Дзинтара задумчиво помолчала, а потом сказала:
— Я бы повесила портрет доктора Игнаца Земмельвейса в каждой клинике с напоминанием: «Берегись рефлекса Земмельвейса!» Может, это спасло бы пару миллионов жизней пациентов.
— А нельзя ли там добавить что-нибудь о публичных порках самых твердолобых директоров клиник? — спросила мстительная Галатея.
— Я не думаю, что это конструктивный подход. Вряд ли он вызовет положительный отклик в среде врачей.
— Такой портрет надо повесить в и каждом научном учреждении, — добавил Андрей. — Но, наверное, история доктора Земмельвейса является отголоском средневековых нравов, а сейчас такая ситуация попросту невозможна?
— Это не совсем так: спустя сто пятьдесят лет «рефлекс Земмельвейса» проявился в медицине не менее ярким образом. В XX веке широко распространились антибиотики, и хирургическое вмешательство в организм человека стало сравнительно безопасным. Язва желудка всегда была распространённым заболеванием, но в XX веке её стали лечить с помощью ножа. У миллионов больных разрезали животы и удаляли воспалённые части желудка или участки двенадцатиперстной кишки с язвой. Общепринятым было мнение, что язва желудка является ответом организма на стрессы стремительного века. Язва даже считалась профессиональным заболеванием менеджеров и интеллигентов.
В 1979 году австралийский врач Робин Уоррен обнаружил в желудке человека бактерию, имеющую характерную спиральную форму. Он назвал её гелико-бактерией. Молодой австралийский исследователь Барри Маршалл взялся за исследование этой бактерии и пришёл к поразительным выводам. В 1982 году Барри Маршалл и Робин Уоррен выступили с гипотезой, что язва желудка вызывается бактериальной инфекцией, то есть размножением в желудке тех самых геликобактерий. Исследователей просто подняли на смех. Во-первых, все медики были уверены, что в кислой среде желудка никакая бактерия не выживет. Во-вторых, в конце XX века мощные электронные микроскопы позволили рассмотреть даже вирусы. Неужели крупные бактерии, живущие внутри человека и отвечающие за столь массовое заболевание как язва желудка, так долго могли ускользать от внимания учёных?
Австралийским врачам не удалось вызвать язву у лабораторных свиней, поэтому Маршалл провёл контрольный эксперимент на себе, заразил себя гелико-бактерией, которая вызвала все характерные симптомы язвы желудка, а потом вылечился с помощью антибиотиков.
Статья с описанием этого впечатляющего эксперимента была опубликована в Австралийском медицинском журнале в 1984 году, но вызвала скепсис в мировом сообществе медиков. Маршалл говорил: «Все были против меня, но я знал, что прав». Только в 1994 году Национальный институт здоровья США признал, что язва желудка вызывается не нервной жизнью, а бактериальной инфекцией, для излечения которой не нужно разрезать пациента, а достаточно пару недель принимать таблетки. Статья Маршалла и Уоррена стала самой цитируемой статьёй австралийского медицинского журнала. В 2005 году Маршалл и Уоррен получили за свою работу Нобелевскую премию по медицине, а миллионы людей, страдающих от гастрита и язвы желудка, получили чудо-лекарство, которое стало вылечивать их без вмешательства хирургического ножа.
— Видишь, мама, какой прогресс в медицинском сообществе, — сказал Андрей, — Маршалл и Уоррен не умерли в сумасшедшем доме, и не сразу, но были награждены Нобелевской премией.
— Согласна, — сказала Дзинтара. — Но сколько миллионов людей не было бы разрезано, а то и зарезано на хирургических столах, если бы медицинское сообщество не держалось так крепко за ложные теории, а честно исследовало альтернативные гипотезы. Впоследствии выяснилось, что спиралевидную бактерию, которая вызывает язву желудка, находили начиная с 1875 года немецкие, итальянские, польские и российские исследователи. Ещё в XIX веке было высказано предположение, что эта спиралевидная бактерия связана с болезнями желудка, но её не удавалось развести в лабораторных условиях, поэтому эти открытия проходили бесследно для медицины, которая вдобавок не верила в желудочные бактерии.
— Язву желудка не лечили антибиотиками, потому что не знали о природе этой болезни. Но в целом после открытия пенициллина врачи успешно борются с бактериями, — сказал Андрей.
— Верно, но оказалось, что эта победа над бактериями не может быть окончательной. Популяции бактерий под воздействием антибиотиков стали изменяться, становясь всё более устойчивыми к лекарствам. Поэтому исследователи всё время ищут новые и новые антибиотики. А ведь есть ещё вирусные инфекции, которыми вызывается, например, грипп. Вирусы не поддаются антибиотикам, и от них каждый год страдает множество людей на нашей планете. Малярия вызывается мельчайшими паразитами в организме, и до сих пор не изобретено чудо-лекарства или чудо-прививки, которые бы в корне уничтожили эту болезнь, а ведь от неё страдают сотни миллионов людей в Азии и Африке, и множество детей умирает каждый год.
Так что перед медиками-исследователями простирается огромное поле деятельности по открытию чудо-лекарств.
Кроме того, есть болезни, которые связаны не с инфекциями, а с генетическими проблемами организма. Например, смертельная болезнь диабет развивается, когда поджелудочная железа человека не вырабатывает особый гормон — инсулин, который помогает организму усваивать сахар и выполнять ряд других важных операций. Двое канадских врачей и физиологов, Фредерик Бантинг и его ассистент Чарльз Бест, сумели выделить инсулин из животных и доказали, что введение его людям спасает их от диабета. Сейчас миллионы людей с диабетом ведут нормальный образ жизни, делая себе инъекции чудо-лекарства инсулина. В 1923 году Бантинг получил за эту работу Нобелевскую премию. В своей нобелевской речи он подчеркнул роль Чарльза Беста и отдал ему половину премии.
Поиск лекарств, воздействующих на тот или иной процесс в организме человека или бактерии, веками вёлся бессистемно: исследователи просто брали и пробовали в качестве лекарств всё, что попадалось под руку — от плесени до ртути. Если препарат доказывал свою эффективность, то становился общепринятым лекарством. После того как биохимики и биофизики сумели расшифровать структуру многих белков и вирусов, возникла идея: а нельзя ли проектировать лекарства с помощью физических моделей квантовой механики и компьютерных расчетов? Если заранее вычислить строение молекулы лекарства, которая подходит к структуре молекулы-мишени как ключ к замку, то синтезировать такое лекарство будет гораздо проще, чем создавать его наугад. В медицине и биологии появилось целое новое направление: предсказание структуры белков и компьютерный дизайн лекарств.
Список чудо-лекарств, которыми обладает современная наука, велик, но далеко не закончен. Однако рано или поздно их наберётся столько, что возникнет вопрос: а нельзя ли с помощью лекарств избавить человека от всех болезней, в том числе от старости, которая тоже может рассматриваться как болезнь?
— Мама, ты говоришь о бессмертии? — спросила Галатея.
— В общем-то да, — кивнула Дзинтара. — Но бессмертие — это настолько увлекательная штука, что его стоит обсудить отдельно.
Игнац Земмельвейс (1818–1865) — венгерский врач-акушер, профессор, один из основоположников асептики.
Асептика — комплекс мероприятий, предотвращающих попадание микроорганизмов в рану и предупреждающих нагноение.
Антисептика — комплекс мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов в ранах, в больном органе или во всём организме.
Барри Маршалл (р. 1951) — австралийский врач, открывший бактериальную природу язвы желудка. Лауреат Нобелевский премии по медицине за 2005 год.
Робин Уоррен (р. 1937) — австралийский врач, переоткрывший геликобактерию и установивший вместе с Барри Маршаллом природу язвы желудка. Лауреат Нобелевский премии за 2005 год.
Фредерик Бантинг (1891–1941) — канадский врач и физиолог, один из открывателей инсулина. Лауреат Нобелевский премии за 1923 год.
Чарльз Бест (1899–1978) — канадский врач и физиолог, один из открывателей инсулина.
Сказка о биоматематике и бессмертии
В отличие от остальной природы, живые существа долгое время казались непознаваемыми с точки зрения механики или математики — они слишком сложны и обладают непредсказуемым поведением. Одним из первых учёных, увидевших в живом организме не нечто мистическое, а объект, подчиняющийся законам механики, физики и химии, был французский врач и философ Жюльен Ламетри. Он написал знаменитые произведения «Человек-машина» и «Растение-машина». В XVIII веке его материалистические воззрения были ересью. Труды Ламетри были сожжены инквизицией, а сам он был вынужден бежать из Франции и до конца своих дней скрываться на чужбине. В книге «Человек-машина» Ламетри изложил убедительные доводы в пользу того, что органы человеческого тела подчиняются законам науки также, как часы или другие механизмы. После чего он заключил: «Итак, мы должны сделать смелый вывод, что человек является машиной…»
Ламетри прекрасно сознавал, насколько живой организм отличается от простого механизма и отмечал: «Человек настолько сложная машина, что совершенно невозможно составить себе о ней ясную идею…» Тем не менее труды Ламетри ознаменовали наступление физики и математики на биологию. Исследователи стали обнаруживать сходство нервных волокон с электрическими проводами, стали понимать биофизику сокращения мышц и механическую целесообразность строения скелета.
С помощью математики начали исследовать не только строение отдельных организмов, но и их сообщества.
В 1931 году в Париже математик Вито Вольтерра опубликовал знаменитую книгу «Математическая теория борьбы за существование». Он написал в предисловии, что «область применения этих исследований включает все проявления борьбы между индивидуумами некоторого сообщества; прирост одних получается благодаря гибели других, причём прирост и гибель могут быть оценены численно». Сложные дифференциальные и интегродифференциальные уравнения Вольтерра…