Текст книги "Ингредиенты. Странные химические свойства того, что мы едим, пьем и наносим на кожу"

Почему? Потому что он просто невероятный. Скорее всего, это самая калорийная еда в природе. Мед удобно расположен в центральной (хоть и не самой легкодоступной) части улья, и с ним в комплекте идут личинки пчел, богатые белком и жиром. Кроме того, он божественно вкусный.

Я придерживаюсь мнения, что поиск хитрых способов добычи этого натурального подсластителя, который вели древние люди, является не модификацией продукта, а кражей обработанной пищи, принадлежащей другому животному. Мед – это замечательно… если вы живете в улье. В противном случае вам нужно найти другой способ повысить уровень глюкозы в крови.

* * *

Вспомните, что растения постоянно перекачивают то, что по существу является сиропом, из листьев в остальные свои части через ситовидные трубки, расположенные глубоко в тканях. Если вы хотите получить доступ к этому сахару, то не можете просто откусить часть растения. Листья, побеги и стебли, в которых находится большая часть сахарных магистралей, не сладкие на вкус (подумайте о стеблях сельдерея). Дело в том, что, когда человек кусает растение своими гигантскими зубами, он повреждает не только ситовидные трубки, но и другие части, по которым не струится сахарный сироп. К нам в рот также попадают горькие химические вещества, которые растения производят специально, чтобы быть невкусными. К сожалению, у нас нет в распоряжении специального тонкого инструмента для попадания непосредственно в сахарную магистраль. Однако есть существо, которое им обладает: скромная маленькая тля.

Тли – это маленькие (обычно) зеленые насекомые, приносящие большой вред растениям. Начнем нашу историю с леди по имени Мейбел, которая села на лист. Длина ее тела составляет пять миллиметров, что делает эту особь крупной для тли. У большинства видов тело длиной два-три миллиметра. Найдя подходящее место, она выплевывает капельку слюны, которая быстро приобретает консистенцию арахисового масла. Пока та загустевает, Мейбел разворачивает хоботок, похожий на иглу для подкожных инъекций, но при этом гибкий и имеющий два канала вместо одного.

Этот хоботок – рот насекомого: мордочка тли вдруг превращается в длинную гибкую иглу.

Мейбел проникает в гелевую слюну, которую она только что выплюнула, и кончик ее хоботка вскоре пронзает поверхность растения. В отличие от металлических игл, которыми колют вас врачи, хоботок не повреждает клетки, а проникает между ними. Тля вводит его в растение нежными толчками, а перед каждым движением выплевывает капельку гелевой слюны и пронзает ее. Когда кончик хоботка выходит с другой стороны капли, она выплевывает другую, протыкает ее и так далее. Эти капли гелеобразной слюны затвердевают, создавая оболочку, которая защищает (и смазывает) хоботок, пока тля проталкивает его между клетками растения все глубже и глубже.

Периодически у Мейбел возникает потребность сориентироваться. На ее хоботке нет глаз, и он не знает, в каком месте внутри растения находится, поэтому она протыкает хоботком соседнюю клетку. Оказавшись внутри, она делает глоток клеточного содержимого, другими словами, всасывает внутренности клетки в один из двух каналов хоботка и пробует их на вкус. Точно неизвестно, что чувствует при этом Мейбел, но она, вероятно, проверяет, насколько жидкость сладкая или кислая. Если она недостаточно сладкая и(или) слишком кислая, тля достает хоботок, меняет направление и снова продвигается внутрь растения. В итоге она проникает в священную сахарную магистраль – ситовидную трубку.

Как вы могли догадаться, растения не хотят, чтобы в них проникали. Особенно они опасаются за ситовидные трубки, ведь знают, что будет дальше: крупномасштабная кража глюкозы, которую они так усердно создавали. Растения вовсе не жадные и готовы пойти на честную сделку с насекомым или животным. Они словно говорят:

«Эй! Существо, которое перемещается! Я не могу сдвинуться с места, но у меня только что был секс, и мне нужно, чтобы все оплодотворенные эмбрионы распространились по миру. Если ты мне с этим поможешь, то я позволю тебе выпить нектар из моего сладкого цветка или съесть мои плоды. Звучит приемлемо? Отлично, договорились».

Однако, когда кто-то пытается забрать сахар, ничего не предлагая взамен, растения сердятся. Когда гусеница, например, жует, мнет и разрывает растительные ткани, они совершают множество ответных действий. Электрические и химические сигналы распространяются повсюду, сообщая об опасности. Длинные тонкие белки внутри ситовидной трубки, называемые «форисомы», увеличиваются в ширину в два-три раза, частично блокируя трубку. Клетки начинают производить полисахарид под названием «каллоза», который тоже помогает закупорить этот канал.

Но Мейбел знает об этих мерах. Убедившись, что клетка, в которую она проникла, – это ситовидная трубка, она выплевывает уже другую слюну, которая в значительной степени блокирует защитную реакцию растения. Теперь тля у цели. Она подавила защитную систему ситовидных трубок, и, поскольку канал находится под давлением, ей даже не приходится всасывать его содержимое. Мейбел просто открывает или закрывает клапан в голове, чтобы контролировать поток.

Однако у растения есть еще один защитный механизм, с которым Мейбел придется иметь дело. Это высокая концентрация глюкозы в ситовидной трубке, сравнимая с содержанием сахара в банке колы. Продвигаясь по пищеварительному тракту Мейбел, этот невероятно насыщенный сироп выводит из клеток так много воды[61]61
   Она делает это с помощью процесса, называемого осмосом. Если вы хотите увидеть его в действии, растворите пару чайных ложек соли в стакане воды, а затем бросьте туда свежий салатный лист. Через 20 минут вы увидите, что он завял, потому что соль вытянула всю воду из его клеток. То же самое относится к Мейбел, однако вместо соли виновником является сахар, а вместо салата опасности подвергается насекомое. – Прим. авт.


[Закрыть], что другим, расположенным глубже в кишечнике, приходится направлять ее на передовую, чтобы помочь своим товарищам. К сожалению, Мейбел нужно поесть, поэтому она продолжает глотать сироп и терять воду. Чем больше жидкости проходит через тело тли и выходит из него, тем больше воды расходуется. Если она не перестанет пить этот растительный сироп, то из-за недостатка влаги высохнет, сморщится и умрет.

Это непременно произошло бы, если бы у Мейбел не было двух изысканных механизмов, борющихся с потерей воды. Первый очень прост: время от времени она может доставать хоботок из сахарной магистрали, находить немного ксилемы, переносящей воду из корней наверх, и делать большой глоток, чтобы восстановить обезвоженные ткани. Второй механизм заключается в том, что в теле тли есть фермент, связывающий молекулы сахара вместе, что снижает способность нектара высасывать воду из клеток. Это прекрасно для Мейбел, но ужасно для растения, ведь это означает, что насекомое может есть столько, сколько хочет.

* * *

Давайте подумаем о том, насколько это невероятно. Существо размером меньше ногтя и весом легче 10-сантиметрового волоса может:

1) вводить свой гибкий хоботок между отдельными растительными клетками, углубляясь на несколько миллиметров под поверхность стебля (а в некоторых случаях даже под древесную кору);

2) находить растительные клетки, переносящие 30-процентный сахарный раствор под давлением 5000–10 000 мм ртутного столба, и проникать в них;

3) незаметно пить столько нектара, сколько хочется, не высыхая и не умирая от того, что высококонцентрированный сахарный раствор обезвоживает тело.

Человеческой аналогии для этого не существует, но если бы она была, то у вас вместо рта была бы игла шириной с рулон туалетной бумаги и длиной с левую ногу. Вы должны были бы подкрасться к пожарному, поливающему водой дом, и пронзить пожарный рукав этой иглой, чтобы поток воды направился к вам в пищеварительный тракт. При этом вам бы пришлось проделать это так, чтобы человек ничего не заметил.

Но давайте вернемся к Мейбел. Она еще не закончила.

Тля не просто потягивает сок, а прямо-таки присасывается к листу. Зачем? По удивительно знакомой причине: незаменимые аминокислоты. Даже если вы не знаете, как выглядят эти молекулы, вы, вероятно, слышали этот термин. Аминокислоты – это строительные блоки белка, и в природе их существует около двухсот. Ваше тело, как и у большинства животных, включая Мейбел, может производить примерно половину от этого количества. Вторую половину и вам, и тле необходимо получать из пищи. В противном случае тело не сможет производить жизненно важные белки и с вами случится что-то плохое. Растительный сок содержит все виды аминокислот, нужные Мейбел[62]62
   Если быть предельно точным, то в самом растительном соке не содержатся все аминокислоты, необходимые Мейбел. Однако в теле насекомого есть бактерии, которые превращают вещества из растительного сока в незаменимые аминокислоты. У тлей, как и у нас, есть микробиом. – Прим. авт.


[Закрыть], но в очень маленьком количестве. Таким образом, чтобы получать достаточно незаменимых аминокислот (а также потому, что сок находится под большим давлением), ей приходится пить его в огромном количестве.

Это значит, что она много испражняется.

Ее фекалии не такие, как у вас. По своему химическому составу они не так сильно отличаются от растительного сока. Это прозрачная и бесцветная сладкая сиропообразная жидкость. Возможно, вы уже знаете ее под другим названием: медвяная падь. Когда Мейбел была маленькой, она каждый час выводила из организма столько этой жидкости, сколько весило ее тело. Став взрослой, она выделяет около миллиграмма в час. Кажется, что это немного, но не забывайте, что она весит всего в два раза больше. Даже если бы вы подвергались принудительному кормлению, как гуси, из которых собираются готовить фуа-гра, и страдали бы сильнейшей диареей из когда-либо зафиксированных, то все равно не смогли бы каждый час производить количество фекалий, равное половине вашего собственного веса.

И это только одна тля. Когда речь идет о целых колониях, количество выделяемых ими фекалий не укладывается в голове. В некоторых лесах они могут производить до 50 килограммов сухой медвяной пади на одном дереве в год[63]63
   Если вам интересно, то сухой падь становится после испарения воды, и это значит, что фактический вес пади, выделяемой колонией тлей, гораздо больше. – Прим. авт.


[Закрыть]. В зависимости от густоты леса и количества живущих там тлей, можно говорить о сотнях килограммов этой жидкости, которые ежегодно остаются на четырех тысячах квадратных километров.

Однако на выделении медвяной пади все не заканчивается. У тлей сложный жизненный цикл и причудливый способ размножения. Зимой Мейбел может спариться с мужской особью тли и отложить яйца со смесью собственной и отцовской ДНК. Летом самка не спаривается с самцом, но все равно рожает. Она производит на свет живую, полностью сформированную и генетически идентичную ей особь – клон. Этот малыш, появляясь на свет, уже является беременным другим клоном. У ученых есть прекрасное название для этого явления – телескопическое размножение.

Если их не съедят божьи коровки и другие хищники, то за один сезон на свет может появиться двадцать поколений тлей.

Итак, растения, в сущности говоря, являются гигантским шведским столом. Если Мейбел и ее товарищам нравится меню, они будут:

1) высасывать растительный сок из ситовидных трубок несколько дней кряду, лишая растения необходимого им потока питательных веществ;

2) активно размножаться;

3) пачкать все, что находится под ними, липкой сладкой жижей, как двухлетний ребенок с мороженым.

Если бы вы были представителем народа тюбатулабаль, жившего в Калифорнии тысячи лет назад, то все это вас бы совершенно не беспокоило. На самом деле вы нашли бы способ использовать это себе во благо…

* * *

Первыми, кто заметил, что тли повсюду оставляют сахарные экскременты, были не люди, а муравьи. Даже спустя сотни миллионов лет некоторые виды этих насекомых до сих пор получают сахар от тлей. Если вы позволите тле вида P. cimiformis ввести свой хоботок в растение, а затем положите муравья T. semilaeve на стебель, то произойдет следующее.

1. Муравей врежется в тлю и начнет размахивать антеннами, словно проповедник-пятидесятник[64]64
   Пятидесятники – евангельские христиане, последователи Всемирного пятидесятнического братства, на сегодняшний день самого многочисленного из всех направлений протестантизма.


[Закрыть], исцеляющий молитвой прихожанина на ускоренной видеозаписи.

2. В ответ она дернет задними лапками, выделит каплю пади и направит свой зад, полный этой жидкости, на муравья.

3. Он с благодарностью получит каплю медвяной пади и начнет ее пить.

4. Затем он прощупает своими антеннами анальную область тли, чтобы убедиться, что поток пади продолжается.

В благодарность за постоянную поставку пищи муравьи защищают тлей от хищников. Это классический пример симбиотических отношений.

Муравьям очень удобно пить падь прямо из зада тли, но если бы вы были тюбатулабалом, пайютом из долины Оуэнс или Сюрпрайз, явапаем, тохоно-оодхамом или представителем другого индейского народа, жившего несколько сотен лет назад, вам пришлось бы проявить изобретательность.

Внимательно наблюдая за тлями в течение лета, вы, вероятно, заметили бы, что через некоторое время жидкость из медвяной пади испаряется, в результате чего на бедном растении остается слой кристаллического сахара. В Калифорнии это обычно камыш, тростник или высокая трава. Коренные народы разработали гениальный метод обработки так называемых падевых шариков. В конце лета или в начале осени, прежде чем начинались дожди, люди обрезали стебли длинных летних трав, которыми питались тли, оставляли их сушиться на солнце, а затем колотили их палками над медвежьей или оленьей кожей, от чего медвяная падь валилась со стеблей на кожу животных. После этого люди собирали ее, скатывали шарики и съедали их, предварительно разогрев на огне.

Первыми, кто заметил, что тли повсюду оставляют сахарные экскременты, были не люди, а муравьи.

Кстати, коренные американцы были (и до сих пор остаются) чрезвычайно изобретательными в отношении обработки натуральных продуктов. Конфеты из пади – это один из примеров того, что вы или я не догадались бы сделать, придя в лес. Смогли бы вы изготовить детские подгузники из лишайников и точно рассчитанной комбинации водорослей и грибов? А клей из овечьих рогов? А перчатки из кожи американской лысухи?[65]65
   Вы наверняка не знаете, кто такая американская лысуха. Это птица, похожая на утку. – Прим. авт.


[Закрыть] Нет, не смогли бы. Большинство из нас и пяти дней не продержалось бы в национальном парке, в то время как женщина из народа тонгва в полном одиночестве жила на острове размером с третью часть Вашингтона целых 18 лет.

* * *

Сегодня еда оценивается исходя из того, насколько «чистой» она выглядит. Райская пища всегда известна с древности, она органическая, натуральная и нетронутая человеком. Адские продукты современные, промышленные и ультра-обработанные. Однако наша история усложняет разделение на две эти категории. Куда можно отнести шарики из пади? Я легко могу представить, как они продаются в пластиковой упаковке на заправках или в коричневой бумаге в магазине здорового питания. А что насчет лиофилизированного картофеля и «обезвреженной» кассавы?

Может, дорога в ад, вымощенная конфетами с арахисовым маслом, укрепленная леденцами с начинкой и посыпанная измельченным Cheetos, не так нова, как кажется? Может, то, где мы находимся сегодня, – это результат очень древних традиций?

Во-первых, тысячелетиями существует детоксикация пищи. Когда выбор стоит между жизнью и смертью, люди будут проявлять изобретательность, чтобы избежать гибели: часами тереть клубни кассавы, замораживать и сушить картофель, а также применять ряд других методов.

Во-вторых, сохранение пищи – тоже древняя практика. Говорят, что нужда – мать изобретательности. Наверное, это правда, но я также могу добавить, что мощным мотиватором может быть лень. Если позволить добыче сгнить, снова придется охотиться. Гораздо лучше было бы выяснить, как сохранить мертвое растение или животное, чтобы больше времени отдыхать в шалаше. И разумеется, научиться этому необходимо, если вы хотите пережить зиму.

Наконец, не ново придание пище лучшего вкуса: как только люди научились сохранять еду, они начали выражать недовольство степенью сладости, солености и жирности доступных продуктов. Они стали добиваться более концентрированного вкуса или создать новый, применяя медвяную падь или, как это было позднее, выращивая сахарную свеклу и добавляя полученный сахар во всевозможные блюда[66]66
   Эти тенденции являются не отдельными дорогами, а полосами одного шоссе. Сохранение пищи может сделать ее вкус более концентрированным, как это происходит с вареньем, например. Детоксикация также помогает сохранить ее, как в случае с лиофилизированным картофелем народа аймара. С ферментацией все особенно сложно: трудно или даже невозможно ферментировать еду без изменения ее вкуса. Иногда один и тот же продукт считается деликатесом в одной культуре и гниющей кучей мусора в другой. (Загуглите «сюрстремминг», чтобы понять, что я имею в виду.) Разумеется, помимо детоксикации, сохранения и улучшения вкуса, есть множество других причин, по которым мы обрабатываем натуральные продукты. Так, чай был изобретен, чтобы потреблять больше кофеина (отчасти, по крайней мере). – Прим. авт.


[Закрыть].

Единственное, чего не делали наши предки, – так это не беспокоились о том, что вся эта обработанная пища вызовет рак. Почему? Потому что в те времена угрозы имели… шерсть. Или экзоскелеты и восемь ног. Или росли в земле. Бо́льшая часть того, что пыталось убить наших предков, была живой[67]67
   Прямо как в современной Австралии. – Прим. авт.


[Закрыть]. Угрозы не были незначительными или промышленно созданными. Химические вещества, воздействию которых они подвергались, в основном были творениями природы.

Сегодня на большей части территории мира жизнь намного проще и гораздо менее опасна. Некоторые угрозы все еще мохнаты и имеют восемь глаз, но шанс, что мы умрем от инфекции или укуса ядовитого паука гораздо меньше.

Вероятность скончаться от сердечно-сосудистых заболеваний или рака существенно выше. Как нам известно, потребление ультраобработанных пищевых продуктов повышает риск развития этих заболеваний.

Сегодня еда оценивается исходя из того, насколько «чистой» она выглядит.

Говорят, что ультраобработанная пища плохая, потому что она современная, промышленная и ненатуральная. Но что, если вместо споров о вредности или полезности еды или химических веществ, мы бы спросили себя, есть ли у нас выбор? Как это может помочь?

Во-первых, немного предыстории: мы не придумывали необходимость питаться. Или дышать воздухом. Или пить воду. Однако мы сами изобрели некоторые химические воздействия, например вдыхание дыма, образующегося при сгорании листьев растения, то есть курение. Или нанесение на кожу перед выходом на солнце белой субстанции с консистенцией, напоминающей что-то среднее между сливочным и растительным маслом, – солнцезащитного средства. Это химические воздействия, и они совершенно не обязательные.

Итак, чтобы выяснить, плоха ли ультраобработанная пища (и какие продукты вредны, а какие полезны), мы начнем разговор о том, что едой не является.

Сначала поговорим о курении и вейпинге.

Затем рассмотрим солнцезащитные средства.

Наконец, мы применим полученные знания об этих двух химических воздействиях, чтобы понять, как на нас влияет пища.

Часть II. Насколько вредное вредно?

Убери эту сигарету, она тебе вредит.

Бог

Глава 4. Дымящийся пистолет, или Как выглядит уверенность

Эта глава о сигаретах, испанских иглистых тритонах, взрывающихся батарейках, зубах и ксеродерме пигментной.

Вы, вероятно, знаете, что курение вредно, потому что это внушали вам родители. Но откуда они узнали об этом? Вероятно, от чиновника системы общественного здравоохранения США, который заявил об этом в 1964 году. А Лютер Терри как об этом узнал?

Не так, как вы думаете.

Самый простой способ доказать вред курения – это провести рандомизированное контролируемое клиническое исследование, о котором мы уже говорили в первой главе.

Нужно найти некурящих людей, разделить их на две равные группы (можно поселить их на разных необитаемых островах), запретить одной курить, заставить это делать другую и ежегодно отслеживать состояние испытуемых в течение следующих пятидесяти лет.

Такое исследование никто никогда не проведет. Почему? Потому что оно обошлось бы невероятно дорого и стало бы настоящей занозой в заднице. Но, опять же, «Бурдж-Халифа»[68]68
   Бурдж-Халифа – сверхвысотный небоскреб высотой 828 метров в Дубае, самое высокое и самое многоэтажное здание в мире.


[Закрыть] ведь построили… Настоящей причиной, по которой это исследование невозможно провести, является этика. Даже в 1950-х годах люди предполагали, что курение вредно для здоровья, поэтому ни один ученый не мог пригласить некурящего человека принять участие в исследовании, где ему, возможно, пришлось бы начать. К тому же большинство некурящих не хотят этого, поэтому сложно представить, что они охотно поучаствуют в исследовании, где им придется делать то, от чего они сознательно отказались. По этой причине рандомизированное контролируемое исследование курения никогда не проводилось и этого никогда не будет[69]69
   К сожалению, многие неэтичные исследования, не связанные с курением, уже были проведены. Например, в конце 1940-х годов врач из Службы общественного здравоохранения США отправился в Гватемалу и умышленно заразил сотни людей гонореей и сифилисом. Иногда он наносил инфицированный гонореей гной на шейку матки секс-работниц и платил им за то, чтобы они занимались сексом с солдатами. Шутки в сторону. Это действительно было. Много лет спустя тот же врач принял участие в печально известном Исследовании сифилиса Таскиги. Служба общественного здравоохранения США сознательно отказывалась лечить сотни чернокожих людей от этого заболевания в течение 25 лет, чтобы посмотреть, как болезнь будет развиваться без лечения. После предсказуемого и обоснованного скандала, разгоревшегося, когда об эксперименте стало известно общественности, правительство ввело официальные правила, защищающие людей от неэтичных исследований. – Прим. авт.


[Закрыть].

Так откуда ученым известно, что курение вредно? Во-первых, мы знаем, что сигаретный дым содержит как минимум 70 разных молекул, каждая из которых может самостоятельно вызывать рак. Помните неразборчивый маленький формальдегид, вступающий в реакцию с любой биологической молекулой (см. третью главу)? Он вызывает онкологические заболевания у людей и содержится в сигаретном дыме. То же самое относится к бензолу и мышьяку. В Средние века последний использовался как яд, но в небольших дозах, не приводящих к быстрой смерти, он является канцерогеном.

Возможно, вы спросите, откуда ученые знают, что все эти 70 молекул вызывают злокачественные опухоли. Во многом это объясняется тем, что люди определенной профессии (лондонские трубочисты XIX века) подвергались значительному воздействию некоторых химических веществ (сажи) и среди этих людей уровень рака был абсурдно высоким (опухоли яичка). Другие химические вещества, например мышьяк, естественным образом встречаются в питьевой воде в некоторых частях мира, и в этих местах заболеваемость раком высокая. Еще есть эксперименты на животных. Каждое из 70 с лишним химических веществ, содержащихся в сигаретном дыме, тестировали на всевозможных видах подопытных во время тысяч экспериментов, проведенных сотнями ученых за последние 50 с небольшим лет. Все они вызывали рак как минимум у одного вида существ.

Давайте немного поговорим о конкретном классе химических веществ, содержащихся в табачном дыме, – N-нитрозаминах. Эти молекулярные мафиози вызывают рак у радужной форели, данио-рерио, японской оризии, гуппи, меченосцев, испанских иглистых и нитеносных тритонов; африканских когтистых, северных и травяных лягушек; уток, кур, травяных попугайчиков; опоссумов, алжирских ежей, землероек, европейских, сирийских золотистых, китайских, серых и джунгарских хомячков; песчанок, белохвостых и обыкновенных крыс, мышей, морских свинок; норок, собак, кошек, кроликов, свиней; толстохвостых галаго, капуцинов, травяных обезьян, мартышек-гусаров, макак-резусов и яванских макак.

У 37 разных видов.

Ученые не просто подвергали разных животных воздействию одного химического вещества, а давали его одному виду различными способами. Например, рассмотрим химическое вещество из семейства N-нитрозаминов: NNK (никотинпроизводный нитрозамин-кетон).

Исследователи добавляли его в питьевую воду крыс.

Результат: рак легких.

Вводили крысам под кожу.

Результат: рак легких.

Вводили им же в желудок через трубки.

Результат: рак легких.

Натирали внутреннюю поверхность пасти.

Результат: рак легких.

Напрямую вводили его в мочевой пузырь грызунов через катетер.

Результат: снова рак легких!

Сигаретный дым содержит как минимум 70 разных молекул, каждая из которых может самостоятельно вызывать рак.

Ученые тестировали не только различные способы введения NNK, но и разные дозы. Это интуитивно понятно: если при увеличении концентрации токсина симптомы усугубляются, то вполне вероятно, что он имеет отношение к этим проявлениям болезни. В результате серии из десяти экспериментов, проведенных как минимум в трех разных институтах, была разработана кривая дозозависимого эффекта, которую мне нравится называть «кривая „насколько глубоко вы в дерьме”». По сути, ученые дали нескольким группам крыс разные дозы NNK и зафиксировали, какой процент из них заболел раком легких. Например, около 5 % животных, которым давали 0,034 миллиграмма NNK на килограмм веса по три раза в семь дней в течение 20 недель, заболели раком легких. Но, когда доза была увеличена до 0,3 миллиграмма на килограмм веса, то показатель достиг 50 %. При 10 миллиграммах – приблизительно 90 %. (Для сравнения: доза цианида, убивающая около половины крыс, составляет пять миллиграммов на килограмм.)

Как вы можете себе представить, эти эксперименты означают большой объем работы для исследователей и рак для грызунов. В 1978–1997 годах ученые опубликовали результаты 88 экспериментов, в которых тысячам несчастных мышей, крыс и хомяков давали NNK (а счастливым – нет). У животных, которые подвергались воздействию этого вещества, рак развивался гораздо чаще. Все эти исследования (и многие другие) убедительно демонстрируют, что NNK и другие N-нитрозамины являются мощными канцерогенами для множества разных животных.

Подождите! Наличие известных канцерогенов в сигаретном дыме на самом деле еще не доказывает, что курение вредно. Легко себе вообразить, как представители крупнейших табачных компаний говорят: «Конечно, в сигаретном дыме есть химические вещества, но дым вступает в контакт с легкими всего на полсекунды, прежде чем вы выдыхаете. Ни одно из этих химических веществ на самом деле не остается внутри человеческого тела».

Однако это не так, и мы знаем как минимум три варианта того, как это происходит. Во-первых, печально известные легкие курильщика. Помните, как в школе учитель показал вам черное больное легкое и сказал, что оно принадлежит курящему человеку? На самом деле эти демонстрационные органы принадлежат свиньям. И, поскольку домашние животные обычно не курят по две пачки в день в течение 20 лет, их легкие специально подкрашивают коричневым или черным[70]70
   Больно осознавать, что тебя обманывали, даже если это делали для того, чтобы помешать тебе начать курить. – Прим. авт.


[Закрыть]. Если бы у вас было рентгеновское зрение и вы могли бы заглянуть в грудь курильщика, то вы не увидели бы там угольную шахту.

Но если бы вы сравнили такие легкие с легкими некурящего человека под микроскопом, то и там и там вы увидели бы множество клеток, называемых «макрофаги». Они являются частью иммунной системы и поглощают любые инородные частицы (в том числе сигаретного дыма), чтобы не допустить появление повреждений. Однако в легких курильщика макрофаги будут желтыми, коричневыми или даже черными в зависимости от того, как давно у человека сформировалась эта привычка. Это связано с тем, что частицы дыма трудно разрушить, поэтому макрофаги хранят их в маленьких отсеках внутри себя. Представьте себе подвал дома своих родителей, где наверняка стоит множество мусорных пакетов, полных бесполезной и опасной ерунды, которую они никак не могут выбросить. Здесь то же самое. Когда эти частицы накапливаются в достаточном количестве, они становятся видимыми как маленькие желтые или коричневые точки. Чем больше вы курите, тем пестрее становятся ваши легкие.

Вторым способом доказать попадание химических веществ из сигаретного дыма в организм является исследование меченых частиц. Ученые используют радиоактивные атомы, чтобы выделить определенные молекулы. А затем применяют причудливый счетчик Гейгера, чтобы выяснить степень радиоактивности рассматриваемого органа, то есть содержание в нем меченых молекул. За последние годы было проведено множество подобных экспериментов, но один из них особенно впечатляет. В 2010 году были опубликованы результаты исследования, в ходе которого ученые пометили радиоактивными атомами никотин в сигаретах, поместили людей в радиационный сканер и попросили их сделать одну затяжку сигаретой, содержащей меченый никотин. Приблизительно через 20 секунд после этого радиоактивность обнаруживалась в легких субъекта, через 22 секунды – в запястье, а через 50 секунд – в мозге. Это исследование примечательно тем, что оно позволило нам максимально близко (на данный момент, по крайней мере) подобраться к пониманию того, как химическое вещество распространяется по телу с течением времени.

Третьим способом доказать присутствие химических веществ из сигарет в теле человека является изучение мочи. Было проведено несколько десятков или даже сотен исследований метаболитов в отходах жизнедеятельности. Проще говоря, это измерение числа определенных химических веществ в моче. Но давайте сделаем шаг назад. Вы, вероятно, слышали слово «метаболизм» примерно в таком контексте: «Бр-р-р, сегодня холодно. Мой метаболизм тако-о-ой медленный». Однако это гораздо большее, чем просто скорость сжигания калорий. Это паутина химических реакций, которые определяют судьбу каждой молекулы, попадающей в ваше тело: пищи, напитков, лекарств или сигаретного дыма[71]71
   Метаболизм – это совокупность химических реакций, происходящих в организме и необходимых для его существования и функционирования. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Метаболизм меняет молекулы сигаретного дыма, позволяя им лучше растворяться в воде. Благодаря этому они выводятся из организма вместе с мочой. Как только они оказываются там, ученые могут их изучить. К несчастью, в сигаретном дыме так много химических веществ, что довольно сложно определить, какие из них поступили в организм из сигарет, а какие – из пищи, напитков, лекарственных препаратов или окружающей среды. Чтобы разгадать эту загадку, были проведены сотни исследований, в которых курильщики сравнивались с некурящими. В итоге сосредоточились на восьми биомаркерах, химически связанных с канцерогенами из сигаретного дыма. Затем в 2009 году группа ученых опубликовала исследование, в котором:

1) Нашли 17 курильщиков;

2) Измерили у них в крови уровень этих восьми химических веществ;

3) Попросили их отказаться от этой привычки;

4) Продолжали измерять уровень этих восьми химических веществ каждые пару недель в течение двух месяцев.

В течение трех дней после отказа от курения пять из восьми показателей снизились на 80 % и более. Уровень еще одного упал приблизительно на 50 %. Седьмому потребовалось около 12 дней, чтобы его содержание уменьшилось на 80 %. Уровень только одного биомаркера не изменился после отказа от сигарет. Это исследование особенно убедительно, поскольку в нем сравнивались не два разных, а один и тот же человек до и после отказа от курения.

Таким образом, ученые однозначно установили, что сигаретный дым содержит канцерогены и что они попадают в организм в результате курения. Кажется, что мы располагаем многими данными, и это действительно так, но их все равно недостаточно, чтобы утверждать, что курение вызывает рак легких. Пока мы доказали лишь то, что из-за этого в тело попадают канцерогены. Что происходит, когда они оказываются внутри?

Сигаретный дым содержит канцерогены, которые попадают в организм в результате курения.

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо точно выяснить, что происходит с каждым из 70 с лишним вредных веществ, когда они попадают в нас вместе с сигаретным дымом. Нас интересует их «метаболическая судьба». Канцерогены обычно не вызывают рак в их начальной форме, но, проходя через наши метаболические механизмы (в частности, фермент под названием «цитохром Р450»), они за поразительно короткое время преобразуются в активированную форму. Это означает, что их химическая реактивность повышается во много раз. Как правило, они благополучно деактивируются и выводятся из организма с мочой, но иногда «разбуженная» молекула ускользает и образует в клетке химическую связь с чем-то другим, что часто оказывается нашим старым другом – ДНК. Этот путь (канцероген попадает в клетки, активируется цитохромом и связывается с ДНК) изучался в ходе экспериментов над сотнями канцерогенов в течение последних 70 с лишним лет. Ученые тестировали не только опасные вещества из сигаретного дыма, но и многие другие.

Таким образом, мы получаем еще одно звено в цепи: канцерогены в сигаретном дыме связываются с ДНК. Как ни странно, тот факт, что химическое вещество вступает с ней в реакцию, еще не доказывает, что оно вызывает рак. Мы должны выяснить, что происходит с химически измененными макромолекулами, хранящими наследственную информацию.

Когда химические вещества связываются с ней неожиданными для тела способами (как это делают канцерогены из сигаретного дыма), организм поступает с поврежденной ДНК так же, как вы со сломанным компьютером: он пытается ее починить. В лучшем случае клетка успешно восстанавливает ее, и вы продолжаете жить, как будто ничего не произошло. Тем не менее иногда повреждение невозможно устранить или ремонт не удается. В таком случае клетка как бы говорит: «Я СДАЮСЬ», а затем совершает самоубийство[72]72
   Суицид не лучшая аналогия. На самом деле, когда клетка убивает себя, она сначала планирует свои похороны, распродает имущество, а потом разрывается на маленькие кусочки, которые могут быть переработаны ее товарищами. Иногда она не замечает, как сильно повреждена. В таком случае соседняя иммунная клетка отводит ее в сторону и просит привести дела в порядок и попрощаться. – Прим. авт.


[Закрыть]. Кажется, что это плохо, но это не худшее, что может произойти. Есть пара гораздо более нежелательных сценариев. Клетка может исправить повреждение, но плохо. Или может не обнаружить повреждения, прежде чем начать копировать свою ДНК, и воспроизвести ее неправильно. В любом случае результатом является мутация.