Почему тело дает сбой. Как ежедневные привычки могут незаметно нас убивать - Шилпа Равелла
К середине 1870-х годов французский химик Луи Пастер и врач Роберт Кох создали так называемую микробную теорию, выявив крошечные организмы, способные проникать в тело человека и вызывать болезни. Инфекционные заболевания специфичны и воспроизводимы, каждое из них вызывается уникальным микроорганизмом – эта микробная теория станет основой всех будущих концепций иммунитета. Ей постепенно уступят место средневековые представления о плохом настроении и миазмах[2]. Пастер создал первую в мире успешную вакцину против сибирской язвы, ослабив бактерии, возбуждающие недуг, с помощью тепла и использовав их для защиты пациентов от болезни. Между тем он не понимал, как именно работает вакцина. Концепции иммунитета – первородной силы с «доброжелательными намерениями» – на тот момент еще не возникло.
Иммунные клетки, которые Вирхов впервые заметил в очагах воспаления, рождаются в костном мозге и созревают в тимусе, или вилочковой железе, – расположенном за грудиной органе в форме бабочки. Они скапливаются в органах иммунной системы, таких как селезенка, лимфатические узлы, миндалины, а также на слизистых оболочках полостей тела, таких как кишечник и легкие, где постоянно взаимодействуют с чужеродными веществами и микроорганизмами. Наше понимание иммунной системы, как пишет Эула Бисс[3], «удивительным образом зависит от используемой метафоры, даже на самом техническом уровне». Иммунологи описывают деятельность клеток с помощью таких терминов, как «интерпретация» и «коммуникация», наделяя их по сути человеческими характеристиками.
Иммунные клетки, подобно персонажам литературных произведений, сложны и многогранны, они меняются с течением времени, получают новые имена по мере того, как наука раскрывает секреты природы.
Макрофаги – одна из разновидностей лейкоцитов, играющая важнейшую роль в процессе воспаления, – участвуют не только в работе иммунитета, но и в целом ряде современных хронических заболеваний. В истории их выявления кроются истоки идей, которые современная наука только начинает для себя открывать.
Зимой 1882 года русский зоолог Илья Мечников снял домик на берегу моря, недалеко от портового города Мессины, расположенного у подножия зубчатых сицилийских холмов. Он взял под опеку пятерых детей, которые были осиротевшими младшими братьями и сестрами его жены Ольги. «Мы идем в цирк. Пойдемте с нами!» – умоляли дети. Мечников любил их, тем не менее отклонил приглашение посмотреть на цирковых обезьян. Ученый приехал в Италию, чтобы сосредоточиться на более мелких и интересных для него существах.
Из окон дома открывался вид на лазурные воды Мессинского пролива. На грязной набережной, застроенной полуразрушенными зданиями, Мечников покупал у рыбаков различную морскую живность, необходимую для исследований. В то утро семья оставила его одного в маленькой гостиной с письменным столом и микроскопом, окруженным колбами со свежей морской водой. Непослушные темные волосы падали на глаза, когда он, сгорбившись, стоял над письменным столом. Ученому было всего тридцать семь лет.
Через объектив своего микроскопа Мечников рассматривал личинку морской звезды Bipinnaria asterigera. Эти миниатюрные завораживающие детеныши морских звезд, покрытые тысячами полос вдоль изогнутых краев их тел, казались жутковато прозрачными – такими же, как и вода, из которой их достали. Наблюдать за ними было все равно что заглядывать в стеклянный дом. Когда Мечников добавил на предметные стекла несколько капель карминового красителя, некоторые «блуждающие клетки» в морской звезде поглотили краситель и окрасились в темно-красный цвет. Он замечал подобные клетки и у других беспозвоночных животных, таких как черви, морские анемоны и губки, которые населяли моря на протяжении почти миллиарда лет. Ученый наблюдал их и у медуз, гребневиков и сифонофоров.
Мечников считал, что эти блуждающие клетки были самым ранним пищеварительным механизмом в природе. Между тем ему не давали покоя вопросы: почему эти клетки блуждают в организмах, подобных личинкам морских звезд, которые и без того выделяют пищеварительные соки для расщепления пищи? И если они поедали кусочки красителя, то что еще могло служить им пищей? Была ли у них какая-то цель? Зоолог был так взволнован, что начал вышагивать по комнате взад и вперед. Он вышел из коттеджа и поспешил к морскому берегу, чтобы прогуляться вдоль кромки воды. Клетки пожирали не только пищу, но и отходы. Они были падальщиками, подумал он. Они избавлялись от всего ненужного. Возможно, даже от чего-то вредного. Может быть, размышлял он, особые клетки защищают организм от патогенов, формируя некую элементарную линию защиты. У этой простой идеи были настолько далеко идущие выводы, что у него перехватило дыхание.
Мечников помчался обратно домой, пробираясь по мощеным переулкам и привлекая взгляды любопытных сицилийских домохозяек. В саду на заднем дворе его домика росло мандариновое дерево, украшенное к Рождеству. Он сорвал с дерева несколько шипов, отнес их в гостиную и вставил в кожу личинки морской звезды. Ночь выдалась беспокойной: исследователь с волнением ожидал результатов своего эксперимента.
На следующее утро, когда он посмотрел в микроскоп, его взору предстало странное зрелище: множество блуждающих клеток внутри личинок окружили шипы со всех сторон, изолировав их, тем самым не позволяя влиять на функции организма личинок. Он повторил эксперимент, используя другие материалы – козье молоко, вареный горох, яйца морского ежа и даже капли человеческой крови, – и каждый раз блуждающие клетки проглатывали инородные объекты или изолировали их. Затем он исследовал водяных блох (дафний), зараженных грибком. У этих животных, которые были такими же прозрачными, как и личинки морских звезд, он наблюдал, как блуждающие клетки проглатывают иглообразные споры грибка. Это было не просто пищеварение, подумал Мечников, а скорее смертельная борьба между видами, происходящая в микроскопическом масштабе, – поле боя, кишащее солдатами, которые совершали согласованные, преднамеренные атаки.
Той весной, в марте 1883 года, великий патолог Рудольф Вирхов приехал в Мессину, чтобы посмотреть на извержение вулкана Этна. Вирхов был поклонником немецкого литературного светила Иоганна Вольфганга фон Гете, который поднимался на эту гору в конце XVIII века. Мечников познакомился с Вирховым через общего знакомого, профессора Мессинского университета. В юности он боготворил Вирхова. Клеточная теория вдохновила его на создание своей собственной великой медицинской теории. Во время их случайной встречи в Мессине клеточной теории было всего около двадцати лет.
Блуждающие клетки в личинках морских звезд, объяснил Мечников Вирхову, были сродни человеческим лейкоцитам. Будучи в душе зоологом, Мечников рассудил, что если его идеи о блуждающих клетках верны, то они проявятся на всем филогенетическом дереве животного царства. Когда он втыкал шипы в личинку морской звезды, то провоцировал реакцию сродни той, что наблюдается у человека с занозой в пальце, когда кожа краснеет, нагревается, отекает, и болит – четыре характерных признака воспаления. Лейкоциты, миниатюрные воины,
