Дикий мир нашего тела. Хищники, паразиты и симбионты, которые сделали нас такими, какие мы есть
Шрифт:
История наших попыток понять, в чем заключается функция аппендикса, началась задолго до операции Лайпса, но в этой истории было больше предположений, чем истинного понимания. Главным доказательством того, что аппендикс является обычным рудиментом, служил тот факт, что после его удаления с людьми не происходит ровным счетом ничего. Это считалось логически обоснованным окончательным доказательством. Хирурги (а в случае Лайпса – техники кабинета ЭКГ) удалили миллионы аппендиксов. За результатом они наблюдали приблизительно так же, как вы могли бы наблюдать за результатом удаления ненужного бревна из стены вашего загородного дома. Если дом после этого не рухнул, то вы испытываете громадное облегчение, слегка подпорченное беспокойством во время сильного ветра. Однако «ветры» дули, но людям, перенесшим аппендэктомию, не становилось хуже, и они не умирали молодыми. Их дома продолжали стоять крепко и непоколебимо. Если бы роль аппендикса в организме была по-настоящему важной, то лишившиеся его люди (по крайней мере некоторые) начали бы болеть [54] . Но перенесшие операцию, подобно морским свинкам в стерильных камерах, и не думали болеть, поэтому представлялось совершенно ясным, что аппендикс – это пережиток прошлого. Возможно, он что-то делал, когда мы были обезьянами, а может, и еще раньше, когда мы, словно мелкие грызуны, жили среди громадных динозавров. Да, вполне вероятно, что в организме наших далеких предков аппендикс и играл какую-то жизненно важную роль, но теперь он просто болтается среди кишок, как язык колокольчика, который иногда,
54
На самом деле все обстоит как раз наоборот. Люди с удаленными червеобразными отростками имеют меньшую предрасположенность к некоторым воспалительным заболеваниям. Вот и ключ к разгадке!
Но с гипотезой о том, что червеобразный отросток – это всего лишь антикварная безделушка, бесполезный рудимент, были и кое-какие проблемы. Во-первых, аппендикс иногда убивает. Если воспаленный аппендикс не удалить, то вероятность гибели пациента независимо от его возраста приближается к пятидесяти процентам. Согласно статистике, один из шестнадцати человек в общей популяции заболевает острым аппендицитом [55] , следовательно, если в этих случаях не удалять аппендикс, то каждый тридцать второй человек умрет от аппендицита. Если бы исторически каждый тридцатый человек умирал от воспаления червеобразного отростка, само присутствие которого, размер и форма запрограммированы генетически (что представляется вполне правдоподобным), то не потребовалось бы много поколений на то, чтобы ген крупного аппендикса (или даже аппендикса вообще) полностью исчез из человеческой популяции [56] . При прочих равных условиях гены, которые убивают или даже просто ослабляют нас, надолго в генофонде не задерживаются. Рыбы, которые в процессе эволюции приспособились к жизни в подводных пещерах, очень скоро лишились глаз, ибо в темной пещере глаза не нужны, не говоря уже о том, что с точки зрения биоэнергетики сохранение глаз в такой ситуации слишком дорого обходится организму [57] . Если бы наличие аппендикса было излишним и вредным, то он давно бы исчез, как исчезли глаза у пещерных рыб. Кстати сказать, они утратили не только глаза, но и их нервные связи. У этих рыб редуцировались участки мозга, отвечавшие за зрение. Но подобная судьба не коснулась аппендикса, он остался, несмотря на миллионы смертей на его счету.
55
Это в значительной степени зависит от места жительства. Так же как и болезнь Крона, аппендицит редко встречается в развивающихся странах. Вполне возможно, что аппендицит – это современная болезнь, болезнь цивилизации, еще одно следствие конфликта между нашей биологией и повседневной жизнью. Вот и следующий ключ!
56
Некоторые ученые высказывали предположение о том, что червеобразный отросток не мог исчезнуть, потому что малые по размеру аппендиксы представляют большую опасность, ибо воспаляются чаще, чем длинные отростки. Однако наличие маленьких аппендиксов у очень многих видов животных делает это предположение маловероятным.
57
В процессе эволюции многие биологические виды переходили к пещерному образу жизни десятки, если не сотни раз; каждый раз их глаза редуцировались, а тела становились бесцветными. То есть эти животные избавлялись от того, что было ненужным и приводило к излишним тратам энергии. Эти существа, словно бледные тени изощренных прихотей эволюции, бродят, натыкаясь на стенки, по вечному мраку своих подземелий.
Еще одна проблема с этой гипотезой заключается в обезьянах. Если наш аппендикс действительно всего лишь бесполезный рудимент, то мы можем присмотреться к нашим ближайшим родственникам и выяснить, что делал когда-то наш червеобразный отросток. Чем занимался аппендикс в организмах наших предков, каковы его нынешние функции в организмах наших родственников? Если наш аппендикс – всего лишь рудимент, то можно ожидать, что у обезьян этот орган развит лучше, чем у нас, и приносит обезьянам больше пользы. По идее, у шимпанзе аппендикс должен быть меньше, чем у других обезьян, так как они являются нашими ближайшими родственниками, а их образ жизни (и полезность аппендикса при таком образе жизни) близок нашему. У пещерных рыб нет глаз, так как они бесполезны и дорого обходятся, но мы можем исследовать родичей пещерных рыб и выяснить, какую роль глаза играли в жизни их предков. Точно так же мы можем исследовать наших родичей и выяснить, что делал аппендикс в организме наших предшественников.
Здесь кроется суть проблемы и самая интересная часть истории. Оказалось, что у людей и некоторых человекообразных обезьян аппендикс хорошо развит и имеет более сложную структуру, чем у низших широконосых обезьян, например у мартышек. Это позволяет утверждать, что для нас червеобразный отросток важнее, чем для наших предков [58] . Полученные данные противоречат нашим ожиданиям – ведь мы исходили из рудиментарности аппендикса. Что все это может значить? Скорее всего, аппендикс, долгое время считавшийся бесполезным, все же имеет (или совсем недавно имел) для нас какое-то значение. Более того – его значение, видимо, настолько велико, что особи с хорошо развитым червеобразным отростком живут дольше и оставляют более многочисленное потомство, которое передает дальше гены сложного и отлично развитого аппендикса. Собственно, мы вновь пришли к началу нашей истории. Исследование других приматов привело нас к выводу о том, что наш аппендикс – во всяком случае, в недавнем эволюционном прошлом – имел для нас очень большую ценность. Но какую?
58
Вильям Паркер и его коллеги недавно сделали попытку реконструировать эволюцию аппендикса на генеалогическом древе млекопитающих. Если вы хотите лично разобраться в признаках, общих для животных, обладающих червеобразным отростком, то я отсылаю вас к этой статье, где представлен список биологических видов. Несомненно, у всех этих животных есть что-то общее. Но что именно? Два вида питаются корой, то есть они уникальны. Если отбросить их, то выяснится, что остальные виды обитают в условиях, угрожающих высокой заболеваемостью, – то есть животные, живущие на земле и стадные животные. Правда, в этих же экологических нишах обитают и другие организмы, лишенные аппендикса. То есть тайна остается нераскрытой. Впрочем, почитайте сами: Smith, H. F.; Fisher, R. E.; Everett, A. D.; Thomas, R.; Bollinger, R.: and Parker W. 2009. Comparative Anatomy and Phylogenetic Distribution of the Mammalian Cecal Appendix. Journal of Evolutionary Biology 22: 1984–1999.
Вопрос, выполняет ли аппендикс какую-либо функцию или просто является бесполезным придатком слепой кишки, в течение сотен лет ждал своего исследователя. Никто в мире не занимался этой проблемой всерьез. Подобно многим другим важным вопросам, этот, как правило, служил лишь предметом застольных бесед. После обеда о нем благополучно забывали. Во всем мире хирурги провели в операционных тысячи часов, удаляя червеобразные отростки. Их удалили так много, что эта операция стала считаться рутинной – удалить аппендикс стало так же прозаично, как, скажем, открыть банку кока-колы или оторвать черенок от помидора. Большинство врачей вообще перестали задумываться о пользе или вреде аппендикса, бросая очередной отросток в таз. Никто (даже вопреки здравому смыслу!) не учитывал возможность того, что аппендикс играет какую-то роль во взаимоотношениях организма и населяющих его микробов.
Но вернемся на подводную лодку, где Уилер Б. Лайпс вскрыл брюшную полость Дина Ректора и принялся изучать его кишечник. Об аппендиксе Лайпс знал приблизительно столько же, сколько все остальные люди, – то есть практически ничего. Правда, осознание того, что он невежда не более прочих, было слабым утешением как для Лайпса, так и для Ректора. Пот заливал глаза Уилера, и он то и дело просил своих помощников вытирать ему лоб. Перед ним на столе лежал человек со вскрытым животом. Операция измотала Лайпса. В течение двадцати минут он тщетно искал червеобразный отросток. Сначала он «поискал на одной стороне слепой кишки, а потом на другой». Лайпс начал сомневаться в своих силах.
Когда уже начало казаться, что все пропало, аппендикс, наконец, был найден. Оказалось, что он свернулся змеей и втянулся в просвет слепой кишки. Лайпс удалил отросток, бросил его в кувшин, снял с лица Ректора губку с эфиром и кетгутом зашил рану. Все необходимые инструменты у Лайпса были наготове. Нитки он отрезал маникюрными ножницами.
Никто не знал, суждено ли Ректору жить или умереть, но аппендикс лежал в кувшине, выставленный на всеобщее обозрение. Если бы Лайпс внимательно присмотрелся к удаленному им органу, то обнаружил бы много интересного. Во-первых, он заметил бы, что аппендикс заполнен лимфатической тканью – признак отношения к иммунной системе. Лайпс бы увидел, что изнутри аппендикс покрыт бактериями – толстым ковром из тесно прижавшихся друг к другу разнообразных бактериальных клеток (таким же ковром покрыты хитиновые панцири муравьев). При правильном освещении Лайпс мог бы обратить внимание на то, что аппендикс очень напоминает своего рода пещеру. Но Лайпс, естественно, ничего этого не заметил. В тот момент его меньше всего занимал вопрос, зачем нужен был Ректору его аппендикс. Лайпса намного больше интересовало, как Ректор перенесет действие эфира и когда у него самого и его помощников пройдет возбуждение, вызванное всплеском адреналина, бушевавшего в их крови все несколько часов этой операции. Подводная лодка покачивалась в волнах, а в такт ей покачивался и аппендикс в кувшине, и Ректор на импровизированном операционном столе.
Через несколько дней стало окончательно ясно, что Ректор пошел на поправку. Лайпс стал героем. До конца дней его будет окружать ореол доблести и творческих способностей. Но в истории изучения человеческих аппендиксов (включая и ваш) нельзя не отметить еще одного незаурядного человека, который видел невероятное количество аппендиксов в кувшинах и тазах, присмотрелся к ним внимательно и обнаружил ключ к пониманию загадки червеобразного отростка.
Рэндал Боллингер – почетный профессор университета Дюка в Дареме (Северная Каролина). Сам он утверждает, что отошел от дел и наслаждается заслуженным отдыхом. Отправьте ему письмо по электронной почте, и вам придет автоматически сгенерированный ответ: профессора не будет на месте до 2050 года [59] . В науке принято считать, что способность порождать новые идеи достигает своего пика в возрасте, из которого Боллингер давно вышел. Успех редко приходит к неоперившимся цыплятам и старым облезлым петухам. Но всякий стандартный подход имеет свои недостатки и ограничения. Стандарт упускает из вида опыт и объем наблюдений. Да, лучшие свои произведения Пикассо создал во времена бурной молодости, но его другу Матиссу, как хорошему вину, потребовалось несколько десятилетий для совершенного созревания таланта. Свои лучшие полотна Матисс написал в возрасте между семьюдесятью одним и восемьюдесятью пятью годами [60] , ну а Боллингер продолжал работать с человеческими организмами и размышлять об их природе. Они были его холстами, которые он постоянно подправлял и делал на них открытия. Боллингер понимал, что у организма всегда найдется в запасе пара-другая тайн, которые надо разгадать. Одной из таких тайн и был аппендикс.
59
К тому моменту профессор будет еще относительно молод – ему стукнет всего-то 120 лет. Ну, вы поняли…
60
На самом деле и история Пикассо не ограничивается его бурной молодостью. Он, как и Шагал, писал великолепные картины, когда ему было уже девяносто. Моне писал картины на восьмом десятке. Подобные примеры существуют в музыке (Рихард Штраус), в кино (Джон Хастон) и в литературе (Сол Беллоу). Обсуждение того, какие плоды приносит возраст, можно найти здесь: May 21, 2005. New York Times.
За время своей трудовой деятельности Боллингер видел тысячи аппендиксов – в животах больных, на операционных столах и в тазах для удаленных частей тела. Он знал, что червеобразные отростки заполнены тремя вещами: иммунной тканью, антителами и бактериями. Именно бактерии становятся главной проблемой при разрыве аппендикса. Когда это происходит, бактерии, находящиеся в кишках и аппендиксе, попадают в полости тела и вызывают опасную для жизни инфекцию.
Многие люди видели то же самое, что и Боллингер. Но большинство их проигнорировало увиденное, как, впрочем, и мы все игнорируем значительную часть того, что попадается нам на глаза. Однако в случае Боллингера простые наблюдения относительно естественной истории аппендикса оказались полезными и плодотворными. Обнаруженные им факты и проницательность его коллеги Билла Паркера из медицинского центра университета Дюка помогли совершить удивительное открытие. Во время рутинного лабораторного коллоквиума в 2005 году Паркер и Боллингер беседовали со студентами и докторантами о своих последних исследованиях. Функция аппендикса никогда не была темой этих обсуждений, и на этот раз коллоквиум не был исключением из правила – по крайней мере, поначалу. Но тот день Паркер запомнил на всю жизнь. Он даже помнит, на каком стуле сидел в тот день. У Боллингера, вспоминает Паркер, «был такой вид, словно он наткнулся на какое-то сокровище». Он некоторое время молчал, а потом задумчиво, как будто обращаясь к самому себе, но достаточно громко произнес: «Бьюсь об заклад, я знаю, что делает в организме аппендикс». Вот так, без особого повода, на коллоквиуме развернулась интересная дискуссия. Студенты онемели от неожиданности. Боллингеру и Паркеру очень скоро стало ясно, что за несколько минут этого ясного весеннего утра они решили проблему, которую до них не могли решить на протяжении пяти сотен лет. Они внезапно нашли очевидный ответ. В тот день Боллингер и Паркер пришли к выводу, что аппендикс – это дом и убежище для бактерий. Аппендикс возник как место, где бактерии могут спокойно жить и размножаться и где их не беспокоит кишечная перистальтика. Аппендикс – это тихая гавань, уютный закоулок. Из этого закоулка, решили профессора, бактерии могут заново колонизировать кишечник после того, как флора вымывается из него во время разных заболеваний. Например, холера вызывает такую интенсивную рвоту и такой профузный понос, что из желудочно-кишечного тракта вымывается масса бактерий. При холере этот эффект представляется адаптационным, то есть приспособительным. Когда клетки холерного вибриона изгоняются из организма (и чаще всего попадают в системы водоснабжения), то они передаются следующим жертвам с такой же неизбежностью, как если бы переносчиками были комары. Холерный вибрион запускает весь этот процесс, в избытке производя соединения, которые, не являясь чрезмерно токсичными, тем не менее вызывают такую реакцию, словно в кишечник попало большое количество ядовитых веществ. В такой ситуации аппендикс может стать для бактерий спасительной гаванью.
В этот момент на свете нашлось бы мало того, во что Боллингер и Паркер верили бы больше, чем в свою новую гипотезу. Возможно, что человеческое тело устроено так же сложно, как муравьиное сообщество. Теперь надо было решить, что делать дальше. Можно было либо немедленно опубликовать посетившую их идею, либо сначала ее проверить. Паркер и Боллингер, скрепя сердце, решили все же для начала проверить свою гипотезу. Для этого им, конечно, придется «хорошенько покопаться в кишечнике с подвешенным к нему аппендиксом». Если бы они тогда знали, что проверка гипотезы займет два бесконечно долгих года.