http://newtimes.ru/articles/detail/15585

To read my article in English using automatic translation by Google Translate, you can click here – http://bit.ly/9LlCxN

Не сексом единым
Главным органом любви является наш мозг

Химия любви. Мир не зря так истово и широко отмечает 14 февраля, День св. Валентина, он же День влюбленных. Любовь — самая большая загадка, которую человек пытается разгадать с тех пор, как начал осознавать себя. Только ли инстинкт продолжения рода «виноват» в той буре чувств, которая овладевает влюбленными и заставляет их совершать безумства и идти на подвиг? Что говорит о «страсти нежной» современная наука — узнавал The New Times

Влюбленные испытывают ощущения, похожие на симптомы психических болезней или наркотического опьянения: мир вокруг становится гораздо красочнее, каждая деталь общения с любимой или любимым оставляет долгий след в памяти, человек перестает критически оценивать предмет своей любви, у него появляется навязчивое желание постоянно быть с объектом страсти и одновременно — страх быть отвергнутым. Опрос 839 влюбленных в США и Японии показал, что около 80% из них испытали ощущение «полета», после того как узнали, что их чувство взаимно.¹ Что же происходит в мозгу влюбленного, что вызывает такую биохимическую бурю?

Орган любви

Главным «органом любви» является, конечно же, наш мозг. Антрополог Элен Фишер из Нью-Йорка, занимающаяся исследованиями любви и секса, пришла к выводу, что за романтическую влюбленность, за секс и длительную семейную привязанность (и то и другое и третье мы называем любовью) отвечают разные системы мозга. Они взаимосвязаны и взаимодействуют друг с другом: романтические отношения естественным образом подталкивают людей к сексу, а изначально прозаические плотские отношения могут перерасти в долговременную привязанность и даже — что тоже случается — неожиданно вызывают вспышку романтической любви.

Состояние влюбленности, считает Фишер, связано с активностью таких зон мозга, как вентральная область покрышки², хвостатое ядро³ и лобная доля коры полушарий мозга. Первая является главной частью системы мозга, отвечающей за стремление к цели и желание получить вознаграждение. Вторая формирует предпочтения при выборе объекта любви, мотивацию к достижению желаемого и подталкивает к действию. Ну а лобная доля коры полушарий, «главный управляющий» мозга, руководит в том числе и эмоциями, взаимодействуя с так называемым миндалевидным телом.⁴ Функция лобной доли по отношению в центру эмоций (как положительных, так и отрицательных, например страх) — сдерживающая. Но дело не только и не столько в управлении чувствами. Нейропсихиатр Луанн Брайзендайн из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, исследовательница женского мозга,⁵ обнаружила: для того чтобы женщина испытала оргазм во время секса, амигдала должна полностью выключиться (для мужчин это некритично). В этом состоянии женщина забывает обо всех стрессах и тревогах.

Ученые изучают работу влюбленного мозга, сравнивая «показания» влюбленных со сканами их мозга, полученными с помощью магнитно-резонансной томографии. Некоторые эксперименты проводятся не на людях, а на животных — ведь «любовные зоны» мозга появились в процессе эволюции очень давно. Например, хвостатое ядро (caudate nucleus), активность которого в период влюбленности повышается, есть не только у млекопитающих, но и у пресмыкающихся, из чего можно заключить, что некоторые любовные эмоции появились более 300 млн лет назад, когда разошлись эволюционные линии, ведущие к пресмыкающимся и млекопитающим.

Любовный коктейль

Человек, даже ведущий активную сексуальную жизнь, может годами (а некоторые и никогда) не испытывать влюбленности, романтической приподнятости чувств в отношении другого человека. Что же «включает» и «выключает» отделы мозга, ответственные за «романтику» — увлечение, повышенный интерес, возникновение желания, любовные грезы, страсть, формирование привязанности и другие элементы любви, понимаемой как сложный комплекс чувств и желаний?

Каждая из более чем 10 млрд нервных клеток мозга синтезирует специальные вещества (нейротрансмиттеры), которые помогают клеткам общаться друг с другом, передавать сигналы от одного отдела мозга к другому. Повышение или понижение уровня нейротрансмиттеров и гормонов влечет, соответственно, рост или снижение активности тех или иных зон мозга. Зарождению любовных чувств, по мнению Элен Фишер, больше всего способствует нейротрансмиттер допамин (дофамин) — «эликсир удовольствия», который вызывает эйфорию и определяет способность наслаждаться жизнью. Это же вещество заставляет человека действовать, направляет его к цели, в случае любви — к любимой или любимому. Больше всего допамина производится клетками вентральной области покрышки. Отсюда он распределяется в другие области мозга, в частности, в хвостатое ядро, которое, как считают ученые, отвечает за предпочтения при выборе объекта любви.

Почему именно Она?

Вопрос предпочтений — довольно тонкий. Почему мы влюбляемся в того, а не в другого и выбираем, как правило, человека, которого считаем красивым или, как минимум, привлекательным? Есть теория, что на подсознательном уровне красота является синонимом здоровья: люди с правильными, симметричными чертами лица нравятся больше, потому что асимметрия может означать дефекты генов или пороки внутриутробного развития. Может быть, красивые подсознательно привлекают тем, что дети от такого партнера тоже будут нравиться другим людям — это дает преимущество в продолжении рода. При этом «красота» может трактоваться в широком смысле: человек «красив» не только анатомией, но и повадками, манерой одеваться, общаться и т.д.

Повышенный уровень допамина вызывает у человека «любовное безумие», что немудрено: ведь с дисбалансом допамина связано и настоящее безумие, например, шизофрения и мании. Некоторые наркотики, в частности амфетамины, имитируют действие допамина. Да и сам допамин вызывает симптомы привыкания, не случайно влюбленные сильно страдают во время разлуки. Высокий уровень допамина подталкивает мозг производить больше тестостерона — гормона сексуального желания.⁶

Резонный вопрос: как связано действие допамина и тестостерона? Выброс тестостерона влияет на повышение уровня допамина, или наоборот? У ученых на этот вопрос однозначного ответа нет. Элен Фишер считает, что это процесс взаимообразный: как высокий уровень допамина может запускать тестостерон, так и наоборот. Но первое, по ее мнению, более вероятно (то есть романтическое увлечение «запускает» половое влечение). В доказательство исследовательница приводит пример культуристов, которые принимают синтетические аналоги тестостерона — андрогены: отмечено, что им труднее влюбиться.

Химический «брат» допамина, норадреналин, вместе с допамином «виновен» в бессоннице и утере аппетита, которые нередки у влюбленных. Норадреналин улучшает работу памяти — вот почему люди помнят мельчайшие детали романтических моментов даже спустя десятилетия.

Еще один нейротрансмиттер, серотонин, помогает человеку поддерживать спокойное, благополучное отношение к жизни. Немудрено, что уровень серотонина во время влюбленности не повышается, а понижается. В обычном состоянии недостаток серотонина может вызвать депрессию, навязчивые страхи и невроз навязчивых состояний (расстройство, при котором люди, например, без конца моют руки). Но влюбленные опьянены допамином, поэтому у них недостаток серотонина вызывает просто желание звонить по двадцать раз на дню предмету своей страсти. Интересно, что некоторые люди, которым врачи прописали антидепрессанты, не могут влюбиться: они все время чувствуют себя «плоско». Дело в том, что антидепрессанты искусственно поддерживают высокий уровень серотонина, что не дает развернуться допамину и отдаться опьяняющей любви.

Допаминовые полешки

С течением времени допаминовый огонь угасает, и главным веществом, поддерживающим привязанность, становится окситоцин — это вещество выделяется у женщины, когда ее обнимает мужчина. Луанн Брайзендайн считает, что матери не зря предупреждают дочерей не обниматься с малознакомыми мужчинами — выделение окситоцина резко усиливает чувство доверия. В этом состоянии человек некритически относится к словам, не замечает неувязки. Исследовательница приводит результаты эксперимента, который проводили шведские ученые: потенциальные инвесторы, которым брызгали в нос жидкостью, содержащей окситоцин, были готовы вкладывать в один и тот же проект вдвое больше денег, чем до эксперимента. С годами супружеской жизни окситоцин работает против допамина, заменяя полет страсти домашним уютом.

Не сексом единым

Люди давно догадывались (и подтверждение этому — вся мировая литература), что простая задача продолжения рода — не единственная цель любви. К такому же выводу, что любовь и продолжение рода, при всей взаимозависимости, не тождественны, приходят и ученые. Профессор эстетики Гарвардского университета Элейн Скерри в своем трактате о красоте вообще рассматривает любовь как частный случай восхищения перед красотой, любыми красивыми объектами — цветами, птицами, даже музыкой.⁷ Первичное желание человека, считает Скерри, — следовать за красотой и пытаться эту красоту воспроизвести, в том числе рожая детей от любимых. Сексуальное размножение, по Скерри, просто эксплуатирует эстетическое удовольствие, которое испытывает человек, встречая гармонию в других людях. Скерри пересказывает Платона, который говорил, что когда глаза мужчины видят прекрасную женщину, все его тело хочет повторить эту женщину в его потомстве.

Панчул Юрий

——————————————————–

¹ Why We Love: The Nature and Chemistry of Romantic Love by Helen Fisher, 2004.

² Располагается в центре мозга, под полушариями.

³ Находится в нижней части мозга, под большими полушариями.

⁴ Миндалина, или амигдала, — центр эмоций. Находится внутри височной доли головного мозга.

⁵ The Female Brain by Louann Brizendine, 2007.

⁶ Выработка половых гормонов регулируется гипоталамусом — высшим подкорковым центром вегетативной нервной системы, участвующим в том числе в организации нервных механизмов, отвечающих за половое поведение в целом.

⁷ On Beauty and Being Just by Elaine Scarry, 1999.

Ученые изучают работу влюбленного мозга, сравнивая «показания» влюбленных со сканами их мозга, полученными с помощью магнитно-резонансной томографии:

http://newtimes.ru/articles/detail.php?ID=7410

To read my article in English using automatic translation by Google Translate, you can click here – http://tinyurl.com/yl8yf3n

Американские биологи Джек Шостак (1), Элизабет Блекберн (2) и Кэрол Грейдер (3) в середине 1980-х экспериментально подтвердили и развили предположение, выдвинутое в 1971 году российским ученым Алексеем Оловниковым (4), о существовании белка, который может продлять жизнь клетки до бесконечности. Оловников — известный российский биолог-теоретик, ведущий научный сотрудник Института биохимической физики РАН (Москва).

Спасти рядовую клетку

Нобелевскую премию 2009 года в области медицины разделили ученые из США Элизабет Блекберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак — за исследования, связанные с теломерами, фрагментами ДНК, которые при делении клетки предохраняют геном от разрушения. Исследования, проведенные в 70–80 годах, помогли ученым продвинуться в изучении природы рака и механизма старения

Бактерии могут неограниченно размножаться делением, чем они и занимаются последние три с половиной миллиарда лет. Если бы так же могли обновляться клетки человеческого организма, люди стали бы бессмертными. Увы, это невозможно: в 1961 году биологи Леонард Хейфлик и Пол Мурхед из Института Вистар в Филадельфии показали, что большинство человеческих клеток могут делиться не более 50 раз.

Клеточная смерть

Почему так происходит, стало понятно, когда ученые расшифровали механизм копирования ДНК. Главную роль в этом процессе играет белок полимераза. Представим молекулу ДНК как застежку-«молнию». В процессе копирования она «расстегивается», затем полимераза достраивает левую половинку для правой части «молнии» и правую половинку — для левой, после чего получается две «молнии». К сожалению, «копировальная машинка» несовершенна: из-за ограничения на молекулярном уровне она не может скопировать кончик одной из нитей. Поэтому после каждого деления ДНК укорачивается. Сначала это не причиняет вреда, так как на концах нитей находятся теломеры¹, концевые участки хромосом. — повторяющиеся бессмысленные фрагменты ДНК, которые укорачивать «не жалко». Тем не менее, если клетка продолжает делиться, может настать момент, когда теломер больше нет. Это приводит к повреждению ДНК, которое замечают клеточные механизмы и отдают клетке биохимический приказ «покончить жизнь самоубийством». Иначе она может переродиться в раковую.

У бактерий проблемы укорачивания не возникает, потому что их ДНК завернута в кольцо, у которого, как известно, «нет конца». Однако и в человеческом организме есть клетки, которые могут делиться неограниченно: это клетки, производящие сперматозоиды, стволовые клетки и… клетки раковых опухолей. Еще в 1971 году советский ученый Алексей Оловников выдвинул идею, что существует специальный белок, который умеет восстанавливать теломеры, даруя клетке бессмертие.² Догадка Оловникова оказалась правильной, хотя он не определил структуру теломер и не выделил восстанавливающий их белок. Именно это спустя годы сделали Блекберн, Грейдер и Шостак.

В 1980 году Элизабет Блекберн, работая в Беркли, проанализировала кончики ДНК из хромосомы лабораторной инфузории Tetrahymena и обнаружила в них повторяющуюся последовательность «букв» генетического кода — нуклеотидов. Этот результат привлек внимание Джека Шостака из Гарварда, который бился над другой проблемой — пытался «перепрограммировать» клетку дрожжей, вводя в нее различные последовательности ДНК, но каждый раз его «искусственные хромосомы» быстро разрушались.³ У Шостака возникла идея присоединить последовательность, обнаруженную Блекберн, к своим мини-хромосомам, и в 1982 году совместный эксперимент Шостака и Блекберн увенчался успехом: «искусственные теломеры» от Блекберн защищали «искусственные хромосомы» Шостака от деградации внутри клетки дрожжей. Еще через два года студентка Блекберн Кэрол Грейдер выделила белок, существование которого было предсказано Оловниковым, — этот белок восстанавливал укороченные теломеры. Блекберн и Грейдер назвали его «теломераза».

Эликсир бессмертия

Открытие теломеразы вызвало ажиотаж. В конце 80-х многие полагали, что, наконец, найден эликсир бессмертия, вещество, которое может предотвратить смерть клеток и каким-то образом наладить самовозобновление человеческого организма. К сожалению, довольно скоро стало понятно, что старость — слишком сложный процесс, чтобы победить его одним эликсиром. Специалист по старению Джей Ольшанский⁴ относится к перспективам применения теломеразы против старения скептически. Ученые еще не до конца понимают сложные механизмы регуляции генов в клетке, и слишком высок риск вызвать у пациента образование раковой опухоли. С другой стороны, свойство раковых клеток вырабатывать теломеразу дает возможность нахождения лекарства против рака.⁵ Над одним из таких лекарств — ингибитором теломеразы, мешающим росту опухоли, — сейчас работает компания Geron Corporation. Джей Ольшанский также не исключает, что, возможно, благодаря открытию теломеразы настанет время, когда «мы сможем регенерировать ткани, приводя их в более здоровое состояние».

Юрий Панчул

—————————-

¹ От греч. telos — конец и meros — часть

² Olovnikov A.M. A theory of marginotomy. The incomplete copying of template margin in enzymic synthesis of polynucleotides and biological significance of the phenomenon. J. Theor. Biol. 1973, Sep 14;41(1):181-90.

³ Хотя и инфузории, и дрожжи являются одноклеточными, они имеют сложные хромосомы с теломерами.

⁴ См. The New Times, № 34 от 25 августа 2008 г.

⁵ The New Times подробно писал об этом в № 12 от 30 марта 2009 г.

http://newtimes.ru/articles/detail/6283/

To read my article in English using automatic translation by Google Translate, you can click here – http://tinyurl.com/yctpbwz

Битва с Альцгеймером
Ученые выявили гены потери памяти

Наедине с мраком. Две группы ученых из Великобритании и Франции опубликовали результаты широкомасштабного исследования 16 тыс. пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера — неизлечимым заболеванием, которое поражает мозг, лишает людей памяти и в конечном итоге делает их беспомощными. Ученые определили три новых гена, ошибки в которых приводят к развитию недуга. Даст ли это шанс на победу над страшной болезнью — узнавал The New Times

Болезнью Альцгеймера в мире страдают около 27 млн человек. Преимущественно это очень пожилые люди: в США только у 1,6% симптомы болезни появляются до 74 лет, от 74 до 84 — уже у 19%, а после 84 лет — у 42%. На ранней стадии заболевания человек становится забывчивым, часто впадает в апатию, не может сдержать вспышки гнева. Затем пациенты разучиваются писать и водить машину, перестают узнавать знакомых и переживают прошлое как настоящее. На последней стадии больные не способны говорить, ухаживать за собой, двигаться и даже глотать пищу — мозг больше не может руководить телом, и тело умирает. В среднем заболевшие живут около 7 лет, в редких случаях — 15–20 лет.

«Ты все забыл!»

Наверное, самым известным в мире больным был 40-й президент США Рональд Рейган, у которого проблемы с памятью начались задолго до того, как он в своем весьма эмоциональном письме к американскому народу в 1994 году известил нацию, что врачи диаг­ностировали у него болезнь Альцгеймера. Спустя 10 лет, в 93-летнем возрасте, он умер.

Еще будучи президентом (его два срока истекли в 1988 году), Рейган аккуратно шутил на эту тему, в том числе и потому, что слухи о его забывчивости выходили уже за пределы Вашингтона. Например, в 1985 году на одном официальном обеде Рейган рассказал такой анекдот: «Жена просит мужа сходить за мороженым. Говорит ему: «Я хочу ванильное мороженое, политое шоколадным соусом, плюс взбитые сливки и вишенку сверху. Запиши, пожалуйста, а то ты все забудешь». Возвращается муж. Жена открывает пакет с покупкой, достает оттуда сэндвич с ветчиной и говорит мужу: «Ну я же просила тебя все записать. Ты забыл горчицу!» Спустя 10 лет Рейган уже не узнавал своего охранника, который был с ним неотступно многие годы, и с трудом смог закончить речь на приеме в честь собственного 83-летия. «Помнит ли он, что был президентом США?» — спрашивали журналисты его близких. Под конец своего пути «великий коммуникатор», как когда-то называли Рональда Рейгана, уже практически не мог говорить. «Он вернулся в мир детства», — было написано в одной из последних статей о нем.

Немецкий врач Алоис Альцгеймер (1864–1915)
первым обнаружил изменения мозговой ткани,
связанные с развитием слабоумия

Болезнь старости

Сто лет назад медики не занимались этой проблемой, считая ее естественным спутником процесса старения. В те времена не так уж много людей доживало до старости: до изобретения антибиотиков многих убивали инфекционные болезни. Если прогуляться, например, по кладбищу в Сан-Хосе в Калифорнии и прочитать даты на могильных камнях людей, ушедших до 1920-го и после 1970-го, то выяснится, что в начале прошлого века половина людей умирала в возрасте до 35 лет, а до 70 доживали менее 10%; зато среди умерших после 1970 года более половины жили дольше 70 лет. В прежние времена медики обращали внимание на нарушение мыслительной деятельности только тогда, когда оно происходило рано, и в большинстве такие пациенты становились слабоумными из-за сифилиса.¹

В 1906 году немецкий медик Алоис Альц­геймер произвел вскрытие мозга умершей 50-летней женщины Августы Д., которая за 5 лет до этого оказалась в больнице из-за потери памяти и неспособности говорить, нарушения поведения и галлюцинаций. С помощью микроскопа доктор Альцгеймер обнаружил в тканях мозга Августы характерные признаки болезни — так называемые амилоидные бляшки и нейрофибриллярные клубки. Довольно долго болезнь Альцгеймера считалась особым случаем поражения мозга у людей среднего возраста. И только в 1977 году медики согласились, что самые частые случаи потери памяти у пожилых (после 65 лет) имеют ту же самую биохимическую картину, что и у Августы Д., и следовательно, эти случаи также должны рассматриваться как болезнь Альцгеймера.

Враги нейрона

Одно дело — заметить необычные образования под микроскопом, а совсем другое — объяснить, как они образуются и почему мешают работе мозга. Мозг состоит из сети нервных клеток — нейронов, которые в процессе мышления обмениваются друг с другом информацией с помощью элект­рических сигналов. Когда этот процесс нарушается, человек не может «вытащить» запомнившуюся ранее информацию из своей долговременной памяти. Существуют две главные теории болезни Альцгеймера: первая говорит о том, что передача сигнала не происходит из-за поломки в месте соединения двух нейронов — синапсе, а согласно второй — процесс нарушается внутри самого нейрона.

Работы Бейтмана, Селко, Трояновского, Ли и других исследователей показывают, что правильное функционирование нервной системы держится на очень хрупком балансе работы целой «команды» белков. Эти белки синтезируются в соответствии с генетической программой (записанной в ДНК), после чего они должны сворачиваться из простой цепочки аминокислот в правильную трехмерную структуру, после окончания работы правильно разделяться на фрагменты и уничтожаться, причем во всех процессах участвуют все белки «команды». Если генетический рецепт синтеза этих белков содержит ошибку, то баланс нарушается и человек заболевает болезнью Альцгеймера.

Ученые из Великобритании и Франции, только что опубликовавшие свое исследование, обнаружили три новых гена — CLU, PICALM и CR1, ошибки в которых приводят к развитию болезни Альцгеймера. Эти гены взаимодействуют с болезнью весьма сложным способом. По утверждению руководителя группы Джули Вильямс из Университета Кардифф в Уэльсе, ген CLU производит белок кластерин, который в нормальной ситуации разными способами защищает мозг. Изменение этого гена может «сломать» защиту и способствовать развитию болезни Альцгеймера. Ген PICALM важен для синапсов — соединений между клетками мозга, он участвует в движении молекул внутри нервных клеток, помогая формировать память и выполнять другие функции мозга. «Здоровье синапсов непосредственно связано с работой памяти при болезни Альцгеймера», — говорит профессор Вильямс. По ее мнению, если генный сбой удастся компенсировать с помощью лекарств, то есть химически «поправить» поведение белков, синтезированных на основе этих генов, это уменьшит число страдающих болезнью Альцгеймера на 20%.

Отложить беспамятство

С помощью современных технологий SPECT и PET-сканирования² медики умеют определять признаки болезни Альцгеймера за 20–30 лет до появления первых явных симптомов забывчивости. Однако это не помогает: к сожалению, существующие на рынке лекарства против данной болезни неэффективны. Они были созданы на основе устаревшей и, по-видимому, неправильной теории, что главной причиной болезни является недостаток нейротрансмиттера² ацетилхолина. Лекарства пытаются повысить уровень ацетилхолина, но на развитии болезни это не сказывается. Родственники больных утверждают, что после лечения у их близких наступает некоторое улучшение, но эффект длится недолго и может возникать скорее из желания увидеть улучшение там, где его нет.

В настоящее время медики испытывают более 90 новых лекарств против болезни Альцгеймера. К сожалению, клинические испытания проводятся преимущественно на больных с явной формой болезни, когда мозг уже разрушен, поэтому трудно предсказать, помогло бы это лекарство, если бы лечение начиналось на 20 лет раньше. Вместе с тем врачи обнаружили, что против болезни Альцгеймера можно делать… прививки. По данным доктора Дейла Шенка из компании Elan Pharmaceuticals, у мышей, которым вводили бета-амилоиды (именно эти белковые фрагменты склеиваются в амилоидные бляшки, заполняющие пространство между нейронами), вырабатывались антитела, которые затем атаковали бляшки. К сожалению, когда Elan Pharmaceuticals опробовала такую вакцину на людях, у 6% испытуемых произошло опасное воспаление мозга и исследование было прекращено. Тем не менее у части пациентов болезнь действительно отступила — это отчетливо показали проведенные тесты на интеллект.

Но пока реально действующего лекарства на рынке нет, медики считают, что начало заболевания можно оттянуть, если следовать здоровому и интеллектуальному образу жизни. Статистика показала, что болезнь Альц­геймера развивается реже и позже у людей с высшим образованием, владеющих иностранными языками, занятых интеллектуальным трудом или «умными» хобби вроде шахмат. Напротив, ученые констатируют повышенный риск заболевания у людей с физическими травмами головы, перенесенным инсультом и диабетом; поэтому они рекомендуют избегать жирной пищи и вести подвижный образ жизни. «Все, что хорошо для вашего сердца, хорошо для вашего мозга» — девиз одной из программ Американской ассоциации Альцгеймера.

Магнито-резонансная томография
позволяет обнаружить изменения
тканей мозга, свидетельствующие
о развитии болезни

Право на достоинство

Пройдет время, ученые найдут способ биохимического исправления ситуации и болезнь Альцгеймера станет контролируемой. Но что делать, если ваш родственник болен этой тяжелой болезнью уже сейчас? Профессор Клаудия Страусс из Олбрайтского колледжа в Пенсильвании считает, что главное в такой ситуации — помочь больному сохранить достоинство. Даже если человек не может вспомнить слова или не понимает, что вы говорите, у него все равно остаются чувства: он может пугаться или злиться, когда его не понимают или он сам не может понять, что от него хотят. Это изматывает больного и усугубляет ситуацию. Совершенно недопустимо, предупреждает профессор Страусс, говорить о больном в его присутствии так, как будто его здесь нет — это воспринимается как крайнее унижение. Больные старики часто теряют память, забывают о недавних событиях и вспоминают прошлое, просят позвать давно умерших родителей или хотят забрать из школы давно выросших детей. Как действовать в столь драматической ситуации? По мнению исследовательницы, бессмысленно что-то доказывать больному или пытаться вернуть его в реальность — это просто запутает и расстроит его. Умение выслушать и выказать симпатию — тоже часть терапии. По крайней мере, до тех пор пока человечество не научится радикально лечить неизлечимые сегодня болезни.

Юрий Панчул

_______________________________________

¹ John Hoffman, Susan Froemke and Susan K. Golant. The Alzheimer’s Project: Momentum in Science. 2009.

² SPECT — Single photon emission computed tomography, однофотонная эмиссионная компьютерная томография. PET — Positron emission tomography, позитронно-эмис­сионная томография.

³ Нейротрансмиттеры — биологически активные химические вещества, посредством которых осуществляется передача электрического импульса между нейронами.

_______________________________________

Дополнение. Развернутая версия части про биохимию болезни Альцгеймера (не вошло в статью из-за ограничения на размер).

Враги вне и внутри нейрона

Мозг состоит из сети клеток-нейронов, которые в процессе мышления обмениваются друг с другом информацией с помощью электрических сигналов. Когда этот процесс нарушается, человек не может «вытащить» запомненную ранее информацию из своей долговременной памяти. Существует две главных теории болезни Альцгеймера – согласно первой, амилоидной теории, передача сигнала не происходит из-за поломки места соединения двух нейронов (синапс), а согласно второй, теории тау-белков, процесс нарушается внутри самого нейрона.

Амилоидная теория ставит во главу угла чрезмерное производство фрагментов белковых молекул, которые называются бета-амилоидами. Сначала клетка синтезирует белок по рецепту из гена под названием APP и транспортирует этот белок наружу через клеточную мембрану. Потом два другие белка – бета-секретаза и гамма-секретаза, разрезают APP на фрагменты, одним из которых является бета-амилоид. В здоровом организме (сноска: согласно нейрологу Рэнди Бейтман (Randy Bateman) из Университета Вашингтона в Сан-Луисе), большинство бета-амилоидов быстро удаляются. В организме пациентов с болезнью Альцгеймера эти фрагменты склеиваются в амилоидные бляшки – белковые комки, находящиеся в пространстве между нейронами. При этом медик из Бостона Деннис Селко (Dennis Selkoe) обнаружил, что процесс мышления нарушают не бляшки как таковые, и даже не одиночные молекулы бета-амилоидов, а димеры – группы из двух-трех бета-амилоидов, которые попадают в место контакта двух нейронов (синапс) и нарушают передачу сигнала между ними. Некоторые новые лекарства, которые сейчас находятся на стадии разработки, пытаются химически связывать белковые «станки» производящие бета-амилоиды – бета-секретазу и гамма-секретазу.

Согласно тау-теории (сноска: ее предлагают например патолог Джон Тройановски (John Trojanowski) и биохимик Вирджиния Ли (Virginia Lee) из Университета Пенсильвании), главный вред при болезни Альцгеймера происходит из-за «неправильных» тау-белков, которые в нормальном состоянии поддерживают «транспортную сеть» внутри клетки. Эта сеть состоит из микротрубочек, переносящим различные молекулы внутри нейронов наподобие тому, как железная дорога позволяет передвигаться поездам. У страдающих болезнью Альцгеймера эти тау-белки формируется неправильно, из-за чего транспортная система внутри нейрона разрушается и химические сигналы не передаются, а сами тау-белки сбиваются в нейрофибриллярные комки и убивают нейроны изнутри.

http://newtimes.ru/articles/detail.php?ID=5182

To read my article in English using automatic translation by Google Translate, you can click here – http://tinyurl.com/rxbxgp

Обама страхует всех
В США спорят о реформе здравоохранения

Медицина в ассортименте. Здоровье граждан — это будущее нации, считает Барак Обама и обещает каждому государственную медицинскую страховку по доступной цене. Однако американцы как огня боятся всякого расширения функций государства. В стране идут бурные дебаты между сторонниками и противниками реформы здравоохранения — за их ходом следил The New Times

Всеобщее страхование сразу после Второй мировой попытался ввести президент Гарри Трумэн, но его оппоненты план этот успешно похоронили, прилепив к нему ярлык «социалистический», который тогда, в условиях разгорающейся холодной войны, действовал на американского избирателя, как красная тряпка на быка. В следующий раз с аналогичным предложением выступили супруги Билл и Хиллари Клинтон в 1993 году, но и эту атаку консерваторы и страховое лобби отбили. Меж тем проблема медицинского страхования затрагивает практически всех американцев — в случае сколько-нибудь серьезной болезни счета за лечение могут достигать десятков и сотен тысяч долларов. Не более 2% семей могут позволить себе такие расходы. Обама, предлагая свою реформу, хочет убить двух зайцев: обеспечить всех граждан доступной медициной и заставить частных страховщиков поумерить свои аппетиты — ведь им придется конкурировать с государственной страховой системой.

Проект Обамы обсуждает вся страна — спорят конгрессмены, спорят на своих сходках жители провинции… Корреспондент The New Times побывал на таких собраниях в двух маленьких калифорнийских городках: одно организовали республиканцы, другое — демократы.

Переплата за здоровье

Джексон в предгорьях Сьерра-Невады основали золотоискатели, теперь это город виноделов. В нем менее 5 тыс. жителей, на митинг собралось человек 400. Те, кому не хватило места в зале, толпились в коридоре, на улице. Ветеран корейской войны, вооруженный плакатом в форме сердца, агитировал за реформу еще и устно. «Вон, для нас, ветеранов, государственные больницы работают, и все довольны, — обращался он к толпе. — Почему ж для других такая система не годится? А кто хочет частные страховки покупать — так никто ж против этого не выступает».

Больницы для ветеранов — не единственная государственная медицинская программа в США. Существуют еще государственная страховка Medicare для пожилых граждан и финансируемая штатами программа страхования неимущих Medicaid. Но большинство страховок в США — частные, причем за 60% американцев их полностью или частично оплачивают работодатели.

При этом страховые компании отнюдь не всегда полностью покрывают медицинские расходы своих клиентов: например, они не платят, если болезнь возникла до того, как человек приобрел полис, или если превышен предел пожизненных выплат. Сумма страховки лишь на первый взгляд кажется большой: несколько месяцев раковой терапии — и от нее не останется следа.

По этой причине 60% личных банкротств в США происходят из-за того, что люди не в состоянии оплатить больничные счета. По словам доктора Дэвида Химмелстайна из Гарварда, «если вы не миллиардер Уоррен Баффет, то вашу семью отделяет от банкротства одна серьезная болезнь». Но в самом тяжелом положении в случае болезни оказываются американцы, не имеющие страховки вообще. Их в стране 15%, и в первую очередь им хочет помочь Барак Обама.

Республиканцы против

Собрание в Джексоне открыл его организатор, конгрессмен-республиканец Дэн Лангрен. Он заявил, что масштабы проблемы преувеличены. Да, в США около 47 млн человек не имеют медицинской страховки, но часть из них — это молодые здоровые люди, которые могут себе позволить повременить со страховкой, часть — нелегальные иммигранты, много таких, кто мог бы получать государственную страховку типа Medicare, но просто ленится оформить необходимые документы. И только 9 млн, или 3% взрослого населения, действительно нуждаются в помощи. «Нужно ли из-за 3% полностью перекраивать всю систему здравоохранения?» — обратился Лангрен в конце своей речи с вопросом к залу.

Памела Хилл из Джексона считает, что нынешняя страховая система губит малый бизнес

Большинство присутствующих, как оказалось, позицию конгрессмена не разделяют. Микрофон взяла Памела Хилл. Она заявила, что никакие это не 3% и что нынешняя страховая система губит малый бизнес. Действительно, мелкий предприниматель, в отличие от сотрудника большой компании, оплачивает свою страховку сам. Из-за этого он вынужден покупать более дешевый полис, который покрывает медицинские расходы, лишь начиная с нескольких тысяч долларов (это называется deductible), меньшие суммы человек платит из своего кармана. Что касается Памелы, то у нее 6 лет назад обнаружили рак, и хотя страховая компания покрыла расходы на весьма дорогостоящее лечение, за относительно дешевые, но весьма частые проверки после основного курса пациентке приходилось платить самой. В сумме вместе со страховыми взносами и лекарствами в год уходило более $20 тыс. В результате Памела была вынуждена свернуть свой малый бизнес по пошиву лоскутных одеял и поступить на работу в большую компанию с хорошей групповой страховкой. «Я хочу, чтобы мне объяснили, почему люди, и без того оказавшиеся в нелегком положении, должны терять свой бизнес?» — обратилась Памела к Лангрену. Тот согласился, что такая проблема существует, но, с его точки зрения, решать ее должно не государство, а сами предприниматели путем создания профессиональных ассоциаций, которые будут приобретать общую частную страховку.

«А что делать больным людям? Им вообще страховки не продают, а если продают, то по заоблачным ценам», — раздался голос из зала. Лангрен ответил, что это общий принцип. Действительно, легко представить, что будет со страховой отраслью, если позволить людям страховаться, к примеру, от пожара, когда у них уже сгорел дом.
Опять же, чтобы решить эту проблему, совершенно необязательно реформировать всю систему, считает конгрессмен. Достаточно создать механизм государственного субсидирования страховок для таких людей. «А почему республиканцы его не создали, когда располагали большинством в Конгрессе?» Внятного ответа на этот вопрос зал не дождался.

В поддержку государственного медстрахования выступают и некоторые врачи

Пожилой врач поинтересовался, почему Лангрен столь резко выступает против государственной страховки, которую предлагает Обама, ведь аналогичная система Medicare, которой, кстати, пользуются около 40% жителей округа, успешно работает. «Да, я не против государства, тем более что я его представитель, — возразил Лангрен. — Я только не хочу социализма, не хочу, чтобы государственное здравоохранение вытеснило частное, а реформа Обамы неизбежно к этому приведет. Все социалис­тические эксперименты в конце концов заканчиваются тем, что группа людей присваивает себе право бесконтрольно тратить деньги налогоплательщиков».

Демократы — за

Городок Монтара, расположенный на побережье Тихого океана, по размерам такой, как Джексон. Многие жители работают в Сан-Франциско, до которого рукой подать. На собрание здесь пришли человек 800. Организатором выступила член Конгресса от демократов Джеки Спейер. Она горячая сторонница введения государственной страховой системы, которая бы распространялась на всех и конкурировала с частным страховым бизнесом.
Большинство в зале были единомышленниками госпожи Спейер. Выступавшие на чем свет стоит ругали существующую систему и страховые компании. Мать семейства рассказала, что вынуждена была заплатить более $50 тыс. за лечение своего трехлетнего сына, страдающего мышечной атрофией. Страховка имелась, но мальчика пришлось положить в специализированную клинику, у которой не было соответствующего контракта со страховой компанией.

На собрании в Монтаре большинство поддержало план Барака Обамы

Микрофон взяла мать девочки с синдромом Дауна. «Старая система аморальна. Как можно таких детей, как моя дочь, лишать страховки сразу по достижении ими совершеннолетия».** В Америке страховка обычно оформляется на семью — родителей и детей. По достижении совершеннолетия дети семейную страховку теряют и должны обзавестись собственным полисом, который они обычно оформляют по месту учебы или работы. Но дети-инвалиды такой возможности лишены. «Это действительно проблема, — согласилась Джеки. — По новому законопроекту страховка вашей дочери будет действовать до 25 или 30 лет».

Но были в зале и противники реформы. Одна из них обратила внимание собравшихся на то, что государственная программа Medicare вот-вот обанкротится. «Где гарантия, что с новой госстраховкой не произойдет то же самое?» В ответ Джеки попросила поднять руки тех, кто пользуется Medicare. Таковых оказалось немало. «Довольны вы этой программой?» Народ дружно закивал головами. «Вот видите, значит, ее надо не закрывать, а совершенствовать». По мнению госпожи Спейер, Medicare можно спасти, увеличив налоги для богатых и повысив эффективность администрирования программы. Кроме того, неплохо было бы деньги, которые идут на войну в Ираке, пустить на реформу здравоохранения.

Простой вопрос

В законопроекте, предложенном Обамой, более тысячи страниц, и вокруг почти каждого положения этого документа ведутся горячие споры. Но в конечном счете все сводится к простому вопросу: имеет ли человек право на медицинскую помощь? Одни рассматривают такое право как естественное, вытекающее из всеми признаваемого права на жизнь. Но, к примеру, доктор Роберт Сайд еще в 1971 году опубликовал в New England Journal of Medicine статью, где доказывал, что признание такого права равносильно признанию права государства принуждать врачей работать в определенной структуре (например, в государственной больнице). А это есть прямое нарушение принципа свободы выбора. Если до конца следовать логике Сайда и многочисленных его единомышленников-либертарианцев, то у государства вообще не может быть никаких обязательных функций. Даже в армию призвать гражданина в случае войны оно не может, поскольку это безусловно является покушением на его свободу. Как всегда, истина находится где-то посередине. Эту-то золотую середину, отвечающую потребностям пост­индустриального общества, и пытается сейчас нащупать Америка.

В нем особенно заинтересованы семьи с детьми-инвалидами: этому мальчику страховая компания отказалась оплачивать инвалидную коляску

8 пунктов плана реформы здравоохранения Барака Обамы

1. Страховым компаниям будет запрещено отказывать клиентам в страховке, ссылаясь на состояние их здоровья.

2. Страховые компании обязаны будут установить годовой потолок платы, который они могут затребовать от клиента.

3. Страховые компании будут обязаны полностью покрывать оплату профилактических осмотров и анализов, например, маммографию, осмотр глаз и ног при диабете и т.д.

4. Страховым компаниям будет запрещено ограничивать или отзывать страховку у тех, кто серьезно заболел.

5. Страховым компаниям будет запрещено увеличивать сумму оплаты в зависимости от пола.

6. Страховым компаниям будет запрещено устанавливать возрастной предел на страховку.

7. Дети смогут продолжать пользоваться родительской страховкой до 26 лет.

8. Страховые компании обязаны будут продлевать полис его владельцу до тех пор, пока он полностью выплачивает взносы; им будет запрещено отказывать в продлении полиса в случае болезни страхуемого лица.

http://newtimes.ru/articles/detail/3148/

To read my article in English using automatic translation by Google Translate, please click “English” on the right toolbar under “Translate from Russian”.

Приказано: выжить! Вирус A (H1N1) перепугал не только обывателей, но и специалистов: у «свиного гриппа» другой генетический код, чем у привычных сезонных гриппов, поэтому он может оказаться более смертельным или более заразным. Может ли пандемия гриппа причинить серьезный ущерб современной человеческой цивилизации — разбирался The New Times

Откуда взялся грипп? Молекулярный биолог из Оксфорда сэр Чарльз Стюарт Харрис в 1982 году выдвинул гипотезу, что эпидемии гриппа у людей начались примерно 4500 лет назад в Южном Китае, когда китайцы приручили уток и утиный вирус получил возможность «попробовать» человека. До этого вирус гриппа долго (возможно, миллионы лет) был безобидным обитателем желудочно-кишечного тракта водоплавающих птиц: именно у них биологи находят самый широкий набор комбинаций генома гриппа. Откуда же взялись все вирусы вообще? Наиболее распространенная точка зрения, вошедшая в современные учебники, такова: вирусы родом не из древней доклеточной жизни, они произошли позже из обломков ДНК и РНК в клетках тех видов живых существ, на которых впоследствии и паразитировали. На это указывает то обстоятельство, что геномы разных вирусов имеют больше сходства с геномами своих жертв, чем между собой.

Конструкция нежизни

Биологи не считают вирусы живыми существами: в отличие от бактерий, у них нет ни обмена веществ, ни способности размножаться самостоятельно, без «биохимической фабрики» жертвы. Геном вируса гриппа состоит не из ДНК (главного носителя генетического кода всех живых организмов), а из РНК — молекулы, которая используется клетками живых существ, например, для посылки «сообщений» от ДНК. Вне клетки вирус гриппа выглядит как конструкция из восьми кусочков РНК, каждый из которых закутан в белковую оболочку, а все вместе они окружены мембраной, которую вирус просто «ворует», отрезая часть клеточной мембраны жертвы. К мембране вирус добавляет «шипы» белков гемаглютинина (H) и нейраминидазы (N), с помощью которых вирус пробивается через слизь в легких, проникает в клетку, а также отчаливает от погибающей клетки для следующего нападения. Препараты, эффективные против гриппа, озельтамивир (Tamiflu) и занамивир (Relenza) обезвреживают именно эти «шипы». Варианты вируса гриппа называют по версиям «шипов» (H1N1, H5N1, H2N8 и т.д.), хотя варианты с одним и тем же подтипом могут быть совсем разными — например, и «испанка» 1918 года, и новый «свиной грипп» имеют подтип H1N1.

Как появляются новые варианты гриппа? Во-первых, в геноме вируса все время возникают случайные изменения из-за ошибок при копировании вируса в клетке жертвы. Такие небольшие изменения приводят к сезонным эпидемиям гриппа: иммунная система перестает воспринимать «подновленный» вирус как знакомый по предыдущему году, от которого остался иммунитет. Во-вторых, иногда в клетку жертвы одновременно заходят два вируса разного подтипа (например, H1N1 и H2N8), и их индивидуальные фрагменты РНК перемешиваются — возникает гибрид (например, H1N8 или H2N1) с совершенно новыми свойствами. Такой своеобразный «секс» вирусов гриппа чаще всего происходит во внутренностях птиц, у которых самый широкий «букет» вариантов, хотя то же может происходить и у свиней, и у лошадей. Именно такие гибриды вызывают облетающие весь мир пандемии.

Мухи не виноваты

Пропагандисты гуманного обращения с животными выдвинули предположение, что гибрид нового вируса возник в результате интенсивных методов выращивания свиней¹ на крупных фермах в мексиканском штате Веракрус, которыми владеет американская компания Smithfield Foods. Ряд СМИ поместил сообщения, что первый зараженный, мальчик по имени Эдгар, якобы получил грипп с такой фермы в городе Ла-Глория. Это предположение опровергает журнал Scientific American, согласно которому «новый подтип H1N1 не был найден на фермах рядом с Ла-Глорией, а также непонятно, как вирус мог бы «прыгнуть» с фермы на маленького Эдгара».²

Предположение, что грипп был якобы принесен с фермы мухами, не выдерживает критики — вирус гриппа с мухами не передается. Наиболее содержательное на сегодняшний день мнение об источнике нового вируса высказал вирусолог Рубен Донис, шеф отделения молекулярной биологии и вакцин американского Центра контроля и профилактики заболеваний. В интервью журналу Science профессор Донис на основе анализа генетики вируса заключил, что вирус, безусловно, происходит от свиней и похож на подтипы, которые находят у свиней на Среднем Западе США. Один из генов вируса похож одновременно на соответствующие гены свиных вирусов из Евразии и США, другой ген имеет близких родственников в Азии. Хотя вирус последние 10 лет, несомненно, был чисто свиным, в нем найдены и последовательности нуклеотидов, которые характерны для птичьих и человеческих вирусов гриппа.

Испанский кошмар

Самой известной пандемией гриппа в истории стала «испанка» 1918 года, которая, по разным оценкам, унесла жизни от 20 до 100 млн человек и которой переболели от 360 млн до 1 млрд человек — в то время более половины населения Земли.³

Но эти цифры не передают всего ужаса событий. В отличие от знакомого нам сезонного гриппа, особенно опасного для детей и стариков, многие жертвы «испанки» были в расцвете сил — от 20 до 35 лет. Смерть наступала не от вторичных бактериальных инфекций, а из-за чрезмерной реакции здоровой иммунной системы организма на сам вирус. В результате то, что наблюдали очевидцы, совсем непохоже на обычный грипп. Доктор Майкл Грегер⁴ собрал свидетельства американских медиков тех времен. Они утверждают, что у многих пациентов обильно шла кровь из носа и рта; кровоточили даже глаза и уши. От удушья некоторые больные синели до такой степени, что исчезала разница между белыми и чернокожими пациентами. У некоторых происходил разрыв легких и воздух попадал под кожу (т.н. подкожная эмфизема). Один из выживших, сейчас 100-летний старик, сказал: «Когда ты в таком состоянии, тебе все равно, жив ты или мертв».

Восставший из могилы

В 2005 году группа американских ученых под руководством вирусолога Джеффри Тауденбергера смогла не только определить детальную последовательность генома «испанки», но и синтезировать искусственный вирус в лаборатории, используя замороженные ткани жертв пандемии. «Воскресший» вирус оказался еще более смертельным, чем предполагали его исследователи. Все зараженные мыши умерли в течение нескольких дней — вирус производил в 39 000 раз больше вирусных частиц, чем обычный «сезонный». Также выяснилось, что вирус «испанки» пришел к человеку не от свиней, как считалось раньше, а непосредственно от птиц. В первые месяцы «испанка» не была особо смертельной или заразной, но после того как вирус «обжился» в человеческой популяции, он приобрел мутации, которые и вызвали вторую волну, унесшую десятки миллионов жизней.

Опыт борьбы

«Птичий грипп» 1997 года начался со смерти трехлетнего мальчика из Гонконга, у которого нашли до тех пор неизвестный подтип гриппа H5N1, который тоже произошел от птиц, как и грипп 1918 года. Так же как и «испанка», новый грипп приводил к очень тяжелой болезни, но был гораздо опаснее — «испанка» убивала 5% больных, а «птичий грипп» — 50%. При этом последний крайне редко передавался от человека к человеку: в одном из немногих случаев заражения двухлетний мальчик заболел, поцеловав пятилетнюю сестру. Тем не менее если бы «птичьему гриппу» дали бы возможность покрутиться в человеческой популяции несколько месяцев, то он бы смог мутировать и стать столь же заразным, как вторая волна «испанки». К счастью, этого не допустило гонконгское правительство, которое приняло решение уничтожить всех кур в Гонконге — более миллиона. Новые случаи заболевания немедленно прекратились, и человечество так и не узнало, чего оно избежало. Последующие исследования показали, что решение было правильным: в течение гонконгской эпидемии вирус действительно приобрел несколько мутаций, приспосабливаясь к жизни среди людей.

Впрочем, иногда реакция перепуганных политиков бывает чрезмерной. И сегодняшний ажиотаж может стать повторением истории «свиного гриппа» в США 1970-х, которая началась со смерти в феврале 1976 года военно­служащего из Нью-Джерси, у которого обнаружили невиданный со времен «испанки» грипп с подтипом H1. Уже через два месяца президент Форд объявил о необходимости вакцинации всех американцев, и в мае 1976 года фармацевтические компании начали спешно производить 196 млн доз вакцины.⁵ Эпидемии этот грипп так и не вызвал, а вот повальные прививки причинили реальный вред: у 500 человек из 40 млн вакцинированных до конца 1976 года возник синдром Гийена—Барре, который вызвал параличи у части пациентов, а 25 человек погибли, после чего правительство США остановило вакцинацию и было вынуждено разбираться с родственниками погибших в суде.

Конец человечества?

Может ли одна из следующих пандемий гриппа или другого вируса уничтожить человечество? Может, утверждает Франк Райан, британский медик и автор книги «Вирус X: отслеживание очередного мора» (1998). Райан утверждает, что вирусы часто мирно сосуществуют с определенными видами животных и атакуют конкурентов или врагов этих животных. Он называет такие отношения «агрессивным симбиозом» и приводит пример вируса герпеса B у беличьей обезьяны (Saimiri sciureus). Вирус не причиняет обезьяне никакого вреда, но стоит в ее ареал вторгнуться другому виду, например, обезьянам-мармозеткам, как вся популяция пришельцев полностью уничтожается вирусом. Райан напоминает, что человечество уже получило вирус СПИДа от обезьян и может получить другие, от других животных, обитающих в глубинах джунглей. Доктор Райан приводит пример вируса миксоматоза, который уничтожил 99,8% кроликов на юго-востоке Австралии в 1950–1951 годах. При этом оставшиеся 0,2% кроликов оказались устойчивыми к вирусу, размножились, и смертность в популяции ослабла: кролики «приручили» вирус, как люди «приручают» пандемии гриппа, волны которых сначала вызывают много смертей, но потом затухают и превращаются в небольшие сезонные неприятности. Но так бывает не всегда. Райан упоминает, что большинство видов млекопитающих живут не более миллиона лет, и вирусы могли быть причиной вымирания видов в прошлом. Следует вспомнить, что по анализу человеческой ДНК примерно 100 тыс. лет назад мировая популяция людей резко сократилась до группы менее чем тысяча человек.⁶ Был ли причиной этого вирус или какая-нибудь другая катастрофа, достоверно неизвестно. Но то, что подобное может произойти и в будущем, не исключено.

Иной точки зрения придерживается замгендиректора Международного института вакцин в Сеуле, профессор, доктор медицинских наук Михаил Фаворов: «Если бы теоретическая возможность гибели от вируса (любого) существовала, человечество уже много раз бы вымерло. Самая страшная эпидемия — чума — в Средние века убила более 30% населения. И что? Кончилась чума, остались устойчивые люди, чувствительные умерли. Оспенных пандемий было несколько, и где оспа теперь? А мы всё тут. В Свердловске и Аральске даже попробовали военные штаммы «сибирки» и оспы (соответственно) на нас. Мы такие приспособляемые, что никакими вирусами нас как популяцию не взять…»

¹ http://www.scienceprogress.org/2009/04/flu-farms.

² http://www.scientificamerican.com/podcast/episode.cfm?id=can-swine-flu-be-blamed-on-industri-09-05-01.

³ Население Земли в 1918 году — 1,8 млрд человек. По оценке BBC News, заболели до 1 млрд, погибли до 50 млн человек. http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/3455873.stm.

⁴ Michael Greger. Bird Flu: A Virus of Our Own Hatching. 2006.

⁵ Arnold J. Levine. Viruses. Scientific American Library. 1992.

⁶ Оценки эффекта “бутылочного горлышка” (population bottleneck) у Homo sapiens варьируются в разных источниках – от 60 до 140 тысяч лет назад и от менее тысячи до 15 тысяч индивидуалов. См. например Richard Dawkins. The Ancestor’s Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution. 2005.

Саннивейл, Калифорния
Панчул Юрий

http://newtimes.ru/articles/detail/2718/

To read my article in English using automatic translation by Google Translate, please click “English” on the right toolbar under “Translate from Russian”.

Кроме этого, статья затрагивает вопросы этичности использования эмбриональных стволовых клеток. Отрывок:

С точки зрения биологов, жизнь человека начинается в момент оплодотворения. Но наука не может дать этическую или юридическую оценку, обладает ли человек на этой стадии какими-либо правами или «душой» — споры на эту тему ведут религиозные организации. Католическая церковь считает, что душу и все права человек получает в момент оплодотворения, поэтому любая манипуляция с оплодотворенными яйцеклетками, включая получение эмбриональных стволовых клеток, должна быть запрещена. Иудаизм считает, что человек начинается позже, после стадии бластоцисты4 (на которой в основном берут стволовые клетки), поэтому многие еврейские организации, в частности Hadassah (The Women’s Zionist Organization of America) и Uni­on of Orthodox Jewish Congregations of America, одобряют получение стволовых клеток от эмбриона на ранней стадии.

Большинство стволовых клеток получают из замороженных эмбрионов, которые хранятся в центрах по лечению бесплодия. В таких центрах производят искусственное оплодотворение в пробирке, в результате которого появляются десятки эмбрионов. Часть эмбрионов (от одного до шести) подсаживают в женскую матку, а остальные замораживают. Если беременность оказалась неудачной, часть эмбрионов размораживают и подсаживают снова. В результате в клиниках США скопилось около 400 000 неиспользованных замороженных эмбрионов. Религиозные организации, работающие по программе Snowflakes Embryo Adoption («Снежинка — усыновление эмбрионов»), рассматривают морозильники с эмбрионами как «сиротские приюты» и призывают женщин имплантировать себе эти эмбрионы. Но число желающих ничтожно, поэтому почти все эмбрионы просто выбрасываются.

Новая жизнь стволовых клеток. Президент США Барак Обама решил отменить введенные 8 лет назад Джорджем Бушем ограничения на федеральное финансирование исследований в области стволовых клеток, полученных из человеческих эмбрионов. Ученые утверждают, что стволовые клетки помогут лечить рассеянный склероз, диабет и даже делают возможным выращивание органов для пересадки. Католическая церковь и другие религиозные организации выступают против. Насколько ожидаемые возможности новых медицинских технологий оправдывают уничтожение человеческой жизни эмбриона — разобрался The New Times

Стволовая клетка — это необязательно клетка, взятая у эмбриона. Это просто клетка, которая обладает двумя качествами: возможностью не­ограниченного самовозобновления и способностью порождать клетки разных типов.

Ствол дерева жизни

Обычные клетки могут делиться не более 50–80 раз, после чего у них запускается программа самоликвидации.¹ Стволовые клетки могут делиться 600 раз и больше. Существуют линии стволовых клеток мыши, которые живут в лаборатории более 30 лет. Единственный предел их неограниченного роста — накопившиеся за годы мутации, что в конечном итоге может сделать линию непригодной для использования.²

Способность порождать клетки разных типов у разных стволовых клеток разная. Оплодотворенная яйцеклетка в состоянии породить не только все 350 типов тканей взрослого организма, но и клетки плаценты. На 5–7-й день после оплодотворения потомки яйцеклетки «специализируются»: некоторые из них начинают строить плаценту, а другие — тело ребенка. Во взрослом организме также есть стволовые клетки, но каждая из них умеет делиться только на клетки определенных типов, например, производить только различные клетки крови. Клетка становится «узким специалистом» под влиянием сигналов от других клеток — гормонов и прочих сигнальных молекул, которые вызывают «выключение» некоторых генов, например, с помощью присоединения к их ДНК метиловой группы. Большинство потомков стволовой клетки специализируется еще больше и превращается в обычные клетки, выполняющие четко поставленную работу: скажем, клетка сердца не пытается вырабатывать желудочный сок, как это делает клетка желудка.

Универсальный строитель

Ученые могут извлекать стволовые клетки из самых разных тканей: из эмбриона, амниотической жидкости,³ пуповины и просто взрослых тканей — сердца или костного мозга. Кроме этого, ученые научились вызывать превращение стволовых клеток в клетки разных тканей (печени, сердца и других), воздействуя на них гормонами и другими веществами.

Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) — самые гибкие, и во многих случаях их легче выращивать. К сожалению, подсаживание таких клеток пациенту в целях терапии часто вызывает иммунную реакцию — все-таки это клетки другого организма. Чтобы «обмануть» иммунитет, ученые предложили технологию терапевтического клонирования, при которой ядро обычной клетки самого пациента пересаживается в ЭСК с удаленным ядром, создавая «персонализованную» ЭСК. Первым исследователем, который в 2005 году объявил об успешном клонировании ЭСК, был южнокорейский ученый Ву Сук Хван, но его результаты оказались подделанными. Компания Stemagen из Ла-Хойи (Калифорния) объявила о клонировании ЭСК человека в январе 2008-го, но после скандала с Ву Сук Хваном к таким объявлениям стали относиться осторожно: предстоит еще много труда, чтобы эта технология заработала надежно.

Стволовые клетки, выделенные из тканей взрослого человека («взрослые» стволовые клетки — ВСК), тоже могут применяться для выращивания тканей и даже органов. В 2006 году группа Энтони Эйталы из университета Уэйк Форест в Северной Каролине объявила, что они смогли вырастить из таких клеток мочевые пузыри для семи пациентов. Для выращивания каждого органа они сделали «болванку» в форме мочевого пузыря, после чего посадили на нее ВСК, выделенные из ткани стенки мочевого пузыря пациента, обеспечили клеткам питание и химическую стимуляцию — и на «болванке» вырос мочевой пузырь. «Я действительно верю, — сказал Энтони Эйтала в интервью The New Times, — что когда-нибудь станет возможно создавать «твердые» органы, такие как почки и печень, и более сложные органы, такие как сердце. Будет много трудностей, в том числе с кровоснабжением органа в процессе развития. Другой трудностью является выращивание определенных типов клеток вне тела, включая клетки сердца и поджелудочной железы — пока мы их выращивать не умеем. Я думаю, что преодоление этих трудностей возможно, но, разумеется, невозможно знать заранее, насколько это будет сложно и сколько времени займет».

ВСК также успешно применили для лечения рассеянного склероза, тяжелого нейродегенеративного расстройства, при котором иммунная система организма начинает атаковать нервные клетки, принимая их за клетки чужого организма. Ричард Барт из Северо-Западного университета в Чикаго извлек стволовые клетки из костного мозга нескольких сложных пациентов, после чего специальными химикатами уничтожил все рабочие иммунные клетки в их организме и подсадил стволовые клетки обратно. Постепенно стволовые клетки породили новое поколение иммунных клеток, которые не атаковали мозг. В январе 2009 года Ричард Барт объявил о первой в истории терапии, которая вызвала улучшение у пациентов с рассеянным склерозом: из группы в 23 человека через три года после терапии состояние 17 улучшилось, и ни у одного не произошло ухудшения.

Хотя извлекать и выращивать ВСК часто труднее, чем ЭСК, у них есть несколько преимуществ. Взрослые клетки безопаснее (реже вызывают образование раковой опухоли), и для их получения не приходится разрушать эмбрионы. С другой стороны, ЭСК незаменимы при изучении генетических заболеваний и тестировании в пробирке действия лекарств. Например, ученые могут использовать ЭСК с искусственными генетическими дефектами, чтобы вырастить в пробирке модель клеток человека, страдающего диабетом, и испытывать на этих клетках различные лекарства. Энтони Эйтала считает, что свои преимущества и недостатки имеют все типы стволовых клеток. «Мы еще не знаем, какое терапевтическое применение будет иметь каждый вид клеток, и только исследования могут дать ответ на этот вопрос».

Религия, этика, политика

С точки зрения биологов, жизнь человека начинается в момент оплодотворения. Но наука не может дать этическую или юридическую оценку, обладает ли человек на этой стадии какими-либо правами или «душой» — споры на эту тему ведут религиозные организации. Католическая церковь считает, что душу и все права человек получает в момент оплодотворения, поэтому любая манипуляция с оплодотворенными яйцеклетками, включая получение эмбриональных стволовых клеток, должна быть запрещена. Иудаизм считает, что человек начинается позже, после стадии бластоцисты⁴ (на которой в основном берут стволовые клетки), поэтому многие еврейские организации, в частности Hadassah (The Women’s Zionist Organization of America) и Uni­on of Orthodox Jewish Congregations of America, одобряют получение стволовых клеток от эмбриона на ранней стадии.

Большинство стволовых клеток получают из замороженных эмбрионов, которые хранятся в центрах по лечению бесплодия. В таких центрах производят искусственное оплодотворение в пробирке, в результате которого появляются десятки эмбрионов. Часть эмбрионов (от одного до шести) подсаживают в женскую матку, а остальные замораживают. Если беременность оказалась неудачной, часть эмбрионов размораживают и подсаживают снова. В результате в клиниках США скопилось около 400 000 неиспользованных замороженных эмбрионов. Религиозные организации, работающие по программе Snowflakes Embryo Adoption («Снежинка — усыновление эмбрионов»), рассматривают морозильники с эмбрионами как «сиротские приюты» и призывают женщин имплантировать себе эти эмбрионы. Но число желающих ничтожно, поэтому почти все эмбрионы просто выбрасываются.

Бразильские исследователи стволовых клеток Патриция Пранке и Жуан Карлуш Силвейру из федерального Университета Риу-Гранди-ду-Сул полагают, что эмбрионы, которые никогда не были в материнской матке, не могут иметь права человека, так как человек, по их мнению, появляется в результате взаимодействия эмбриона с телом матери.⁵ Другие исследователи ищут способы получения клеток с качествами ЭСК, но без разрушения эмбриона. В 2006 году исследователи из Японии Кадзутоси Такахаси и Синя Яманака показали, что обычные клетки кожи можно «перепрограммировать» в стволовые клетки «широкого профиля», внедрив в них специальный вирус, несущий в себе четыре специальных гена. Другая группа, в Университете Вис­консина, повторила эти результаты, но эта технология еще недостаточно разработана, чтобы заменить клетки из эмбрионов.

«Зеленый свет» от Обамы

Как же на исследования стволовых клеток повлияло решение Обамы? Вспомним историю. 9 августа 2001 года президент Буш объявил, что исследователи эмбриональных стволовых клеток могут использовать деньги федерального правительства, только если клетки были извлечены до этой даты. На тот момент существовало 78 линий, но только 21 линия была в нормальном состоянии. Среди них не было, например, клеток с генетическими дефектами, которые полезны для изучения механизма диабета и других заболеваний. Кроме того, в этих линиях накапливались мутации, и ученые нуждались в доступе к новым линиям. Некоторые ученые пытались использовать гранты от частных компаний, но частные компании требовали прав на патенты, что затрудняло кооперацию между группами исследователей. Два раза (в 2005-м и 2006-м) Сенат и Конгресс США пытались принять закон, ослабляющий ограничения 2001 года, но Джордж Буш всякий раз накладывал на такую попытку вето. Некоторые штаты, в частности Калифорния, выделили деньги на финансирование стволовых клеток из бюджета штата. Несмотря на то что в 2004 году калифорнийцы проголосовали за выделение $3 млрд на стволовые клетки, эти деньги лежали без движения, так как религиозные группы и борцы против налогов опротестовывали эти решения в суде.

Решение Обамы воодушевило не только американских ученых и родственников пациентов с тяжелыми болезнями, но и ученых других стран — ведь вся мировая наука тесно связана. Конечно, об этом решении до сих пор спорят, штаты Миссисипи и Джорджия после решения Обамы выступили с противоположными инициативами. Но именно так и происходит прогресс в гражданском обществе — решение принимается при взаимодействии центрального правительства и местных влас­тей, коммерческих компаний и общественных организаций, ученых и политиков.

Юрий Панчул

___________________________________________________________

¹ Апоптоз — программируемая клеточная смерть.

² Главной причиной «бессмертия» стволовых клеток считается то, что они способны производить белок теломеразу, который восстанавливает кончики хромосом, «стачивающиеся» во время деления.

³ Амниотическая жидкость — скапливающаяся между зародышем и оболочкой жидкость, предохраняющая зародыш от высыхания и механических повреждений.

⁴ Одна из ранних стадий развития эмбриона, на которой он состоит всего из нескольких десятков клеток.

⁵ Patricia Pranke and Joao Carlos Silveiro. Human rights cannot cover cells that were never in the womb. Nature, March 12, 2009.

http://newtimes.ru/magazine/2008/issue091/doc-59748.html

To read this article in English using automatic translation by Yahoo Babel Fish, you can click here – http://tinyurl.com/66s542

Во время каждого финансового кризиса экономисты спорят — кто виноват? Антропологи Корен Апицелла и Анна Дребер из Гарварда вместе с коллегами из других американских и европейских университетов провели исследование, которое показывает, что отчасти склонность к финансовому риску можно объяснить действием мужского полового гормона — тестостерона.

Юрий Панчул

В начале 2008 года трейдер Жером Кервьель из банка Societe Generale нелегально открыл позиции примерно на €50 млрд, что в полтора раза превысило капитализацию банка, привело к убыткам в €5 млрд и вызвало биржевую панику в Европе.¹ За 14 лет до Кервьеля другой азартный трейдер, Ник Лисон, проиграл на сингапурской бирже почти полтора миллиарда долларов, делая ставки на повышение японского индекса Nikkei 225. Ошибка Лисона привела к банкротству старейшего торгового банка Великобритании Barings, основанного в 1762 году.

Зачем Кервьель и Лисон это сделали? Ведь из миллиардов, на которые они играли, трейдерам выплачивались сравнительно невысокие зарплаты и бонусы. Зарплата Кервьеля за весь 2006 год была €74 тыс. с бонусом €60 тыс.; зарплата Лисона £50 тыс. с бонусом £130 тыс. Поведение трейдеров можно объяснить, если вспомнить, что это молодые мужчины, которым, если верить эволюционным биологам Мартину Дайли и Марго Вилсон, мужская природа дает приказ играть рискованно, чтобы максимально повысить свой статус.

Но чем определяется мужское поведение? Статистические исследования за последние 20 лет показали связь между мужскими качествами (агрессия, доминирование, поиск сексуального партнера и даже мужественное лицо) и уровнем гормона тестостерона в различные периоды формирования мужского организма, особенно в утробе матери и во время полового созревания.

Тестостерон — это сравнительно небольшая молекула, которую организм использует для передачи химического сигнала. Мужской организм вырабатывает в 40–60 раз больше тестостерона, чем женский, хотя женский организм гораздо более чувствителен к повышенному уровню этого гормона. Еще в 1927 году профессор Фред Кох из Университета Чикаго и его студент Лемюэль Макги обнаружили, что экстракт из бычьих яиц вызывает усиление мужских половых признаков у кастрированных петухов, свиней и крыс. После этого различные исследователи выделили тестостерон, определили его формулу, нашли способ легко синтезировать тестостерон из холестерола и синтезировали большое количество его производных.

Заодно оказалось, что тестостерон и его химические «родственники» (анаболические стероиды) вызывают рост мускулов, после чего гормоны начали применять для медицинских целей и спортивного допинга. Период 1930–1950 годов был назван «золотым веком» химии стероидов.

Первый взлет уровня тестостерона происходит у ребенка еще в утробе матери, между 7-й и 12-й неделями беременности. В это время происходит половая дифференциация: начинают формироваться первичные половые признаки. Согласно профессору Джону Маннингу из Ливерпульского университета (Великобритания), один из индикаторов уровня тестостерона во время ранней беременности — это пропорция между указательным и безымянным пальцами рук (так называемое 2D:4D ratio). У мужчин, в среднем, указательный палец короче безымянного, у женщин — наоборот. Джон Маннинг написал книгу, в которой кропотливо собрал статистические исследования, показывающие связь уровня тестостерона, пропорции пальцев и большого количества психологических характеристик, включая агрессивность, таланты к математике и письму и т.д. Одно из объяснений связи пропорций пальцев и половых характеристик заключается в том, что формирование пальцев и половых органов включается одним и тем же геном, который активируется в присутствии тестостерона. Это подтверждается тем, что существует мутация, при которой происходит одновременно недоразвитие пальцев и импотенция.

Второй взлет уровня тестостерона происходит в первые недели после рождения и заканчивается через 4–6 месяцев. Значение этого взлета неизвестно, хотя высказывается предположение, что в это время под воздействием тестостерона продолжает формироваться «мужской» мозг. Известно, что мозг мужчины по объему больше мозга женщины, хотя у женщин больше объем отдела мозга, который обеспечивает связь между правым и левым полушарием.

Третий взлет происходит во время полового созревания. Установлено, что уровень тестостерона в этом возрасте связан с мужественностью лица, для численного определения которой антропологи (в частности, Бернхард Финк из Германии и Карл Граммер из Австрии) разработали сложные методики.

Ученые определяли несколько десятков особых точек на фотографиях различных людей (на подбородке, надбровных дугах, на носу и губах), находили пропорции между ними, после чего показывали фотографии большому количеству испытуемых и находили связь между субъективной оценкой (мужественное/женственное лицо) и численными пропорциями. Например, выяснилось, что лица с тяжелой челюстью воспринимаются как более мужественные.

Гарвардские ученые Апицелла и Дребер, которые решили установить связь между уровнем тестостерона и склонностью к финансовому риску, набрали для этого эксперимента 98 молодых мужчин, в основном студентов Гарварда. Определили пропорции пальцев и оценили степень мужественности лиц с помощью разработанных ранее методик. Измерили также текущую концентрацию тестостерона в крови с помощью химического анализа слюны. Но как измерить азарт? Для этого была использована игра, разработанная калифорнийским профессором менеджмента Ури Гнизи и голландским экономистом Яном Поттерсом. Каждому участнику выдавалось 250 виртуальных долларов, которые можно было либо сохранить, либо «инвестировать» часть из них таким образом, что инвестированная часть либо пропадала, либо увеличивалась в два с половиной раза. То есть те, кто не рисковал вообще, оставались с $250, а те, кто рисковал всем, имели равные шансы получить либо ничего, либо $625. Для того чтобы участники эксперимента имели личную мотивацию, в конце случайно выбирался один из участников, которому давали не виртуальные, а реальные доллары.

После обработки результатов Апицелла и Дребер определили, что испытуемые с более высоким уровнем тестостерона в среднем готовы поставить на кон на $17 больше. Но это, по мнению ученых, не означает, что тестостерон вызывает готовность рисковать — и повышение уровня гормона, и риск могли быть независимо вызваны третьей, неизвестной причиной. Для определения причинно-следственной связи было бы необходимо поставить другой эксперимент — вводить тестостерон шприцем и потом давать играть.

Ученые нашли связь и между мужественностью лица и готовностью рисковать (в среднем уровень риска на $9 больше). Но и эту связь можно объяснить двояко. Первое объяснение — высокий уровень гормона во время полового созревания дает сигнал организму формировать и мужественное лицо, и «мужественный» мозг. Второе объяснение — от людей с мужественным лицом с детства ожидают более мужского поведения, поэтому они привыкают чувствовать себя уверенно в рискованных ситуациях.

Также выяснилось, что мужественность лица, связанная с уровнем тестостерона в прошлом, никак не связана с этим уровнем в настоящем. Не выявлена в этом эксперименте и связь пропорции пальцев и готовности к риску, хотя другое исследование Анны Дребер (с ученым из Швеции Моше Хофманом) показало, что люди с более «женственной» пропорцией пальцев испытывают отвращение к риску.

Что же делать с результатами этих исследований? Неужели банки будут требовать от трейдеров сдавать анализ слюны, проходить определение мужественности лица или пропорций пальцев? Вряд ли. Дело в том, что среди людей с любыми пропорциями лица или пальцев встречаются как индивидуумы, предпочитающие риск, так и индивидуумы, не любящие риска. Тестостерон и индикаторы его прошлого уровня — это только небольшая часть из характеристик работника. Но для ученых такие исследования кирпичик за кирпичиком строят сложную картину формирования личности от момента зачатия до момента, когда он готов проигрывать миллиарды долларов на фондовом рынке.

_______________

¹ The New Times № 5, 2008.

Для написания этой статьи я проштудировал дюжину статей в peer-reviewed научных журналах, ссылки на которые взял отсюда:

http://www.people.fas.harvard.edu/~apicella/CV_files/EHB2008.pdf

А не смахивают ли эти измерения на дискредитированные в прошлом гадание по ладони или френологии (определение характера по форме черепа)? В отличии от псевдонаук прошлого, современные исследователи нового научного направления «биологическая экономика» используют статистические методы, под которыми заложена математическая база, позволяющая оценивать надежность обобщающих идей. Например, в случае с тестостероном исследователь-статистик может работать так. Сначала он может предположить, что связи между уровнем тестостерона и способностью рисковать нет. Затем он задает себе вопрос «если этой связи нет, то какова вероятность, что мне встретилось 98 индивидуалов, у которых рискованных людей с высоким тестостероном больше, чем рискованных людей с низким тестостероном?». Эту вероятность можно расчитать и если она оказывается мала, то статистик отвергает идею, что связи нет, и тем самым обосновывает связь между тестостероном и готовностью рисковать.

http://archive.newtimes.ru/magazine/2008/issue088/doc-59370.html
http://panchul.livejournal.com/51064.html

To read this article in English using automatic translation by Yahoo Babel Fish, you can click here – http://tinyurl.com/66qzf6.

Нобелевскую премию 2008 года в области химии разделили Осаму Симомура, Мартин Челфи и Роджер Циен — за исследования, связанные с так называемым зеленым флуоресцентным белком — GFP. Нобелевский комитет сравнил открытие этого белка с другой революцией в биологии — изобретением микроскопа.

Юрий Панчул

GFP (Green fluorescent protein) — это белок, который под воздействием ультрафиолета светится зеленым светом. Открытый Осаму Симомурой (он обнаружил его почти 50 лет назад у тихоокеанских медуз), белок поначалу рассматривался как лабораторная диковина. Но в конце 1980-х Мартин Челфи показал, что GFP можно встраивать в разнообразные живые организмы и «подглядывать» за происходящими в них процессами. Например, в 2006 году американский исследователь Карел Свобода создал с помощью GFP генетически модифицированную мышь. Заставляя ее решать «интеллектуальные» задачи, он наблюдал через прозрачное окошко, встроенное в ее череп, за возбуждением областей мышиного мозга. По-настоящему широкое распространение «зеленый белок» получил после работ Роджера Циена, который создал многоцветную «палитру» таких белков и методов их использования. Нобелевский комитет аргументировал свой выбор так: «Никакое другое из недавних открытий не оказало такого большого влияния на постановку и интерпретацию экспериментов в биологических науках, как открытие GFP. С 1992 года использование GFP было упомянуто более чем в 20 тыс. научных публикаций».

Все гениальное просто

Идея использования GFP довольно проста, хотя для ее осуществления потребовалось полстолетия развития молекулярной биологии. Каждый белок в клетке синтезируется с помощью инструкции, записанной в ДНК. Если ввести в клетку кусочек ДНК с рецептом производства GFP, то клетка синтезирует GFP и начнет светиться. Но как заставить светиться только определенные клетки, например, только нейроны (нервные клетки) во время деления? А вот как. Каждый процесс в клетке происходит с помощью белков-энзимов, которые сами по себе не светятся. Возле инструкции-гена по выработке белка-энзима находится так называемый молекулярный переключатель, который определяет, следует ли клетке вырабатывать данный белок-энзим в данный момент времени или нет. Если химическими методами в пробирке присоединить копию этого молекулярного переключателя к ДНК-инструкции по выработке GFP и ввести такую химическую конструкцию в клетку, то клетка начнет светиться тогда и только тогда, когда синтезируется белок, ответственный за рост нервной ткани. Таким образом, клеточный приказ на производство белка-энзима будет одновременно и приказом на производство светящегося белка GFP. После этого исследователь может увидеть в микроскоп, в какой части живой ткани делятся нейроны — эти части будут светиться.

Раньше считалось, что «нервные клетки не восстанавливаются». Сейчас не только известно, что некоторые нервные клетки у взрослых продолжают делиться; благодаря GFP этот процесс можно увидеть в микроскоп, используя технологию, разработанную в 2005 году профессором Масахиро Ямагучи (университет Токио) и испытанную на генетически модифицированных мышах. Возможно, в будущем эти исследования приведут к победе над болезнью Альцгеймера, которая отравляет старость 25% людей старше 80 лет. Уже сейчас GFP помогает определить степень повреждения нервной ткани при этой болезни.

Светящиеся медузы Симомуры

Осаму Симомура родился в 1928 году в Японии, в семье офицера. Его детство прошло в Киото, Маньчжурии, Осаке и Нагасаки, где он находился в момент ядерного взрыва американской бомбы. Несмотря на ужасы войны и трудности послевоенного периода, Симомура занялся наукой — сначала в фармацевтическом колледже в Нагасаки, а затем в университете Нагои. Профессор Ямашита Хирата из Нагои дал молодому ученому очень трудную задачу: выделить вещество, которое заставляет светиться моллюск Cypridina. С этой проблемой не справились эксперты-американцы, и никто не ожидал, что с нею справится Симомура. Но он справился. И его немедленно пригласили работать в Принстон. А университет Нагои на прощание вручил молодому ученому докторскую степень (Ph.D).

В 1961 году Симомура отправился вместе со своим научным руководителем Франком Джонсоном на Западное побережье США, где они занялись изучением светящихся зеленым цветом медуз Aequorea victoria. Они выловили около 10 000 медуз и после сложных манипуляций получили несколько миллиграммов светящегося вещества, которое назвали «экворин» (aequorin). К удивлению Джонсона и Симомуры, это вещество светилось не зеленым, а голубым цветом. Откуда же взялось зеленое свечение? Оказалось, что в «выжимке» из медуз присутствовал не только экворин, но и другой белок, который поглощал голубой свет от экворина и превращал полученную энергию в зеленый свет. Этот другой белок и был назван зеленым флуоресцентным белком.

Зелень против рака

Идея использовать GFP для практических целей впервые возникла у американского биолога Дугласа Прашера в 1987 году. Прашер предложил с помощью лабораторных манипуляций прицепить ДНК-рецепт GFP к гену, кодирующему гемоглобин¹, чтобы получать организмы со светящейся зеленым светом кровью. Это было бы полезно для исследования раковых опухолей, которые «заставляют» организм выращивать вокруг себя кровеносные сосуды. Когда рост таких сосудов подавляется, опухоль «задыхается» и иногда перестает расти. Еще до GFP ученые применяли другие вещества (например, люциферин из светлячков) как маркеры, но эти вещества были ядовиты, или светились только с дополнительными условиями (в присутствии ионов магния), или их молекулы были слишком громоздки и мешали работе белка, к которому они прицеплялись. GFP был неядовит, светился сам, а его молекула, как установил еще Симомура, была небольшого размера.

Не судьба

У Дугласа Прашера закончился двухлетний грант ($200 тыс.) от Национального института рака, и он не завершил исследование. Перед окончанием проекта Прашер разослал ДНК клонированного им GFP в другие лаборатории, в частности, в лабораторию Мартина Челфи, который довел разработку до конца и получил Нобелевскую премию. Сам Мартин Челфи признает, что если бы не обстоятельства, то именно Прашер получил бы эту самую престижную научную премию мира. Судьба Дугласа Прашера сложилась тяжело. Он переходил с работы на работу, пока не стал безработным из-за прекращения финансирования его компании NASA. Оказавшись по уши в долгах, Прашер был вынужден устроиться работать водителем микроавтобуса за $10 в час, чтобы прокормить жену и троих детей.

C. elegans Мартина Челфи

Челфи исследовал развитие нервной системы у микроскопических червей Caenorhabditis elegans², которые являются стандартным лабораторным животным наряду с мышами и мухами-дрозофилами. У взрослого червя C. elegans ровно 959 клеток, у каждой из которых детально исследованная «судьба» во время эмбрионального развития (то есть ученые знают, что, скажем, клетка номер такой-то становится частью половых органов, а клетка номер такой-то — нервным узлом). Так как клетки C. elegans еще и прозрачные, то на его примере очень удобно наблюдать, как «чертежи» организма, записанные в ДНК, превращаются в строящееся тело червя. Челфи ввел в половые органы червя жидкость с ДНК, каждая молекула которой включала два кусочка — клон GFP и «молекулярный переключатель» белка, который активируется при строительстве нервной системы. В 1994 году журнал Science опубликовал статью Челфи и фотографию червя со светящимися нейронами.

Но именно третий нобелевский лауреат, Роджер Циен, досконально исследовал химическую структуру GFP и создал модификации этого белка, которые засветились всеми цветами радуги — желтым, оранжевым, аквамариновым и другими. Теперь ученые могли исследовать несколько биохимических процессов внутри одного организма одновременно, «помечая» действие разных рабочих белков различными цветами версий GFP.

Пути науки неисповедимы…

GFP еще раз демонстрирует, насколько взаимосвязанной стала современная наука. Каждый раз, когда СМИ сообщают о находке каких-нибудь экзотических глубоководных раков или медуз, на интернет-форумах появляются недоумевающие налогоплательщики, которые спрашивают: «Почему государство тратит наши деньги на раков или медуз, а не на поиск лекарства против рака?» К сожалению (или к счастью), наука не работает как «плановое хозяйство». Работа Симомуры с медузами через четыре десятилетия привела к появлению универсальных светящихся «маркеров» биологических процессов, которые позволили наблюдать поведение вирусов СПИДа, развитие рака и болезней мозга.

…и Нобелевской премии тоже

Однако история GFP была бы неполной без рассказа о дюжине других исследователей. Например, свечение медуз Aequorea victoria впервые описал не Симомура, а английские исследователи Давенпорт и Никол в 1955 году, хотя именно Симомура выделил светящееся вещество.

А Мартин Челфи также не является первым исследователем, который внедрил ген GFP в другой живой организм. Это сделала его студентка Гия Юскирчен, осуществившая в лаборатории генетическую модификацию кишечных бактерий, которые после этого стали светиться в ультрафиолете. Технологию, которую применила Гия, сейчас используют даже для обучения детей биотехнологии. Например, в Технологическом музее инноваций в Сан-Хосе (Калифорния) 10-летние юные биологи манипулируют пробирками с ДНК и получают светящиеся бактерии.

А исследования Роджера Циена были бы неполны без работ российских биохимиков Сергея Лукьянова и Михаила Матца, которые обнаружили родственные «красные белки» в кораллах из московского аквариумного магазина. Один из этих белков был назван Katushka по имени Екатерины Мерзляк, работающей вместе с Лукьяновым.

Почему же все эти люди не получили своей части Нобелевской премии? Дело в том, что по правилам Нобелевского комитета одну премию могут получить не более чем трое ученых (хотя, согласно журналу Nature, это правило не было установлено самим Нобелем). В нобелевские лауреаты выбираются ученые, которые, так сказать, «пропахали самую глубокую борозду», то есть потратили десятилетия своей жизни на глубокие исследования важных проблем. Поэтому по нобелевской традиции именно Симомура, Челфи и Циен заслужили премию.

…47 лет назад Осаму Симомура задался вопросом, ответ на который он искал всю жизнь. Он понял, как медузы светятся, но не понял, зачем они это делают. Многие животные моря светятся, чтобы привлечь сексуального партнера или напугать хищника. Но почему эволюция привела к светящимся медузам? Возможно, кто-то другой сумеет ответить на этот вопрос. И получит Нобелевскую премию. Или не получит.

_______________

¹ Гемоглобин — белок, переносящий кислород в красных кровяных тельцах.

² Их чаще называют сокращенно — C. elegans.

Обсуждаемые вопросы:

* Связь старения с половым размножением и эволюцией

* Теломеры. Ограничение на количество делений клеток

* Теория свободных радикалов. Антиоксиданты

* Генетическая модификация организмов для достижения долгой жизни

* Применение гормонов

* Продление жизни с помощью ограничения калорий

* Проблемы механического дизайна человеческого тела

http://newtimes.ru/magazine/2008/issue080/doc-57271.html

To read this article in English using automatic translation by Yahoo Babel Fish, you can click here – http://tinyurl.com/5nfkwf. The automatically translated text looks funny, but you can understand the meaning.

Можно ли вылечиться от смерти? Изучая проблемы старения, ученые столкнулись с фундаментальными ограничениями человеческого организма, которые не позволяют радикально продлить жизнь. Значит ли это, что вариантов борьбы со старостью нет, — изучал The New Times

Юрий Панчул

Что такое старение? Одни ученые исходят из того, что старение — естественный процесс и побочный продукт эволюции. Другие считают старение болезнью, которую можно научиться лечить. И те и другие изучают процесс старения на разных уровнях: на уровне повреждения биомолекул, на уровне старения клеток или механических эффектов износа органов и скелета. Чтобы разобраться, что говорит современная наука о старении, The New Times обратился с вопросами к одному из самых известных мировых экспертов в этой области — профессору Джею Ольшанскому из Университета Иллинойса в Чикаго.

Плата за секс

Джей Ольшанский утверждает, что старение и смерть — это следствие полового размножения. Бактерии, которые размножаются делением, не стареют, а люди стареют — потому что для человека, размножающегося половым путем, вечная жизнь эволюционно бесполезна. Ольшанский сравнивает организм человека с гоночной автомашиной, которая сконструирована так, чтобы она могла дойти до финиша гонки, в случае человека — до рождения и выращивания детей.

Что будет с этой машиной после финиша, ее дизайнеров не интересует. «Дизайнером» человека стал дарвинистский естественный отбор. Случайные генетические мутации, которые увеличивали смертность наших предков до полового созревания, были отсеяны за миллионы лет эволюции. А мутации, которые способствовали болезням пожилого возраста (например, болезни Альцгеймера), не отсеивались, потому что они никак не мешали исполнению главной функции — размножению.

Одну из первых эволюционных теорий старения предложил в начале XX века знаменитый немецкий биолог Август Вейсман. Согласно Вейсману, продолжительность человеческой жизни была определена в процессе эволюции отнюдь не болезнями старости, а особенностями среды обитания Homo sapiens 130 тысяч лет назад, во время формирования нашего вида в африканской саванне. Жизнь наших предков в те времена была полна болезнями и трагическими инцидентами: археологи нашли большое количество деформированных костей из-за неправильно сросшихся переломов, а также челюсти, показывающие потерю зубов в раннем возрасте из-за постоянных инфекций. Дети и больные взрослые часто становились жертвами крупных хищников — львов, тигров и крокодилов. Из-за этого большинство недоживало до 20 лет, а после 40 люди считались стариками. С точки зрения естественного отбора это был «конец гонки».

Бактериям лучше

Почему бактерии могут делиться неограниченно, а человеческие клетки — нет? Можно ли заставить клетки человека делиться бесконечно, заменяя старые клетки на молодые тысячелетиями? В 1961 году биологи Леонард Хейфлик и Пол Мурхед из Института Вистара в Филадельфии показали, что большинство человеческих клеток могут делиться не более 50 раз. Исключениями являются клетки, производящие сперматозоиды, стволовые клетки и клетки раковых опухолей. Почему так происходит? Это связано с механизмом копирования ДНК. ДНК человека представляет собой нить, у которой есть начало и конец. «Копировальная машинка» ДНК (энзим полимераза) не может начать копирование с самого конца одной из нитей. Поэтому участок конца нити ДНК не копируется. После многочисленных копирований ДНК укорачивается, и тогда клеточные механизмы запрещают клетке последующее деление или отдают приказ на самоуничтожение¹.

Этой проблемы нет у бактерий, так как их ДНК закручена в кольцо, у которого нет «концов». ДНК бактерий можно копировать с любого места без потери информации. А человеческие клетки, производящие сперматозоиды, вырабатывают специальный белок теломераза, который восстанавливает концы ДНК (теломеры). Когда Карол Грейдер и Элизабет Блэкберн открыли теломеразу в 1984 году, некоторые люди решили, что найден «эликсир бессмертия», средство неограниченно обновлять ткани человеческого организма.

К сожалению, теломераза вырабатывается не только клетками, связанными с размножением, но и клетками раковой опухоли². Согласно Ольшанскому, на нынешнем уровне науки применение теломеразы может просто увеличить риск образования у пациента раковой опухоли, так как ученые еще недостаточно понимают сложные механизмы регуляции генов в клетке. Вместе с тем Ольшанский не исключает, что «возможно, в будущем настанет время, когда мы сможем регенерировать ткани в более здоровое состояние».

Атака радикалов

Одним из подходов, объясняющих старение, является теория свободных радикалов, впервые предложенная Денхамом Харманом в 1956 году. Свободные радикалы — это фрагменты молекул с непарным электроном. Они возникают в процессе нормального функционирования организма и существуют ничтожные доли секунды. Но за время своего существования свободные радикалы могут нанести повреждения ДНК, белкам и клеточным мембранам. Организм умеет защищаться против атак радикалов с помощью белковэнзимов.

В 1996 году исследователи Раджиндар Сохал и Ричард Вейндрук создали трансгенных мух-дрозофил с дополнительными копиями генов, которые кодируют эти энзимы, и действительно, максимальное время жизни мух на 34% превзошло максимальное время жизни их собратьев без дополнительных генов. Можно ли сделать то же самое с людьми? Согласно Ольшанскому, «этого не случится. Мы не собираемся генетически модифицировать себя в целях продления жизни. Если бы мы это сделали, наверняка были бы отрицательные стороны. Вместо этого можно изучать работу биохимических механизмов и создавать лекарства, которые делают то же самое».

Многие витамины, например, витамин C и E, являются антиоксидантами, то есть веществами, которые могут нейтрализовать свободные радикалы. Эксперименты на животных показали, что витаминные добавки способны понижать вероятность заболевания раком и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Профессор Ольшанский считает эти добавки в большинстве случаев бесполезными, потому что те же антиоксиданты можно получить, просто поедая много овощей и фруктов.

Ешьте меньше!

Другие исследователи пытаются облегчить старость с помощью инъекций гормонов. В 1990 году The New England Journal of Medicine опубликовал статью эндокринолога Даниэла Рудмана, который делал инъекции гормона роста GH двенадцати мужчинам в возрасте между 61 и 80 годами три раза в неделю в течение 6 месяцев. Рудман обнаружил, что у этих мужчин увеличилась масса мускулов, уменьшилось количество жира, кожа стала более эластичной, улучшился сон и снизился холестерол. Критики этого подхода замечают, что тех же положительных для здоровья результатов можно достичь обычными физическими упражнениями.

Помимо GH на роль «эликсира жизни» претендовали гормоны мелатонин, DHEA, тестостерон и другие. Мыши, которым добавляли в пищу гормон DHEA, жили в среднем на 40% дольше, чем мыши без этого гормона. К сожалению, результаты этого эксперимента неоднозначны. Дело в том, что DHEA ухудшает вкус пищи, и поэтому мыши могли просто есть меньше, потребляя меньше калорий. А ограничение калорий — это единственный хорошо доказанный способ продления жизни. Еще в 1934 году Клив Маккей и Мэри Кровел из Корнельского университета показали, что мыши, посаженные на полуголодную диету, живут вдвое дольше. К сожалению, этот способ борьбы со старостью для человека непрактичен: невозможно плодотворно работать и наслаждаться жизнью, постоянно думая о еде.

Альтернативная эволюция

Даже если биологи смогут победить старение на молекулярном и клеточном уровнях, они вряд ли смогут поправить крупные дефекты «архитектуры» человека, которые остались со времен, когда наши предки стали ходить на двух ногах вместо четырех, что привело к преждевременному износу позвонков, костей и суставов. В 2001 году Джей Ольшанский, Брюс Карнес и Роберт Батлер написали статью в журнале Scientific American, в которой они нарисовали, как должен был бы выглядеть человек, способный жить дольше 120 лет. Со страницы журнала на нас смотрит странное существо — короткое, наклонившееся вперед, с толстыми мускулистыми ногами и вывернутыми назад коленками, с дополнительными ребрами, большими ушами, изогнутой шеей, дополнительными клапанами в венах ног и радикально видоизмененными глазами.

В течение XX века средняя продолжительность жизни в развитых странах выросла с 47 до 77 лет. Это самый большой скачок за всю историю человечества. Он произошел из-за изобретения антибиотиков и успехов медицины в борьбе со многими болезнями. Можно ли ожидать подобного же скачка в XXI веке? Это маловероятно, утверждает профессор Ольшанский. После победы над смертностью молодого возраста ученые столкнулись с фундаментальными ограничениями человеческого организма, которые являются последствиями его длительной эволюции. Существенное продление жизни потребовало бы передизайна человеческого организма как на молекулярном уровне, так и на уровне органов и скелета. Главная цель современных врачей-геронтологов — не продлить жизнь, а избавить старость от омрачающих ее неприятных болезней. Возможно, стоит задуматься не о том, как выцыганить у жизни немножко времени, а как попытаться прожить отпущенное нам время плодотворно, интересно и с удовольствием.

_______________

¹ Апоптоз — программируемая клеточная смерть. Подробно об этом The New Times писал в № 29, 21 июля 2008 года.

² Ученые, исследующие рак, до сих пор используют культуру клеток HeLa из раковой опухоли женщины по имени Генриетта Лакс. Эта женщина умерла в 1951 году, но клетки из ее опухоли собираются жить вечно.

Источники информации:

1. Vern Bengtson, K. Warner Schaie . Handbook of Theories of Aging. Springer Publishing Company, 1999.

2. Cary S. Kart, Jennifer M. Kinney. The Realities of Aging: An Introduction to Gerontology (6th Edition). Allyn & Bacon, 2001.

3. S. Jay Olshansky, Bruce A. Carnes. The Quest for Immortality: Science at the Frontiers of Aging. W. W. Norton & Company, 2002.

4. S. Jay Olshansky, Leonard Hayflick, Bruce A. Carnes BA. (2002). “Position statement on human aging”. The Journals of Gerontology, Series A: Biological Sciences and Medical Sciences 57 (8): B292–B297.

5. S. Jay Olshansky, Bruce A. Carnes and Robert N. Butler. If Humans Were Built to Last. Scientific American Magazine, March 2001.

6. Andrew Weil. Healthy Aging: A Lifelong Guide to Your Well-Being. Anchor, 2007.

7. http://www.sciam.com/article.cfm?id=the-truth-about-human-agi

8. http://en.wikipedia.org/wiki/Life_extension

9. http://en.wikipedia.org/wiki/Senescence

10. http://en.wikipedia.org/wiki/Anti-aging

11. http://en.wikipedia.org/wiki/Calorie_restriction

12. http://en.wikipedia.org/wiki/Free_radical_theory

13. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/273/5271/59

Фото Джея Ольшанского – http://web.mac.com/sjayo/SJayOlshansky/Background_files/shapeimage_2.jpg

Сегодня российский журнал “Новое Время” (The New Times) опубликовал мою научно-популярную статью о биологии рака.

http://newtimes.ru/magazine/2008/issue075/doc-55990.html
http://panchul.livejournal.com/27417.html

Статья объясняет:

* механизм мутаций, которые приводят к раку

* роль радиации, канцерогенов, вирусов и наследственности

* классические мутации – “клеточный полицейский” p53, “ненормальный почтальон” Ras и другие

* недостатки традиционных методов лечения (хирургии, радиации, химотерапии)

* новые открытия в области биологии рака и новые возможности для “высокоточных” терапий

Для подготовки материала я общался с ведущей исследовательницей рака груди Теа Тлсти (Thea Tlsty) из Университета Калифорнии в Сан-Франциско и с журналисткой из Chicago Tribune Джуди Перес (Judy Peres), которая много лет пишет статьи о раке.

По данным Международного союза против рака (International Union Against Cancer), каждый год 11 млн человек диагностируются и 7 млн человек умирают от рака. Эта болезнь является второй, после сердечно-сосудистых заболеваний, причиной смерти в развитых странах. Но что это такое — раковая опухоль? Однородная масса обезумевших, непрерывно размножающихся клеток? Или сложная структура из больных и здоровых клеток, которые дьявол эксплуатирует в своих целях? Тогда как заставить здоровые клетки сопротивляться? От ответа на эти вопросы зависят и способы борьбы с убийцей. The New Times изучал, что по этому поводу думает современная наука

Юрий Панчул, Саннивейл, Калифорния

Теорий происхождения раковой опухоли много. Как правило, они не исключают друга друга, но являются кирпичиками глобального исследования, призванного понять: почему и как в нашем организме включаются механизмы, убивающие его. Например, профессор Теа Тлсти из Университета Калифорнии в СанФранциско полагает, что будущее — за изучением отношений между больными и здоровыми клетками как внутри опухоли, так и в непосредственном ее окружении. Другие группы исследователей, в частности Джи Луо, Стивен Элледж и Эллен Макмуррей из отделения генетики Гарвардской медицинской школы и Рочестерского университета, занимаются проблемой «преступной кооперации» между различными мутировавшими генами в ДНК раковых клеток. Наконец, все больше сторонников приобретает ранее непопулярная идея, что главное объяснение рака — это хромосомные аберрации, при которых тысячи генов одновременно меняют свою позицию в геноме, вызывая радикальное изменение генетического контроля клетки. Эту идею высказывают Питер Дюсберг и Руонг Ли из калифорнийского Университета Беркли.

Эволюция в миниатюре

Во второй половине XX века было установлено, что превращение здоровой клетки в раковую опухоль происходит в результате многоступенчатого изменения генетической программы этой клетки и ее потомков. Внутри раковой опухоли с большой скоростью происходит мини-эволюция — практически по Дарвину. Некоторые мутации позволяют клеткам бесконтрольно размножаться, другие — передвигаться по человеческому телу, вызывая метастазы. Клетки с приобретенными признаками получают преимущество перед «нормальными», которым чрезмерное размножение и передвижение запрещено. Потомки освободившихся от контроля организма клеток наследуют «преимущества» и приобретают новые мутации, что делает их все более и более агрессивными. В конечном итоге такое эгоистическое поведение приводит к гибели всего организма.

Убийство по выбору

Рак является сложной болезнью, в различных сценариях которой действуют более сотни генов, наследственность, вирусы, радиация и яды-канцерогены. Традиционные методы лечения рака (хирургия, радиация, химиотерапия) игнорируют эту сложность. Удалить все раковые клетки хирургическим путем часто бывает невозможно, так как даже из одной оставшейся клетки может вырасти новая опухоль, а к моменту получения диагноза у многих пациентов раковые клетки уже разбрелись по организму. Лечение радиацией поражает все клетки, но здоровые клетки умеют восстанавливать свою ДНК , а у раковых клеток механизм восстановления нарушен, поэтому они просто умирают быстрее. Другой традиционный метод, химиотерапия, поражает все клетки, которые быстро делятся. При этом помимо раковых клеток жертвами становятся, например, клетки костного мозга, что вызывает уменьшение производства клеток крови и парализует иммунную систему. К счастью, за последние десять лет появились и высокоточные лекарства, созданные в результате понимания работы рака на молекулярном уровне.

Где гнездо дьявола

Путь к злокачественной опухоли может начаться со случайного сбоя при копировании ДНК перед делением клетки. Такая ошибка довольно редка — один нуклеотид («буква» генетического кода) на 10 миллиардов. Однако в ДНК одной человеческой клетки около 3 миллиардов нуклеотидов, а всего в человеческом организме десятки триллионов клеток — следовательно, каждый из нас несет в себе большое количество клеток-мутантов.

Большинство мутаций располагается в некритичных участках генетического кода и не приводит к раку. Ситуация осложняется, когда на организм действуют радиация или ядыканцерогены. Фотон радиации не может сам по себе превратить один нуклеотид в другой — ДНК повреждается хаотично. Но к месту повреждения ДНК устремляется группа белков, которые удаляют и исправляют поврежденный участок, используя в качестве шаблона «здоровые» нуклеотиды резервной цепочки ДНК¹. Когда повреждений от радиации много, «копировальной машинке» клетки приходится работать буквально на износ, и количество ошибок при ее работе возрастает.

В некоторых случаях неправильные гены возникают не от мутаций, а встраиваются в генетический код человека вирусами или передаются человеку от родителей. Как правило, для развития рака требуется от 4 до 10 генов-мутантов, но даже один, переданный от родителей, может резко повысить вероятность последующих поломок.

Шеф клеточной полиции

Одной из первых мутаций при раке часто становится поломка гена p53, в «обязанности» которого как раз и входит защита ДНК от мутаций. В нормальных условиях при обнаружении повреждения ДНК «шеф клеточной полиции» — ген p53 — запрещает клетке делиться до тех пор, пока не закончится ремонт поломки. Если ремонт оказывается неуспешным, ген p53 отдает клетке приказ покончить жизнь самоубийством: запускает программу клеточной смерти². В ходе этого процесса клетка «разбирается на запчасти», которые поглощаются клетками-соседями. Когда же ген p53 ломается, клетка продолжает жить и размножаться даже с очень сильными повреждениями, порождая новые и новые клетки-мутанты. После этого вероятность приобретения следующих раковых мутаций резко возрастает.

Другая часто встречающаяся мутация при раке связана с геном Ras, в обязанности которого входит прием от других клеток сигнала к росту. При мутациях гена Ras — этого клеточного почтальона — клетка «слышит» ложный приказ расти и делиться, даже если наружный сигнал отсутствует.

Третья типичная мутация отключает у клеток ограничение на количество делений. Большинство человеческих клеток (например, клетка мускула или почки) может делиться не более нескольких десятков раз. Это связано с организацией хромосом, у которых при делении «стачиваются» концы (теломеры). У некоторых человеческих клеток (в частности, стволовых клеток и клеток, производящих сперматозоиды) такого ограничения нет, потому что эти клетки производят белок теломеразу, который «защищает» теломеры. Удачливые раковые клетки приобретают мутацию, которая снимает запрет на производство этого самого белка теломеразы, и получают возможность делиться неограниченно.

Раньше считалось, что мутации «шефа полиции» p53 и «ненормального почтальона» Ras оказывают независимое воздействие на клетку. Но всего месяц назад, 19 июня этого года, группа исследователей опубликовала результаты, показывающие, что большинство генов, которые «получают приказы» на активацию от p53 и Ras, требуют, чтобы эти приказы — прямо как в случае с ядерным чемоданчиком — приходили вместе. Если гены-подчиненные получают приказ только от одного «начальника»-мутанта, то они не активируются. И вот это открывает новые варианты для лечения рака: для подавления роста раковой опухоли достаточно деактивировать только одного члена «преступной группировки» мутантов p53 и Ras. Это исследование было проведено международной группой ученых из университетов США и Чехии³ . Одним из авторов этого исследования был знаменитый российский ученый Андрей Яковлев, который в последние годы работал в Университете Рочестера и умер в феврале этого года⁴.

Лекарство от смерти

После того как исследователи начали понимать рак на молекулярно-биологическом уровне, с 1990-х годов стали появляться новые высокоточные лекарства для лечения этой страшной болезни. Например, одна из раковых мутаций позволяет раковым клеткам «воровать» кислород и питание с помощью производства особого вещества⁵, которое является химическим приказом организму начать строительство сети кровеносных сосудов вокруг раковой опухоли. Некоторые новые лекарства отменяют этот «приказ», после чего раковая опухоль задыхается от недостатка кислорода и перестает расти.

Профессор Университета Калифорнии в СанФранциско Теа Тлсти, впрочем, утверждает, что не все раковые клетки одинаковы: в некоторых опухолях можно найти клетки с различными мутациями, а также эксплуатируемые ими здоровые клетки. Здоровые клетки посылают клеткам рака химические сигналы «мне тесно, остановись». Но клетки рака нередко просто игнорируют эти сигналы. Профессор Тлсти и ее коллеги ищут способ заставить здоровые клетки посылать более интенсивные стоп-сигналы по другим биохимическим цепочкам, чтобы раковые клетки их «услышали» и перестали делиться. «Так как здоровые клетки в окружении опухоли сами по себе не страдают от генетической нестабильности, действовать через них надежнее, чем действовать на сами раковые клетки», — утверждает Теа Тлсти. Она считает, что у новых методов есть грандиозный потенциал аккуратно уничтожать конкретные раковые клетки и при этом избегать побочных эффектов, когда, убивая раковую опухоль, заставляют серьезно страдать и весь организм. «Я уверена, что у высокоточных методов лечения многообещающее будущее», — говорит она.

________________

¹ Молекула ДНК представляет собой двойную спираль, в которой информация продублирована.

² Это называется в клеточной биологии — апоптозис.

³ Элен Макмуррей, Эрик Семпсон, Джордж Компителло, Конан Кинси и другие из Университета Рочестера (штат Нью-Йорк) и Карлова университета в Чехии.

⁴ Коллеги посвятили Андрею Яковлеву свою публикацию в журнале Nature.

⁵ VEGF — vascular epithelial growth factor.

Источники информации

1. Randall W. Phillis and Steve Goodwin. Biology of Cancer. Benjamin
Cummings, 2003.

2. Neil A. Campbell and Jane B. Reece. Biology. 7th edition. Pearson
Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings, 2005.

3. Nature, June 18. Ji Luo, Stephen J. Elledge. Cancer: Deconstructing
oncogenesis. Cooperation of mutated ras gene and mutated p53 gene – most of
dependent genes are expressed if and only if both mutation are present.

4. Nature, May 28. Thea Tlsty. Cancer: Whispering sweet somethings. The role
of cancer micro-environment and interactions between cancer cells and
exploited healthy cells. Application for breat cancer prognosis.

5. Общение с ведущей исследовательницей рака груди Теа Тлсти (Thea Tlsty) из Университета Калифорнии в Сан-Франциско.

6. Общение с журналисткой из Chicago Tribune Джуди Перес (Judy Peres), которая много лет пишет статьи о раке.