скачать книгу бесплатно
Почему тело дает сбой. Как ежедневные привычки могут незаметно нас убивать
Шилпа Равелла
Брейншторм. Книги о науке для тех, кому важно разобраться
Перед вами захватывающее исследование воспаления – скрытой силы, лежащей в основе современных болезней! Гастроэнтеролог Шилпа Равелла раскрывает тайны этого загадочного и скрытого от глаз явления и рассказывает, как воспаление может обернуться против нас, став триггером болезней сердца и рака, депрессии и старения, а также загадочных аутоиммунных состояний.
На страницах книги мы встретимся с дальновидным патологоанатомом девятнадцатого века, заложившим основу нашего современного понимания воспаления, эксцентричным русским зоологом, открывшим одну из центральных клеток нашей иммунной системы, и преданными своему делу исследователями, расширяющими границы медицины и науки о питании сегодня. С помощью увлекательных тематических исследований автор расскажет, как мы можем изменить отношения с едой и нашим микробиомом, чтобы взять воспаление под свой контроль и предотвратить его губительное воздействие.
Внимание! Информация, содержащаяся в книге, не может служить заменой консультации врача. Перед совершением любых рекомендуемых действий необходимо проконсультироваться со специалистом.
В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.
Шилпа Равелла
Почему тело дает сбой. Как ежедневные привычки могут незаметно нас убивать
У человечества есть только три великих врага: жар, голод и война. Из них, безусловно, самый великий и самый ужасный – это жар.
– Сэр Уильям Ослер
Болезнь обычно становится следствием безрезультатных переговоров о симбиозе, когда одна из сторон переступает черту, неправильно истолковав биологические границы.
– Льюис Томас, Lives of a Cell
Они были не более чем людьми, сами по себе. Даже в паре, в любой паре, сами по себе они были бы не более чем людьми. Вместе же они стали сердцем, мышцами и разумом чего-то опасного и нового, чего-то странного, растущего и великого. Вместе, все вместе, они – инструменты перемен.
– Кери Халм, The Bone People
Shilpa Ravella
A SILENT FIRE: The Story of Infl ammation, Diet, and Disease
Copyright c 2019 by Shilpa Ravella
В коллаже на обложке использованы иллюстрации:
Pikovit, NickSorl, Elina Madelane / Shutterstock / FOTODOM
Используется по лицензии от Shutterstock / FOTODOM
© Шкурко И.Г., перевод на русский язык, 2023
© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2023
Эта книга – источник информации. Она не является заменой профессиональной медицинской консультации. При появлении симптомов, подобных описанным в этой книге, немедленно обратитесь за медицинской помощью. Имена пациентов, детали, идентифицирующие их личности, изменены или опущены.
Отзывы о книге
«Почему тело дает сбой. Как ежедневные привычки могут незаметно нас убивать»:
«Шилпа Равелла рисует захватывающую картину одного из самых гениальных и глубинных процессов в нашем организме, рассказывая о грозной силе воспаления внутри каждого из нас. Интересен пророческий вывод автора: чтобы положить конец разгулу болезней современности, необходимы питание и медицинская помощь, направленные на защиту человеческого организма и его врожденной способности поддерживать собственное здоровье».
– Анна Бикле, соавтор книг The Hidden Half of Nature и What Your Food Ate
«Захватывающее, поэтическое исследование Шилпы Равеллы о теле, еде и истории будет увлекать вас страница за страницей. Эта книга способна трансформировать взгляд читателей не только на системы организма и свое влияние на них, но и, возможно, на саму медицину».
– Лорен Сандлер, автор книги This Is All I Got
«Познавательное погружение в медицинскую подоплеку современной эпидемии хронических заболеваний со всеми вытекающими выводами для соблюдения здорового питания».
– Дэвид Р. Монтгомери, соавтор книг The Hidden Half of Nature и What Your Food Ate
Вступление
Когда мы учились на медицинском, мой лучший друг – назовем его Джей – дал мне почитать роман Кери Халм «Костяные люди». Как ни парадоксально, книга, наполненная ощущением одиночества, страха и насилия, повествовала о любви, хотя само понятие этого чувства оказалось за гранью ортодоксальности. Персонажи, образно говоря, были разобраны по косточкам, а их неприкрытые эмоции обнажали на страницах книги красоту и ужасы человеческой природы. Это было в 2009 году. Тогда, в стремлении разгадать тайны человеческого тела, мы вскрывали трупы. Наши хирургические инструменты погружались в поверхностные и глубокие ткани, разрезая податливые кустки желтого жира и жесткие, жилистые мышцы. Однако тела на наших столах так и оставались загадкой…
Девять лет спустя мы с Джеем оказались в Чикаго. Июльская жара распространилась тогда на восток от Скалистых гор – с 1930-х годов страна не знала столь изнуряющего зноя. Шоссе в Иллинойсе прогнулось под тяжестью проезжавших по нему большегрузов. В Грант-парке огромный участок тротуара треснул и приподнялся на метр. Я до сих пор вспоминаю ужасы жары, спастись от которой можно было только во время езды на машине с кондиционером. Именно тогда все и началось.
Знойным пятничным вечером Джей пришел с тренировки в спортзале. Он быстро приготовил на ужин спагетти, аккуратно сервировал стол. Помню, как он выпроводил паука с подоконника на веранду, как рассуждал о том, что было бы неплохо сбежать от чикагского знойного лета и морозной зимы. Потом Джей внезапно почувствовал себя очень уставшим. Он схватился за шею, словно пытаясь себя задушить. «Что-то не так, – сказал он. – У меня болит шея. Наверное, я переусердствовал в спортзале».
За десять лет, что я его знаю, Джей не жаловался на здоровье. Он очень редко болел и никогда не просил о помощи. Осмотрев шею, я не увидела никаких внешних травм. Мой друг мог свободно двигать головой. Мы решили, что он просто потянул мышцу – частая спортивная травма, которая может вызвать местное воспаление. Джей выпил ибупрофен и рассчитывал, что вскоре ему станет легче.
Через несколько недель его состояние ухудшилось. Задние мышцы шеи ослабли. «Голова и шея стали тяжелыми, словно меня накрыли плотным одеялом», – говорил он мне. Врачи назначили ему магнитно-резонансную томографию (МРТ) головы и шеи. Ее результаты оказались нормальными.
Следующие две недели мы в медленно нарастающей панике наблюдали за тем, как мышцы Джея продолжают слабеть. Однажды, находясь за рулем, он едва смог поднять голову, чтобы взглянуть на дорогу. Вскоре его голова полностью опустилась, и он больше не мог оторвать подбородок от груди. Сложно сказать, в какой именно момент это произошло – он затерялся в череде событий, которые мы пытались проанализировать задним числом.
Джею понадобился ортопедический корсет, который обычно используется для ограничения движений головы и шеи при травме спинного мозга. Это довольно неудобное приспособление помогало удерживать голову, перераспределяя ее вес на мышцы средней и нижней части спины. Он снимал его только перед сном и чтобы принять душ.
В среднем голова человека весит порядка четырех с половиной килограммов и удерживается, казалось бы, совершенно непринужденно. На самом деле это происходит за счет сложного баланса между мышцами шеи, настолько плавного и продуманного, что обычно человек даже не задумывается о его механике. У Джея же этот баланс был нарушен, внезапно и, возможно, безвозвратно. Его состояние продолжало ухудшаться
с пугающей скоростью. Он уставал, едва пройдя пару кварталов. Появились проблемы с глотанием пищи.
Врачи были озадачены его случаем. В свои тридцать с небольшим лет Джей всегда отличался превосходным здоровьем. Сначала неврологи заподозрили редкую форму болезни Паркинсона или зарождение бокового амиотрофического склероза – быстро прогрессирующего смертельного неврологического заболевания, при котором происходит дегенерация нервных клеток, управляющих мышцами. Пациенты с этой болезнью теряют способность двигать руками и ногами, глотать пищу и говорить. Мышцы диафрагмы и грудной стенки в конечном итоге отказывают, из-за чего человек не может самостоятельно дышать. В течение нескольких лет наступает смерть от дыхательной недостаточности.
Подсказку дал анализ крови Джея: в ней обнаружился необычайно высокий уровень фермента креатинкиназы, индикатора мышечных повреждений. Значит, даже в отсутствие внешних травм что-то активно разрушало мышцы. Более половины шейных мышц Джея в итоге окажутся безвозвратно уничтоженными, и повторная МРТ покажет то, что от них осталось.
У ревматологов, специалистов по лечению аутоиммунных заболеваний, возникла другая идея: у Джея было сильнейшее воспаление. Они предположили, что причиной его состояния является какое-то атипичное аутоиммунное заболевание, несмотря на то, что его симптомы и результаты анализов крови не указывали на что-то конкретное, а никаких признаков воспаления изначально и вовсе не наблюдалось. Врачи назначили ему множество противовоспалительных препаратов, однако не стали делать каких-либо прогнозов. «Поживем – увидим», – говорили они.
Воспаление – это реакция организма, которая выработалась для защиты от угроз и ограничения повреждений от воздействия микробов, химических веществ или физических травм. Доставшийся нам в наследство от наших предков защитный механизм используется даже самыми примитивными животными вроде морских звезд.
Воспаление является фундаментальной иммунной реакцией, которая служила нам верой и правдой на протяжении большей части человеческой истории.
Проблема в том, что в современном мире угрозы более скрытые, чем во времена наших предков. Теперь воспаление зачастую приобретает хронический характер, постепенно разрушая здоровые ткани. Аутоиммунные заболевания, такие как артрит или волчанка, которые обращают воспалительную реакцию против самого организма, приводят к губительным последствиям, а иногда и к смерти.
Мы с Джеем узнали об этих и других заболеваниях еще во время учебы на медицинском, однако тогда не придали самому воспалению как отдельной сущности особого значения. Мы знали, что патологическое воспаление можно разделить на несколько категорий, каждая из которых имеет собственное название. Мы понимали, что оно вездесуще и является неотъемлемой частью как здоровья, так и большинства болезней, даже если и протекает зачастую незаметно. Когда же Джей заболел, наш взгляд на воспаление кардинально изменился: оно превратилось в нечто целостное, всепоглощающее и поселилось в центре нашего сознания. Теперь, столкнувшись с любой болезнью, мы прежде всего задумывались именно о нем.
Я проработала гастроэнтерологом более десяти лет, и многие пациенты обращались ко мне с воспалением в той или иной форме. Одни страдали от так называемого воспаления кишечника – тяжелого аутоиммунного заболевания, при котором может потребоваться удаление большей части или всего кишечника. Другие мучились от воспаления из-за кислотного рефлюкса, пищевой чувствительности, целиакии, синдрома раздраженного кишечника и иных проблем. У меня также были пациенты с пересаженным кишечником и другими внутренними органами, на которые их иммунная система обрушивалась своими воспалительными атаками. В своей практике я назначала всевозможные противовоспалительные препараты. Чаще это были медикаменты для лечения общего воспаления, боли и жара вроде аспирина. Но приходилось применять и широкий спектр средств с новыми терапевтическими целями, включая мощные иммуномодулирующие препараты, используемые при аутоиммунных заболеваниях и в трансплантологии. Имеющиеся данные свидетельствуют в пользу применения этих препаратов при определенных воспалительных болезнях.
Между тем то, что происходило с Джеем, было вне моего понимания. У болезни не было ни названия, ни цвета, ни начала, ни конца. В учебниках по медицине о ней не было ни слова. Воспаление появлялось и пропадало, поначалу оставаясь незамеченным. Оно могло вернуться в любой момент. Лечить Джея противовоспалительными препаратами, с одной стороны, было логично, с другой – необоснованно. Это было похоже на веру в призрака, несмотря на полное отсутствие доказательств его существования. Я начала обращать внимание на то, о чем не говорили в медицинской школе, – скрытое воспаление.
Воспаление – это палка о двух концах. Мне нравится сравнивать его с пожарным шлангом. Если напор воды в шланге будет слишком низким, то пожар – будь то микроб или другой незваный гость в нашем организме – одержит победу. Если же с напором, наоборот, переборщить, то защитные механизмы нашего организма могут обернуться против него самого, утопив его в аутоиммунных процессах. Иногда же этот шланг просто протекает, и тогда развивается вялотекущее воспаление. Врачи обычно не проверяют своих пациентов на этот тип. Это аморфный враг, который зачастую не поддается стандартному лечению. Когда борешься с ним, приходится действовать вслепую – именно с этой проблемой столкнулись врачи Джея.
Если у пациентов с ревматоидным артритом отчетливо видны опухшие суставы, а у больных волчанкой – сыпь, то скрытое воспаление невозможно увидеть невооруженным глазом или обнаружить с помощью инструментов для диагностики воспалительных заболеваний.
Здоровые люди, живущие со скрытым воспалением, даже не догадываются о его существовании: у них может не наблюдаться никаких явных признаков или симптомов.
Как видим, скрытое воспаление, которое когда-то обитало на задворках медицинской литературы, далеко не безобидное, а его выявление – процесс столь же медленный и сложный, как и сама болезнь. Многочисленные ученые, часть которых представлена в этой книге, работали всю жизнь, чтобы увидеть то, что прежде было невидимым. История исследования воспаления начинается с эпохальных открытий XIX века и продолжается по сей день. В 1850-х годах немецкий ученый Рудольф Вирхов первым определил клеточные характеристики воспаления, увидев то, что нельзя было увидеть невооруженным глазом. Это было настоящим медицинским прорывом. Его работа вдохновила русского зоолога Илью Мечникова, открывшего по счастливой случайности макрофагов – разновидность клеток, занимающих центральное место в современной модели воспаления. Началась кропотливая работа над раскрытием внутренних механизмов воспалительной реакции.
Столетие спустя, когда ученые наткнулись на забытые исследования этих исторических личностей, их теории получили второе рождение и помогли переосмыслить связь воспаления и болезней в современной медицине. Вялотекущее воспаление кроется за сердечными заболеваниями и тлеет под развивающимися опухолями. Оно связано и со многими другими хроническими недугами, включая ожирение, диабет, нейродегенеративные и психиатрические болезни. Скрытое воспаление влияет на процесс старения, микробы кишечника и его работу. Оно подрывает иммунитет, парадоксальным образом делая нас предрасположенными к инфекциям. Хуже того, оно увеличивает вероятность слишком бурной, несоразмерной атаки нашей иммунной системы против инфекций, что приводит к губительным последствиям. На самом деле, скрытое воспаление может объяснить, почему здоровые, казалось бы, люди страдают от тяжелых болезней во время эпидемий и пандемий. Это незаметное заболевание может быть обнаружено в определенных участках внутренних органов или путешествовать по сосудам нашего организма – причем обычно происходит и то и другое. У него может быть множество проявлений и причин вплоть до банальной активации определенных генов воспаления.
У нас редко занимаются диагностикой и лечением скрытого воспаления, несмотря на тот огромный ущерб, который оно наносит организму. Сегодня в распоряжении врачей имеются высокоточные инструменты для выявления воспаления в органах и тканях. Кроме того, дополнительную информацию они могут получать с помощью визуализирующих исследований и анализов крови. Также можно в точности определить потерю функциональности – основной признак воспаления.
Устанавливая точный диагноз, врачи зачастую используют суффикс «ит» для обозначения воспаления.
До 1800 года существовало всего двадцать примеров существительных с суффиксом «ит» (первым, насколько известно, был артрит, описанный в 1543 году как «слабость во всех суставах тела, никчемный гумор, текущий к ним же»), однако впоследствии их было введено гораздо больше. Воспаление мозга – это энцефалит, кишечника – колит. В печени – гепатит, в почках – нефрит, в сердечной мышце – миокардит. Заболевания, заканчивающиеся на «-ит», в медицинских словарях исчисляются сотнями, и многие из них знакомы обывателю: аппендицит, тонзиллит, бронхит, дерматит.
Острое или хроническое, воспаление связывает всех врачей и болезни, наводит мосты между клиниками и стационарными отделениями. Тем не менее новаторская работа ученых, занимающихся исследованием биологии скрытого воспаления, поначалу оставалась невостребованной. Описываемое ими воспаление носило хронический характер, однако не вписывалось в существующую классификацию. Оно стояло за воротами традиционной иммунологии, отчаянно пытаясь пробиться внутрь.
В XXI веке мы достигли своего рода переломного момента, когда впервые ученые решительно заявили, что скрытое воспаление может быть как следствием, так и причиной болезни, вызывая катастрофу в сговоре с генами и окружающей средой. Древняя сила, которая на протяжении всей истории противостояла нашим главным врагам, заживляя раны и не давая шансов микробам, теперь вставала в одни ряды с другими болезнями современности, медленно, но верно подтачивая наше здоровье.
Однако, если у человека не выявлено никакого традиционного воспалительного заболевания, что же все-таки означает быть «воспаленным» в современную эпоху? Какие диагностические тесты могут обнаружить скрытое воспаление? Откуда оно берется: является ли оно реакцией на основное заболевание или его провоцируют какие-то внешние факторы, такие как неправильное питание, токсины в окружающей среде или стресс? Достаточно ли у нас данных, связывающих его с нашими современными хроническими болезнями? И как мы можем его предотвратить, подавить или даже вылечить?
Помимо лекарственной терапии, в борьбе за понимание причин возникновения и способов лечения воспаления начали развиваться два научных направления, готовых породить раскол в современной медицине.
Первое связано с питанием. Все больше исследований указывает на то, что наш рацион может вызывать, предотвращать или даже лечить воспаление. Я уже многие годы изучаю вопросы питания. Как гастроэнтеролог, я забочусь о пациентах с особыми потребностями в еде – включая самых больных, получающих свою пищу в виде специальных питательных смесей, вводимых через трубку в желудок или напрямую в вены. Как обычный потребитель, пытаюсь разобраться во всем многообразии научных данных по питанию в надежде понять, как лучше всего подойти к вопросам, возникающим в моих клиниках. Пациенты расспрашивают о том, что они увидели по телевизору, прочитали в журнале или услышали от друзей, родных и кого угодно, только не врачей. Вся проблема в жирах или углеводах? Яйца снова можно есть? А что насчет сахара и всей имеющейся противоречивой информации о глютене и злаках? Они хотят больше узнать об одной из самых желанных и в то же время запутанных тем в питании – «противовоспалительной» диете. Есть ли доказательства существования настоящей противовоспалительной диеты, которая может помочь предотвратить или излечить хронические смертельные болезни современности? И что делает определенные продукты «воспалительными», если даже сам прием пищи является воспалительным актом?
Второе научное направление связано с микробами. Микробиом кишечника, состоящий из триллионов бактерий, оказался в центре внимания ученых в начале XXI века. Теперь микроорганизмы считаются симбионтами, имеющими огромное значение для здоровья человека, а не просто патогенами, вызывающими болезни. Кишечные микробы играют решающую роль в иммунной функции и воспалении. В IV веке для лечения диареи использовался «желтый суп» из высушенного кала. Современные разновидности такого лечения включают пересадку кала и пробиотики. В настоящее время активно проводятся многообещающие исследования по манипулированию микроорганизмами кишечника для предотвращения или лечения болезни. С их помощью мы можем добиться оптимального уровня воспаления, при котором наша иммунная система будет реагировать не слишком бурно, но и не слишком вяло, давая надежный отпор всем непрошеным патогенам, но при этом не допуская развития аутоиммунных и других хронических заболеваний.
Воспаление – явление одновременно повсеместное и непостижимое, являющееся неотъемлемой частью как здоровья, так и болезни. Цель этой книги – раскрыть его новые глубины, которые помогут определить будущее медицины: его связь с распространенными смертельными заболеваниями современности и взаимодействие между пищей и микробами.
Современная медицина, изобилующая всевозможными специальностями, по отдельности рассматривает разные проявления воспаления. Если воспаление – это зверь вроде слона из старой буддийской притчи, то каждый из нас изучает лишь его определенную часть, пытаясь на основе полученной ограниченной информации описать его общую форму и очертания. Это неизбежно приводит к весьма разрозненным выводам. Между тем именно этот слон объединяет всех врачей – ревматологов, кардиологов, гастроэнтерологов, онкологов, эндокринологов, неврологов и многих других – в общей борьбе с врагом, добрым и злым, видимым и невидимым, приходящим и уходящим по своему желанию во множестве обличий.
В наши дни, когда происходит бурное развитие науки о питании и исследований микробиома кишечника, а связанные с воспалением болезни становятся все более обычным явлением, очень важно разобраться во всех полученных данных. Странная болезнь Джея могла поразить любого здорового с виду человека. Неконтролируемое воспаление, которое может лежать в основе его состояния, напрямую связано с современными хроническими заболеваниями.
В ближайшие десятилетия мы продолжим раскрывать эту тайну, появятся новые названия, болезни и итерации воспаления. Тем не менее уже сейчас можно собрать воедино факты, подробно описывающие рождение этой истории. В данной книге рассматриваются работы девяти современных ученых, тесно переплетенные с историческим наследием. Современным пониманием воспаления, питания и микробов мы во многом обязаны открытиям вековой давности. Я собрала вместе все эти истории, в том числе из своей собственной жизни и врачебной практики, в попытке придать, наконец, слону форму и очертания.
Глава 1
Метаморфоза
Третьего мая 1845 года в Университете Фридриха Вильгельма собралось множество людей, чтобы отпраздновать день рождения его покойного основателя. Большой внутренний двор украшала конная статуя короля Пруссии Фридриха II, окруженная чугунной кольцевой оградой. Университет, расположенный во дворце XVIII века, в течение многих лет принимал величайших мыслителей Германии, став одним из самых престижных учебных заведений Европы. В этой толпе стоял молодой человек скромного происхождения, родом из небольшой деревушки в Поморье. Его дедушка и бабушка были мясниками, а отец – лавочником. Он приехал в Берлин всего несколько лет назад, чтобы поступить в медицинскую школу. Потрясенный блеском и изысканностью города, он не хотел выглядеть бедняком и написал своему отцу письмо с просьбой выслать денег на покупку модных чулок.
В тот день, когда его вызвали для выступления, аудитория не знала, чего ожидать от невысокого светловолосого мальчика с темными, почти без ресниц, глазами. Он был так худ, что, казалось, его могло унести порывом ветра. Пациенты называли его Der Kleine Doctor, или Маленький доктор. Молодой человек начал выступление и сразу покорил зрителей. Он блистал на сцене красноречием, которое никак не соотносилось с его юностью и миниатюрным телосложением.
Вирхов разрушил идеи, которые прочно засели в умах самых выдающихся берлинских врачей и ученых. Многие из этих людей были приверженцами интеллектуального движения под названием романтизм, которое охватило Западную Европу в противовес Просвещению конца XVIII века. Романтизм господствовал в немецкой медицине и в начале XIX века, отвергая аналитические методы и считая, что естествоиспытатель может выводить истины из априорных первичных принципов, без наблюдений и экспериментов. Последователи этого движения полагали, что органическая материя обладает жизненной искрой, которую невозможно объяснить законами физики или химии. Это был век гуморальной теории, уходящей корнями в древнегреческую и древнеримскую медицину, которая доминировала в западной медицине более двух тысяч лет. Согласно этой теории, человеческие тела наполнены квартетом жидкостей, или гуморов: красная кровь, черная желчь, желтая желчь и белая флегма. Эти жидкости соответствовали огню, земле, воде и ветру – четырем элементам, из которых, как считалось, было создано все во вселенной. Именно дисбаланс этих жидкостей – или дискразию – называли главной причиной всех известных человечеству заболеваний.
Вирхов насмехался над этими идеями. Жизнь, говорил он, не что иное, как сумма явлений, находящихся во власти обычных физических и химических законов. Научная медицина, основанная на механистическом подходе, – это новый путь вперед, а исследования должны включать клинические наблюдения, эксперименты на животных и вскрытия. Его взгляды были радикальными для того времени. Никто публично не оспаривал вековые доктрины так открыто. Аудитория была разгневана и потрясена. Люди начали переговариваться: «Вы слышали это? Оказывается, мы ничего не знаем», – сказал один пожилой врач.
Несмотря на негативную реакцию на выступление, Рудольф Вирхов получил всемирную известность. Благодаря своей непоколебимой вере в то, что тщательное наблюдение за природой является основным средством достижения научных истин, он заложил основу современного понимания процесса воспаления. Так началась история скрытого воспаления.
В «Шарите», крупнейшей больнице Берлина, Вирхов дважды в день обходил страдающих пациентов. Он делал перевязки, давал слабительное и выписывал рецепты. Кроме того, ему было поручено поддерживать баланс четырех гуморов в соответствии с существующими на тот момент практиками, включая кровопускание и медицинские банки – методы лечения, в которые он совершенно не верил. Молодой доктор связывал пациентам руки, чтобы на них набухли вены, которые потом разрезал, чтобы якобы токсичная кровь могла покинуть тело – как тогда еще говорили, «давал венам подышать». Еще он прикладывал к коже пиявок. Эти кольчатые черви с присосками на обоих концах, тремя парами челюстей и сотнями зубов цеплялись за живые ткани и выпивали крови в десять раз больше собственного веса.
Однако в исследовательской лаборатории ученого не было места для абстрактного и иррационального. Его волновало то, сколько в мире оставалось всего неизведанного, и Вирхов обратился к методичным научным экспериментам. За год до его выступления, в 1844 году, его попросили проверить утверждения ведущих патологов о том, что флебит, или воспаление вен, является причиной большинства заболеваний. Тогда эта популярная теория казалась вполне логичной. Люди часто умирали после неудачных хирургических вмешательств и даже родов, а при вскрытии то и дело обнаруживались абсцессы и кровяные сгустки в венах. Вирхов, который интересовался воспалением еще в студенческие годы, с радостью принял вызов.
Работая в своей исследовательской лаборатории, Вирхов придумал термин «тромб» для обозначения сгустков крови и углубился в изучение механизмов их развития. Исследователь отказался признать, подобно многим, что тромбы – это просто «жизненная субстанция», «материал жизни».
Ученый показал, что флебит действительно существует, однако этот тип воспаления не является причиной всех болезней, как предполагали патологоанатомы. В большинстве случаев воспаление носило реактивный характер – оно было лишь ответом организма на сформировавшийся кровяной сгусток.
Почти пять тысяч лет назад надписи на египетских папирусах указывали на жар и покраснение как на признаки болезни. В 25 году н. э. римлянин Авл Корнелий Цельс описал болезнь, которую он мог видеть невооруженным глазом: «Признаков воспаления четыре: покраснение и припухлость с жаром и болью». Он записал свои выводы в медицинском трактате «De Medicina», назвав такие средства от воспаления, как «покой, воздержание, пояс из пропитанной серой шерсти и полынь натощак», а также припарки или мази для «подавления и успокоения».
Полтора века спустя греческий врач Гален считал, что вредное скопление одного из четырех гуморов в организме создает четыре основных симптома воспаления, которые впервые описал Цельс: rubor (покраснение), tumor (опухоль), calor (жар) и dolor (боль). Эта идея сохранялась вплоть до XIX века. Хотя эти античные ученые впервые увидели, почувствовали и записали проявление одной из старейших болезней, известных человечеству, если не самой старой, они просто не могли понять всю ее многогранность. Под жаром, цветом и деформированной плотью скрывался целый неизведанный мир.
В то время идея о том, что все окружающее состоит из крошечных компонентов, невидимых человеческому глазу, была немыслима для большинства людей. Это скрывало истинную природу воспаления на протяжении веков. В начале же XVII века голландские производители очков начали экспериментировать с увеличительными стеклами. Они поместили несколько стекол в трубку и заметили нечто странное: увеличение было гораздо большим, чем давало любое отдельное стекло. Ученый Антони ван Левенгук разработал новые методы изготовления и использования настоящего микроскопа – портативного прибора с единственной линзой из маленького стеклянного шарика, отшлифованного и отполированного для получения увеличения около 270?, самого большого на тот момент. Когда в 1750-х годах была изобретена ахроматическая линза, которая позволила добиться еще большего увеличения, Вирхов поставил перед собой цель понять болезнь на клеточном уровне.
Появление микроскопа стало прорывом для понимания воспаления. Впервые в истории ученые смогли увидеть мельчайшие изменения в кровеносных сосудах и кровотоке вокруг воспаленных тканей.
В 1848 году на улицах Берлина вспыхнула революция, нарушив многолетнюю стабильность в Центральной Европе. Вирхов к тому времени был уже признанным врачом и часто выступал с лекциями, которые пользовались большой популярностью. Верный низшим классам, из которых он вышел, ученый боролся за улучшение медицинского обслуживания бедных, светские школы медсестер и независимость врачей. «Чтобы в полной мере выполнить свой долг, медицина должна оказывать влияние на социальную и политическую жизнь», – писал он. После подавления восстания консервативной аристократией многие либералы были вынуждены отправиться в изгнание, спасаясь от политических преследований. Вирхова уволили из «Шарите», и он осознал, что найти место для работы в Германии будет нелегкой задачей. Однако вскоре он получил письмо из небольшого баварского университета Вюрцбурга, расположенного на юге Германии, с предложением возглавить первую в стране кафедру патологической анатомии. Доктор собрал чемоданы, оставив позади суету и горькое разочарование Берлина.
В Вюрцбурге Вирхов был счастлив со своей новой женой Розой, которая понимала его «лучше, чем кто-либо другой». Там он провел семь самых творческих лет своей жизни, с удовольствием занимаясь клинической работой, исследованиями и преподавательской деятельностью. Он убеждал своих студентов «научиться видеть на микроскопическом уровне». На лекциях он выкатывал небольшой столик на колесиках – специальное приспособление для хранения микроскопов. В эти годы ученый изрек свое самое известное до сих пор высказывание: «Omnis cellula e cellula», или «Все клетки возникают только из ранее существовавших клеток». Как известно, первоначально клеточная теория была разработана учеными Теодором Шванном и Маттиасом Шлейденом в 1839 году. Используя микроскоп, они определили, что клетки являются базовыми единицами жизни. Вирхов же завершил классическую клеточную теорию своим объяснением процесса размножения клеток.
В 1858 году, за год до того, как Чарльз Дарвин опубликовал «Происхождение видов», Вирхов опубликовал свою эпохальную работу «Клеточная патология». Он описал новый способ понимания воспаления, переместив внимание с сосудов, видимых при вскрытии, на микроскопический мир клеток, что перечеркнуло умозрительные теории болезней и заложило основу современной медицины.
В исследованиях Вирхова впервые были рассмотрены клеточные изменения, лежащие в основе сопровождающих воспаление повреждений тканей, и в результате микроскопических наблюдений объяснены четыре основных признака, видимых невооруженным глазом: покраснение, отек, тепло и боль. Покраснение и тепло обусловлены усилением кровотока, а отек связан с тем, что ученые называют экссудацией: проницаемость стенок воспаленных кровеносных сосудов повышается, и воспалительные клетки, белки и жидкость просачиваются в поврежденные ткани для заживления полученных ран. Оставалось объяснить боль. Вирхов увидел лейкоциты, сгруппированные в местах воспаления, и пришел к верному выводу, что они играют важную роль, но детали оставались загадкой.
К четырем историческим признакам воспаления Вирхов добавил пятый кардинальный признак – functio laesa, или «потеря функции». «Никто не ожидает, что воспаленная мышца будет нормально выполнять свои функции, – писал он. – Никто не ожидает, что воспаленная железистая клетка будет нормально выделять секрет». Он рассуждал, что «в составе клеточных элементов должны произойти перемены, изменяющие их естественную функциональную силу». Исследователь также подчеркнул важную роль триггера воспаления, написав, что «мы не можем представить себе воспаление без раздражающего стимула». Почти два столетия спустя, когда используемая учеными модель воспаления станет куда более глубокой и сложной, поиск раздражающих стимулов окажется ключом к профилактике и лечению воспаления.
Вирхов был одним из первых ученых, который по-настоящему увидел воспаление, охарактеризовав его неизвестными ранее способами. Он бился над определением воспаления всю свою жизнь и предвещал испытания, с которыми столкнутся следующие поколения врачей.
«Воспаление – это одновременно активный и пассивный процесс, – писал Вирхов, – …не конкретный процесс, уникальный и единообразный, а группа процессов, которые становятся конкретными только благодаря их особому расположению во времени и пространстве… Те состояния раздражения, которые мы наблюдаем в ходе тяжелых форм болезни – действительно воспалительные виды раздражения, – ни в коем случае не поддаются простому объяснению». Через несколько лет Вирхова позвали обратно в Берлин, чтобы он сменил своего стареющего учителя Иоганна Мюллера. На своих условиях он вернулся в город, который когда-то его изгнал, и попросил создать при университете специальный институт патологии. В этом здании, расположенном рядом с «Шарите», бедный мальчик из Пруссии обучит целые поколения врачей.
Медицинские исследования Вирхова оставили после себя более двух тысяч книг и работ – это был феноменальный уровень продуктивности, который помог наступить золотому веку берлинской науки. Его открытия пришлись на эпоху, когда микроскопы только появились и были самыми элементарными, когда не существовало эффективных методов фиксации и окрашивания, а также культивирования клеток тканей. В распоряжении ученого были лишь зачатки современной химии и физиологии. И тем не менее сегодня его имя лишь вскользь упоминается в медицинских учебных заведениях. Студенты заучивают «узел Вирхова», увеличенный лимфатический узел возле левой ключицы, один из самых ранних признаков рака желудочно-кишечного тракта, и «триаду Вирхова»[1 - «Триада Вирхова» охватывает основные факторы образования тромбов: наличие повреждения кровеносных сосудов, замедление или нарушение кровотока и состояние гиперкоагуляции. – Прим. автора.], три фактора, которые, как считается, способствуют образованию тромбов. Нацистское правительство запятнало репутацию Вирхова после его смерти, увидев в нем угрозу из-за его либеральных политических взглядов, которые подразумевали борьбу за расовое равенство и здравоохранение для бедных. Большая часть его личных архивов была уничтожена, а те, что остались, хранились в советской Германии и не были доступны западным ученым. Более того, непопулярность Германии после Второй мировой войны очернила имя Вирхова на весь мир.
Между тем исследования Вирхова имеют большое значение для появления понятия воспаления в истории медицины и его развития в современной науке. В своих ранних работах он определил воспаление как следствие болезни, однако вскоре выдвинул гипотезу о том, что оно также является первопричиной хронических заболеваний, таких как болезни сердца и рак. К сожалению, эти идеи тогда остались без внимания, однако были возрождены современными учеными. Работа Вирхова заложила фундамент для всестороннего исследования иммунной системы и ее воспалительной реакции – во всех ее тонкостях – в полном объеме.
Иммунология – отрасль медицины, сосредоточенная на иммунной системе, – во времена Вирхова была только зарождающейся и еще безымянной областью. (Научный журнал «Клеточная иммунология» впервые появился в 1970 году.) Иммунология, по своей сути, раскрывает внутренний механизм воспаления, рассматривая взаимодействие между сложными процессами, которые помогают или мешают его течению в организме.
Воспаление, исследованию которого Вирхов посвятил всю жизнь, – это отпечаток иммунной системы на нашем теле и на микробах, а также на всем, с чем мы взаимодействуем.
Иммунная система в зависимости от направления своего действия порождает различные виды воспаления – острое или хроническое, открытое или скрытое. Иммунитет, важнейшая функция иммунной системы, – это наша способность защищаться от вредных микробов и других непрошеных гостей. Патоген или яд, попавший в организм, может вызвать воспаление, поскольку иммунная система пытается избавиться от него. Аутоиммунные процессы, с другой стороны, развиваются, когда иммунная система использует воспаление против нашего собственного тела, как, например, это происходит в воспаленных суставах больного артритом.
К середине 1870-х годов французский химик Луи Пастер и врач Роберт Кох создали так называемую микробную теорию, выявив крошечные организмы, способные проникать в тело человека и вызывать болезни. Инфекционные заболевания специфичны и воспроизводимы, каждое из них вызывается уникальным микроорганизмом – эта микробная теория станет основой всех будущих концепций иммунитета. Ей постепенно уступят место средневековые представления о плохом настроении и миазмах[2 - Теория миазмов гласила, что причиной различных заболеваний является отравленный разлагающейся материей воздух. – Прим. автора.]. Пастер создал первую в мире успешную вакцину против сибирской язвы, ослабив бактерии, возбуждающие недуг, с помощью тепла и использовав их для защиты пациентов от болезни. Между тем он не понимал, как именно работает вакцина. Концепции иммунитета – первородной силы с «доброжелательными намерениями» – на тот момент еще не возникло.
Иммунные клетки, которые Вирхов впервые заметил в очагах воспаления, рождаются в костном мозге и созревают в тимусе, или вилочковой железе, – расположенном за грудиной органе в форме бабочки. Они скапливаются в органах иммунной системы, таких как селезенка, лимфатические узлы, миндалины, а также на слизистых оболочках полостей тела, таких как кишечник и легкие, где постоянно взаимодействуют с чужеродными веществами и микроорганизмами. Наше понимание иммунной системы, как пишет Эула Бисс[3 - Эула Бисс – американская писательница, публицист, научный журналист, лауреат многочисленных премий, в том числе New York Times Book Review. – Прим. ред.], «удивительным образом зависит от используемой метафоры, даже на самом техническом уровне». Иммунологи описывают деятельность клеток с помощью таких терминов, как «интерпретация» и «коммуникация», наделяя их по сути человеческими характеристиками.
Иммунные клетки, подобно персонажам литературных произведений, сложны и многогранны, они меняются с течением времени, получают новые имена по мере того, как наука раскрывает секреты природы.
Макрофаги – одна из разновидностей лейкоцитов, играющая важнейшую роль в процессе воспаления, – участвуют не только в работе иммунитета, но и в целом ряде современных хронических заболеваний. В истории их выявления кроются истоки идей, которые современная наука только начинает для себя открывать.
Зимой 1882 года русский зоолог Илья Мечников снял домик на берегу моря, недалеко от портового города Мессины, расположенного у подножия зубчатых сицилийских холмов. Он взял под опеку пятерых детей, которые были осиротевшими младшими братьями и сестрами его жены Ольги. «Мы идем в цирк. Пойдемте с нами!» – умоляли дети. Мечников любил их, тем не менее отклонил приглашение посмотреть на цирковых обезьян. Ученый приехал в Италию, чтобы сосредоточиться на более мелких и интересных для него существах.
