить эмбрион человека.

Методика была примерно той же, что при клонировании овечки Долли. Для начала ученые удалили у донорских яйцеклеток их ядра. Затем в эти яйцеклетки ввели генетический материал клеток кожи взрослого мужчины. Исследователи добились того, чтобы его ДНК прижилась в яйцеклетке. Разумеется, этому предшествовал целый ряд неудачных опытов. Но, в конце концов, образовалось несколько эмбрионов, являвшихся клоном этого мужчины. Опыт был доведен до стадии бластоцисты, или бластодермического пузырька, – той стадии, когда начинается дифференцировка отдельных групп клеток эмбриона.

«Это исследование в первый раз показывает, что трансфер клеточных ядер может быть использован для клонирования бластоцисты человека, осуществляемого путем перепрограммирования клеток взрослого человека», – пояснили сами исследователи на страницах журнала «Stem Cells». Так был сделан решающий шаг на пути к терапевтическому клонированию, методике, которая даст возможность в будущем лечить целый ряд тяжелых заболеваний.

Сейчас, когда речь заходит о клонировании, ученые часто говорят о «плохом» и «хорошем» клонировании. «Плохое» – это репродуктивное клонирование, «копирование» человека, любые попытки сотворить двойников ныне живущих и уже умерших людей, это тысячи эйнштейнов и брейвиков, выведенных из пробирки. «Хорошее» – это терапевтическое клонирование.

Под этим названием скрывается клонирование человеческих эмбрионов с целью последующего получения из них стволовых клеток. Из этих клеток можно вырастить практически все типы клеток, имеющихся в нашем организме. Это позволит наладить массовое производство запасных частей для человеческого тела. Позволит лечить, например, повреждения спинного мозга, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Запрещать терапевтическое клонирование, считают его приверженцы, так же бессмысленно, как запрещать операции по пересадке человеческих органов.

Трехмерные принтеры начинают все шире применяться в современной медицине

Этот вид клонирования можно использовать и для индивидуального лечения больных. Допустим, человек перенес инфаркт. Чтобы помочь ему, нужно забрать у него какую-либо клетку тела, клонировать ее и вырастить генетически идентичный эмбрион, чьи стволовые клетки использовать потом для выращивания клеток сердечной мышцы. Иммунная система не будет их отторгать.

Благодаря терапевтическому клонированию человеку, больному лейкемией, удастся получить клетки костного мозга, вырабатывающие красные кровяные тельца. Для этого опять же надо взять у него одну-единственную клетку и, клонировав, размножить ее. С появившимся у врачей запасом клеток можно приступать к лечению больного – отпадет необходимость в трансплантации ему костного мозга. Сегодня пациентам приходится месяцами, а то и годами ждать, когда появится донорский костный мозг.

Однако терапевтическое клонирование имеет множество противников, считающих эту процедуру «убийством будущих людей». Поэтому о перспективах его развития сейчас говорить трудно.

В свою очередь, репродуктивное клонирование, если оно когда-нибудь войдет в обиход медицинских клиник, непременно будет связано с генной инженерией. Врачи станут не просто копировать человека, но еще и примутся улучшать его геном. В принципе за желанием клонировать человека скрывается именно стремление к генетическим манипуляциям над людьми, проводимым для того, чтобы получить оптимальное потомство.

Вряд ли копирование уже имеющегося индивида со всеми его дефектами, то есть второсортного образца, в будущем вызовет какой-либо интерес. В действительности мы имеем дело с началом «генетической селекции» человечества. Немецкий философ Петер Слотердайк, известный своими провокационными высказываниями, видит в клонировании шанс на «оптимизацию человечества».

Перед генетиками открываются необычайные возможности. Они могут встраивать в ДНК эмбриона самые разные гены, которые отвечают за выработку протеинов, способных, например, подавлять очаг раковой опухоли, убивать опасных микробов или замедлять процесс старения.

Американский биолог Ли Сильвер в книге «Клонированный рай» пишет, что «в 2350 году искусственные гены появятся в геноме 10 % американцев». Ученым это позволит генерировать одну необыкновенную идею за другой, спортсменам – показывать один рекордный результат за другим (разумеется, эти американские спортсмены никогда не будут обвинены в «генетическом допинге»).

Подобная идея, получившая название «позитивной евгеники», заставляет вспомнить знаменитую антиутопию Олдоса Хаксли «О дивный новый мир». Вот только если такая идея когда-нибудь воплотится на практике, это неминуемо приведет к созданию «двухклассового общества», состоящего из «сверхлюдей», имеющих возможность следить за генетикой своих детей и улучшать ее, а также «новых рабов», у которых не будет средств на эти дорогостоящие операции. К счастью, этой антиутопии мешают сбыться не только политические и юридические запреты. Главное, что сейчас чисто технически нельзя успешно клонировать человека. Но, может быть, со временем этот барьер падет и антиутопия начнет сбываться?

Трехмерная печать в медицине

Трехмерные принтеры преображают мир на наших глазах. Возможности 3D-печати кажутся безграничными. Едва ли не любой объект можно изготовить подобным способом – имелась бы только его цифровая схема.

Одной из важнейших сфер применения 3D-принтеров становится медицина. Так проще, например, штамповать коронки и зубные мосты, чем подолгу подгонять их, обтачивая и шлифуя. Пока подобные аппараты могут позволить себе лишь крупные стоматологические клиники, поскольку их стоимость слишком высока. Имеющиеся в продаже недорогие персональные 3D-принтеры не обеспечат нужной точности. Ведь коронки должны сидеть на зубах как влитые! Однако не пройдет и десяти лет, считают эксперты, как одни аппараты заметно упадут в цене, а другие – прибавят в точности.

Уже сейчас трехмерную печать можно использовать, например, в лицевой хирургии – для замещения костной ткани, утраченной при тяжелой травме. Так, в 2014 году британские хирурги, прибегнув к этому методу, восстановили лицо 29-летнего человека, который двумя годами ранее при падении с мотоцикла получил тяжелые переломы костей верхней челюсти, носа и обеих скул. С тех пор его лицо было так обезображено, что, выходя из дома, он вынужден был чем-нибудь прикрывать его. Однако операция всё исправила. В 2012 году одной бельгийской женщине заменили часть нижней челюсти протезом из титана и керамики, изготовленным при помощи трехмерной печати.

Очевидно, в будущем подобные операции станут производиться всё чаще. Со временем же запасные органы для человеческого тела будут изготавливаться с помощью 3D-печати из биологических материалов. Ученым уже удалось сформировать из материалов, присущих нашему организму, нормально работающую сердечную ткань, а также стенки кровеносных сосудов. Следующим шагом станет воссоздание органов тела. На каркас, имитирующий форму того или иного органа, будут послойно наноситься специально выведенные клетки, а также необходимые протеины, факторы роста и другие компоненты, без которых он не может нормально работать.

В Институте регенеративной медицины (США, штат Северная Каролина) удалось «отпечатать» подобным способом хрящевые части носа и ушной раковины, образцы мышечной ткани, а также кости. Сотрудники института уверены, что методом 3D-печати можно создать даже искусственные почки с их сложной клеточной структурой, позволяющей фильтровать кровь.

Разумеется, пройдут еще годы, прежде чем в распоряжении медиков появятся надежно работающие искусственные почки или поджелудочная железа, сделанные по этой технологии. Необходимо преодолеть немало трудностей.

И дело не в том, что для успеха операции нужно будет вырастить в лабораторных условиях клетки самых разных типов.

И дело вовсе не в реакции отторжения. Ведь, чтобы ее предотвратить, исследователи изымают отдельные клетки из организма самого пациента и размножают их. По прошествии нескольких недель в их распоряжении имеются уже миллионы клеток, из которых и будет воссоздан орган для последующей его пересадки.

Современный протез, в котором используется новейшая электроника

Самое трудное начинается, когда орган готов к трансплантации. Он должен срастись с биологическими структурами организма для того, чтобы он мог нормально функционировать. От точного воссоздания трехмерной структуры тончайших кровеносных сосудов и зависит успех операции. Ткани таких органов тела, как почки или поджелудочная железа, пронизаны многочисленными капиллярами. Всё это нужно научиться конструировать, прежде чем подобные операции станут чем-то обыденным.

Вообще, с помощью трехмерного биопринтера, разработанного учеными из Северной Каролины, можно всего за 5–8 минут воссоздать ушную раковину. Примерно сутки потребуются на изготовление прототипа искусственных почек. Правда, подобный принтер стоит более полумиллиона долларов, но можно предположить, что в недалеком будущем появятся региональные центры регенерации, которые станут снабжать все окрестные клиники органами для трансплантации.

Пока же полученные методами 3D-печати ткани наших органов тела интересны прежде всего фармацевтам, которые могут в течение многих недель испытывать на них действие новых лекарственных средств. Тем самым отпадает надобность в опытах над животными, которые в последнее время критикуются многими, тем более что примерно треть всех побочных действий выявляется не в этих опытах, а уже потом, во время клинических испытаний на человеке.

С каждым движением иглы трехмерного принтера на подложку, вплотную друг к другу, наносятся тысячи живых клеток. Это позволяет изготавливать самые разные биологические материалы, например ткани печени, почек, легких или мышц. Подобная ткань сохраняет жизнеспособность не менее 40 дней. Для лабораторных экспериментов – это целая вечность. Обычно клетки той же печени живут вне человеческого организма всего каких-нибудь 5–7 дней.

В конце 2014 года калифорнийская фирма «Organovo», один из пионеров в области трехмерной биологической печати, выпустила на рынок свой первый продукт: образцы ткани человеческой печени, квадратики с длиной стороны 3 миллиметра и высотой 0,5 миллиметра. Ее изделием сразу заинтересовались фармацевтические компании.

Живое сердце, мышцы, почки или печень из принтера? Еще недавно это звучало как фантазия, но на самом деле мы оказались на переднем фронте медицинских исследований. Трехмерная печать получит широкое применение в трансплантологии.

Упования очень велики. Трансплантология считается одним из важнейших направлений современной медицины. Только в США сейчас порядка 120 тысяч человек нуждаются в пересадке органов тела. Многим приходится месяцами, а то и годами ждать, когда появится подходящий для них донорский орган. Однако даже успешная операция приносит новые проблемы. У пациента могут наступить осложнения, так как его иммунная система начнет отторгать чужеродный орган.

В перспективе метод трехмерной печати мог бы многое решить. Ведь если зарядить принтер клетками, извлеченными из тела самого пациента, то он распечатает ткани органа тела, которые не будут отторгаться организмом больного.

Впрочем, до сих пор (по данным на конец 2015 года) ни фирме «Organovo», ни почти сотне других фирм во всем мире, которые специализируются на трехмерной печати человеческих тканей, так и не удалось создать с помощью принтера орган тела, который можно было бы сразу пересадить пациенту.

Главная проблема, уже упомянутая здесь вскользь, заключается в том, что не удается достичь нужной «васкуляризации». Вот что имеется в виду. Любой орган нашего тела представляет собой сложнейшую, необычайно плотную сеть из артерий, вен и капилляров, которые снабжают клетки организма кислородом и питательными веществами, а также выводят все ненужные продукты обмена веществ. Поэтому в большинстве органов клетки располагаются рядом с кровеносными сосудами, иначе им не выжить. Как правило, расстояние между клеткой и сосудом составляет всего 200–300 микронов. Вот именно такую ткань пока и не удается получить с помощью трехмерного принтера.

Но, как признают сами исследователи, даже несмотря на то, что мы продвигаемся вперед слишком медленно, это не перечеркивает наши надежды на то, что когда-нибудь мы научимся изготавливать органы тела методами трехмерной печати, и процедура эта станет такой же рутинной, как та, с которой мы начали разговор, – протезирование зубов.

На волшебных ногах к новым победам

Давно прошли те времена, когда единственной опорой и надеждой инвалидов была деревянная нога. В последние годы техника протезирования стремительно развивается. Используя самые современные материалы, инженеры и медики, разрабатывающие протезы рук и ног, стремятся как можно полнее воспроизвести функции утраченных частей тела.

«Надо следовать природе» – вот девиз, которого придерживаются изобретатели. Нужно досконально понять биомеханику человека, говорят они, и воссоздать ее особенности с помощью технических средств. Но здесь лишний раз приходится задуматься над тем, какая удивительная «машина» – человек! Как слаженны взаимные движения его костей и мышц, связок и сухожилий! Как чутко реагирует его нервная система на всё, что происходит вокруг! Так как же повторить всё это в точности, один к одному?

В принципе первые протезы появились еще в глубокой древности. Так, археологи обнаружили у одной из египетских мумий (ее возраст – 2600 лет) искусственный большой палец ноги, изготовленный из железа. На протяжении многих веков протезы мастерили из дерева и железа. Внешне они копировали утраченную часть тела. Но полностью перенять ее функции могут лишь современные протезы, в которых используется новейшая электроника.

С помощью таких протезов люди, лишенные рук или ног, могут брать любые предметы, бегать, принимать участие в соревнованиях. Протезы самых современных моделей способны думать сами. Об этом заботится встроенный в них микропроцессор. Например, в протезе ноги он обрабатывает всю информацию, получаемую от многочисленных сенсоров, – знает, под каким углом сейчас согнуто колено, с какой скоростью ступает нога, какая нагрузка приходится на стопу. Используя эти сведения, он, например, управляет гидравлическим демпфером, который смягчает колебания голени и стабилизирует положение колена.

Как создается такое чудо? Для того чтобы походка выглядела как можно более естественной, конструкторы должны тщательно проанализировать все фазы движений ноги. Какие силы возникают, когда мы ступаем по полу? Как вибрируют при этом кости и мышцы? Как можно стабилизировать ногу (и соответственно протез), чтобы свести к минимуму вероятность повреждения? Особенно важна предельная точность движений. Всё должно совершаться в считаные доли секунды. Здоровый человек автоматически поднимает ногу, сгибает ее в колене, вытягивает ее, наступает на переднюю часть ступни… Тут и думать не о чем! Другое дело – микропроцессор. Он вынужден каждые 0,02 секунды регистрировать положение протеза и управлять им.

Зато с электронным протезом можно не только без труда ходить или бегать, но и кататься на велосипеде, ездить на горных лыжах или скейтборде. Исландская фирма «Össur» выпустила даже модификацию электронного протеза, которая снабжена двигателем. Он вырабатывает энергию, необходимую для того, чтобы, допустим, подниматься по лестнице.

Для таких протезов нужны и соответствующие материалы, например углеволокно, способное по своим характеристикам заменить любые кости, сухожилия, связки и мышцы, из которых состоит нога.

Еще сложнее создать протез, который в полной мере заменил бы человеческую руку. Ведь кисть руки получает сигналы примерно от 17 тысяч рецепторов. Уже одна эта цифра показывает, какая сложная задача стоит перед конструкторами. Им надо понять, какие из функций, которыми наделена рука, важны, а какие – не особенно, что нужно воспроизвести, а от чего можно отказаться. Например, не обязательно, чтобы протез ощущал температуру воздуха или структуру материала, до которого дотрагивается человек. Гораздо важнее, чтобы тот мог точно регулировать усилие, развиваемое протезом, чтобы в одних случаях крепко сжимал что-либо искусственной рукой, а в других – ограничивался легким прикосновением.

Экзоскелеты помогут передвигаться инвалидам с тяжелыми травмами конечностей

Поразительна подвижность «пластичной кисти», которую разработали в Технологическом институте Карлсруэ. Человек, использующий подобный протез, напрягает те или иные мышцы руки, а микросхема преобразует эти сигналы в движения, выполняемые кистью. Пациенту надо лишь научиться четко отдавать команды, и тогда протез будет моментально слушаться его, не доставляя неудобств.

Каждый палец этой кисти оборудован гидравлическими приводами. Их присутствие выдают небольшие складочки над суставами. Когда давление жидкости нарастает, складки растягиваются, и сустав сгибается. Управление системой ведется с помощью миниатюрных насосов, клапанов, сенсоров и микропроцессора. Подобная гидравлика позволяет чрезвычайно повысить подвижность протеза руки. С его помощью можно легко и уверенно брать предметы самой разной формы. Но такие протезы – пока штучный товар. Для серийного производства они слишком дороги и сложны.

Особенно изощренной выглядит конструкция пальцев. Одна из главных проблем в том, что пальцы очень малы; там трудно разместить все необходимые компоненты. Если оборудовать пальцы миниатюрными моторчиками, то протез получается грубым и бесформенным. Как признают сами его создатели, «мы почти достигли пределов возможностей материалов и электроники».

Так, исследователи работают сейчас над тем, чтобы имплантировать электроды в мышцы человека – они будут регистрировать электрические импульсы, возникающие при сокращении мышц. Передача сигналов от электродов к микропроцессору должна вестись бесконтактным способом.

Однако подобрать материалы для таких электродов очень трудно. Они должны быть совместимы с нашими биологическими тканями, причем работать им придется в неблагоприятной для себя среде – нельзя, чтобы их разъедала соленая телесная жидкость. Кроме того, эти материалы должны быть чрезвычайно гибкими и легкими, иначе они быстро повредятся.

С последними успехами в нанотехнологии возможности оснащения нашего тела техническими элементами заметно расширились. Ученые, работающие в этой области, в один голос твердят: «Если в XX веке технический прогресс был связан, прежде всего, с достижениями в микроэлектронике, то в XXI – с нанотехнологией и биотехнологией». Открытия, сделанные в этих дисциплинах, позволят вовремя выявлять генетические дефекты и побеждать болезни, казавшиеся еще недавно неизлечимыми.

С развитием науки человек постепенно выходит за рамки эволюционного процесса. В современном обществе – при всех его недостатках – людям с ограниченными возможностями живется легче и комфортнее, чем когда-либо прежде, – и всё благодаря удивительным достижениям науки и техники. Это и позволяет надеяться на то, что в недалеком будущем удастся заметно повысить ожидаемую продолжительность жизни.

Мир науки и технологии, то есть западный мир, – это стремительно стареющее общество. Иными словами, физически слабеющее общество, а потому все больше внимания ученые и исследователи будут уделять восстановлению нормальной работы человеческого тела и, разумеется, расширению его возможностей.

Создание идеальных протезов – это, несомненно, вопрос ближайших десятилетий. Спрос на них стремительно растет. Медики опробуют всё новые аппараты, помогающие восстанавливать функции, утраченные организмом. Рано или поздно любые сложности удастся преодолеть, и тогда человека помчат вперед искусственные ноги, а всю работу за него будут выполнять искусственные руки.

Для чего нужен экзоскелет?

В отличие от позвоночных животных все членистоногие, в том числе насекомые и ракообразные, обладают не внутренним, а внешним скелетом (экзоскелетом) – кутикулой или панцирем. Он защищает мягкие части их тельца, служит им опорой. Когда-то эволюция отказалась от него. У высших животных опорой служит внутренний скелет, он является той основой, на которую «нанизываются» другие части их тела. Теперь стараниями ученых этот «реликт прошлого» открывает для человека новые, удивительные возможности в будущем.

В последние годы в медицине ведутся разработки «экзоскелетов» – конструкций, которые должны помочь парализованным людям нормально передвигаться. Подобные протезы – одно из самых ожидаемых изобретений XXI века.

Нужны они и пожилым людям, чье тело стало плохо слушаться их. Современное общество всё заметнее стареет. Все больше людей, которым требуется помощь; все меньше тех, кто может им помочь. Тем больше упований на современную электронику, которая призвана буквально вдохнуть жизнь в изношенное тело человека.

В принципе еще в 1960-х годах сотрудники компании «Дженерал электрик» разрабатывали искусственный скелет, который должен был придать его обладателю нечеловеческие силы. Ожидалось, что с его помощью рабочие будут переносить грузы, весящие до 700 килограммов. Тогда проект не удался.

Однако за минувшие полвека техника шагнула далеко вперед. Новые модели искусственных скелетов уже находят практическое применение. В последние годы сразу несколько фирм разработали приспособления, которые после того, как будут доведены до совершенства, позволят многим инвалидам снова самостоятельно передвигаться – хотя бы в пределах комнаты, дома, дворика, улицы… Кто знает, куда заведет человека его «электронный скелет» всего через пару десятилетий?

Возможно, когда-нибудь ученые научатся восстанавливать поврежденный спинной мозг и возвращать человеку подвижность. Но до тех пор, пока этого не произойдет, самое лучшее, что можно сделать для парализованных пациентов, – это снабдить их искусственным скелетом, который хотя бы отчасти вернет им утраченное здоровье и какую-то свободу действий.

Экзоскелет ReWalk предназначен для пациентов, у которых полностью парализована нижняя часть тела. Они не будут больше прикованы к инвалидному креслу, а хотя бы в течение нескольких часов почувствуют себя не такими безнадежными больными.

Очень перспективно применение плазмы в медицине

Основу изобретения составляют наложенные на ноги больного шины, которые приводятся в движение миниатюрными моторчиками. С помощью наручного пульта человек может выбирать режим движения, собирается ли он встать из инвалидного кресла, пройти по комнате или подняться по лестнице. Как только он выбрал нужный режим, он подается вперед всем телом. Сенсоры регистрируют это движение и активизируют искусственные ноги. Кроме того, сенсоры подмечают любой поворот торса больного и соответственно меняют направление ходьбы. Компьютер, которым управляется эта система, питается от аккумулятора – и компьютер, и зарядное устройство умещается в рюкзачке. Разумеется, чтобы сохранять равновесие, пациент вынужден опираться на костыли, но это мелочь по сравнению с полной неподвижностью.

Создатель этого экзоскелета, израильский ученый Амит Гоффер, сам парализованный в результате несчастного случая, отмечает: «Меня всегда поражало, что в XXI веке, когда все вокруг меняется так быстро, что счет идет буквально на наносекунды, для пяти миллионов человек, живущих в развитых странах мира и в силу разных причин прикованных к инвалидному креслу, жизнь как будто остановилась. За две тысячи лет люди не придумали ничего лучшего, чем какой-то стул на колесиках».

Ученые из японского университета Цукуба разработали свою модель экзоскелета. Вряд ли случайно они дали ей название HAL (Hybrid Assistive Limb). Так звали бортовой компьютер космического корабля из знаменитого фильма Стэнли Кубрика «2001: Космическая одиссея».

У этой модели широкие возможности; она должна заменить человеку и руки, и ноги. Пациента облачают в полый костюм, доходящий ему до шеи. Высота такого «скафандра» – 1,6 метра, а весит он (вместе с компьютером и зарядным устройством) 23 килограмма. Управлять им можно с помощью сигналов, отдаваемых нервной системой. Всякий раз, когда мы хотим поднять руку или переставить ногу, наш головной мозг испускает электрические импульсы, которые активизируют мышцы. Электроды, закрепленные на теле пациента, улавливают эти сигналы и передают их в процессор. Тот преобразует их в команды, управляющие искусственными руками и ногами, пристегнутыми к парализованным конечностям.

Есть самые разные варианты применения подобного экзоскелета. Его могут использовать люди, лишенные возможности двигаться. Он может послужить для реабилитации больных, которые восстанавливаются после травм. Он пригодится тем, кто занят на тяжелой работе, например заводским рабочим или спасателям, действующим в очаге катастрофы, где необходимо разбирать огромные завалы.

В перспективе, надеются ученые, «электронные скафандры» станут таким же предметом первой необходимости для пожилых людей, как очки, слуховой аппарат или трость, помогающая сохранить равновесие тем, у кого больные ноги.

Еще одна модель экзоскелета, предлагаемая фирмой «Ekso Bionics», разработана учеными из Берклийского университета. Именно она позволила вновь обрести свободу передвижения австралийской балерине Аманде Бокстел, сломавшей позвоночник в 24 года во время катания на горных лыжах. С тех пор, на протяжении двадцати с лишним лет, она была прикована к постели.

Теперь на специальных презентациях можно увидеть, как совершается обыкновенное чудо. Женщине помогают пересесть из инвалидного кресла на обычный стул. Она надевает поверх блузки искусственный скелет, который выглядит скорее как несколько скрепленных друг с другом поясов. С их помощью она пристегивает к ногам какие-то стержни с четырьмя моторчиками, надевает рюкзак. Взяв в руки два костыля, она наклоняется, подавшись вперед вместе с ними. Затем медленно приподнимается со стула. Опираясь на костыли, выставляет вперед ногу, потом – другую. Она движется очень равномерно; со стороны это напоминает движения робота. Но она идет! И это – главное!

Полтора десятка сенсоров определяют, в каком направлении намерен двигаться человек. Оба костыля также снабжены сенсорами; кроме того, они поддерживают пациента, придают ему уверенность. Компьютер обрабатывает информацию, полученную от сенсоров, и управляет работой двигателей. Те приводят в движение механизмы, которые поочередно переставляют ноги больного. Ровное гудение моторов слышно, но совсем не утомляет.

Выглядит всё это еще очень примитивно; сам экзоскелет весит 18 килограммов, и аккумулятора хватает лишь на 4 часа работы. К тому же – из соображений безопасности – подобный искусственный скелет пока нельзя использовать в одиночку. За пациентом идет человек с пультом дистанционного обслуживания и – на всякий случай – управляет каждым его шагом. Но все это – пустяки, «детские болезни роста», по сравнению с тем, что человек снова начинает ходить.

Миллионы людей во всем мире оказались парализованы вследствие несчастного случая или тяжелой болезни. Именно для них создаются эти странные конструкции – экзоскелеты. Даже в самых безнадежных ситуациях жизнь всегда начинается заново.

Перспективы плазменной медицины

В окружающем нас космосе до 99 % всего видимого вещества пребывает в состоянии плазмы. Из нагретой до многих миллионов градусов плазмы образованы огоньки звёзд. Другая, менее известная – холодная – плазма заполняет межзвездное пространство.

Обычно плазма возникает при очень высоких температурах, когда энергия газа настолько велика, что электроны вырываются из атомов и молекул, оставляя после себя микроскопические «руины» – ионы. Особенность холодной плазмы в том, что она образуется, когда энергии, полученной газом, достаточно, чтобы электроны пришли в движение и их температура заметно возросла, но этой энергии слишком мало, чтобы еще разогрелись и ионы. Внутри холодной плазмы перепад температуры поразительно велик: отдельные электроны могут быть разогреты до нескольких тысяч градусов, в то время как температура всей струи плазмы не превышает комнатную.

Многие из нас впервые заговорили о холодной плазме полтора десятилетия назад, когда в магазинах появились первые плазменные телевизоры. Есть немало других, менее броских вариантов промышленного применения холодной плазмы. Она используется при изготовлении полупроводников. Ею обрабатывают поверхности изделий из металла или керамики, а также полимерные материалы, прежде чем нанести на них покрытие.

Очень перспективно применение холодной плазмы в медицине. Ведь у нее обнаружились поразительные свойства. Например…

Для медиков она интересна тем, что очень полезна в борьбе с различными возбудителями заболеваний. Она уничтожает разросшиеся колонии бактерий и ускоряет заживление хронических ран, дезинфицируя их, а также стимулируя рост тканей. Для этого струю теплого воздуха (около 35 °C), содержащую ионизованный газ, направляют на поврежденный участок кожи пациента. Вся «операция» занимает несколько минут. Она абсолютно безболезненна.

При этом точный механизм действия холодной плазмы все еще не вполне ясен. Одни исследователи полагают, что ультрафиолетовое излучение, исходящее от нее, повреждает генетический материал бактерий. Другие говорят о растрескивании клеточных мембран. Третьи обращают внимание на то, что свободные радикалы – очень агрессивные ионы кислорода и азота, содержащиеся в плазме, – вступают в реакцию с веществами, окружающими бактерии. Продукты таких реакций могут быть очень опасны для микробов.

Свободные радикалы и ультрафиолет в больших дозах губительны и для клеток нашего организма. Ученым потребовались годы работы, чтобы убедиться в том, что предлагаемая технология не опасна для пациентов. В течение долгого времени в различных лабораториях изучалось, какое действие холодная плазма оказывает на образцы клеток и тканей человека. Так было установлено, при каких параметрах она безвредна для нас.

В будущем космонавты, отправляясь в путешествие к далеким планетам, станут на много месяцев погружаться в сон

По мнению специалистов, плазменная медицина сейчас находится на той же стадии развития, что и лазерная медицина в 1980-х годах. Тогда в ее действенности тоже сомневались многие врачи старой школы. Лишь когда повседневная практика показала, насколько эффективен лазер в руках врача, он стал таким же важным инструментом медиков, как скальпель.

Сейчас в плазменной медицине идет время экспериментов, клинических исследований. Поэтому врачи вправе сомневаться в том, что знания, полученные в опытах с лабораторными культурами бактерий, можно смело применять на практике – для лечения больных, ведь мы, как правило, ничего не знаем о том, какие побочные последствия может иметь новая терапия. Например, не очень понятно, какое действие плазма оказывает на генетический материал клеток нашего организма. Проще говоря, не может ли она вызвать мутации генов. Не приводит ли лечение холодной плазмой к образованию раковой опухоли? Уверенно можно сказать лишь одно: медики занимаются холодной плазмой вот уже два десятилетия, и до сих пор в опытах с ней не зафиксировано ни одного случая мутагенеза – искусственного появления мутаций, вызванных ею. Под действием ионизованного газа здоровые ткани ускоренно росли, но при этом наследственная программа, содержащаяся в их клетках, не претерпевала изменений. Похоже, наши клетки слишком прочны, чтобы разрушиться от соприкосновения с плазмой. Генетический материал вдобавок еще и упрятан, как в сейф, в клеточное ядро. Но бывают ли исключения из этого правила?

В любом случае пока плазма применяется в основном лишь при проведении клинических исследований и различных экспериментов. Результаты этих испытаний обнадеживают, но новая терапия еще не стала проверенной практикой. Можно лишь предполагать, что лечение холодной плазмой получит широко распространение уже в ближайшие годы.

У плазменной терапии есть перспективы и в онкологии. В опытах с животными ученые убедились, что некоторые опухоли уменьшаются в размерах или хотя бы перестают расти, если их обработать холодной плазмой. Однако точного объяснения этому нет. Предположительно под действием плазмы у клеток опухоли включается механизм запрограммированной смерти (апоптоз), вызывающий их гибель. Отмершие клетки заменяются безобидной соединительной тканью. Может быть, со временем у медиков появится новое действенное оружие в борьбе с опухолями?

Впрочем, ученые подчеркивают, что «мы стоим в самом начале исследований и нет никакой уверенности в том, что наши надежды сбудутся». Пока специалисты по плазменной медицине ничем не могут помочь раковым больным. Новые методы борьбы с раком, предлагаемые ими, лишь опробуются на подопытных животных. Пройдет еще немало времени, прежде чем их можно будет использовать в онкологических клиниках. Ученым нужно досконально понять, каким образом холодная плазма действует на клеточном уровне. Нужно выяснить, какие виды плазмы наиболее эффективны в тех или иных условиях. Определить химический состав целебной плазмы. Вопросы следуют за вопросами, и, не получив на них точного ответа, нельзя испытывать на пациентах многообещающие, но рискованные методы лечения.

Между тем исследователи из Национального центра плазменной медицины (Германия) сообщили, что с помощью холодной плазмы в лабораторных условиях удалось остановить рост клеток глиобластомы. По-видимому, самым успешным методом борьбы с этой агрессивной опухолью мозга будет комбинированная терапия, включающая применение холодной плазмы и «химию», причем последняя будет щадящей, объем препаратов можно заметно снизить. Однако до того, как эта терапия станет общепринятым способом лечения, нужно сделать очень многое. Ведь сейчас ученые лишь наблюдали за клеточными культурами и боролись с ними. До лечения людей путь еще долог.

Под действием холодной плазмы гибнут и прионы. В этом убедились участники европейского проекта «Biodecon». Прионы – это белковые соединения, которые встречаются в нервной ткани животных. Дефектные, имеющие неправильную конфигурацию прионы, если таковые появятся, постепенно вытесняют здоровые прионы, что может быть губительно для организма. К прионам относится и возбудитель коровьего бешенства, вспышка которого в Великобритании в середине 1990-х годов пробудила панические настроения.

«Лет через двадцать плазменная медицина будет играть ту же важную роль, что сегодня играет лазерная медицина», – полагают эксперты. Впрочем, для лечения хронических ран и кожных заболеваний она начнет широко применяться уже в ближайшие годы. Все предпосылки к этому есть.

В искусственной спячке – к вечной молодости?

Мы живем в эпоху космонавтики. Мы привыкли к вестям с орбиты – к экспедициям на космическую станцию, длящимся несколько месяцев. Привыкли к заявлениям ученых и политиков, уверенных, что в ближайшие десятилетия состоится экспедиция на Марс.

Однако флер привычки затеняет условия предстоящего полета. Человек, а не техника – вот слабое звено в космонавтике. В невесомости мышцы недостаточно нагружаются. Опыт проживания на космических станциях свидетельствует, что даже при интенсивных тренировках не удается сохранить прежний объем мускулатуры. После нескольких недель пребывания в космосе физически крепкий человек, ступая на землю, чувствует себя словно пьяный: ноги его подкашиваются, его пошатывает из стороны в сторону.

Что же будет, когда человек, отправившись на Марс, проведет в экспедиции несколько лет? Все части его организма, тонко согласованные и настроенные за долгие годы жизни на Земле, приспособленные к нашей планете, как части поезда – к колее, постепенно развинтятся, расстроятся, грозя скорым крахом отвыкшему от нагрузок телу.

Неужели космос так и окажется для нас чем-то сродни Океану, в глубины которого можно лишь ненадолго забираться в хорошо защищенном аппарате, но не жить в них? В волшебных сказках, когда герои теряли из виду нить дороги или, подыскивая ответ загадки, не могли разрешить ее, мелькал спасительный совет: «Утро вечера мудренее», и персонажи повествования скрывались во тьме сна, чтобы поутру, как Солнце – из царства мертвых, явиться на свет крепкими и цветущими, своротить горы, покорить тридевять земель…

Вот и энтузиасты верят, что в будущем космонавты, отправляясь в путешествие к далеким планетам, станут на много месяцев погружаться в сон. Так совершали перелеты, например, герои фильма «Чужой». В принципе в этом нет ничего фантастического. По словам биологов, нет принципиальных возражений против того, чтобы мы впадали в зимнюю спячку.

В природе спячка – лишь специфическая форма обмена веществ, и, возможно, любое млекопитающее способно в нее впасть. Чем труднее добывать питательные вещества, тем бережливее организм старается их использовать – организм многих животных, населяющих территории с суровым климатом. Порой температура их тела понижается всего до нескольких градусов выше нуля, пульс падает до 3–4 ударов в минуту, а потребление кислорода сокращается в 50 раз по сравнению с обычным состоянием. Однако стоит внешним условиям измениться, соня легко очнется и, встряхнувшись, побежит, поползет как ни в чем не бывало.

Десятилетиями ученые исследуют физиологическую подоплеку зимней спячки, но пока по-прежнему неясно, что за сигнал запускает этот механизм. Очевидно, речь идет о неких химических веществах – каких-то белках и гормонах.

Свиньи – самые перспективные доноры

С точки зрения врачей, длительный сон очень полезен для человеческого организма, особенно ослабленного. Умение впадать в спячку пригодится не только единицам, отобранным по здоровью для далеких полетов, но и миллионам, отмеченным болезнью. Многодневный сон может оказаться спасением. Он позволяет замедлить сердцебиение и снизить кровопотерю после тяжелого ранения, уменьшить риск отторжения только что пересаженных органов. Не случайно в подобных исследованиях принимают участие не только представители космических ведомств, но и военные медики.

Впрочем, путь к успеху пока так же далек, как дорога к другим планетам, а сомнительные победы на этом пути больше напоминают поражения. Важно не только усыпить будущих покорителей космоса, но и сохранить им здоровье и жизнь. Многодневный сон может и не оказаться спасением. Венец природы хрустально хрупок, а его организм очень сложен. Насколько опасна для человека и, главное, его мозга подобная искусственная кома, ведь, может быть, не случайно природа оградила нас от того, чем испытывает каждую осень каких-нибудь черепах? Каким восстанет человек ото сна, если сознание не возвращалось к нему несколько месяцев?

Не в пример многим соням – например, лягушкам и змеям, – человек должен сохранять температуру тела постоянной, засыпая на полгода вперед. Она не должна упасть даже на пять градусов, как то бывает у летучих мышей и сурков. Иначе кровеносные сосуды сужаются, начинается дрожь, человек испытывает сильнейший озноб. Если эти отчаянные сигналы не срабатывают, наступает коллапс. При понижении температуры тела на несколько градусов уже через трое-четверо суток происходят необратимые повреждения некоторых органов, нарушается сознание, отказывают почки. Космический корабль превращается в судно из мрачных античных фантазий – ладью Харона.

Еще один побочный эффект – потеря памяти. Профессор Ева Миллези из Венского университета наблюдала этот эффект в опытах с сусликами. Очевидно, низкие температуры действуют на мозг, подобно яду, вызывая массовую гибель клеток – особенно в области гиппокампа, отвечающего за работу памяти. От необратимого разрушения мозга тех же сусликов спасает умение вовремя проснуться. Каждые 5—20 дней зверьки вытаращивают глаза и начинают ошалело бродить, понемногу приходя в себя. Как выяснилось, большую часть запасов жира они тратят на то, чтобы от случая к случаю просыпаться.

Итак, чтобы избежать провалов в памяти, нужно поддерживать температуру спящего человека на одном и том же нормальном для него уровне. Но разве такое возможно? Давно считалось, что животные впадают в зимнюю спячку, когда их организм переохладится. Обмен веществ замедляется, и это дает силы дотянуть до теплого времени года. Однако выяснилось, что все происходит с точностью до наоборот. Животное засыпает, обмен веществ замедляется, а потом остывает тело. И все же температура падает не всегда.

На западном побережье Мадагаскара встречаются жирнохвостые маки (Cheirogaleus medius) – единственные приматы, впадающие в спячку. В сезон засухи эти зверьки, весящие всего 130 граммов, прячутся в норках и месяцев по семь спят, причем температура их тела почти не меняется.

Пример маки лишний раз убеждает, что спячка – это особая форма обмена веществ, которая может быть присуща любому млекопитающему, в том числе человеку. Если бы космонавт научился сокращать обмен веществ вдвое, то вместо обычных 15 вдохов в минуту делал бы всего семь. Пульс мог бы снизиться до 40 ударов в минуту. Уменьшилось бы потребление пищи и воды. Организм экономно расходовал бы собственные ресурсы.

И, может быть, задаются вопросом ученые, если мы заставим организм работать в замедленном ритме, нам удастся продлить ему жизнь? Если взять грызуна, весящего 30 граммов и не впадающего в спячку, его ожидаемая продолжительность жизни составляет в среднем два года. А вот летучая мышь, которая весит столько же, но всю зиму проводит в спячке, живет намного дольше – пять-шесть лет.

Мы привычно твердим, что человек не может жить без сна, но оказывается, что многие животные скоренько умирают, если не будут впадать в зимнюю спячку. Напрашивается вывод: если бы человек мог спать по нескольку месяцев кряду, то его тело, освежаемое сном, словно погружалось бы в молодильную воду. Время сна, как «грязное время» в хоккейной игре, не засчитывалось бы в срок нашей жизни – и оттого он растягивался бы, захватывая лишние годы, а наверное, и десятилетия? Быть может, если нам удастся решить проблему, возникшую перед космической медициной, это продлит жизнь всем нам здесь, на Земле?

Что обещает ксенотрансплантация?

С середины 1980-х годов трансплантация органов стала рутинной операцией. Каждый год в мире пересаживают тысячи донорских почек и сердец. Однако список тех, кому требуется такое лечение, в несколько раз превышает возможности медиков. Если в 1988 году пациенты в Европе ожидали пересадки печени в среднем 34 дня, то десять лет спустя – 477 дней. Тысячи людей во всем мире ежегодно умирают в очереди на трансплантацию, ведь донорских органов катастрофически не хватает.

Тем больше надежд ученые возлагают на такие революционные методы, как Tissue Engineering, выращивание тканей и органов тела для последующей их пересадки человеку, а также на ксенотрансплантацию. Речь идет о пересадке человеку живых клеток, тканей или частей тела, извлеченных из организма животных, например… свиньи.

Исследователи давно отметили, что по биохимии крови свинья ближе к человеку, чем любые другие животные, исключая обезьян. Обмен веществ у нее сходен с человеческим. Ее органы тела, в том числе сердце, и по своим размерам, и по анатомическому строению тоже близки к нашим.

Пока преимущества ксенотрансплантации чисто теоретические. Да, свиньи – самые перспективные для нас доноры, Но при всей парадоксальной близости наших организмов иммунную систему не проведешь. Даже при пересадке органа тела от одного человека к другому организм пациента яростно противится появлению чужеродной части – отвергает ее. Подчас больному приходится всю жизнь принимать лекарства, чтобы подавить активность своей иммунной системы. Если же пересадить человеку орган животного, тот будет непременно отторгнут. Ученые напряженно ищут способы, как перехитрить иммунитет, не навредив при этом пациентам.

Другой фактор риска – возбудители заболеваний, которые могут проникнуть в наш организм, например, с кровью свиньи. Ведь все хавроньи заражены ретровирусами. В принципе те могут инфицировать наши клетки. Впрочем, ученые не располагают фактами, доказывающими, что такое и впрямь происходило во время медицинских опытов. Но все же вдруг нас прихватит какой-нибудь свиной грипп, поросячья пневмония?

Пока ксенотрансплантация – это путь в неизведанное. Никто, например, не знает, долго ли сердце свиньи может выдерживать нагрузки, выпадающие на долю человеческого «мотора». Мы уже не говорим об этических или религиозных проблемах, которые не могут не возникнуть, если больной узнает, что в его груди бьется горячее сердце свиньи.

К слову, католическая церковь благосклонно отнеслась к этой экзотической практике. В 2000 году, по случаю XVIII Международного конгресса трансплантологов, проходившего в Риме, папа Иоанн Павел II одобрил использование свиней в качестве доноров.

Возможности ксенотранслантации стали исследоваться уже начиная с 1980—1990-х годов. Например, при лечении диабета пациентам пробовали пересаживать заключенные в капсулу островковые клетки свиньи, вырабатывающие инсулин. Больным, пострадавшим от сильных ожогов, приращивали свиную кожу. В кардиохирургии нашли применение сердечные клапаны, заимствованные у того же пятачка-медикуса.

Но собственно ксенотрансплантация начиналась там, где кончались эти опыты. Там, где в организм человека надо было вживлять именно чужеродные клетки или даже целые органы тела. Как сделать эти операции таким же рядовым методом, как переливание крови или протезирование? Пусть органы тела человека и свиньи схожи, мы разительно отличаемся на генетическом уровне. Сейчас ряд исследовательских групп в различных странах мира работает над тем, чтобы целенаправленно изменить особенности клеток свиньи. В таком случае наша иммунная система уже не будет воспринимать части тела хрюшки как что-то «нечеловеческое». Ученые надеются методами генной инженерии сделать свиные клетки похожими на наши, и тогда иммунная система будет одурачена.

Живая голова собаки на искусственном кровообращении

Пока в области ксенотрансплантации ученые добиваются заметных успехов в экспериментах с животными. Так, исследователи из Миннесотского университета (руководитель – Бернард Херинг) лечили от диабета обезьян, пересаживая им островковые клетки свиней и одновременно подавляя их иммунную систему. С приматами такая тактика принесла успех. Организм обезьян в течение полугода самостоятельно вырабатывал инсулин. Другой американский исследователь, Кристофер Макгрегор, пересаживал павианам сердце свиньи, и те тоже жили сравнительно долго после операции.

Что же касается людей, то самый знаменитый опыт по ксенотрансплантации был проведен в США в 1984 году. Точку в нем поставила скорая смерть. Девочку звали Феей. Под нож хирурга она легла на двенадцатый день от роду.

Стефани Фэй Боклер (в анналы науки она вошла под именем Бэби Фэй) родилась 14 октября 1984 года с тяжелым пороком сердца. У нее не было никаких шансов выжить. И тогда врач Леонард Бейли предложил пересадить ей сердце павиана.

С технической точки зрения операция прошла успешно. Двадцать шестого октября в груди девочки забилось новое сердце – обезьянье. Однако врач просчитался. Организм ребенка не хотел смиряться с тем, что внутри его появился чужеродный орган. Сердце малышки работало все хуже и через двадцать дней навсегда остановилось. Проделанная над ней операция и поныне вызывает споры в научных кругах.

И все-таки специалисты по ксенотрансплантации смотрят в будущее с оптимизмом. Перспективна, например, временная пересадка человеку сердца свиньи. По прогнозу экспертов первые подобные опыты могут состояться уже в ближайшие годы.

Идея «временной операции» такова: вместо того, чтобы ждать, когда в распоряжении врачей окажется донорское сердце, нужно запастись «моторчиками» свиней в таком количестве, чтобы можно было пересадить их всем нуждающимся в срочной операции, а потом – при первой возможности – заменять их человеческими. Пока около трети пациентов, ожидающих операции по пересадке сердца, умирают, так и не успев ее дождаться.

Но как перехитрить иммунную систему? Некоторые специалисты предлагают прибегнуть к «отрицательной вакцинации»: начать вводить в организм человека свиные клетки за некоторое время до операции, чтобы дать ему свыкнуться с ними. Особую роль должны сыграть методы генной инженерии.

Гораздо быстрее успеха можно добиться с отдельными группами клеток, например с теми же островковыми клетками. У больных диабетом они работают вполсилы или перестают трудиться совсем. По мнению директора Института диабета при Миннесотском университете Бернарда Херинга, уже к 2020 году их пересадка войдет в клиническую практику.

Наш организм, впрочем, тоже отторгает чужие островковые клетки. Поэтому ученые и придумали помещать их в капсулу – их окружают полупрозрачной мембраной, которая должна пропускать только глюкозу и инсулин. Такие опыты проводились в разных лабораториях еще с 1990-х годов. Однако иммунная система пациентов всякий раз оказывалась сильнее врачебных ухищрений. Она каким-то образом проведывала, что за клетки спрятаны от нее за стенками капсулы. Сквозь них просачивались ядовитые вещества, и тогда донорские клетки отмирали.

Время покажет действенность этой терапии. В любом случае предчувствие скорого успеха не покидает ученых. В России, Германии, США – где-то он придет. Ксенотрансплантация непременно укоренится в медицинской практике XXI века – так же, как когда-то, после многих неудач, вошла в обиход процедура переливания крови.

Будет ли пересажена первая голова?

В канун нового тысячелетия всемирную известность приобрел пожилой американский нейрохирург Роберт Уайт. Сразу в нескольких интервью он заявил, что готов помочь любому безнадежно парализованному, умирающему человеку. Помощь же заключалась в том, что он намеревался прирастить его голову к здоровому телу человека, только что скончавшегося от нарушения работы мозга.

Эта процедура выглядела такой шокирующей именно потому, что речь шла о пересадке головы или, правильнее сказать, о трансплантации всего тела, заимствованного у донора. Правда, после операции пациент по-прежнему останется недвижим, но его тело, теперь здоровое и крепкое, может гораздо дольше, чем прежде, поддерживать жизнь, еще теплящуюся в голове. Так в электроприборе меняют аккумулятор, чтобы он дольше работал, – такой батареей для человека является тело, оно питает энергией головной мозг. И если тело приходит в упадок, а мозг еще долго может работать, то почему бы не подключить к нему новую «батарейку» – не присоединить новое, пышущее энергией тело?

Идея Уайта была до скандального революционной. Но он лишь делал логический вывод из всего развития медицины за последние десятилетия. Ведь к тому времени пересадка органов тела стала чем-то обыденным.

Сам Уайт еще в 1970-х годах показал, что пересадка головы тоже возможна. Свой опыт он проделал с обезьяной. Обладательница нового тела удивленно осматривалась по сторонам, принимала пищу, которую ей давали. В симбиозе с новым телом живая голова обезьяны прожила, правда, лишь пару часов, но начало было положено, точнее, продолжение было сделано.

Ведь в СССР почти за полвека до этого, в 1926 году, был продемонстрирован опыт по оживлению отделенной от туловища головы собаки, жизнь которой поддерживалась при помощи аппарата искусственного кровообращения, пишет на страницах журнала «Знание – сила» историк Татьяна Соловьева.

Автор эксперимента, один из пионеров отечественной реаниматологии С. С. Брюхоненко, фиксировал происходящее: «Голова собаки была совершенно отделена от туловища и лежала на тарелке… Изолированная по нашему методу голова 3 часа 24 минуты проявляет ряд тонких реакций и функций центральной нервной системы – мигает веками на прикосновение, при слабом дуновении, при зажигании света; делает энергичные движения при более сильных раздражениях, выделяет слюну, реагирует вспомогательными дыхательными движениями на недостаток кислорода».

Mycoplasma mycoides

Сенсации тогда не состоялось. Ни Уайт, ни Брюхоненко не совершили опыты по пересадке головы человека. Сама эта идея кажется многим неприемлемой. Ведь любой из нас смотрит на свое тело вовсе не как на «инструментальный придаток к мозгу». Оно – само по себе высшая ценность. Его же теперь низводят до тела обезьяны или собаки, которое по произволу экспериментатора можно пришить ко всякой голове.

Но разве наше тело не стало уже давно той «машиной», в которой медики научились заменять и обновлять почти все части? И рано или поздно кто-то заменит пациенту всё уничтоженное болезнью тело, прикрепив к его голове новый торс? Час этого эксперимента неумолимо приближается.

Допустимо ли это? По меркам 2000-х годов такую операцию нельзя было бы назвать исцелением больного. Уайт снова и снова подчеркивал, что человек, которому будет пересажено новое тело, останется парализован. Просто омоложенное тело будет служить ему дольше. Но экспертные опросы показали, что, даже зная о таком неблагоприятном исходе эксперимента, некоторые пациенты согласятся на него.

Операция по пересадке головы, как предполагают, будет проводиться в трех случаях:

– для лечения людей, находящихся на последней стадии ракового заболевания (при этом метастазы еще не успели проникнуть в мозг);

– для лечения людей, страдающих от редкого наследственного заболевания, которое постепенно разрушает их тело, – например, больных муковисцидозом. Как только у них появится новое тело, болезнь, мучившая их всю жизнь, исчезнет;

– для очень старых людей, пребывающих в здравом уме. Пересадка чужого тела стала бы для них радикальным средством омоложения. Опросы свидетельствуют, что среди поклонников пластической хирургии найдутся и те, кто согласился бы сделать этот рискованно страшный шаг.

Тем временем нашелся новый энтузиаст – итальянский нейрохирург Серджио Канаверо, который хотел бы совершить первую в мире пересадку головы человека. Об этом было объявлено в сентябре 2014 года (по последним данным, операция состоится в 2017 году).

Канаверо отчетливо представляет себе опасности, которые таит такая операция. Нужно аккуратно соединить все нервные волокна, ведущие от головы к новому телу. Всё это время, пока длится операция, надо снабжать голову пациента кровью. Операция может окончиться неудачей потому, что голова и тело отторгнут друг друга.

С последней проблемой справиться легче всего. Лекарства, подавляющие активность иммунной системы, с успехом применяются при трансплантации различных органов тела.

Гораздо труднее поддерживать нормальное кровоснабжение. Поэтому, чтобы головной мозг не страдал от нехватки кислорода, Канаверо намерен снизить температуру тела пациента с 36,6 до 12–15 °C. Клетки мозга впадут в своего рода спячку. Потребление ими энергии сократится. Это позволит выиграть время до того момента, когда сердечно-сосудистая система донорского тела будет соединена с головой. Однако многие специалисты сомневаются, что пациент безболезненно перенесет резкую нехватку кислорода.

Еще труднее восстановить нервную систему этого гибридного организма – соединить головной мозг со спинным. Ведь нервные волокна сами по себе не срастаются. Именно поэтому повреждения спинного мозга приводят к непоправимым последствиям.

Чтобы избежать их, итальянский врач предлагает использовать полиэтиленгликоль. В 2014 году в опытах с этим веществом удалось стимулировать рост нервной ткани у крыс, чей спинной мозг был перерезан. Зверьки немного восстановили способность двигаться, но перерезанные нервные волокна все-таки не срослись.

Следует обратить внимание также на другой успешный опыт, состоявшийся в том же 2014 году. Медики из Луисвильского университета добились того, что пациенты, у которых была нарушена связь между спинным и головным мозгом, тем не менее начали совершать какие-то не очень сложные движения, принуждаемые к этому лишь спинным мозгом. Для этого ученые ввели туда электроды и, подавая на них импульсы тока от внешнего генератора, имитировали сигналы, исходящие из головного мозга. После некоторой тренировки все 4 пациента снова стали шевелить ногами, а один даже мог несколько минут стоять на ногах без посторонней помощи. Импульсами тока можно попробовать оживить и пациента, голову которого срастили с чужим телом.

Но даже если первая пересадка головы не будет осуществлена, саму подготовку к ней нельзя назвать неудачной. Все технологии, необходимые для этой операции, могут быть использованы медиками. Можно сказать, что под разговоры о «сенсационной операции» идет проверка и отбор методов, которые нужны для лечения сотен тысяч людей с поврежденным спинным мозгом.

Что же касается пересадки головы, то специалисты надеются, что она никогда не состоится. Ведь даже после успешной операции пациент не сможет самостоятельно есть, дышать, говорить. Провести такую операцию значит нарушить все этические нормы, существующие в медицине.

Синтетическая мания биологии

С тех пор как в 1953 году Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон открыли структуру ДНК, начались попытки использовать это знание для того, чтобы манипулировать живыми организмами. «Постигнув, как протекала эволюция на протяжении трех с половиной миллиардов лет, мы превратим миллиарды в десятилетия и изменим не только наши представления о жизни, но и саму жизнь», – уверенно заявил американский генетик Крейг Вентер, один из тех ученых, благодаря которым современная биология стала основой биотехнологии, едва ли не самой перспективной отрасли экономики. Новейшие достижения генетики, молекулярной биологии, биохимии, соединенные с инженерным искусством, явились действенным средством преобразования современного мира. Отныне, меняя – немного подправляя – «генетический код», можно улучшать свойства живого, наделять его заранее заданными особенностями.

Прикладное значение современной биологии поразительно велико. Методы генетической терапии, разработка новых лекарств и диагностических средств, широкое распространение трансгенных растений, появление эффективных способов очистки и обеззараживания территорий, подвергшихся промышленному или военному загрязнению… С этих завоеванных за последние десятилетия позиций можно двигаться на покорение новых вершин, которые в мифологических представлениях неизменно отводились Богу или целому сонму божеств, вдыхавших жизнь в мертвенное естество. Все чаще ученые говорят о том, что наша задача – конструировать организмы, которые не существуют в природе, но наделены нужными нам свойствами. Следующее поколение искусственных организмов «должно делать то, что мы захотим», – обмолвился тот же Крейг Вентер.

Это вызывает тревогу у многих. Ведь «трудно стать Богом»! Справятся ли ученые с взятой на себя миссией? И для чего она им нужна? Что они задумывают, принимаясь мастерить микробы по своей прихоти?

«Второе сотворение мира в лаборатории!» – подобным заголовком украсились многие газеты в последние дни мая 2010 года, когда из Института Крейга Вентера пришло известие о том, что человек бросил вызов Богу. И создал… нет, не Франкенштейна, а новую микоплазму, крохотную бактерию, наделенную необычным геномом.

Для начала сотрудники института синтезировали геном бактерии Mycoplasma mycoides. Общая его длина составила более миллиона пар азотистых оснований. Затем этот геном они пересадили внутрь бактерии вида Mycoplasma capricolum (ее ДНК была заранее удалена). Теперь все процессы внутри ее протекали по командам, отданным «захватчиком».

Опыт прошел гладко. Лишь 14 генов искусственного генома отключились или потерялись. Но, несмотря на эти дефекты, геном-захватчик распоряжался всем. Бактерия, в которой он оказался, выглядела теперь как Mycoplasma mycoides. Она вырабатывала протеины, характерные именно для этой микоплазмы, и могла нормально размножаться.

Десятилетиями ученые разлагали живые организмы на отдельные составляющие части. Теперь они собирают эти элементы воедино. Вместо того чтобы читать «код жизни», они хотят переписывать его набело, да еще с собственными поправками. Они сами становятся творцами, проектируя жизнь по своим критериям. «Жизнь с чертежной доски» – вот новый девиз биологии.

Микробы, расчетливо спланированные в лабораториях, будут производить экологически чистый бензин, выполнять счетные операции и превращать парниковые газы в стройматериалы. Нет пределов применения искусственно выведенных генераций живых организмов. Займутся они и синтезом новых лекарств.

Почти сорок лет назад ученым впервые удалось внедрить в организм бактерии ген, отвечающий за выработку у человека инсулина. Это позволило с помощью простых микробов наладить производство гормона, необходимого для людей, больных диабетом.

Использовать одноклеточные организмы как фабрики по изготовлению лекарств – вот честолюбивая цель многих исследователей. Для борьбы против одной из самых распространенных болезней на планете – малярии – они «приручили» кишечную бактерию Escherichia coli, внедрив в нее гены полыни и дрожжей. Теперь та может вырабатывать артемизинин – лекарство, которое получают обычно из полыни однолетней (Artemisia annua).

Есть и другой вариант применения в медицине искусственных организмов. Известно, что путь лекарств из лаборатории на аптечный прилавок достаточно дорог. Часто медикаменты выбраковываются, поскольку обладают сильным побочным действием. Чем раньше это удастся понять, тем больше средств сэкономят фармацевты. Но как этого добиться?

Многие из веществ, необходимых для лабораторного синтеза тех или иных лекарств, нельзя – по финансовым или этическим соображениям – испытывать на подопытных животных. Бактерии же слишком далеки от человека, чтобы использовать их сообщество в качестве испытательного стенда.

Оптимальным видится следующее решение: применение клеточных культур человека, взятых из важнейших его органов, а еще лучше выращенных из стволовых клеток. И тут, как нельзя кстати, удобен разработанный несколько лет назад метод перепрограммирования обычных клеток организма в стволовые, из которых можно вырастить затем любую клетку нашего тела. Наборы клеточных культур, состоящих из клеток сердца или печени, идеально подходит для проверки побочного действия лекарств.

Кадр из фильма «Химера»

Перспективы синтетической биологии кажутся радужными. Однако эта научная дисциплина таит в себе немало опасностей и рисков. Не породим ли мы, колдуя над бессчетными наборами геномов, каких-то чудовищных существ, неких микробов, против которых будут бессильны наши организмы? Тем более насущным кажется вопрос: «Что случится, если созданные нами микробы проникнут за стены лабораторий и начнут расселяться в естественных условиях?»

Кроме того, искусственные бактерии могут передать некоторые свои элементы родичам в дикой природе. Надежнее всего было бы видоизменять генетический код синтезируемых бактерий так, чтобы он стал несовместим с кодом родственных им микробов. Если же процессы размножения созданных нами организмов все-таки выйдут из-под контроля – а через два-три десятилетия такое может произойти, предупреждает американский биолог Джордж Черч, – это будет «похуже атомной катастрофы».

Но наибольшая опасность исходит все-таки не от «малых мира сего», а от нас, людей. «Со временем дизайн геномов станет личным делом, новым стилем искусства, таким же творческим, как рисование или скульптура. Лишь крохотное число из созданных существ будет шедеврами, но все вместе они принесут радость их создателям и большое разнообразие новых форм фауны и флоры», – утверждал авторитетный американский физик и футуролог Фриман Дайсон.

А кто помешает преступникам и террористам сотворить смертельно опасных микробов и запугивать эпидемиями целые страны и континенты? В минувшем десятилетии ученым удалось синтезировать вирусы гриппа и полиомиелита. И получить доступ к этим «монстрам» не так уж и трудно. Например, журналист из «Guardian», готовя сенсационный репортаж, сумел раздобыть в одной из лабораторий фрагмент ДНК вируса оспы. А ведь собрать в лабораторных условиях вирус оспы (185 тысяч пар оснований) теоретически возможно. Почему это не может получиться у террористов? В области синтетической биологии, как и в сфере атомной энергетики, нужен строжайший контроль, нужны соответствующие международные договоры и обязательства, которые помешают распространению опасных микробов.

Можно ли ожидать появления химер?

Пересадка человеку клеток, тканей и органов тела некоторых животных считается одним из перспективных направлений трансплантологии, а генетические манипуляции над простейшими живыми организмами – важной областью биотехнологии. Тем временем в ряде лабораторий мира проводят совсем другие эксперименты. Откуда-то, из глубин древних мифов и легенд, к нам возвращаются химеры.

В нашумевшем фильме «Химера» («Splice»; США – Канада – Франция) режиссера Винченцо Натали супружеская пара ученых, нарушая все этические нормы и юридические запреты, увлеченно конструирует из ДНК человека и животных некое существо и вскоре сталкивается с такими проблемами, что всё, как и положено в научно-фантастическом кино, кончается катастрофой. К их радости, а потом и беде, у них срастается то, что не должно было срастись. Аморфный комочек клеток, помещенный в инкубатор, стремительно размножается. Зачатая в колбе, рожденная на кончике пипетки, появляется прехорошенькая девочка с хвостиком…

Современные методы биотехнологии кажутся идеальным способом скрещивания самых разных видов. Всё сводится к манипуляциям над различными клетками, производимым под микроскопом. Изобретательность ученых не знает границ. Но как отнестись к существам, которых они когда-нибудь сумеют сотворить? Кропотливо подсчитывать, сколько в них звериного, а сколько уже человеческого?

«Мало кого волнует, когда ученые в какой-нибудь лаборатории создают мышь, в печени или крови которой имеются человеческие клетки. Верно, не волнует? – задается вопросом генетик из Кембриджского университета Мартин Бобров. – Но если это существо вдруг заговорит? Если оно может думать, размышлять? Если оно будет наделено нашим человеческим сознанием? Это полностью меняет положение дел».

Оценивая успехи биотехнологии, нельзя не признать, что в перспективе можно и впрямь сотворить какого-нибудь «сатира» – странное существо с ногами и шерстью козы и человеческой головой. Вот так мифы античной Греции, возникшие в эпоху, которую называют «детством человечества», напророчили нам «старость цивилизации» – с искусственными людьми, в коих перемешано звериное начало и привычный наш облик.

К чему приведет мутация человека?

В реальной жизни опыты по внедрению человеческих клеток в организм животных – обезьян и мышей – уже ведутся, пусть они и не зашли так далеко, как в кино.

Так, Юджин Редмонд, профессор Йельского университета и руководитель Биомедицинского центра на острове Сент-Китс, сделал инъекцию человеческих стволовых клеток в отдел мозга мартышки, отвечающий за выработку дофамина. Часть их превратилась затем в клетки, производящие дофамин.

Этот медиатор играет важную роль в развитии болезни Паркинсона. В головном мозге людей, страдающих этим недугом, постепенно одна за другой отмирают клетки, вырабатывающие дофамин. Это приводит к тяжелым нарушениям работы мозга: человек утрачивает способность нормально двигаться.

«Строго говоря, подобная мартышка, конечно, химера, поскольку под это определение подпадают все существа, в чьем организме содержатся клетки, принадлежащие разным видам животных, – пояснял Редмонд. – Но ведь мозг мартышки содержит от 20 до 40 миллиардов нервных клеток, тогда как мы вводили в него, может быть, восемь – десять миллионов клеток. Это не делает обезьяну человеком».

В медицинских исследованиях входит в практику инъекция стволовых клеток человека в головной мозг животных. Это делается, например, чтобы исследовать, как развиваются злокачественные опухоли мозга или опробовать новый метод лечения болезней мозга. Поскольку эти эксперименты проводятся над взрослыми животными, можно не бояться того, что их мозг начнет как-то иначе функционировать или в нем произойдут заметные структурные изменения.

Другое дело, когда инъекции человеческих клеток делаются на ранних стадиях развития организма, например на эмбриональной стадии. Тут процесс может выйти из-под контроля. Начнется бурное размножение инъецированных клеток; они станут встраиваться в различные отделы нервной системы животного.

Но когда, при какой концентрации человеческих клеток в мозге мартышки или мыши его можно будет назвать мозгом человека? Когда он весь будет состоять из человеческих клеток? Или когда он станет напоминать наш мозг по своей структуре?

Прежде ученые пересаживали животным-«химерам» участки кожи или кусочки сердца. Теперь они добрались до основы основ – до головного мозга, вместилища разума, памяти, чувств.

В своих опытах генетик Ирвинг Вейсман из Стэнфордского университета пересаживал в мозг эмбриона мышонка стволовые клетки человека. Так удалось вывести линию мышей, в организме которых содержалось около 1 % человеческих клеток. По словам ученого, подобный эксперимент был проделан ради того, чтобы понаблюдать, как развиваются и взаимодействуют клетки человека, оказавшиеся внутри другого живого существа, а также чтобы найти новый подход к лечению болезней Паркинсона и Альцгеймера. В дальнейшем он намерен довести количество инъецированных клеток почти до 100 %.

Но что будет тогда? Мышка станет интеллектуалом, научится думать и чувствовать, как человек? То бишь у нее появятся проблески человеческого сознания? А что, если эти переродившиеся мышки улизнут из лаборатории и начнут беспрепятственно размножаться? Все это звучит словно конспект фантастического романа – и, по уверению исследователей, совсем нереально. Вряд ли вообще удастся вывести в лаборатории животное с мозгом человека. И уж совсем трудно поверить в то, что зверь станет мыслить, как человек.

Разве только количество клеток определяет степень сложности головного мозга? Скорее, его архитектура, способы соединения клеток. Мозг, выросший в крохотном, как скорлупка, черепе мыши, так и останется мышиным мозгом, из каких бы клеток он ни состоял. Другое дело – человекообразные обезьяны.

Еще в 2005 году Патентное ведомство США отвергло заявку на патент, в котором речь шла о создании «Humanzee», химеры человека и шимпанзе. Подобный гибрид не может быть запатентован, но ничто не мешает ученым попробовать создать его в лаборатории.

Геном шимпанзе почти совпадает с человеческим. Взрослые обезьяны по своим умственным способностям и уровню мышления не уступают четырехлетним детям. Если удастся соединить эмбрионы человека и шимпанзе – а при нынешнем уровне развития науки это возможно, – то мы получим некое существо, в котором будет столько человеческого, что мы запутаемся в юридических и моральных последствиях эксперимента.

По мнению американского футуролога Джереми Рифкина, автора книги «Век биотехнологий – аферы с генной инженерией», сейчас мы опасно приблизились к созданию того «дивного нового мира», о котором с тревогой и ужасом писал почти сто лет назад Олдос Хаксли: «Непредвиденная убыль кадров восполняется незамедлительно… – Предопределители шлют свои заявки оплодотворителям. – И те дают им требуемых эмбрионов… – После чего следуют вниз, в Эмбрионарий. – Куда мы и проследуем сейчас».

Так можно ли остановить прогресс, запрещая те или иные виды научных исследований? Опыт показывает, что любые запреты, будь то юридические или религиозные, рано или поздно будут нарушены. Пока что ученые и впрямь избегают опасных экспериментов. Опыты по созданию химер находятся под запретом в целом ряде стран. Но что будет завтра? Почему при одной лишь мысли об этом нам становится тревожно?

Куда нас заведет биологическая эволюция?

Биологическая эволюция человека вовсе не завершилась, ведь шансы принести жизнеспособное потомство выше у тех, кто наилучшим образом приспособится к миру, в котором мы живем.

В последние тысячелетия численность человечества очень быстро росла. Если на исходе ледникового периода, около 11 тысяч лет назад, на Земле жило примерно 5 миллионов человек, то к началу нашей эры – 250 миллионов, к началу XIX века – миллиард человек, а теперь нас – 7 миллиардов.

В нашем геноме неизменно появляются случайные мутации, и чем больше людей живет на планете, тем больше их накапливается. Проанализировав их, можно попытаться угадать, какими чертами окажется наделен тот самый «гость из будущего», чьи «особые приметы» уже сейчас вписаны в наш генетический шифр.

Назовем некоторые факторы, которые могут влиять на нашу генетику, вызывая в нас определенные мутации или «поощряя» людей, обладающих ими. Вот они:

– климатические изменения, которые сопровождаются сейчас постепенным ростом средней температуры, участившимися стихийными бедствиями, а затем, может быть, еще и приведут к нехватке питьевой воды, частым засухам, неурожаям, а значит, и голоду;

– расширение области обитания насекомых, которые служат переносчиками различных возбудителей заболеваний (благодаря тем же климатическим изменениям эти насекомые продвигаются всё дальше на север);

– наше пристрастие к антибиотикам, которое приводит к тому, что мы осуществляем искусственный отбор, выводя новые группы бактерий, устойчивых к действию лекарств;

– сильное загрязнение окружающей среды, вызванное тем, что в воду, воздух и почву попало огромное количество химикатов;

– наш изменившийся образ жизни: мы мало движемся, сторонимся любой физической активности, постоянно прибегаем к помощи различных машин и механизмов.

Современные технологии позволяют расширять возможности наших органов чувств

В современном мире отдельные случайные мутации могут быть особенно полезны их обладателям, которые – благодаря им – добиваются больших успехов в жизни и (хотя бы финансово) имеют возможность завести больше детей, чем другие. Если селекционное давление достаточно высоко и такая-то мутация спасительна для человека, то она может распространиться очень быстро. Это касается, например, мутаций, которые защищают нас от смертельно опасных заболеваний.

Какие же гены могли бы содействовать эволюции человека в будущем? Например, те гены, что регулируют выработку так называемых «белков теплового шока», которые защищают клетки организма от опасного влияния окружающей среды, прежде всего от сильной жары, но также от воздействия вредных веществ и ультрафиолетового излучения. В перечне «эволюционных генов» также гены, что регулируют функции иммунной системы, работу потовых желез, а еще влияют на различные функции нервной системы, мышечной ткани и скелета человека.

В странах Черной Африки главными источниками селекционного давления на геном являются малярия и ВИЧ-инфекция. Если, например, в Ботсване, где бушует эпидемия ВИЧ-инфекции, появляется на свет ребенок с вариантом гена, который наградит его иммунитетом от нее, то, вполне вероятно, он передаст этот ген своим детям, в то время как многие его сверстники умрут от СПИДа, так и не успев родить детей.

Особое внимание биологи обращают на специфический механизм регулировки наших генов, который заинтересовал исследователей сравнительно недавно. Речь идет об эпигенетике. Вкратце напомню ее механизм. Определенные химические сигналы, получаемые ДНК, влияют на активность некоторых генов. Одни гены считываются, другие, наоборот, блокируются. Это может быть вызвано влиянием внешней среды и даже некоторыми нашими культурными традициями. Уже доказано, что эпигенетические изменения могут передаваться по наследству.

Таким образом, процесс эволюции человечества представляет собой сложную смесь естественного отбора, культурных влияний и эпигенетики. В какой-то степени мы сами способны влиять на эволюцию, ведь благодаря нашим культурным традициям мы создаем определенное давление на процесс естественного отбора.

Так куда будет двигаться эволюция человека? Будет ли мы и через многие тысячи лет выглядеть так же, как древние египтяне или шумеры? Какие мутации, уже появившиеся в нашем геноме, могут задать новое направление эволюции?

Нарисовать будетлянина, человека будущей планеты Земля, уже сейчас хочется, прибегнув к тем же изгибам линий, что надобны, чтобы очертить облик инопланетянина, человека другой планеты, похожей на Землю. Американский исследователь Алан Кван из Вашингтонского университета пару лет назад на основе компьютерных расчетов воссоздал облик человека таким, каким он будет через несколько десятков тысячелетий.

С пронзительной цепкостью он глядит на мир огромными круглыми глазами, на которые налегают тяжелые веки. Его глаза напоминают прожекторы, призванные рассекать ночную мглу. А еще они похожи на глаза глубоководных рыб, коим приходится жить в кромешной тьме – далеко от поверхности воды. В самом сердце тьмы обретается и этот человек. Он, как и его близкие родственники, как и его далекие предки, совершает одно космическое путешествие за другим. Присмотреться к межпланетной дали помогают ему эти глаза, крупные, как зеркала телескопов.

Ученые из Бирмингемского университета дорисовали этот портрет. Если уподобить человеческую голову зданию, расчетливо возведенному зодчим, то глаза рассекают стену сооружения, словно окна, занявшие немалую ее часть. Над ними же далеко вверх убегает надстройка – высокий, гордый лоб. Как установили авторы этой работы, уже за последние шесть с половиной веков пропорции человеческого черепа изменились. У современного человека лоб выше, чем у людей, населявших Европу в канун эпохи Возрождения.

Сами головы по прошествии многих тысячелетий станут массивнее, чтобы вместить в себя очень разросшийся мозг. Приобретут яйцевидную форму. Крупные ноздри этого человека будут жадно впитывать воздух, облегчая ему дыхание. В остальном же черты его лица – прямой нос, правильно очерченные глаза – будут отличаться необычайной симметрией, ведь люди будущего привыкнут уже не к косметическим, а к генетическим операциям. Поправляя геном своих детей, они станут устремлять их к идеалу человеческой красоты, каким его будут представлять себе люди того далекого времени.

Явившись из будущего, этот человек неотступно, как призрак, преследует тебя. В его взгляде – укоризна потомка, с удивлением увидевшего дикую, недоразвитую фигуру далекого пращура. Он – обычный мудрец из будущего. Ты – обычный человек из настоящего. И вам трудно понять друг друга. Долгий ряд превращений разделяет вас.

Возможно, когда-нибудь, через 100 тысяч лет, люди будут такими. К тому времени они расселятся во Вселенной, колонизовав суровые, пустынные планеты, затерянные среди космической тьмы. В разреженной атмосфере этих планет, рассекаемой потоками жесткого излучения, опасного для нас, они приживутся, как рыбы в воде или первые земноводные на суше. За это умение приспособиться к самым невыносимым условиям обитания они заплатят свою цену по нормам естественного отбора.

Приживётся тот, кто выживет. Кто изменится. Кто в своем облике и стати будет обладать преимуществами перед другими, теми, чья внешность останется архаичной, несообразной с требованиями момента, направившими тебя в большое космическое путешествие. Мы обречены меняться, обретать новые характерные черты.

Куда нас заведет техническая эволюция?

С развитием науки человек постепенно выходит за рамки эволюционного процесса. Новейшие достижения техники нужны не только больным людям, но и здоровым. К чему это приведет?

Специалисты всё чаще говорят о Sensory Augmentation — «расширении чувств», о том, чтобы с помощью технических средств (имплантатов) наделять нас недоступными прежде чувствами.

Так, Штефан Грайнер из Оснабрюккского университета вживил себе в палец магнит. «Теперь по ощущаемой мной вибрации я понимаю, где пролегают электрокабели, замурованные в стену, или где установлена охранная сигнализация в библиотеках», – признается он.

Рин Ройбер, программист из Берлина, тоже имплантировав в палец магнит, уверяет, что, если его офис попытаются взломать, он на ощупь почувствует приближение воров. Сигнализация сработает у него в пальце.

Еще один экспериментатор, британец Нил Харбиссон, от рождения страдает дальтонизмом, то есть не различает цвета. Стремясь победить жестокую судьбу, он в 2004 году вместе с профессором Адамом Монтандоном разработал «электронный глаз», который преобразует цвета в различные звуки.

Речь идет о цветовом детекторе, что крепится к голове человека наподобие антенны. Это странное устройство делает Харбиссона похожим на фантастического персонажа, на киборга. Зато теперь он получает представление о том, в какие цвета окрашены окружающие предметы. Он слышит цвета. С помощью «электронного глаза» он может различать 360 оттенков цвета; он улавливает даже ультрафиолетовое и инфракрасное (тепловое) излучение, не воспринимаемые человеком.

«Ты открываешь дверь в офис или магазин и слышишь вдруг инфракрасный цвет. Это работает датчик, фиксирующий передвижения. У тебя тогда возникает чувство, что ты подслушал какую-то тайную информацию, которую посторонний не должен знать» (Н. Харбиссон).

Все эти люди – энтузиасты, уже не способные больше жить без техники. Свое тело они воспринимают как… набор разъемов, к которым можно подключать различные имплантаты и приборы. Оснащая его техническими средствами, они словно соревнуются под девизом «Я могу то, что не может никто».

Американец Тим Кэннон внедрил себе в руку микросхему, чтобы контролировать температуру тела. Сведения о ней постоянно передаются на его смартфон. Экспериментатор, заботясь о здоровье, все время следит за этими показаниями.

В перспективе, очевидно, найдется немало желающих оснастить свое тело микросхемами, с помощью которых можно управлять самыми разными устройствами. Лишь мановения руки будет достаточно, чтобы открыть двери в здании или разблокировать автомобиль. Сделав пасс над компьютером, можно будет его включить, а протянув руку к кассе – оплатить товар, не вводя никакого кода.

Незаметно для нас понятие «киборг» перешло из области фантастики в повседневную жизнь. В наши дни технику уже, пожалуй, нельзя строго отграничить от человеческой природы, от человека. Она стала продолжением нашего тела.

Тот же Харбиссон в своих интервью постоянно повторяет: «Люди нормально относятся к любым техническим средствам, которые применяются по медицинским показателям, чтобы восстановить здоровье… Но нужно привыкать к тому, что человек может оснастить свое тело имплантатами, например, по эстетическим соображениям, чтобы расширить диапазон своих чувств или просто интенсивнее воспринимать реальность. В природе животные обладают многими чувствами, которые отсутствуют у человека. Есть рыбы, вырабатывающие свет, или акулы, знающие, где север, поскольку они воспринимают электромагнитные поля».

В первые девять месяцев развития плода формируется его мозг

Нравится это или нет, но такие люди, как он, открывают нам новые перспективы эволюции человека. Рано или поздно человек должен стать киборгом, это вытекает из самой логики технического прогресса.

Мы живем в такое удивительное время, что наше будущее теперь начинает определяться уже не только процессами естественной эволюции. Теперь мы можем сами совершенствовать свое тело, используя технические изобретения. Мы можем сами решать, какими органами чувств будем наделены. Для этого нам нужно лишь определить, какие аппараты мы можем встроить в свое тело.

Развитие техники становится неотъемлемой частью эволюции человека, а использование техники – его биологической особенностью, его привилегией. «Восстания машин», которое пророчили фантасты XX века, не будет. Мы окончательно приручим их. Наши тела их поглотят. Машины станут нашими новыми органами тела и сделают нас всемогущими.

Благодаря имплантатам, введенным в тело, мы могли бы и впрямь – подобно различным животным и машинам – чувствовать магнитные поля, видеть инфракрасное излучение, ориентироваться в пространстве с помощью ультразвука.

Со временем имплантаты могут стать еще меньше, превратившись в «наноимплантаты», которые также будут регистрировать биоэлектрическую активность нервных клеток, участвующих в работе органов тела. Регистрировать, следить, контролировать, регулировать их работу. Именно такие устройства, уверены ученые, и обеспечат полное слияние живой плоти и мертвой тверди. Поистине превратят каждого из нас в киборгов.

Эти имплантаты получили также название electroceuticals. Возможно, их появление – дело не такого уж и далекого будущего. Предполагается, что они станут представлять собой крохотные пакеты электродов, чья работа будет контролироваться при помощи микросхемы, а размер исчисляться нанометрами. С их помощью можно будет соединить человеческий мозг и машину. Внедренные в наше тело, они станут стимулировать отдельные нервные клетки или же, наоборот, подавлять их активность.

Подобные устройства могут управлять чуть ли не всеми функциями организма: регулировать кровяное давление, умерять голод или улучшать настроение, ведь всё, что происходит с телом, совершается под действием импульсов, испускаемых нервными клетками. Крохотные наноимплантаты, соизмеримые с самими нейронами, должны генерировать нужные импульсы и таким способом восстанавливать равновесие в организме и контролировать работу отдельных его органов без всяких вредных последствий.

Чтобы воплотить эту идею, нужно научиться точно измерять потенциалы активизации нервных клеток, которые регулируют, например, кровяное давление. И еще надо выяснить, как меняются эти потенциалы при повышенном давлении.

«Сизифов труд!» – считают многие ученые, ведь нужно определить параметры всех нейрональных сетей не только в головном мозге, но и во всем человеческом организме. Пройдут десятилетия, прежде чем удастся собрать все нужные сведения. Только после этого можно начинать разработку самих наноимплантатов, которые будут следить за активностью нервных клеток и, например, стимулировать ее.

Но если это удастся, то использование наноимплантатов открывает перед нами удивительные возможности. С их помощью люди будут совершенствовать свои физические возможности, доводя их до идеала. Их будут применять для того, чтобы регулировать процессы, протекающие в теле человека. Но их также можно превратить из «кнута» в «пряник». Когда-нибудь, когда наноимплантаты станут обыденным гаджетом, по их команде у детей, зубрящих школьные науки, будут выделяться гормоны удовольствия, как только они заучат заданный материал.

Конечно, всё это – дело будущего, но ученые уже поставили себе цель. До нее далеко, как Кулону и Амперу было далеко до электромашин XX века. И все-таки со временем эти мечты станут явью.

От зачатия до бессмертия

Девять месяцев до второй жизни

О, сколько же раз удивленные родители говорили о своих новорожденных детях: «Они всё уже понимают, лишь только родятся»! Родятся и понимают. Но что? С каким багажом знаний дитя человеческое – тут впору фривольно перетолковать древних мистиков – выбирается из Пещеры неведения в новое магическое пространство, залитое светом?

Они понимают в общих чертах, как устроено тело. Изначально имеют представления о своем лице, хотя и знакомы с чересполосицей его выпуклостей и впадин только на ощупь. Сразу находят, где, в какой части тела у других людей тоже есть лицо, пусть и очень большое. Едва появившись на свет, поразительно легко соотносят свежий зрительный опыт с давним опытом, данным им в ощущениях и предчувствованиях.

Опытом, который малыши собирали целых девять месяцев жизни – тех месяцев, что позднее никто не припишет к их биографии. Опытом зерна, брошенного в землю. Опытом духа, заключенного в тьму мировой Пещеры, сжатой до небольшого холмика материнского живота.

Эти девять месяцев жизни всё больше интересуют ученых. Именно тогда формируется главное орудие, оружие и мотор человека – его мозг. Еще не пожив, малыш, закрытый для всех мраком, выбирается наконец в область света, уже обремененный опытом. Где он его набрался? Где он учился всему? На горних ангельских облаках? – сказал бы мистик. Или в той сумчатой складке, «зашитой» со всех сторон, в которой его, как кенгуренка, носила мать?

«Многие открытия, сделанные учеными в последние годы, говорят за то, что самую волнительную и напряженную часть жизненного пути мы проделали еще до того, как появились на свет», – отмечает немецкий нейробиолог Геральд Хютер, автор книги «Тайна первых девяти месяцев».

Этот путь начинается с зачатия. На 19-й день после него формируется первая нервная ткань. На 26-й день на конце нервной трубки возникает утолщение – будущий головной мозг. В процессе нейрогенеза образуются нейроны и клетки глии.

Уже в первые месяцы беременности можно проанализировать ДНК будущего ребенка

Нейтрально окрашенное слово «процесс» плохо передает саму атмосферу происходящего. Буря, взрыв, взрывное расширение, экспоненциальный рост, космическая инфляция… Трудно подобрать термин, который точно охарактеризовал бы процесс, переживаемый зародышем человека. Он разрастается и впрямь (с поправкой на размеры) так же быстро, как в свои первые мгновения жизни разрасталась Вселенная. Каждую минуту в его организме появляется более полумиллиона нейронов. Большая часть клеток головного мозга образуется уже к 19-й неделе беременности, но они пока «не подключены» друг к другу. Мозг нерожденного человечка в этом возрасте можно сравнить с миллиардами телефонных аппаратов, стоящих наготове, – аппаратов, к которым осталось лишь подвести провода.

Теперь в головном мозге начинается стремительное образование синапсов – контактов между нервными клетками. Процесс этот вновь напоминает взрыв: каждую секунду возникает около 1,8 миллиона новых синапсов. Чем чаше они используются, тем лучше работают. Бездействующие синапсы со временем разомкнутся. Когда ребенок появляется на свет, он обладает бесчисленными талантами: он мог бы выучить любой язык мира, научиться играть на любом инструменте, мог бы постичь любую науку, но усвоит лишь небольшую часть знаний из открывшегося ему континуума познанного.

Во второй половине беременности в голове малышей формируется «географическая карта» организма. Теодолитами и нивелирами служат собственные части тела. Как ни забавно ребенок ворочается в материнском животе, он занят серьезным делом – учится видеть себя каждой пядью кожи, видеть вслепую, на ощупь, одним прикосновением плеча или пятки угадывать, как «я» устроен.

Слух формируется раньше. Этой «музыке небесных сфер», доносящейся до ребенка откуда-то, из-за пределов мира, в котором он обжился, он увлеченно внимает примерно с 16-й недели своей жизни. Именно тогда, в представлении ученых, у эмбриона формируются органы слуха.

Заточенный в своей мировой Пещере, он различает звуки, издаваемые загадочными горними силами, живущими за стеной, силами, которые «по произволу гневаются или даруют благодать» (О. Шпенглер). Эти звуки, правда, приглушены стенами той крепости, что представляет собой тело матери. Шорохи, шепоты, тихая, приятная музыка или чуть слышные, тревожные тона – в мире этих звуков ребенок растет, привыкая к ним, но не утомляясь от них.

Он слышит голос матери, монотонные удары ее сердца, ее дыхание, веющее ветерком, раскаты крови в ее венах, ворчливые, как – он потом узнает и вновь полюбит этот звук! – морской прибой. «Жить в материнском животе, – полемично пишет немецкий педиатр Михаэль Хертль в своей книге “Мир нерожденного ребенка”, – так же шумно, как на автостраде, но ребенка, похоже, это мало волнует». Наоборот, он внимательно прислушивается к тому, что происходит снаружи, ощущает, как неведомые божества повсюду обнаруживают себя, наполняя его «тюрьму» отзвуками. На любые новые шумы он реагирует движениями рук и головы, он мигает, его сердце сильнее бьется. У него обостренная чувствительность к звукам. Уже за несколько месяцев до рождения его мозг приучается анализировать звуки человеческой речи.

Многое из услышанного в те месяцы дети припоминают и после рождения. Например, новорожденные радуются, когда им прокручивают диктофонную запись голоса матери. Этот тембр, сопровождавший их в первой жизни – той жизни, что оборвалась, едва вспыхнул свет, – теперь легко успокаивает их, как знакомый и потому надежный ориентир в огромном и непонятном мире («том свете»), где они оказались, родившись – начав свою вторую жизнь.

«Исследования мозга однозначно показали, что еще задолго до рождения дети способны учиться, – пишет в своей книге Хютер. – Они собирают сведения об окружающем их мире. Итак, всё, что умеет новорожденный, все таланты, с которыми он появился на свет, он тем или иным образом отшлифовал еще в материнском животе».

Мы должны понять, что материнский живот – это особая экосистема, обитатель которой так же подвергается действию самых разных факторов, как и обитатель любой экосистемы. Необычно разве что одно: зародыш является единственным животным, населяющим этот мирок. Этот эндемик затерян в своей пещерке, как особь, случайно попавшая на необитаемый остров.

Мы и сами пока не представляем, насколько сложны механизмы, регулирующие рост эмбриона. Не случайно братья и сестры, имеющие сходную генетику, зачастую так разнятся. Материнский живот – это меняющаяся экосистема. Она претерпевает собственную эволюцию: пару лет назад она была совсем не той, что сейчас. Любая беременность меняет гормональный фон данной экосистемы, и это накладывает свой неизгладимый отпечаток на следующего маленького человечка. Он растет в других условиях, чем прежние дети – питомцы той же Пещеры. Природа, владычица рек, в которые не войти дважды, вновь и вновь заботится о многообразии жизни.

Как тут не вспомнить давние вопросы, на которые пока нет убедительных ответов! Почему «я» такой, какой «я» есть? Потому что во мне, как в модели для сборки, заложена инструкция – памятный порядок генов, по которому я собран весь, от ногтей до волос? Или мое естество определила среда, как повелось считать вслед за эпигонами дарвинизма? Или на мои пристрастия и антипатии, ум и характер так повлияла моя предыдущая жизнь, длившаяся девять месяцев, – жизнь, которую «я» провел в материнском животе?

Прозрачный ребенок

«Мы не ждем больше милостей от природы. Мы сами становимся ее творцами», – под этим девизом готов подписаться любой генетик. Научный ареопаг превращается в «коллективное Божественное». И вот уже критики предостерегают против излишнего оптимизма. Генетическая революция принесет с собой много негативного. «В ближайшие десятилетия наша жизнь изменится сильнее, чем за минувшую тысячу лет», – предостерег американский футуролог Джереми Рифкин.

Прежде у людей теплилась надежда. «Быть может, Бог смилуется и избавит меня и моих детей от болезни!» Теперь надежды на Бога не осталось. Каждый узнает «возможную» судьбу своих будущих детей еще до их рождения. Нет никакого фатума, а есть лишь точность науки. Вот только знать судьбу – дело скверное. В этом убедился еще отец Эдипа, «ужасное вещанье получивший».

Самое трагичное, что врачи пока не могут лечить большинство заболеваний, вызванных «плохими генами». Специалист готов сказать родителям: ваш ребенок заболеет тем-то – «так у него на роду написано», – но помочь ему не сумеет.

Дотоле родители пребывали в неведении. Болезнь обрушивалась на них словно Gladius Dei, меч Господень. Впредь бессильные эскулапы своим усердием (они же всё знают!) достучатся до сердца каждого, заставляя его неметь и холодеть.

Итак, уже в первые месяцы беременности можно проанализировать ДНК будущего ребенка, ведь отмершие клетки его кожи попадают в кровь матери. Так, на 13-й неделе беременности от 10 до 15 % генетической информации, содержащейся в крови матери, относится к будущему ребенку. Это – фрагменты его «генетического паспорта», по которым можно проанализировать, например, наличие у него лишней 21-й хромосомы.

У детей, больных синдромом Дауна, имеются три, а не две 21-е хромосомы. Это становится фатальным для них. У них наблюдаются задержки умственного и физического развития. Низкорослые, со слабыми мышцами, они по своим способностям уже никогда не догонят других детей.

Генетический анализ ДНК будущего ребенка, проведенный в первые месяцы после его зачатия, позволит также понять, имеется ли у него лишняя 13-я хромосома или лишняя 18-я хромосома. Подобные дефекты тоже становятся роковыми – ведут к выкидышу или ранней смерти ребенка.

Какие гены влияют на рост человека?

Постепенно в обиход войдут и другие генетические тесты, позволяющие предугадать судьбу и здоровье будущего малыша. Со временем они станут нормой для всех беременных женщин.

Ученые убеждены, что в обозримом будущем, выполняя анализ материнской крови, врачи станут заблаговременно выявлять у еще не рожденных детей многие виды заболеваний, вызванных генетическими дефектами.

Уже сегодня такой анализ может показать наличие у будущего ребенка целого ряда тяжелых заболеваний – таких как бета-талассемия (разновидность анемии), муковисцидоз (хроническое заболевание легких) или хорея (болезнь Хантингтона, виттова пляска) – нервное заболевание, которое выражается в некоординированных движениях, быстрых, непроизвольных подергиваниях рук и ног.

С помощью теста можно определить, что человек, родившийся с известной мутацией, обязательно заболеет хореей, – и помочь ему нельзя, он обречен. Внутри его, в его генах, заложена бомба с часовым механизмом. Однако, когда она сработает, сколько лет счастливой жизни отпущено будущему страдальцу, этого наука не может сказать. Обычно эта болезнь настигает человека в возрасте 30–50 лет. Не знай несчастный о приговоре, вынесенном ему еще до появления на свет, в те немногие, отпущенные ему годы он бы наверняка жил лучше, веселее, вольготнее. Как сказали бы романисты позапрошлого века, «тень обреченности не лежала бы на его челе».

Различными генетическими дефектами, полагают ученые, обусловлено каждое шестое нарушение умственного или физического развития у ребенка, в том числе шизофрения, эпилепсия или аутизм. По оценке генетиков, свыше половины генетических различий между двумя произвольно взятыми людьми сводятся именно к Copy Number Variations, вариациям числа копий генов, – к тому, что в их генетическом коде имеются лишние «буквы» или, наоборот, какие-то важные «буквы» отсутствуют. Эти вариации могут стать причиной самых разных заболеваний, в том числе рака и диабета.

Откуда же берутся эти вариации? В момент зачатия ребенка, когда сливаются две клетки, отцовская и материнская, будущий малыш, схематично говоря, получает половину хромосом от отцовского организма, половину – от материнского.

Однако картина происходящего на самом деле необычайно сложна. Отдельные участки генетического кода, отдельные «буквы», смещаются, занимают новые места, теряются, удваиваются… Поэтому было бы упрощением говорить, что каждый ребенок носит в себе гены отца и матери. Правильнее было бы сказать, что генетический материал, унаследованный им от родителей, еще и очень заметно трансформируется, что может привести к неожиданным последствиям. Со временем пренатальная (дородовая) диагностика позволит врачам выявлять самые разные генетические дефекты, которыми оказался обременен будущий ребенок.

Это произвольное перемешивание генетического материала, полемично говорят генетики, и приводит к тому, что у здоровых родителей, не имеющих никаких заметных генетических аномалий, могут появиться дети, страдающие от наследственных заболеваний, в то время как у больных родителей, имеющих генетические дефекты, вдруг рождаются вполне здоровые дети. Поэтому подобную дородовую диагностику должны в будущем проходить все беременные женщины, а не только женщины из семейных пар, где хотя бы один из супругов страдает каким-либо наследственным заболеванием. Ведь в этой лотерее, которую представляет собой формирование генома будущего ребенка, «несчастливый билет» может достаться каждому.

Но все ли родители хотят знать об этом «несчастливом билете»? Ведь им предстоит решить, сохранить ли жизнь будущему ребенку или нет. Многие пока не понимают всей тяжести выбора, который в будущем придется делать каждой семейной паре.

Вопросы же лишь усложнятся. Что, если генетический тест покажет, что будущий ребенок может заболеть тяжелым заболеванием – например, болезнью Паркинсона – только в глубокой старости? Сохранить ли ему жизнь или сделать аборт? Что, если вероятность заболевания не превышает 50 %? Делать ли в таком случае аборт или все-таки нет?

Ведь даже с пресловутым синдромом Дауна дети живут. Они связно говорят, они могут научиться рисовать; их можно даже обучить чтению и письму. Тем не менее, по статистике ЕС, сейчас в 90 % случаев родители, узнав, что у их ребенка будет синдром Дауна, спешат сделать аборт. Справедливо ли это? Когда же дородовая генетическая диагностика широко войдет в обиход, количество абортов значительно возрастет.

В обществе нарастает тяга к «частной евгенике». Теперь уже – в отличие от стародавних утопий – не правительство заставляет родителей отказаться от «недостойного чада», а они сами, надеясь этим избавить его и себя, любимого, от проблем. Всё больше людей стремится объявить любые особенные черты в характере и внешности человека какой-то патологией, от которой надо немедленно отделаться. Ревнители человеческой «стандартности» пытаются вытравить всё, что им кажется неприятным и неразумным. А разве суждено было бы появиться на свет Стивену Хокингу, если бы его родители боялись возможных патологий, догадаться о которых пока способны одни лишь генетики?

Великаны и акселераты

Обычно природа регулирует рост живых организмов, органов тела, даже отдельных клеток. Но что определяет их размеры? И почему ситуация порой выходит из-под контроля? Эти вопросы волнуют ученых еще и потому, что им самим хотелось бы научиться контролировать рост человека – стимулировать рост карликов и останавливать рост детей, которые могут достичь болезненно гигантских размеров. Еще и потому, что им хотелось бы выращивать громадные овощи и фрукты и, главное, прекращать рост раковых опухолей. Ведь пределы роста порой оказываются тем рубежом, где начинается болезнь.

Нетрудно догадаться, что размеры всех живых существ обусловлены генами. Величина животных любого вида колеблется в строго определенных пределах. Встречаются особи помельче и покрупнее. Но иногда происходит какой-то сбой.

То же самое относится и к нам, людям. Для нас гигантизм, как и карликовость, чреваты тяжелыми проблемами. Чтобы научиться их лечить, нужно понять, какие факторы регулируют рост человека и как протекает этот процесс. По существу, ученые только начали расшифровывать механизм роста.

Разумеется, даже если произошел сбой и механизм роста нарушен, что-то все равно ограничивает величину особи. Вишни не вырастают размером с тыкву, а слоны, даже карликовые, не могут уподобиться мышонку. Характерный обмен веществ, особенности снабжения организма энергией не допускают огромных отклонений от нормы. Даже крупные особи не бывают сказочно большими, а самые неказистые – ничтожно малыми.

Сон – это не только отдых

Так что все-таки контролирует их размеры? Что останавливает рост отдельных органов тела? Почему легкие человека не могут разрастись и занять всё наше внутреннее пространство? Почему оставшаяся часть печени – после удаления опухоли – снова начинает расти и восстанавливается в размерах? Почему левая и правая руки практически одинаковы, хотя в процессе развития они не «общались» друг с другом?

Во многом рост тела и отдельных его органов определяют гормоны. Несомненно, что-то контролирует размеры органов тела. Те же руки человека развиваются из двух изолированных групп клеток, которые в какой-тот момент синхронно перестают делиться. Если бы между ними не было согласия и клетки одной руки всё продолжали делиться, то она оказалась бы намного длиннее другой. Синхронность же, привносящая в наш организм соразмерность и симметрию, проистекает от того, что в организме, полагают биологи, есть какая-то «мудрая инстанция», которая с самого начала, с нашего зарождения, знает, какими должны быть его части.

В 1970-х годах ученые предполагали, что этой «инстанцией» является время. Иными словами, если дать тыкве, лежащей на грядке, время расти, а не срезать ее для продажи, то к глубокой осени она достигнет небывалой величины.

Может быть, такие тыквы и попадают на конкурс садоводов, но с животными, как показала серия опытов с дрозофилами, время почти ничего не решает. Проделывая над этими плодовыми мушками генетическую манипуляцию, ученые добивались того, что они развивались теперь медленнее. У генетически измененных мушек метаморфоза личинки происходила на три дня позже, чем у обычных. Но по своим размерам те и другие были схожи.

Была высказана и гипотеза о том, что организм каким-то образом подсчитывает, сколько раз делятся клетки, составляющие тот или иной орган. Однако и она не подтвердилась. В опытах с теми же мушками ученые удаляли часть будущего крыла, но оставшиеся клетки, компенсируя дефект, делились чаще. На формирование крыла уходило больше времени, но оно в итоге становилось таким же, как у других мушек.

Может быть, органы тела и отдельные клетки развиваются до тех пор, пока не достигнут нужного размера? Но как они знают, какой величины они должны быть? Вопрос остается открытым.

Если говорить об общих размерах тела, тут может играть роль количество питательных веществ, которые получает особь. Проведем еще один опыт с дрозофилами. Поместим их в закрытый сосуд, где имеется сколько-то пищи. Если мушек окажется слишком много и пищи им будет недоставать, то следующее поколение насекомых заметно уменьшится в размерах. Таким образом, при избытке пищи особь становится крупнее обычного, а при ее нехватке не дотягивает до средних размеров.

Вероятно, нехватка питательных веществ – это единственный фактор, который ограничивает рост раковых опухолей. Пока есть приток пищи, опухоль, это скопление постоянно делящихся, мутировавших клеток, продолжает расти.

Почему же так трудно установить, что контролирует рост клеток и органов тела? Что мешает нам это выяснить и изучить всю цепочку реакций? По мнению ряда исследователей, всё дело в том, что факторы, регулирующие рост, заняты и в других жизненно важных процессах, а потому, если в опытах, проводимых с животными, мы отключим подобный фактор, то они погибнут, а мы так и не узнаем, действительно ли от этого фактора зависел их рост.

Пока же мы вынуждены признать, что тайна нашего роста, тайна появления великанов и карликов, всё еще остается тайной, разрешить которую предстоит следующим поколениям ученых.

Обратим внимание и на еще один феномен. Во второй половине XX века много говорилось об акселерации, о том, что дети растут всё быстрее и уже в старших классах школы они нередко выше своих родителей.

Акселерация наблюдалась не только в нашей стране, но и во всей Европе, в США, Австралии, Японии и Новой Зеландии. Всюду за последние сто лет дети заметно подросли. В среднем они прибавили в росте добрый десяток сантиметров.

Когда в 1930-х годах врачи в Европе впервые обратили внимание на акселерацию, стали предлагаться различные объяснения этого феномена.

Одни специалисты были сторонниками «гелиогенной теории». Люди в Европе стали чаще выбираться за город, на природу – дышали свежим воздухом, грелись на солнце. Может быть, по этой причине дети заметно подросли?

Другие высказывали обратное предположение. Ведь статистика показывает, что горожане в среднем выше людей, живущих в сельской местности. Так, может быть, они тянутся вверх, растут потому, что получают слишком мало солнечного света – вот так же в густом лесу молодые деревца стремятся вверх, чтобы дотянуться до света?

Некоторые ученые искали причину в особенностях питания людей. Одним казалось, что всё дело в богатой белками пище. Другим думалось, что пользу принес сахар.

Важную роль сыграл и хаос, воцарившийся в Европе после обеих мировых войн. Наступило время всеобщего смешения народов и классов. Эта привнесенная со стороны свежая кровь помогала людям быстрее расти.

Сегодня ученые считают, что нет однозначной причины, предопределившей то, что люди стали заметно выше ростом. Однако есть тесная связь между их ростом и тем, в каких условиях они провели свое детство.

Рост человека – это индикатор социально-экономической жизни в стране. Бедность отрицательно сказывается на физическом развитии детей. Зато нормальное питание, хорошее медицинское обслуживание, успехи в области санитарии и гигиены однозначно влияют на рост человека. В принципе генетика определяет те пределы, в которых меняется рост. Поэтому от условий, в которых живет человек, зависит, как реализуются его генетические задатки.

Есть ли предел акселерации? По мнению ряда исследователей, она прекратится, когда средний рост мужчин превысит 185 сантиметров. Пределы роста близки, а потому скорость, с которой подрастает человечество, замедляется.

Секреты человека спящего

Каждый из нас наверняка задавался вопросом: «Для чего мы спим?» Почему треть жизни проводим во сне? Для человека сон – нечто большее, чем простая экономия сил. Каждую ночь мы спим, и, как ни приятно это занятие, мы не понимаем, что делаем.

Итак, сон. Вначале легкий, поверхностный. Организм увязает во сне, как в болоте, проваливаясь все глубже, глубже. Активность обширных участков мозга становится ниже.

Вдруг что-то неуловимо меняется. Веки по-прежнему сомкнуты, но под ними начинают быстро двигаться глаза. Судя по электроэнцефалограмме, мозг бодрствует, но человек ведь спит! Этот отрезок сна называется фазой «быстрых движений глаз» (REM-фаза). В среднем она повторяется каждые полтора часа сна. На этой «парадоксальной стадии сна», как ее еще называют ученые, мозг расходует порой больше энергии, чем в дневные часы.

Многочисленные опыты показали, что именно теперь мозг повторяет то, чему научился за день, обрабатывает собранную информацию. Вот один из таких опытов. Сотрудники Гарвардской медицинской школы выяснили, что «оперативной памяти» мозга требуется около 6 часов, чтобы подготовить информацию к длительному хранению. В эти часы она «затверживается» на клеточном уровне. На страницах журнала «Nature» руководитель опыта Мэттью Уокер так описывал происходящее: «Во время сна мозг как будто нажимает клавишу “Запомнить”, и тогда массив информации, словно компьютерный файл, “перегружается на жесткий диск” – записывается в отдел долговременной памяти». Хаотично накопленные сведения упорядочиваются, классифицируются.

Иногда кажется, что мы беззащитны перед стрессом

Для многих из нас сон прежде всего – время сновидений, тех таинственных картин, которые мы видим каждую ночь и которые чаще всего бессильны удержать в памяти.

Как рождаются сновидения? Что они означают? Можно ли их истолковать? Повелось считать, что во снах наш мозг наконец примечает недооцененные прежде факты, признаки, симптомы, придает им должное значение, прозревает смысл происходящего.

В опыте Ульриха Вагнера из Любекского университета студентам бегло продемонстрировали решение сложной задачи. Затем часть учащихся отправили спать, а остальных восемь часов занимали чем-то другим. Наконец, всех собрали вместе и предложили решить такую же задачу. Из тех, кто не отдохнул, лишь 23 % справились с тестом. Зато выспавшиеся были явно в ударе – 59 % верных ответов. Их «утро» было мудренее чужого вечера. Метод решения им «посоветовал» сон.

Можно привести немало примеров снов-советчиков. Хотите – Менделеев со своей периодической таблицей, хотите – другой химик, Фридрих Август Кекуле, с пригрезившейся ему циклической формулой бензола, а хотите – герой романа Марселя Пруста Сван, который после напрасных терзаний вдруг увидел странный сон и почувствовал: «Как же так: я убил несколько лет жизни, я хотел умереть только из-за того, что всей душой любил женщину, которая мне не нравилась, женщину не в моем вкусе!» Сон – хороший советчик. Проснувшись, Менделеев поверил сну, и поколения школьников изучают памятную таблицу. Сван не поверил сну, и его жизнь окончательно превратилась в кошмар.

У истоков философской литературы XX века – работа Зигмунда Фрейда «Толкование сновидений» (1900). Век минул, и теперь видения спящих людей толкуют по всем правилам науки – с помощью лабораторных экспериментов.

Сновидения – не чета друг другу. Они возникают на разных стадиях сна. Первые красочные картины рождаются в нашей голове уже в момент засыпания. Эти сны тесно связаны с пережитым в течение дня. Потом мелькают короткие, отрывочные сцены: «Я покупаю сыр в магазине», «Я поднимаюсь по лестнице». Наконец, на стадии «быстрых движений глаз» мы порой видим удивительные, а то и фантастические сцены. В них – в той или иной символической форме – вплетаются давно волнующие нас конфликты. Сны полны мудрости. Но как, по каким законам рождаются сны? Ответ по-прежнему таится под покровом ночи.

В опытах пробовали, например, брызгать водой на спящих людей, которые пребывали как раз на стадии «быстрых движений глаз». После пробуждения их расспрашивали об увиденном. Для одних под прикосновения капель начинался сон о тропическом ливне. Другие явственно ощущали, как по телу разливается освежающий напиток, стаканчик которого они выпили. Третьи, стряхивая с себя пену волн, медленно погружались в море. Казалось бы, рецепторы сообщали в их головной мозг об одном и том же событии – попадании нескольких капель воды на их кожу, но как преображалось пережитое!

В чем-то вода и сон – родственные стихии: переменчивы, неудержимы. Не случайно стоит окропить водой спящего, как эта секундная помеха в четырех случаях из пяти отзовется яркой картиной. В 40 % случаев он увидит во сне что-то связанное с водой. Вспышки света изменяют содержание снов в 23 % случаев, а какие-то посторонние звуки – лишь в 9 %.

Так что значат сны? В них впрямь можно разглядеть какой-то символ, знамение, укор? Память вновь и вновь напоминает о снах сбывшихся, вещих. И вот уже сны кажутся окошками, приоткрытыми в будущий мир. Увы, в этих окошках обычно зияет пустая даль. В последние годы проведен ряд статистических исследований, показывающих, что и когда люди могут видеть во снах.

В большинстве случаев сны все-таки банальны и неинтересны. У взрослых людей сны чаще бывают плохими. Во сне они терпят неудачи, встречают врагов или не могут выполнить начатое. Более трети снов вызывали у людей чувства страха, тревоги и даже ужаса.

Американские психологи Халл, Ван де Кастл и Снайдер проанализировали сны почти двух тысяч человек. Оказалось, что лишь немногие из ночных грез были странны и фантастичны. Подобные сны, как мы уже отмечали, человек видит на стадии «быстрых движений глаз», в то время как на других стадиях он переживает реалистичные сновидения. Американский исследователь Алан Рехтшафен даже парадоксально заметил, что снам недостает фантазии.

А появятся ли когда-нибудь приборы, способные запоминать наши сны? Почему многие из нас не в силах связать никакого рассказа из ускользающих нитей сновидений? Некоторые готовы даже клятвенно уверять, что им ничего и не снилось. Они не правы. Во время определенных фаз сна любой человек видит сновидения, пусть даже он об этом не помнит. Почему же сны исчезают из памяти?

Как выяснили недавно французские ученые, сообщил журнал «Neuropsychopharmacology», люди, которые помнят свои сны, спят менее спокойно, чем те, кто, проснувшись, не в силах вспомнить ничего. В ночные часы эти сновидцы просыпаются, пусть на мгновения, в два раза чаще других. Что же заставляет их так беспокоиться в ту пору, когда сама природа побуждает нас отдыхать?

Возможно, они более чутко реагируют на звуки, раздающиеся рядом, и тогда их сон прерывается, чтобы через секунды снова захватить их. Но даже этих секунд, этих бессознательных пробуждений, достаточно, чтобы только что увиденный сон четко отпечатался в их памяти, предположили ученые. Всё дело в том, что спящий мозг не может ни обработать новую информацию, ни запомнить ее – для этого надо хоть на мгновение проснуться.

Увы, тени снов легко покидают память. Часто поутру мы не знаем, что нам снилось. Мы помним лишь: снилось. Сон как ночная птица: бесшумно настигает, мгновенно удаляется. Откуда он только берется? Он словно тень вечернего времени – падает на нас, и мы смыкаем глаза под накинутой тьмой.

Стресс, великий и ужасный

Когда не хватает времени… Когда всё раздражает… Когда нет сил справиться с работой и домашними делами… Из-под этого хаоса обстоятельств, как солнце поутру из-за горизонта, выбирается он один, заполняющий наконец всю душу, весь мозг: стресс.

Но как жить с ним этакой неразлучной парой? Как сказывается постоянный стресс на здоровье? Что он, досадная помеха, что-то вроде гвоздя в башмаке? Или он, как радиоактивный реактив, будет исподволь разрушать тело, и в посмертных диагнозах истинной причиной случившегося сколько раз следовало бы называть не инфаркт, не рак, а стресс?!

Мы беззащитны перед стрессом. Мы отданы ему на растерзание.

Так, в 2013 году американские исследователи установили, что иммунная система людей, которые чувствуют себя одинокими, особенно остро реагирует на стресс. Эти люди чаще страдают от воспалительных процессов. Их организм хуже справляется с вторгшимися в его пределы возбудителями заболеваний. Они быстрее устают, чем общительные люди, окруженные заботой и вниманием близких.

Собаки зачастую выполняют роль лекарств

Хорошо изучены и последствия того стресса, который знаком многим и уклончиво зовется «неприятностями на работе», когда там – взрывы эмоций, буря страстей!

В 2012 году были подведены итоги исследования, проводившегося в странах ЕС на протяжении почти четверти века. Оно охватило около 200 тысяч мужчин и женщин трудоспособного возраста и подтвердило то, что многие из нас знали и так – сердцем. Сильные переживания на работе, постоянный стресс, испытываемый человеком в течение тех девяти часов, что он, как зверь, загнан в одну клетку с неприятными ему людьми, могут спровоцировать инфаркт. Вероятность сердечного приступа у такого человека возрастает на 23 %. Так что лучшая профилактика сердечно-сосудистых заболеваний – не только борьба с курением, но еще и создание нормальных рабочих условий, достойное отношение друг к другу на работе.

Многие, кстати, уверены, что одним из факторов, вызывающих онкологические заболевания, является длительный стресс. Но надежных доказательств этому нет.

Так, в 2013 году в «British Medical Journal» были опубликованы результаты самого крупного исследования на эту тему. Катрина Хейккиля и ее коллеги обработали результаты наблюдения примерно за 116 тысячами людей разных возрастных групп. Установить четкую связь между стрессом на работе и недугом не удалось. В то же время другие исследователи выявили, что у людей, которым довелось пережить тяжелые несчастья, чаще обычного обнаруживают опухоли мозга или молочной железы.

От стресса страдает и психика. В опытах с крысами ученые убедились, что у зверьков, которым экспериментаторы постоянно подкидывали проблемы, начинались нелады с памятью. Им труднее было сосредоточить свое внимание на чем-либо. По мнению авторов работы, ее результаты вполне можно перенести и на нас с вами.

Вероятно, наши далекие предки, жившие небольшими группами, попав в современный город, просто обезумели бы. Каждую секунду они видели бы вокруг себя новую толпу незнакомых им людей. Каждую секунду привычно бы думали о том, враги ли это или друзья, готовились бы к нападению или защите. Многие обстоятельства городской жизни вызывают стресс у нас самих: это и высокая плотность населения, и постоянный шум, и вредные выхлопные газы, которые мы вдыхаем на каждом шагу.

Последствия этого очевидны для ученых. В целом достаток у горожан выше, чем у людей, живущих в сельской местности. Они лучше питаются, внимательнее следят за здоровьем, но при этом чаще страдают от психических заболеваний. Статистика неумолима. Так, исследование, проведенное учеными из Гейдельбергского университета, показало, что горожане на 21 % чаще страдают от необъяснимых приступов страха и на 39 % – от депрессий. Риск заболеть шизофренией в городе даже в два раза выше, чем в сельской местности.

Вероятной причиной всех этих отклонений от «патриархальной нормы» является стресс. В опытах с животными давно замечено, что, если «братьев наших меньших» держать в неестественной обстановке – в тесной или переполненной клетке, – это может привести к нарушениям в их поведении, у них могут развиться какие-то заболевания.

Особенно плохо стресс сказывается на тех, кто менее всего защищен от него, – на детях. Стресс испытывают даже нерожденные малыши. Если их мамы по какой-то причине сильно переживают, то в их организме резко повышается содержание кортизола и других гормонов стресса. Ощущает это и будущий ребенок – и именно тогда, когда у него формируется мозг.

Еще заметнее влияние стресса на новорожденных детей. Так, груднички в первый год жизни очень чувствительны к тому, что происходит вокруг, они бурно реагируют на то, что их мама нервничает или постоянно ссорится с отцом. Уровень кортизола в их крови стремительно нарастает.

Мало того! Влияние стресса ощутимо даже на генетическом уровне. Речь идет о любопытном механизме, позволяющем решительно менять живой организм, не затрагивая принципиальной схемы, по которой тот создан. Достигается это так. Ферменты маркируют отдельные участки ДНК. Содержание находящихся здесь генов остается неизменным, но интенсивность их работы меняется. В качестве такой химической маркировки используются, например, метильные группы. Порой изменение активности генов, вызванное воздействием ферментов, сохраняется в течение всей жизни. Это и есть «надгенная», эпигенетическая модификация.

Как выяснилось, многие наши болезненные склонности основаны именно на подобных модификациях. По их вине люди порой впадают в депрессию или страдают от психических заболеваний. От них зависит, как организм реагирует на прием наркотиков или хронический стресс и почему некоторые особенно чувствительны к тому и другому. Возможно, как надеются ученые, знание механизмов эпигенетики позволит понять, каким образом подобные отклонения порой передаются по наследству, от одного поколения к другому.

Причины случившегося зачастую надо искать в раннем детстве. Всё очевиднее становится, что организм ребенка, по сути, большая строительная площадка, а его геном – это план работ, в который каждый может внести свою зловещую поправку – до смерти напугав малыша и, возможно, навсегда изменив развитие его мозга, прежде всего, его гормональный фон. Соответственно вырисовывается и путь лечения людей, перенесших сильные душевные потрясения в годы детства. Им нужны лекарства, которые «стерли» бы неправильную маркировку генов – отменили бы эпигенетическое изменение.

Вот такой он, коварный стресс! Многое в его природе по-прежнему непонятно, противоречиво. Стресс, пережитый ребенком, травмирует его, говорят одни исследователи. А вот наблюдения за дикими животными показывают, что зверьки, живущие с детства в условиях стресса, приучаются побеждать и обстоятельства, и конкурентов, вытесняя их со своей территории, – пусть и умирают при этом, как и положено героям, сравнительно молодыми.

Умирают, рано состарившись? Влияет ли стресс на старение организма? И если да – а ряд исследований, проводившихся в последнее время, подтверждает это, – то с помощью каких механизмов жизнь в условиях стресса заставляет нас даже на клеточном уровне быстрее стариться? А можно ли снимать последствия хронического стресса методами нетрадиционной медицины, например с помощью иглоукалывания? А что, если…

Довольно! Вот и опять он подкрался. Великий и ужасный. Его диктаторство Стресс!

Доктор по имени Шарик

Многие люди уверены в том, что стоит погладить любимого пса – и самочувствие улучшается. Но это опять же только слова. А что могут показать факты?

Первые опыты на тему «Здоровье и собаки» были проведены еще в 1980-х годах в США. По просьбе исследователей дети должны были что-нибудь почитать вслух. Нехитрое задание, но обычно дети начинают волноваться, декламируя перед незнакомым им человеком, и давление у них слегка скачет. Однако если рядом бегал забавный песик, дети успокаивались. Напряжение спадало, и показатели давления у них в среднем были ниже, чем в том случае, когда дети оказывались один на один с «экзаменаторшей».

Шведские исследователи заинтересовались тем, меняется ли пульс у людей, поглаживающих свою собаку. В их опыте владелицам собак на это отводилось лишь три минуты. Однако даже через час после этого их пульс был ниже, чем у людей из контрольной группы. Никаких лекарств, заметим, для этого им не понадобилось.

Перед медиками стоит крайне важная задача – нужно создавать новые эффективные и надежные вакцины

Психолог Кирстен Джейкобсен из Чикагского университета изучала, как влияет собака на человека, испытывающего сильный стресс. Участников этого изощренного опыта просили подготовиться к презентации. Им давали блокнот, авторучку. Они набрасывали текст своего выступления, все время находясь под пристальными – и достаточно злобными – взорами троих экзаменаторов. Наконец, они приступали к докладу. Внезапно у них отбирали записи, окончательно вводя их в растерянность, а затем просили начать считать от 1022 и до нуля, всякий раз вычитая в уме число 13 из предыдущего числа, то есть: 1022, 1009, 996, 983 и т. д. Они сбивались, путались в цифрах. Их просили начать счет заново. Немудрено, что при таком прессинге они страшно волновались; у них учащался пульс, бурно выделялся гормон стресса, кортизол.

Все 120 участников были разделены на три группы. Джейкобсон разрешила тем, кто входил во вторую группу, в течение трех минут по окончании теста гладить собаку, а тем, кто был в третьей группе, проделать это перед началом «презентации». Первой группе таких поблажек не давалось.

Конечно, стресс испытали все. Показания приборов свидетельствовали об этом. Однако те, кто до начала испытания успел позаниматься с собакой, волновались заметно меньше остальных. Концентрация кортизола в их слюне была ниже, чем у людей из двух других групп: и сразу после теста, и через полчаса после этого. У остальных самочувствие было примерно одинаковым.

Психолог Андреа Беетц из Ростокского университета поставила похожий опыт с детьми. Им предлагали рассказать какую-нибудь историю. Рядом была «группа поддержки» – либо знакомый человек, либо собачка, которую можно было гладить. Как оказалось, присутствие песика лучше сказывалось на детях. Концентрация кортизола повышалась у них не так заметно.

«Лучший способ снять стресс, – подытоживает Андреа Беетц, – это получить социальную поддержку. Помогает, например, физический контакт. С собакой достичь его гораздо проще, а вот с человеком это чаще всего не получается, потому что есть же какие-то социальные нормы». В самом деле, не станешь же машинально, в течение нескольких минут, поглаживать по голове чужого человека, будь это даже твой приятель. А вот с собакой нет проблем, она только подставляет мордочку.

Американская исследовательница Эрика Фридман установила, что владельцы собак реже принимают лекарства от сердечно-сосудистых заболеваний. В течение года она наблюдала за 369 пациентами, перенесшими инфаркт. Среди 87 человек, у которых дома имелась собака, за год умер лишь один, а вот среди 282 человек, не имевших собаки, умерло 19. При этом изначально пациенты подбирались Фридман так, что физическое состояние всех было примерно одинаковым, а значит, шансы на выживание у них были равны. Но вот ведь, процент выздоровевших среди «собачников» оказался выше! Прежде всего это связано с тем, что им поневоле приходится много двигаться, ведь с собакой надо каждый день, в любую погоду, гулять. Это укрепляет иммунную систему. Кровяное давление понижается, как и уровень холестерина в организме.

Опыт показывает, что собаки нередко оказываются хорошими санитарами, медсестрами и даже врачами. Они могут заметить и подать сигнал, когда у человека, страдающего от эпилепсии, приближается приступ или когда самочувствие диабетика быстро ухудшается. Они успокаивают и развлекают людей, почти утративших память из-за болезни Альцгеймера. Они снимают напряжение у людей, мучимых болезнью Паркинсона и вроде бы уже не способных к точным движениям.

«Собаки, как и мы, чувствуют печаль, страх, радость, одиночество. И они подмечают эти чувства у нас; они очень внимательно к нам настроены, – подчеркивает австрийский психолог Азим Алилоски, автор книги “У моей собаки есть душа”. – Собаки всё время следят за вожаком своей стаи, улавливают его настроение – они понимают, что у нас на душе. И они постоянно стремятся нам помочь, хотят что-то сделать, чтобы нам было лучше, чтобы мы были здоровы. Нам нужно просто повнимательнее присматриваться к собакам, чтобы это понять».

Итак, ученые вот уже несколько десятилетий изучают влияние животных на здоровье и самочувствие людей. Пока исследований на эту тему не так много. К тому же работы часто носят описательный характер – они рассказывают о некоей конкретной ситуации, и применить сделанные выводы к другим, не похожим на эту ситуациям порой бывает нельзя. Кроме того, оппоненты замечают, что в отдельных случаях может иметь место эффект плацебо. Организаторы экспериментов невольно внушают больным, что «с собакой им будет лучше; не бойтесь, погладьте ее».

И все-таки большинство исследователей уверены в том, что общение с животными – не только с собаками, но и с кошками, кроликами, дельфинами – помогает больным людям, укрепляет их силы, улучшает настроение, радует и ободряет. Животные выслушивают человека, выполняют его команды, развлекают, смешат, даже согревают. После общения с ними, и это отмечают врачи, у больного, как правило, отмечается прилив сил; он чувствует себя лучше, чем прежде. Что же за волшебное слово знают эти зверюшки, возвращающие нам здоровье?

Собаки снимают стресс, снижают давление, защищают от болезней сердца… Любопытно, что именно такое действие на организм человека оказывает «гормон счастья», окситоцин. Он выделяется также при телесном контакте с людьми, которые нам приятны, при кормлении ребенка грудью или при занятии любовью. Окситоцин успокаивает, помогает заживлять раны. Если искусственно вводить в организм человека окситоцин, то на несколько часов у него понижается давление, замедляется пульс. Поэтому многие исследователи полагают, что терапевтический эффект от общения с любимой собакой заключается в том, что у человека начинает выделяться окситоцин.

Это подтверждает и нехитрый опыт, который поставил южноафриканский специалист Йоханнес Одендаал. Он замерил уровень окситоцина в организме людей, которым предлагали погладить свою и чужую собаку. В обоих случаях содержание окситоцина повышалось. Однако, если человек гладил свою собаку, уровень гормона был заметно выше.

Похоже, что за всеми «досужими разговорами» о том, «как же хорошо, что у меня есть собака», скрывается вполне ощутимый, физиологический факт. Присутствие любимой собаки влияет на гормональное состояние человека – и тем самым укрепляет его здоровье, помогает лучше справляться с учебой и работой.

Помогает жить.

Так нужно ли делать прививки?

Французский философ XIX века Эмиль Литтре так описывал ощущения людей, застигнутых эпидемией: «Причины неизвестны, действие ужасно, распространение неизмеримо: ничто не может вызвать более сильной тревоги. Чудится, что смертность будет безгранична, опустошение будет бесконечно и что пожар, раз вспыхнув, прекратится только за недостатком пищи».

Не раз в истории на жителей отдельных стран и целых континентов обрушивались страшные эпидемии, уносившие множество жертв. Эпидемии, очевидцы которых вслед за античным классиком Фукидидом, чья «История» был популярна на протяжении многих веков, могли бы повторить его слова: «Такой смертности людей, насколько помнится, не было еще нигде… Всякое человеческое искусство было бессильно против болезни».

Во всем мире и в наше время люди чаще всего умирают от инфекционных заболеваний. Многие болезни, которые, как мнилось нам, были побеждены, по-прежнему нас преследуют. Их перечень пополняют новые инфекции. Вот почему перед медиками стоит крайне важная задача: нужно создавать новые эффективные и надежные вакцины – и против хорошо знакомых нам болезней, в борьбе с которыми имеющиеся вакцины плохо помогают (малярия, туберкулез), и против новых, способных стремительно распространиться заболеваний (Эбола), и против недугов, от которых, как думалось, нельзя защититься с помощью прививок (некоторые формы рака), и против болезней, в борьбе с которыми разработать вакцину пока не представляется возможным (СПИД).

Остановить эпидемию СПИДа – по словам специалистов, «величайшую медицинскую катастрофу современности» – можно только после вакцинации населения. Почему так трудно разработать вакцину от ВИЧ-инфекции? Потому что простейшие методы ее создания в этом случае запрещены. Ведь по соображениям безопасности нельзя использовать живые, но ослабленные вирусы ВИЧ-инфекции (с помощью «живых вакцин» медики и сегодня борются с такими болезнями, как корь, свинка, полиомиелит). Опыты над животными показали, что, попав в организм, вирусы со временем крепнут и с ними уже не справиться. Если же использовать мертвых возбудителей, то иммунные клетки-убийцы на них не реагируют. Быть может, успех принесет имплантация возбудителей ВИЧ-инфекции в бактерии, вызывающие у иммунной системы человека бурную ответную реакцию. В любом случае ожидать скорого появления эффективной вакцины от СПИДа нельзя.

Первый широкодоступный антибиотик – пенициллин – появился в 1944 году

Другое дело – рак. Как установлено, 16,1 % всех случаев заболевания раком вызваны вирусами или бактериями. В Европе эти цифры ниже – 7 %, в Австралии и Новой Зеландии – всего лишь 3,3 %. В Черной Африке же, наоборот, заболеваемость инфекционными формами рака доходит до 32,7 %. Поэтому специалисты говорят об «африканском поясе рака».

Основными возбудителями инфекционного рака являются следующие четыре группы вирусов и бактерий.

Самые известные убийцы – это бактерии Helicobacter pylori. Они пробуравливают слизистую оболочку желудка, вызывая образование язвы, а в отдельных случаях – и раковой опухоли. Плохие гигиенические условия способствуют распространению этой инфекции. Передается она и половым путем.

Тем же путем от одного человека к другому путешествуют вирусы папилломы – в обиходе «вирусы бородавок». Они поражают слизистую оболочку полости рта и половых органов. Эти вирусы вызывают обычно рак шейки матки, но отмечаются и – значительно реже – случаи заболевания инфекционным раком полости рта, а также раком вульвы, вагины, пениса и заднего прохода.

Вирусы гепатита В и С передаются половым путем, а также при переливании крови, пользовании многоразовыми шприцами, нанесении татуировок или пирсинга. Эти вирусы вызывают хроническое воспаление печени, которое постепенно разрушает один из важнейших органов нашего тела. Он покрывается рубцами. Конечная стадия, как и при алкоголизме, – цирроз или рак печени.

Менее чем в 10 % случаев, когда мы имеем дело с инфекционным раком, виновниками становятся вирусы Эпштейна – Барр, относящиеся к семейству герпесвирусов. Они передаются половым путем, а также вместе со слюной, в том числе воздушно-капельным путем. При заражении ими раковые опухоли могут появиться в области носоглотки, в желудке и лимфатических узлах.

В большинстве случаев можно избежать любой из упомянутых выше инфекций, защищая себя с помощью лекарств или прививок. Так, антибиотики истребляют Helicobacter pylori. Против вируса гепатита В, а значит, против цирроза и рака печени можно бороться с помощью вакцины.

В странах же третьего мира, где вакцинацией часто пренебрегают, люди и в наши дни в огромном количестве гибнут от болезней, которые в развитых странах благодаря прививкам давно побеждены. Так, по статистике ООН, «каждый год около трех миллионов детей, прежде всего в развивающихся странах, умирают от болезней, от которых можно было бы защититься при помощи обычных вакцин. Миллионы других детей теряют из-за этих болезней здоровье».

При этом, как убедились исследователи, очень важна государственная программа вакцинации. Опыты над животными показывают, что по-настоящему надежно защищены от болезней особи в тех популяциях, где прививки сделаны у 90–95 % зверьков. Даже если кто-то из непривитых животных подхватит инфекцию, эпидемия не начнется.

Нельзя, впрочем, не заметить, что с тех пор, как британский врач Эдуард Дженнер впервые привил оспу, не утихают разговоры о том, что «детям, чтобы вырасти здоровыми, нужно переболеть всеми приличествующими болезнями», что «болезни восстанавливают естественный баланс в организме» и вообще «без терпения в трудах не бывает характера, а без терпения в болезнях – здоровья». Такие разговоры велись и два века назад, когда оспа уносила сотни тысяч жизней, а закаленные в спорах вольтерьянцы твердили о «тщете модных медицин». Ведутся они и сегодня.

Но неужели прививки, сделанные детям, опаснее самих болезней? Любой противник прививок непременно упомянет побочный вред, причиняемый ими. В то же время мало кто вспоминает об осложнениях, которыми сопровождаются «эти пустяковые детские болезни». Так, часто недооценивают опасность заболевания корью, отказываясь делать прививки от нее. А ведь осложнения бывают у каждого третьего ребенка, заразившегося корью! Среди самых распространенных – воспаление легких и отит. В среднем у одного ребенка из двух тысяч, перенесших корь, развивается острый серозный менингит. Среди детей, перенесших свинку, у одного из 2000 развивается глухота, у одного из 5000 – менингит. И что это – лучше, чем легкий жар и покраснение от укола?

И все-таки прививки тоже чреваты осложнениями. Как часто? По данным Хейкки Пелтолы из Хельсинкского университета, в течение 14 лет изучавшего последствия вакцинации детей от кори, свинки и краснухи, его сотрудники за эти годы описали 1 800 000 случаев вакцинации. Были отмечены следующие осложнения: 3 случая заболевания острым серозным менингитом, 30 случаев жара, лихорадки, судорог и 46 аллергических реакций.

По данным финских ученых, из почти двух миллионов привитых детей никто не заболел аутизмом и диабетом, не было ни одного случая хронического заболевания кишечника. Цифры однозначно свидетельствуют, что вакцинация – очень эффективный способ защитить ребенка от заражения многими инфекционными болезнями. Вот только те же самые цифры (торжество арифметики!) вот уже третье столетие подряд бессильны убедить скептиков.

Антибиотики: кризис среднего возраста

Появление антибиотиков более полувека назад стало поворотным пунктом в истории медицины. Впервые в распоряжении врачей оказалось оружие, массово убивающее микробов. Казалось, теперь все бактериальные инфекции можно будет извести с помощью антибиотиков, которые ведь хороши тем, что они – одни из немногих лекарств, что не только избавляют человека от симптомов заболевания, но и уничтожают сам источник недуга – микробов. Иными словами, в отличие от препаратов, дающих нам временную передышку в борьбе с болезнью, антибиотики действительно исцеляют.

Конечно, и тогда были скептики, считавшие, что новое «чудо-лекарство» все равно не избавит нас от инфекций, но их правоту мы понимаем только теперь. В наши дни в одной лишь Европе с ее первоклассным медицинским обслуживанием каждый год свыше 25 тысяч человек умирают от внутрибольничных (госпитальных) инфекций. Умирают потому, что, находясь на лечении, заразились особенно стойкими бактериями, которых не берет ни один антибиотик. Речь идет прежде всего о больных, перенесших недавно операцию и еще достаточно слабых, а также о тех, кто страдает от иммунодефицита и для кого опасны любые микробы.

ГМО – прогресс или угроза?

Самый известный возбудитель госпитальных инфекций – MRSA, метициллин-резистентный золотистый стафилококк, или стафилококк с множественной лекарственной устойчивостью. Подобно тем своим «собратьям», которые не выдерживают терапии антибиотиками, эта шаровидная бактерия может вызывать воспалительно-гнойные заболевания, например сепсис, воспаление легких или различные кожные инфекции. Однако в отличие от них метициллин-резистентный стафилококк неуязвим для многих антибиотиков. Заболевания, вызванные им, с трудом поддаются медикаментозному лечению и могут угрожать жизни человека. Ежегодно только в США этот стафилококк становится причиной смерти примерно 18 тысяч человек.

В Индии, где гигиена сплошь и рядом – дело забытое, зато антибиотики свободно продаются повсюду, особенно широко распространились бактерии, устойчивые к воздействию лекарств. По оценке медиков, от 100 до 200 миллионов индийцев уже сейчас заражены трудно истребимыми возбудителями заболеваний.

Почему же бактерии невосприимчивы к антибиотикам? Почему это случается все чаще?

Согласно определению, антибиотики – это особые химические вещества, образуемые микроорганизмами и способные в малых дозах оказывать избирательное токсическое действие на другие микроорганизмы.

Существует множество антибиотиков природного происхождения, однако лишь крохотная часть их используется в медицине: несколько десятков стандартных препаратов. Одни из них (пенициллины) нарушают синтез клеточной оболочки бактерий. Другие (в том числе тетрациклины и стрептомицины) полностью блокируют синтез бактериями протеинов или же перепутывают порядок чередования аминокислот, и потому синтезированные протеины не могут выполнять свои функции. Третьи препятствуют размножению бактерий. Четвертые (полиены) нарушают целостность цитоплазматической мембраны микробов.

Лишь мутации позволяют бактериям выжить, когда они подвергаются воздействию антибиотиков. Мутации бывают разными. Некоторые бактерии начинают вырабатывать особые ферменты – те расщепляют молекулу антибиотика, и она становится безвредна для них. У других бактерий в мембране клетки срабатывает крохотный «насос», который выкачивает антибиотик, проникший внутрь клетки, и выводит его наружу. Концентрация антибиотика внутри клетки так и не достигает смертельной для бактерии дозы. Еще у одной группы микроорганизмов после мутации клеточная оболочка видоизменяется таким образом, что молекулы антибиотика уже не могут «причаливать» к ней, как было с другими бактериями. Мутировавший микроб остается для них неприступной твердыней.

Каменная глыба, рухнувшая в русло реки и перегородившая его, придает новое направление потоку. Смертельная для бактерий доза антибиотика, введенная в организм человека, меняет их направление эволюции. Естественный отбор благоволит бактериям, которые, например, из-за имеющейся у них случайной мутации оказались невосприимчивы к действию токсина, то есть антибиотика. Все их сородичи обычно гибнут от него, эти выживают. Так, они оказываются вынесены за рамки естественного отбора, сдерживавшего их распространение. Их многочисленные соперники уничтожены лекарствами. Нередко они остаются единственными среди подобных им бактерий, кому довелось уцелеть. Они порождают новый штамм микроорганизмов, которым этот препарат не страшен. Ведь мутация, спасшая им жизнь, передается теперь по наследству. Они защищены ей, как броней, о которую бессильно разбиваются «снаряды», начиненные антибиотиками. Их потомство занимает нишу, освободившуюся от других бактерий благодаря «выжигающему» действию лекарств.

По оценке экспертов, в среднем эта спасительная для бактерий мутация появляется у одной на миллиард. Если применить это к человечеству, то картина будет под стать голливудским блокбастерам, когда из всего населения планеты после вторжения космического вируса выживает лишь великолепная семерка полицейских из Беверли-Хиллз.

Вот только для бактерий в такой статистике ужаса нет. Они размножаются путем деления невероятно быстро. Уже через несколько часов количество потомков одной-единственной резистентной бактерии может достичь того же миллиарда, который уже не уничтожить прежним антибиотиком. Для борьбы с инфекцией нужно подыскивать резервный препарат.

Так, лекарственные атаки, предпринимаемые нами на оплот болезнетворных микробов – организм человека, – в конце концов приводят к тому, что в результате естественного отбора сохраняются только те бактерии, которые нечувствительны к антибиотикам, почти уничтожившим многочисленный мирок их предков. И чем больше антибиотиков прописывают пациентам, тем выше вероятность появления новых штаммов бактерий, которым не страшны лекарства.

Массовое применение антибиотиков предопределяет распространение невосприимчивых к ним микроорганизмов. Теперь их еще труднее победить. Они устойчивы к ядовитым миазмам лекарств, коими теперь напичкан человеческий организм.

Рост численности заболеваний, которые не поддаются лечению антибиотиками, вызывает тревогу. Всё это – следствие того, что на протяжении многих лет мы пользовались этими препаратами бездумно, используя их и по делу, и без дела. Бесконтрольное их применение было гигантской ошибкой. Мы беспечно щелкали по этой кнопочке с надписью «Уничтожить микробы» до тех пор, пока от нашего усердия она не отвалилась, а вот тогда-то и пришло время нажимать на нее. Ужас! В самый нужный момент оружие, которым долго баловались, дает осечку. Заменить! Чем?

Исследовательские лаборатории во всем мире ищут и новые, альтернативные методы борьбы с резистентными бактериями, и новые антибиотики, полученные, например, путем химического синтеза или же усилиями генных инженеров.

Пока же следует ограничить применение антибиотиков, призывают руководители ВОЗ. Сделать это не потому, что мы больше в них не нуждаемся, а потому, что без них будем беззащитны. Ограничить, чтобы сохранить их эффективность. В перспективе же нам нужен новый класс лекарственных средств для борьбы с бактериями. Было бы слишком рискованно, как и столетия назад, остаться один на один с их неисчислимым войском. Один на один. Без защиты.

Насколько опасны генно-модифицированные продукты?

Всего двадцать лет назад, в 1996 году, было впервые выдано разрешение на коммерческое использование генно-модифицированных (ГМ) растений, но уже сейчас понятно, что триумфальное шествие генетической революции не остановить. ГМ-культуры постепенно становятся основой сельскохозяйственного производства.

Однако не обходится без конфликтов. Многие и у нас в стране, и в Европе с недоверием относятся к растениям с измененной генетикой, этим «мутантам-уродцам», как их боязливо зовут. Так насколько опасны генно-модифицированные продукты? Вопрос этот особенно важен ввиду их широкого распространения.

Так, по сообщению Федерального союза по пищевому законодательству и исследованию пищевых продуктов (Германия), при производстве 60–80 % всех продуктов, попадающих на немецкие прилавки, в той или иной мере использованы методы генетической модификации.

Полагают, что многие больные диабетом заработали инфаркт, принимая рекомендованное им лекарство – росиглитазон

Применение трансгенных растений началось, казалось бы, недавно, в 1996 году, а уже в 2009 году их возделывали в 25 странах на общей площади в 134 миллиона гектаров (9 % всей площади сельскохозяйственных земель). Основные выращиваемые культуры – это трансгенная кукуруза, трансгенная соя, трансгенный хлопок и трансгенный рапс. Чаще всего их используют в технических целях или для корма скоту, в том числе в мясном животноводстве.

В 2002 году Лондонское королевское общество, а в 2004 году Британская медицинская ассоциация выступили с заявлениями о том, что нет никаких надежных свидетельств того, что ГМ-продукты опасны для здоровья, но тем не менее нужны дополнительные исследования. В 2004 году Союз немецких академий науки признал, что продукты питания, изготовленные из трансгенных растений, не представляют никакой опасности для здоровья. В 2005 году были опубликованы результаты исследования ВОЗ. В частности, отмечалось, что пока нет фактов, подтверждающих, что продукты питания из трансгенных растений опасны для здоровья. В 2007 году Австралийская академия наук заявила, что безопасность ГМ-продуктов подтверждена многочисленными международными исследованиями. В 2008 году на страницах авторитетного «Journal of the Royal Society of Medicine» было отмечено, что за прошедшие 15 лет сотни миллионов людей потребляли ГМ-продукты и не ощутили на себе никаких вредных последствий для здоровья. Летом 2012 года Американская медицинская ассоциация заявила, что нет никаких доказательств того, что трансгенные растения могут быть чем-либо опасны. Переноса генов между родственными растениями также не наблюдается. В 2013 году авторы обзорной работы, опубликованной в «Journal of Animal Science», обобщили результаты 1783 исследований, проведенных с 2002 по 2012 год, и также не нашли сколько-нибудь заметного вреда от трансгенных растений.

Однако есть и другие исследования. Так, французский биолог Жиль-Эрик Сералини провел ряд исследований, в которых выявил, что некоторые сорта трансгенной кукурузы (MON863, MON810, NK603), выращиваемые компанией «Монсанто», могут быть небезопасны для здоровья.

В 2009 году Артемис Дона и Иоаннис Арванитояннис опубликовали в журнале «Critical Reviews in Food Science and Nutrition» свое скандальное обозрение. По их словам, результаты некоторых исследований свидетельствовали, что трансгенные сорта кукурузы могут менять гематологические, биохимические и иммунологические показатели человека. Эта статья подверглась впоследствии резкой критике. В особенности она возмутила представителей биотехнологических компаний, которые обвиняли оппонентов в подтасовке результатов.

В ноябре 2008 года Альберто Финаморе и его коллеги из итальянского Института исследования питания и продовольственных продуктов подвели итоги изучения трансгенного сорта кукурузы MON810. Со страниц «Journal of Agricultural and Food Chemistry» они сообщили, что у мышей, которых кормили этой кукурузой, иногда заметно менялся иммунитет. Впоследствии опять же последовали опровержения. Их авторы считали, что иммунитет у мышей мог меняться по какой-то другой причине.

В том же 2008 году А. Велимиров и его коллеги из венского Ветеринарно-медицинского университета и Института исследований биологического сельского хозяйства подвели итог наблюдений за несколькими поколениями мышей, которых кормили трансгенным сортом кукурузы MON810. Ученые установили, что репродуктивные способности мышей снизились. Однако представители Европейского ведомства по безопасности пищевых продуктов поспешили заявить, что статистические методы, использованные австрийскими учеными, не выдерживают критики, а потому на основании результатов, полученных ими, недопустимо делать тот вывод, который сделали они.

Некоторые специалисты и экологические организации придерживаются мнения, что трансгенные растения опасны для окружающей среды. По их словам, эти растения могут наносить вред различным животным. Кроме того, они могут скрещиваться со своими дикими родственниками, и это грозит видовому разнообразию флоры. При этом они ссылаются на опыт разведения трансгенной кукурузы в Мексике. Им возражают, что перед тем, как разрешить возделывать любой трансгенный сорт растения, в течение нескольких лет ведутся исследования. Разрешение дают после того, как станет понятно, что он не несет никакой опасности для окружающей среды.

Как бы то ни было, люди во многих странах мира выступают против возделывания ГМ-растений. Радикальные экологи регулярно совершают нападения на поля, засеянные ими. Им впору уже составлять свою летопись «ста великих битв», эпически воспевая победы над кукурузой или соей.

Участники таких акций считают свои действия правомерными, ведь эти растения, настойчиво повторяют они, опасны и для человека, и для окружающей среды. Они-де распространяют «вредные гены». Гены, как микробы, переползают от одного растения к другому. Проводить опыты с трансгенными культурами – все равно что заразить человека оспой или чумой и теперь ждать, когда от него заболеют все жители в округе. «Заниматься генными технологиями – значит вредить всему живому».

Борьба с «коварной наукой» получила распространение в Германии, Франции, Индии, Латинской Америке.

Во Франции активист Жозе Бове основал движение «Les Faucheurs Volontaires». В 2005 году за нападение на поле, засеянное ГМ-культурами, он был приговорен к четырехмесячному заключению. В июле 2006 года он уничтожает поле ГМ-кукурузы и приговаривается к денежному штрафу.

В 2006 году созданная в Германии организация «Gendreck-weg» (дословно: «Долой генетическое дерьмо») призывает захватывать поля, засеянные, понятное дело, какими культурами. Активисты не раз откликались на призыв.

В июне 2008 года во французских департаментах Жер и Верхняя Гаронна одержаны две блестящие победы. Радикалам впервые удалось полностью уничтожить две плантации всё той же страдалицы-кукурузы. Пленных не брали и не ели.

Масштабы «генобесия» нарастают…

Остается добавить, что до 2014 года в России ГМ-растения можно было выращивать только на опытных участках. Однако с 1 июля 2014 года вступило в силу Постановление Правительства Российской Федерации № 839, согласно которому было разрешено сеять ГМ-зерновые. Но уже летом 2016 года Госдума РФ запретила выращивание генетически и инженерно-модифицированных растений и животных. Их разрешили разводить лишь в научных целях.

Можно ли доверять лекарствам?

Для нас, пациентов, нет надежнее и честнее проводников в мире лекарств, чем инструкции. Мы не можем не верить тому, что написано в этих листках, как школьники не могут не верить страницам учебников, где перечислены все правила и исключения. Они уверены, что один процент – это сотая доля числа, кто бы ни производил вычисления. Мы же уверены, что препарат, купленный в аптеке, полезен всем, кроме… («Читай противопоказания»). Однако «правила лекарств» не раз менялись на глазах людей, на их судьбах.

В качестве примера можно привести такое скандально известное лекарство, как виокс. В начале 2000-х годов пациентам, страдавшим от заболеваний суставов, часто прописывали это болеутоляющее средство, пока отдельные исключения не сложились в важное правило: у определенных категорий больных виокс вдвое повышал вероятность инфаркта или инсульта. В сентябре 2014 года фармацевтическая компания «Merck» объявила о добровольном отзыве этого препарата.

Как полагают, десятки тысяч больных диабетом заработали инфаркт, принимая рекомендованное им лекарство – росиглитазон (оно теперь также запрещено к продаже).

В обоих случаях речь идет не о торговле поддельными медикаментами, а о том, что людям прописывали лекарство, которое прошло все лабораторные и клинические испытания. Что оно на законных основаниях допущено к производству и продаже. Что выявлены все его побочные последствия. Что оно полезно и безвредно.

Никакими серьезными экспериментами не доказана действенность гомеопатических средств

Почему же с пугающей частотой пациенты обнаруживают, что они – «исключения из правил»? Ведь все испытания, проверки, инстанции… И тут взгляд человека, ищущего смыслы и объяснения случившемуся, невольно скользит по – скажем так – «черной папке», которая есть у всякой уважающей себя фармацевтической компании. В этой папке «хранятся под спудом» результаты многих клинических испытаний лекарств. Ведь в открытый доступ попадает только часть протоколов. Среди того, что не положено знать публике, могут быть отдельные случаи, неприятные случаи, из которых и составляются исключения. Убийственно неприятные случаи, которые – за стенами лабораторий – приводят к тому, что пациент теряет здоровье или умирает, принимая прошедший проверку препарат.

Фармацевты знают немало трюков, позволяющих представить продукцию в наилучшем свете. Рекламная индустрия становится новым лицом фармацевтики, ее призрачным лицом. Любой препарат выпускается в жизнь, удостоенный сразу двух аттестаций: «Самое эффективное из лекарств» и «Самое безопасное из лекарств». Но стоит ли верить этим штампованным фразам?

Да-да, проблема гораздо шире, чем простая подделка лекарств. Фармацевтика переживает тяжелейший кризис – неминуемый кризис потребления. Фармацевтические концерны – по примеру компаний-производителей электроники – стремятся выпускать всё новые и новые «модели» лекарств. Подчас они не выдерживают критики. Клинические испытания беспощадно выявляют их недостатки – их полную бесполезность, а то и вред, приносимый ими. По идее, эти препараты нужно снимать с производства после того, как на их разработку затрачены огромные денежные суммы. Вернуть эти суммы уже не удастся…

Не удастся? В ход идет всё! Результаты клинических испытаний, которые показали непригодность препарата, засекречивают, даже если их – 90 %! В печать попадают лишь нужные результаты. Организуется навязчивая реклама нового «чудо-препарата». «Заказные статьи» о нем публикуются всюду. Продажи лекарства наращиваются. Прибыль идет. Пациентам остается рассчитывать лишь на чудо – верить в то, что препарат им поможет, ведь и плацебо, лекарство-пустышка, случается, помогает.

Современная фармацевтика скатилась к краю пропасти. Здесь всё вертится вокруг денег. Благополучие пациента – дело десятое. Им можно пожертвовать. Новые лекарственные препараты проверяют и контролируют те, кто их производит. Они сами должны судить-рядить, окупятся ли их расходы. Для них отрицательный отзыв – удар по благоденствию фирмы. Понятно, что в таких условиях обман потребителей – основа получения прибыли, даже если этот обман смертельно опасен. Получается, что никто, кроме фармацевтов, не знает, полезны или вредны рекламируемые ими препараты.

И речь не об отдельных «негативных явлениях». То, что мы видим, с чем сталкиваемся, – это система, «модель ведения бизнеса».

«Почему, с одной стороны, власти так заботятся о нашем здоровье, принимают соответствующие законы, требуют, чтобы мы под угрозой штрафов пристегивались в автомобилях, не курили там-то и там-то? – задается ироничным вопросом британский врач и журналист Бен Голдакр, автор бестселлера “Bad Pharma” (“Фармацевтическая ложь”). – И почему, с другой стороны, власти проявляют такое равнодушие к нашему здоровью, раз их вовсе не интересует, какие лекарства нас заставляют принимать?» Власти и впрямь оставили слишком многое «на усмотрение фармацевтов», и те вовсю пользуются вольностями в своих «грязных играх».

Опыт показывает, что в тех случаях, когда клинические испытания нового лекарства проводят сами фармацевты, результаты чаще всего бывают положительными. Лекарство признают годным к продаже.

Другое дело, когда те же исследования проводят независимые эксперты. Подчас они приходят к противоположным результатам. В своей книге Голдакр приводит целый ряд подобных примеров.

Так, в 2010 году трое независимых ученых из Гарварда и Торонто проанализировали исследования, посвященные важнейшим группам лекарств, в том числе антидепрессантам и противораковым препаратам. Они просмотрели свыше пятисот работ. Если работы финансировались фармацевтами, то в 85 % случаев результаты были положительными, а если независимыми инвесторами – в 50 % случаев. Значимая разница!

В 2006 году ученые проанализировали все публикации о психофармакологических средствах, появившиеся в четырех научных журналах за десять лет (всего – 542 работы). В работах, которые финансировались фармацевтами, 78 % исследований дали положительный результат. Если инвесторы были независимыми, то лишь 48 %.

Если бы мы разоблачили физика, который скрывает часть полученных им в эксперименте результатов, чтобы подтвердить свою гипотезу, мы бы отлучили его от науки, назвали фальсификатором и махинатором.

Но в фармацевтической отрасли, сколько ни пытаются ее расшатать отдельные скандалисты, царит та же благостная тишина. По оценке Джозефа Росса, эксперта из Йельского университета, фармацевтические компании утаивают результаты каждого второго клинического испытания.

Безответственность награждается, доверчивость наказывается – вот кредо современных фармацевтов. Легальное кредо. Сама система фармацевтической индустрии в странах Запада, странах, снабжающих лекарствами весь остальной мир, устроена так, пишет Голдакр, что допускает и даже поощряет фальсификацию важнейших результатов.

…В мире фармацевтики царит свой «естественный отбор». Коммерческие компании отчаянно конкурируют друг с другом. Ведут борьбу за спонсоров, контракты, гранты. И если где лишь блеснула «искорка надежды», как не разжечь из нее «огонек», а то и «пламя славы»? Победа же тогда обеспечена! Полная поддержка! Пул инвестиций! Все обратятся к тебе!

А что тот единственный пациент? Ему остается лишь с удивлением слушать эти громы фанфар, долетающие откуда-то с «верхов», с самых небес, куда может последовать и он, заслушавшись этой победной музыкой, поверив тому, что ему твердят.

Гомеопатия: щадящая медицина или модное суеверие?

На протяжении последних десятилетий гомеопатия, «мягкое искусство врачевания», завоевывает всё большую популярность. Лекарства, предлагаемые гомеопатами, можно встретить в специализированных аптеках. Их рекомендуют своим пациентам врачи. По данным Европейского союза, около 125 миллионов европейцев принимают гомеопатические препараты. К ним обращаются при простудах, головной боли, аллергии. Люди лечатся этими лекарствами, которые на самом деле ничего «лекарственного» в себе не содержат. И если они лечатся успешно, то исцеление им приносит «ничто», действующее «никак».

Как же возникло это удивительное искусство, которое одни называют псевдомедициной и лженаукой, а другие – чудесным способом исцелять людей? В чем заключается тайна гомеопатии? И в чем кроется принцип действия гомеопатических препаратов? Или это всё выдумки? Почему гомеопатия вызывает так много споров?

Год рождения гомеопатии – 1790. Ее создатель – Самуэль Ганеман провозгласил закон: «Similia similibus curentur» («Подобное лечится подобным»). На сайте Немецкого гомеопатического союза и сегодня можно прочитать: «Гомеопатическим может считаться только то средство, которое при испытании его на здоровом человеке вызывает у него те же симптомы, от которых страдает больной. Поэтому кофе может считаться средством против бессонницы, а лук в качестве гомеопатического лекарства может лечить насморк».

По признанию специалистов, методики восточных врачей помогают в тех случаях, когда привычная для нас медицина достигает предела

В 1805 году Ганеман подвел итог своим многолетним экспериментам, издав трактат «Медицина опыта». С его страниц он объявил о рождении новой медицины, которая радикально отличается от академической медицины, основанной на рабском подражании древним авторитетам. Следуя им, врачи лишь мучат своих пациентов: режут их тело железом или дерут щипцами, ставят им пиявки или пускают кровь, дают им рвотное или слабительное. Врачи стали мучителями пациентов вместо того, чтобы быть их целителями.

По Ганеману, врачи, борясь с болезнями, не только выбирали неверные средства, но и неправильно истолковывали причины заболеваний. Он считал, что любой недуг возникает из-за того, что жизненная сила человека ослабевает. Чтобы вернуть ему здоровье, надо восстановить его жизненную силу. Врачи же, не зная этой причины, борются лишь с внешними проявлениями болезни – сбивают жар, останавливают воспаление. Так они достигают мнимой победы. Болезнь вроде бы отступает, чтобы затем с новой силой вернуться.

Тогда, на рубеже XVIII–XIX веков, причины многих заболеваний были еще неизвестны. За минувшие два столетия открыто множество бактерий и вирусов, вызывающих у людей самые разные недуги. Однако для последователей Ганемана ничего ровным счетом не изменилось. На том же сайте врачей-гомеопатов говорится: «Восстановить жизненную силу организма… вот задача гомеопатических препаратов».

Так что это за препараты?

Выбор ингредиентов для них поразительно широк. В их числе могут оказаться самые странные вещества: металлы и растительные яды, кислоты, ртуть и мышьяк в ничтожно малых количествах.

Именно так! Ведь для того, чтобы исходная субстанция действовала так, как предписывают ей гомеопаты, ее надо очень сильно разбавить. Этот процесс называется «потенцирование». Считается, что он активизирует («пробуждает») жизненную силу («витальную энергию»), таящуюся в разводимом веществе (древний дух алхимиков, кажется, витает над страницами книг, защищающих принципы гомеопатии!).

Мера разжижения обозначается латинскими буквами C («сотенное») и D («десятичное»). Степень разжижения D1 соответствует концентрации 1:10. Трижды повторенное десятичное разведение (D3) приводит к тому, что на одну долю исходного вещества приходится теперь 1000 долей воды (1:1000). Дозировку D20 можно было бы получить, бросив таблетку аспирина в Атлантический океан. Невозможно представить себе, чтобы в каждом стакане воды, взятом из океана, нашлась хотя бы одна молекула лекарства и чтобы эта вода помогла вам сразу поправить здоровье. Подобный пример смешит. Но таинственная целительная сила гомеопатических препаратов притягивает, побуждает их принимать в надежде на излечение.

В нашем организме, как и во всей природе, действует правило: чем выше доза проникающего туда активного вещества, тем ощутимее реакция на него. Гомеопаты уверены, что с их лекарствами всё бывает наоборот. По признанию самих врачей, «чем серьезнее патология, поразившая организм, тем выше должно быть потенцирование». Пациентам, страдающим от хронических, почти неизлечимых заболеваний, прописывают до невозможности разбавленные препараты.

Напрасно спрашивать у самих гомеопатов, почему их медикаменты все-таки наделены целебной силой. Они не ответят, лишь сошлются на «теоретические рассуждения», которые обещают, что эти лекарства помогут. Никакими экспериментами, как того требует научный подход к любому вопросу, их действенность пока не доказана. Теория же гласит, что «энергия» или «природа» исходного вещества при правильном потенцировании передастся раствору. Таким образом, молекулы воды должны обладать своего рода «памятью» – помнить о веществе, которое содержалось в воде.

Из физической химии известно, что при растворении в воде какого-либо вещества схема расположения ее молекул в самом деле меняется. Однако сохраняются эти изменения только до тех пор, пока растворенное вещество присутствует в воде. Как только раствор будет разбавлен до такой степени, что его влияние перестанет ощущаться, молекулы воды за долю секунды примут прежнее положение.

Но согласимся с гомеопатами и допустим, что вода, подобно живым существам, наделена «памятью». Вслед за тем надо будет признать, что ее «память» имеет странное свойство: чем меньше в воде остается растворенной в ней субстанции (чем выше «потенцирование»), тем лучше она помнит об этом веществе, помнит почти безгранично.

А ведь процедуру потенцирования проводят вовсе не в стерильных условиях, не в глубоком вакууме, как следовало бы ожидать! Поэтому в любой раствор, приготовленный гомеопатами, невольно подмешано какое-то количество примесей. Но их вода тоже должна «запомнить», и они тоже должны «действовать» на наш организм, может быть, решительно меняя характер лечения?! Или же нет? И почему нет?

Справедливости ради надо сказать, что в гомеопатических препаратах нет вредных примесей. Их можно принимать смело: они не навредят – правда, и не помогут, если вы только не поверите, не поверите безоглядно, что вам от них лучше. Что ж, никто, даже врачи, не отменяли целительную силу плацебо! Пустышки-плацебо…

Альтернативная медицина, в том числе гомеопатия, доказала свою пользу при лечении некоторых заболеваний, имеющих психическую подоплеку. Так, многие профессиональные врачи сами были бы рады отправить иных своих пациентов (например, страдающих от неясных хронических болей) к медикам, практикующим нетрадиционные методы лечения, в частности к гомеопатам. В принципе такое лечение связано с самообманом, но, поскольку оно приносит порой ощутимую пользу, обманом назвать его нельзя. Как говорят сами врачи, оно дает пациенту чудесный шанс напрячь все силы, чтобы помочь организму избавиться от болезни.

Однако обращаться к гомеопатам можно лишь ограниченному кругу больных. Всякие попытки лечиться от инфекционных болезней при помощи гомеопатических препаратов не только бесполезны, но и крайне опасны.

Акупунктура: плюсы и минусы

В XX веке общемировое признание получила традиционная китайская медицина (ТКМ). Она представляет собой целостную систему методов, включающую профилактику болезней и их лечение, гимнастику и диетологию, медитацию и восстановительные процедуры. Эти медицинские техники объединяет одна общая черта: все они стремятся пробудить защитные силы организма, заставить человека самого бороться с недугом вместо того, чтобы пассивно ждать, когда подействует лекарственный препарат или состоится операция, на которую вся надежда.

Отношение к человеку всегда было важнейшим различием между европейской и китайской медициной. Наши врачи, ставя диагноз, интересуются прежде всего результатами обследований и показаниями приборов. Рентгеновские снимки, анализ крови, ЭКГ – вот «поводыри» медиков в лабиринте человеческого тела. Сам человек не так важен. Главное – суметь свести его натуру к схеме, которую можно истолковать. У каждой болезни свой стандарт. Остается лишь сравнивать, анализировать. Пока продолжается эта работа, про фигурку, прикорнувшую на больничной койке, можно забыть. Есть набор процедур, которым ее следует подвергнуть. За это время какое-нибудь решение будет найдено. Современная аппаратура даст исчерпывающий анализ состояния больного.

Для специалистов по ТКМ, наоборот, важны не цифры и записи в медицинской карте, а сам человек, явившийся на прием. У каждого из нас свой особый организм, а потому надо лечить нас – «меня, меня!» – не так, как других. Всякий раз, встречаясь с пациентом, китайский врач, если он действует «по старинке» – по традиции, проверенной тысячелетиями, – должен заново оценивать его состояние, а затем подбирать порядок лечения. Тут многое зависит от интуиции врача, его опыта.

В некоторых странах от пыли умирают в десятки раз больше людей, чем от выхлопных газов

Китайская медицина – штучный товар, рассчитанный на отдельного человека. Это «ручная выделка», а не «машинное производство», и потому найти нужного специалиста бывает достаточно трудно. Европейская же медицина – это операция вместо интуиции, прием вместо подхода, это не лекарство, подобранное пациенту на заказ, а стандартная упаковка таблеток, рассчитанная на персонажа усредненной статистики.

Библия приверженцев ТКМ – «Нэй-цзин», «Книга Желтого императора по лечению внутренних болезней», записанная в III–I веках до нашей эры. Это – классический труд по ТКМ. Стремясь понять таинственные процессы, протекающие в организме, врачи Древнего Китая смело проводили аналогии между человеческим телом и природой, примеряя ее законы к естеству нашей натуры. Согласно их воззрениям, в человеке, как и в мироздании, всё должно пребывать в равновесии. Но оно не устойчиво. Одни силы стремятся поколебать здоровый покой, другие – им и должны помогать врачи! – восстанавливают порушенное. С их торжеством к нам возвращается здоровье.

Ареной двух сражающихся сил – инь и ян, женского и мужского начал, – является сам человек. Противоположности уравновешивают, обуздывают друг друга. Когда же этого не происходит, то согласно традиционным китайским взглядам на медицину развивается болезнь. Если в организме человека имеется избыток инь, то у него мерзнут руки и ноги, замедляется пульс, лицо бледнеет. Если преобладает другое начало – ян, то лицо краснеет, пульс учащается, человек суетится, нервничает. Его словно снедает огонь.

Вся беда в том, считают китайские врачи, что нарушена циркуляция жизненной энергии (ци), которая помогает выравнивать уровни инь и ян. Пока она свободно перетекает по всему организму, последний напоминает систему сообщающихся сосудов, соединенных каналами (меридианами). Но иногда вдоль того или иного канала возникает затор. Тогда жизненная энергия перестает поступать к отдельным органам тела или буквально по капле просачивается к ним. Надо устранить затор, например, введя под кожу пациента иглы в нескольких точках, лежащих вдоль меридиана. Искусные движения врача, и путь свободен! Человек выздоравливает. Он вновь энергичен, как прежде.

По признанию специалистов, методики восточных врачей помогают в тех случаях, когда привычная для нас медицина достигает предела, например при лечении хронических болей, а также при так называемых «функциональных нарушениях», когда органическая причина заболевания не выявлена.

Однако в чем научная подоплека подобной терапии?

Из всех методов ТКМ наиболее изучена акупунктура, врачебная практика, которой посвящен один из разделов «Нэй-цзин». За прошедшие две тысячи лет ее принципы почти не изменились – разве что иглы стали изготавливать не из бамбука или камня, а из серебра и нержавеющей стали.

В Европе первое упоминание об иглотерапии относится к 1675 году, но в моду она вошла лишь на рубеже 1960—1970-х годов. Стоит отметить, что еще в 1971 году Министерство здравоохранения СССР издало приказ «О дальнейшей разработке метода иглотерапии и внедрении его в практику», положивший начало широкому применению этого – небесспорного – метода в нашей стране.

С тех пор многочисленные эксперименты, проходившие в разных странах, – в них участвовало уже более 600 тысяч человек – показали, что порой азиатские иглы приносят куда больше пользы, чем таблетка и скальпель – привычное оружие медиков.

Как выяснилось, акупунктура значительно лучше, чем европейская медицина, помогает при лечении болей в спине (здесь ее эффективность выше на 70 %) и почти столь же действенна при боли в коленных суставах. При мигренях же одинаково хороши оба вида терапии, восточная и западная.

Но если иглоукалывание приносит пользу, чем это можно объяснить? Может быть, эффектом плацебо? Как правило, экзотические способы лечения в традициях «сибирских шаманов, малайских магов и бенинских жрецов» помогают отдельным пациентам лишь благодаря этому эффекту – отчаянной надежде и настойчивому самовнушению. «Вера в чудо» – вот главный принцип альтернативной медицины.

Но корректно ли сравнивать иглотерапию с плацебо? Похоже, в ее основе лежит не проясненный до сих пор механизм возбуждения головного мозга, позволяющий снять (и подчас надолго) хроническую боль, мучающую пациента.

Специалисты из Лондонской университетской школы (об этой работе сообщил журнал «Nature») с помощью томографа наблюдали за процессами, протекающими в головном мозге при иглоукалывании. Они регистрировали активность в определенной его зоне, отвечающей за вознаграждение. Очевидно, организм пациентов вырабатывал физиологически активные вещества – серотонин, дофамин и эндорфины, которые заглушают боль. При этом возбуждение охватывало еще и так называемую островковую долю мозга (инсулу), которая участвует в зарождении эмоций. Пока ученые, впрочем, не могут объяснить, какую роль играет этот отдел мозга в механизме подавления боли.

Это – первая работа, авторам которой с помощью методов томографии удалось доказать, что акупунктура – это нечто большее, чем плацебо. Разумеется, пройдет еще немало времени, прежде чем будет создана научная теория акупунктуры.

Проводимые сейчас исследования древних врачебных практик позволят включить в арсенал европейской медицины всё лучшее из того, что накоплено ТКМ (к другим видам лечения, издавна применяемым врачами Китая, относятся фитотерапия, гимнастики цигун и тайцзи, различные техники массажа). Всё более популярной становится идея интеграции традиционной китайской и западной медицины, слияния двух наиболее распространенных медицинских школ современности.

Эта вездесущая пыль

В последние полвека количество пыли в атмосфере неуклонно растет. Это не может не сказываться на климате, на растительном и животном мире Земли, на человеке – на нашем здоровье. Как именно? Это предстоит еще понять, но в последние годы ученые сделали немало для того, чтобы изучить действие пыли на наш организм.

Осенью 2015 года на страницах журнала «Nature» был опубликован отчет, согласно которому ежегодно свыше 3,5 миллиона человек во всем мире – примерно в три раза больше, чем от СПИДа или туберкулеза! – умирает по вине… пыли.

Больше всего жертв пыль собирает в Азии: 1,4 миллиона человек в Китае, свыше 600 тысяч – в Индии. В Европейском союзе она ежегодно убивает 180 тысяч человек. Во многих странах от пыли умирают в десятки раз больше людей, чем от выхлопных газов.

Химические вещества, попадающие в атмосферу из фабричных труб, отравляют окружающую среду и наносят вред здоровью человека

В воздухе наших городов, в этих «оазисах комфорта», всюду, словно соль в морской воде, растворена пыль. Мы дышим ей, исподволь, каждую минуту, испытывая свое здоровье. Мы дышим ей, неощутимой, как радиация, как бесцветные капли яда, приправленные в пищу.

От заводов, электростанций, строек, городских улиц и сельских домов – эта пыль тянется отовсюду. Положение с каждым годом становится всё более тревожным. Особенно плохо обстоят дела в крупнейших странах Азии – Индии и Китае, где повсеместно, на предприятиях и электростанциях, сжигают каменный уголь.

Уровень загрязнения в китайских городах страшно высок. Так, в 2015 году в Пекине содержание в воздухе опасных для здоровья твердых частиц однажды достигло даже 600 микрограммов на кубический метр, то есть в 30 раз (!) превысило предельно допустимую норму, установленную ВОЗ.

Загрязнение воздуха стало одной из главных проблем КНР. Около 17 % всех случаев смерти в стране вызвано тем, что люди постоянно дышат воздухом, содержащим огромные количества мелкой пыли, а также различные вредные вещества.

В столице Индии Дели, самом грязном городе на планете, содержание пыли в воздухе в 2015 году регулярно превышало норму ВОЗ в 20–25 раз. Но подлинного положения дел не открывают даже цифры. Ученые из Берклийского университета обратили внимание на то, что приборы, отмечающие содержание пыли в воздухе, установлены в стороне от главных улиц – там, где воздух заметно чище. В то же время половина жителей Дели живет в радиусе всего 300 метров от крупных городских магистралей, а значит, в еще более нездоровой обстановке, чем считалось прежде.

Туристам, приезжающим в Дели, открывается тягостная картина. Толстый слой пыли, оседающий всюду, окрашивает листья деревьев в коричневый цвет. Небо из синего давно стало желтым, будто мириады песчинок подняты бурей и теперь опускаются на город, отнимая счастье и надежду.

Загрязнение воздуха становится серьезной проблемой и во многих других городах мира. В декабре 2015 года власти Милана ввели трехдневный запрет на поездки в частных автомобилях – количество пыли в воздухе превысило все мыслимые нормы.

Опять же в декабре 2015 года власти Тегерана из-за сильного смога распорядились закрыть школы и детские сады. Полиция также ограничила передвижение автомобилей в центре города. Пожилых и больных людей настойчиво призывали остаться дома.

Ситуация в Азии, в частности в странах БРИКС, заставляет мысленно перенестись в недавнее прошлое. «Еще несколько десятилетий назад загрязнение воздуха было серьезной проблемой в промышленно развитых странах. Резко сократить его позволили лишь принятые вовремя меры, – пример, которому нужно следовать теперь во всем остальном мире», – призывает координатор ВОЗ Карлос Дора.

Так с чем предстоит бороться? Что такое та тончайшая пыль, которая проникает везде, словно отравляющий газ?

Состоит она из множества мелких, незаметных для нас частиц размером не более 10 микрометров. Наш организм не способен отфильтровать их, и они свободно проникают внутрь.

Чем меньше частицы пыли, тем хуже для нас. Более всего опасны для здоровья пылинки диаметром менее 2,5 микрометра. При вдохе они мгновенно попадают в легочные пузырьки (альвеолы). Они могут вызывать у нас целый ряд заболеваний, опасных прежде всего для сердечно-сосудистой системы и дыхательных путей. Пыль, рассеянная в воздухе, становится причиной инфарктов и инсультов. Эта опасность тем более страшна, что невидима. Пылинки, словно окружающие нас микробы, исподволь проникают в организм.

И раз уж мы заговорили о микробах, то болезни, вызываемые ими, очень разнятся. Это же можно сказать и о пылинках. Они имеют отчасти природное происхождение, а отчасти антропогенное – порождены нашей деятельностью. Степень их угрозы зависит от их химической природы. Пылинки могут быть и безобидными, и крайне опасными, как, например, крупицы тяжелых металлов или химикаты, вызывающие рак.

Очень вредны для человека и мельчайшие частицы копоти и сажи, встречающиеся среди пыли. Они могут проникать из легких в кровеносные сосуды, и кровь разносит их по всему организму. В легких они вызывают местные воспаления. Воспалительные процессы могут распространяться на другие органы тела. В кровеносных сосудах вокруг частиц сажи образуются сгустки. Нормальная циркуляция крови нарушается.

Загрязнение воздуха, считают руководители ВОЗ, является одной из главных причин заболеваний раком, прежде всего раком легких. Так, в 2010 году около 230 тысяч человек во всем мире умерли от рака легких потому, что им приходилось постоянно вдыхать мелкую пыль. Такие данные приводит Международное агентство по изучению рака.

Сейчас ученые исследуют, связана ли болезнь Альцгеймера с загрязнением воздуха. Возможно, мельчайшие пылинки по обонятельному нерву попадают в головной мозг человека и постепенно накапливаются там, вызывая воспалительные процессы. Считается, что эти процессы могут привести к развитию болезни Альцгеймера. Но пока это не доказано.

Но откуда берется вся эта пыль, собирающая миллионы жертв? Многие, не задумываясь, скажут, что воздух загрязняют пылью главным образом фабрики и заводы, а также автомобили. Для промышленно развитых стран это, может быть, и верно, но во всем остальном мире картина иная.

В Индии и Китае воздух загрязняют прежде всего домашние хозяйства. Мелкие частицы сажи выделяются при сжигании дров и угля. Это кажется мелочью, пустяком, но численность населения в обеих странах такова, что общее количество пыли, попадающей в воздух, невероятно велико.

Так можно ли победить пыль? Можно ли очистить воздух в наших городах?

Для этого необходимы решительные меры – нужна технологическая революция, например повсеместное использование электромобилей. Следует также ограничить автомобильное движение в крупных городах и ужесточить предельно допустимые нормы загрязнения воздуха. Иначе всё может только ухудшиться.

Эксперты же уверены, что проблему пыли в обозримом будущем решить не удастся. В таком случае, как показывают расчеты, проделанные учеными из Института химии при Обществе имени Макса Планка (Германия), к 2050 году от пыли в воздухе каждый год будет умирать около 6,6 миллиона человек – больше всего в Азии, чуть меньше в городских агломерациях Америки и Европы.

Пыль всегда рядом с нами, вокруг нас – и мы не видим ее. Пыль – это что-то незримое, легчайшее, но многие миллиарды тонн пыли, рассеянные в воздухе, кажутся грузом свинцовой тяжести, придавившим грудь планеты…

Химия и жизнь: опасные связи

По мнению многих, XXI век станет «веком экологических заболеваний». Мы чудовищно загрязнили среду обитания. На протяжении многих десятилетий мы опрыскиваем поля пестицидами и выбрасываем пластиковый мусор в реки и моря. Многие территории, где мы расселились, нами отравлены.

Мы сами отнимаем у себя здоровье. В последние годы – благодаря исследованиям ученых – мы всё отчетливее понимаем, что тяжелые металлы, ядовитые органические соединения и другие вредные вещества, которые попадают в окружающую среду вместе с промышленными стоками и дымом из фабричных труб, опасны не только в больших количествах. Даже крохотные их дозы могут причинить огромный вред здоровью человека. Все эти химикаты накапливаются в нашем организме, исподволь отравляя его. Так можно ли защититься от этой неприметной угрозы – от ядовитых веществ, окружающих нас повсюду, веществ, созданных нами?

Наркоман быстро становится рабом наркотического вещества

Поговорим подробнее об одной из «опасных связей», установившихся между «химией», то есть промышленным производством, и нашей жизнью.

Как известно, гормоны – это вещества, которые отвечают за точную настройку человеческого организма, за его юстировку. Например, такие гормоны, как эстроген или тестостерон, влияют не только на формирование половых признаков человека, но и на развитие ребенка, находящегося еще в чреве матери, в том числе на формирование его головного мозга. Так что же бывает, если гормональный баланс нарушается?

В окружающей нас среде теперь присутствуют многочисленные произведенные нами химикаты, которые по своему воздействию на организм человека мало чем отличаются от гормонов, в частности половых гормонов. Они содержатся, например, в пластмассе. Так, пластификаторы (мягчители) придают пластику необходимую твердость или гибкость. К ним относятся фталаты (эфиры фталевой кислоты), наделяющие пластмассу ее характерным запахом. При изготовлении пластмассы в качестве отвердителя применяется и бисфенол А. Все эти вещества встречаются практически всюду вокруг нас и влияют на работу нашей гормональной системы.

Сами по себе пластмассы безобидны, но содержащиеся в них пластификаторы со временем попадают в окружающую среду. Например, пластмассовая фляжка в принципе безвредна, но если ею пользоваться постоянно, то вещества, содержащиеся в пластмассе, будут в крохотных дозах накапливаться в организме. Особенно опасны такие материалы для еще не рожденных детей.

Ребенок, находящийся в чреве матери, очень чувствителен к химическим сигналам, поступающим извне. Например, бисфенол А действует на позвоночных животных, в том числе на человека, как женский половой гормон эстроген. Так, в опытах с крысами достаточно ежедневной небольшой дозы бисфенола А, чтобы у их детенышей мужского пола строение пальцев на лапках стало таким же, как у самок: указательные пальцы у них оказывались длиннее, чем безымянные. Самцы рыб под действием этого химиката также приобретали женские черты.

Пальцы – это самый приметный признак. Нарушение гормонального баланса, вызванное действием химикатов, сказывается на всем организме животных – и человека. Те же фталаты могут вызывать у новорожденных нейродермит. Бисфенол А повышает риск заболевания диабетом даже в подростковом возрасте.

Половые гормоны, проникающие в организм человека из окружающей среды, влияют и на его репродуктивные способности. Известно, что гормональные препараты используются в качестве противозачаточных средств. Но точно таким же действием обладают и некоторые химикаты, которые встречаются в окружающей среде. Вдобавок эти вещества способствуют развитию рака молочной железы и рака предстательной железы.

Под действием гормонов, попадающих в наш организм извне, меняются не только анатомические особенности организма, но и нарушается развитие мозга, отчасти иным становится и наше поведение. Медики объясняют влиянием внешних гормонов самые разные девиации в нашем поведении: от аутизма до повышенной агрессивности. Исследования, например, показали, что под действием органических растворителей нарушаются умственные способности новорожденных детей. По этой причине в странах Европейского союза с 2010 года запрещены бутылочки для детского питания, содержащие бисфенол А. С 2005 года запрещено использовать некоторые фталаты в детских игрушках и косметике. Общества охраны потребителей требуют расширить запреты.

Многие ядовитые вещества, попавшие в окружающую среду, очень стабильны. Любители мрачных утопий не устают повторять, что эти химикаты сохранятся в природе, даже если человечество исчезнет. Недаром их называют персистентными, то есть необычайно устойчивыми, вредными веществами. Они циркулируют в атмосфере; ими отравлены реки, моря и озера; они проникают в пищевую цепь – в продукты, которыми мы питаемся.

В 2004 году вступила в силу Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях. Отныне было запрещено применение 12 наиболее опасных персистентных веществ. В этом списке оказались такие известные яды, как ДДТ, диоксин, фуран и гексахлорбензол (он применялся для борьбы с болезнями зерновых культур), а также полихролированные бифенилы, вызывающие рак (они использовались в качестве охладителей и смазочных средств). В 2015 году этот список пополнили еще 9 персистентных химикатов, в том числе перфтороктансульфонат (он придавал одежде и обуви водо- и грязеотталкивающие свойства).

Кстати, во многих странах применение ДДТ было запрещено задолго до принятия Стокгольмской конвенции (в СССР, в других странах Европы и в США – с 1970-х годов). Однако оказалось, что разнесенные ветром частицы этого пестицида всё еще сохраняются во всех уголках планеты – даже в полярных районах, где никогда не занимались сельским хозяйством. То же самое можно сказать об остальных запрещенных химикатах. Микроскопические дозы этих ядов находят в растениях, в жировой ткани животных и даже в материнском молоке. Дозы эти невероятно малы, но они постепенно накапливаются в организме. Так, переделывая мир «ради торжества прогресса» и внедряя химизацию в сельском хозяйстве, мы добились того, что пропитали всё на планете ядом.

«Обжегшись на молоке, дуют на воду». Не случайно люди повсеместно боятся генно-модифицированных продуктов. Ведь нас десятилетиями уверяли, что применение ДДТ и других пестицидов в сельском хозяйстве идет на пользу всем нам. О хроническом отравлении ими людей стало известно гораздо позже – «ввиду многочисленных фактов».

Одни вредные вещества запрещают, на их место приходят новые. Однако их репутация неизменно бывает сомнительной. «Всё вокруг – химия!»

В древности основным материалом было дерево; еще и сейчас запах деревянного дома кажется нам «удивительно здоровым». Теперь мы выбираем пластик, прессованные плиты, лаки и краски с их неповторимо резким запахом и надписью на этикетке: «Следует избегать попадания в пищу». А в дыхательные пути?

У нас вдоволь времени, чтобы дышать парами веществ, окружающих нас. Слушая выпуски новостей, мы чувствуем себя порой живущими как на пороховой бочке. По правде говоря, нам нечего бояться террористов. Мы давно живем не на бочке с порохом, а на самых настоящих складах химического оружия – в наших квартирах.

Мы оказались плохими хозяевами, ничем не лучше хрестоматийных Гаева и Раневской. На воротах, ведущих в наш вишневый сад, давно пора вешать табличку: «Осторожно! Требуется дехимизация».

Почему люди становятся наркоманами?

«Кокаин – черт в склянке! – отнюдь не понаслышке писал в повести “Морфий” Михаил Булгаков. – При впрыскивании одного шприца почти мгновенно наступает состояние спокойствия, тотчас переходящее в восторг и блаженство. И это продолжается только одну-две минуты. И потом все исчезает бесследно, как не было. Наступает боль, ужас, тьма».

В большинстве стран образцы штаммов смертоносных микробов хранятся в секретных лабораториях, попасть в которые очень трудно

Наркоман попадает в замкнутый круг – в смертельную ловушку. Мания, овладевшая им, всецело определяет его поведение. Вся его жизнь отныне подчинена ритму приема дозы. Она требуется ему, как другим больным, например, инсулин. В ее отсутствие определенный участок головного мозга – так называемый центр удовольствия – почти перестает работать. Все вокруг видится лишь в невыносимо сером цвете. Кажется, что энергия, а вместе с ней и жизнь постепенно уходит из организма.

Центр удовольствия – одно из древнейших образований мозга. Он, словно поводырь, ведет нас по жизни, награждая счастливыми встречами, красивыми пейзажами, вкусной едой. Но иногда поводырь слепнет. Сигналы, испускаемые наркотиком, заглушают любые другие удовольствия. Наркоманам, чтобы снабдить себя «гормоном счастья», дофамином, непременно нужна очередная доза. Теперь они обретают подлинную радость лишь в «искусственном раю».

Так почему люди становятся наркоманами? Возможно, все дело – в изначальной «слабости» мозга. Он выделяет меньше «гормона счастья», чем следовало бы. Возможно, первопричиной становится случайный прием наркотика. Мозг перестраивается. Впадает в зависимость от новых поставок «морфия» и т. п. Итак, что является причиной? Специфика строения мозга? Или эти особенности появляются позднее, под действием наркотического средства?

Одним из авторов гипотезы «дефицита дофамина» в мозге людей, склонных к наркомании, является американский психиатр Нора Волкова. В лабораторных опытах, проводимых в стенах возглавляемого ею Национального института изучения зависимости от наркотических средств, Волкова и ее коллеги показали, что мыши, у которых нарушена работа центра удовольствия, гораздо легче других мышей впадают в наркотическую зависимость. По словам Волковой, «можно предположить, что этот дефект и является причиной мании, хотя полученные результаты все же не позволяют сделать окончательный вывод».

А какие еще особенности строения мозга могут свидетельствовать о грозящей опасности? Ученые из Кембриджского университета обследовали 50 пар, составленных из братьев и сестер. В каждой из них кто-то принимал наркотики, а кто-то – нет. В контрольную группу включили 50 здоровых людей примерно того же возраста и уровня интеллекта. Тестирование показало, что в семьях наркоманов даже здоровым братьям (или сестрам) с трудом удается подавлять свои спонтанные желания. Нейрональные соединения во фронтальной области их головного мозга работают менее эффективно, чем у людей из контрольной группы. А ведь этот отдел мозга отвечает за способность человека управлять своими поступками.

В принципе ученых не удивило, что головной мозг наркоманов несколько отличается по своему строению от мозга здоровых людей. Непонятно только, начал ли человек принимать наркотики, потому что это было обусловлено особым строением мозга? Или же мозг «деформировался» из-за постоянного приема наркотиков? Вопросы эти сродни сакраментальному: «Что было вначале, курица или яйцо?»

Как ни странно, наблюдения ученых подтверждают обе эти догадки. Комментаторы же называют эти особенности строения мозга «потенциальным биомаркером». Если они будут выявлены у подростков во время томографического обследования, это может свидетельствовать об их предрасположенности к наркомании.

И снова к вопросу о предпосылках. Если «мания» связана с особенностями строения мозга, то, может быть, она заложена в нас генетически?

Известия о «генах наркомании» не раз появлялись на страницах научных журналов. Так, бразильский биолог Джулиана Якубиан сообщила в журнале «PNAS», что у людей, страдающих различными наркотическими зависимостями, наблюдаются мутации генов COMT и DAT.

Впрочем, многие исследователи сомневаются в том, что проблему наркомании можно решить исключительно методами генетики. Как отмечает немецкий ученый Кристиан Бюхель, «литература по вопросам генетики изобилует ссылками на те или иные гены, которые якобы обуславливают зарождение мании, но ссылки эти, как правило, впоследствии не подтверждаются».

Нескольких выявленных генов мало, чтобы досконально объяснить природу такого сложного феноменов, как наркомания. Специалисты сходятся во мнении, что склонность к наркотикам передается по наследству в 50–60 % случаев. Но есть и немало других причин, побуждающих человека «заболеть» наркоманией.

Психологи обращают внимание на влияние окружающей среды – на такие факторы риска, как бедность, преступность, стресс и, прежде всего, доступность наркотиков. Тогда в трудную минуту легкий рычаг иглы мигом стряхнет все неприятности.

Итак, наркомания предопределена сразу несколькими факторами: строением головного мозга, генетическими задатками и влиянием окружающей среды.

Руководители ВОЗ подчеркивают, что синдром наркотической зависимости не связан с изъянами в характере человека, а представляет собой хроническое заболевание, то есть недуг, приступы которого регулярно повторяются. И подобно тому, как простуженный человек не имеет выбора – кашлять ему или нет, так и люди, заболевшие этим синдромом, обречены демонстрировать его симптоматику: добывать наркотики, тянуться к игле.

Несмотря на успехи современной медицины, память о былой наркотической зависимости все же не удается стереть. Если человек однажды впал в нее, он снова может быстро сорваться. Наш организм легко готов вернуться к прежнему механизму получения удовольствия.

Поэтому цель терапии – как можно дольше отсрочить очередной приступ. Любой период воздержания, сколько бы он ни длился, это – успех, считают врачи. Из дней складываются месяцы, из месяцев – годы воздержания. Когда-нибудь болезнь вернется, как возвращается грипп. Нужно спокойно, при поддержке близких, пережить и этот приступ, чтобы потом заново отсчитывать дни и месяцы здоровой жизни, «наслаждаться трезвостью с той же увлеченностью, что и запоем».

В принципе наркоманию, как и алкоголизм, как и курение, можно было бы назвать «психическими инфекционными болезнями», поскольку «заражение» ими начинается с того, что молодой человек, никогда не принимавший наркотики, однажды оказывается в компании друзей, которые решили сделать это, – и у него не хватило смелости отказаться. Он вторит остальным и… заражается болезнью, как мог бы в другой компании заразиться гриппом или ветрянкой.

Тех, кто болеет гриппом, не упрекают в безволии. Несчастный случай – и всё. На их месте мог быть едва ли не каждый. Столь же безосновательно упрекать в этом наркоманов, подчеркивалось на проходившем не так давно в Австрии междисциплинарном симпозиуме, посвященном различным аспектам наркомании. Людей, ею больных, нужно перестать презирать, превращать в изгоев общества. Важна не борьба с этим явлением, которая обычно выливается в борьбу с наркоманами — особенно в нашем нелиберальном обществе, где человек человеку – солдафон, садист, а то и убийца (средневековая практика тотального преследования психически больных людей сплошь и рядом возрождается у нас в виде гонений на наркоманов). Важно лечение наркомании.

Нужно ли опасаться биологического оружия?

Незадолго до теракта 11 сентября 2001 года Усама бен Ладен заявил: «Если нам удастся заполучить ядерное, химическое или биологическое оружие, мы не будем считать это преступлением… Мы имеем полное право защищать себя и бороться за освобождение нашей земли всеми средствами». Подобные высказывания звучали не раз.

В чем секрет долголетия?

Тогда, осенью 2001 года, после нападения на Всемирный торговый центр в Нью-Йорке опасность биологического терроризма казалась, как никогда, велика. В те дни одно-единственное письмо со спорами сибирской язвы, полученное адресатом во Флориде, вызвало нешуточную панику в США. Американцы стали скупать противогазы, запасаться антибиотиками. Журнал «Time» вышел в те дни с броским заголовком: «Уязвимая Америка». Страх, как колония микробов, легко перенесся и в Европу.

Прошло пятнадцать лет. За это время тема применения биологического оружия много раз обсуждалась политиками, военными, учеными. Разброс мнений был поразительно широк – от «совершенно невероятно» до «возможно хоть сейчас».

Конечно, биологическое оружие изготовить, казалось бы, гораздо проще, чем атомную бомбу. Никакого сложного оборудования не требуется. Нужна питательная среда, нужны сосуды, в которых будут разводить культуры микробов. Всё это можно легко приобрести в специализированных магазинах, не вызывая ни у кого подозрений.

Однако сотрудники Центра международных исследований и исследований в области безопасности Мэрилендского университета еще в 2000 году подготовили доклад, в котором подчеркивали, что таким кустарным способом удастся изготовить лишь самое простое, малоэффективное биологическое оружие. Его можно использовать для диверсий, для покушений на отдельных людей, но не как оружие массового поражения.

Гораздо труднее раздобыть сами вирусы или бактерии. Ведь биологическое оружие должно быть очень опасным, а значит, микробы – смертоносными. Применение в качестве оружия вирусов ОРВИ вызовет лишь очередную сезонную эпидемию. Применение бактерий чумы – массовый ужас. Вот только в большинстве стран образцы штаммов смертоносных микробов хранятся в секретных лабораториях, попасть в которые очень трудно.

Но даже если опасными вирусами и бактериями удалось разжиться, их еще нужно распылить на большой территории в виде аэрозоли или начинить ими бомбу, чтобы сбросить на город. Возбудители заболевания должны выдержать высокую температуру и давление, возникающие в момент взрыва. Микробы, принадлежащие к большинству известных на сегодня штаммов, этим условиям не отвечают. Поэтому для террористической атаки их нужно специально выращивать, применяя, может быть, средства генной инженерии. Вряд ли террористы-одиночки и небольшие террористические группировки способны заняться этой кропотливой работой.

Но даже если есть лаборатория, есть опасный возбудитель заболевания, все равно успех не гарантирован. Это доказывает пример японской секты «Аум Синрикё», распылившей в 1995 году нервно-паралитический газ в токийском метро. На самом деле город ждала другая атака. В распоряжении секты имелись свои микробиологические лаборатории. Но все попытки террористов, располагавших спорами сибирской язвы, превратить их в оружие массового поражения не удались потому, что они не знали нужной технологии.

Но если все-таки биологическое оружие будет применено? Как защитить от него население города и страны? Во-первых, нужно немедленно установить, что за болезнь поражает людей, что за тип возбудителя заболевания использован. Во-вторых, надо тотчас принять все меры, чтобы остановить начавшуюся эпидемию.

Перечень возбудителей заболеваний, которых можно использовать в качестве биологического оружия, очень широк. Он насчитывает не менее 70 вирусов и бактерий. Американские центры по контролю и профилактике здоровья разделили болезни, вызываемые ими, на три категории.

Первую образовали такие страшные недуги, как сибирская язва, оспа, чума, туляремия, Эбола и ботулизм. Вторую – бруцеллез, холера, сальмонеллез, тиф, ку-лихорадка. Третью категорию составили не очень опасные болезни (впрочем, средствами генной инженерии можно изменить их возбудителей так, чтобы они стали крайне агрессивными).

Однако вспышка какого-то редкого, хоть и очень опасного заболевания может, скорее, озадачить врачей, которые никогда не сталкивались с ним. Счет заболевших (а может, даже и умерших) будет идти на тысячи, прежде чем врачи, складывая из отдельных, пусть частых случаев общую мозаику, определятся с тем, что началась массовая эпидемия, вызванная атакой террористов.

Ведь в нашем распоряжении нет методов быстрой диагностики многих редких возбудителей заболеваний, которых как раз и захотят использовать террористы. Например, в случае с заболеваниями чумой понадобится не менее шести дней, чтобы точно идентифицировать чумную бактерию. Не все лаборатории имеют возможность сразу же выявить, что человек заболел туляремией или ботулизмом.

Почти все перечни биологического оружия возглавляет сибирская язва. Ею легко заразиться – стоит только вдохнуть от одной до трех спор бактерий. Болезнь эта очень тяжелая. Если не придать значения первым ее симптомам, а они обычно такие же, как при безобидной простуде или гриппе, то в 90 % случаев заболевший умирает.

По оценке ВОЗ, если над городом, где проживает 5 миллионов человек, распылить с самолета 50 килограммов бактерий сибирской язвы, то число заболевших быстро превысит четверть миллиона человек. Более 100 тысяч умрет, прежде чем ситуацию удастся взять под контроль.

Эксперты при американском Конгрессе обнародовали куда более мрачный прогноз. В пострадавшем городе, если распылить над ним 100 килограммов бактерий, погибнет до трех миллионов человек. По своей эффективности эту атаку можно сравнить разве что со взрывом водородной бомбы.

Одной из самых страшных болезней в истории нашей цивилизации была чума. Если террористам удастся использовать чумные бактерии в качестве биологического оружия, то оружие это будет убийственным. Смертность от легочной чумы, если ее не лечить, например, с помощью антибиотиков, достигает почти 100 %.

По оценке ВОЗ, если над городом с населением в 5 миллионов человек распылить 50 килограммов чумных бактерий, то 150 тысяч человек заболеют легочной чумой, 36 тысяч из них умрут. Даже через час после теракта в радиусе 10 километров от того места, где распылили аэрозоль, можно будет найти чумных бактерий.

Массовая вакцинация населения позволила к 1977 году полностью победить еще одно страшное заболевание: оспу. Детей перестали прививать от нее, и это позволяет террористам использовать возбудителей оспы в качестве оружия. Ведь, по данным ВОЗ, почти две трети жителей планеты не имеют иммунитета против нее. Намеренное заражение людей вирусами оспы стало бы «международным преступлением невиданных прежде масштабов». С таким заявлением уже выступили члены Американской медицинской ассоциации.

Одним из страшных символов Первой мировой войны стало применение боевых отравляющих газов – химического оружия. Одним из страшных символов Второй мировой войны стали атомные бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки. Станет ли биологическое оружие символом новой мировой войны?

Насколько оправданны эти опасения? Велика ли вероятность того, что биологическое оружие будет применено террористами? Какие меры защиты можно было бы принять?

Секрет долголетия

Почему одни люди доживают до ста лет, а другие умирают молодыми? Почему в некоторых районах нашей планеты так много долгожителей? Почему в отдельных семьях люди из поколения в поколение достигают «мафусаиловых лет»? В чем здесь секрет? В здоровом образе жизни? В особой диете? В умеренности? В удивительном спокойствии, присущем некоторым людям, чей организм не расшатывают никакие тревоги? И где легче дожить до ста лет: в идиллическом сельском краю или в городе, где блага цивилизации рядом? И можно ли достичь столетнего рубежа, прибегая к помощи современной медицины? Или это суждено лишь счастливчикам, которым на роду написано: «Лет до ста расти нам без старости»?

Фонтан «Вечная жизнь» в Кливленде, США

На протяжении многих десятилетий ученые стремятся разгадать секрет долголетия. Однако сделать это необычайно трудно. Конечно, у людей, живущих в нищете и не имеющих доступа к медицинским услугам, мало шансов дожить до глубокой старости. Однако уровень жизни определяет не всё. Иначе как объяснить, что в отдаленных горных районах Кавказа, Сардинии или Пакистана так много долгожителей?

Что же такое есть у этих людей, чего не было в организме у других? Может быть, мы поймем это, изучив механизм старения?

Причина старения – сама жизнь. Эта фраза кажется глупой шуткой, но это – непреложный закон биологии. За долгие годы наше тело устает поддерживать жизненно важные функции. Оно изнашивается, как любая сложная машина. В нем множатся «поломки»: мутируют клетки, всё хуже работают отдельные органы. В нем накапливается «мусор» – ядовитые или просто «затерявшиеся», не выведенные вовремя продукты обмена веществ. Всё это мешает нормальной работе организма.

Одну из серьезных опасностей для нашего тела представляет «окислительный стресс». По разным причинам в его клетках распадаются молекулы кислорода и появляются чрезвычайно агрессивные ионы – свободные радикалы. Они атакуют всё, что встречается им на пути: клеточные мембраны, ферменты и даже ДНК. Эти самоубийственные атаки ведут к гибели целых клеток.

Кроме того, в последние десятилетия ученые обнаружили в клетках своего рода «внутренний счетчик». Он определяет, сколько раз клетка делилась. Как правило, все клетки в организме делятся 40–50 раз, потом их возможности исчерпаны.

Что же это за «счетчик»? Можно ли его остановить, обнулить?

На концах хромосом – молекул, расположенных в ядре клетки и хранящих гены, – имеются своего рода «защитные колпачки». Это – теломеры. Всякий раз, когда клетка делится, они становятся чуть короче. В этом нет ничего страшного, поскольку теломеры не содержат никаких важных генов. Но в один момент всё меняется. Как только теломеры будут израсходованы, то концы хромосомы оголятся и склеятся друг с другом. Теперь клетка не способна выполнять свою работу.

Однако позднее выяснилось, что у теломер тоже есть защитное средство. Такой фермент, как теломераза, помогает им стать чуть длиннее перед тем, как клетка будет делиться. В таком случае после деления клетки теломеры мало что потеряют.

Американская исследовательница Элизабет Блэкберн, лауреат Нобелевской премии, подчеркивает: «Клетки раковой опухоли бессмертны. Это означает, что они могут всё время делиться. В принципе их теломеры очень короткие, но эти клетки обладают огромным количеством теломеразы, а та защищает теломеры. Так что не только длина теломер определяет судьбу клеток; на это влияют еще и запасы теломеразы».

Теперь известно, что с возрастом у человека не только укорачиваются теломеры, но и снижается активность теломеразы. Если у новорожденного ребенка клетки могут делиться 80–90 раз, то у 70-летнего человека – всего 20–30 раз.

А как обстоит дело со столетними людьми? Может быть, теломераза у них так активна, что концы их хромосом не укорачиваются? В 2003 году американский генетик Ричард Коутон обследовал две группы пожилых людей. В одной были собраны люди с короткими теломерами, а в другой – с длинными. У тех и других с возрастом длина теломер уменьшалась. Однако люди с длинными теломерами жили в среднем на 5 лет дольше, чем другие.

По мнению Коутона, если бы мы могли защитить теломеры, помешать им укорачиваться, то продолжительность нашей жизни возросла бы на 10–30 лет. Однако остановить старение нам всё равно не удалось бы. Это – более сложный процесс, чем мы полагаем.

Японский остров Окинава – один из тех районов планеты, где проживает особенно много столетних людей. Их здесь более 400 человек. Тех же, кому за восемьдесят, и не счесть. Средняя ожидаемая продолжительность жизни тут выше, чем где-либо. Поразительно и здоровье живущих здесь пожилых людей: диабет и сердечно-сосудистые заболевания очень редки. Даже рак и болезнь Альцгеймера обходят местных стариков стороной.

Но почему? Японский ученый Макото Судзуки вместе с коллегами из Гавайского университета (Брэдли Уилкокс и Крейг Уилкокс) в 1975 году приступили к обширному исследованию столетних жителей острова.

Очень быстро стало понятно, что их долголетие отчасти объясняется образом жизни, который они ведут. Ведь во всем, что касается питания, физической активности, умения справиться со стрессом, столетние люди могли бы служить образцом для нас. Их пища бедна жирами, содержит не так много калорий, зато изобилует антиокислительными веществами. Кроме того, японцы, по старинному обычаю, выходят из-за стола с легким чувством голода. Как следствие, жителям Окинавы (по крайней мере, тем, кто придерживается традиций) неведомо ожирение. То же самое можно сказать о жителях Кавказа или Сардинии.

Несомненно и влияние генов. Ученые оценили его в 20–30 %. Вот только какие гены придают человеку силы так долго жить?

Одним из них может быть ген FOXO3A, на который обратили внимание еще в 1990-х годах. Он кодирует протеин, который, в частности, побуждает мутировавшие или больные клетки совершать самоубийство и тем самым не дает им бесконтрольно делиться. Если этот ген перестает выполнять свою работу, у человека может развиться рак.

В 2008 году Брэдли Уилкокс обнаружил особый вариант этого гена, изучая пожилых американцев японского происхождения.

Но, может быть, такой ген встречается только у японцев? Ученые из университетской клиники города Киля (Германия) опровергли это предположение, исследовав ДНК 380 европейцев, достигших столетнего возраста. У них тоже очень часто обнаруживался тот же редкий вариант гена FOXO3A.

Разумеется, это – лишь один из множества генов, которые награждают человека долголетием. Внимание ученые привлекли уже сотни генов. Возможно, некоторые из них также способны продлить нам жизнь до глубокой старости.

Впрочем, сами геронтологи признают, что даже в обозримом будущем нам вряд ли удастся понять, почему отдельные люди устроены так, что могут прожить до ста и более лет. Вероятно, когда-нибудь ученые найдут возможность, проводя нехитрые генетические манипуляции, добиваться того, чтобы любой человек (за соответствующую плату) мог стать долгожителем. Однако пока говорить об этом слишком рано. Тайна «мафусаиловых лет» велика. К ней трудно подступиться, словно столетний возраст – это крепость, возведенная на острой скале, и попасть туда, а не сорваться в пропасть можно, даже делая все доступные нам усилия (строгая диета, занятия спортом, умеренность во всем, всегдашнее спокойствие), только при изрядной удаче.

Но, конечно, если вы родились на Окинаве, удача внимательнее к вам…

Быть бессмертным? Почему нет?

Даже статистика показывает, что мы постепенно движемся по направлению к бессмертию, хотя от него нас отдаляет всё та же пропасть – смерть. Только лежит она теперь гораздо дальше от нас, чем, например, от современников Пушкина или Гоголя. Тогда, в XIX веке, уже сорокалетних людей считали стариками. Даже в фильмах 1930-х годов матери юных героинь выглядят обычно древними старухами – тем более что они и впрямь родились до «потопа», до революции. Нынешние матери годятся в подруги своим дочкам. Нынешние сорокалетние «старички» то и дело ведут себя как мальчишки.

Ожидаемая продолжительность жизни во многих странах неуклонно растет. Демографы отмечают, что молодые люди 20–30 лет в ведущих странах мира будут жить, как правило, лет до девяноста. Раньше этот жребий выпадал единицам.

Всё это понемногу расшатывает в нас представление о том, что человек, как биологический вид, обречен прожить строго определенное число лет. Наоборот, в нас брезжит мысль, что хитрости науки, ее спасительные приемы, помогут отодвинуть, одолеть положенный нам предел – понемногу заровняют пропасть, в которую все летят.

Почему вообще все живые существа умирают? Ведь их клетки все время обновляются, воспроизводятся. Человеческий организм за свою жизнь вырабатывает многие триллионы клеток взамен отживших свое. В слизистой оболочке желудка, например, клетки живут всего два дня. Зато новые клетки костной ткани нарождаются очень медленно. У взрослого человека скелет полностью обновляется лет за 25–30. Итак, наше тело, как организм любого другого многоклеточного существа, постоянно ремонтируется. С молекулярно-биологической точек зрения мы, люди, не должны никогда стареть, пишет канадский биолог Майкл Роуз. Почему же все мы смертны? Куда смотрела эволюция?

Старики умирают, чтобы уступить место молодым, считалось когда-то. Персонажи некоторых мифов древних народов убивали стариков, чтобы те не становились им обузой. Так, в Японии в трудные времена, по легенде, стариков уносили на отдаленную гору и оставляли там умирать. В некоторых эскимосских племенах в прошлом их приканчивали в голодное время, чтобы они не отнимали пищу у молодых. Однако эти мрачные предания, хоть и втолковывают нам, дико глядящим на те времена, для чего нужна смерть, ничего не говорят о том, почему люди стареют, прежде чем умереть. Если смерть – это пропасть, ожидающая нас, почему в нее нельзя броситься с разбега, а надо согбенно брести, опираясь на палку?

Старение – это парадокс, отмечает немецкая исследовательница Аннета Баудиш. Старость препятствует тому, чтобы организм размножался. В старости риск умереть заметно растет. То и другое неправильно с эволюционной точки зрения. Обычно эволюция помогает различным видам животных миновать барьеры, мешающие им нормально жить и развиваться, меняя и приспосабливая их организмы так, чтобы они эти препятствия одолели. Здесь же эволюция словно отступила, сдалась. А ведь старение – можно взглянуть на него и так! – это какой-то атавизм, который давно должен был отойти в прошлое.

Первое объяснение, приемлемое с точки зрения эволюции, дал этому парадоксу британский биолог, будущий нобелевский лауреат Питер Медавар в середине XX века. С возрастом репродуктивные возможности любого организма снижаются, а потому он становится уже не так подвержен давлению естественного отбора.

Вот простой пример: в нашем организме есть гены, которые содействуют развитию злокачественных опухолей. Эти гены, проявляющие активность только в нашем преклонном возрасте, передаются от родителей к детям на протяжении многих поколений. Никакой естественный отбор не может их выбраковать потому, что они включаются и человек заболевает раком тогда, когда уже утрачивает способность рожать детей. Если бы было наоборот и этот ген срабатывал в детстве, то его обладатели умирали бы в юном возрасте, не успев принести потомство и передать своим детям вредоносный ген.

Идея Медавара и поныне лежит в основе всех современных теорий старения. Согласно им старость – это время, когда мы оказываемся один на один с множеством генетических мутаций. Ведь в том возрасте, когда наши репродуктивные способности угасают, как раз и появляются мутации, которые губительны для пожилых организмов. Все они благополучно проскальзывают сквозь сито естественного отбора, чтобы отравить нашу жизнь в поздние лета. В 1966 году британец Уильям Гамильтон, один из самых известных биологов-эволюционистов XX века, сделал неутешительный вывод: старение – это неизбежный результат естественного отбора.

Однако за последние полвека накопились возражения против этой гипотезы. Процессы старения протекают гораздо разнообразнее и не укладываются в столь строгую схему.

В 1981 году Майкл Роуз начал свой нашумевший эксперимент с дрозофилами. Из поколения в поколение он оставлял только тех мушек, которые появлялись на свет, когда их матери уже состарятся. Так вывелась целая линия дрозофил, которые все как один были «поздними детьми». Уже через 15 поколений насекомые жили на 20 % дольше, чем мушки из первого поколения. По прошествии трех десятилетий выведенные им мушки жили втрое дольше, чем те, с кем он начинал когда-то эксперимент.

Итак, старение можно замедлить, отодвинуть на какой-то срок, подытоживает Роуз. По идее, нет возражений и против того, чтобы живые организмы были «биологически бессмертными». Это будет достигнуто, когда в какой-либо популяции уровень смертности перестанет расти с возрастом. Это означает, что особи будут умирать только из-за инфекционных болезней, несчастных случаев или природных катастроф, но никто – из-за того, что его организм начал с возрастом саморазрушаться, дряхлеть.

Что это? Пустая фантазия? Теоретический изыск? Скорее, теоретическая возможность. Ученые, пусть и очень осторожно, говорят о «негативном старении». Для него характерно, что с возрастом вероятность организма умереть остается неизменной или даже уменьшается, тогда как для нас – на протяжении всей истории человечества – эта вероятность по мере старения стремительно росла. Но так ли это неизбежно? Предписано ли это законами природы?

В мире животных процессы старения протекают очень разнообразно. Слоны доживают до 80 лет, галапагосские черепахи – до 180, а японские карпы кои – до 200 лет. У крокодилов, в отличие от нас, вероятность смерти с возрастом снижается. Чаще всего они гибнут молодыми. Состарившись и достигнув огромных размеров, они живут очень долго.

У живых существ нет какой-то строго определенной продолжительности жизни. Эта пестрая статистика, отмечает Роуз, еще раз показывает, что с молекулярно-биологической точки зрения в старении нет необходимости.

Новая картина старения, над которой работают биологи-эволюционисты, становится всё сложнее. Главное, она допускает, что человеку может быть присуще «биологическое бессмертие». Пока ученые не располагают никакими стратегиями и средствами, позволяющими его достичь. Однако рано или поздно всё может измениться. Возможно, уже через несколько десятилетий ученые все-таки найдут способ победить старость. Нам остается только ждать. И остается лишь надеяться на то, что ждать нам придется не так долго.

В любом случае уже сейчас понятно, что предельной продолжительности нашей жизни не существует. Процесс старения можно отсрочить и замедлить.

Content

А. В. Волков
Сто великих загадок современной медицины

Загадочный мир болезней

Призрак гриппа бродит по планете

В долгом ожидании пандемии

Где прячется супервирус?

Глобальное наступление на малярию

Туберкулез: опаснее, чем когда-либо

Эбола: новая чума?

Как защититься от тропических болезней?

Хитрости вируса вич-инфекции

Вич-инфекция: виновата обезьяна

СПИД: болезнь, не знающая промаха

Лекарство от СПИДа

По правилам воспаления

Сладкий яд диабета

Когда мы страшимся иммунитета…

Как бороться с редкими болезнями?

Внимание: бешенство!

Крупным планом: рак

Новейшие сведения о раке

Война против рака: новое наступление

Стволовые клетки на службе рака

Союзники в борьбе с опухолями

Вирусы против опухолей?

Прививка от рака: миф или правда?

Электронный нос в поисках рака?

Чудесное исцеление: выдумка или реальность?

Откровения книги генов

От «генома человека» до «тысячи геномов»

Гены замучили или среда заела?

Что могут открыть нам генетические тесты?

Можно ли патентовать гены?

Возможности генной инженерии

Можно ли исцелиться от болезни?

Надежды и риски генетической терапии

Вернется ли евгеника?

Эпигенетика – больше чем генетика?

Тысячи… тысячи протеинов

Феномен мозга

Серое вещество нашего «Я»

«Дорожная карта» мозга

Нервные клетки не восстанавливаются?

Астроциты, новые звезды на карте мозга

Загадка зеркальных нейронов

Что такое ум?

В поисках «генов интеллекта»

Креативность – и никакого торможения

Допинг для мозга

Чужие из этого мира

Как возникают психические заболевания?

Поживем-повспоминаем

Почему внезапно теряется память?

Мозг в стране Альцгеймера

Как старится мозг?

Вмешательство в мозг: насколько оно возможно?

От уроков телепатии до контроля над мыслями?

Наше удивительное тело

Незримая власть гормонов

Дары окситоцина, или Химия любви

Витамины полезные и бесполезные

Кто поселился в человеке?

Микробы внутри нас: что это значит?

Вирусы против иммунной системы

Апоптоз – запрограммированная клеточная смерть

По следам проснувшейся боли

Жизнь с аллергией

Когда человека становится всё меньше…

Как превратить белый жир в бурый?

Рубеж нашего тела – кожа

Боли в спине – это проклятие эволюции?

Эликсир жизни, кровь

Когда появится искусственная кровь?

Медицина XXI века

Какой будет медицина в XXI веке?

Лекарства для каждого

Стволовые клетки на службе медиков

Индуцированные стволовые клетки

Клонирование: куда ведет этот путь?

Трехмерная печать в медицине

На волшебных ногах к новым победам

Для чего нужен экзоскелет?

Перспективы плазменной медицины

В искусственной спячке – к вечной молодости?

Что обещает ксенотрансплантация?

Будет ли пересажена первая голова?

Синтетическая мания биологии

Можно ли ожидать появления химер?

Куда нас заведет биологическая эволюция?

Куда нас заведет техническая эволюция?

От зачатия до бессмертия

Девять месяцев до второй жизни

Прозрачный ребенок

Великаны и акселераты

Секреты человека спящего

Стресс, великий и ужасный

Доктор по имени Шарик

Так нужно ли делать прививки?

Антибиотики: кризис среднего возраста

Насколько опасны генно-модифицированные продукты?

Можно ли доверять лекарствам?

Гомеопатия: щадящая медицина или модное суеверие?

Акупунктура: плюсы и минусы

Эта вездесущая пыль

Химия и жизнь: опасные связи

Почему люди становятся наркоманами?

Нужно ли опасаться биологического оружия?

Секрет долголетия

Быть бессмертным? Почему нет?