Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки — страница 6 из 7

Галочка спасает жизнь

В газетных статьях о новых достижениях в медицине часто мелькает слово «прорыв». Если слово «прорыв» дает журналисту возможность осветить в прессе «чудесные лекарства», «сканеры стоимостью в миллион фунтов», «спасающие жизнь операции» — что ж, оно и к лучшему. Без этого лексикона гламурных журналов важные открытия, возможно, так и остались бы не замеченными широкой общественностью. В 2001 году ученым-медикам пришла в голову очередная прогрессивная идея, не касающаяся новых препаратов, нового дорогостоящего оборудования или усовершенствований в хирургии и тем не менее позволяющая добиться значительных улучшений в состоянии пациента за очень короткий срок.

Доктору Питеру Проновосту из больницы Джона Хопкинса в Балтиморе пришла в голову идея, которая за год в одной отдельно взятой больнице спасла 21 жизнь и сэкономила миллионы долларов. Она же принесла ему славу — журнал «Тайм» назвал его в числе «100 самых влиятельных людей в 2008 году». Его размышления отталкивались от того факта, что пациенты порой заболевают, а иногда и умирают от инфекций, занесенных при внутривенном введении лекарств или физраствора. А значит, подумал он, если доктора и медсестры будут тщательно мыть руки, обрабатывать кожу пациента антисептиком и надевать стерильные маски, костюмы и халаты, возможно, случаев заражения станет меньше.

Сейчас, через 140 лет после того как английский хирург Джозеф Листер (1827–1912) доказал огромную значимость использования антисептиков при проведении медицинских процедур в больницах, наблюдение доктора Проновоста может показаться слегка запоздалым. Однако ключевым элементом в его работе были не сведения о том, что инфекция проникает в тело при несоблюдении санитарных норм, а наблюдение, что доктора и медсестры на практике регулярно пренебрегают такими простыми процедурами, как мытье рук, использование стерильной одежды и так далее. Сам факт вызывал удивление, но в ходе исследования, длившегося месяц, он полностью подтвердился: медсестры, начав присматриваться к докторам, заметили, что примерно треть врачей игнорирует какую-либо из вышеупомянутых гигиенических процедур.

Больница Джона Хопкинса — один из ведущих образовательных и исследовательских медицинских центров в США, так что можно себе представить, что творится в остальных заведениях.

Итак, доктор Проновост убедился в важности гигиенических мероприятий, о которых должен помнить каждый врач, а также в том, как часто его коллеги о них забывают. И что же он предложил? Он разработал перечень, который должен использоваться всякий раз, когда врач ставит пациенту капельницу. По выполнении каждого из пяти пунктов напротив него нужно поставить галочку. Медик должен:

1) помыть руки с мылом;

2) протереть кожу пациента раствором хлоргексидина;

3) накрыть пациента стерильной тканью;

4) быть одетым в стерильную маску, шапочку, халат, перчатки;

5) поставив капельницу, накрыть место введения иглы стерильной салфеткой.

Когда Проновост опубликовал свой перечень в «Американском медицинском журнале», отделения интенсивной терапии больниц штата Мичиган решили в качестве эксперимента взять его на вооружение. Через три месяца количество заражений в реанимационных палатах снизилось на две трети, а по истечении года уровень заражений в реанимации некоторых больниц упал до нуля (в то время как 90 % больниц Америки, к сожалению, не могли похвастаться подобными показателями). Через полтора года после начала применения перечня Проновоста смертность от заражений в больницах страны стала на 1500 случаев меньше, а больницы по приблизительным оценкам сэкономили 175 миллионов долларов.

Обратите внимание: эти поразительные результаты были получены благодаря одному-единственному простому списку из пяти пунктов при проведении типовой медицинской процедуры. Сейчас Проновост и его коллеги составляют новые перечни: для использования в хирургии, при лечении инсультов, инфарктов — да вообще при любом медицинском вмешательстве, где доктор или медсестра по причине плохой памяти или просто отвлекшись могут пропустить какой-нибудь важный этап в длинном и иногда раздражающе-занудном списке задач, важных для обеспечения качественного медицинского ухода.

И все бы хорошо, если бы не одно «но». Успешному внедрению списков Проновоста во все сферы медицины мешает высокомерие многих врачей. Некоторые медики считают, что раз их заставляют выполнять столь нехитрую процедуру, значит, подразумевается, будто без списка они даже простейших шагов предпринять не могут, а это удар по их репутации. Разумеется, наблюдения доказывают, что многие врачи действительно упускают элементарные вещи, но ведь каждый уверен, что ошибки допускают только другие, а не он сам.

На деле же главная заслуга Проновоста в том, что он привнес в медицину подход, который был опробован в авиации и встретил схожее сопротивление со стороны пилотов. На заре воздухоплавания многие катастрофы были связаны с чрезмерной самоуверенностью пилотов, штурманов и инженеров. Любое предположение, что они могут случайно пренебречь или позабыть о важных, обеспечивающих безопасность процедурах, воспринималось экипажем как клевета и сомнения в их компетентности. Однако гордость пилотов все-таки стоит меньше, чем безопасность пассажиров, и теперь заполнение полетного перечня в кабине экипажа — обязательная часть каждого рейса.

Тем временем слава о нововведении Проновоста продолжает расходиться все шире, и, если врачи и медсестры наконец официально признают, что и им иногда свойственны досадные промахи, сотни тысяч жизней и миллионы долларов будут спасены простым заполнением пустых клеточек.

«Я люблю тебя, раздели со мной мой ГКГ!»

Противники сугубо научного подхода к пониманию окружающего мира часто указывают на существование вещей, объяснить которые наука не в силах. Например, любовь. Но, как выясняется, на выбор партнера влияют не только привлекательность и любовь — науке тоже есть что сказать.

Природа тщательно избегает близкородственного скрещивания. Когда в интимные отношения вступают две родственные особи, их генетическая близость повышает риск передачи наследственных заболеваний. Действие генов, вызывающих болезни или аномалии развития, может усилиться, если малыш получает эти гены сразу в двух экземплярах, по одному от каждого родителя. Также при скрещивании родственных особей у потомства возникает меньше вариаций в генетическом коде, а значит, ему труднее приспосабливаться к постоянно меняющемуся окружающему миру. К тому же отпрыски родственников больше похожи друг на друга, чем другие братья и сестры, а значит, соревнование между ними за выживание будет более напряженным.

С другой стороны, спаривание с совершенно посторонним партнером тоже имеет свои недостатки. При полном или почти полном отсутствии генетических точек соприкосновения часть полезных генов и сочетаний генов, сформировавшихся в рамках одной семьи, рассеивается, и приобретенное в предыдущем поколении преимущество теряется. Посторонние партнеры привносят с собой новых возбудителей заболеваний, способных вызвать инфекцию. Так что выход за пределы привычного ареала обитания вашей семьи порой бывает опасен и может дорого вам обойтись. Совместное с таким партнером воспитание потомства тоже может оказаться менее успешным: ведь у вашего партнера совсем другие привычки, развившиеся в другом окружении.

На практике оптимальная для представителей растительного и животного мира стратегия создания семьи заключается в поисках партнера, который генетически отличается от вас, но не слишком сильно. Интересно, что тот же самый подход применим к суждениям из области эстетики: наиболее привлекательными нам кажутся те объекты, которые отличаются от привычного стандарта, но не разительно. В ходе недавнего исследования взаимосвязи между родством и плодовитостью у человеческих пар выяснилось, что наибольшими репродуктивными способностями обладают пары, приходящиеся друг другу троюродными или четвероюродными братьями и сестрами, а не более близкие родственники или партнеры, вовсе не связанные узами родства.

На чем же основаны эти наши суждения о генетическом сходстве? Конечно, на внешности — другое недавнее исследование пар, состоящих в близких отношениях, выявило, что мужчины с большей вероятностью выбирают женщин, по конституции напоминающих их матерей, а женщины точно так же выбирают партнеров, напоминающих им отца. Некоторые пары производят впечатление брата и сестры, хотя на самом деле между ними нет кровного родства. Но дело не только во внешнем виде. Оказывается, мы обладаем удивительной способностью, о которой даже сами не подозреваем, — способностью улавливать по запаху специфический молекулярный маркер, который указывает на генетическое сходство или различие.

На поверхности белых кровяных телец есть молекулы, которые позволяют иммунной системе организма распознавать «чужаков» — бактерии или вирусы. Чем многообразнее эти молекулы, тем прочнее защита от возбудителей болезней. Приказ о создании этих молекул исходит от группы генов, носящих название «главный комплекс гистосовместимости», или ГКГ.

Итак, одно из последствий связи с партнером, чей ГКГ сильно отличается от вашего, — появление потомства с более разнообразными генами ГКГ и, как следствие, с более крепким иммунитетом. Также, выбрав партнера с совершенно другим ГКГ, вы уж точно избежите близкородственного скрещивания. Изучение пар, существующих в условиях изолированных религиозных сообществ, показало, что пар со сходным ГКГ на деле гораздо меньше, чем можно было бы ожидать. И последним недостающим фрагментом мозаики, объясняющим законы любви и привлекательности, пожалуй, стал тот факт, что маркер ГКГ содержится еще и в слюне, то есть поцелуй есть не что иное, как выяснение статуса ГКГ партнера, прежде чем предпринять решительный шаг.

Население внутренней стороны локтя

Думаю, мало найдется более скучных тем для изучения, чем сгиб человеческого локтя. Эта часть тела не подвержена каким-то особым, свойственным только ей заболеваниям, редко травмируется, и никто никогда не просил сделать ему пластическую операцию на локте, чтобы тот стал еще краше. Однако группа ученых из Национального научно-исследовательского института генома человека (США) посвятили аж несколько лет доскональному изучению этой части тела, — надо думать, исследования они проводили друг на друге, потому что изучать сгиб собственного локтя довольно проблематично. В особенности их интересовали бактерии, живущие в этом труднодоступном месте и являющиеся участниками более масштабного процесса, охватывающего все человеческое тело.

Ученые обнаружили, что на внутренней стороне локтя живут шесть отдельных сообществ бактерий, которые существенно отличаются от других сообществ, обитающих всего в нескольких сантиметрах — на внутренней стороне предплечья (этими бактериями, в свою очередь, занималась совсем другая команда исследователей). Сколько бы вы ни пытались, совсем избавиться от этих бактерий вам не удастся. Даже после тщательного мытья на каждом квадратном сантиметре внутренней стороны локтя остается миллион крепко держащихся за кожу бактерий.

Эти бактерии выполняют определенную работу и не готовы от нее отказаться только потому, что мы захотели принять душ. Их задача — действовать в роли увлажнителей кожи, перерабатывая потребляемые нами жиры и выводя их через кожу. Это яркий пример того, насколько важную роль в жизни человека играют бактерии. Мы привыкли слышать о них только как о причинах заболеваний и мишени для антибиотиков, но, как подчеркивают результаты исследований Национального института генома человека, без них мы попросту не выживем.

Представление о том, сколь много функций они выполняют, возникло благодаря открытию: все бактерии, живущие на человеческом теле, в совокупности имеют в сто раз больше активных генов, чем человек. Поскольку каждый ген отвечает за какую-то биологическую функцию, а бактериям для поддержания собственной жизнедеятельности нужно совсем немного генов, остается предположить, что остальные гены связаны с задачами, которые бактерии ежедневно выполняют для нас.

Как выяснилось, на разных участках тела встречаются специализированные группы бактерий, которых нигде больше не найдешь. Внутри человеческого организма обитают семьдесят «племен» бактерий. Вы наверняка решите, что значительная их часть населяет пищеварительный тракт — ведь бактерии играют жизненно важную роль в пищеварении, однако на самом деле сообществ пищеварительных бактерий всего два. Остальные шестьдесят восемь или около того населяют другие органы и выполняют специфические биохимические задачи.

И вот вам еще пища для размышлений: в каждом из нас (внутри и снаружи) столько бактерий, что их общее число в 20 раз превышает количество клеток в нашем теле. Это не бактерии живут за счет нас, это мы живем за счет наших бактерий.

Почему ДНК похожа на схему для вязания?

Вот отрывок схемы для вязания:

18 петель, или по 6 на спицу. Набрать один ряд синими нитками, потом еще 5 целиком синих рядов, а затем по следующей схеме:

6-й ряд: 2 желтых, 3 синих, 2 желтых, 2 синих

7-й ряд: 3 желтых, 2 синих, 3 желтых, 1 синий

8-й ряд: 4 желтых, 1 синий, 4 желтых

Ряды с 9-го по 13-й набираются целиком желтыми, связка между рядами желтая. Набрать один ряд оранжевыми нитками, потом еще 5 целиком оранжевых рядов, а затем по следующей схеме:

6-й ряд: 1 зеленый, 3 оранжевых, 1 зеленый, 3 оранжевых, 1 зеленый

7-й ряд: 2 зеленых, 1 оранжевый, 3 зеленых, 1 оранжевый, 2 зеленых

Ряды с 8-го по 13-й набираются целиком зелеными, связка между рядами зеленая.

Любой, кто хоть раз брался за вязальные спицы, сталкивался с подобными инструкциями. Если правильно им следовать, моток шерсти превратится в замысловатое узорчатое трехмерное изделие. По схеме можно связать практически любой предмет одежды, мягкую игрушку, грелку для чайника или шарф, причем все схемы устроены одинаково: вяжущий должен следовать инструкциям шаг за шагом, ряд за рядом, пока у него (точнее, у нее) в руках не окажется законченный предмет.

ДНК — субстанция, содержащаяся в каждой живой клетке; это очень длинная молекула, состоящая из серии «инструкций», которые считываются из конца в конец, прямо как схема для вязания. Ниже вы видите строчку «инструкций» из молекулы ДНК. Она состоит из трехбуквенных сочетаний (триплетов), каждое из которых «притягивает» одну из маленьких молекул в нижней строчке (здесь даны сокращенные названия этих веществ латиницей). Так, триплет GCG, вытянутый вдоль спирали ДНК, притягивает молекулу аланина, GTG — лейцина и так далее. (Рассматривая строчки, вы заметите также, что аланин притягивается еще и к GCA, а лейцин — к СТА, но об этом как-нибудь в другой раз.)

GCG-CTG-GGG-ACG-GGC-GGT-GTT-GGA-GCA-GAG-CTC-TGC-AAT-TTC-TGC–CAA —

Ala-Leu-Gly-Thr-Gly-Gly-Val-Gly-Ala-Glu-Leu-Cys-Asn-Phe-Cys-Gln —

Если инструкции на одной из двух нитей ДНК выполняются по порядку, то в результате образуется последовательность крошечных молекул, называемых аминокислотами, соединенная в одно целое, как во второй из вышеприведенных строк. Эта последовательность подобна вязаной одежде, возникающей из клубков шерсти, если вяжущий точно следует схеме. Объект, описываемый ДНК, становится одним из трехмерных компонентов, участвующих в процессах жизнедеятельности организма, — гормоном, антителом, ферментом или одной из миллионов других молекул, на которые возложена функция каждодневного поддержания жизни.

Как и в случае со схемой для вязания, при одном взгляде на последовательность аминокислот неясно, что получится, если точно следовать инструкциям. Чтобы это узнать, требуется выполнить все указания. На деле, конечно, все обстоит несколько сложнее, чем может показаться из моих объяснений. Информация, заложенная в ДНК, позволяет образовать очень длинную молекулу, именуемую белком и состоящую из цепочки соединенных аминокислот. В зависимости от схемы ДНК, лежащей в его основе, этот белок приобретает ту или иную трехмерную форму, — но как именно это происходит, для ученых по-прежнему остается загадкой. Продолжая аналогию с вязанием, это как если бы при работе спиц петли образовывали длинную шерстяную нить, которая по собственной воле прямо у вас на глазах превращалась бы в пару перчаток, шапку с помпоном, разноцветный шарф или даже в младенца.

Простая молекула белка, состоящая из примерно сотни аминокислот, может приобрести великое множество форм, только одна из которых позволяет выполнять работу, необходимую нашему телу. Если эта простая молекула перепробует все возможные формы, потратив на каждую одну десятитриллионную долю секунды, то весь процесс проб займет больше времени, чем история существования Вселенной. И ученые пока не знают, каким образом молекуле удается мгновенно принимать единственно правильную форму.

Что же за схему вязания я привел в качестве примера в начале этого раздела, спросите вы? Вообще-то это рисунок, созданный изобретательной американской вязальщицей Кимберли Чапмен и названный ею «Первая молекула ДНК ребенка», — яркий пример того, как искусство подражает жизни.

Вредные слова

Допустим, вы оказались в городке — назовем его Слагторп, — где буйствует эпидемия чумы. Что бы вы предпочли: чтобы распространенность заболевания была высокой, а заболеваемость — низкой, или наоборот? (Разумеется, будь ваша воля, вы бы выбрали, чтобы оба показателя равнялись нулю.) Порой мы используем научные термины совершенно ненаучно, но с этими двумя понятиями из сферы эпидемиологии путаница возникает особенно часто.

Распространенность, или число всех наблюдаемых на данный момент случаев, — это доля населения, у которой в данное время наблюдаются симптомы заболевания. То есть если болезнь распространенная, то кругом много тех, кто ею болеет.

Заболеваемость — это отношение числа вновь возникших заболеваний к средней численности населения. Зачастую исчисляется количеством заболеваний на 10 000 жителей в год.

Так, если вам скажут, что распространенность чумы в Слагторпе — 1 %, это может показаться не столь уж пугающим, пока вы не обнаружите, что заболеваемость выражается отношением 5000/10 000 в год. Если бы эта искусственно смоделированная ситуация существовала в реальности, приведенные здесь цифры означали бы, что эпидемия чумы только началась, но болезнь распространяется как лесной пожар.

Если вы слышите, что распространенность некоего заболевания в каком-нибудь городке составляет 90 %, а заболеваемость — 1/10000 в год, это, возможно, означает, что в течение очень длительного периода болезнь постепенно охватила почти все население, но при этом она не слишком заразна. Так что съездить туда сравнительно безопасно, если, конечно, вы не планируете там просто отдохнуть, выпить пивка и отведать пирога со свининой — в этом случае вам имеет смысл отправиться в соседний городок, где риска заразиться нет вообще (кроме разве что возможности подхватить ботулизм, поев мяса).

Если вы вдруг окажетесь в Слагторпе, то какие симптомы чумы вы будете выискивать? И какие ее объективные признаки? Люди часто путают значения этих терминов. Толковый словарь определяет «симптом» неверно, как «внешний признак какой-либо болезни». Вы можете ощущать множество симптомов, включая высокую температуру или припухлости под мышками, но при этом можете и не подозревать об объективных признаках болезни, потому что это факты и признаки, которые обычно выявляет врач: например, повышенное давление, аритмия или отложения холестерина в стекловидном теле глаза. Есть еще такое слово, как «показания». Его, как правило, используют врачи, и оно не означает ни объективных признаков, ни симптомов, а только достаточную причину для применения того или иного варианта лечения.

Одна только мысль о заражении чумой может вызвать гипертензию (повышенное давление)… или все-таки гипотензию? Приставки «гипер-» и «гипо-» имеют противоположное значение. «Гипер» означает выше нормы, а «гипо» — ниже. Если вы их путаете, то всегда можете проглотить конец приставки, понадеявшись, что ваш собеседник сам разберется, что вы имели в виду. Но вообще-то понимать разницу между ними крайне важно.

Гипертензия — повышенное кровяное давление — ведет к инфарктам и инсультам; при гипотензии вы можете всего лишь упасть в обморок.

Гипердермический шприц был бы крайне неэффективен — он только разбрызгал бы содержимое по коже, а вот гиподермическая игла проникает сквозь кожу и доставляет лекарство куда следует.

А как насчет «-ит» и «-оз/ёз»? Как правильно: «дивертикулит» или «дивертикулёз»? Если слово, обозначающее заболевание, заканчивается на «-ит», это обычно воспаление какого-либо органа, а на «-оз/ёз» заканчиваются слова, означающие более общие болезненные состояния.

Видно по глазам

Если бы вам сообщили, что некоторый прибор для медицинской диагностики в 88 % случаев правильно диагностировал у пациентов заболевания почек, вы наверняка согласились бы, что его стоит включить в оборудование любой среднестатистической больницы или кабинета врача-уролога. А если бы вам сказали, что такой метод диагностики совершенно ничего не стоит, вы удивились бы, почему его до сих пор не взяли на вооружение все врачи.

Между тем такой метод действительно существует. Он называется «иридодиагностика» и был открыт в 1836 году, когда десятилетний венгерский мальчик Игнац фон Пецей случайно сломал лапу своей ручной сове, а потом заметил, что это вызвало появление черной полосы на радужке птицы. Он предположил, что радужка являет собой миниатюрную модель тела, а следовательно, можно диагностировать заболевание, всего лишь заглянув человеку в глаза. Когда Пецей вырос, то стал доктором и занимался совершенствованием изобретенной им технологии.

Как многие альтернативные медицинские процедуры, иридотерапия обычно не подвергалась двойному слепому методу[52], в отличие от большинства традиционных процедур. Но внушительные цифры результатов (такие, как 88 % правильных диагнозов в случае с почками) подтолкнули американских медиков к дальнейшим исследованиям. Они передали фотоснимки радужных оболочек 143 пациентов, 48 из которых страдали заболеваниями почек, трем офтальмологам и трем иридодиагностам и попросили их выявить «почечников». Показатели были не выше, чем при случайном угадывании.

Так откуда же взялась цифра 88 %? Она ошибочна? Да нет, она абсолютно точна — в том смысле, что иридодиагност, опубликовавший результаты своего исследования, рассмотрел радужки определенного количества пациентов, среди которых были и почечные больные, и правильно диагностировал 88 % случаев заболевания. Слабое место этого исследования заключается в том, что и у 88 % оставшихся, здоровых пациентов якобы было обнаружено заболевание почек, которым они на самом деле не страдали. Удивительно даже, что иридодиагност не добился стопроцентного успеха, приписав заболевание абсолютно всем пациентам, как здоровым, так и больным, — уж тогда он точно выявил бы 100 % больных с проблемами почек.

Это напоминает мне расхожую мудрость: даже часы, которые стоят, дважды в день показывают точное время.

Как дожить до 110 лет (грань «100 лет» уже устарела)

Представьте себе, каково это, когда у вас двое-трое столетних детей, восьмидесятилетние внуки и шестидесятилетние правнуки. Такая перспектива ждет очень небольшое, но тем не менее реальное количество наших с вами современников, которые доживут до 120 лет. Становится все больше и больше людей, перешагнувших столетний рубеж, — в наши дни это семь человек на тысячу, — а все потому, что здоровье у людей сейчас в среднем лучше, чем раньше, стало меньше несчастных случаев, да и уровень медицинского обслуживания продолжает расти. Но среди тех, кому перевалило за сто, лишь немногие доживают до ста десяти, а уж до ста двадцати и подавно. Как считают ученые, занимающиеся процессами старения, дело не в том, что долгожители — это просто везунчики, которые сумели избежать болезней и аварий, убивающих основную массу населения, вовсе нет, причина тут вот какая: эти люди обладают особым генетическим защитным механизмом.

В 2006 году врачи обследовали 32 старика в возрасте от 110 до 119 лет. Хотя у них был обнаружен ряд типично старческих заболеваний вроде остеопороза и катаракты, более 40 % обследованных по-прежнему продолжали обслуживать себя сами и нуждались в минимальной помощи и заботе со стороны окружающих. Что примечательно, у них была отмечена пониженная подверженность болезням-убийцам, обычно сопутствующим пожилому возрасту, — инсультам, сердечным заболеваниям, диабету и болезни Паркинсона. Более того, когда супердолгожители, как их называют, все-таки умирают, вскрытие показывает, что причиной смерти был не рак, инфаркт, инсульт или Альцгеймер, а болезнь, которая крайне редко встречается у более молодых людей (тех, кому девяносто или сто). Эта болезнь носит название «старческий ТТР-амилоидоз сердца». Она сродни закупорке артерий (атеросклерозу), но вызывается совершенно другими причинами. Артерии забиваются белком транстиретином (ТТР), который связан с тироксином, гормоном, вырабатываемым щитовидной железой.

Генетические причины долгожительства становятся понятнее, если обратить внимание на родственников супердолгожителей. При сравнении продолжительности жизни близкой родни долгожителей с данными статистики выясняется, что братья долгожителей живут на 12–14 лет дольше, чем другие мужчины, рожденные в том же году, а сестры выигрывают у своих сверстниц от 8 до 10 лет.

Со старением связан один непростой вопрос, над которым ученые продолжают биться до сих пор: правда ли, что вероятность умереть в данном конкретном году — которая безжалостно растет по мере того, как мы становимся старше, — при достижении очень пожилого возраста перестает расти и держится на одном уровне? Это означало бы, что начиная с какого-то прекрасного момента шансы умереть в следующем году не только не увеличиваются, но даже, может быть, понижаются. Как знать, не исключено, что с изобретением лекарства от амилоидоза мы получим целое новое поколение людей, у которых не будет ни одной реальной причины для смерти.

Преждевременные роды неонатологии

В 1897 году германский терапевт по имени Мартин Коуни ехал из Парижа в Лондон с тремя ивовыми корзинами, полными недоношенных младенцев из Франции, чтобы принять участие в «Выставке Викторианской эпохи», которая проходила в лондонском выставочном центре «Эрлс Корт». Коуни демонстрировал инкубатор для недоношенных детей, выставлявшийся в рамках экспозиции, посвященной новым медицинским технологиям, и считал, что инкубатор с живыми младенцами будет смотреться эффектнее. Он уже проделывал это без всякого вреда для младенцев на выставке в Германии; экспозиция так и называлась: «Детский инкубатор». Но английские врачи по вполне понятным причинам отказались предоставить для выставки местных детей, поэтому длительной и утомительной процедуре железнодорожной перевозки пришлось подвергнуть парижских младенцев.

Выставка пользовалась огромным успехом, за один только день ее посетили 3600 человек, но в редакционной статье медицинского журнала «Ланцет» экспозиции были посвящены следующие строки:

«Успех… оказался палкой о двух концах. Он привлек внимание алчных устроителей публичных зрелищ и прочих проходимцев, которые, не имея ни малейшего представления о сложной научной подоплеке вопроса, выставляют инкубаторы с детьми на всеобщее обозрение, как до этого они показывали марионеток, жирных женщин или каких-нибудь уродцев, приносящих звонкую монету».

Появилась волна подражателей, которые пытались одолжить недоношенных младенцев в больницах по всей стране, и Коуни пришлось написать в «Ланцет» письмо с предупреждением, что он — владелец единственного подлинного инкубатора для младенцев. Тем не менее, как писал все тот же «Ланцет», «на Всемирной выставке в Королевском сельскохозяйственном павильоне в Излингтоне был выставлен инкубатор, входная плата — всего 2 пенса. Трудно себе представить, как такая ничтожная сумма может окупить расходы на тщательно подготовленный персонал и кормилиц… Младенцы вдыхают атмосферу выставочного центра, где не только очень много посетителей, но еще и содержится весь зверинец Вумвелла[53]. Прямо напротив инкубатора живут леопарды, а всем известно, какая невыносимая вонь исходит от клеток, в которых заперты подобные животные… В “Цирке Барнума и Бейли” тоже есть номер с инкубатором… но какая связь между серьезным делом спасения человеческих жизней и бородатой женщиной, мужчиной с собачьим лицом, слонами, дрессированными лошадьми и свиньями, клоунами и акробатами?..»

Впрочем, эта критика никак не повлияла на деятельность Коуни, он продолжал колесить по всему свету и демонстрировать свое изобретение на выставках и ярмарках. В 1901 году его стенд на Панамериканской выставке в Буффало, что неподалеку от Ниагарского водопада, привлек повышенное внимание публики и прессы. Один склонный к преувеличениям журналист так выразил свои впечатления:

«Две крайности. Ниагарский водопад, за которым стоит огромная система рек и озер; и крошечный малыш в своем наполненном теплым воздухом коконе, еще слепой, глухой, слабенький, — но за ним стоит величие человеческой расы, бескрайние глубины научной мысли… Что такое сила водопада по сравнению с силой, которая может зародиться в малюсеньком мозгу инкубаторного младенца? Этот мозг сейчас меньше половинки яблока. Но он способен положить начало работе, которая переживет его на много веков и будет влиять на судьбы человечества, в то время как водопад обмелеет и превратится в безмятежный поток…»

Однако через три года популярность выставляемых на обозрение толпы инкубаторов пошла на убыль: в инкубаторе, помещенном одним из конкурентов Коуни на Луизианской торговой выставке в Сент-Луисе, вспыхнула эпидемия диареи и половина младенцев погибла.

Больше никому из конкурентов не хватило смелости рисковать, тем более что расходы составляли 15 долларов в день на одного младенца, и Коуни наконец остался единственным специалистом по инкубаторам. Теперь он жил в Америке и устраивал ежегодную выставку инкубаторов на Кони-Айленде (по странному совпадению фамилия Коуни изначально была Кони, и его братья так и пользовались этим написанием). Знания Коуни об инкубаторах наконец принесли практическую пользу, когда его жена, инкубаторская медсестра, сама родила недоношенную дочь и та провела первые три месяца своей жизни в одном из выставочных инкубаторов.

Коуни продемонстрировал свои инкубаторы на нескольких крупных мировых выставках, включая Всемирную выставку в Нью-Йорке в 1939 году. Сорокалетний опыт позволил ему усовершенствовать и модернизировать как сами инкубаторы, так и технологию ежедневного ухода за малышами, и сейчас эти нововведения нашли воплощение в большинстве родильных домов. Но если о физическом здоровье новорожденных заботились как следует, то о психологическом состоянии крошечных недоношенных детей и их родителей, разлученных друг с другом на несколько недель, не задумывались ни сам Коуни, ни кто-либо из его коллег. Родителям разве что дозволялось заходить к младенцам бесплатно, тогда как обычные посетители платили по 25 центов, но, поскольку детей можно было увидеть лишь на расстоянии, родители навещали своих отпрысков нечасто. Коуни был весьма озадачен тем фактом, что, когда приходил черед вернуть ребенка родителям, те порой приступали к своим родительским обязанностям с заметной неохотой.

Этот странный союз шоу-бизнеса и медицинских изысканий в целом скорее помог зарождавшейся науке неонатологии, чем навредил ей, и Коуни теперь считается первопроходцем в этой области. В гостинице «Холидей Инн» в Атлантик-Сити до сих пор висит памятная табличка — здесь когда-то был выставлен один из его инкубаторов.

Полная и безоговорочная коагуляция

У многих из нас на теле есть шрамы — напоминания о случаях, когда кожа была повреждена чем-то острым. Если тело функционирует нормально, то сначала из раны недолго течет кровь, а потом образуется кровяной сгусток, который закрывает поверхность раны и сохраняется до тех пор, пока под ним не нарастет новая кожа. Когда кожные покровы снова становятся единым целым, сгусток — теперь уже корочка — отваливается, и на ее месте обнаруживается участок новой, более светлой кожи, которая, возможно, останется с нами уже до конца жизни.

То, как тело справляется с повреждениями, — один из множества физиологических процессов, который одновременно знаком всем и каждому — нам всем случалось порезаться и ждать, пока ранка заживет, — и невероятно сложен. За долгие тысячелетия эволюции, после множества проб и ошибок в телах животных выработались специальные механизмы залечивания повреждений, которые сейчас представляются нам отменно подходящими для решения поставленных задач, но, как и все процессы, основанные на естественном отборе, их выработка изначально сопровождалась преждевременной гибелью существ, не обладавших свертываемостью крови и способностью наращивать новую кожу взамен поврежденной.

Процесс, не позволяющий всей крови вытечь наружу при повреждении кровеносного сосуда, проходит в четыре этапа. Во-первых, наш организм пытается сократить сосуд насколько это возможно, чтобы уменьшить размер «пробоины», через которую вытекает кровь. Во-вторых, часть компонентов крови под названием «тромбоциты», которые по размерам меньше красных кровяных телец, собираются возле поврежденного участка сосуда и формируют нечто вроде гибкой затычки. Этот процесс запускается наружной оболочкой кровеносных сосудов, обнажившейся при травме, — в обычных условиях она не вступает в контакт с кровотоком. В-третьих, поскольку затычка из тромбоцитов — штука временная, организм начинает формировать волокнистый сгусток, который охватит затычку и будет удерживать ее на месте. В-четвертых, в определенный момент, пока ткань вокруг раны восстанавливается, сгусток должен рассосаться, чтобы кровь продолжала свободно двигаться по артерии или вене.

Каждый из этих этапов, в свою очередь, состоит из серии более мелких этапов, в ходе которых наш организм использует молекулы, уже имеющиеся в крови, или призывает на помощь специальные молекулы, необходимые для решения задачи. У этих молекул сложные химические названия, которые у биологов отскакивают от зубов, однако большинству из нас они покажутся громоздкими и неинформативными. Чтобы вы имели представление о сложности всего лишь одного отдельного этапа — начального формирования сгустка, — я обозначу эти молекулы буквами.

Как я уже упоминал, процесс образования сгустка начинается, когда пробита стенка сосуда. Поврежденные клетки выделяют в кровь вещество А. Вещество А соединяется с другим веществом — ВС, которое на самом деле являет собой комбинацию двух белков — В и С. В активирует вещество Б, которое в свою очередь превращает вещество Е в F. F выполняет несколько разных функций, в том числе разделяет G на два типа молекул: Н и I — и активирует J, которое превращает растворимые волокна, содержащиеся в крови, в нерастворимую решетку, удерживающую затычку на месте. Тем временем вещество С осталось без дела, но это ненадолго. Задача С — усиливать некоторые из вышеописанных процессов, чтобы сгусток формировался быстрее. Так, С объединяется с К, стабилизатором которого служит другое вещество — L. С и К вместе активируют еще больше В (таким образом, это вещество сможет активировать еще больше D). Одновременно F тоже активирует еще больше D, плюс ко всему оно же, вещество F, активирует двух новых игроков — вещества М и N, причем N увеличивает выработку С.

Эта схема может показаться запутанной и непонятной, но все же не столь запутанной, чем в том случае, если бы я называл компоненты своими именами:

А — фактор свертывания крови

ВС — фактор VII

В — фактор X

С — фактор IX

D — фактор V, или протромбиназа

Е — фактор II, или протромбин

F — тромбин

G — фактор I, или фибриноген

Н — фибрин

I — фибринопептиды

J — фактор XIII

К — фактор VIII

L — фактор фон Виллебранда

М — фактор VIII

N — фактор XI

Все эти факторы необходимы для успешного залечивания ран, и, если хотя бы одного из них не хватает (например, по генетическим причинам), это может привести к нарушениям свертываемости крови. Одно из наиболее распространенных нарушений — болезнь фон Виллебранда, связанная с отсутствием вещества, которое я обозначил как L, фактора фон Виллебранда. Недостаток веществ, которые я поименовал К, С и N. вызывает иные типы гемофилии, когда любой незначительный порез может вызвать серьезную, а иногда и фатальную потерю крови.

Если и есть на свете нечто столь же удивительное, как приведенная мною последовательность событий, вызываемая обычной травмой, так это научный гений биологов, которые на протяжении долгих лет в ходе старательно проводимых экспериментов и химических анализов выясняли мельчайшие подробности процесса заживления.

«Пропишу-ка я вам… радиацию!»

Вряд ли можно представить себе более радикальное испытание воздействия радиации на человека, чем взрыв атомной бомбы в крупном городе. Рассуждая о возможном действии радиации в случае аварии на атомной электростанции или утечки радиоактивных отходов, люди снова и снова вспоминают о разрушительном эффекте атомных бомб, сброшенных союзными войсками на Японию в 1945 году, как о главном — случайном — источнике информации о том, как человеческое тело реагирует на те или иные дозы радиации.

Никто уже не сомневается в губительном действии радиации на человека, оказавшегося в радиусе нескольких километров от взрыва. Но по-прежнему остается без ответа вопрос о возможном влиянии радиации на будущие поколения, если один из родителей получил высокую дозу облучения. Как подозревали ученые, мужские и женские половые клетки могли получить такие дозы радиации, что это повлекло бы за собой мутации, ведущие к возникновению у потомства пороков развития.

Чтобы проверить эту идею, комиссия американских ученых отправилась на место одного из взрывов — в Хиросиму: они собирались понаблюдать за детьми выживших и выяснить, выше ли у них процент отклонений по сравнению с населением других районов Японии, которые не подвергались действию радиации. На протяжении сорока лет, пока все выжившие не вышли за пределы детородного возраста, ученые тщательно собирали данные о здоровье их детей и внуков. Были прослежены судьбы (детство и зрелость) приблизительно 75 тысяч человек, причем ученые обращали внимание не только на явные физические отклонения и деформации, они рассматривали также болезни типа лейкемии, о которых известно, что они могут быть так или иначе связаны с радиацией.

Ученые полагали, что количество больных среди потомков облученных будет значительно выше, чем в других группах. Возьмем такой врожденный порок, как расщелина позвоночника. Ученые обладали подтвержденной информацией, что в обычных условиях доля людей, страдающих этим дефектом, составляет не более одного процента. Если бы радиация вызывала подобную аномалию, то среди детей тех, кто пережил атомный взрыв, процент был бы выше.

Однако ученые не нашли никакой разницы: среди потомков облученных этот порок встречался не чаще, чем у других. То же самое и с любыми другими дефектами, которые, по мнению ученых, могли бы возникнуть в результате воздействия радиации на репродуктивную систему родителей: никакой зависимости.

Так что же, неужели цифры свидетельствуют, будто радиация не вредна? Как ни странно, исследователи пришли к еще более поразительным выводам. Проведенный ими анализ продемонстрировал: дети тех, кто пережил взрыв атомной бомбы, казались даже здоровее своих сверстников из других уголков Японии. Среди них было меньше мертворожденных, они реже умирали от рака, да и вообще уровень смертности был ниже.

Но, как и в случае со многими другими научными загадками, ученым, пытающимся найти простой и ясный ответ на интересующий их вопрос, это удается не всегда. Никто до сих пор не понимает, почему исследование дало именно такие результаты. Некоторые специалисты вообще не верят в полученные цифры, другие пытаются придумать альтернативные объяснения этим данным. Однако, хотя мы и не можем утверждать, что радиация однозначно полезна, следует с осторожностью отметить, что в данной конкретной области — когда речь идет о воздействии на потомков больших доз радиации, полученных родителями, — нет никаких доказательств пагубного влияния облучения.

Собачья шерсть

Один из наиболее неприятных симптомов похмелья (м-м-м, как я слышал…) — это головокружение, которое возникает, когда вы пытаетесь встать и пройтись. Чувство равновесия напрямую зависит от вестибулярного аппарата, расположенного во внутреннем ухе, а при повышении уровня алкоголя в крови вестибулярный аппарат временно выходит из строя. То, как меняются эти неприятные ощущения в течение нескольких часов после возлияния, — это результат взаимодействия множества факторов. Не исключено, что впервые это явление испытали на себе еще жители Древнего Вавилона, изготовив первое в мире финиковое вино.

Вестибулярный аппарат состоит из трех полукруглых «каналов», расположенных примерно под прямым углом друг к другу и заполненных жидкостью. Один канал распознает вращения головы вокруг вертикальной оси, другой улавливает «кивающие» движения, а третий реагирует на вращение головы вокруг оси, проходящей от носа к затылку, такие движения, я уверен, мы все совершали, кувыркаясь колесом.

Если человек трезв, плотность жидкости в каналах близка к плотности крови. При движениях головы поверхность жидкости в каналах колеблется, воздействуя на датчики давления, которые посылают сигналы в мозг. Сочетание сигналов из всех трех каналов образует нечто вроде постоянно меняющегося сигнала «глобальной системы навигации», позволяющего нам ощущать положение головы в пространстве.

Ключевой аспект функционирования этой системы вот какой: для аккуратной и своевременной доставки сигналов вестибулярного аппарата в мозг плотность жидкости в каналах должна соответствовать плотности крови. Если соотношение плотностей крови и жидкости в каналах внутреннего уха меняется, система делает неверные выводы о положении головы — выводы, которые противоречат информации, получаемой при помощи глаз. А употребление алкоголя как раз изменяет соотношение плотностей жидкости внутри и снаружи полукруглых каналов.

С повышением содержания алкоголя кровь делается более жидкой, более разбавленной, чем жидкость во внутреннем ухе, поскольку алкоголь не столь плотен, как кровь. Эта разница порождает первую фазу головокружения и тошноты. Но затем алкоголь проникает в полукруглые каналы и устраняет дисбаланс, наступает период, когда мы снова чувствуем себя нормально. Когда прием спиртных напитков окончен, печень начинает расщеплять алкоголь и выводить его из крови, поэтому плотность крови возвращается к нормальному уровню. Но теперь мы сталкиваемся с другой проблемой: жидкость во внутреннем ухе все еще содержит нерасщепленный алкоголь и кровь становится гуще, чем жидкость в каналах. Точно так же, как сначала алкоголь с задержкой проник в вестибулярный аппарат, теперь он с задержкой выводится из него, и плотность жидкости во внутреннем ухе возвращается к норме. Во время этой задержки мы снова испытываем симптомы головокружения, но по сравнению с первой фазой ситуация развивается в обратном порядке.

«Когда же это наконец закончится?» — думаем мы. Однако спасение близко. А в чем оно заключается, нам подсказывает венгерская фраза «kutya harapást szörével», которая означает: «укус собаки лучше всего лечить ее же шерстью». В английском языке существует точно такая же поговорка: «take the hair of the dog that bit you» (буквально: «съешь шерсть собаки, которая тебя укусила»). Во французском есть фразеологизм с тем же смыслом: «rallumer la chaudière» — в прямом переводе: «раскочегарить котел по полной». Похожая датская фраза выглядит так: «rejse sig ved det træ, hvor man er faldet» — «нужно встать возле дерева, с которого ты упал». В русском языке — все та же «деревянная» тема: «клин клином вышибают» либо же «чем ушибся, тем и лечись». (И все это — эвфемизмы глагола «опохмеляться». Как видим, похмелье — проблема интернациональная. Во всяком случае, с ней сталкивались все европейские народы.)

Теперь, когда мы знаем, что причиной головокружения и тошноты является несовпадение плотностей крови и жидкости во внутреннем ухе, становится ясно, почему в борьбе с похмельем срабатывает метод «клин клином». Наутро после бурных возлияний кровь уже вернулась к норме, а жидкость во внутреннем ухе все еще разбавлена алкоголем, поскольку оттуда он выводится медленнее. Но если выпить еще немного, кровь опять станет жиже, и баланс между жидкостями восстановится.

Ваше здоровье!

«Эврика!» на шоссе 128

Успех сравнения образца ДНК, взятого на месте преступления, с ДНК подозреваемого, по сути, зависит только от одного — от возможности изготовить миллионы копий изначального обрывка ДНК, чтобы у специалистов было достаточно материала для работы. Этот процесс копирования зависит, в свою очередь, от научной технологии, которая обозначается аббревиатурой ПЦР (полимеразная цепная реакция). Ее изобрел один из самых эксцентричных ученых в мире — американский биохимик Кэри Муллис (р. 1944), который получил за свое открытие Нобелевскую премию (1993).

От каждого нобелевского лауреата ожидают, что он прочитает лекцию о проделанной работе. В своей лекции Муллис поведал, что идея ПЦР посетила его посреди ночи, когда он ехал со своей дамой сердца в принадлежащий ему домик в лесах к северу от Сан-Франциско. В ходе лекции слушатели узнали имя этой дамы сердца — Дженнифер Барнетт, им даже стало известно, как Муллис удрал от своей жены Синтии, чтобы провести с Дженнифер два бурных года.

В ту памятную ночь, гоня машину по шоссе 128, Муллис бился над задачей: как проанализировать структуру определенного отрезка ДНК, имея в распоряжении всего лишь крошечный образец? В то время уже существовала техника выявления определенной последовательности генетических отличительных признаков, но она предполагала использование большого количества идентичного ДНК-материала, а ведь люди обычно не оставляют после себя ведра крови или других ДНК-содержащих жидкостей, если, конечно, эти люди еще живы. Чаще всего на месте преступления обнаруживают совсем незначительное количество крови, спермы или слюны, а в те времена этого было слишком мало для полноценного анализа. И Муллис неожиданно придумал способ увеличить крошечный образец ДНК во много миллионов раз, сделав количество материала пригодным для анализа.

«Той ночью я ехал по горной дороге, — рассказывал Муллис. — Ветви калифорнийского конского каштана, увенчанные тяжелыми шапками цветов, клонились к земле. Воздух был влажный, прохладный и напоенный пьянящим ароматом цветов. Моя подруга Дженнифер спала».

ДНК представляет собой две длинные переплетенные нити, в которых содержится уникальное генетическое описание организма. Муллису внезапно пришло в голову, что эти две нити можно разделить, закрепив на каждом конце по метке, а затем, воспользовавшись другой молекулой, именуемой ДНК-полимераза, сделать копию отрезка ДНК между метками, удвоив таким образом количество генетического материала. Размышляя об этом, Муллис понял, что, если проделывать эту операцию снова и снова, можно получить огромное количество одинаковых цепочек ДНК.

«ЭВРИКА!!! — воскликнул ученый во время Нобелевской лекции. — Я остановил машину прямо там, на шоссе 128, у отметки “46,7 мили”. В бардачке нашлись бумага и ручка. Два в десятой степени — это примерно тысяча, два в двадцатой степени — около миллиона, а два в тридцатой степени, прикинул я, — примерно миллиард, что уже близко к числу базовых пар в геноме человека. Проведя свою реакцию тридцать раз, я получу огромное количество генетического материала, причем без особой предварительной подготовки. “Дорогой Тор![54] — воскликнул я. — Всего одна молниеносная вспышка — и я разрешил самую досадную проблему в биохимии”».

Муллис никак не мог дождаться, пока его спящая подруга проснется, настолько ему хотелось поделиться с ней открытием! «Дженнифер, проснись, — сказал он ей. — Я придумал нечто невероятное!» Но Дженнифер не оценила этот Великий Момент в Истории Химии.

Неизвестно, равнялся ли возраст Дженнифер на тот момент 27 годам и 142 дням, но вполне возможно, что да. У эксцентричного Муллиса — масса причуд, в том числе пристрастие к женщинам, которым ровно 10000 дней от роду. Иногда эти дамы фигурируют на слайдах, которые Муллис демонстрирует во время своих лекций по химии: вся их одежда состоит из разноцветных фрактальных узоров.

В поисках утраченной вони

Насколько я понимаю, мои гены мало похожи на гены Марселя Пруста. У нас совершенно точно нет общих предков, если, конечно, не учитывать тот факт, что он был евреем, а мой отец — арабом, а оба этих народа по легенде происходят от сына Ноя, Сима, отсюда название «семиты». Однако у нас с Марселем все же есть одна общая генетическая особенность — наследственная гиперчувствительность к запаху некоторых веществ, которые содержатся в моче человека, совсем недавно отведавшего спаржи.

Я узнал о том, что Пруст обладал этой особенностью, поскольку в первый том своего эпохального цикла «В поисках утраченного времени» писатель включил целый панегирик спарже, где воспевает нежно окрашенные побеги этого растения, а заканчивает этот пассаж он следующим образом:

«Мне казалось, что небесные эти оттенки служат приметами неких дивных созданий, которым вздумалось преобразиться в овощи и которые сквозь маскарадный костюм, прикрывающий их съедобное и плотное тело, дают мне возможность уловить в этих нарождающихся красках зари, в этих отливах радуги, в этом угасании голубого вечера их драгоценную сущность, и сущность эту я узнавал, когда они потом, в течение всей ночи, разыгрывая поэтичные и грубоватые фарсы, похожие на шекспировскую феерию, превращали мой ночной горшок в благоуханный сосуд»[55].

Все мы знаем, что Пруст был человеком утонченных вкусов, так что я не могу вам объяснить, почему он описывает метилмеркаптан, сходный с веществом, обеспечивающим скунсу его знаменитый запах, как нечто «благоуханное». Именно метилмеркаптан — один из тех компонентов, которые отвечают за запах мочи человека, отведавшего спаржи.

Наверняка большинство читателей, незнакомых с этим феноменом, пока ничего толком не поняли из моих объяснений. Более того, если вы входите в эту группу, вам никогда не пережить того ощущения, которое испытываем мы с Марселем, потому что вы генетически неспособны учуять продукты переработки спаржи в своей моче.

Учитывая, как долго спаржа считалась деликатесом — древние римляне снаряжали целые морские экспедиции по побережьям Средиземноморья для сбора этого растения, — удивительно, что эксперимент, позволивший точно определить, что происходит, провели только в 1980 году.

Ученые рассматривали несколько возможных объяснений:

1. Некоторые люди выделяют обладающие сильным запахом продукты переработки спаржи и способны учуять их запах в моче; остальные не выделяют и не могут их унюхать. Одно время считалось, что существуют люди с особым генетическим дефектом под названием «врожденный порок метаболизма», которые не способны переварить спаржу и, следовательно, выделяют с мочой определенные молекулы, например метилмеркаптан, которые у остальных людей расщепляются внутри организма.

2. Некоторые люди выделяют эти молекулы, но не улавливают их; другие не выделяют, но улавливают; а третья группа и выделяет, и улавливает.

3. Все люди выделяют, но лишь некоторые улавливают.

Чтобы сузить количество вариантов, требовалось всего лишь использовать после романтического ужина со спаржей один и тот же туалет. Некоторое количество пар, живущих вместе, наверняка заметят ситуацию, когда один учует некий запах в моче обоих, а второй даже представления не будет иметь, о чем это толкует его партнер. Исследование, в котором участвовали 800 человек, мужчин и женщин, продемонстрировало, что около 40 % людей, поев спаржи, выделяют продукты переработки с особым запахом, и это, судя по всему, заложено в них генетически. Генетика также играет роль в способности чувствовать этот запах.

Окончательно расставивший точки над «i» эксперимент был проведен в 1980 году тремя израильскими врачами. Поскольку тема не самая аппетитная, я постараюсь изложить результаты покороче. У человека, съевшего 450 граммов консервированной спаржи, взяли анализ мочи, которую разлили на маленькие порции разной степени разбавленности: от жидкости, где мочи не было вовсе, до полноценной мочи без посторонних примесей. В местной поликлинике набрали группу пациентов-добровольцев и попросили их понюхать образцы. Исследователи выявили маленькую группку «нюхачей», примерно 10 % от общего числа, которые могли учуять пахучее вещество даже в сильно разведенных образцах, остальные же не чувствовали его вообще.

Ученым уже было известно несколько типов «вкусовой слепоты». Есть вещество под названием «фенилтиокар-бамид», которое применяется специально для исследования ощущения горечи: примерно 75 % людей определяют это вещество на вкус как очень горькое, а 25 % — как не имеющее никакого вкуса. Но до 1980 года никто никогда не сталкивался с научно подтвержденными случаями «обонятельной слепоты». Исследователи полагают, что у небольшого числа людей есть генетическая особенность, делающая их чувствительными к «душистой» молекуле. Правда, никто из них не объясняет, почему Пруст считал свой ночной горшок «благоуханным сосудом»; я со своей стороны, случись мне обзавестись таким предметом, постарался бы как можно скорее опорожнить его.

Пол и наука

Есть много важных вопросов, касающихся отношения разных полов к науке, которые еще предстоит решить. Например, многие феминистки — и не только они — считают, будто в науке слишком мало женщин и что образовательные учреждения и научная среда в целом настроены против девушек и женщин. Похоже, в результате повышенное внимание уделяется направленности исследований на темы, которые особенно интересны мужчинам, тогда как любимая тема женщин — просто делать вид, что такое половое разделение интересов действительно существует.

Не вызывает сомнений, что большинство научных открытий по вполне очевидным причинам было сделано мужчинами, но повлияло ли это на суть научного знания, каким мы его видим сейчас? Могли бы мы сейчас верить в совершенно другие теории об устройстве Вселенной, если бы научную мысль на планете развивали преимущественно женщины?

Есть небольшая, но влиятельная группа философов и социологов, полагающих, что так оно и было бы. Возьмем одно из самых известных и хорошо обоснованных уравнений современной науки: Е=mc². Бельгийская феминистка и философ Люс Иригарей (р. 1930) пишет:

«Можно ли считать Е=mc² сексистским уравнением? Вероятно, да. Давайте примем за гипотезу, что это так, поскольку в этой формуле объявляется приоритет скорости света над прочими скоростями, жизненно необходимыми для нас. Это, как мне кажется, указывает на, возможно, сексистскую природу уравнения: оно, конечно, не используется в ядерном оружии напрямую, но все же в более выгодных условиях оказывается быстрейший…»

Судя по всему, Люс Иригарей предполагает: поскольку мужчины вроде как интересуются предметами, развивающими высокую скорость, и вообще считают, что чем быстрее, тем лучше, то это важное уравнение выражено в терминах скорости света, а не других «скоростей, жизненно необходимых для нас», хотя лично я не могу себе представить никакую другую скорость, чтобы она, являясь важной физической константой, была бы более «женственной».

Дамы — теоретики феминизма также сетуют на то, что, изучая поведение и психологию животных, ученые используют крыс-самцов. Одна даже написала: «Под этим, конечно, подразумевается, что крыса-самец представляет собой весь вид». Другая указывает на то, что в докладах об оплодотворении исследователи описывают яйцеклетку как «дрейфующую» или «пассивно остающуюся на месте», тогда как мачо-сперматозоиды «внедряются» и «проникают». Как мужчине, мне сложно придумать более женственные или гендерно-нейтральные термины, дабы описать, что происходит, когда клетка спермы с большой скоростью (кстати, снова скорость!) движется вперед и встречает гораздо более медленную или вовсе неподвижную яйцеклетку.

Язык физики тоже подвергается нападкам как излишне мужской, потому что говорится, будто атомные частицы «бомбардируют» образец и «сталкиваются» с другими частицами. Когда одну феминистку спросили, какие же термины следует использовать вместо привычных, когда речь идет об основных процессах в физике частиц, она написала, что столкновение атомов, по ее мнению, должно описываться как «соединение ради взаимной выгоды».

Иригарей при поддержке других феминисток уже давно пропагандирует такую сферу исследований, как гидрогазодинамика. Это научное изучение движения жидкостей и газов, затрагивающее такие вопросы, как турбулентность, вязкость, приливы и ударные волны. Очень многое в этой области физики — чистая математика: дифференциальные уравнения, компьютерное моделирование…

Однако Иригарей полагает, что гидрогазодинамика — женская наука и потому смежные области физики относятся к ней как к бедной родственнице. (При этом сама Иригарей вовсе не ученый-естественник, и ее часто критикуют за отсутствие цитат из научных источников по затрагиваемым ею темам.) Она убеждена, что физика твердого тела — это мужская и, значит, привилегированная область физики, а вопросы динамики жидкости, например турбулентность, до сих пор мало изучены только потому, что они не представляют интереса для мужчин. Другая писательница-феминистка, Кэтрин Хейлс, подхватившая идеи Иригарей, делает следующий вывод:

«В то время как гениталии мужчин призваны проталкиваться внутрь и становиться твердыми, у женщин половые органы представляют собой отверстие, откуда вытекает менструальная кровь и вагинальные выделения. Хотя мужчинам тоже свойственно “течь” — например, выпуская семенную жидкость, — этот аспект их сексуальности не акцентируется. В расчет принимается только твердость мужского полого органа, а не его участие в процессах выделения жидкости… Так же как женщины изгнаны из мачистских теорий и языка, фигурируя там лишь как не-мужчины, так и жидкости изгнаны из науки, фигурируя в ней лишь как не-твердые тела».

Имеют ли подобные рассуждения смысл, а главное — важны ли они? Безусловно, попытки привлечь внимание к самому главному аспекту взаимоотношений внутри общества и к тому, что нынешний курс развития науки неудобен для женщин, сами по себе похвальны. Однако, на мой взгляд, эти экстремальные суждения наносят удар по существующим научным технологиям. Если женщины-ученые, обладая полной свободой действий, совершат иные, противоречащие традиционным, открытия и умозаключения относительно устройства мира, то какая тогда польза в науке как в инструменте понимания законов Вселенной? Ведь иногда даже диву даешься, во что верят иные философы. По мнению Хейлс и некоторых ее товарок, формулы из области гидрогазодинамики, стоящие за каждым успешным взлетом и каждой посадкой в аэропорту, «не обязательно верны». Если в эту область физики хлынет еще больше женщин, то «люди, обитающие в телах иного типа и имеющие иное внутреннее строение, обусловленное полом, могут предложить другие модели потоков». И если они действительно предложат, то, полагаю, это будут не очень хорошие ученые.

Какая из женщин внесла наибольший вклад в развитие медицины?

История знала (и знает) немало блестящих ученых-медиков женского пола. Но Генриетта Лакс не относится к их числу. В 1951 году она жила в Балтиморе, была матерью пятерых детей и не имела никакого отношения к медицинским исследованиям, хотя всего в трех милях от ее дома находилось одно из крупнейших американских медицинских научно-исследовательских учреждений — больница при университете Джона Хопкинса. Однако опухоль шейки матки, к несчастью развившаяся у Генриетты после рождения пятого ребенка, дала начало целой цепочке невероятных событий. Женщина легла в больницу Джона Хопкинса на лечение, и из ее тела была изъята часть опухолевых тканей — без ее на то разрешения (в те годы оно еще не требовалось). Ткани попали к университетскому доктору, изучавшему раковые клетки.

Доктор, которого звали Джордж Гей, обнаружил, что клетки Генриетты Лакс обладают весьма необычными свойствами. В отличие от большинства человеческих клеток, они могли жить самостоятельно, за пределами организма, а также делиться и делиться бесконечно. Иными словами, клетки эти были бессмертны, тогда как большинство клеток, извлеченных из человеческого организма, погибает, произведя на свет еще несколько поколений (для нормальных человеческих клеток число этих поколений равняется 52). Гей искал как раз такие клетки для наблюдения и использования в опытах, которые он проводил по программе выявления причин раковых заболеваний и создания методов их лечения. Непонятно каким образом, но раковые клетки госпожи Лакс соответствовали всем требованиям. Поскольку ее опухоль развивалась чрезвычайно быстро, клетки, полученные из этой опухоли, демонстрировали ту же живучесть и высокую скорость роста. Протестировав эти клетки и начав использовать их в своих опытах, Гей понял, что они также могут оказаться ценным инструментом в других областях медицинских изысканий, включая изучение лейкемии и воздействия радиации, а также при исследовании механизмов генетического контроля и процессов производства клетками белковых молекул. Вскоре клетки Генриетты Лакс разошлись по всем Соединенным Штатам и распространились за их пределы, попав в СССР, страны Южной Америки и прочие уголки Земли, где ученые пытались выявить механизмы возникновения заболеваний.

Эти необыкновенные клетки помогли найти весьма своевременное решение проблемы, с которой столкнулись врачи, исследовавшие полиомиелит. В те времена, когда у госпожи Лакс нашли рак, в Америке разразилась целая череда эпидемий полиомиелита. Ученые понимали: чтобы победить болезнь, нужна вакцина, и вот некий врач Джонас Салк наперегонки с коллегой Альбертом Сабином попытался разработать эффективную формулу. Поскольку вирус полиомиелита размножается только в живых клетках человеческого тела, ученым необходимо было некоторое количество клеток, чтобы искусственно вырастить в них вирус, который потом будет обезврежен и использован для вакцинации. Однако годились не любые клетки, а только обладающие одинаковыми свойствами и способные воспроизводить себе подобных снова и снова, причем в больших количествах, — это нужно было для усовершенствования вакцины. Такие клетки требовались еще и для того, чтобы установить, какой штамм вируса полиомиелита поражает людей во время конкретной эпидемии, и нацелить вакцину именно на этот штамм. Клетки Генриетты Лакс снова подошли как нельзя лучше. Это были самые жизнеспособные клетки, с какими когда-либо сталкивалась наука, они производили на свет новое поколение каждые 24 часа.

Вскоре уже все крупные исследовательские медицинские лаборатории располагали образцами этих клеток. Они стали известны как клетки HeLa (от Henrietta Lacks). Сначала личность донора скрывали, поэтому многие думали, что клетки получены от женщины по имени Хелен Лайн или Хелен Ларсон. Муж госпожи Лакс узнал об использовании клеток его супруги лишь в 1975 году, более чем через двадцать лет после обнаружения их ценности для науки. К тому времени клетки успели разойтись по всему миру и даже попали в космос в рамках программы НАСА «Наука в космосе».

Столь ценные для науки, уникальные клетки Генриетты Лакс сыграли фатальную роль в жизни их хозяйки. С момента постановки страшного диагноза Генриетта прожила всего восемь месяцев. Клетки стремительно атаковали другие органы, разнося по телу рак, не поддававшийся излечению. 4 октября 1951 года Генриетта умерла.

Один ученый предложил считать клетки HeLa отдельным новым видом, поскольку они обладают некоторыми свойствами, отличающими их от любого другого организма. Однако вид под названием «хелацитон» (Helacyton) пока еще не признан научной общественностью как отдельная ветвь на древе жизни.

У истории с клетками HeLa есть и оборотная сторона. Случилось то, что иногда в шутку называют действием закона подлости. Клетки HeLa размножались настолько успешно, что вытеснили в некоторых лабораториях коллекции всех остальных клеток, поразив образцы тканей. До поры до времени ученые полагали, что работают с клетками молочной железы, простаты или плаценты (и делали выводы на основе этого своего убеждения), но в один прекрасный момент обнаружилось, что их образцы давно сменились клетками HeLa, а значит, результаты проведенных опытов ничего не стоят.

Один слепой младенец или шестнадцать мертвых — выбор за вами

Эта суровая дилемма была предложена неким британским исследователем в 1973 году, после того как он проанализировал одну из наиболее сложных проблем медицинской этики, с которой столкнулись врачи в XX столетии. Все началось в 1941 году с обнаружения у недоношенного младенца редкого типа слепоты. Оказалось, что это только первая ласточка в серии подобных случаев, которая приняла в 1940-1950-е годы масштабы эпидемии. Дошло до того, что слепота поражала каждого восьмого недоношенного ребенка весом менее двух килограммов, содержавшегося в больничном инкубаторе.

Слепота получила название «ретролентальная фиброплазия», или РЛФ, и ее главным признаком была пленка из деформированных кровеносных сосудов, нараставшая позади глазного хрусталика. К 1953 году из-за РЛФ ослепло уже десять тысяч младенцев, причем семь тысяч — в одних только Соединенных Штатах. Этот стремительный рост количества случаев натолкнул ученых на мысль, что заболевание связано с какими-то нововведениями в медицине и особенно в неонатологии — науке об уходе за новорожденными.

В поисках вероятных причин возникло целое море научных проектов. Может, это из-за неправильного использования витаминных добавок или гормонов? А как насчет ультрафиолетового излучения, призванного снизить риск желтухи новорожденных? Или дело в самих инкубаторах? Ученые долго шли по разным ложным тропинкам, пока наконец не обратили внимание на кислород, с помощью которого медики повышали шансы на выживание у совсем крошечных недоношенных, испытывавших трудности с дыханием. Эта технология была особенно широко распространена в США, там же было выявлено больше всего случаев РЛФ, а в Великобритании она использовалась не очень активно, и соответственно случаев заболеваний здесь было куда меньше.

Единственный способ проверить эту гипотезу заключался в проведении опыта, в ходе которого медики давали бы половине контрольной группы недоношенных младенцев много кислорода, а другой половине — гораздо меньше, чтобы посмотреть, изменится ли частота возникновения РЛФ. Но когда дело дошло до практического воплощения идеи, медсестры, твердо уверенные, что недостаток кислорода навредит младенцам, тайком включили подачу кислорода на максимум. Когда обман раскрылся, то во избежание подобных благих «диверсий» (мол, хотели как лучше) метод проведения опыта пришлось изменить. Результаты были поразительные. В группе с высоким уровнем кислорода у 17 из 28 младенцев развилась незначительная или серьезная степень РЛФ; а в группе с низким уровнем кислорода из 37 детей РЛФ проявилась только у шестерых, да и то в слабой форме.

Ну что же, пока все хорошо. Очередной триумф медицинских исследований. Результаты этого небольшого эксперимента подтвердились в ходе куда более масштабного исследовательского проекта, в котором приняли участие 18 больниц, а младенцев было уже шестьсот. Детям, нуждавшимся в кислороде из-за проблем с дыханием, давали стандартное или сниженное количество газа. В группах, где кислород подавали в больших количествах, случаев РЛФ было отмечено в два раза больше.

Главным результатом после обработки данных всех исследований стало следующее: уровень кислорода в воздушной смеси, подаваемой новорожденным, не должен превышать 40 %. Впрочем, даже при таких условиях наблюдались случаи РЛФ — слепоту могла спровоцировать даже та доля кислорода, которая содержится в обычном воздухе.

Но конечно, в случаях, когда младенец рождался с крайне низкой массой тела, кислород ему все-таки давали. Ведь было доказано, что кислород помогает выжить тем малышам, которые без него умерли бы в первые же дни жизни.

Более того, когда ученые обратили внимание на одно конкретное заболевание органов дыхания, именуемое синдромом гиалиновых мембран (с ним тоже удавалось справиться при помощи подачи кислорода), они обнаружили, что если снизить уровень кислорода во избежание слепоты, то возрастает смертность от синдрома гиалиновых мембран.

Именно это наблюдение и привело к печальному подсчету, что «каждый зрячий младенец может стоить шестнадцати смертей».

Сейчас, когда с момента открытия РЛФ (теперь это заболевание называется РОН — ретинопатия недоношенных) прошло более шестидесяти лет, проводится новое совместное исследование, в котором принимают участие медицинские научные центры всего мира. Они пытаются определить, в самом ли деле это жуткое уравнение отражает реальную ситуацию, и если да, то как это можно исправить.

Описанная история наглядно демонстрирует, насколько опасно вводить в обиход новые медицинские процедуры только потому, что врач или ученый верит в их эффективность.

Как писал видный американский ученый-неонатолог доктор Уильям Силверман (1917–2004):

«Врач может (безнаказанно) прописать пациенту “модный” и непроверенный способ лечения по совету начальства или коллеги, с которым дружен; либо потому, что он прочитал об этом в газете, в рекламном объявлении или медицинском журнале; либо же просто потому, что этот способ “имеет смысл с точки зрения физиологии”. С другой стороны, если он, поняв, что имеющейся информации о том или ином методе лечения недостаточно, чтоб прописать его пациенту, все же решит провести запланированный эксперимент, его действия наверняка подвергнутся критике. “Мне нужно получить разрешение и для того, чтобы дать новое лекарство половине моих пациентов, и для того, чтобы не давать его им всем”, — комментирует один врач эту абсурдную ситуацию».

«Сахарный скальпель»

Мы все слышали о случаях выздоровления благодаря таблеткам из обычного сахара. В этих случаях срабатывает всем известный эффект плацебо, основанный на вере пациента в действенность лекарства. Из-за этой веры состояние пациента, проглотившего вместо лекарства сахар, и впрямь улучшается. А вот свыкнуться с идеей «сахарного скальпеля» — хирургической процедуры, обладающей эффектом плацебо, — немного сложнее. И все же в те времена, когда этические нормы, регулирующие медицинские изыскания, были еще не такими жесткими, команда исследователей из Сиэтла решила проверить, возможно ли применять эффект плацебо в хирургии, чтобы пациенту стало лучше от одной только уверенности, будто ему сделали операцию, тогда как никакой операции не было.

Попытки выяснить, насколько действенен тот или иной метод лечения, часто наталкиваются на массу подводных камней. При клинических исследованиях необходимо отличать истинный эффект применяемого метода лечения от всех остальных факторов, благодаря которым пациент мог почувствовать себя лучше. Наиболее достоверный тип клинических испытаний — это двойной слепой метод. Пациентов случайным образом разбивают на две группы, стараясь, чтобы параметры возраста, пола, состояния здоровья и так далее в обеих группах были примерно одинаковы. Затем к одной из групп применяют определенный метод лечения (обычно это лекарство), а другой группе дают плацебо (таблетку-пустышку). Сочетание слов «двойной слепой» означает, что ни врачи, проводящие эксперимент, ни участвующие в нем пациенты не знают, кому дают настоящее лекарство, а кому — плацебо. А все потому, что осведомленность об этом врачей или пациентов может повлиять на результат. Если вы полагаете, что к вам применяют совершенно новый, прогрессивный метод лечения, то можете испытать воодушевление, и ваше тело откликнется на него положительно. Точно так же, располагая информацией о том, кто из пациентов действительно получает лекарство, доктор может случайно выдать себя при общении с пациентом, либо же это знание может отразиться на суждениях врача, когда он подводит итоги: у кого из пациентов состояние улучшилось, а у кого нет. Таким образом, лучше, если и врачи, и пациенты «слепы» и все остаются в неведении, кому из больных дают настоящее лекарство.

В 1939 году, пытаясь победить распространенное сердечное недомогание — стенокардию, для лечения которой в ту пору было куда меньше эффективных способов, чем сейчас, итальянский хирург Давидо Фиески изобрел операцию по перевязке двух артерий, проходящих рядом с сердцем, в надежде, что это направит большее количество крови в коронарные артерии, увеличив тем самым поступление кислорода и уменьшив стенокардию. Результаты впечатляли. После операции аж три четверти пациентов констатировали, что боль в сердце стала гораздо меньше, а треть и вовсе «излечилась». Несмотря на то что все были довольны результатами, никто не скрывал, что так доподлинно и не известно, за счет чего эта операция срабатывает. Равным образом никто не смог убедительно доказать, что приток крови к сердцу, на который рассчитывал Фиески, действительно имел место. (Зато, к примеру, было известно, что сходная операция, проведенная на собаках, не помогала.)

И вот в конце 1950-х годов группа исследователей из Сиэтла решила более детально разобраться в механизме этой операции и понять, что происходит. Они разделились на две команды и провели испытания, которые по нынешним нормам медицинской этики наверняка были бы запрещены, но тогда считались вполне приемлемыми. Пациентов со стенокардией случайным образом разбили на две группы. Одной группе сделали стандартную операцию по перевязке внутренней грудной артерии, в то время как другая группа подверглась «фиктивной» операции, в ходе которой пациенту вскрывали грудную клетку, но грудную артерию не трогали. Ни одному из пациентов не сообщили, что он участвует в эксперименте (сейчас это сочли бы незаконным), и ни один из врачей, наблюдавших за пациентами после хирургического вмешательства, не знал, какая именно операция была проведена.

Результаты опыта не вызывали сомнений и очень расстроили торакальных хирургов. Операция действительно облегчила боль, но улучшение состояния вовсе не было связано с перевязкой внутренних грудных артерий. Обе группы сообщили о субъективном ощущении улучшения после операции: показатель улучшения в группе, которая перенесла настоящую операцию, составил 32 %, а в группе с «фиктивной» операцией — 42 %. Обе группы продемонстрировали тот же эффект в отношении таблеток нитроглицерина (современный способ уменьшить боль при стенокардии). Группа, перенесшая настоящую операцию, сократила ежедневное потребление нитроглицерина на 34 %, тогда как «фиктивные» пациенты снизили свою дозу на 42 %. Однако несмотря на то, что все пациенты чувствовали себя лучше, по объективным критериям их состояние почти не изменилось — среднее улучшение в смысле длительности допустимых физических нагрузок составило всего минуту.

Было очевидно, что операция оказалась полезна и уменьшила боли, но с не меньшей очевидностью стало понятно, что сама по себе перевязка внутренней грудной артерии (главная цель операции) ничего не дает. Более того, было ясно, что пациенты чувствовали себя гораздо лучше (меньше болевых ощущений, меньше необходимости в таблетках), но при этом испытывали все те же объективные трудности (плохо переносили физические нагрузки, а показатели ЭКГ во время упражнений выходили за пределы нормы). Пациенты чувствовали себя лучше, но им не стало лучше, субъективное ощущение улучшения вызывалось «чем-то связанным с операцией на грудной клетке», а не перевязкой внутренних грудных артерий.

В 1960-1970-е годы идея использования плацебо-операций в ходе тщательно контролируемых опытов стала представляться общественности все менее и менее этичной. От сахарной таблетки вреда никакого, а вот хирургическое вмешательство, пусть даже самое незначительное, сопряжено с определенным риском. Однако существует множество хирургических процедур, целесообразность которых ничуть не больше, чем у операции Фиески по лечению стенокардии, и, пока не проведены клинические исследования, доказывающие или опровергающие их эффективность, нельзя исключать возможность эффекта плацебо. В последние десять лет ученые осторожно (хотя некоторые наверняка скажут, что неэтично) начинают возвращаться к практике плацебо-операций.

В 1999 году команда американских ученых объявила о проведении эксперимента, призванного проверить эффективность нового метода лечения болезни Паркинсона. Метод заключался в просверливании отверстий в голове пациента и введении туда зародышевых клеток, которые, как надеялись ученые, должны были восстановить мозг больного. В итоге у некоторых пациентов проявления болезни сократились. Чтобы убедиться, что улучшение состояния действительно вызвано зародышевыми клетками, а не волнением и впечатлениями от проделывания дырок в голове, ученые собрали сорок пациентов с болезнью Паркинсона, просверлили им всем головы, но клетки ввели только половине. Год спустя улучшение наблюдалось не только у значительной части перенесших инъекцию пациентов, но также и у трех из двадцати пациентов, входивших в плацебо-группу.

Чтобы удостовериться, что новые методы лечения, основанные на медицинских теориях, срабатывают так, как и было рассчитано, ученые проводили также и другие испытания, включая операции на колене и на позвоночнике.

Естественно, возникает вопрос: если после «фиктивных» операций людям становится лучше, то почему бы не ввести их в медицинский обиход, точно так же, как некоторые врачи дают пациентам сахарные таблетки, если есть хоть малейший шанс, что это принесет облегчение? Однако для таких нововведений нужна новая эра честности и правды в отношениях «доктор — пациент». Врач, знающий, что он предлагает пациенту плацебо, но старающийся это скрыть красивыми речами: «Сейчас я дам вам эту странную на вид и яркую таблеточку под названием “Увебинфуледиум”, и вы сразу почувствуете себя лучше», — обычно и без того вызывает у пациента подозрения. А ведь если речь идет не просто о фальшивой таблетке, а о целой операции, обман будет куда серьезнее — и дороже.

Подставляя ноги рентгеновским лучам

Когда я прихожу к зубному врачу, чтобы сделать снимок, на меня надевают свинцовый фартук, а врач и ее ассистентка, направляя на мой зуб небольшую дозу рентгеновского излучения, сами отходят подальше. В наши дни любой врач прекрасно знает, что радиация опасна и даже небольшая доза облучения повышает риск возникновения рака.

Помню, как в детстве я ходил вместе с мамой за новыми ботинками и разглядывал рентгеновский аппарат, который в те времена стоял в торговом зале любого уважающего себя обувного магазина. Я ставил ступни на мощный источник рентгеновского излучения, отделенный только тоненьким листом алюминия, а потом приближал глаз к окуляру и рассматривал ногти и кости в ногах прямо сквозь примеряемые ботинки. Там также были предусмотрены дополнительные окуляры для продавца и мамы, так что мы все могли насладиться зрелищем и убедиться, что мне не суждено стать калекой из-за плохо подобранной обуви. Зато я имел все шансы стать калекой из-за радиации, вызывающей самые разные заболевания, ведь дозы облучения там были куда выше, чем дозволено нынешними нормами для столь пустяковых целей. На деле эти аппараты были не более чем аттракционом, повышающим продажи, — на дворе была эпоха атомной энергии, сулившей бесплатное электричество и полеты в космос на ракетах с ядерными двигателями, поэтому все связанное с наукой априорно считалось благом.

Реклама активно пропагандировала эти аппараты, адресуя их прежде всего родителям — вот таким, например, образом:

Их ноги прослужат им всю жизнь

Берегите здоровье их ног, правильно подбирая обувь. Чтобы помочь убедиться, что обувь подходит, ведущие обувные магазины используют рентгеновский аппарат «ADRIAN». Будь то ветеран продаж с двадцатилетним опытом примерок или вчерашний школьник, который устроился на работу две недели назад, рентгеновский аппарат «ADRIAN» поможет любому подобрать для вашего ребенка идеально сидящую пару обуви.

Дама-рентгенолог, недавно написавшая работу, посвященную этим аппаратам, пришла в ужас, узнав, какое количество радиации они испускали в пространство:

«Излучение не просто проходило через ноги к рентгеноскопическому экрану, оно проникало выше, в голову, щитовидную железу и глаза покупателя. Не сказать, чтобы конструкция аппаратов была удачной. Даже части тела, не подвергавшиеся облучению напрямую, могли получить ощутимую дозу рассеянной радиации».

Рентгенолог привела диаграмму, демонстрирующую, что граница излучения проходила чуть ли не в метре от аппарата, и подытожила: «Если хотите почувствовать себя неуютно, посмотрите на диаграмму и представьте, какая доза облучения накопилась бы в ваших половых железах, если бы вы просто стояли рядом».

Ведь в рентгеновских лучах «купались» не только дети. Продавцы, по восемь часов в день находившиеся в непосредственной близости от аппаратов, должны были получать куда большие дозы, особенно когда они засовывали руки прямо в поток излучения, чтобы поправить обувь во время примерки. А ведь были еще и другие покупатели, сидевшие на соседних стульях и ожидавшие своей очереди. В инструкции по установке аппарата говорилось: «Рекомендуем располагать машину максимально близко к центру зала, чтобы до нее одинаково легко было добраться из любой точки. Разумеется, она должна быть расположена лицевой стороной к дамскому и детскому отделам, поскольку именно на них приходится львиная доля продаж».

В 1950-х годы, после взрывов атомных бомб в ходе Второй мировой войны и выбросов радиации при ядерных испытаниях, наконец заговорили о вреде радиации, и в некоторых штатах Америки использование этих аппаратов запретили, а к 1963 году они и вовсе канули в прошлое.

Но до этого аппараты использовались повсеместно, а заболевания, приписываемые радиации, могут быть вызваны также массой других факторов, поэтому невозможно определить наверняка, насколько вредоносна эта техника была в действительности (за исключением единственного задокументированного случая, когда одна фотомодель получила настолько серьезные лучевые ожоги, что ей пришлось ампутировать ногу). Но менее серьезные последствия облучения, скорее всего, проявились гораздо позже и затерялись среди общего числа онкологических заболеваний, отмеченных на протяжении последующих лет. В 2002 и 2007 годах медики зафиксировали случаи очень необычной разновидности рака стопы, который они приписывают воздействию рентгеновского облучения в обувном магазине полувековой давности.

Стволовая болезнь

«Стволовые клетки» — один из тех модных терминов, которые постоянно мелькают в заголовках статей о новостях науки, а между тем никто толком не знает, что это словосочетание обозначает. С одной стороны, стволовые клетки вроде как дают надежду на избавление от всех известных болезней, а с другой, они уже стали для политиков одной из самых щекотливых тем, поскольку подразумевают использование тканей человеческих зародышей, а значит, затрагивают вопросы морали и этики.

Если оставить в стороне их терапевтическую или этическую значимость, стволовые клетки подразумевают необычайно замысловатое решение проблемы, которая не давала ученым покоя уже много лет. Каждая жизнь начинается с одной-единственной оплодотворенной клетки, которая впоследствии развивается в функционирующий организм с сотнями различных типов клеток — и все это за счет клеточного деления. Из той первоначальной клетки образуются две новых, из двух клеток получаются четыре, и так далее, до тех пор пока мы не получим полноценную человеческую особь, способную есть и переваривать пищу, двигаться и расти, мыслить и размножаться.

Клетки печени в сформировавшемся организме весьма существенно отличаются от мозговых клеток, а клетки желудка — от клеток крови, но все они происходят от одного и того же типа клеток, известных как стволовые — имеется в виду ствол воображаемого «растения», на котором они все растут. Ядро стволовой клетки содержит всю информацию, необходимую для формирования клеток любого типа, которые впоследствии понадобятся организму. Это похоже на библиотеку, где много разных залов, а в каждом зале куча стеллажей. В одном зале хранятся практические пособия, описывающие, как сформировать мышцы и управлять ими; в другом содержатся схемы нервных клеток и информация, как создавать и передавать электрические импульсы; в третьем находятся все инструкции, нужные для того, чтобы образовать целый реестр клеток, связанных с кровеносной системой, включая клетки, отвечающие за иммунитет, и красные кровяные тельца.

На ранних стадиях развития эмбриона стволовые клетки просто самовоспроизводятся и множатся. Одна «библиотека» порождает другую, с точно таким же набором стеллажей и пособий. Но на определенном этапе стволовые клетки начинают воспроизводить более специализированные клетки, которые объединяются в блоки идентичных клеточных структур и дают начало телу с узнаваемой формой и функциями.

Когда стволовая клетка превращается в другой тип — это как если бы кто-то пришел в библиотеку и запер все двери, ведущие во все залы, кроме одного — например, с инструкциями по изготовлению клеток печени. С этого момента библиотека самовоспроизводится все так же, с запертыми дверями, и это продолжается в течение всей жизни организма. Хотя библиотека по-прежнему содержит инструкции, относящиеся ко всем типам клеток, потомки этой клетки будут иметь доступ лишь к весьма ограниченному количеству полок — тех, где хранится информация по изготовлению клеток печени.

Такой механизм может показаться неудобным и громоздким. Почему бы просто не избавиться от генов, отвечающих за все остальные функции, чтобы будущие клетки печени обладали только той информацией, которая необходима им для работы? Во-первых, потому, что клетки на разных стадиях своего существования выполняют разные задачи, поэтому они должны обладать способностью время от времени открывать некоторые запертые залы и консультироваться с хранящимися там пособиями — особенно на тех стадиях, когда организм претерпевает изменения: переход от младенчества к детству, от детства к юности, от юности к зрелости и так далее. Во-вторых, оказывается, даже специализированным клеткам в процессе жизнедеятельности может понадобиться доступ к другой информации.

А может быть, дело еще и в том, что проще разработать и запустить один стандартный механизм деления клеток, копирующий все от и до, но приложить к нему другие механизмы, которые позже помогут определить, какие гены надо активировать.

Ученые надеются использовать феномен стволовых клеток для лечения заболеваний двумя способами.

Первый путь такой. Можно взять здоровые зародышевые стволовые клетки с их способностью образовывать клетки любого типа и придумать, как имплантировать их людям, в чьих телах имеются дефектные клетки, вызывающие хронические заболевания, например болезнь Паркинсона. Эта болезнь связана с наличием в мозгу некоего типа дефектных нервных клеток. Если стволовая клетка сможет превратиться в здоровую копию клетки того же типа, то болезнь можно победить. Нужно только добиться, чтобы стволовые клетки открыли те «залы», где хранятся пособия, описывающие необходимый тип мозговых клеток, — в этом случае, когда их пересадят, они обеспечат поставку недостающего ингредиента, необходимого для исцеления пациента.

Есть также другой тип стволовых клеток, имеющийся у взрослых. В нем заперты некоторые, но не все «залы», поэтому клетка знает, как произвести на свет новые клетки взамен тех, что износились или уничтожены в результате травмы; среди доступных вариантов — клетки сердца, кровеносных сосудов, костей и хрящей. Поскольку этот тип клеток тоже содержит в памяти инструкции по изготовлению всех остальных типов клеток, ученые надеются со временем научиться перепрограммировать их, чтобы отпереть закрытые «залы» и воспроизводить и другие типы клеток.

В заключение хотелось бы отметить, что каждая клетка на самом деле снабжена инструкциями по изготовлению любой другой клетки, но, в отличие от стволовых клеток, пока не найдено ни единого способа отпереть эти инструкции. Как если бы замки на дверях залов проржавели насмерть или залиты суперклеем. Однако наверняка придет день, когда даже это препятствие будет преодолено, и тогда стволовые клетки выполнят свою задачу и положат начало целому ряду операций с клетками, в результате которых можно будет взять абсолютно любую клетку и превратить ее в любую другую.

Сопротивление бесполезно

Новые достижения в медицине — это не всегда размеренные шаги на пути к некоему конечному состоянию безупречного здоровья. Некоторые изобретения — например, талидомид[56] или лечение недоношенных младенцев кислородом — не только решают проблемы, но и создают новые. Одно из главных медицинских достижений XX столетия привело к едва ли не крупнейшему провалу в медицине XXI века, и все из-за «сообразительности» бактерий, которые идут на шаг впереди даже самых сообразительных ученых-медиков.

Открытие антибиотиков изменило существовавшие прежде методы борьбы с инфекциями. Два типа бактерий, повинных в значительной части всех человеческих инфекционных заболеваний: стафилококки и стрептококки, — были практически в одночасье взяты под контроль благодаря изобретению и началу производства пенициллина, а вскоре и других антибиотиков. В конце 1940-х и в течение 1950-х годов были изобретены сульфаниламиды, стрептомицин, левомицетин, тетрациклин — названия этих лекарств, созданных для уничтожения целого ряда болезнетворных организмов, более или менее знакомы любому современному человеку.

Но уже на первых порах ученые начали замечать, что некоторые штаммы бактерий, которые вроде были обречены на гибель новыми препаратами, не только выжили, но еще и процветают. Вскоре после того, как антибиотики вошли в медицинский обиход, стало казаться, что болезнетворные микроорганизмы способны выработать защиту против любого лекарства, которое было создано специально, чтобы их уничтожить.

Что бы вы сказали, если бы появление огнестрельного оружия всего за одно поколение привело к формированию у людей иммунитета к смерти от выстрела? Но ведь именно это и происходит с некоторыми бактериями. По мере разработки все новых лекарств, направленных против устойчивых штаммов, бактерии создают все новые способы защиты. Началось настоящее соревнование между бактериями и учеными, и к концу XX века бактерии стали одерживать верх.

На данный момент около 70 % бактерий, вызывающих инфекции среди пациентов больниц, устойчивы как минимум к одному из широко распространенных антибиотиков. Едва ли не самая неприятная и проблемная бактерия — это разновидность стафилококка, которая успешно противостоит нескольким разным антибиотикам. Она называется «метициллин-устойчивый золотистый стафилококк» и способна распространяться по помещениям больницы, заражая особо восприимчивых и уязвимых пациентов.

Но что означает слово «устойчивость» по отношению к бактериям и как она возникает?

Способы, найденные бактериями, чтобы успешно противостоять усилиям производителей лекарств, обязаны своим возникновением изобретательности эволюции. Поскольку бактерии размножаются очень быстро, то и эволюционный процесс у них протекает в ускоренной форме. В лабораторных условиях бактерия типа стафилококка может делиться и производить на свет очередное поколение каждые два часа, тогда как для появления нового поколения людей требуется около тридцати лет. Если миллионы этих бактерий столкнутся с новым лекарством и хотя бы у одной из них при делении клетки возникнет мутация, дающая устойчивость к этому препарату, то остальные бактерии погибнут, а потомки этой продолжат жить и процветать, и вскоре данный тип станет доминирующим, а то и единственным оставшимся штаммом. На этом этапе лекарство становится бесполезным.

Но опять же, что такое в данном случае «устойчивость»? Что происходит при мутации?

Есть как минимум три способа защиты, к которым могут прибегнуть только что мутировавшие бактерии. Давайте вернемся к аналогии с людьми, обладающими «иммунитетом к пулям».

Если бы у людей развилась устойчивость к огнестрельному оружию, сходная с устойчивостью бактерий к антибиотикам, это могло бы произойти как минимум тремя путями. Во-первых, у нас могли бы появиться некоторые биологические приспособления, блуждающие прямо под кожей, которые перехватывали бы пулю при соприкосновении ее с телом и дробили бы ее на множество безвредных кусочков. Во-вторых, похожий механизм мог бы быстро развернуть пулю и отослать ее в обратном направлении — она просто отскочила бы от тела. В-третьих, мы могли бы обзавестись кожей нового, пуленепробиваемого типа. Эти три способа аналогичны тому, как бактерии справляются с антибиотиками, прежде чем те успеют причинить им вред.

Итак, пока аналогия с человеком работает — ну хотя бы отчасти. Однако бактерии обладают одним качеством, которого у людей нет, и именно оно позволяет защитному механизму распространиться как можно быстрее и охватить как можно большее количество особей. Бактерии могут передавать свои способности собратьям в рамках одного и того же поколения, не дожидаясь, пока появится потомство, получившее эти способности от рождения. К примеру, бактерии могут передавать соседним бактериям индивидуальные гены при простом физическом контакте. А еще они могут оставлять кусочки ДНК в окружающем пространстве, чтобы другие бактерии их подобрали. И наконец, вирусы, связанные с определенными бактериями, могут переносить защитные гены, присущие одной бактерии, и «заражать» ими другие бактерии.

Снова обратимся к аналогии с людьми: это как если бы люди, не обладающие иммунитетом к пулям, смогли бы мгновенно приобрести его, поцеловав того, у кого такой иммунитет есть, или вдохнув его с воздухом, или «заразившись» молекулами ДНК, некогда принадлежавшими устойчивым к пулям людям, а теперь плавающими в окружающем пространстве.

Может показаться, что эти удивительные способности бактерий были приведены в действие трудами ученых-медиков, но на деле имеется более простое объяснение. Судя по всему, бактерии всегда умели вырабатывать подобные способы защиты, поскольку некоторые микроорганизмы ради выживания производят свои собственные антибиотики и соответственно должны быть устойчивы к их действию.

Рост устойчивости бактерий к антибиотикам неизбежен и неостановим. Каждый год американские врачи выписывают пациентам до 100 миллионов рецептов на антибиотики, причем часто при заболеваниях типа гриппа, вызываемых вирусами, которые нечувствительны к антибиотикам. Тем не менее другие бактерии в организме больного гриппом в процессе лечения вырабатывают иммунитет к антибиотикам, а значит, позже, когда этот человек подхватит бактериальную инфекцию, антибиотики окажутся бесполезны. Даже такое простое действие, как слишком раннее прекращение приема антибиотиков, может привести к размножению выживших бактерий с их новообретенной защитой, что в дальнейшем осложнит лечение подобных заболеваний.

Всякая всячина