Текст книги "100 великих загадок современной медицины"

Сладкий яд диабета

Многие миллионы людей больны диабетом. У одних клетки поджелудочной железы перестают вырабатывать инсулин или производят его в малом количестве; у других возникает невосприимчивость к инсулину.

При диабете первого типа, когда поджелудочная железа человека по своей природе не способна выдавать нужное количество инсулина, стандартной терапией является шприц. Но почти в 90 % случаев пациенты больны диабетом второго типа, который развивается постепенно, с возрастом.

Цифры только растут. Еще не так давно диабет считался «болезнью богатых». Сегодня эта болезнь стала поистине народной. В 2014 году, по данным ВОЗ, от нее страдало около 422 миллионов человек во всем мире (эти сведения обнародованы в апреле 2016 года). По сравнению с 1980 годом число людей, больных диабетом, возросло в 4 (!) раза. Тогда им болело 108 миллионов человек.

За минувшие десятилетия карта заболеваемости диабетом претерпела значительные изменения. Если в 1980 году список стран, где был наиболее высок уровень заболеваемости, возглавляли ФРГ, Италия и Великобритания, то в 2014 году лидерство перешло к Индонезии, Пакистану и Мексике. Почти половина всех больных диабетом – а это 200 миллионов человек – проживает сейчас в пяти странах: в Китае, Индии, США, Бразилии и Индонезии.

Вообще за последние десятилетия число заболевших диабетом особенно быстро росло в так называемых «пороговых странах» – тех странах третьего мира, которые начали стремительно нагонять промышленно развитые страны Европы и Северной Америки. Ведь эти страны постепенно переняли западный образ жизни. Люди здесь привыкли питаться очень калорийной пищей и при этом перестали проявлять физическую активность.

В не таком уж далеком прошлом, когда разрыв между бедностью и богатством в Европе и США был очень высок, диабет считался «болезнью богатых». Теперь здесь чаще всего им болеют бедные люди, те, кто вынужден покупать дешевые, массовые продукты, способствующими ожирению. Зато в странах третьего мира, где уровень жизни низок, диабет остается «болезнью богатых» – людей, склонных к излишествам.

Имеющиеся препараты лечат только симптомы, но не борются с причинами диабета

Диабет собирает огромное число жертв. В 2014 году 3,7 миллиона человек во всем мире умерло от этого заболевания. Почти половина из них – 1,6 миллиона человек – не достигли 70 лет, то есть были еще не старыми людьми.

Медиков особенно тревожит то, что многие случаи заболевания диабетом остаются не выявлены. Даже в промышленно развитых странах число «скрытых больных» составляет от 30 до 50 %.

Но при всей распространенности диабета ученые многого не знают о нем. Почему развивается эта болезнь? Что ее вызывает? Почему одни люди более подвержены заболеванию диабетом, чем другие?

У людей, больных диабетом, заметно повышается концентрация сахара в крови, поскольку их поджелудочная железа вырабатывает слишком мало инсулина. После любой трапезы этот гормон снижает уровень сахара, способствуя тому, что содержащаяся в пище глюкоза (один из наиболее распространенных моносахаридов) теперь переходит в различные ткани нашего тела.

У больных, страдающих диабетом второго типа, выработка инсулина поначалу еще продолжается. Однако клетки их тела по разным причинам – ввиду избыточного веса, неправильного питания, малой физической активности – становятся всё менее чувствительны к инсулину (важную роль играет генетическая предрасположенность). Их поджелудочная железа наращивает обороты, производит всё больше инсулина и в конце концов не выдерживает – перестает работать.

Специалисты объясняли эту катастрофу тем, что бета-клетки, синтезирующие инсулин (никакое лекарство не сравнится с ними – настолько они быстро, в нужных дозах, вырабатывают инсулин, как только мы примем пищу), отмирают от перенапряжения. Однако в конце 1990-х годов выяснилось, что если извлечь испытавшие сильный стресс и якобы отмершие бета-клетки из поджелудочной железы, то они на самом деле живы, но превратились в собственные клетки-предшественницы. По крайней мере какое-то время они пребывают в этом обличье и уже не производят инсулин. Если прибегнуть к сравнению, выдержанному в духе восточной эзотерики, то с бета-клетками произошло то же, что с человеком, который после смерти стал тем, кем был в предыдущей жизни.

Традиционно лечение диабета основано на следующих принципах. Одни лекарства стимулируют выделение в организме инсулина, а другие повышают чувствительность клеток к имеющемуся инсулину. Если это не помогает, пациентам приходится самим вводить себе инсулин с помощью шприца. Малоприятная процедура!

Но, может быть, нам надо сменить саму стратегию борьбы с диабетом? Предлагаемые сейчас лекарства, как правило, принуждают бета-клетки на ранней стадии болезни вырабатывать еще больше инсулина, но это приводит лишь к их преждевременному износу. Что, если каким-то образом поберечь бета-клетки?

Есть и другая идея. Ее предложили ученые из Гарвардского университета. Что, если замедлить разложение инсулина? Раз организм испытывает недостаток инсулина, тем важнее сделать всё для того, чтобы имеющийся инсулин расходовался как можно медленнее. Возможно, это позволит создать новый класс лекарственных препаратов против диабета.

Ну а если мы научимся превращать клетки-предшественницы обратно в бета-клетки, то мы почти справимся с болезнью – остановим диабет. Во всяком случае, ученым из Колумбийского университета (об их опытах писал журнал «Cell» в 2012 году) удавалось превращать клетки-предшественницы в различные типы клеток поджелудочной железы.

Пока же препараты, имеющиеся у нас, лечат только симптомы, но не борются с причинами, их породившими. Даже такие эффективные средства, как физическая активность, здоровое питание, похудение, помогут лишь на какое-то время нормализовать уровень сахара в крови. Рано или поздно диабет вернется: например, когда человек состарится.

В лечении диабета нужен кардинально новый подход, и смена парадигмы, похоже, назревает, признают сами специалисты. Важно установить, например, сохраняются ли в поджелудочной железе бета-клетки и если да, то можно ли размножить оставшиеся бета-клетки для того, чтобы организм не испытывал недостатка в инсулине. (Впрочем, у этой идеи есть немало противников. Они считают, что может начаться неконтролируемое деление бета-клеток и это приведет к появлению злокачественной опухоли.)

Если же не принять срочных мер, то заболеваемость диабетом будет неуклонно расти и, по оценке ВОЗ, уже к середине 2030-х годов удвоится.

Но как принять эти меры, если с полок магазинов на нас смотрят тортики, пирожные, пирожки, шоколадки, чипсы? Соблазны караулят нас всюду. Сахар содержится во многих готовых продуктах, которые мы покупаем, причем часто его бывает там больше, чем указано на упаковке. Сахар, вещество, сделавшее многих людей больными, доступно всем и везде – в отличие от других вредных товаров (алкоголь, сигареты).

Но только ли производители и продавцы «вкусненького» виноваты в этой эпидемии диабета, охватившей весь мир?

Неправильное питание и недостаточная физическая активность заметно повышают риск заболевания диабетом второго типа, но ведь есть и генетическая предрасположенность к нему. Если диабетом больны родители, то очень возможно, что их дети тоже заболеют им. И только от образа жизни, от того, как они питаются, от того, занимаются ли они спортом, зависит, произойдет ли это рано или поздно.

Когда мы страшимся иммунитета…

Иммунная система жизненно важна для нас. Без нее, без этой армии, стоящей на страже нашего тела, мы давно стали бы жертвами микробов, атакующих нас со всех сторон. Но иногда она устанавливает свою беспощадную диктатуру. И тогда во всех частях организма происходит непоправимое – развертывается «большой террор». Клетки иммунной системы – те, кто призван расправляться только с врагами, – теперь методично истребляют здоровые клетки организма, страшно ослабляя его.

Как же так получается, что иммунная система выходит из-под контроля? Детали этого фатального процесса во многом неясны и теперь. Их еще предстоит открыть медицине завтрашнего дня. Но уже известно, что от самовольства иммунной системы страдают миллионы людей.

От волчанки страдают прежде всего девушки и молодые женщины

В принципе у иммунной системы есть «отдел собственной безопасности», который уничтожает «преступников» – клетки тела, пытающиеся причинить вред другим, здоровым клеткам, тканям тела, его органам. Но иногда работа отдела по каким-то причинам нарушается. Это приводит к развитию аутоиммунных заболеваний (буквально: болезней, направленных против самого себя). Если не лечить их, то иммунная система будет непрестанно воевать с клетками того или иного органа тела до тех пор, пока не разрушит его.

К таким недугам относится рассеянный склероз, при котором иммунные клетки уничтожают нервную ткань; к ним принадлежат ревматизм, волчанка, воспалительные заболевания кишечника – болезнь Крона и язвенный колит. Даже диабет первого типа, по сути, относится к аутоиммунным заболеваниям.

Поговорим, например, о такой болезни, как волчанка. От нее страдают прежде всего девушки и молодые женщины. Кожа их лица (в основном нос и щеки) покрывается широкими красными пятнами. Развиваются боли в суставах. Воспалительные процессы поражают сердце, легкие, почки.

Откуда же взялась эта напасть? Как выяснилось, в крови больных можно обнаружить особые протеины, вырабатываемые клетками иммунной системы, – так называемые аутоиммунные антитела, которые направляют ее агрессию против собственного организма.

Как это происходит?

К важнейшим агентам иммунной системы принадлежат клетки, которые демонстрируют другим клеткам этой системы, ее исполнителям («убийцам»), «фотографии преступников», то есть антигены, фрагменты протеинов различных вирусов и бактерий, которым нет места внутри громадного, сложного государства под названием «человек». Встретившись с носителем этого антигена, любая клетка-убийца иммунной системы должна его ликвидировать.

Особняком стоят «киллеры высшей категории»: В-лимфоциты и Т-лимфоциты (В-клетки и Т-клетки). Свое обучение они проходят в спецшколах: В-лимфоциты вызревают в костном мозге, а Т-лимфоциты – в тимусе (вилочковой железе). Затем они базируются в лимфатической системе, например в лимфоузлах.

В отличие от обычных клеток-убийц, которые набрасываются на того, чей «портрет» им укажут, эти клетки сами занимаются розыском опасных вирусов и бактерий. Для этого они оснащены множество рецепторов (к тому же меняющихся). Эти рецепторы, словно когда-то антенны на крышах многоквартирных домов, усеивают поверхность этих иммунных клеток.

Все они проходят строжайший отбор. В частности, все будущие убийцы, у которых обнаружатся рецепторы, случайно соответствующие здоровым клеткам нашего тела, тут же выбраковываются. Никто из убийц не должен угрожать собственным клеткам организма.

Однако в мире клеток, как в мире живых людей, никакой контроль не бывает стопроцентно надежным. Червоточинка где-то да заведется. Как выяснилось, около 5 % Т-клеток, циркулирующих в крови, сумели избежать грозившее им испытание и теперь, если с ними что-то не так, они могут расправиться с любой здоровой клеткой организма, не ожидающей этого «удара в спину».

Клетки нашего тела исчисляются астрономическими цифрами, потому «пять процентов» – это очень большая величина. Пока другие клетки-убийцы защищают нас, эти рано или поздно на нас нападут. Вышедшие из-под контроля, они могут дезорганизовать работу целой области тела – какого-либо его органа.

Почему же тогда не все люди страдают от аутоиммунных заболеваний? Ведь, по идее, мы все обречены ими заболеть!

Ответ таков: имеется определенный механизм регуляции, который мешает начаться болезни. Например, некоторые В– и Т-клетки становятся «супрессорами» – они подавляют нежелательные реакции нашей иммунной системы. Есть также медиаторы – цитокины, которые сдерживают иммунную систему, мешают ей охотиться за здоровыми клетками.

Новейшие исследования показывают, что даже клетки соединительной ткани могут подавлять иммунный ответ. Они, например, выделяют фермент, который не дает возможности Т-клеткам делиться. Те не могут создать боеспособный отряд, чтобы на свой страх и риск напасть на какой-нибудь орган своего тела.

Итак, в нашем организме есть несколько уровней защиты, ограждающих нас от опасной активности иммунных клеток. Обычно хотя бы какой-то уровень защиты срабатывает, поэтому люди сравнительно редко болеют аутоиммунными заболеваниями.

Но иногда всё выходит из-под контроля. Например, число Т-клеток-супрессоров – клеток, отвечающих за снижение уровня иммунного ответа организма, – может резко снизиться из-за какого-то заболевания (такое бывает при аутоиммунном полигландулярном синдроме).

В случае с волчанкой исследователи из Гейдельбергского университета выяснили недавно, что тут играют важную роль антитела, которые лживо указывают (буквально «пишут доносы»), что возбудитель заболевания притаился в ядре такой-то клетки. Клетки-убийцы получают недвусмысленный сигнал. Подобные антитела ученые называют «антинуклеарными» (от латинского nucleus — «ядро»).

Но вот вопрос: как же возникают такие антитела? Ведь ядро клетки – ее святая святых. Оно окружено цитоплазмой, ограждено клеточной мембраной. Откуда же берутся антитела, которые точно указывают на то, что хранится в глубинах клеточного ядра, в его сейфовой ячейке?

Всему виной может быть один процесс, постоянно протекающий в нашем теле. Это – апоптоз, запрограммированная клеточная смерть. Во время апоптоза клетки, чем-либо не устраивающие организм, массово умирают. Отмершие клетки быстро уничтожаются специальными клетками иммунной системы, своего рода ее «санитарами», «мусорщиками». Именно при этом уничтожении клеток и можно узнать, словно во время вскрытия, что же было утаено у них внутри, что содержалось в их клеточном ядре.

Когда клетка умирает от апоптоза, ее ядро распадается, и составные части ядра в принципе содержат все те антигены, что характерны для волчанки. Предположение ученых таково. Аутоиммунные заболевания, по крайней мере волчанка, – это болезни, вызванные… трупной инфекцией. Каждый день в нашем теле миллионы клеток отмирают по заданной им программе. В организме действует система удаления остатков отмерших клеток. Но если эта система нарушается, то «непогребенные» останки могут привлечь внимание агентов иммунной системы. Если они примут их за остатки вторгшихся в организм врагов, то они дают наводку клеткам-убийцам, что этих врагов, ежели они встретятся, тоже надо атаковать. Так иммунная система ошибочно начинает охоту за вполне здоровыми клетками организма.

Окончательно причина возникновения аутоиммунных заболеваний по-прежнему неясна (во всяком случае, в деталях). Ученые продолжают выдвигать различные гипотезы.

Как бороться с редкими болезнями?

Эти болезни можно назвать «падчерицами» современной медицины. Поэтому у людей, заболевших ими, мало надежды получить достойное лечение, а значит, и мало шансов на выздоровление. Узнав о диагнозе, они часто чувствуют себя неудачниками, изгоями.

Впрочем, проходит много времени, прежде чем правильный диагноз будет поставлен. Часто врачи лишь разводят руками после безуспешных попыток сложить из отдельных симптомов образ болезни, совпадающий с хорошо знакомыми им картинами заболеваний.

Но вот диагноз поставлен. Страшное название произнесено. Но далеко не для всех редких болезней даже есть надежная терапия. Порой врачи вынуждены лишь констатировать изменения, происходящие с пациентом, не зная, как ему помочь.

Зачастую нет и хороших лекарств. Ведь разработка новых медикаментов очень дорога, а фармацевтам уже по определению – «редкие болезни» – понятно, что расходы на создание препаратов в обозримом будущем вряд ли удастся окупить. Поэтому крупные фармацевтические компании почти не вкладывают средства в исследование этих болезней и разработку новых лекарств.

И все-таки это – полуправда.

Например, в Европейском союзе сегодня около 36 миллионов человек страдают от редких заболеваний. Это – свыше 7 % населения ЕС. Очевидно, та же картина характерна и для других стран. Можно с уверенностью сказать, что сотни миллионов людей во всем мире вынуждены жить со своими «редкими заболеваниями». Их судьбу уже никак не назовешь «редкой».

При акромегалии заметно вытягиваются уши, нос, подбородок, а также кисти и стопы ног

Едва ли не любой из нас хотя бы раз в жизни слышал о каком-нибудь редком заболевании.

Это может быть фенилкетонурия, врожденное нарушение обмена веществ, которое способно вызвать повреждение головного мозга. Люди, больные этим недугом, выделяются неестественно бледным цветом кожи.

Это может быть акромегалия. Она развивается при избыточной выработке гормона роста – соматотропного гормона. У человека очень заметно вытягиваются уши, нос, подбородок, а также кисти и стопы ног. Причиной болезни является нарушение функций одного из отделов мозга – гипофиза.

Это может быть боковой амиотрофический склероз. Многие знают по крайней мере одного человека, который вот уже несколько десятилетий страдает от этого страшного недуга. Это – один из самых известных физиков современности, Стивен Хокинг. Он давно общается с внешним миром при помощи речевого синтезатора.

Всего же медики насчитывают около 30 тысяч (!) редких болезней, и это опять же делает их не таким редким феноменом, как мы привыкли считать.

Почти все эти болезни хронические; их симптомы часто проявляются уже в детстве. Многие из этих заболеваний заметно сокращают продолжительность жизни человека. В четырех случаях из пяти они обусловлены генетическими дефектами.

Например, прогерия, или преждевременное старение, бывает вызвана мутацией одного-единственного гена. Он отвечает за образование определенного протеина, который укрепляет стенки клеточного ядра. В его отсутствие они слабеют и деформируются. Дети, рожденные с этим генетическим дефектом, начинают стареть с первых лет жизни. У них выпадают волосы, становятся хрупкими и пористыми кости, изнашивается сердечная ткань. Чаще всего они не доживают до 14 лет. Впрочем, прогерия – очень редкая болезнь. В Европе, по статистике, на 400 тысяч человек приходится один такой больной.

Заболевание гипофосфатазией вызвано сразу несколькими генетическими дефектами. Из-за этих изъянов в организме не вырабатывается важный фермент, который влияет на рост и формирование костей. У людей, страдающих от этой болезни, регулярно ломаются кости. По-настоящему им может помочь особая терапия, основанная на замещении недостающего фермента.

Итак, многие миллионы людей страдают от редких заболеваний, и все они хотят, чтобы их лечили так же тщательно, по разработанной методике, как лечат больных гриппом, диабетом и даже ВИЧ-инфекцией. Их пожелания выполнить крайне трудно. Ведь редкие болезни и теперь еще на редкость плохо изучены.

Это признают и руководители ВОЗ. В одном из их недавних докладов сказано: «Конечно, за последние десять – двадцать лет мы стали больше знать о редких заболеваниях, мы чаще слышим о них, но наши представления о них, об их происхождении и способах лечения, всё еще изобилуют огромными пробелами».

И все-таки надежда есть. Генетики и врачи ищут новые подходы к лечению этих недугов, разрабатывают всё новые терапии в ожидании, что рано или поздно победа будет достигнута.

Как уже сказано, многие редкие заболевания вызваны генетическими дефектами. Гены отвечают за отдельные функции организма, и если один из таких генов мутирует, если в нем появится изъян, ошибка, то он уже не будет выполнять то, что от него требуется.

Поясним это на следующем примере. Сравним организм человека со сложной машиной, где имеется множество ярлычков «Вкл.» и «Выкл.». Пока они остаются на своем месте, машина работает безупречно. Вовремя открываются нужные клапаны, движутся поршни и штоки, но если одна из надписей «мутирует» и в ней, например, сотрется буква «ы», то в нужный момент, когда маховик должен остановиться, он, наоборот, пойдет вразнос, и это приведет к поломке машины. Вот так из-за одного-единственного изъяна в генах ломается и всё наше тело, обрекая человека на неизлечимую болезнь.

Но это же сравнение подсказывает врачам и стратегию. Если для починки машины надо вызвать механика и он должен разобраться, почему маховик усиливает работу вместо того, чтобы выключиться, то для «починки» человека рано или поздно будут приглашать генетиков, которые возьмутся чинить наше тело – исправлять тот самый генетический дефект.

Вот, например, ген под названием FGFR-3. Если в нем обнаруживается дефект, то у человека развивается такая болезнь, как ахондроплазия. У него нарушается рост рук и ног; он остается низкорослым. Победить эту болезнь можно, только поняв, когда срабатывает этот генетический дефект – когда перепутываются кнопки «Вкл.» и «Выкл.».

При синдроме Марфана мутация гена приводит к тому, что соединительная ткань разрастается. Люди, больные им, часто выделяются непомерно большим ростом, у них деформируется позвоночник, развивается порок сердца.

Вот только как отыскать гены, которые отвечают за то или иное заболевание? Ученым приходится исследовать весь геном – не один или два фрагмента ДНК, а все 20 с лишним тысяч генов пациента. Как здесь найти то единственное генетическое изменение, которое и вызвало болезнь? Сами генетики сравнивают этот процесс с незабвенным (так и вертится на языке!) поиском иголки в стоге сена. Если поиск удается, то – хочется сказать! – очень важная часть этого дела, чуть ли не полдела, уже сделана.

На самом деле это самообман, и он раскрывается быстро. Ученым уже известна «генеалогия» многих редких заболеваний; им понятно, мутация каких генов вызывает эти болезни. Однако до сих пор так и не предложены надежные методы терапии этих недугов. Их еще предстоит найти. Придумать. Десятки миллионов людей в Европе, сотни миллионов людей во всем мире с надеждой ждут новостей из научных лабораторий. Ведь редкие (совсем-совсем не редкие!) болезни что-то вроде мин, спрятанных на поле жизни многих людей. В самом начале их жизненного пути эти мины взрываются, обрекая их на страдания и вскоре унося их жизни. Обезвредить эти коварные, неприметные «мины» – вот одна из важных задач новейшей медицины.