Шарон Моалем.

А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания



скачать книгу бесплатно

С какой стати такая опаснейшая болезнь проникла в наш генофонд? Видите ли, гемохроматоз – это не инфекционная болезнь, как малярия, он не связан с вредными привычками, как, например, рак легких, вызываемый курением, и вирусы, как в случае с оспой, тут тоже ни при чем. Гемохроматоз передается по наследству, и отвечающий за него ген очень распространен среди определенных популяций людей. С точки зрения эволюции это означает, что мы сами его выпросили.

Вспомните, как работает естественный отбор. Если тот или иной генетический признак делает особь сильнее – особенно если он делает ее сильнее до того, как она обзаведется потомством, – то это повышает шансы особи на выживание, размножение и передачу этого признака по наследству. Если тот или иной признак делает особь слабее, то шансы ее на выживание, размножение и передачу этого признака падают.

Со временем различные особи «отбирают» те признаки, которые делают их сильнее, и избавляются от тех, которые делают их слабее. Так почему же этот прирожденный убийца по имени «гемохроматоз» как ни в чем не бывало живет в нашем генофонде? Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо проанализировать связь между жизнью – не только человеческой, но и практически в любой другой форме – и железом. Но перед этим давайте подумаем вот о чем: с какой стати вы бы стали принимать лекарство, которое гарантированно убьет вас через сорок лет? Причина может быть только одна, верно? И заключается она в том, что это лекарство не даст вам умереть завтра.

* * *

Практически любая форма жизни питает слабость к железу. Человечеству железо необходимо почти для каждой функции обмена веществ. Железо переносит кислород от легких по кровеносным сосудам, высвобождая его там, где организм в нем нуждается. Из железа строятся ферменты, выполняющие основную тяжелую химическую работу в организме по его детоксикации и преобразованию сахаров в энергию. Рацион питания с низким содержанием железа и дефицит железа в целом являются основной причиной анемии – недостатка красных кровяных телец, который может привести к усталости, одышке и даже отказу сердца (до 20 % женщин из-за менструации могут столкнуться с железодефицитной анемией – настолько много железа они теряют вместе с кровью ежемесячно. Подобное явление характерно и для доброй половины беременных женщин – менструации у них нет, однако сидящий в них пассажир весьма голоден до железа!).

При нехватке в организме железа плохо работает наша иммунная система, кожа бледнеет, люди испытывают дезориентацию, головокружения, озноб и чрезвычайную усталость.

Железо даже объясняет то, почему некоторые участки Мирового океана голубые, кристально-прозрачные и практически лишены жизни, в то время как другие – ярко-зеленые и кишат ею. Оказывается, океаны становятся усеяны железом, когда в них оседает пыль с суши, гонимая потоками ветра. В тех участках океана, которые лишены этих несущих железо ветров, образуется очень мало фитопланктона – одноклеточных живых существ, находящихся в самом низу океанической пищевой цепи.

Нет фитопланктона – нет зоопланктона. Нет зоопланктона – нет анчоусов. Нет анчоусов – нет тунца.

Вместе с тем другие участки Мирового океана, такие как Северная Атлантика, находящаяся прямо на пути богатой железом пыли из пустыни Сахара, представляют собой просто утопающий в зелени водный мегаполис.

Между прочим, это даже повлекло за собой появление одной идеи по борьбе с глобальным потеплением [7], которая заключалась в следующем: предлагалось выбросить в океан миллиарды тон растворенного в воде железа, что приведет к массивному росту растений, которые, благодаря фотосинтезу, смогут компенсировать огромные выбросы углекислых газов в атмосферу человеком. В рамках проверки теории в 1995 году участок океана в районе Галапагосских островов был за один день превращен из сияюще-голубого в темно-зеленый, так как железо привело к росту огромного количества фитопланктона.

Поскольку железо играет в нашей жизни такую важную роль, большинство исследований сосредоточено на людях с дефицитом железа. Ряд врачей и специалистов по питанию исходили из соображений, что чем больше железа, тем лучше. В настоящий момент пищевая промышленность добавляет железо во все подряд, начиная от муки и хлопьев для завтрака и заканчивая детским питанием.

Но не зря же говорят, что все хорошо в меру, так ведь?

Наши взаимоотношения с железом гораздо более замысловатые, чем это всегда было приятно считать. Железо играет в нашем организме жизненно важную роль, однако также подставляет плечо практически каждой биологической угрозе в нашей жизни.

За очень редкими исключениями в виде нескольких бактерий, использующих в своем обмене веществ другие металлы, практически всем формам жизни на Земле, чтобы выжить, нужно железо.

Паразиты преследуют нас ради нашего железа; раковые клетки выживают за счет нашего железа. Поиск, контроль и использование железа – это своего рода соревнование жизни.

Для бактерий, грибов и простейших человеческая кровь и ткани нашего тела являются неиссякаемым источником железа. Добавляя в свой организм слишком много железа, мы тем самым только превращаем себя в шведский стол для всех этих существ.

* * *

В 1952 году Юджин Вайнберг был одаренным ученым-микробиологом со здоровым любопытством и больной женой [10]. Ей диагностировали легкую инфекцию и прописали антибиотик тетрациклин. Профессор Вайнберг пытался понять, мог ли ее рацион питания как-то повлиять на эффективность антибиотиков. Наше понимание бактериальных инфекций сейчас находится в зародышевом состоянии, поэтому в 1952 году знания медицины в этом вопросе были практически нулевыми. Вайнберг решил проверить, как будут реагировать антибиотики на наличие или отсутствие тех или иных веществ, которые поступали в организм его жены вместе с пищей.

В своей лаборатории Индианского университета он поручил своему помощнику добавить в дюжину чашек Петри три компонента: тетрациклин, органическое или элементарное питательное вещество, свое для каждой чашки, и затем высадить туда бактерии. Несколько дней спустя одна из чашек была настолько переполнена бактериями, что ассистент профессора Вайнберга решил, что забыл добавить в эту чашку антибиотик. Он повторил эксперимент для этого ростового компонента и получил точно такой же результат – массовый рост бактерий. Питательное вещество в этом образце настолько стимулировало размножение бактерий, что им удалось практически нейтрализовать действие антибиотика. Наверное, вы уже догадались, что в чашке было железо.

Затем Вайнберг решил доказать, что доступ к железу помогает почти всем бактериям размножаться практически беспрепятственно. Оставшуюся часть жизни он посвятил изучению негативных последствий употребления избыточного количества железа для людей и тому, как с ним связаны другие формы жизни.

Обмен железом в организме человека – сложнейший процесс, в котором задействованы практически все части тела. У здорового взрослого в организме находится, как правило, от трех до четырех граммов железа. Большая его часть содержится в гемоглобине крови и помогает в переносе кислорода, однако железо можно найти по всему организму. С учетом того, что железо не только необходимо нам для выживания, но и может поставить нашу жизнь под угрозу, неудивительно, что у нас есть свои механизмы защиты, ориентированные именно на железо.

Мы наиболее всего уязвимы перед инфекцией, когда у нее есть прямой доступ к нашему организму. У взрослого без ран и повреждений кожи путями этого доступа служат рот, глаза, нос, уши и гениталии. Поскольку болезнетворным организмам для выживания необходимо железо, наше тело предусмотрительно установило запрет на железо на этих участках. Более того, эти входные отверстия постоянно патрулируются так называемыми хелаторами – различными группами веществ, которые, присоединяясь к ионам металла и молекулам железа, не дают им быть кем бы то ни было использованными. Слезы, слюна, слизь – то есть все те жидкости, которые находятся в этих отверстиях, – богаты хелаторами.

Но на этом наша система противодействия использованию железа вражескими организмами не заканчивается. Когда нас впервые осаждает болезнь, наша иммунная система начинает работать на полную мощность и дает отпор так называемой реакцией острой фазы. Наша кровь наполняется специальными противодействующими болезни белками, и одновременно с этим железо изолируется так, чтобы биологические захватчики не могли использовать его против нас. Нечто подобное происходит в тюрьме при угрозе бунта заключенных – коридоры заполняет охрана, надежно защитив оружейную.

Похожая реакция происходит, когда здоровые клетки становятся раковыми и начинают бесконтрольно делиться.

Раковым клеткам для роста нужно железо, вот организм и пытается ограничить к нему доступ. Сейчас проводятся фармакологические исследования с целью создания лекарств, борющихся с раком аналогичным способом – за счет ограничения раковым клеткам доступа к железу.

По мере того, как мы стали больше понимать зависимость бактерий от железа, некоторые методы лечения народной медицины вновь заслужили уважение. Раньше люди накладывали на раны смоченное в яичном белке сено с целью защиты их от инфекций. Оказалось, что это была не такая уж и плохая идея – яичный белок, собственно, и предназначен для того, чтобы не дать развиться инфекции. Яичная скорлупа пористая по своей структуре – это необходимо для того, чтобы находящийся внутри куриный зародыш мог «дышать». Очевидная проблема с пористой скорлупой в том, что не только воздух может через нее проникать – всевозможные микробы тоже не упустят возможности воспользоваться такой лазейкой. Однако яичный белок не даст им пройти, потому что в нем содержится огромное количество белков-хелаторов (тех самых изолирующих железо белков, которые патрулируют входы в наш организм), таких как овотрансферрин, защищающих эмбрион, который находится в желтке, от инфекций.

Взаимосвязь между железом и инфекцией также объясняет, каким образом кормление новорожденного грудью помогает защитить его от инфекции. Материнское молоко содержит лактоферрин – хелатообразующий белок, который связывает железо и не дает воспользоваться им вредоносным бактериям.

* * *

Перед тем как мы вернемся к Арану Гордону и гемохроматозу, обратим ненадолго свое внимание на Европу, если точнее – в середину XIV века – не самый удачный момент, чтобы там находиться.

За несколько лет, начиная с 1347 года, бубонная чума [9] разрушительным ураганом прошлась по Европе, оставляя за собой хаос и горы трупов. Где-то от трети до половины всего населения погибло – более двадцати пяти миллионов человек. Ни одна из известных человечеству эпидемий – как до чумы, так и после – даже близко не подошла к этому «рекорду». Хочется надеяться, что он так и останется непревзойденным.

Это была страшная болезнь. В самой ее распространенной форме бактерия, считающаяся возбудителем бубонной чумы (бубонная палочка Yersiniapestis, названная в честь Александра Йерсена, впервые изолировавшего ее в 1984 году), поселяется в лимфатической системе человека, вызывая болезненную опухоль подмышечных и паховых лимфатических узлов, которые потом буквально разрывает вместе с кожей. При отсутствии своевременного лечения выживает только один человек из трех. Следует заметить, что это только бубонная форма, которая поражает лимфатическую систему; когда палочка добирается до легких и начинает передаваться по воздуху, она убивает девять из десяти заразившихся человек – причем так она становится не только опаснее, но и более заразной!

Наиболее вероятной причиной вспышки чумы в Европе считается прибытие осенью 1347 года в порт Мессины, в Италии, генуэзских торговых галер. К тому моменту большая часть команды либо была мертва, либо находилась при смерти. Часть кораблей так никогда и не добралась до порта и села на мель возле берега, так как команда была слишком больна, чтобы ими управлять. На корабли набежали мародеры, заполучившие гораздо больше, чем рассчитывали, – равно как и все, кто попался им на пути, пока они распространяли чуму по суше.

В 1348 году сицилийский нотариус по имени Габриэль де Мюсси поведал о том, как болезнь передалась от команды кораблей жителям побережья, а затем вглубь по всему континенту:

«Увы! Наши корабли входят в порт, но из тысячи матросов только жалкий их десяток остался в живых. Мы прибываем домой; наша родня отовсюду прибывает, чтобы с нами повидаться. Горе нам, ибо мы насылаем на них стрелы смерти… Возвращаясь в свои дома, они, в свою очередь, заражают все семьи, которым суждено погибнуть через три дня, чтобы всем нам быть погребенными в общей могиле».[10]

По мере того, как болезнь распространялась от города к городу, паника нарастала. Люди устраивали молитвенные бдения, разжигали костры, церкви были переполнены. На кого-то нужно было возложить вину за происходящее. Сначала во всем обвинили евреев. Затем ведьм. Однако сожжение и тех, и других никак не помогло остановить смертельную эпидемию.

Любопытно, что обычаи, связанные с соблюдением Песах – иудейской Пасхи, – помогли евреям защититься от чумы [11]. Песах – это длящийся целую неделю религиозный праздник в память об Исходе евреев из Египта. Соблюдая Песах, евреи отказываются от дрожжевого хлеба и до последней крошки вычищают свои дома от всего мучного. Во многих частях мира, особенно в Европе, пшеница, другие злаки и даже бобовые растения также запрещены во время Песах. Доктор Мартин Блейзер, специализирующийся на внутренних органах при Медицинском центре Нью-Йоркского университета, полагает, что «весеннее очищение» злаковых запасов могло помочь евреям защититься от чумы, так как тем самым они снизили количество крыс, рыскающих в поисках еды, у себя в домах – крысы, как известно, являются переносчиками чумы.

Как жертвы болезни, так и врачи того времени имели слабое представление о том, что на самом деле эту болезнь вызывает. Количество трупов, которые было необходимо сжечь, было умопомрачительным. Разумеется, сжигание мертвых тел только способствовало распространению болезни, так как крысы питались зараженными трупами, а на крысах пировали блохи, также заражавшие людей. В 1348 году житель Сиены по имени Анголоди Тура написал:

«Эта болезнь, поражавшая, казалось, с одного взгляда, с одного вздоха, заставляла отцов бросать своих сыновей [12], жен – своих мужей, братьев – своих сестер. И они умирали. Но некому было заниматься их погребением, никто не готов был их хоронить ни из дружбы, ни за деньги. Люди сбрасывали трупы своих родных прямо в канавы, им было не до священника, не до проведения молитвенной службы… выкапывались огромные ямы, в которые сбрасывались трупы. Люди умирали сотнями как днем, так и ночью… и как только ямы оказывались заполнены доверху, люди начинали выкапывать новые…и я, Анголоди Тура по прозвищу Жирный, своими собственными руками похоронил пятерых своих детей. Другие трупы были лишь слегка присыпаны землей, собаки раскапывали их, и весь город был усыпан обглоданными костями. Никто больше не оплакивал погибших – каждый ждал своей собственной смерти. Умерло настолько много людей, что все решили, будто настал конец света».

На деле оказалось, что это был никакой не конец света, и даже в Европе умерли не все. Даже не все зараженные погибли. Почему? Почему одни люди умерли, а другие выжили?

Ответ на этот вопрос можно найти там же, где Аран Гордон пытался найти причину своих проблем со здоровьем, – в железе.

Современные исследования обнаружили, что чем больше железа содержится в крови той или иной популяции людей, тем более уязвима эта популяция перед чумой.

В прошлом наибольшему риску были подвержены здоровые взрослые мужчины – дети и старики часто недоедали, из-за чего были подвержены дефициту железа, в то время как женщины постоянно теряли железо из-за менструаций, беременностей и грудного вскармливания. Возможно, что, как написал профессор Стивен Элл из Айовского университета, «содержание в организме железа соответствует [соответствовало] уровню смертности [13]. С учетом этого, наибольшему риску подвержены взрослые мужчины, в то время как женщины [теряющие железо в процессе менструации], дети и старики находятся под меньшей угрозой».

У нас нет доступа к заведомо достоверным данным по смертности людей в четырнадцатом веке, однако многие историки полагают, что наиболее уязвимыми тогда были именно мужчины в самом расцвете сил. Более поздняя – но все равно произошедшая многие годы назад – вспышка бубонной чумы, по которой сохранились достоверные данные по смертности, показала, что здоровые взрослые действительно были наиболее уязвимы перед этой чудовищной болезнью. Исследование статистики по прихожанам церкви Святого Ботольфа в 1625 году показало, что в возрасте от пятнадцати до сорока четырех лет от болезни погибло в два раза больше мужчин, чем женщин. [14]

* * *

Вернемся к гемохроматозу. Со всем этим железом у себя в организме больные гемохроматозом должны быть ходячими магнитами для инфекций в целом и бубонной чумы в частности [15], так ведь?

А вот и нет.

Помните о том, что организм в случае болезни запускает процесс изоляции железа? Оказывается, что у людей с гемохроматозом этот процесс протекает постоянно. Избыток поступившего в организм железа распределяется по всему организму. И хотя в большинстве клеток оказывается слишком много железа, у одного конкретного типа клеток железа оказывается гораздо меньше, чем обычно. Таковыми клетками является разновидность белых кровяных телец под названием макрофаги. Макрофаги – это полицейские автофургоны нашей иммунной системы. Они патрулируют организм в поисках нарушителей, а когда находят их, то окружают, пытаются обезвредить или убивают, после чего привозят их в одно из отделений, в роли которых выступают наши лимфоузлы.

Макрофаги человека, не страдающего гемохроматозом, содержат большое количество железа. Возбудители многих инфекций, таких как туберкулез, могут использовать содержащееся в макрофагах железо в качестве пищи и для размножения (именно это наш организм и пытается предотвратить, изолируя железо). Получается, что когда обычные макрофаги собирают определенных возбудителей инфекций, они непреднамеренно предоставляют этим возбудителям доступ к железу, необходимому им, чтобы стать сильнее. К моменту, когда макрофаги достигают лимфоузла, транспортируемые ими возбудители становятся вооруженными и опасными и могут использовать лимфатическую систему для распространения по всему организму. Именно это и происходит при бубонной чуме: характерные для нее распухшие и лопающиеся лимфоузлы становятся прямым результатом того, что бактерии захватывают иммунную систему и начинают использовать ее в своих целях.

В конечном счете именно способность использовать содержащееся в макрофагах железо делает одни внутриклеточные инфекции смертельными, другие – слабыми.

Чем дольше наша иммунная система способна сдерживать распространение инфекции, тем больше у нее остается времени на разработку других методов борьбы с ней, таких, как образование подавляющих действие возбудителей антител.

Если в макрофагах содержится недостаточное количество железа, как это происходит у людей с гемохроматозом, это дает им дополнительное преимущество – они не только изолируют возбудителей инфекции от всего остального организма, но также и морят их голодной смертью.

Современные исследования показали, что макрофаги с пониженным содержанием железа действительно становятся Брюсом Ли иммунной системы человека [16]. В ходе одного из экспериментов в отдельные чашки Петри были помещены вместе с бактериями макрофаги больных гемохроматозом и макрофаги здоровых людей, чтобы проверить их способность нейтрализовать возбудителей. Макрофаги людей, больных гемохроматозом, не оставили бактериям ни малейшего шанса – считается, что им удается гораздо эффективнее противодействовать бактериям за счет способности ограничивать доступ к железу, в отличие от макрофагов здоровых людей.

Итак, мы пришли к тому, с чего начали. Зачем принимать таблетку, которая гарантированно убьет тебя через сорок лет? По той простой причине, что она не даст умереть тебе на следующий день. Для чего было нам выбирать ген, который заведомо приведет к нашей смерти из-за переизбытка железа в организме в возрасте, который сейчас считается средним? Потому что этот ген может защитить нас от болезни, убивающей людей в куда более раннем возрасте.

* * *

Гемохроматоз развивается вследствие мутации гена. Эта болезнь, разумеется, появилась задолго до чумы. Согласно данным современных исследований, она берет свое начало у викингов [17], в дальнейшем распространившись по Северной Европе во времена заселения викингами европейского побережья. Изначально эта болезнь, вероятно, выполняла роль защитного механизма для популяций, подверженных из-за недостаточного питания дефициту железа и живущих в суровых климатических условиях. Однако если причина была действительно в этом, то можно было ожидать обнаружение гемохроматоза среди всех популяций, живущих в способствующих дефициту железа в организме условиях, однако подобной закономерности не наблюдается.

Некоторые ученые полагают, что женщинам с гемохроматозом, вероятно, дополнительное железо в организме шло на пользу, так как помогало предотвратить связанную с месячными анемию. Это, в свою очередь, способствовало увеличению потомства, которое также являлось носителем гена гемохроматоза. Еще более смелые теории предполагают, что мужчинам у викингов удавалось компенсировать негативные последствия гемохроматоза за счет частых потерь крови, связанных с их воинственным образом жизни.



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6