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?