Тело. Руководство пользователя

Осмотр поездов метро в Бостоне показал, что металлические шесты – не слишком уютная среда для микробов. Гораздо лучше им живется в тканевой обивке сидений и на пластиковых поручнях[99]. Судя по всему, самым продуктивным способом передачи микробов можно назвать тандем соплей и бумажных денег. Проведенное в Швейцарии исследование показало, что вирус гриппа может прожить на банкноте две с половиной недели, если только при нем есть микроскопическая капля носовой слизи. Без соплей большинству простудных вирусов не протянуть на бумажных деньгах дольше нескольких часов.

Еще два типа микробов, которые частенько таятся в нас, – это грибы и протисты. Грибы долгое время вызывали у научного сообщества некоторое недоумение и классифицировались как просто-напросто чуточку диковинные растения. В реальности же на клеточном уровне они ничуть не похожи на растения. Они неспособны к фотосинтезу и потому не содержат хлорофилла – отсюда отсутствие зеленой окраски. На самом деле грибы ближе к животным, чем к растениям. Лишь в 1959 году их признали совершенно особой формой жизни и выделили им свое собственное отдельное царство. Грибки, на которых мы сфокусируемся, делятся на две группы – плесневые и дрожжевые. По большому счету они для нас не опасны. Лишь примерно триста из нескольких миллионов видов вообще хоть как-то влияют на нас, и большая часть этих Fungi, как они известны в науке, не вызывают серьезных заболеваний, а доставляют только легкий дискомфорт или раздражение, как, например, грибок стопы. Правда, есть кучка куда более вредных грибков, и кучка эта растет.

Грибок Candida albicans, причина молочницы, до 1950-х годов обнаруживался только во рту и половых органах, но теперь иногда забирается глубже в тело и начинает расти на сердце и других органах, как плесень на фруктах. То же самое с Cryptococcus gattii: многие десятилетия было известно, что он обитает в канадской провинции Британская Колумбия, в основном на деревьях или в почве вокруг них, но он никогда не причинял вреда человеку[100]. А потом в 1999 году вдруг ударился в вирулентность, вызвав серьезные инфекции легких и мозга у россыпи жертв на западе Канады и в Соединенных Штатах. Точные цифры найти невозможно, потому что болезнь зачастую неверно диагностируется и, что удивительно, в Калифорнии, одном из основных очагов возникновения, ее случаи не подлежат обязательной регистрации в органах санэпиднадзора, однако с 1999 года в западной части Северной Америки было подтверждено более трехсот случаев заболевания, причем примерно треть – со смертельным исходом.

Несколько более полная статистика есть по кокцидиоидомикозу, известному широкой публике под названием «долинная лихорадка». Вызывающий ее грибок живет почти исключительно в Калифорнии, Аризоне и Неваде, где заражает от десяти до пятнадцати тысяч человек в год и убивает около двухсот, хотя фактическое число, скорее всего, больше, поскольку симптомы недуга можно спутать с пневмонией. Грибок скрывается в земле, и количество случаев заражения увеличивается при любых колебаниях почвы, например во время землетрясений и пыльных бурь. В целом, по оценкам, грибы каждый год становятся причиной примерно миллиона смертей во всем мире, так что с ними приходится считаться.

И, наконец, протисты. Протисты – это все, что нельзя с уверенностью отнести к растениям, животным или грибам; категория, отведенная для тех форм жизни, которые никуда больше не приткнуть. Изначально, в девятнадцатом веке, все одноклеточные организмы назывались простейшими. Предполагалось, что все они – близкие родственники, но со временем стало очевидно, что бактерии и археи принадлежат к отдельным царствам. Протисты – это широченная категория, в которую входят амебы, инфузории туфельки, диатомовые водоросли, слизевики и многие другие организмы, о большей части которых не слыхал никто, кроме работников биологической сферы. Что касается человеческого здоровья, наиболее заслуживают упоминания протисты под названием «плазмодии» (род Plasmodium). Именно эти злобные крошечные существа, перебираясь в нас из комаров, вызывают малярию. Еще протисты ответственны за токсоплазмоз, лямблиоз и криптоспоридиоз.

Короче, нас окружает поразительное разнообразие микробов, и мы едва-едва начинаем понимать, как они на нас влияют, хорошо это или нет. На редкость убедительным примером можно считать случай, произошедший в 1992 году на севере Англии, в старом фабричном городе Брэдфорд, графство Западный Йоркшир[101]. Микробиолог Тимоти Роуботэм по заданию правительства отправился искать источник вспышки пневмонии. В пробе, которую он взял из местной водонапорной башни, обнаружился микроб, подобного которому ни он, ни кто-либо еще никогда раньше не видели. Роуботэм неохотно объявил его бактерией нового вида – не потому, что тот был особенно похож на бактерию, а просто потому, что ничем другим эта штука быть не могла. За неимением лучшего термина он окрестил его Bradfordcoccus. Сам того не подозревая, Роуботэм только что произвел революцию в мире микробиологии.

Шесть лет он хранил образцы в морозильной камере, а потом, раньше срока уходя на покой, передал коллегам. В конце концов они попали в руки Ричарда Бертлза, британского биохимика, работавшего во Франции. Бертлз понял, что Bradfordcoccus был вовсе не бактерией, а вирусом – вот только он не подходил ни под одно определение вирусов. Начать с того, что он был значительно крупнее – более чем в сто раз, – чем любой уже известный вирус. В основном у вирусов насчитывается около дюжины генов. У этого было за тысячу. Вирусы не считаются живыми существами, но в генетическом коде Bradfordcoccus обнаружились 62 буквы[102], которые встречаются в геноме всех живых существ с самого рассвета времен, что делает его не только живым, но и, возможно, одним из самых древних жителей Земли.

Бертлз назвал новый вирус мимивирусом – от слов «мимикрирующий под микроба». Описанные выводы Бертлзу и его коллегам удалось опубликовать не сразу; они не могли найти ни одного журнала, который бы принял статью, настолько она была поразительной. Водонапорную башню снесли в конце 1990-х годов, и, похоже, она прихватила с собою в небытие единственную известную колонию этого странного и древнего вируса.

Однако с тех пор были обнаружены другие колонии еще более огромных вирусов. В 2013 году группа французских ученых под предводительством Жан-Мишеля Клавери из Университета Экс-Марсель во Франции (именно там работал Бертлз, когда описывал мимивирус) обнаружила новый гигантский вирус, который они назвали пандоравирусом. Он содержит не менее двух с половиной тысяч генов, девяносто процентов которых больше нигде в природе не встречается. Затем они нашли третью группу – питовирусы, еще более крупные и уж точно не менее странные. Всего на момент написания этой книги известно пять групп гигантских вирусов, которые не только не похожи ни на что иное на Земле, но и сильно отличаются друг от друга. Существует мнение, что такие странные и чужеродные биочастицы являются доказательством существования четвертого домена жизни наряду с бактериями, археями и эукариотами, к последним из которых относятся сложные формы жизни вроде нас. В деле изучения микробов мы и вправду сделали лишь первые робкие шаги.

III

Почти до самой современности предположение, что нечто столь крохотное, как микроорганизм, может причинить нам серьезный вред, считалось очевидно нелепым. Когда в 1884 году немецкий микробиолог Роберт Кох объявил, что единственным источником холеры была бацилла (бактерия в форме палочки), эта мысль вызвала у его именитого, но скептически настроенного коллеги по имени Макс фон Петтенкофер настолько яростное возмущение, что тот устроил настоящую сцену, демонстративно проглотив флакон с бациллами, чтобы доказать, что Кох ошибается[103]. Эта история была бы намного сочнее, если бы Петтенкофер после этого тяжело заболел и отрекся от своих необдуманных возражений, но так вышло, что он не заболел вовсе. Иногда такое бывает. Теперь считается, что Петтенкофер уже переболел холерой раньше и выработал кое-какой остаточный иммунитет. Менее известная подробность: двое его учеников тоже выпили экстракт холеры, и оба очень серьезно захворали. Так или иначе, этот эпизод еще отсрочил принятие общественностью «микробной теории» инфекционных заболеваний, как ее называли. В каком-то смысле до понимания причин холеры и многих других распространенных болезней никому особенно не было дела, ведь лечить их все равно не умели[104].

До появления пенициллина самым похожим на «чудесное снадобье» лекарством из существующих был сальварсан, разработанный немецким иммунологом Паулем Эрлихом в 1910 году, но сальварсан помогал лишь при нескольких недугах, главным образом при сифилисе, и имел много недостатков[105]. Его делали из мышьяка, так что он был ядовит, к тому же для лечения требовалось вводить пациенту в руку примерно пинту раствора раз в неделю – и так пятьдесят или даже более недель. Если укол делали менее чем мастерски, жидкость могла проникнуть в мышцы и вызвать болезненные и иногда серьезные побочные эффекты, в том числе необходимость ампутации. Врачи, способные безопасно вводить лекарство, обрели знаменитость. По иронии судьбы, среди наиболее уважаемых был Александр Флеминг.

Историю случайного открытия Флемингом пенициллина рассказывали уже множество раз, но едва ли можно найти две абсолютно одинаковые версии. Первый подробный отчет об открытии был опубликован лишь в 1944 году, спустя полтора десятилетия после описываемых событий, когда подробности уже начали стираться, но в самом достоверном виде история звучит так: в 1928 году, пока Александр Флеминг, работавший исследователем в госпитале Святой Марии в Лондоне, был в отпуске, в его лабораторию проникли споры плесени из рода Penicillium и осели на оставленной без присмотра чашке Петри. Благодаря череде удачных совпадений – Флеминг не вычистил чашки Петри перед отбытием, погода тем летом оказалась необычно прохладной (а значит, благоприятной для развития спор), отпуск был долгим, и потому неторопливо растущая плесень успела развернуться в полную силу, – приехав обратно, он обнаружил, что рост бактерий в чашке Петри заметно угнетен.

В описаниях открытия часто упоминается, будто грибок, попавший в ту чашку, редко встречается в природе, отчего вся ситуация становится почти что чудом, но это, судя по всему, просто авторская вольность. На самом деле это была плесень Penicillium notatum (современное название – Penicillium chrysogenum), весьма распространенная в Лондоне, так что едва ли стоит особенно изумляться тому, что горстка спор залетела в лабораторию и приземлилась на агар. Еще нередко повторяют, что Флеминг не сумел никак применить свои выводы и лишь через годы другие ученые наконец превратили его открытие в полезное лекарство. Такая интерпретация фактов как минимум невеликодушна. Во-первых, Флеминга стоит похвалить уже за то, что он отметил эффект плесени, – менее внимательный ученый мог бы просто ее выбросить. Кроме того, он прилежно сообщил о своем открытии и даже описал его перспективы для разработки антибиотиков в уважаемом журнале. Еще он постарался превратить это открытие в настоящее лекарство, но предприятие оказалось технически сложным – как позже обнаружили другие ученые – и у него были более неотложные исследовательские интересы, поэтому он не стал упираться. Часто упускается из виду, что Флеминг в те времена уже стал выдающимся ученым и ему без того было чем заняться. В 1923 году он открыл лизоцим, противомикробный фермент, который содержится в слюне, слизи и слезах и играет роль первой линии защиты организма от вторжения патогенных микроорганизмов, и еще не закончил изучать его свойства. Его поступок едва ли можно объяснить глупостью или безалаберностью, на что иногда намекают рассказчики.

В начале 1930-х годов в Германии ученые создали группу антибактериальных препаратов, известных как сульфонамиды, но те не всегда исправно действовали и часто имели серьезные побочные эффекты. Команда биохимиков из Оксфорда во главе с выходцем из Австралии Говардом Флори начала искать более эффективную альтернативу и в процессе наткнулась на статью Флеминга про пенициллин. Главным исследователем в Оксфорде был эксцентричный немецкий эмигрант по имени Эрнст Чейн, который жутко смахивал на Альберта Эйнштейна (вплоть до кустистых усов), однако темперамент имел гораздо более бурный[106]. Чейн вырос в зажиточной еврейской семье в Берлине, но бежал в Англию после прихода к власти Адольфа Гитлера. У него было немало талантов, и прежде чем посвятить себя науке, он раздумывал над карьерой концертного пианиста. Но, помимо этого, он был сложным человеком с переменчивым характером и несколько параноидальными наклонностями – хотя, пожалуй, справедливо заметить, что если и есть в истории период, когда паранойю у еврея можно было считать оправданной, так это 1930-е годы. Ожидать от него каких-то открытий казалось по меньшей мере странным, ведь он патологически боялся, что его отравят в лаборатории[107]. Но, несмотря на свой страх, Чейн упорно вел исследования и с изумлением обнаружил, что пенициллин не только убивает патогенные микроорганизмы у мышей, но и не имеет явных побочных эффектов. Он нашел идеальное лекарство: препарат, способный уничтожать цель без всякого сопутствующего ущерба. Проблема, как уже отметил Флеминг, заключалась в сложности производства пенициллина в пригодных для клинического применения объемах.

Оксфорд выделил значительные ресурсы и лабораторное пространство для выращивания плесени и кропотливого извлечения из нее крошечных количеств пенициллина под командованием Флори. К началу 1941 года у них накопилось как раз достаточно, чтобы опробовать препарат на полисмене по имени Альберт Александер, чья судьба стала печально совершенным примером того, сколь уязвимы для инфекций были люди до появления антибиотиков[108]. Подрезая розы у себя в саду, Александер оцарапал лицо шипом. В царапину попала инфекция и быстро распространилась. Александер лишился глаза, впал в бред и был на волоске от смерти. Эффект пенициллина оказался чудодейственным. Уже через два дня он мог сидеть на постели и выглядел почти здоровым. Но запасы быстро истощились. В отчаянии ученые отфильтровывали все, что могли, из мочи Александера и вводили препарат повторно, но через четыре дня не осталось вовсе ничего. Бедняге Александеру снова стало хуже, и он умер.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Сноски, обозначенные цифрами, принадлежат автору и ведут в раздел «Источники» в конце книги. Постраничные сноски, обозначенные астериском (*), также принадлежат автору, если не оговорено иное.

2

Данные о затратах, необходимых для создания копии Бенедикта Камбербэтча, предоставлены Карен Огилви из Королевского химического общества в Лондоне.

3

Emsley, Nature’s Building Blocks, стр. 4.

4

Там же, стр. 379–380.

5

Scientific American, июль 2015, стр. 31.

6

‘Hunting the Elements’, Nova, 4 апреля 2012.

7

McNeill, Face, стр. 27.

8

West, Scale, стр. 152.

9

Pollack, Signs of Life, стр. 19.

10

Там же.

11

Ball, Stories of the Invisible, стр. 48.

12

Challoner, Cell, стр. 38.

13

Nature, 26 июня 2014, стр. 463.

14

Arney, Herding Hemingway’s Cats, стр. 184.

15

New Scientist, 15 сентября 2012, стр. 30–33.

16

Mukherjee, Gene, стр. 322; Ben-Barak, Invisible Kingdom, стр. 174.

17

Nature, 24 марта 2011, стр. S2.

18

Сэмюел Чешир, нейрохирург и профессор Стэнфордского университета; цитируется по выпуску подкаста Naked Scientist от 21 марта 2017.

19

‘An Estimation of the Number of Cells in the Human Body’, Annals of Human Biology, ноябрь-декабрь 2013.

20

Это, конечно же, лишь эмпирическое предположение. Человеческие клетки бывают разных типов, размеров и плотностей, и их в буквальном смысле невозможно подсчитать. Цифра в 37,2 триллиона была заявлена в 2013 году группой европейских ученых во главе с Евой Бьянкони из Болонского университета в Италии и опубликована в журнале Annals of Human Biology.

21

New Yorker, 7 апреля 2014, стр. 38–39.

22

Hafer, Not-So-Intelligent Designer, стр. 132.

23

Из беседы с Н. Яблонски, Стейт-Колледж, штат Пенсильвания, 29 февраля 2016.

24

Andrews, Life That Lives on Man, стр. 31.

25

Там же, стр. 166.

26

Oxford English Dictionary.

27

С анатомической точки зрения тельца, или корпускулы (что на латыни значит «маленькое тело»), – термин несколько расплывчатый. Им могут называться и свободно блуждающие клетки, например кровяные тельца, и скопления независимо функционирующих клеток, такие как тельца Мейснера.

28

Ackerman, Natural History of the Senses, стр. 83.

29

Linden, Touch, стр. 46.

30

‘The Magic of Touch’, The Uncommon Senses, BBC Radio 4, 27 марта 2017

31

Linden, Touch, стр. 73.

32

Из беседы с Н. Яблонски.

33

Challoner, Cell, стр. 170.

34

Jablonski, Living Color, стр. 14.

35

Jablonski, Skin, стр. 17.

36

Smith, Body, стр. 410.

37

Jablonski, Skin, стр. 90.

38

Journal of Pharmacology and Pharmacotherapeutics, апрель/июнь 2012; New Scientist, 9 августа 2014, стр. 34–37.

39

University College London press release, ‘Natural Selection Has Altered the Appearance of Europeans over the Past 5000 Years’, 11 марта 2014.

40

Jablonski, Living Color, стр. 24.

41

Jablonski, Skin, стр. 91

42

‘Rapid Evolution of a Skin-Lightening Allele in Southern African KhoeSan,’ Proceedings of the National Academy of Sciences, 26 декабря 2018.

43

‘First Modern Britons Had ‘Dark to Black’ Skin’, Guardian, 7 февраля 2018.

44

New Scientist, 3 марта 2018, стр. 12.

45

Jablonski, Skin, стр. 19.

46

Linden, Touch, стр. 216.

47

‘The Naked Truth’, Scientific American, февраль 2010.

48

Ashcroft, Life at the Extremes, стр. 157.

49

Baylor University Medical Center Proceedings, июль 2012, стр. 305.

50

‘Why Are Humans So Hairy?’, New Scientist, 17 октября 2017.

51

‘Do Human Pheromones Actually Exist?’, Science News, 7 марта 2017.

52

Bainbridge, Teenagers, стр. 44–45.

53

The Curious Cases of Rutherford and Fry, BBC Radio 4, 22 августа 2016.

54

Cole, Suspect Identities, стр. 49.

55

Smith, Body, стр. 409.

56

Linden, Touch, стр. 37.

57

‘Why Do We Get Prune Fingers?’, Smithsonian.com, 6 августа 2015.

58

‘Adermatoglyphia: The Genetic Disorder of People Born Without Fingerprints’, Smithsonian, 14 января 2014.

59

Daniel E. Lieberman, ‘Human Locomotion and Heat Loss: An Evolutionary Perspective’, Comprehensive Physiology 5, № 1 (январь 2015).

60

Jablonski, Living Color, стр. 26.

61

Stark, Last Breath, стр. 283–85.

62

Ashcroft, Life at the Extremes, стр. 139.

63

Tallis, Kingdom of Infinite Space, стр. 23.

64

Bainbridge, Teenagers, стр. 48.

65

Andrews, Life That Lives on Man, стр. 11.

66

Gawande, Better, стр. 14–15; ‘What Is the Right Way to Wash Your Hands?’, Atlantic, 23 января 2017.

67

National Geographic News, 14 ноября 2012.

68

Blaser, Missing Microbes, стр. 200.

69

David Shultz, ‘What the Mites on Your Face Say About Where You Came From’, Science, 14 декабря 2015, www.sciencemag.org.

70

Linden, Touch, стр. 185.

71

Там же, стр. 187–189.

72

Andrews, Life That Lives on Man, стр. 38–39.

73

Baylor University Medical Center Proceedings, июль 2012, стр. 305.

74

Andrews, Life That Lives on Man, стр. 42.

75

Ben-Barak, Invisible Kingdom, стр. 58.

76

Из беседы с профессором Кристофером Гарднером из Стэнфордского университета, Пало-Альто, 29 января 2018.

77

Baylor University Medical Center Proceedings, июль 2014; West, Scale, стр. 1.

78

Crawford, Invisible Enemy, стр. 14.

79

Lane, Power, Sex, Suicide, стр. 114; Maddox, What Remains to Be Discovered, стр. 170.

80

Crawford, Invisible Enemy, стр. 13.

81

‘Learning About Who We Are’, Nature, 14 июня 2012; ‘Molecular-Phylogenetic Characterization of Microbial Community Imbalances in Human Inflammatory Bowel Diseases’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 15 августа 2007.

82

Blaser, Missing Microbes, стр. 25; Ben-Barak, Invisible Kingdom, стр. 13.

83

Nature, 8 июня 2016

84

‘The Inside Story’, Nature, 28 мая 2008.

85

По словам доктора Анны Мэйчин из Оксфордского университета, целуя человека, вы изучаете его гены гистосовместимости, которые участвуют в иммунном ответе. Хотя, возможно, главная цель у вас в тот момент другая, но вы, по сути, проверяете, будет ли этот человек подходящей парой с иммунологической точки зрения.

86

Crawford, Invisible Enemy, стр. 15–16; Pasternak, Molecules Within Us, стр. 143.

87

‘The Microbes Within,’ Nature, 25 февраля 2015.

88

‘They Reproduce, but They Don’t Eat, Breathe, or Excrete’, London Review of Books, 9 марта 2001.

89

Ben-Barak, Invisible Kingdom, стр. 4.

90

Roossinck, Virus, стр. 13.

91

Economist, 24 июня 2017, стр. 76.

92

Zimmer, Planet of Viruses, стр. 42–44.

93

Crawford, Deadly Companions, стр. 13

94

‘Cold Comfort’, New Yorker, 11 марта 2002, стр. 42.

95

‘Unraveling the Key to a Cold Virus’s Effectiveness’, New York Times, 8 января 2015.

96

‘Cold Comfort’, стр. 45.

97

Baylor University Medical Center Proceedings, январь 2017, стр. 127.

98

‘Germs Thrive at Work, Too’, Wall Street Journal, 30 сентября 2014.

99

Nature, 25 июня 2015, стр. 400

100

Scientific American, декабрь 2013, стр. 47.

101

‘Giant Viruses’, American Scientist, июль-август 2011; Zimmer, Planet of Viruses, стр. 89–91; ‘The Discovery and Characterization of Mimivirus, the Largest Known Virus and Putative Pneumonia Agent’, Emerging Infections, 21 мая 2007; ‘Ironmonger Who Found a Unique Colony’, Daily Telegraph, 15 окт. 2004; Bradford Telegraph and Argus, 15 окт. 2014; ‘Out on a Limb’, Nature, 4 август 2011.

102