| |
 |
Печень – это самая главная химическая фабрика в организме, и жизненно необходимо, чтобы она работала без перебоев. Но все производимые ею вещества распространяются по тканям организма только с потоками крови, так что по концентрации этих веществ в крови тоже можно установить, не возникло ли каких-либо проблем в работе печени. Возьмем, к примеру, желтуху – болезнь, при которой в крови сверх нормы увеличивается концентрация желто-зеленого пигмента билирубина. Причиной тому может быть проблема с красными кровяными тельцами, которые начинают слишком быстро распадаться, образовывая при этом большие количества билирубина. А может оказаться всему виной и печень, если она начнет вдруг вместо выделения билирубина в кишечник выделять его в кровь. Произведя два различных анализа на билирубин, биохимик сразу же увидит, где проблема – в крови или в печени.
Кровь – это открытая книга, но написана она чрезвычайно сложным языком. Биохимики могут выделить из крови каждое из многих десятков веществ, а по концентрации многих из них – диагностировать некоторые заболевания. Так, повышение уровня белка серумамилазы может свидетельствовать о приближающемся панкреатите; повышение концентрации другого белка, алкалинфосфатазы – о наступающем раке кости; а слишком большое количество кислой фосфатазы – о раке простаты. Превышение концентрации белка трансаминазы может указывать на проблемы с сердцем, а повышение уровня жирных веществ – на вероятность развития атеросклероза. Таких примеров можно привести десятки.
Нет ни одного теста, который четко указывал бы на одно конкретное заболевание, но каждый тест сужает поле поиска, и с помощью комбинации тестов его можно сузить вполне значительно. Врач получает ясное направление работы, и это тогда, когда еще ни один симптом не получил возможности развиться, и когда еще очень высоки шансы на полное выздоровление больного, или хотя бы на предотвращение дальнейшего прогресса болезни.
Что ждет нас в будущем? Есть все основания полагать, что ценность крови, как инструмента диагностики, будет только возрастать. После Второй Мировой войны постоянно разрабатывались все новые и новые технологии, позволяющие анализировать все более сложные смеси со все большей точностью. С каждым готом мы все точнее можем разлагать кровь на составляющие.
Но далеко не любое отклонение от среднестатистических показателей является патологией. Взять хотя бы те же группы крови. Насколько известно, обладатель группы А так же нормален, как и обладатель группы В, способен прожить столько же и вести столь же здоровую жизнь. Но все же, между ними налицо различие, которое нельзя не учитывать, например, при переливании крови.
Могут существовать и другие подобные отличия, не выходящие за пределы нормы, но, тем не менее, требующие учета.
Вот, например: одной из самых важных функций крови является снабжение различных клеток веществами, необходимыми для построения живой ткани. Основными из них являются двадцать два родственных между собой вещества, объединяемых под названием «аминокислоты». Они могут встречаться как самостоятельно, так и в составе огромных молекул – белков. Состав аминокислот в крови конкретного человека может иметь очень важное значение в лечебном процессе (см. гл. 5).
Так что, возможно, в следующем столетии биохимия человека будет полностью индивидуализирована. Кровь человека станет не просто его визитной карточкой, а «личным делом» с записями обо всем его прошлом, настоящем и будущем.
Шерлок Холмс будущего должен будет заниматься анализом крови. И действительно, вполне можно представить, что по капле крови можно будет предсказать будущее не хуже, чем по игральной карте из колоды. Только кровь, в отличие от карты, будет не туманно предрекать «дорогу дальнюю», или «казенный дом», а вполне конкретно предписывать диету, предостерегать о грозящих опасностях и извещать о легких неполадках в биохимии организма, которые могут перерасти в серьезные проблемы, если им вовремя не придать значения. К тому времени, как у вас появятся внуки, информации, получаемой из капли крови, им будет достаточно, чтобы прожить долгую и здоровую жизнь.
Глава 5. Ваше химическое «Я» (1)
(1) впервые опубликовано в «Madesoiselle» за январь 1963
Для нас само собой разумеется, что не существует двух полностью одинаковых людей. Ребенок без труда узнает свою маму, а молодой человек страстно заверяет свою возлюбленную, что никто в мире не сравнится с ней. Даже между однояйцовыми близнецами есть какие-то минимальные различия. Зрение человека способно улавливать массу индивидуальных различий; то же самое можно сказать и об обонянии собаки. Но поэты утверждают, что взгляд не способен проникнуть вглубь дальше кожи, а телереклама говорит то же самое и о запахе.
Так можем ли мы проникнуть глубже? Существуют ли такие же индивидуальные различия и во внутреннем функционировании организма, столь же очевидные холодному и беспристрастному химическому анализу? Да, конечно, все мы используем для переноски кислорода гемоглобин, а для производства энергии – одни и те же ферменты; у всех у нас есть легкие, сердце и почки. Все мы можем питаться одной и той же пищей, страдать одними и теми же болезнями, и все мы в итоге умрем. Но есть еще кое-что.
В предыдущей главе мы рассуждали о роли крови в отображении химической индивидуальности человека – теперь пора продвинуться еще дальше.
В течение первых пары десятилетий двадцатого века английский врач Арчибальд Гэррот занимался изучением обмена веществ у людей, а именно - исследованием последовательности химических реакций, с помощью которых организм разлагает пищу для получения энергии и построения тканей. Ему попадались случаи, когда организм человека оказывался лишенным способности осуществлять ту или иную реакцию – всего одну, но результаты зачастую становились плачевными (пример см. на стр. 21).
Такие химические отклонения являются врожденными. Весь инструментарий для своей биохимической деятельности, полный или дефектный, человек получает с рождения (хотя в некоторых случаях дефект сказывается гораздо позже). Гаррот назвал отклонения от нормы «врожденными дефектами обмена веществ».
Разумеется, легче всего распознать те дефекты, которые приводят к развитию серьезных заболеваний, таких, как диабет (см. гл. 4), или имеют заметные внешние симптомы (пример – алкаптонурия, сравнительно безвредное заболевание, при котором моча в некоторых случаях становится черной).
Понимая, что внутриклеточные химические механизмы в высшей степени сложны, Гаррот выдвинул вполне логичное предположение, что могут существовать и такие отклонения, которые не приводят к появлению опасных или заметных внешних симптомов; иными словами - что метаболизм каждого отдельного человека может иметь некие минимальные отличия от метаболизма любого другого человека, не являющиеся ни преимуществом, ни недостатком. С этой точки зрения каждый из нас уникален не только внешне, но и внутри.
Вот смотрите. Организм умеет вырабатывать особые защитные белки (антитела), которые вступают в реакцию с чужеродными молекулами и нейтрализуют их. Это один из лучших способов защиты от вторгающихся в организм бактерий и вирусов. После того, как у человека один раз выработались антитела против вируса кори, в дальнейшем эта болезнь ему уже не страшна – у него формируется иммунитет против нее. Вакцина Сэбина стимулирует организм вырабатывать антитела против вируса полиомиелита путем введения самого этого вируса, но только в такой форме, которая не может привести непосредственно к развитию заболевания. Таким образом организм приобретает иммунитет, не рискуя при этом заболеть полиомиелитом по-настоящему.
Механизм выработки иммунитета имеет и обратную сторону – иногда случается так, что организм формирует чувствительность и к совершенно безвредным инородным веществам, например, к некоторым видам цветочной пыльцы или пищи. Такой «ошибочно сформированный» иммунитет называется аллергией.
Каждое определенное антитело четко различает все чужеродные вещества между собой (к примеру, белок утиного и куриного яйца), даже в тех случаях, когда и химику разница между ними неочевидна. И тем более все антитела способны отличать чужеродные вещества от молекул, свойственных самому организму.
Раз антитело может отличать один белок от другого, значит, между ними имеются какие-то различия. Если это так, то получается, что белки каждого человека на земле должны отличаться от белков каждого из остальных людей (за исключением случая однояйцовых близнецов). Косвенным доказательством тому является тот факт, что пересаженный участок кожи может прижиться лишь в том случае, когда он взят с тела самого больного, ну или с тела его однояйцового близнеца, если больному посчастливилось такого близнеца иметь.
Белки кожи любого другого человека организм больного распознает, как чужеродные, и начнет формировать против них антитела. Эти антитела не дадут трансплантату прижиться, отстояв, таким образом, химическую индивидуальность больного – правда, в данном случае, ценой угрозы для его же здоровья.
До сих пор все чудеса медицины достигались путем методов «массированных атак», а научная медицина искала средства, которые подходили бы всем и каждому. Аспирин утоляет боль практически у всех, пенициллин практически всегда останавливает рост определенных бактерий в организме любого человека. Так что врач может всем и каждому прописывать эти лекарства – с оглядкой, разумеется, на редкие случаи гиперчувствительности к ним незначительного меньшинства людей.
Однако, по мере накопления знаний к таким «универсальным» терапевтическим методам прибавятся и более тонкие, основанные на индивидуальных потребностях организма каждого. Врачам придется признать, что у человека имеется не только психологическое и биологическое «Я», но и химическое тоже.
Несомненно, первые шаги в этом направлении будут связаны с белками. В конце концов, большую часть веществ, вызывающих формирование антител, представляют собой белки, и сами антитела тоже являются белками. Очевидно, что присутствующие в организме белки немного различаются между собой, и для того, чтобы извлечь их этих различий преимущества, организм может формировать особые, дополнительные белки.
О каких же различиях идет речь? Начнем с того, что белки состоят из крупных молекул. Даже средняя по размеру белковая молекула имеет в своем составе около четырехсот тысяч атомов. Для сравнения, упомянем, что молекула воды состоит из трех атомов, а молекула сахара, который мы употребляем в пищу – из сорока пяти.
В составе белковой молекулы атомы расположены по блокам, именуемым аминокислотами, в каждый из которых входит от десяти до тридцати атомов. Аминокислоты, скрепленные последовательно, как бусы на ниточке, и составляют молекулу белка.
В общем все аминокислоты построены практически одинаково, разница между ними – лишь в деталях. Каждый конкретный белок состоит из аминокислот пятнадцати – двадцати двух различных видов, объединенных в цепочку, в которой всего аминокислотных молекул могут оказаться тысячи.
Естественно, если два белка состоят из разного количества аминокислот, то они уже различаются между собой, и антитела используют это различие. Точно так же понятно, что даже если два белка состоят из одинакового количества аминокислот, но количественные соотношения различных видов аминокислот в их составе различаются, то этого тоже достаточно, чтобы один белок четко отличался от другого.
Интересно, что даже если два белка состоят из одного и того же количества аминокислот, и процентное соотношение аминокислот разных видов в их составе тоже одинаково, они все еще могут отличаться друг от друга за счет различий в порядке нахождения аминокислот в цепочке. Ведь если взять ожерелье из двадцати бусин – пяти красных, пяти желтых, пяти синих и пяти зеленых – то путем перестановки бусин на нитке можно получить двенадцать миллиардов различных комбинаций.
А строение белков еще сложнее. В состав среднего белка входит не двадцать, а более пятисот аминокислот, а самих аминокислот не четыре, а двадцать видов. И для того, чтобы записать число возможных комбинаций аминокислот в молекуле белка среднего размера, потребуется цифра более чем с шестью сотнями нулей.
Так что понятно, что, конечно же, у каждого человека вполне могут иметься собственные белки, отличающиеся от белков любого другого человека. Вполне возможно, что не только у каждого из ныне живущих людей, но и у каждого из когда-либо живших на земле млекопитающих состав белков, а с ним - и вся внутренняя биохимия, имел строго индивидуальный характер.
Что ж, если белки в организме каждого живого существа имеют индивидуальное строение, а к чужеродным белкам организм болезненно чувствителен, то как же мы вообще едим пищу? К счастью, пища попадает в наш организм не в первозданном виде. Она сперва оказывается в пищеварительном тракте, где претерпевает определенные изменения. И лишь после этого она всасывается сквозь стенки кишечника и попадает, таким образом, собственно в организм.
В процессе переваривания пищи белки расщепляются на отдельные аминокислоты, и в организм попадают именно они. Если бы в организм попало хоть малейшее количество самого белка, тут же началась бы иммунная реакция, которую мы назвали бы аллергией. Аминокислоты же совершенно безопасны.
Из части полученных аминокислот организм уже сам строит белки собственного образца, формируя из них собственные ткани, а другую часть – расщепляет для получения энергии. Естественно, при построении собственных белков аминокислоты используются в пропорциях, свойственных самому организму, а не в тех, в которых эти же аминокислоты использовались в белках, входивших в состав переваренной пищи. К счастью, организм способен справляться с такой диспропорцией за счет умения переделывать одни аминокислоты в другие. Из аминокислот, полученных в избытке, он достраивает недостающее количество аминокислот другого вида.
Правда, эта способность организма ограничена. Около ста лет назад было обнаружено, что если крыс кормить только зерном в качестве единственного источника белка, то они умирают. А вот если к зерну добавить небольшое количество молочного белка, то крысы нормально живут на такой диете. Объяснение этому факту нашли в том, что в белке, получаемом из зерна, отсутствует аминокислота триптофан, в большом количестве содержащаяся в молочном белке. Очевидно, формировать триптофан из других белков организм крыс оказался не в состоянии, и отсутствие этой необходимой тканям аминокислоты приводило к смерти животного.
В 1930-х гг американский биохимик Уильям С. Роуз провел ряд экспериментов на студентах своего университета и установил, что существуют восемь аминокислот, которые организм человека неспособен производить самостоятельно. Он назвал их «необходимыми» аминокислотами, поскольку присутствие этих веществ в пище является необходимым условием для здоровья.
При достаточно разнообразном питании вряд ли кто-нибудь из нас будет всерьез страдать от недостатка необходимых аминокислот. Некоторый дискомфорт можно испытывать только в том случае, если мы сами, намеренно или неосознанно, выбираем себе ограниченную диету, которая оказывается бедна той или иной необходимой аминокислотой.
Диетологи хорошо умеют анализировать пищу на аминокислотный состав; им известны среднесуточные нормы потребления всех аминокислот. Подробно рассмотрев любую диету, можно понять, каких аминокислот в ней не хватает, и как восполнить их нехватку с помощью введения в рацион дополнительных продуктов или таблеток. Это опять же решение «для всех», но возможен и более индивидуальный подход.
Существует достаточно простой способ измерить индивидуальные потребности человека. Организм производит белки для нужд собственных клеток; эти белки циркулируют в крови и имеют, предположительно, то же индивидуальное процентное соотношение аминокислот, которое свойственно организму обследуемого в целом. Можно взять капельку крови на анализ, и взять из содержащихся в ней белков «химические отпечатки пальцев» - индивидуальное соотношение аминокислот. Сравнив его с соотношением аминокислот в диете обследуемого, можно сделать ему уже индивидуальные предложения по желательным изменениям в питании.
Человеку, в чьей биохимии имеются врожденные нарушения, можно в таком случае предложить индивидуальное лечение, а не навязывать ему то же, что и всем. Если мыслить более масштабно – то такой подход можно распространить и на целые географические области, где низкий уровень жизни населения препятствует полноценному питанию.
По мере возрастания медицинских и химических знаний, рано или поздно наступит тот день, когда обмен веществ каждого человека с раннего детства будет периодически подвергаться анализу, и в центральном медицинском архиве будут храниться записи о каждом. И тогда врач вообще не будет лечить больного иначе, кроме как основываясь на предварительном изучении личного дела – разве что в экстренных случаях.
В конце концов, ведь к врачу за помощью обращается не все человечество в вашем лице – к нему обращаетесь лично вы, ваше химическое «Я».
<<... предыдущая стр. :: следующая стр...>>
п»ї1 :: 2 :: 3 :: 4 :: 5 :: 6 :: 7 :: 8 :: 9 :: 10 :: 11 :: 12 :: 13 :: 14 :: 15 :: 16 :: 17 :: 18 :: 19 :: 20 :: 21 :: 22 :: 23 :: 24 :: 25 :: 26 :: 27 :: 28 :: 29 :: 30 :: 31 :: 32 :: 33 :: 34 :: 35 :: 36 :: 37 :: 38 :: 39 :: 40 :: 41
| |
| |
|
|
|
