Текст книги "Журнал «Если», 1994 № 10"

Автор книги: Аркадий и Борис Стругацкие

Соавторы: Гарри Гаррисон,Клиффорд Дональд Саймак,Норман Ричард Спинрад,Кингсли Эмис,Питер Филлипс,Игорь Царев,Ричард Маккенна,Игорь Кветной,Ким Робинсон,Наталия Сафронова
сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 19 страниц)

Игорь Кветной,
доктор медицинских наук
ДИСПЕТЧЕР ЖИЗНИ

В книге выдающегося французского онколога Жоржа Матэ «Досье рака» сказано: «Нам предстоит одолеть бедствие, которое ежегодно поражает свыше 160 ООО несчастных в одной только Франции, одевает в траур 100 ООО семей и которое нельзя победить без коллективных усилий…» Статьи расходов на онкологические исследования занимают лидирующее место в бюджетах здравоохранения всех развитых стран. Специалистам кажется, что накоплены огромнейшие массивы сведений, но, увы, как заметил другой известный онколог Р. Зюсс (Германия): «Мы знаем почти все о раковой клетке и понимаем, что не знаем о ней ничего».

За последние годы разработаны многие методы диагностики и лечения рака, одни из них более успешны, другие – менее, но природа опухолевого роста, механизмы возникновения и развития рака остаются во многом невыясненными. Сегодня мы попробуем рассказать читателям об одной из новых теорий механизма развития опухолей.

Знаете ли вы, что в человеческом организме в каждый момент времени при размножении множества клеток в различных органах существует примерно 10 ⁷раковых клеток, возникших в результате каких-либо нарушений в их делении. Но эти клетки не приводят к образованию раковой опухоли. Возникает вопрос: каковы внутренние механизмы? Возможно, загадочные природные «блокираторы» уничтожают потенциальные источники раковых опухолей, и человек, ощущая себя абсолютно здоровым, даже не подозревает, что ежесекундно подвергается теоретической опасности заболеть фатальной болезнью.

Где же заложены эти волшебные механизмы, как их отыскать и научиться управлять ими?

ЗАГАДКИ ДРЕВНЕЙ ЖЕЛЕЗЫ

Если бы можно было заглянуть в головной мозг, то в центре его вы увидели бы… маленькую еловую шишку. Да, именно так выглядит эпифиз – особый эндокринный орган, весящий у человека всего 0,1 грамма. Четыре тысячи лет назад древние индийские йоги дали ему название «шишковидная железа», считая, что он предназначен для ясновидения и размышлений о прежних воплощениях. Французский философ Р. Декарт написал в XVII веке об эпифизе трактат, в котором объявил его «вместилищем души».

Размеры эпифиза у человека невелики, всего 3–4 миллиметра в диаметре. У животных и того меньше. У крыс и мышей при экспериментах его приходится извлекать (причем с большим трудом) только при помощи сильной лупы. Казалось бы, такой маленький орган не должен играть какой-либо значительной роли в организме, однако открытие в последние годы одной из сокровенных тайн этой железы свидетельствует как раз об обратном.

Функции эпифиза долгое время оставались неясными, пока в конце пятидесятых годов нашего столетия американский дерматолог А. Лернер, занимающийся поисками эффективных косметических осветляющих средств для лечения пигментных дерматозов, не обратил внимания на вышедшую еще в 1917 (I) году статью английских ученых К. Мак Корда и Ф. Алпена, в которой сообщалось о посветлении окраски тела головастиков при кормлении их экстрактами эпифиза.

Это сообщение очень заинтересовало Лернера. Он привлек к работе в своей лаборатории известного американского биохимика Дж. Аксельрода, и совместными усилиями группа биохимиков, дерматологов и эндокринологов, собрав и переработав десятки тысяч шишковидных желез коров, получила несколько граммов любопытного вещества. Оно обладало способностью разрушать пигмент меланин у лягушек и других земноводных, и кожа их становилась светлее.

Так был открыт новый гормон – мелатонин. Мистическая роль эпифиза была разгадана, а Дж. Аксельрод за установление путей биосинтеза и метаболизма мелатонина был в 1970 году удостоен Нобелевской премии.

НЕТ НИЧЕГО ЛУЧШЕ ПЛОХОЙ ПОГОДЫ

Казалось, все стало ясно. Однако нет. Решение одной загадки повлекло за собой появление новых. За изучение мелатонина взялись ученые различных специальностей. Установили, что его непосредственным предшественником является серотонин, обладающий широким спектром действия. Выяснилось, что и сам мелатонин также является гормоном с многообразной функцией: он контролирует пигментный обмен, половые функции, суточные и сезонные ритмы, процессы старения, участвует в формировании зрительного восприятия образов и цветоощущения, сна и бодрствования и т. п.

Но главное, что привлекло к мелатонину пристальное внимание онкологов – это его антиопухолевое действие. Эксперименты показали, что введение мелатонина на 75 % снижает частоту возникновения злокачественных меланом и рака молочной железы у мышей.

При этом, естественно, возник вопрос: а достаточно ли то количество мелатонина, которое «поставляет» эпифиз, для нормальной жизнедеятельности организма? Посчитали: оказалось– недостаточно. В организме должны существовать еще источники мелатонина. Где их искать?

История поисков источников мелатонина, в которой автор и его учитель, видный онкоморфолог профессор Н. Райхлин из Московского онкологического центра, принимали непосредственное участие, может служить примером того, как выяснение частного факта стало началом новых широких исследований, результаты которых создали основу принципиально новых взглядов.

…Какая погода была в Нью-Йорке в тот день, когда АЛернер читал статью К. Мак Корда и Ф. Аллена, послужившую отправной точкой первой разгадки эпифиза, мы не знаем. А вот летом 1973 года в Закарпатье, недалеко от Черно-виц, где отдыхал Н. Райхлин, шли проливные дожди. Профессор вынужден был вместо прогулок дышать воздухом на веранде и при этом читал все, что попадалось под руку. Господин случай в тот день не прошел мимо (как это бывает с научными открытиями: вспомним Ньютона с падающим яблоком, Ф. Крика и Дж. Уотсона с узорами на морозном окне их лаборатории) и вложил профессору в руки номер «Известий», в котором было напечатано интервью с академиком Е. Чазовым. В нем рассказывалось о том, что в последнее время известного кардиолога волнует роль мелатонина как физиологически очень активного гормона.

Волнение – вещь заразительная. В 1973 году минуло 15 лет после открытия мелатонина, и у Н. Райхлина возникло предположение: не поискать ли возможность синтеза мелатонина в тех клетках, которые ответственны в организме за выработку его предшественника – серотонина. Основным продуцентом серотонина в организме человека являются так называемые энтерохромаффинные клетки желудочно-кишечного тракта, большинство из которых расположено в червеобразном отростке.

Предложение было проверено – и уже через 2 года, в 1975 году в английском журнале «Nature» (в котором по традиции публикуются сведения о новых научных открытиях) была опубликована наша статья об открытии нового источника синтеза мелатонина.

ГДЕ ЕЩЕ ЕСТЬ МЕЛАТОНИН?

Последующие исследования, проведенные в нашей лаборатории в Медицинском радиологическом научном центре РАМН, показали, что мелатонин – продуцирующие клетки есть и в других органах: печени, почках, поджелудочной железе, надпочечниках, в ил очковой железе, симпатических ганглиях, гортани, легких, пищеводе, некоторых отделах головного мозга. Так впервые была составлена своеобразная карта присутствия мелатонина, которая демонстрирует его широкое распространение в организме. Обнаруживая все новые источники его синтеза и учитывая присущие ему антиканцерогенные свойства, ученые решил и детально изучить участие мелатонина в механизмах возникновения рака и формирования условий, препятствующих росту опухолей.

Оказалось, что на ранних стадиях развития опухолей в организме происходит резкое увеличение количества мелатонин-продуцирующих клеток, сопровождающееся повышением содержания мелатонина в сыворотке крови, в то время как поздние стадии, особенно при распространенных метастазах, характеризуются почти полной потерей этих клеток и падением содержания гормона у больных с запущенными формами рака. Все это прямо свидетельствовало об активном участии мелатонина и синтезирующих его клеток в патогенезе опухолевого роста и о попытках организма воспрепятствовать развитию опухоли, увеличивая продукцию этого гормона.

При продолжении исследований интересные данные были получены в нашей лаборатории В. Гуляевым и Р. Манохиной. Они установили присутствие мелатонина и некоторых других гормонов (серотонина, гистамина, инсулина, катехоламинов) в эндотелиальных клетках сосудов.

Это означало: местный механизм непосредственного изменения концентрации гормонов в кровяном русле конкретного органа существует. Такой механизм физиологически оправдан, поскольку обеспечивает необходимое биологическое действие гормона в кратчайшие сроки непосредственно на те функциональные звенья, включение которых необходимо в определенной сложившейся ситуации.

Особое значение имеет исследование физиологической роли гормонов, синтезирующихся в клетках сосудов в условиях воздействия ионизирующей радиации и развития в организме опухолей. И в том, и в другом случае сосуды играют далеко не последнюю роль и в реализации лучевого воздействия, и в развитии опухолевого процесса. Радиобиологам и онкологам хорошо известно, что именно нарушение сосудистой проницаемости значительно отягощает течение лучевой болезни, а распространение клеток первичной опухоли по сосудам вместе стоком крови (метастазирование) приводит к смертельному исходу у значительной части онкологических больных. Проведенная нашими сотрудниками оценка «поведения» эндотелиальных клеток, вырабатывающих мелатонин и другие гормоны при лучевом поражении и опухолевом росте, дает основы для разработки возможных способов повышения эффективности лучевой и химиотерапии злокачественных новообразований.

Есть еще ряд положений, интересных с позиций дальнейшего изучения их в онкологии и радиологии.

В. Южаков обнаружил мелатонин в тучных клетках. Эти клетки известны давно. Они были названы так Паулем Эрлихом по их внешнему виду, поскольку очень похожи на набухшие шары. Электронная микроскопия показала, что их форма обусловлена большим количеством секреторных гранул, изнутри распирающих клетку. Тучные клетки определяются практически в каждом органе. В содержащихся в них гранулах находят разнообразные химические вещества. Теперь известно, что в них синтезируется и мелатонин. Дальнейшие эксперименты показали: введенные извне радиоактивно меченные серотонин и мелатонин очень быстро накапливаются именно в тучных клетках, которые в дальнейшем разносят их по организму. Таким образом, роль тучных клеток заключается в захвате гормонов и других биологически активных веществ из окружающей ткани для последующей «транспортировки» к месту назначения в зависимости от сложившейся конкретной ситуации.

Параллельно с этими исследованиями Т. Кветная впервые обнаружила мелатонин в эозинофильных лейкоцитах – клетках крови, которые были известны давно как переносчики биологически активных веществ (гистамина и др.), принимающих активное участие в развитии бронхиальной астмы, различных аллергических реакций. Ранее было отмечено, что при инфильтрации ткани злокачественной опухоли эозинофильными лейкоцитами наблюдается более замедленное развитие рака и в этих случаях прогноз продления жизни у таких больных более благоприятен. Теперь это оказалось возможным связать с антиопухолевыми свойствами мелатонина.

ГЛАВНОЕ – ПОПАСТЬ В ЦЕЛЬ

Являясь универсальным регулятором биологических ритмов, мелатонин и сам синтезируется неравномерно. Активнее всего синтез идет ночью. Клинические исследования Г. Свет-Молдавского показали снижение темпа роста злокачественной меланомы у больных, содержавшихся длительное время без света, которое, по-видимому, и было обусловлено повышением продукции мелатонина в организме в условиях искусственной темноты.

Мы провели специальные исследования и доказали, что на ранних стадиях развития опухолей концентрация мелатонина в сыворотке крови онкологических больных возрастает в 1,5–2 раза по сравнению с нормой, резко снижаясь при метастазировании опухолей. И. Левин установил также, что при раковых опухолях у больных изменяется уровень суточного выделения мелатонина. При изучении иной патологии подобных изменений обнаружено не было. Наряду с другими клиническими и лабораторными данными эти тесты могут служить важным дополнительным информативным признаком для своевременной диагностики опухолей.

Недавно была обнаружена еще одна неожиданная особенность злокачественных опухолей. Сотрудница Самарского медицинского университета П. Дейнеко показала, что примерно одна треть раковых опухолей содержит клетки, синтезирующие различные биогенные амины и пептидные гормоны (в том числе и мелатонин) внутри новообразований.

Как правило, опухоли, содержащие мелатонин, растут медленнее и клинически протекают более доброкачественно. Возможно, это самозащита организма от дальнейшего прогрессирования опухолевого процесса. Появились идеи «прицепить» к антителам против мелатонина цитостатические антиопухолевые препараты с тем, чтобы при введении в организм они накапливались именно в опухолевых клетках и уничтожали их. Теоретически такие перспективы очень заманчивы. Будущее покажет, возможно ли этого добиться.

Но уже сейчас на основе изучения возможностей мелатонина ученые из Санкт-Петербурга В. Анисимов,

В. Морозов и В. Хавинсон создали препарат из ткани эпифизов крупного рогатого скота – «эпифизан», который при испытании замедлял рост экспериментальных опухолей. Эти данные вызывают большой интересу онкологов, так как благодаря им появляется возможность целенаправленной регуляции процессов клеточного деления и дифференцировки, нарушение которых лежит в основе опухолевого роста. Онкологические аспекты изучения физиологической роли мелатонина – увлекательная и многообещающая область современных исследований. Мы же, завершая наш рассказ, расскажем пока только об одном открытии, на наш взгляд, самом интересном…

КТО ПОД МАСКОЙ?

Органы кроветворения (селезенка, костный мозг) и сама кровь очень богаты различными клеточными элементами. Это и эритроциты – красные кровяные тельца, переносящие кислород, и лейкоциты, с которыми связана антимикробная функция крови, и лимфоциты – особые клетки, защищающие организм от любого чужеродного влияния.

Среди лимфоцитов в середине семидесятых годов нашего столетия были обнаружены клетки, в цитоплазме которых содержалось большое количество секреторных гранул (их так и называли – большие гранулярные лимфоциты– БГЛ).

БГЛ обладали удивительной, только им присущей функцией – они убивали опухолевые клетки. Достаточно было к культуре опухолевых клеток добавить взвесь БГЛ, как опухолевые клетки погибали. Причем, что интересно, БГЛ не обладали видовой специфичностью и действовали на клетки любых опухолей. Например, мышиные БГЛ убивали опухолевые клетки и у крыс, кроликов, собак. Ученые были буквально ошеломлены и назвали эти клетки «естественными киллерами» (от английского слова killer – убийца).

С тех пор интерес к киллерам растет день ото дня, количество опытов по изучению их противоопухолевых свойств, проведенных в различных вариантах, не поддается подсчету, и какие бы модификации экспериментов ни придумывали ученые, киллеры всегда убивают опухолевые клетки. Казалось бы, все – наконец-то найден путь к успешному лечению рака – вводи взвесь киллеров в опухоль, и она рассосется! Увы, нет. В жизни все посложнее, чем в сказке, и те же могучие киллеры успешно сражались с раковыми клетками только в культуре тканей, а в живом организме работали гораздо хуже.

Что же мешает им? Какие механизмы надо выключить (или включить), чтобы сделать их такими же активными, как и в условиях лабораторного эксперимента?

Для ответа на этот вопрос нужно найти разгадку другого: за счет чего киллеры поражают опухоль? В этих двух направлениях ученые и устремили свои поиски. За короткий срок уже расшифровано строение, описаны различные типы, изучены биохимические свойства киллеров. Но свою главную загадку киллеры хранят строго.

Мы уже писали, что в них есть секреторные гранулы. Если есть гранулы, значит, в них что-то хранится? А если в гранулах содержится какое-то вещество, следовательно, оно необходимо для выполнения какой-то функции? Например, чтобы действовать на опухоль разрушающе?

И группа сотрудников Медицинского радиологического научного центра РАМН решила попробовать приоткрыть лицо киллеров, спрятанное под таинственной маской. Хотя маска тщательно скрывала его, что-то неуловимо знакомое угадывалось в общих очертаниях скрытого лика. Что же? Чем дольше и внимательнее смотрели мы на фотографии «убийц», тем меньше и меньше оставалось сомнений в том, что «родимые пятна» киллеров – гранулы – очень похожи на гранулы эндокринных клеток.

Вскоре впервые был установлен принципиально новый научный факт – естественные киллеры способны синтезировать гормоны.

Электронно-микроскопические исследования показали, что эти гормоны содержатся именно в секреторных гранулах. В последующих экспериментах была найдена прямая связь между действием киллеров на опухолевые клетки и синтезом гормонов в их гранулах. При слиянии клеток-киллеров с опухолевыми клетками на электронно-микроскопическом уровне было видно, как гранулы проходили через мембрану киллеров и внедрялись в опухолевые клетки и разрушали их.

Исследования продолжаются. Мы полагаем, что серотонин и мелатонин участвуют в подавлении клеток, возможно, модулируя (то есть создавая условия) осуществление киллерного действия. Но в киллерах скорее всего «прячется» еще какой-то волшебник пептидной природы. Может быть (и вполне вероятно, что это так), он нам вообще еще неизвестен. Но его обязательно надо найти. Здесь нужна кооперация квалифицированных специалистов различного профиля: патологов, онкологов, биохимиков, морфологов и т. п.

Если этот волшебник действительно существует и при проверке покажет свои уникальные способности без промаха убивать опухолевые клетки, тогда появятся все предпосылки, чтобы «приручить» его и привлечь к борьбе против рака.

В ПРИРОДЕ НЕТ НИЧЕГО ЛИШНЕГО

Итак, основной герой нашего рассказа – мелатонин, возможно, окажется ключевым фактором противоопухолевой защиты.

Недавно в швейцарском курортном городке Локарно состоялся международный симпозиум «Эпифиз, мелатонин и рак». В течение 4 дней ученые из разных стран мира обменивались своими мнениями о роли мелатонина в механизмах возникновения и развития рака. С блестящим докладом выступил доктор Дэвид Блэскиз Нью-Йоркского исследовательского университетского центра, многолетние исследования которого позволили ему пару лет назад опубликовать статью под интригующим названием «Эпифиз – противораковая железа».

Прогуливаясь вечером после очередного заседания по набережной прекрасного озера Лаго Маджори, мы с доктором Блэском оживленно обсуждали эту проблему. В процессе беседы почти одновременно у нас обоих возникла еще одна ассоциация, косвенно свидетельствующая об антиопухолевых свойствах мелатонина.

Мы подумали, а не связана ли известная высокая смертность от онкологических заболеваний у людей, которым в детстве удалили аппендикс, с исчезновением большого «депо» мелатонина (помните, мы упоминали, что наибольшее число мелатонин – содержащих эн-терохромаффинных клеток содержится именно в червеобразном отростке)?

Недаром «appendix» переводится с английского как «приложение, дополнение». Оказывается, это не лишний, ненужный орган, а очень существенное, нужное приложение, осуществляющее жизненно важные функции. Так что отношение к нему стоит пересмотреть: всегда ли необходимо решительно удалять его из организма?

И еще об одной общебиологической загадке. Связана она с гипоталамусом – центральным органом управления эндокринной системой.

Ученые установили, что на протяжении жизни активность гипоталамуса нарастает (это запрограммировано генетически). По современным представлениям, процессы старения, возрастные серьезные сердечно-сосудистые расстройства, опухолевый рост (!) и даже сама биологическая смерть – результат достижения гипоталамусом определенного порога своей активности.

В этой связи известный патолог академик И. Давыдовский в одной из своих работ даже писал: «…в принципе каждый человек когда-либо должен был бы умереть от рака, однако просто не все доживают до своего рака».

Математический анализ показал, что активность гипоталамуса могла бы достичь своих критических (губительных для организма) величин не к 70 и более годам, а гораздо раньше. Что же противодействует этому в организме? Где расположены часы, отсчитывающие, образно говоря, продолжительность человеческой жизни? Высказываются небезосновательные предположения, что, в эпифизе.

Биохимики показали, что, наряду с мелатонином, в нем синтезируется новый гормон, названный антигипоталамическим фактором. Существование этого вещества подтверждают и косвенные данные: у детей, в эпифизах которых есть опухоли, разрушающие истинные клетки этой железы, происходит преждевременное старение организма.

Так давайте же помечтаем о том, чтобы ученые смогли выделить антигипоталамический фактор в чистом виде и синтезировать его.

Профессор А. Хелимский в связи с этим справедливо пишет, что «в умелых руках эндокринолога он может оказаться одним из самых мощных средств воздействия на грозных врагов человечества: гипертонию, старость, рак, смерть».

Будут ли разгаданы тайны? И сколько их вообще? Будем надеяться, что маленький «диспетчер жизни» с помощью познавших его людей навсегда преградит раку путь.

Часы, шипя, двенадцать раз пробили

В соседней зале, темной и пустой,

Мгновения, бегущие чредой

К безвестности, к забвению, к могиле.

Мир – бездна бездн.

И каждый атом в нем

Проникнут богом – жизнью, красотою.

Живя и умирая, мы живем

Единою, всемирною Душою.

Иван Бунин