Знание-сила, 2005 № 05 (935)
Шрифт:
Вы, наверно, уже догадываетесь, что наш разговор о каналах затеян не зря. Разгадка нашей затеи — в маленькой латинской букве "п", с которой начинается название всех этих каналов. Это начальная буква слова "никотин", а полное название канала звучит так: никотинный АцетилХслиновый Рецептор. нАХР. Или nAChR, как мы уже сказали. Рецептор - это белковая молекула или комбинация белковых молекул, которая предназначена для распознавания молекул тех или иных веществ. Как правило, она помешается на поверхности клетки и обращена наружу, где эти вещества и проплывают. Наш никотинный канал не только пропускает в клетку углеродные ионы, но еще действует и как рецептор. Стоит ему завидеть проплывающую мимо молекулу никотина, как он ее цепляет. Как всякий рецептор, он распознает "свою" молекулу по ее форме. У молекулы никотина очень специфическая форма. Наш рецептор почему-то приспособлен природой именно для ее распознавания. Он идеальный химик, так сказать "по природе", только его познания
Никотин, как известно, враг. "Капля никотина убивает лошадь". Впрочем, лошади умнее людей — они не курят. Потому что курение — вред. Отдельные люди не хотят этого понять, но человечество в целом вовсю борется с этой вредной привычкой.
Многие страны уже запретили курение в общественных местах. Недавно правительство королевства Бутан запретило курение вообще на всей территории Бутана. К счастью для курильщиков, Бутан — маленькая страна, так что курильщики метут выйти покурить снаружи. Но если без шуток, то было бы хорошо, конечно, если бы все курильщики отучились курить. И ведь главное — это так легко. Вспомните Марка Твена: "Бросить курить — плевое дело, я сам сотни раз бросал." Но увы - они не отучаются. Даже сам Марк Твен. Потому что курение — это привычка. Влеченье. Страсть. Что-то сродни тяге к алкоголю или привычке к наркотикам.
Ученые, которые, как известно, хотят человечеству только добра (хотя иногда у них получается водородная бомба), давно задались целью изучить природу таких вредных привычек. Как всегда у ученых, раз взявшись, они уже изучают все подряд, дотошно и детально. Пристрастие к наркотикам, к пиву, к кофе, к шоколаду. К женщинам и к мужчинам почему-то нет. Это у них проходит по другому ведомству. Но к никотину обязательно. И вот что установили ученые: как и всякое пристрастие, тяга к сигарете диктуется прежде всего "вознаграждением". В случае никотина механизм этого вознаграждения очень прост: стоит молекуле никотина сесть на никотинный рецептор, как тот начинает энергичнее пропускать ионы. Нейроны слегка возбуждаются, нервная система приходит в здоровое возбуждение, ей это нравится, она хочет еще. Она еще не знает, эта глупая нервная система, что "еще" означает пожизненную привычку, рабскую зависимость.
Ученые уже установили "ин витро", то есть в пробирке, что главными рецепторами никотина являются те, в которых присутствуют субъединицы типа альфа-4 и бета-2. Именно их комбинация создает основное число "никотинных посадочных мест" в мозгу. Более того — было установлено (опять же "ин витро"), что при хроническом "выставлении" этих посадочных мест под воздействие никотина их чувствительность к никотину снижается, то есть они хуже распознают его и реже цепляют. Сказано же, что никотин — враг! Но вот беда: в мозгу хронического курильщика появляется много больше таких посадочных мест, как будто природа компенсирует снижение их чувствительности увеличением их общего числа. Ну, не хочется ей отказывать человеку в удовольствии! Не потому ли курильщикам так трудно бросить курить?
Недавно на этот вопрос: не потому ли? — взялась ответить группа исследователей под руководством А.Таппера. Собственно, именно их работа (опубликованная в журнале "Science") и послужила первоначальным толчком к данному рассказу. Группа Таппера взяла на себя функции природы и сконструировала такой никонинный рецептор, в котором субъединица альфа-4 имела большее химическое сродство к никотину, чем обычно. А потом ввела этот рецептор подопытной мыши. И оказалось, что мышь с такой мутацией гораздо подверженней привычке к никотину, чем нормальная подопытная мышь. И одновременно она обнаруживает высокую сенсибилизацию, то есть — чтобы проявились все последствия курения, включая возбуждение и вознаграждение, ей нужно много меньше никотина, чем обычной мыши. После этого Таппер стал искать такого рода мутации в генах, управляющих производством тех белковых субъединиц, из которых природа комбинирует никотинные рецепеторы. И обнаружил целый ряд так называемых полиморфизмов (небольших химических отличий) в этих генах.
Что это означает? Правильно — наша зависимость от сигареты может быть во многом следствием генетического полиморфизма. Вполне может быть, что Марк Твен (как и все те, кто уже сотни раз бросали курить) был не просто слабовольным человеком, а самой настоящей несчастной жертвой такого скрытого генного подвоха.
Ученые, которые, как уже сказано, желают счастья всему человечеству, не могут допустить, чтобы человек попал в кабалу к какому-то полиморфизму. Теперь они ищут такие безвредные молекулы, которые могли бы сесть на никотинный рецептор и заглушить его, как бочку заглушкой. Они надеются, что таким путем им удастся освободить заядлых курильщиков
Ну, пусть ищут. Это они хорошо придумали. Пусть ищут. А мы пока перекурим.
Лицом к лицу с пандемией
Ученые убеждены: скоро нам предстоит пережить такую волну гриппа, какой не помнят ныне живущие. Чтобы с ней бороться, они обращаются к опыту знаменитой "испанки" начала прошлого века.
В конце октября 2004 года таможенная служба в брюссельском аэропорту конфисковала двух ястребов, которых пытался нелегально провезти в Бельгию некий гражданин Таиланда. Ястребы были обнаружены в ручном багаже случайно: пассажир прибыл в Брюссель из Вены и, вообще говоря, проверке не подлежал. Но обнаружив птиц — поскольку пассажир был родом из Таиланда, — их проверили на вирус гриппа. Вирус был обнаружен, офицер, проводивший проверку, заболел, 700 других птиц, находившихся в задержании на таможне, пришлось немедленно забить во избежание эпидемии, и только тогда власти объявили таиландского пассажира в розыск. Хорошо еще, что он добровольно согласился отправиться в больницу — как ни странно, в Бельгии нет закона, разрешающего принудительную отправку людей в больницу, даже если они представляют угрозу общественному здоровью.
Представлял ли этот пассажир такую угрозу? По мнению специалистов, несомненно. В последнее время во многих странах развернуты энергичные исследования, цель которых — оценить скорость распространения возможной эпидемии гриппа.
Чтобы провести такой расчет, необходимо знать ряд параметров, характеризующих данную эпидемию: число людей, которые могут вступить в контакт с одним заболевшим, вероятность подхватить вирус при таком контакте, вероятность заболеть, длительность инкубационного периода и смертность, характеризующую данный вид вируса. Каждый из этих параметров влияет на скорость распространения эпидемии, на число ее жертв и на вероятность ее подавления. Так, вирус недавней эпидемии САРС имел инкубационный период около шести дней, а болезнь сразу проявлялась жесточайшим образом, и это позволило врачам вовремя изолировать заболевших и ограничить их контакт со здоровыми людьми. А вот вспышка гриппа во Вьетнаме была вызвана вирусом с инкубационным периодом всего в 2 дня и очень вялым началом болезни, так что в результате шесть человек погибли прежде, чем врачи сумели предпринять нужные меры.
В проводимых сейчас расчетах ученые пользуются данными для уже имевших место вспышек гриппа и на этом основании делают прогнозы для возможных будущих эпидемий. Так вот, в одном из таких исследований в университете Джона Хопкинса в Балтиморе (США) объектом изучения был вирус гриппа, вызвавший эпидемию 1968 года. При тогдашней численности ежедневных авиарейсов между 52-мя крупнейшими городами мира время распространения этого вируса по миру составило около года. Когда в ту же математическую модель подставили данные о частоте авиарейсов на 2000 год, возможное время распространения того же вируса составило уже меньше полугола. Сегодня это было бы несколько месяцев. Но системы национальных здравоохранений во всем мире, включая самые развитые страны, имеют весьма ограниченный запас вакцин и, как показал тот же расчет, никак не смогли бы справиться с нагрузкой, если бы десятки миллионов человек заболели в течение считанных месяцев. Вот почему бельгийский случай вызвал настоящую панику.
По той же причине специалисты во всем мире крайне резко отреагировали на недавнее сообщение группы Ёсиро Каваока, которая исследовала причины высокой смертности печально знаменитой "испанки" 1918- 1919 годов. Как известно, во время тогдашней пандемии гриппа за полтора гола погибли свыше 20 миллионов человек. Происхождение вируса "испанки" так и осталось неизвестным (как, кстати, и происхождение вирусов эпидемий 1957 и 1968 годов), но его генетический состав удалось расшифровать, и совсем недавно группа Каваока показала, что высокая смертность той пандемии была, по всей видимости, связана с особенностями одного из белков, производимых генами вируса "испанки". Когда исследователи присоединили этот белок к довольно безвредному вирусу современного мышиного гриппа и ввели такой переделанный вирус мышам, смертность среди них достигла едва ли не 100 процентов. Специалисты-вирусологи приветствовали научный результат Каваока и его сотрудников, но резко обрушились на группу за недостаточный, по их мнению, уровень безопасности при проведении этих исследований. И хотя Каваока доказывал, что все предписанные правилами условия безопасности были им соблюдены, критики остались при убеждении, что эксперименты такого рода требуют еще больших предосторожностей. Страшно представить себе, что произойдет, если такой вирус случайно вырвется на свободу.