Драконоборцы. 100 научных сказок - Николай Николаевич Горькавый
– Видишь, мама, какой прогресс в медицинском сообществе, – сказал Андрей, – Маршалл и Уоррен не умерли в сумасшедшем доме, и не сразу, но были награждены Нобелевской премией.
– Согласна, – сказала Дзинтара. – Но сколько миллионов людей не было бы разрезано, а то и зарезано на хирургических столах, если бы медицинское сообщество не держалось так крепко за ложные теории, а честно исследовало альтернативные гипотезы. Впоследствии выяснилось, что спиралевидную бактерию, которая вызывает язву желудка, находили начиная с 1875 года немецкие, итальянские, польские и российские исследователи. Ещё в XIX веке было высказано предположение, что эта спиралевидная бактерия связана с болезнями желудка, но её не удавалось развести в лабораторных условиях, поэтому эти открытия проходили бесследно для медицины, которая вдобавок не верила в желудочные бактерии.
– Язву желудка не лечили антибиотиками, потому что не знали о природе этой болезни. Но в целом после открытия пенициллина врачи успешно борются с бактериями, – сказал Андрей.
– Верно, но оказалось, что эта победа над бактериями не может быть окончательной. Популяции бактерий под воздействием антибиотиков стали изменяться, становясь всё более устойчивыми к лекарствам. Поэтому исследователи всё время ищут новые и новые антибиотики. А ведь есть ещё вирусные инфекции, которыми вызывается, например, грипп. Вирусы не поддаются антибиотикам, и от них каждый год страдает множество людей на нашей планете. Малярия вызывается мельчайшими паразитами в организме, и до сих пор не изобретено чудо-лекарства или чудо-прививки, которые бы в корне уничтожили эту болезнь, а ведь от неё страдают сотни миллионов людей в Азии и Африке, и множество детей умирает каждый год.
Так что перед медиками-исследователями простирается огромное поле деятельности по открытию чудо-лекарств.
Кроме того, есть болезни, которые связаны не с инфекциями, а с генетическими проблемами организма. Например, смертельная болезнь диабет развивается, когда поджелудочная железа человека не вырабатывает особый гормон – инсулин, который помогает организму усваивать сахар и выполнять ряд других важных операций. Двое канадских врачей и физиологов, Фредерик Бантинг и его ассистент Чарльз Бест, сумели выделить инсулин из животных и доказали, что введение его людям спасает их от диабета. Сейчас миллионы людей с диабетом ведут нормальный образ жизни, делая себе инъекции чудо-лекарства инсулина. В 1923 году Бантинг получил за эту работу Нобелевскую премию. В своей нобелевской речи он подчеркнул роль Чарльза Беста и отдал ему половину премии.
Поиск лекарств, воздействующих на тот или иной процесс в организме человека или бактерии, веками вёлся бессистемно: исследователи просто брали и пробовали в качестве лекарств всё, что попадалось под руку – от плесени до ртути. Если препарат доказывал свою эффективность, то становился общепринятым лекарством. После того как биохимики и биофизики сумели расшифровать структуру многих белков и вирусов, возникла идея: а нельзя ли проектировать лекарства с помощью физических моделей квантовой механики и компьютерных расчетов? Если заранее вычислить строение молекулы лекарства, которая подходит к структуре молекулы-мишени как ключ к замку, то синтезировать такое лекарство будет гораздо проще, чем создавать его наугад. В медицине и биологии появилось целое новое направление: предсказание структуры белков и компьютерный дизайн лекарств.
Список чудо-лекарств, которыми обладает современная наука, велик, но далеко не закончен. Однако рано или поздно их наберётся столько, что возникнет вопрос: а нельзя ли с помощью лекарств избавить человека от всех болезней, в том числе от старости, которая тоже может рассматриваться как болезнь?
– Мама, ты говоришь о бессмертии? – спросила Галатея.
– В общем-то да, – кивнула Дзинтара. – Но бессмертие – это настолько увлекательная штука, что его стоит обсудить отдельно.
Примечания для любопытныхИгнац Земмельвейс (1818–1865) – венгерский врач-акушер, профессор, один из основоположников асептики.
Асептика – комплекс мероприятий, предотвращающих попадание микроорганизмов в рану и предупреждающих нагноение. Антисептика – комплекс мероприятий, направленных на уничтожение микроорганизмов в ранах, в больном органе или во всём организме.
Барри Маршалл (р. 1951) – австралийский врач, открывший бактериальную природу язвы желудка. Лауреат Нобелевский премии по медицине за 2005 год.
Робин Уоррен (р. 1937) – австралийский врач, переоткрывший хеликобактерию и установивший вместе с Барри Маршаллом природу язвы желудка. Лауреат Нобелевский премии за 2005 год.
Фредерик Бантинг (1891–1941) – канадский врач и физиолог, один из открывателей инсулина. Лауреат Нобелевский премии за 1923 год.
Чарльз Бест (1899–1978) – канадский врач и физиолог, один из открывателей инсулина.
Сказка о биоматематике и бессмертии
В отличие от остальной природы, живые существа долгое время казались непознаваемыми с точки зрения механики или математики – они слишком сложны и обладают непредсказуемым поведением. Одним из первых учёных, увидевших в живом организме не нечто мистическое, а объект, подчиняющийся законам механики, физики и химии, был французский врач и философ Жюльен Ламетри. Он написал знаменитые произведения «Человек-машина» и «Растение-машина». В XVIII веке его материалистические воззрения были ересью. Труды Ламетри были сожжены инквизицией, а сам он был вынужден бежать из Франции и до конца своих дней скрываться на чужбине. В книге «Человек-машина» Ламетри изложил убедительные доводы в пользу того, что органы человеческого тела подчиняются законам науки так же, как часы или другие механизмы. После чего он заключил: «Итак, мы должны сделать смелый вывод, что человек является машиной…»
Ламетри прекрасно сознавал, насколько живой организм отличается от простого механизма и отмечал: «Человек настолько сложная машина, что совершенно невозможно составить себе о ней ясную идею…» Тем не менее труды Ламетри ознаменовали наступление физики и математики на биологию. Исследователи стали обнаруживать сходство нервных волокон с электрическими проводами, стали понимать биофизику сокращения мышц и механическую целесообразность строения скелета.
С помощью математики начали исследовать не только строение отдельных организмов, но и их сообщества.
В 1931 году в Париже математик Вито Вольтерра опубликовал знаменитую книгу «Математическая теория борьбы за существование». Он написал в предисловии, что «область применения этих исследований включает все проявления борьбы между индивидуумами некоторого сообщества; прирост одних получается благодаря гибели других, причём прирост и гибель могут быть оценены численно». Сложные дифференциальные и интегро-дифференциальные уравнения Вольтерра…
– Что это такое? Интегро и ещё дифференциальные уравнения? – спросила Галатея.
