Текст книги "Иммунитет умнее мозга. Главная система нашего организма"

Во-вторых, миксоматоз – однозначно смертельное заболевание. У зараженного животного развиваются множественные опухоли, и оно погибает.

На первый взгляд вроде бы все получилось, как нужно, – вирус снизил численность австралийской кроличьей популяции на целых 95 %. Казалось бы, дело за малым – ну что там какие-то 5 % против 95 %? Однако тут вирус «забуксовал». Одновременно пошли два процесса – патогенность вируса снизилась настолько, что вообще перестал убивать кроликов, а у кроликов, в свою очередь, выработалась к нему устойчивость. Спустя десять лет численность диких австралийских кроликов вернулась к исходному значению.[15]15
  Популяцией называется совокупность особей одного вида, длительное время обитающих на одной территории и частично или полностью изолированных от особей других популяций данного вида. Особи, составляющие одну популяцию, могут свободно скрещиваться между собой, поскольку внутри популяции отсутствуют изоляционные барьеры.


[Закрыть]

Коэволюционное сотрудничество налицо – кролики и вирусы миксоматоза заключили мировое соглашение!

Но, прежде чем делать выводы, давайте перенесемся в противоположную точку земного шара и посмотрим, что происходило там. Австралийский опыт, дающий 95-процентное снижение поголовья кроликов, применили в Великобритании, где дикие кролики тоже создавали проблемы фермерам, но, правда, не такие огромные, как в Австралии.

Вирус миксоматоза кардинально сократил поголовье диких британских кроликов и, что самое интересное, никакого восстановления численности здесь не произошло. Неоднократные исследования не выявили в Великобритании ни ослабленного вируса в кроличьих популяциях, ни устойчивых к вирусу кроликов.

Как это объяснить?

Давайте сразу уточним, что эволюция и коэволюция – это природные процессы, подчиняющиеся объективным законам. Объяснения вроде «ну, Англия же совсем другая, это вам не Австралия» не принимаются. И еще одно уточнение – данные по Великобритании и Австралии абсолютно верны. В Великобритании взаимное приспособление кроликов и вируса не имело места, а в Австралии оно наличествовало.

Все дело в переносчиках вируса миксоматоза, которым кролики заражаются не друг от друга, а с помощью кровососущих насекомых. В Австралии вирус переносили комары, не способные переносить даже теплые австралийские зимы. В зимние месяцы, когда комаров становилось значительно меньше или они исчезали совсем (это зависело от климата конкретной местности), оставшиеся в живых, то есть – устойчивые к воздействию вируса кролики, активно размножались. Спустя несколько зим в австралийской популяции стали преобладать кролики, не чувствительные к вирусу миксоматоза. Все дело в зимних перерывах, в местных условиях, а не в коэволюции как таковой. Снижение патогенности вируса и повышение устойчивости к нему произошло из-за определенных местных особенностей, а не как закономерное эволюционное явление.

В Великобритании же все было иначе. Во-первых, вирус миксоматоза здесь переносили не комары, а блохи. Во-вторых, британские кролики жили в норах, а не на поверхности земли, как их австралийские собратья, ведь британский климат гораздо суровее австралийского. В теплых норах блохи круглогодично были активными и заражали кроликов без передышки. В результате никакой «коэволюции» (кавычки не случайны) в Великобритании не произошло. Здесь смогла выжить лишь небольшая часть кроликов, покинувших норы, и ставших жить на земле, подобно австралийским собратьям. Но эти кролики не были устойчивыми к действию вируса миксоматоза, просто вне нор их реже кусали блохи.

Что же касается теории коэволюции паразитов и хозяев как таковой, то у нее есть несколько слабых мест. Прежде всего надо сказать, что патогенность микроорганизма может не только уменьшаться, но и увеличиваться. Патогенность не является простым следствием сожительства возбудителя и его хозяина, это гораздо более сложное явление. В противном случае многие болезнетворные микроорганизмы, существующие с древнейших пор (например – туберкулезная палочка), могли бы уже сто раз коэволюционировать с человеком, однако этого не произошло.

У повышения патогенности есть не только мелкий обывательский, но и большой государственный смысл. Если серьезно, то высокая патогенность обеспечивает не только быстрое размножение вируса в организме хозяина, но и делает стабильнее экологическую систему, в которой они обитают.[16]16
  Экологической системой называются природные или искусственные комплексы, состоящие из живых организмов и среды их обитания. Обязательным условием являются связи, осуществляющие обмен веществом и энергией между биологическими видами, входящими в систему (одни виды питаются другими видами). Примерами экологических систем могут служить лес, пруд или аквариум.


[Закрыть]

Любая экологическая система эволюционно стремится к разнообразию, поскольку чем разнообразнее система, тем она стабильнее. Чем больше биологических видов образуют экосистему, тем выше шансы системы на существование. Высокая патогенность паразитов способствует сохранению видового разнообразия в экосистеме. Проще говоря, чем патогеннее возбудитель болезни, чем быстрее он убивает своего хозяина, тем меньше представителей других видов сможет уничтожить (съесть) хозяин.

Так что давайте не будем сводить отношения между паразитом и хозяином к банальному «квартирант в доме», все гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд.

Глава четвертая
Нет недостижимых целей, есть плохие стратегии

Наша стратегия состоит в том, чтобы одному биться против десяти, наша тактика – в том, чтобы десяти биться против одного.

Это – один из основных законов, обеспечивающих нам победу над врагом.

Мао Цзэдун

Если вы думаете, что вирусы действуют просто так, наобум, то сильно ошибаетесь! У вирусов (и вообще у всех паразитов) есть стратегии выживания, и разным видам свойственны разные стратегии.

Давайте на всякий случай уточним, что под стратегиями в данной главе и в данном контексте подразумеваются не программы действий, разработанные Всемирным Вирусным Правительством, а разновидности приспособительных реакций различных возбудителей инфекционных заболеваний. Эти приспособительные реакции сформировались не осознанно, а случайно, под действием Его Высочества Естественного отбора.

На сегодняшний день различают три стратегии паразитизма, причем две из них существуют в реальности, а третья – в виде гипотезы, но гипотезы довольно убедительной и однозначно заслуживающей внимания.

Первую стратегию паразитизма можно назвать суворовской, потому что она учит «воевать не числом, а уменьем». Точнее не столько числом, сколько уменьем. Для первой стратегии характерны такие особенности, как короткий инкубационный период, выраженные клинические проявления и быстрое течение болезни, нередко заканчивающееся гибелью организма-хозяина. Такая стратегия по силам только высокоагрессивным, хорошо обученным и превосходно оснащенным бойцам. Попав в организм, они быстро разбираются с иммунной системой и вызывают яркое, тяжелое заболевание. Клеткам иммунной системы остается только наблюдать за происходящим и уныло петь бодрые песни: «Но, если вдруг нагрянет враг матерый, мы не допустим снова быть беде…». Да, не допустят, если организм-хозяин выживет, и в том случае, если иммунная система сможет выработать иммунитет против данного возбудителя. Но ключевое слово – «если», ведь организм может и не выжить.

В чем стихийно-эволюционный смысл агрессивной «суворовской» стратегии?

Смысл в том, чтобы за счет выраженного проявления клинических признаков, например – чихания, кашля или диареи, распространить возбудителя среди максимально возможного количества новых хозяев. Чем агрессивнее паразит поражает хозяйский организм, тем выраженнее будут клинические признаки, тем интенсивнее станет распространяться паразит. Это первое. И второе – размножение любого паразита, будь то вирус, бактерия или кишечный червь, происходит за счет ресурсов хозяина, чему иммунная система хозяина всячески сопротивляется. Чем выше патогенность возбудителя, тем сильнее будет ослаблен организм хозяина, тем сильнее будет подавлена иммунная система, и тем проще будет пользоваться хозяйскими ресурсами. А чем больше ресурсов будет усвоено паразитом, тем интенсивнее он станет размножаться. Если кто не в курсе, то произведение потомства, с биологической точки зрения, является главной целью жизни любого организма.

При первой стратегии длительность и степень выраженности инфекционного процесса ограничивает иммунная система хозяина. Вариантов развития событий всего два – либо иммунная система уничтожит (подавит) возбудителя, либо погибнет организм-хозяин.

Если вас удивило то, что паразиты, способные существовать только в организме хозяина, своими же руками приближают свой конец – гибель хозяина, то учтите следующее: у микроорганизмов нет присущего нам с вами, а также многим другим животным инстинкта самосохранения. Ни одна бактерия и ни один вирус не ощущают себя единственными и неповторимыми и не задумываются о том, что будет с ними после гибели организма-хозяина. Они иначе устроены. У микроорганизмов есть только биологическая установка на самовоспроизведение, которая записана в их генетической программе. В процессе эволюции выживают наиболее приспособленные, то есть те, кто благодаря своим особенностям, размножается лучше других.

К паразитам, реализующим стратегию первого типа, относятся виновники эпидемий – вирусы гриппа, натуральной оспы, чумная палочка, холерный вибрион.

Вторая стратегия паразитизма более «мягкая», более сдержанная. Ее условно можно назвать макиавеллиевской, в честь флорентинца Никколо Макиавелли, автора знаменитого трактата «Государь».

Паразиты, придерживающиеся «макиавеллиевской» стратегии, берегут своих хозяев, расходуют их ресурсы рачительно, чрезмерно ярких клинических проявлений не вызывают и вообще не лезут на рожон, то есть всячески стремятся избегать конфликтов с иммунной системой организма-хозяина. Стратегию второго типа можно сравнить со стратегией разведчика, действующего во вражеском тылу, которому приказано выжить, а не победить. Стратеги второго типа менее патогенны, чем стратеги первого типа, и способны эффективно существовать при невысокой интенсивности передачи возбудителя.

Передача возбудителя от одного хозяина к другому при стратегии номер два преимущественно происходит половым путем.

Половой путь – не очень быстрый, но весьма надежный способ распространения возбудителя. Отдельные организмы могут быть «аскетами», избегающими половых отношений, но в целом вид-хозяин не может не размножаться, это святое. В качестве примера можно привести вирус иммунодефицита человека или вирус гепатита B, это самые «популярные» стратеги второго типа, ползучие гады, стремящиеся тихой сапой покорить мир.

Хотите конспирологическую теорию? Без таких теорий в наше время не обходится ни одна научно-популярная книга, даже если она посвящена такой неконспирологической теме, как античная скульптура или проблема политональных наложений в творчестве британского композитора Бенджамина Бриттена.

Так вот, существует гипотеза, объясняющая широкомасштабное распространение вируса иммунодефицита человека как занятие стратегом номер два экологической ниши, освобожденной стратегом номер один – вирусом натуральной оспы. Ниша пустовать не может, ее обязательно кто-то займет, ведь на нашей перенаселенной планете с жилплощадью дело обстоит плохо. Ушел более патогенный, более агрессивный, более жизнеспособный вирус – и его место занял менее агрессивный вирус, который раньше об этой нише даже и мечтать не смел.

Эту гипотезу нельзя понимать примитивно, рассматривая организм человека как некую единую экологическую нишу, за которую напрямую конкурируют вирусы. Ниши-то на самом деле разные – вирус иммунодефицита поражает клетки иммунной системы, а вирус натуральной оспы «специализируется» на клетках кожи. Обитатели различных экологических ниш не могут ни сменять, ни вытеснять друг друга, поскольку они живут в параллельных, не пересекающихся друг с другом мирах, в разных клетках, пускай и принадлежащих одному и тому же виду организмов.

Когда ученые говорят о занятии вирусом иммунодефицита ниши, которую освободил вирус натуральной оспы, то имеют в виду не простую смену обитателей в нише (как это представляют журналисты, а с их подачи и все просвещенное человечество), а совсем другое.

Уничтожение агрессивного стратега первого типа создает благоприятные условия для размножения стратега второго типа, которому раньше стратег номер один не позволял развернуться во всю силу.

В сравнении с натуральной оспой вирус иммунодефицита медленно распространяется по организму хозяина и передается от одного хозяина к другому далеко не так интенсивно. Ну а чего вы хотите от вируса, который передается половым путем, а не воздушным и не фекально-оральным?

Давайте уж к месту быстренько разберемся с механизмами передачи возбудителей инфекционных заболеваний. Эти механизмы (они же – способы заражения) подразделяются на четыре большие группы – воздушный, фекально-оральный, кровяной и контактный.

При воздушном механизме заражения инфекция может передаваться не только воздушно-капельным путем, но и воздушно-пылевым. Между двумя путями существует принципиальная разница. Возбудители некоторых инфекционных заболеваний, таких, например, как ветряная оспа или корь, способны распространяться словно пыль с потоками воздуха на значительные расстояния от больного человека. А при воздушно-капельном механизме, когда микробы выделяются в воздух из носоглотки больного человека с капельками слюны и носоглоточной слизи, «дальность поражения» ограничивается несколькими метрами.

При воздушном распространении возбудитель попадает в организм преимущественно через слизистые оболочки верхних дыхательных путей, но может внедряться и через пищеварительный тракт.

Фекально-оральный[17]17
  «Оральный» образовано от латинского слова «орис», означающего «ротовой».


[Закрыть] механизм заражения подразумевает, что возбудитель инфекции выделяется в окружающую среду из организма больного человека или носителя с калом, а затем через посредство зараженной воды, пищевых продуктов, предметов обихода или грязных рук проникает в организм здорового человека через рот. Болезни, распространяющиеся таким образом, имеют неофициальное название «болезнь немытых рук». Самой опасной из таких болезней является холера.

При кровяном механизме заражения фактором распространения инфекции служит кровь, содержащая возбудителя заболевания. Зараженная кровь может проникнуть в кровяное русло здорового человека различными путями – при переливании крови, с медицинскими инструментами многоразового использования, внутриутробным путем от беременной к плоду, через укусы кровососущих насекомых, при половых контактах.

Вернемся к вирусу иммунодефицита человека, который дальше, для краткости, станем обозначать широко известной аббревиатурой ВИЧ.

Если в популяции время от времени возникают вспышки натуральной оспы, которая косит людей, словно косарь траву, то среди умерших окажется значительное количество носителей ВИЧ, на момент своей смерти еще не успевших выполнить возложенную на них задачу по распространению этого вируса. Разумеется, никаких задач никто ни на кого не возлагает, речь идет о том, что среди жертв вируса оспы будут ВИЧ-инфицированные, которые могли бы передать ВИЧ множеству людей, если бы остались в живых.

Не в интересах ВИЧ, чтобы его носители умирали массово при ярких симптомах заболевания. Ему от этого нет никакой эволюционной пользы. Возбудитель, передающийся половым путем, заинтересован в том, чтобы организм-хозяин жил долго и долго сохранял половую активность. Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) развивается не вскоре после попадания ВИЧ в организм, а спустя несколько лет. Третичный сифилис, при котором наблюдаются выраженные изменения органов и тканей, развивается спустя 5–10 лет после заражения бледной трепонемой (если кто не в курсе, то это не вирус, а бактерия). Гонорея и прочие инфекционные воспаления мочеполовой системы возникают вскоре после заражения, но острое воспаление быстро затухает и болезнь переходит в хроническую форму, нередко – бессимптомную.

Как только вирус натуральной оспы исчез, ВИЧ получил возможность «ползучей интервенции» – неторопливого распространения. Именно в этом смысле нужно понимать выражение «ВИЧ занял экологическую нишу, освобожденную вирусом натуральной оспы». И, вообще, давайте выражаться грамотно, правильно. А правильная формулировка, не создающая превратного впечатления, звучит следующим образом: «исчезновение вируса натуральной оспы создало благоприятные условия для распространения ВИЧ».

Стратегия определяет тактику – это аксиома.

Предупреждение – на фундаменте разных стратегий паразитизма не следует выстраивать теорию о грядущем мирном сожительстве людей и вирусов. В первую очередь потому, что не существует и не может вообще существовать эволюционного механизма снижения патогенности в целях лучшего приспособления к условиям окружающей среды.

Непонятно? Сейчас проясним.

Паразиту, придерживающемуся стратегии первого типа, нет смысла (эволюционного смысла) снижать свою патогенность ради мирного сосуществования с хозяином в целях сохранения своего вида. Есть смысл делать прямо противоположное – повышать свою патогенность, чтобы заразить больше хозяев и максимально использовать их ресурсы для размножения.

То же самое можно сказать и о стратегах второго типа, которым невыгодно повышать свою патогенность выше определенного предела, вызывающего быструю гибель хозяев, но еще более невыгодно сводить ее к нулю, ведь все паразиты пребывают и размножаются в организме хозяина именно благодаря своей патогенности.

Это люди, как разумные существа, могут вступить в переговоры и договориться о взаимных уступках, например – о паритетном отказе от каких-то видов оружия массового поражения или же о прекращении боевых действий. Вирус же не может сказать человеку: «Друг, у меня есть предложение, от которого ты не сможешь отказаться. Давай я не буду вызывать болезнь, а ты за это позволишь мне и моим потомкам жить в твоей крови и питаться теми веществами, которые в ней находятся. Ну, что – по рукам?».

У паразитов нет разума и, вообще, естественный отбор не умет заглядывать в будущее, он действует только здесь и сейчас.

Патогенность обеспечивает паразиту защиту. Если патогенность снижается ниже каких-то биологически значимых пределов, то организм-хозяин избавляется от паразита и вскоре такие непатогенные паразиты могут исчезнуть как биологический вид.

Кстати говоря, ВИЧ можно считать образцовым представителем стратегии второго типа, самым «миролюбивым» из всех вирусов, способных паразитировать в организме человека. Сам по себе ВИЧ не вызывает какой-либо болезни, он только лишает организм естественной защиты от других болезней, образно говоря – распахивает ворота перед другими инфекциями. Поэтому следствие инфицирования ВИЧ называется «синдромом приобретенного иммунного дефицита», а не «иммуннодефицитной болезнью». Болезни, как таковой нет, нет клиники, есть только определенное, «иммуннодефицитное» состояние организма. Хорошего для организма-хозяина в этом мало, но формально ВИЧ выглядит белым и пушистым.

Третья стратегия паразитизма пока что существует лишь в виде теории и хотелось бы, чтобы такой она и осталась.

Давайте представим такую ситуацию, как накопление стратегов второго типа в больших количествах, которые делают обычную конкуренцию между микроорганизмами яростно-ожесточенной. Выживает, как известно, сильнейший, слабых уносят с арены.

Как можно выжить в условиях ожесточенной конкуренции между не самыми патогенными вирусами?

Как уже было сказано выше, некоторые вирусы обладают способностью вставлять свою нуклеиновую кислоту в молекулы ДНК клеток-хозяев. Одна успешная операция по внедрению нуклеиновой кислоты в ДНК обеспечивает вирусу вечную (условно) жизнь. Кстати говоря, есть мнение, что многие клеточные органы, за исключением ядра, оболочки и цитоплазмы, возникли именно в результате такого стороннего внедрения чужеродной генетической информации.

Не надо считать, будто третья стратегия не может нанести организмам-хозяевам вреда. Очень даже может, и вред этот проявится в виде различных болезней, причем – болезней наследственных, лишенных явных признаков инфекционного процесса. Такая «ползучая» эпидемия может растянуться на несколько веков, и чем она закончится, это еще бабушка надвое сказала. Нельзя исключить такой фатальный вариант, как исчезновение человеческой популяции (простите автору, если он кого-то огорчил, но это была не злая шутка, а рассмотрение научной гипотезы).

Настанет день, когда паразит и хозяин его сольются воедино, и станет тот день…

Продолжение придумайте сами. Возможно, это продолжение станет вашим первым шагом на пути к Букеру или Оскару. В добрый, как говорится, путь!

Следующая глава будет посвящена теме слияния вируса с его хозяином, но не в философско-фантастическом, а в самом прямом смысле. Мы поговорим о том, как вирусы проникают в клетки и запускают в них процесс самокопирования.