Текст книги "Почему тело дает сбой. Как ежедневные привычки могут незаметно нас убивать"

Все это неминуемо приводит к тому, что к старости мы становимся особенно уязвимыми перед болезнями мозга и разума. Возможно, больше, чем потерять свое тело, Мечников боялся только лишиться разума и возможности закончить свою работу. Почти через сотню лет после его смерти современная наука начала раскрывать любопытную роль воспаления в развитии и этих страшных болезней.

В 1906 году немецкий психиатр и нейроанатом Алоис Альцгеймер исследовал микроскопические структуры мозга Огюст Детер, скончавшейся в возрасте пятидесяти шести лет. В последнее время Детер была его пациенткой в психиатрической лечебнице под Франкфуртом, куда ее привез муж, когда у женщины появилась нехарактерная паранойя, возбуждение, спутанность сознания и проблемы с памятью. Альцгеймер увидел необычные волокна и скопления окрашенного вещества в нервных клетках, или нейронах, Детер и вокруг них. «Необычный материал», – написал он о своих находках, нарисовав увиденное от руки. Он также изобразил клетки микроглии, макрофаги мозга, которые располагались в непосредственной близости с нейронами. Ученый представил этот случай на конференции по психиатрии в Тюбингене в том же году, однако он не вызвал особого интереса.

Некогда редкость, болезнь Альцгеймера в наши дни является основной разновидностью деменции в стареющих популяциях. Деменция – это широкий термин, обозначающий нарушение когнитивных способностей человека, таких как мышление, память и принятие решений. «Особый материал», который увидел Альцгеймер, состоит из двух типов белков: амилоидов и тау-белка. При болезни Альцгеймера в мозге образуются неправильные амилоидные бляшки и клубки тау-белка, также известные как нейрофибриллярные клубки, которые считаются отличительными признаками заболевания. В развитии болезни Альцгеймера участвуют гены, однако по меньшей мере треть случаев заболевания в мире объясняется приобретенными факторами риска. К ним относятся недостаток физических упражнений, курение, загрязнение воздуха, гипертония, ожирение, диабет, высокий уровень холестерина и травмы мозга.

Между тем не всех постигает участь Детер. Вскрытия показывают, что у некоторых людей, не проявлявших при жизни симптомы болезни Альцгеймера, в мозге образуются такие же бляшки и клубки. В попытке объяснить эту загадку ученые указывают как минимум на частичную роль иммунной системы и воспаления.

Эта идея, как и многие другие, касающиеся воспаления и болезней, восходит к Вирхову. Именно он связал воспаление не только с такими заболеваниями, как болезни сердца, диабет и рак, но и с болезнями мозга. В своей работе «Клеточная патология», опубликованной в 1858 году, Вирхов изобразил маленькие сферические рисунки вспомогательных клеток мозга, не являющихся нейронами, которые в точности совпадают с тем, что сейчас называют микроглией. Когда в середине 1990-х годов исследования, подобные работе Ферруччи, начали выявлять связь между воспалением и деменцией, большинство ученых предположили, что воспаление является реакцией на повреждение тканей. Нейробиолог из Боннского университета Михаэль Хенека, однако, считал иначе. Вспоминая старательные рисунки Алоиса Альцгеймера с изображением клеток микроглии, он подозревал, что воспаление также может быть активным участником, подстегивающим развитие болезни. В мае 2010 года он удалил ген воспаления – тот, который кодировал NLRP3-инфламмасому – у лабораторных мышей, особенно подверженных деменции. После этого животные успешно прошли тесты на память, и у них не развились никакие умственные отклонения.

Хенека был потрясен. Его эксперимент позволил предположить, что воспаление может играть определенную роль в возникновении деменции. В последние годы исследования все чаще стали указывать на важную роль воспаления в нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и другие виды деменции или более легкие виды дисфункции мозга. Ученые стали выявлять все больше генов, вовлеченных в развитие болезни Альцгеймера. Почти все они связаны с иммунной системой, особенно с врожденной, включая варианты, из-за которых клетки микроглии, призванные защищать мозг, начинают ему вредить.

Клетки микроглии, самые многочисленные в нашем мозге после нейронов, играют главную роль в связи между воспалением и нейродегенеративными процессами. Подобно макрофагам в других частях тела, они участвуют в восстановлении тканей и пытаются защитить мозг от инфекций, токсинов и всего остального, что может повредить нейроны. Похожие на кристаллы амилоидные бляшки, характерные для болезни Альцгеймера, являются чужаками, вызывающими ответ врожденной иммунной системы, отточенный тысячелетиями. Клетки микроглии пытаются поглотить и переварить амилоиды, подобно тому, как их собратья набивают себя холестерином в атеросклеротических бляшках. При этом они выделяют большое количество цитокинов, таких как TNF-α, IL‑1β и IL‑6, тем самым активируя другие клетки микроглии. Этот процесс, обычно быстротечный, становится непрерывным при болезни Альцгеймера, когда микроглия становится гиперактивной. Возникающее в результате хроническое воспаление приводит к повреждению нейронов, тем самым подпитывая деменцию. Когда нервные клетки воспаляются, связи между ними становятся менее эффективными для обучения и хранения информации. Кроме того, воспаление может напрямую способствовать росту бляшек и клубков или мешать клеткам микроглии от них избавляться.

В 2013 году гарвардский невролог Тереза Гомес-Исла провела ряд вскрытий мозга, раз за разом обнаруживая внутри многочисленные амилоидные бляшки и нейрофибриллярные клубки. Однако при этом лишь у некоторых из ее подопытных при жизни наблюдались признаки деменции. В результате своего исследования Гомес пришла к поразительному выводу: характерным отличием пациентов с деменцией от тех, кто при жизни не испытывал когнитивных нарушений, было гораздо большее количество воспалительных клеток в мозге. Она предположила, что для проявления болезни к существующим бляшкам и клубкам должно добавиться активное воспаление, подобно уже известной связи между бляшками и воспалением при сердечно-сосудистых заболеваниях. Возможно, гибели нейронов, приводящей к потере памяти и другим когнитивным проблемам, в большей степени способствует именно воспаление, а не сами бляшки и клубки.

На протяжении веков ученые считали, что мозг невосприимчив к воспалительным капризам организма, будучи защищен непроницаемым гематоэнцефалическим барьером. Полагали, что брешь в плотном заборе из эндотелиальных клеток образуется только в самых тяжелых случаях, таких как сильнейшие травмы мозга. Еще несколько десятилетий назад непроницаемость мозга для иммунных клеток и воспалительных белков, находящихся в других частях тела, не подвергалась сомнению. Теперь же мы знаем, что макрофаги и цитокины могут пересекать гематоэнцефалический барьер или передавать воспалительные сигналы через эндотелиальные клетки, стимулируя рост амилоидных бляшек и нейрофибриллярных клубков, активируя микроглию и нарушая нормальную работу нейронов. При болезни Альцгеймера, когда клетки микроглии менее эффективно справляется с избавлением от амилоидных бляшек, в помощь им со всего организма созываются другие макрофаги, что только усиливает воспаление.

Наличие хронического воспаления в среднем возрасте, в сорок – пятьдесят лет, если не раньше, связано со снижением умственных способностей в последующие годы. Высокий уровень воспалительных маркеров в крови в среднем возрасте является надежным предсказателем уменьшения объема мозга, проблем с памятью и других когнитивных нарушений, в том числе полномасштабной деменции, такой как болезнь Альцгеймера. Это справедливо и для тех, кто подвержен хроническим воспалительных заболеваниям, включая болезни сердца, диабет, ожирение, гипертонию, артрит и воспалительные заболевания кишечника.

Профилактика или лечение хронических воспалительных заболеваний – важнейший шаг на пути к сохранению умственных способностей в пожилом возрасте.

Распространенные хронические инфекции, такие как герпес на губах или болезни десен, также могут повысить риск развития деменции в будущем. То же самое относится и к быстротечным, но при этом тяжелым инфекциям вроде пневмонии, требующей госпитализации. Пациенты, страдающие от сепсиса, при котором чрезмерно бурный иммунный ответ на инфекцию приводит к воспалению всего организма и нарушению работы множества органов, как правило, сталкиваются с быстрым снижением умственных способностей и бредом. В некоторых случаях воспаление может привести к необратимым повреждениям мозга, даже во время простуды или гриппа, ведь неслучайно «каша в голове» становится частым спутником этих болезней.

Инсульт или травматическое повреждение мозга также могут повысить риск развития деменции. Воспаление является как причиной, так и следствием многих инсультов. Те же воспалительные процессы, которые наносят вред кровеносным сосудам, питающим сердце, могут повредить и сосуды, питающие мозг. У людей, получивших травматические повреждения мозга, например, футболистов с одним или несколькими сотрясениями, может развиться воспаление с последующим накоплением в мозге тау-белков и амилоидов. Инсульты и травматические повреждения мозга могут воспалить этот орган и привести не только к когнитивным проблемам, но и аффективным расстройства, таким как депрессия. Современные ученые связывают скрытое воспаление как с нейродегенеративными, так и с психическими проблемами.

В 1980-х годах, спустя более века после того, как меланхолик Мечников попытался воспалить свой организм инфекционным заболеванием, ученые начали проводить параллели между болезнью и депрессией. Болезнь, которая воспаляет тело, также изменяет сознание. Заболевшие люди испытывают не только физическую, но и умственную усталость. Они могут стать хмурыми и тревожными, отстраниться от других людей. Больные меньше едят и медленно двигаются. У них ухудшается сон, а радости жизни перестают приносить удовольствие. Такое поведение, скорее всего, появилось в ходе эволюции, чтобы помочь организму сосредоточиться на борьбе с болезнью, не отвлекаясь на менее важные проблемы, такие как поиск и переваривание пищи, а также снизить вероятность заражения других людей. Действия больных, обусловленные врожденным иммунным ответом, до жути напоминают симптомы депрессии.

В первый раз Мечников пытался покончить жизнь самоубийством в молодости, будучи без ума влюбленным в свою жену, Людмилу Федоровну, больную туберкулезом. Она умерла всего через несколько лет после их свадьбы, и безутешный ученый попытался заглушить печаль большим пузырьком морфия. Он продолжал бороться с приступами депрессии, работая в лабораториях, пока его вторая жена, Ольга, не слегла с брюшным тифом, а из-за политических волнений рабочие условия в университете ухудшились. На этот раз Мечников попытался покончить с собой, введя в свой организм спиралевидную бактерию боррелии, возбудителя возвратного тифа. Он выжил, равно как и Ольга, и впереди его ждали светлые дни в Институте Пастера.

Традиционно считается, что депрессия развивается на фоне пониженного уровня серотонина в мозге, а эффективность антидепрессантов объясняется его повышением. Один из таких препаратов под названием «Прозак» появился на рынке в начале 1990-х годов и стал приносить сначала миллионы, а затем миллиарды долларов ежегодных доходов. Примерно в то же время психиатр из Сан-Хосе Р. С. Смит опубликовал в малоизвестном медицинском журнале скандальную работу под названием «Макрофагальная теория депрессии». Он предположил, что воспалительные цитокины, извергаемые макрофагами, могут попадать в мозг и способствовать развитию депрессии[25]25
  Согласно последним исследованиям, у пациентов с депрессией наблюдается дисрегуляция реакций как врожденного, так и адаптивного иммунитета. – Прим. автора.


[Закрыть]. За ним последовали другие, оставшиеся практически незамеченными работы, которые связывали иммунную систему с депрессией. Между тем ученые, занимавшиеся фундаментальными исследованиями, обнаружили, что введение лабораторным мышам воспалительных стимулов, таких как инфекционные бактерии, липополисахариды или цитокины, приводит к тому, что животные ведут себя так же, как и при психологическом стрессе.

Идея о том, что макрофаги могут влиять на наше настроение, шла вразрез с существующими взглядами. Был брошен вызов не только биологическим догмам, но и глубоко укоренившейся дуалистической философии, восходящей к Декарту, которая решительно разделяла разум и тело. Все давно согласились с тем, что аффективные расстройства существуют отдельно от физических болезней. Гематоэнцефалический барьер представлял собой физическое воплощение этой веры в нашем организме, однако вскоре его непроницаемость оказалась под сомнением, как и идеи существующей теории.

Согласно последним исследованиям, воспаление способно оказывать влияние не только на физическое, но и на психическое здоровье, способствуя таким проблемам, как депрессия, суицидальные наклонности, тревожные состояния, посттравматическое стрессовое расстройство, шизофрения, биполярное расстройство и аутизм. Гены действительно играют определенную роль в психическом здоровье (в некоторых случаях, таких как шизофрения и биполярное расстройство, в большей степени, чем в других, таких как депрессия). Многие гены, связанные с депрессией, относятся к работе нервной и иммунной систем.

В начале XXI века ученые начали находить у пациентов с депрессией более высокий уровень маркеров воспаления, таких как CRP, либо следы низкоуровневого воспаления в крови у людей, которым впоследствии диагностировали это заболевание. Кроме того, исследования указывали на наличие линейной зависимости: чем сильнее было воспаление у пациентов с депрессией, тем более выраженными были ее симптомы. Так, в одном масштабном исследовании 2013 года приняли участие более семидесяти тысяч человек, которые прошли тесты на выявление симптомов психологического дистресса или депрессии. Было обнаружено, что по мере усиления воспаления, о степени которого судили по уровню CRP, или С-реактивного белка, у испытуемых линейно возрастал риск психологического дистресса, депрессии и даже госпитализации в связи с депрессией. С другой стороны, многие исследования с использованием современных методов визуализации мозга демонстрируют, что воспаление в организме может оказывать прямое влияние на мозг и настроение. Как у людей, так и у животных снимки мозга демонстрируют, что воспаление в остальном организме затрагивает определенные участки мозга, в том числе те, которые вовлечены в расстройства настроения, в результате чего происходит изменение функций мозга.

У людей с хроническими воспалительными заболеваниями, включая болезни сердца, рак, ожирение, диабет, деменцию, инсульт, ревматоидный артрит, воспалительные заболевания кишечника, волчанку, астму и аллергию, депрессия развивается чаще, чем у их здоровых сверстников. Этот эффект не может быть полностью объяснен падением качества жизни в связи симптомами этих заболеваний. С другой стороны, психическое расстройство само по себе повышает риск развития хронических воспалительных заболеваний и ухудшает их течение. Кроме того, введение воспалительных стимулов, по-видимому, способно вызывать депрессию даже у тех людей, которые ранее не были подвержены аффективным расстройствам. Это подтвердили и опыты на животных. Исследования демонстрируют, что среди пациентов, получающих воспалительный цитокин интерферон-альфа (IFN-α) при раке или хронических инфекциях, примерно половина в дальнейшем сталкиваются с депрессией. Даже воспаления от вакцинации может оказаться достаточно, чтобы спровоцировать легкие симптомы депрессии, повышение уровня цитокинов в крови и изменение мозговой активности в участках мозга, причастных к развитию депрессии.

Эксперименты на животных проливают свет на возможные механизмы, в результате которых воспаление может способствовать развитию депрессии. Активизированная воспалением в организме микроглия выделяет воспалительные цитокины, которые разрушают нейронные связи в мозге, влияющие на настроение и поведение. Воспаление мозга уменьшает количество серотонина, циркулирующего между нейронами.

Исследования клеток показывают, что воспаление в состоянии повышать риск депрессии, подавляя рождение новых клеток мозга и ускоряя гибель существующих.

Пока мы не можем со всей уверенностью утверждать, что воспаление лежит в основе всех случаев депрессии или деменции. Тем не менее накапливается все больше данных, указывающих на его важную роль в развитии многих нейродегенеративных и психических заболеваний, и продолжение активной исследовательской работы в этой обширной и пока малоизведанной области просто необходимо. Эти данные также хорошо согласуются с растущими новыми знаниями о связи воспаления и хронических болезней современности. Скрытое, вялотекущее воспаление является не просто следствием всех этих болезней, но и их потенциальной причиной. И даже если скрытое воспаление напрямую не способствует развитию болезни, оно может приводить к снижению порога терпимости неблагоприятных факторов в организме.

Случайное и почти одновременное открытие в конце XX века метавоспаления и возрастного воспаления иллюстрирует тесную связь между различными формами скрытого воспаления. Хотя понятие метавоспаления возникло в результате исследований на мышах с ожирением, а понятие возрастного воспаления – в результате исследований на стареющих людях, в обоих случаях были сделаны схожие выводы о скрытом воспалении и критической роли хронического низкоуровневого воспаления в развитии метаболических заболеваний и старении соответственно. Известно, что воспалительные триггеры метавоспаления и возрастного воспаления иногда отличаются, а иногда пересекаются между собой, однако в них задействован ряд общих молекулярных механизмов.

Скрытое воспаление может лежать в основе многих хронических заболеваний, а между болезнями разных участков организма существует глубокая биологическая связь – некогда это были лишь громкие голословные утверждения. Скрытое воспаление тянется годами, никак себя не проявляя, пока в один прекрасный день не заявит о себе во всеуслышание. Внезапный, казалось бы, сердечный приступ. Диагностированный рак. Это может быть просто обычный день в спортзале, который пошел не по плану и привел к инвалидности. Возможно, скрытое воспаление томилось в крови Джея за годы до травмы шеи, сыграв ту или иную роль в случившемся с ним несчастье. Ревматологи признали, что это было вполне вероятно. Человек со скрытым воспалением подвержен повышенному риску развития аутоиммунных расстройств.

В 1812 году, за несколько лет до рождения Вирхова, был опубликован самый первый номер «Медицинского журнала Новой Англии». В нем одними из основных причин смертности были названы инфекции, включая холеру, чахотку, оспу и лихорадки неизвестного происхождения. Были перечислены и другие смертельные болезни того времени, такие как диарея, обморочные приступы, употребление холодной воды и безумие. К середине XX века, когда смертность от инфекций резко пошла на спад в разных частях света благодаря улучшению санитарных условий и открытию антибиотиков, начали расцветать болезни иного рода. Бичом следующих десятилетий в западных странах постепенно становились воспалительные аутоиммунные и аллергические заболевания.

Ужас самоотравления, способность организма атаковать самого себя, некогда отвергнутая наукой, теперь стала повседневной реальностью для многих людей, страдающих от редких, как это было с Джеем, или распространенных аутоиммунных заболеваний, включая воспалительные заболевания кишечника, целиакию, ревматоидный артрит, рассеянный склероз, астму, диабет первого типа и волчанку. Наряду с аутоиммунными расстройствами чаще стали встречаться и другие хронические болезни: сердечно-сосудистые заболевания, инсульты, различные виды рака, ожирение, диабет, гипертония, нейродегенеративные и психиатрические болезни – и многие другие проблемы со здоровьем. Подобно аутоиммунным расстройствам, в настоящее время все эти недуги считаются – по крайней мере, отчасти – воспалительными заболеваниями, и это мнение подкрепляется научными открытиями последних десятилетий. Воспалительные заболевания являются наиболее распространенной причиной болезней и смертей в современном мире. В их основе может лежать скрытое воспаление, которое томится в организме, прежде чем вызвать или усилить широкий спектр заболеваний.

Многие идеи Вирхова о воспалении и болезни, оставленные без внимания в его время, пережили удивительное возрождение.

Столетия назад Мечников наблюдал блуждающие клетки в личинках морских звезд. В то время его коллеги пытались отказать «большим пожирателям» в праве на существование. Однако постепенно взгляды Мечникова достигли впечатляющих высот. Макрофаги – это одновременно и волки, и овцы, они участвуют почти в каждом заболевании, играют главную роль в иммунологии и воспалении. Они сражаются с микробами и опухолями и способствуют восстановлению тканей. Эти клетки изобилуют в большинстве случаев хронического воспаления, включая аутоиммунные заболевания, работая рядом с клетками адаптивной иммунной системы. А еще они очень важны при скрытом воспалении, тесно переплетенном со смертоносными болезнями современностями. Макрофаги дают о себе знать на каждой стадии болезней сердца, питаясь липидами, содержащимися в атеросклеротических бляшках, выбрасывая десятки воспалительных молекул и предвещая разрыв атеросклеротических бляшек с последующим сердечным приступом. Они селятся в подкожном жире, обвиваясь вокруг адипоцитов и значительно усиливая воспаление в избыточной плоти, ютятся в поджелудочной железе, замышляя разрушение клеток, отвечающих за выработку инсулина. Они дают опухолям взять себя под контроль, тем самым предавая наш организм. «Большие пожиратели» активно участвуют в старении и всех сопутствующих ему недугах. Наконец, в головном мозге они способствуют помутнению сознания.

В начале XX века португальский философ Фернандо Пессоа жил и работал в небольшой квартире в Лиссабоне, заполняя свою уединенную жизнь плодотворным творчеством. В своих многочисленных тетрадях Пессоа часто писал под новыми именами и фамилиями. Он называл их не псевдонимами, считая, что этот термин не отражает истинной интеллектуальной глубины его непохожих друг на друга личностей, а гетеронимами. Это был Альберто Каэйро, который жил в деревне со своей двоюродной тетей и получил только начальное школьное образование, или Альваро де Кампос, изучивший машиностроение и написавший жестокие, гневные стихи. Или Рикардо Рейс, который призывал своих читателей не гнаться за амбициями, а находить удовольствие в текущем моменте. И так далее – около сотни поразительно своеобразных «я», порожденных разумом одного человека. Пессоа писал страницу за страницей на протяжении почти всей своей жизни, прозябая в безвестности, не привлекая внимания ни к себе, ни к своей работе, пока в один прекрасный день его не замучили боли в желудке и жар. «Я не знаю, что принесет завтрашний день», – написал он на смертном одре в больнице Сан-Луиса. Это случилось задолго до взрыва интереса к его творчеству после ухода автора из жизни.

Воспаление, подобно гетеронимам Пессоа, имеет множество форм. Острое или хроническое, скрытое или явное – его механизмы и участники меняются в зависимости от того, почему, как и где воспаляется организм. Вывих лодыжки оборачивается четырьмя выделенными еще Цельсом симптомами: rubor, tumor, calor и dolor (покраснение, отек, повышение температуры и боль. – Прим. пер.). Кашель и чихание при обычной простуде являются результатом воспаления слизистых оболочек носа и горла. Вирус гриппа воспаляет сразу все тело, вызывая боль в мышцах и суставах. Хроническое, скрытое воспаление отличается от явных аутоиммунных процессов своим проявлением. И тем не менее каждый раз перо оказывается в руках одного и того же творца. В воспаленных тканях, как правило, происходит инфильтрация иммунных клеток, образование новых кровеносных сосудов и общее увеличение числа клеток. Когда я иду по коридорам больницы, в которой работаю, названия клеток, охваченных воспалением, различаются в зависимости от того, на каком этаже я нахожусь: эндотелиальные клетки в сердце, энтероциты в кишечнике. Воспалительные реакции и клеточные взаимодействия, хотя и уникальны для каждой ткани или органа, в целом очень схожи между собой. Такое ощущение, что мы в какой-то степени все имеем дело с одним и тем же явлением, пускай и выглядит оно каждый раз по-новому. Мастерская способность скрытого воспаления принимать различные обличья, протекать незаметно, пока не добьется полного хаоса, ставит перед нами глобальную проблему: как предотвратить, уловить или потушить это скрытое пламя, вмешавшись прежде, чем оно разразится необузданным пожаром и превратит наш организм в пепелище?