Родни Дитерт - Человеческий суперорганизм
Асбест: опасен, как бешеный пес
Большинство из нас наверняка слышали про асбест, хотя, возможно, и не все вспомнят, по какому поводу. Кто-то, наверное, видел предупредительные надписи в коридорах старых зданий или на их наружных стенах, оповещающие о высоком содержании асбестовой пыли в воздухе, другие слышали по радио или телевидению объявления фирм и компаний, предлагающих юридическую помощь людям с мезотелиомой, вызванной воздействием асбеста. Существует даже своего рода юридическое руководство, насчитывающее 900 с лишним страниц и описывающее многочисленные судебные разбирательства, связанные с причинением асбестом вреда здоровью людей. Кое-кто, возможно, читал статью, недавно опубликованную в журнале Scientific American, авторы которой спрашивают родителей, не пользуется ли их ребенок цветными карандашами, содержащими асбест. Статья снабжена соответствующими комментариями признанного специалиста по охране детского здоровья д-ра Филипа Лэндригана из нью-йоркской детской больницы Mount Sinai’s Kravis. В молодости мне тоже приходилось иметь дело с асбестовыми продуктами. Одно время, например, не было ни одной мало-мальски прилично оборудованной лаборатории, где не нашлась бы пара матерчатых перчаток с асбестовыми волокнами — с их помощью вынимали горячую лабораторную посуду из стерилизационных печей. В XX в. мало кто задумывался об их опасности для здоровья. Считалось, что асбестовые перчатки сильно здоровью навредить не могут, зато надежно защищают ученых и лаборантов от ожогов.
Из практики научных лабораторий можно привести и другие примеры. В химических лабораториях XX в. в качестве подручного средства для мытья посуды широко использовалось иммунотоксичное и канцерогенное вещество бензол. Его вред для здоровья стал очевиден лишь позднее. В результате бензол из популярной моющей жидкости превратился в вещество, требующее особых условий хранения и использования, работать с которым можно лишь в защитной одежде. В середине XX в. в качестве бытового пятновыводителя широко использовался тетрахлорметан. Он легко справлялся и с пятнами от алкогольных напитков, оставленными гостями на скатерти, и с пахучими метками, оставленными на новом диване четвероногим любимцем. Но век его был недолог. В 1970-х гг. использование тетрахлорметана в бытовых химических продуктах было запрещено.
Так что асбест — далеко не единственный чудо-материал, широко применявшийся в XX в., а позднее, когда стало очевидным его вредное воздействие на людей, признанный экологически опасным продуктом. Но что такое асбест, как он влияет на наше здоровье и при чем здесь иммунная система?
Асбесты — это группа силикатных минералов, состоящих из тончайших хрупких волокон. Их добыча сильно напоминает добычу золота, урана и некоторых других металлов. Прежде асбест широко использовали при изготовлении строительных материалов и частей автомобилей, некоторых садовых изделий и даже товаров, предназначенных для детей. Одна из горячих точек, известных пагубным воздействием асбеста на здоровье людей, находилась около городка Либби (штат Монтана), где добывался вермикулит, который в природе нередко соседствует с асбестом. Начиная с 1970-х гг. в США был принят ряд законов, запрещающих использование асбеста в различных товарах, что привело к значительному снижению его ежегодного производства в стране. Что же делает асбест настолько опасным для людей? А то, что он токсичен и обладает канцерогенным действием, опосредуемым иммунной системой.
Сами по себе асбестовые волокна особой опасности не представляют. Проблема в том, что они плохо разрушаются и с трудом покидают организм. Все начинается с того, что эти волокна превращаются в пыль, частицы которой проникают с вдыхаемым воздухом в легкие и приходят здесь в контакт с имеющимися у нас от рождения иммунными клетками — макрофагами (макрофаги легких называются альвеолярными макрофагами). Эти макрофаги наряду с клетками выстилки дыхательных путей поглощают частицы асбеста и накапливают их внутри. Но переварить их макрофаги не могут, а потому поступают следующим образом. Они скапливаются у выстилки дыхательных путей и вызывают массивную, непреходящую воспалительную реакцию с участием свободных радикалов кислорода, повреждающих клетки и сокрушающую нашу антиоксидантную защиту. Если этот процесс продолжается достаточно долго, может возникнуть рак. Одно из наиболее предсказуемых последствий — развитие мезотелиомы.
Одновременно макрофаги и другие имеющиеся у нас от рождения иммунные клетки пытаются восстанавливать возникающие повреждения легочной ткани. Но их усилия в этом направлении обладают двумя критическими особенностями. Во-первых, для этого ремонта используются биологические материалы, которыми они заполняют легочное пространство, но не восстанавливают при этом утраченные функции легких. Иными словами, этот ремонт не восстанавливает необходимый для дыхания переход кислорода из воздуха в кровь. И во-вторых, этот ремонт притупляет противоопухолевые реакции других иммунных клеток. Кроме того, изменения макрофагов в легких, забитых асбестом, также способствуют развитию аутоиммунных состояний и рака. А это особенно плохо, так как после многолетнего окислительного повреждения тканей риск образования опухолей в легких очень высок. Таким образом, врожденная иммунная реакция макрофагов на вторжение асбеста в человеческое тело может привести к нескольким формам легочных заболеваний. Неспособные переваривать этот материал, они пускаются «во все тяжкие», а легкие расплачиваются за это страшной ценой.
Точно такой же сценарий реализуется в нашем организме всякий раз, когда иммунная система не справляется с воздействиями окружающей среды. Только вместо асбеста иногда его инициируют и совершенно безобидные факторы. Они могут заставить дисфункциональные или нетренированные иммунные клетки заняться саморазрушением, вызывать неадекватные воспалительные реакции головного мозга (нейродегенерацию), репродуктивной системы (стерильность), поджелудочной железы (диабет), кишечника (воспалительные болезни кишечника), кожи (псориаз), сердца (миокардит), скелета (остеопороз) или печени (несколько форм гепатита).
И наконец, давно назревший вопрос: играет ли какую-либо роль микробиом легких в развитии легочных заболеваний, вызываемых асбестом? Как недавно предположили ученые, помимо прочих факторов на степень риска рака легких, вызванного асбестом, влияет проникновение асбестовых частиц в выстилку дыхательных путей и контакт этих частиц с альвеолярными макрофагами. А одним из главных факторов, определяющих возможность проникновения этих частиц в выстилку дыхательных путей, является, по их мнению, выработка легочными микробами белков, образующих «дыры» в мембране эпителиальных клеток, что увеличивает границу выстилки и мешает асбесту достигать макрофагов. Это еще раз подтверждает наше представление о микробиоме как привратнике тела, контролирующем проникновение к его клеткам различных агентов внешней среды. Остается лишь выяснить, является ли микробиом основным фактором, определяющим концентрацию асбеста внутри тела.
Тренировка иммунной системы
В начале 1980-х гг. было сделано замечательное открытие, имеющее огромное значение для здоровья людей и в долгосрочной перспективе, возможно, способное поставить точку в беспрерывных дискуссиях XX в. о микробах и злоупотреблении антибиотиками. В те далекие годы австралийский врач Барри Маршалл и его коллега Робин Уоррен сообщили о существовании связи между спиралевидной, встречающейся только у людей бактерией Helicobacter pylori (H. pylori), инфекциями желудка и пептическими язвами. Впервые их сообщение было опубликовано в 1983 г. в виде писем в научные издания, а в 1984 г. оно появилось в виде полноценной статьи в медицинском журнале Lancet. До этого времени основными факторами, ответственными за возникновения язв и рака желудка, считались острая пища и человеческие гены. В 2005 г. Маршалл и Уоррен получили за свое открытие Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Решение проблемы казалось совсем простым: везде, и всюду, и где только можно необходимо уничтожить H. pylori с помощью массивной антибиотиковой терапии. Такой подход вполне соответствовал расхожему представлению XX в., что бактерии, осмелившиеся вторгнуться в наше тело, хороши только тогда, когда они мертвы.
Но примерно в то же самое время, когда Маршалл и Уоррен сообщили о своем открытии, ряд других ученых пытались отстоять несколько иное мнение. В своей книге «Недостающие микробы» (Missing Microbes) Мартин Блейзер описывает свои длительные противоречивые исследования, доказывающие, что обитатель нашего желудка, пилорический хеликобактер (H. pylori), на самом деле оказывает на наш организм благотворное влияние. Каким же образом одна и та же информация могла привести ученых к столь разным выводам? А получилось так потому, что, как говорилось в первой части этой книги, человек представляет собой сложную экологическую систему. Далеко на каждый сожительствующий с нами безобидный вид микробов невинен настолько, чтобы не быть потенциально опасным — точно так же, как многие потенциальные патогены иногда приносят нашему суперорганизму существенную пользу. Все зависит от ситуации. Хеликобактер сосуществует с людьми тысячелетиями; он был найден на севере Мексики в мумиях, изготовленных еще до прибытия Колумба в Новый Свет. Похоже, хеликобактер и его многочисленные эффекты вполне согласуются с иммунологической концепцией, получившей название гигиенической гипотезы, впервые сформулированной в 1996 г. британским ученым Дэвидом Стрэченом.
