«Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать» — читать онлайн бесплатно

Автор: Джон С. Трегонинг

Цвет текста

Цвет фона

Шрифт

И осталось мне лет 50,

Чтобы увидеть цветение,

Я пойду в леса,

Чтобы увидеть вишню в снегах.
А.Е. Хаусман, «Прекраснейшее из деревьев», Шропширский парень.

This edition is published by arrangement with Hardman and Swainson and The Van Lear Agency LLC.

Это издание публикуется по договоренности с Hardman and Swainson и Van Lear Agency LLC.

Материалы, представленные в этой книге, публикуются исключительно в познавательных и развлекательных целях. Информация, изложенная в книге, не преследует цели оскорбить чувства людей с иной позицией или вероисповеданием. Материалы книги не предназначены для решения личных, медицинских или психологических проблем. В сложных жизненных ситуациях важно обращаться к квалифицированным специалистам и сохранять критическое мышление.

Блёрбы «Реальный биологический возраст»

«Красиво написанная книга о жизни и смерти: разрушение мифов, изучение истории науки и самой истории, и в конечном итоге богато и вдохновляюще»
Адам Рузерфорд, автор «Краткой истории всех, кто жил»

«От всего сердца я рекомендую это погружение в бескрайний мир человеческого тела от профессора Джона Трегонинга. Понятно, что никто из нас не уйдёт отсюда живым, но Джон смело поставил свои разум и тело на карту, чтобы выяснить, как с возрастом оставаться здоровым и счастливым. Весёлая, очаровательная и поучительная книга, которая заставила меня забросить свою голубятню и возобновить походы в спортзал»
Бэн Уиллбонд, соавтор «Призраков»

«Доктор Трегонинг вернулся с другой замечательной книгой о жизни, смерти, о теле и много чём ещё. «Реальный биологический возраст» – это остроумная, проницательная, детальная книга. Она не перегружает и заставляет глубоко задуматься тех, кто далек от науки. Я читал ее, затаив дыхание… Беззаботная, оптимистичная и порой заставляющая громко смеяться. Важнейшая книга для тех, кто не бессмертен»
Франк Тёрнер

«Тёплая, вдохновляющая и заставляющая громко смеяться. Но не сомневайтесь, это еще и очень увлекательное приключение в бесконечный мир современной науки, переполненное грандиозными идеями о том, как хорошо жить и быть счастливым. Якобы о смерти, но с ощущением страсти к жизни»
Даниэль М. Дэвис, автор «Прекрасного лекарства»

«Мысль о том, что книга о смерти и увядании может быть восхитительной, кажется абсурдной, но Джон Трегонинг провернул этот трюк с юмором, легкостью и элегантностью»
Несса Карей, автор «Революции эпигенетики»

«Заглянув внутрь человеческого тела, Джон Трегонинг описывает очертания того, как далеко мы продвинулись в медицине и как много нам ещё нужно узнать, если мы собираемся обрести Вечную жизнь»
Ал Мюррей

«Абсолютно блестяще. Трегонинг сумел сделать научный скептицизм одновременно веселым и жизнеутверждающим. Безумные эксперименты над собой и здоровое присутствие “туалетного” юмора создают прекрасное погружение в мир человеческой биологии и научного метода»
Доктор Монти Лиман, автор «Иммунного разума»

«Вдумчивая и написанная доступным языком книга от одного из ведущих британских биологов предлагает взглянуть на здоровый образ жизни честно и сбалансированно»
Сэр Джонатан Ван-Там, бывший заместитель главного врача Англии

«Отправной точкой для книги «Реальный биологический возраст» Джона Трегонинга стало размышление о том, каким образом он может умереть и может ли он что-то с этим сделать. Несмотря на серьезность темы, порой это довольно уморительное перечисление всех возможных причин смерти. СМИ пестрят советами о том, как вести здоровый образ жизни, а миллиарды тратятся на то, чтобы узнать, как замедлить старение… Однако «Реальный биологический возраст» – это та самая книга, которая нужна, чтобы понять, что все мы смертны, и узнать, что мы можем сделать для долгой и здоровой жизни»
Люк О’Нил, автор книги «Забудь эту ерунду, займись наукой»

Предупреждение!

Эксперименты над собой – не безопасны. У меня есть 25-летний опыт работы с врачами и в лаборатории. Риск есть всегда, поэтому все эксперименты над собой проводятся под вашу ответственность.

Пролог. Течение времени

Не уходи спокойно в сумрак смерти,

Пусть боем старость встретит свой конец.

Борись, когда слабеет свет.
Дилан Томас. Не уходи спокойно в сумрак смерти

Время хочет, чтобы вы умерли. Не только вы, но вообще все, кого вы когда-либо видели. Оно хочет, чтобы ваше сердце остановилось и вы прекратили дышать. Оно хочет, чтобы ваши мышцы ослабли, а кости стали крошиться. Оно хочет, чтобы ваш разум истощился и мозг пришел в упадок, чтобы вы исчезли с лица Земли, чтобы вы остались только в памяти других.

Как и многие, в молодости я думал (в глубине души), что я бессмертен. Но потом настает момент, когда мы всерьез задумываемся о нашей смерти. Лично у меня это случилось 1 декабря 2022 года, когда я впервые нашел у себя седой волос. И потом, я заметил, что некоторые светлые волосы у меня были не просто блондинистыми, как я думал, они были седыми. Усугубляло ситуацию то, что я стал отдалять телефон, когда читал сообщения, – прямая дорога к дальнозоркости. Это было похоже на развилку – я приближался к 50-летию и начинался второй акт моей жизни.

И тогда я заинтересовался – каким образом я могу умереть? И можно ли этому как-то противостоять?

Жить вечно? К сожалению, это немыслимо, время в итоге возьмет свое. Горькая правда состоит в том, что мы все умрем, и я в том числе. Любой, кто утверждает обратное, скорее всего, мошенник.

И я задумался о том, каким образом я могу умереть и что можно с этим сделать? У меня как у ученого было всё необходимое для самоаназиза: любопытство, опыт и нужные связи. Я не первый человек, который занялся исследованием причин смерти. Удобно то, что Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) составила список из 17 тыс. заболеваний (инфекционных и неинфекционных).

Многие из этих заболеваний достаточно редкие. Довольно большое количество заболеваний несмертельные. Например, скрежетание зубов во сне, или бруксизм, не убьет вас, если только ваш партнер не задушит вас подушкой.

Проведя несколько исследований, я сузил свой список причин смерти. Во-первых, я, вероятно, проживу свои 70 лет. Фактически, как мужчина, который проживает в Англии, я могу дожить до 79,3 лет, что на целых 2,5 года больше, чем у моих соотечественников из Уэльса, но на 3,8 года меньше, чем может прожить моя жена. Во-вторых, жизнь в экономически развитой стране в XXI веке нивелирует возможность умереть от ряда инфекционных заболеваний (см. Инфекции[1]). В-третьих, я вряд ли умру от травмы, но, если так произойдет, я ничего не могу с этим поделать[2]. Следовательно, смерть наступит, когда один (или несколько) моих органов начнут отказывать. Мы называем эти заболевания неинфекционными, потому что ими нельзя заразиться (это не совсем верное утверждение, и мы убедимся в этом позже, ведь некоторые инфекционные заболевания могут вызвать отказ внутренних органов).

За последнее столетие наука сделала огромный шаг в профилактике и лечении многих инфекционных заболеваний, что позволило вдвое увеличить среднюю продолжительность жизни. У нас больше шансов умереть от неинфекционных заболеваний, чем от инфекционных.

Улучшение профилактики инфекционных заболеваний и их влияние на смертность подтверждаются последними статистическими данными ВОЗ: неинфекционные заболевания стали причиной смерти 3/4 людей в 2022 году[3]. Отражая эти глобальные изменения, причины смерти в Великобритании за последнее столетие резко изменились (рис. 1).

Рис.11 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 1. Изменение причин смерти во времени и по возрасту. Отмечены наиболее частые причины смерти людей соответствующего возраста в конкретный промежуток времени. Информация взята с сайта Официальной Национальной Статистики. www.ons.gov.uk/peoplepopulation-andcommunity/birthsdeathsandmarriages/deaths/articles/causesofdeathover100years/2017–09–18.

В связи с прогрессом в профилактике и исследовании инфекционных заболеваний отказ внутренних органов становится первой причиной смерти. Поэтому я захотел выяснить, какой из моих 79 органов может выйти из строя. Предчувствуя, что у меня осталось не так много времени, я не захотел тратить его на исследование всех 17 тыс. заболеваний, которые указаны в МКБ-10. Я проконсультировался с Оракулом британской жизни – Национальной статистической службой Великобритании (Office of National Statistics, ONS). Данные по городам от Ааронс-Хилл до Зоуча включают множество подробностей: список лишений в прибрежных городах, разбивку по пользователям Интернета (удивительно, что не по общей категории «все») и конечно же, графики смертей, которые я очень хотел получить.

5 главных причин смерти[4] (кроме пневмонии, которая является инфекционной) в 2022 году указаны в таблице № 1. По общему признанию, речь о стране с высоким уровнем жизни; в странах с низким уровнем жизни инфекции по-прежнему убивают множество людей (особенно детей). Причины смерти для мужчин и женщин немного отличаются и находятся в разном порядке – мы рассмотрим эти гендерные различия. Это следует рассматривать как перестановку шезлонгов на борту «Титаника», итог один – утонут все, рано или поздно.

Таблица 1. Причины смерти в Великобритании. Информация Национальной статистической службы на 2022 год.

Рис.10 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Хоть список МКБ содержит 16 995 способов убить меня, что уже очень много, я понял, что список выше, охватывающий только 3 органа: – сердце, мозг (дважды), легкие (дважды) – не в полной мере отражает предательство со стороны моего тела. Для полноты картины я решил также уделить внимание раку в целом, диабетам обоих типов, отказу почек и печени, которые занимают 6, 7, 8 и 9 место в списке неинфекционных смертельных заболеваний. Конечно, и этот список не является исчерпывающим, но он отражает главных «игроков».

Говорят, что знание – сила. Но простая осведомленность о причинах, по которым я могу встретиться с Создателем, не придавала мне много сил. Опираясь на мой 25-летний опыт в качестве учёного-исследователя, я решил рассмотреть причины смерти глубже. Я подошел к вопросу своей смерти как к объекту лабораторных исследований и применил редукционный подход, чтобы изучить, как болезнь влияет на нормальную работу каждого органа, один за другим, начиная с клеточного уровня. Изначально я наивно полагал, что здоровье – это исключительно вопрос физиологии: если вы понимаете работу органов, вы понимаете и суть самого заболевания.

Мое первое (не такое шокирующее) наблюдение – то, что все умрут. Признаться, чтобы провести это научное исследование, мне не потребовалась четверть века. Как известно, мы не можем избежать смерти. Неизбежность смерти всплывала вновь и вновь, пока я писал эту книгу. Смерть сравнима с антагонистической игрой[5] (это отражено в рис. 1): когда снижается смертность по одной причине, появляется новая. Несмотря на броское название книги (и то, на что IT-миллиардеры могут надеяться), человек не может и не должен жить вечно. И хотя наше восприятие старения меняется с возрастом (рис. 2A), наши шансы умереть стремительно увеличиваются с годами (рис. 2B).

Рис.9 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 2. Старение и наше отношение к этому. A. Возраст понятие субъективное (адаптировано из интернет-мема – источник неизвестен) B. Мы все умрем! Картинка взята из OurWorldinData. Информация от ВОЗ (2022)

Поскольку мы не можем избежать смерти, можем ли мы сделать что-нибудь, чтобы отсрочить ее или сделать «финишную прямую» более приятной? Существует 4 важных принципа, которые знают все. Есть меньше, делать физические упражнения, не пить алкоголь, не курить. Но почему эта большая четверка так влияет на здоровье? А есть ли что-то более важное? Существует множество теорий о том, как мы можем уменьшить влияние старения и вероятность преждевременной смерти, часто объединяемых понятием «здоровье»[6]. Некоторые из этих теорий имеют научное обоснование, другие – полунаучное, а некоторые далеки не только от науки, но и от здравого смысла. Я использовал свой экспериментальный опыт, чтобы выяснить, может ли какой-либо из предлагаемых подходов уменьшить влияние старения на какой-либо из моих органов, когда я перешагну во вторую половину своей жизни, и достигла ли каких-либо успехов наука в вопросах продления жизни (спойлер / не спойлер – конечно, достигла).

Я собираюсь поделиться с вами теми инструментами, которые я использовал для более глубокого изучения разных утверждений, чтобы лучше вооружить вас против очередного огульного интернет-утверждения о том, что поедание одной только черники предотвратит развитие деменции.

Как иммунолог я провел много времени, размышляя над тем, как наш организм борется с инфекциями. Как мы увидим далее, иммунитет идеально сбалансирован: пока он в порядке он позволяет нам быть бодрыми и здоровыми, но, когда наша иммунная система ослабевает, это приводит к заболеваниям. Поскольку я много лет занимался наукой, у меня достаточно квалификации, чтобы исследовать вопросы старения, болезней и смерти, но как у учёного у меня также остаются вопросы и неопределенность.

Наука (пока еще) не обладает полной картиной того, как работают наши тела. Мы, учёные, видим всё словно через темное стекло. Пока наука (которая отвечает за знания людей о природе) постоянно развивается, «законы природы» сами по себе остаются неизменными. Существует еще много тайн, которые предстоит открыть. Одна из важнейших задач – справиться с собственным скептицизмом (который появился после 25 лет исследований) относительно того, что большинство советов по борьбе со старением – откровенная чушь, и тем самым не пропускать целый пласт исследований. Я старался без предубеждений разобраться, предполагают ли под собой популярные «лайфхаки для здоровья» научную базу.

Я попытался найти опубликованные исследования большого количества людей (так называемые эпидемиологические или популяционные исследования). Если эпидемиология подтверждала идею, я углублялся в ее биологическую составляющую.

А если (и это значительное «если») предлагаемое вмешательство соответствовало моим убеждениям, я пробовал его на себе. Поскольку я исследовал каждый орган, я проводил эксперименты над собой; и они становились всё более отчаянными по мере того, как я «продвигался» по телу. Я обнаружил, что время – это тот поток, который я не могу остановить. Может прозвучать немного резко, но эксперименты над собой обладают долгой (иногда и благородной) историей. Лапароскопическая хирургия для менее инвазивных операций на сердце берет начало от эксперимента Вернера Фюрссманна, который впервые воспользовался катетером для мочевого пузыря, проведя его в одну из своих вен и подтвердил рентгеном, что катетер достиг сердца. Бэрри Маршалл известен (или неизвестен) тем, что доказал, что инфекционная бактерия (H. pylori) вызывает язву желудка, когда выпил эти бактерии.

Но, с другой стороны, существует целый спектр глупых экспериментов, которые люди ставили над собой. Доктор Акира Хоруичи выиграл Шнобелевскую премию за проведенную самому себе колоноскопию[7]. Джон Стапп проверял, как быстро человек может разогнаться из статичного положения, прикрепив себя к ракетным саням и разогнавшись до 994 км/ч (почти скорость звука), и таким образом разорвал все кровеносные сосуды у себя в глазах. Будет ошибкой не упомянуть также и Майкла Смита, который в течение суток позволял пчелам жалить себя в разные части тела, чтобы вывести индекс боли – неудивительно, что укус в половой член оказался самым болезненным[8].

Но чемпионом в идиотизме можно назвать американского хирурга Николоса Сенна, который закачал себе в анус 6 л водорода (предположительно, чтобы сделать свои газы более звучными). Мои амбиции гораздо скромнее, я хочу лишь определить, какие изменения могу осуществить, когда перешагну в средний возраст, и какие из них окажут плодотворное и продолжительное влияние на мое здоровье[9].

Я надеюсь, что эксперименты помогут ответить на некоторые мои вопросы.

Прежде чем я начну закачивать газ себе в зад во имя науки в своём стремлении жить (лучше) вечно, я должен понять, что такое смерть и старость на самом деле.

Глава 1. Начало конца: старение и смерть

Мы все знаем, что наше время в этом мире ограничено и что каждый из нас в конце концов будет накрыт простыней без единой надежды проснуться
Лемони Сникет. 33 несчастья. Змеиный зал

Старение непременно заканчивается смертью. Но что такое «смерть»? Определение смерти на удивление довольно сложное. В одном описании говорится: «Смерть наступает, когда происходит отключение сознания и прекращение работы мозга»[10]. В итоге все пути ведут к смерти мозга, порой через остановку сердца. Если коротко – когда прекратил работать мозг, вы умерли.

Это может случиться и по причине повреждения непосредственно мозга (рис. 3), и потому, что кровь перестала поступать в него. Но простое упоминание «остановки мозга» как причины смерти не помогает статистикам использовать относительные причины смерти как способ планирования и определения приоритетов профилактики. Этим объясняется необходимость около 17 тыс. кодов МКБ: изучение непосредственной причины смерти может быть информативным.

Рис.8 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 3. Всё в итоге ведет к смерти мозга. Постоянная и основная причина смерти. Как отказ разных органов ведет к смерти мозга.

Один из способов увидеть причину смерти – это увидеть, как «отключаются» органы на мониторе. Обычно наши органы находятся внутри, но мы можем посмотреть, как они работают.

Как и в большинстве медицинских учебных заведений, в Имперском колледже Лондона (где я работаю) есть Музей патологий, записывающий множество разных способов, по которым наши органы могут нам отказать (или как мы можем им навредить). Там наглядно демонстрируются ужасные вещи, которые могут случиться с вашим телом. Заходя в музей, вы видите руку младенца в формалине, которая зазывает вас, следом идут раздробленные кости, чернющие легкие, огромные ленточные черви и очень-очень много мозгов в банках. Вся коллекция – огромная, ужасающая и уже неживая история; эти «знаменитые объекты смерти» включают кость, раздробленную мушкетной пулей во время Битвы при Ватерлоо, 7 кровтаных пружин, которые извлекли из живота заключенного в Родезии, обязательно есть резиновая дубинка, извлеченная из чьего-то зада, матка после первой гистеротомии, проведённой в Великобритании, и клок волос, размером с живот, извлеченный у девочки, которая до смерти наелась своих волос.

Коллекцию курировал не седой, покрытый паутиной и пылью старик по имени Игорь, а высокая новоиспечённая выпускница археологического факультета Маргарет Левер. Она сказала, что археологу сложно найти работу, а возможности для внештатных «расхитителей гробниц» существуют только в кино. Хотя кости оставались её главной страстью, Левер осваивала искусство консервации органов по книге «Технология медицинских музеев» Дж. Дж. Эдвардса и М. Дж. Эдвардса, опубликованной в 1910 году. Это бесценное руководство, как для кураторов, так и для серийных убийц, содержит полезные заметки по подготовке жидкости, подкрашиванию, использованию пластика, вымачиванию и соединению костей. Когда я спросил, не чувствует ли она себя странно, обедая в комнате, в которой хранятся разные части тела, Левер парировала: «Если это кажется тебе странным, то тебе стоит подняться на этаж со вскрытиями». Я отказался. В музее собраны разные органы, эдакое «мясное Лего», строительные кирпичики людей – давно умерших, изуродованных или почерневших от своей жизни. Но коллекция Имперского колледжа довольно мала, самая большая коллекция принадлежит нашему соседу (и, как им кажется, сопернику) – Королевскому Колледжу Лондона. Однако из-за сложностей, связанных с Законом о человеческих тканях, ни одна из этих коллекций не открыта для публики. Если вы живёте в Великобритании и вам необходимо увидеть мозг в баночке, то отправляйтесь в музей Хантера, в Лондоне, там коллекция настолько старая, что её можно законно выставлять на всеобщее обозрение.

Наряду со смертью и законами[11] есть много вещей, которые мы не можем изменить. И представляете, существует юридическое определение смерти. Но именно в Великобритании нет законодательного определения смерти, вместо этого суды обычно принимают неврологический критерий – смерть ствола головного мозга. На заметку, в Великобритании после смерти ваше тело тоже никому не принадлежит. Смерть довольно расплывчатое понятие в Великобритании и часто имеет медицинское определение, а не юридическое. Это влияет на принятие решения о прекращении реанимации или о поддержке последних дней жизни человека. Британский закон проводит различие между действиями, которые преднамеренно убивают человека, и отключением от аппаратов обеспечения жизнедеятельности, даже если это точно приведет к смерти. Преднамеренное лишение жизни человека – это убийство, отключение от аппаратов жизнеобеспечения – нет. Решение врачей отключать человека от аппаратов принимается в зависимости от ситуации: приносит система жизнеобеспечения больше пользы или вреда. Изначально только судьи могли решить, отключать человека от аппарата или нет, однако с 2018 года вмешательство суда не обязательно, достаточно согласия между родственниками и врачами. Однако судьи всё же могут вмешиваться в спорные решения.

Но я планирую как можно дольше избегать той трогательной сцены, когда родственники будут спорить – вынуть вилку из розетки или нет. За исключением некоторых острых травм, с большей долей вероятности я умру от того, что один из органов предаст меня (что в итоге приведет к смерти мозга, см. рис. 3). Пусть смерть и ждёт в конце пути, финишная прямая тоже имеет значение. И старение здесь играет немаловажную роль; я отчаянно сопротивлялся старости с тех пор, как обнаружил у себя седой волос.

КЛЕТОЧНОЕ СТАРЕНИЕ

Если определение смерти сложно, то определение старения еще сложнее. Старение клеток является ключевым фактором, из-за которого и мы сами стареем. Как мы знаем еще со школы, наше тело состоит из клеток. Клетка – базовая структура жизни. Кроме вирусов, любое биологическое существо размером меньше клетки не является живым.

Клеточная теория жизни возникла еще в 1660 году, когда клетка была впервые открыта Робертом Гуком, одним из тех раздражающих / необыкновенных эрудитов XVII века, которые открыли огромный спектр фундаментальных вещей. Возможно, вы слышали про закон Гука в физике – нужно натягивать эластичный бинт до тех пор, пока он не издаст громкий звук. В свободное от физики время он разработал один из первых микроскопов, а также опубликовал свои первые наблюдения клеток растений в 1665 году. Труды Гука привели к возникновению клеточной теории, которую разработал Роберт Ремак. Ее основные принципы сводятся к тому, что все организмы состоят из клеток, а клетки возникают из клеток, которые существовали ранее. На латыни это звучало как Omnis cellula e cellula – всякая клетка из клетки, как говорил Рудольф Вирхов (который еще появится в повествовании; пока просто запомните имя этого господина, позже всё станет понятно).

Некоторые организмы, такие как бактерии, состоят из одной единственной клетки. Эти одноклеточные организмы больше всего распространены на планете Земля – они живут в горячих источниках, замерзших озерах и вообще везде. Некоторые живут даже на стенках ядерных реакторов. Такие сложные многоклеточные организмы, как человек, представляют собой лишь крошечную часть всего многообразия возможной жизни. И тем не менее, многоклеточные организмы занимают бо́льшую часть «живого материала» на нашей планете (так называемая биомасса), ну, например – растения. Они занимают 82 % от общей биомассы на Земле, в сравнении с ними человек занимает крошечные 0,01 %[12]. Но! Зато нематод еще меньше, чем нас! Их всего 0,004 %! Вот вам, нематоды! Хоть нематоды и вносят крошечные 0,02 гигатонны углерода в общую экосистему, они внесли значительный вклад в наши знания о старении, потому что живут сравнительно недолго.

Такие сложные организмы, как мы, состоят из множества типов клеток, которые выполняют разные функции. Несколько клеток, выполняющих одну работу, образуют ткань, а несколько тканей, выполняющих одну огромную работу, образуют органы. Несмотря на то, что у всех разные функции, все клетки имеют общий основной механизм, необходимый для функционирования. Они должны уметь извлекать свой генетический материал (который хранится в ДНК), преобразовывать его в молекулу-носитель (РНК) и производить белки. Для этого им нужна способность конвертировать глюкозу в энергию с помощью митохондрий, это «энергетические станции» клеток, которые выполняют необходимые химические реакции. Клетки так же ощущают то, что их окружает, «разговаривая» с другими ближними и дальними клетками. Но с того момента, как мы рождаемся, наши клетки со временем теряют возможность функционировать. С возрастом клетки приобретают характерные признаки старения и больше не могут выполнять свои задачи. Вы регулярно то тут, то там теряете свои клетки, по одной, ущерб накапливается и в конечном итоге старение клеток ведет и к старению органов.

В Музее патологии я узнал, что у людей есть миллион способов повредить свои органы. В юности мы можем восстанавливать некоторые поврежденные органы с помощью других клеток. Восстановлением и репликацией занимается небольшая группа клеток, которые называются стволовыми. Хотя почти все наши клетки содержат ДНК, не все могут ее полностью прочитать. Это всё равно, что зайти в библиотеку, в которой некоторые секции закрыты. Функции клеток определяются тем, в какую часть «библиотеки» они могут зайти. Это указывает на их «специализацию»: клетки вашей сетчатки, которые позволяют вам видеть свет и читать текст, сильно отличаются от клеток в вашем мозге, которые преобразуют этот текст в речь в вашей голове. Стволовые клетки отличаются тем, что они могут «проходить» куда угодно и делать то, что считают нужным, и это помогает им реплицировать поврежденные клетки. Однако с возрастом стволовые клетки теряют свои способности, и поврежденные участки организма уже не могут восстановиться. Истощение стволовых клеток является одним из 9 признаков[13] старения[14]. А прекращение регенерации тканей – самая частая причина смерти.

Так почему же наши клетки стареют? Чтобы выяснить это, я поговорил с доктором Кэти Слэк, доцентом Уорикского Университета, которая специализируется на вопросах старения.

Кэти и я вместе защищали докторские диссертации в Имперском колледже: я – на табачных деревьях, а она – на плодовых мушках. Еще студентами, в начале нулевых, мы проводили много-много времени в ее лаборатории, просматривая видео с Робби Уильямсом в Интернете. Что-то остается вечным – я так и не покинул Имперский колледж, а Кэти до сих пор работает с плодовыми мушками. А что-то меняется: никто из нас больше не любит Робби Уильямса. Я встретил ее, когда она восстанавливалась после «легкого недомогания», как она выразилась (она не эксперт по инфекционным болезням, в отличие от меня, иначе бы сказала что-то более научное вроде «вонючей простуды»).

Кэти рассказала мне о 2 важных теориях клеточного старения: запрограммированное старение и повреждение клеток. Эти теории часто противопоставляются друг другу (возможно, это делается для того, чтобы повысить значимость и стоимость своих исследований над чужими), но обе одинаково вносят свой вклад. Сторонники идеи запрограммированного старения основываются на работе Леонарда Хейфлика, которая была представлена в 1968 году. В ней говорится о том, что вне тела человеческие клетки имеют конечную продолжительность жизни. До появления этой работы существовала теория, что клетки можно размножать в стеклянных банках бесконечно долго, и называлось это in vitro, что в переводе с латыни так и звучит – «в стекле». Хейфлик показал, что примерно после 30 делений клетки прекращают свое существование. Впрочем, у этого правила есть исключение – так происходит не со всеми типами клеток. Где-то в Восточной Калифорнии есть башни Мафусаила: остистые сосны, которым около 4 855 лет, – это старейшие живые существа. Рекордсменом среди животных является моллюск Минг, старейшее животное из ныне живущих. Он был обнаружен у берегов Исландии, и ему сейчас 507 лет. Вопрос, правда, о качестве жизни: да, 500 лет – это много, но если каждый твой день состоит из поглощения планктона из океана, то уже кажется, что всё не так здорово. Хотя толпа биохакеров такому бы позавидовала.

Максимальная продолжительность жизни человека составляет 125 лет. Если я доживу до этого, то смогу застать 3 века. Самая длительная, зафиксированная продолжительность жизни (с подтвержденной датой рождения) составляет 122 года и принадлежит Жанне Кальман. Она прославилась тем, что курила до 100 лет, пила портвейн и ела огромное количество шоколада. Самые оптимистичные геронтологи думают, что человеческая жизнь может не иметь конца, и, возможно, среди нас уже есть люди, которые проживут даже дольше, чем Жанна Кальман.

Слэк искренне верит в то, что продолжительность человеческой жизни имеет ограничения. Она утверждает, что клетки имеют биологические ограничения: «Это как гидра. Если вы устранили одну проблему старения, тут же возникают три других». Большинство ученых, с которыми я говорил, думают так же, утверждая, что продолжительность именно здоровой жизни гораздо важнее, чем просто увеличение продолжительности жизни.

Один из факторов запрограммированного клеточного строения – это теломеры, компоненты нашего ДНК. Теломеры удерживают наши хромосомы, покрывая длинные нити ДНК, словно пластиковые колпачки на концах шнурков. Такое «крепление» хромосом делает ДНК стабильным и обеспечивает точность копий при делении клеток. С каждой репликацией теломеры укорачиваются и истощаются до тех пор, пока не достигнут нижнего порога, когда читаемость и воспроизводимость будут нарушены и репликация прекратится. Скорость истощения теломер у живых организмов различается и может коррелировать с продолжительностью жизни. Собаки теряют ДНК быстрее, чем люди, а породы собак с короткими теломерами живут меньше; теломеры биглей длиннее, чем у бульдогов[15], соответственно продолжительность жизни у них больше. Соотношение потерь ДНК может объяснить термин «собачьи годы» – собаки теряют ДНК в 9 раз быстрее, чем люди, и живут в 9 раз меньше, чем мы. Длина теломер сбрасывается в следующем поколении; к счастью, мы не передаем наш клеточный возраст нашим детям. Однако тот факт, что теломеры укорачиваются, не является единственной причной, по которой мы стареем.

«Произошло небольшое недопонимание в вопросе старения, – говорит Слэк. – Теломеры – только часть процесса». Это отражает всё то количество информации, которую я собрал о продолжительности жизни. Сложный процесс старения упрощается до одного фактора или воздействия: удлиняйте теломеры – увеличивайте продолжительность жизни. Вернемся к Слэк: «В общественном сознании теломеры являются главной причиной старения, что сильно преувеличено». Удлинение вашей ДНК – и как следствие увеличение продолжительности жизни с помощью теломеразы – прекрасная тема для статьи в журнале, но экспериментальные данные это не подтверждают.

РОЖДЕНЫ, ЧТОБЫ УМЕРЕТЬ

Почему эволюция привела нас к старению? Какое преимущество от этого может быть? Слэк говорит: «Старение не имеет никаких перспектив с точки зрения эволюции. У вас не должно развиться что-то такое, что будет вредно для вас и в итоге приведет к смерти».

Эволюционные биологи последние 70 лет борются с тем, чтобы разорвать этот круг. Одна из теорий (которую даже Слэк признает «трудно произносимой») – антагонистическая плейотропия. Она заключается в том, что гены, которые отвечают за фертильность и рост, могут также способствовать старению и смерти. Эволюция смотрит на размножение так: неважно, как долго вы живете, важно, сколько у вас детей. Если вы родите много детей, но умрете молодым, вы передадите больше генов следующему поколению, чем если проживете долго, но родите немного детей. Особенно это было актуально в прошлом, когда некоторые факторы, например, саблезубые тигры, оспа и голод, мешали людям жить дольше. Если вы слишком стары для размножения, то эволюции (обычно) вы больше не нужны. Слэк сравнивает теорию антагонистической плейотропии с наполнением ванны: «Чтобы наполнить ванну, нужно открыть кран, но если вовремя его не закрыть, то вы затопите помещение».

Старение – не единственная вещь, на что эволюция не повлияла. Человеческое тело не очень эргономично (особенно у мужчин): не функциональные соски, половые органы снаружи[16], проходящая через простату уретра, аппендикс[17]… В любом случае, эволюция – это случайный процесс, путь проб и ошибок, а не четкий проект. Вскоре повреждения клеток накладываются на естественное старение. Слэк сравнивает это со старой разбитой машиной – в конце концов ржавчина берет свое, и машина (наше тело) разваливается. Как длинная и очень сложная молекула, ДНК очень восприимчива к повреждениям, и поскольку она переходит из клетки в клетку, генетические повреждения накапливаются через некоторое время. Эти изменения, мутации, могут происходить точечно, как копирование копии фотографии несколько тысяч раз. Один из типов изменений, влияющих на функцию генов, связан со способом, которым клетки хранят ДНК.

Спасибо Франклину, Крику и Уотсону за то, что у нас есть представление о том, как выглядит ДНК – красивые переплетенные спирали. На самом деле они образуют гораздо более сложные структуры. ДНК обвивается вокруг белков, которые называются «хроматины», подобно тому, как нить обвивается вокруг бусин. Это нужно для того, чтобы они не спутывались и не перемешивались, как гирлянды, которые вы скомкали и бросили в коробку до следующего года. Однако случайное наматывание ДНК на хроматиновые «бусины» затрудняет своевременный поиск гена. Решение проблемы – модификации в структуре ДНК, которые называются эпигенетическими маркерами, которые включают и выключают гены. Эти маркеры реагируют на сигналы окружающей среды; и наши клетки учатся реагировать быстрее. Однако эпигенетические изменения в нашей ДНК усиливаются с возрастом, влияя на поведение клеток. К счастью, как и в случае с теломерами, эпигенетические маркеры сбрасываются при рождении. Но не только ДНК подвержена повреждениям: клетки сами накапливают другие токсичные биохимические вещества, в частности, неправильно свернутые белки. Вся эта токсичная ерунда приводит к гибели клеток, что затем может, в свою очередь, вызвать каскад локальных повреждений через иммунную систему.

ИММУННОЕ СТАРЕНИЕ: ОШИБКИ В ЗАЩИТНОЙ СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМА

Как и всё ваше тело, ваш иммунитет стареет; с точки зрения эволюции важнее защитить молодых людей от инфекций, позволяя им рожать больше детей, чем защищать тех, чей репродуктивный возраст уже не позволит передавать свой генетический материал следующему поколению. С возрастом с нашим иммунитетом происходят две вещи (и обе плохие): мы теряем способность бороться с инфекциями и риск заражения увеличивается. Общая причина двух проблем – потеря иммунологической специфичности. Иммунная система нуждается в чрезвычайно жесткой регуляции; выход системы из-под контроля так же опасен, как и ее полное отсутствие. Вот почему нужно быть осторожными с добавками, которые укрепляют иммунитет. Поверьте, вам не захочется, чтобы ваш иммунитет чрезмерно стимулировался. В печально известном клиническом исследовании использовался препарат TGN1412, который активировал всю иммунную систему; в итоге это привело к печальным последствиям для добровольцев[18]. Что нам нужно с возрастом, так это более качественная регуляция иммунитета. Однако проще сказать, чем сделать: как именно это будет выглядеть и как на это можно повлиять с помощью лекарств, питания или здорового образа жизни?

Чтобы больше понять об иммунитете и старении, я пообщался с профессором Люком О’Нилом из Тринити Колледжа в Дублине. О’Нил – очень эрудированный и разносторонний человек, он не только автор, радиоведущий и ученый, но и ведущий гитарист кавер-группы The Metabollix. Я встретил его на конференции по иммунологии, неподалеку от Акрополя, в перерыве между его научным докладом и исполнением лучшего риффа Guns N’ Roses.

О’Нил рассказал мне, что в вопросах старения склонность иммунной системы к разрушению обусловлена воспалительными процессами. В молодом возрасте воспаление – хорошая вещь. Оно сигнализирует иммунной системе, что возникла угроза и нужно вмешаться. Если в вашу кожу попала заноза, то ткани вокруг краснеют, нагреваются и начинает опухать; это 3 первые стадии воспаления, на 4 стадии поврежденное место начинает болеть. Покраснение и отек указывают на расширение кровеносных сосудов, что открывает путь иммунным клеткам; жар должен убивать бактерии. Хоть боль и неприятная штука, она нужна нам, чтобы начать лечение; нервные клетки обнаруживают поврежденное место и оповещают иммунные клетки, что нужно устранить проблему. Так что в качестве мгновенной реакции воспаление полезно. Проблемы начинаются, когда воспаление не проходит. Воспаление лежит в основе всех серьезных заболеваний – болезней сердца, инсульта, рака, деменции, заболеваний легких и других органов. Воспаление ускоряет и негативные процессы – увеличивается повреждение ДНК и клеток, снижается способность к их регенерации.

Длительное воспаление стенок кровеносных сосудов приводит к накоплению клеток в них, из-за чего сужается просвет сосудов сердца и блокируется важнейший приток крови к нему. О’Нил объяснил, как воспаление приводит к болезням мозга, таким как Альцгеймер или болезнь Паркинсона. При этих заболеваниях агрегаты белка накапливаются в мозге, «раздражая и расстраивая» иммунные клетки, заставляя их взрываться – этот процесс называется пироптозом, он приводит к дальнейшим повреждениям.

Сигнальные молекулы в крови позволяют нам рассмотреть воспалительные процессы в нашем теле. Иммунная система взаимодействует сама с собой и с другими клетками через белки, которые называются цитокинами. Они нуждаются в жестком контроле, чтобы предотвратить случайные повреждения. Даниэла Новик обнаружила некоторые из первых цитокинов в необычном исходном материале – моче монахинь в период постменопаузы. Я присутствовал на ее лекции, и она описывала это как золотую жилу: что для монахинь было мусором, для ученого стало сокровищем. Примечательно, что компания Serono уже собирала святую мочу в Святом Престоле в промышленных масштабах для производства гормона фертильности, называемого Pergonal. Понадобилось 10 монахинь и 10 дней, чтобы собрать достаточное количество мочи для лечения одного человека. Моча монахинь была особенно ценной, поскольку беременность могла подавлять дальнейшую фертильность.

Первый ребенок, рожденный с помощью продукта мочеиспускания матери-настоятельницы, родился в 1962 году, а к 1980-м годам компании требовалось 30 000 л в день, чтобы продолжать производство[19]. В конечном итоге, когда поставки иссякли, пришлось прибегнуть к другим методам.

Цитокины, которые Новик нашла у монахинь, сыграли главную роль в исследовании повреждений, которые связаны со старением. Они могут стимулировать клетки на деструктивную деятельность, например, остеоартрит, они заставляют клетки разрушать коллаген, который соединяет ткани вместе. Иммунологи пытались разработать единую теорию, которая связывает старение, повреждения и иммунную систему, придумав интересный термин – «воспалительное старение». Эта теория популярна и из-за своего названия, и из-за того, что она доказывает (а доказательства довольно нелогичные).

НЕГАТИВНЫЕ ВЛИЯНИЯ

Подагра характеризуется болью в суставах (особенно в пальцах ног). Она является примером того, как периодические воспаления могут привести к болезни. При подагре образуется особое вещество, которое называется мочевой кислотой (продукт распада пуринов, входящих в состав ДНК и РНК) и накапливается в суставах.

Нормальная, здоровая ткань не содержит мочевой кислоты, а ее появление организм воспринимает как опасность. Скопление мочевой кислоты в пальцах ног приводит иммунную систему в замешательство и заставляет думать, что она подверглась атаке, что в свою очередь вызывает воспаление в мизинцах и приводит к боли.

Подагру описывали как «болезнь королей» и называли «королевой заболеваний» с древнейших времен. Хоть питание и не является единственной причиной ее возникновения, продукты с высоким содержанием пуринов, такие как анчоусы или паста Marmite, могут вызвать развитие этого заболевания. Алкоголь также может стать триггером. Пусть паста Marmite и кажется самой популярной британской намазкой[20], она была изобретена в XIX веке в Германии ученым Юстасом фон Либихом, который также изобрел бульонные кубики, удобрения и конденсатор (который используется в химических экспериментах по разделению жидкостей с помощью перегонки); также он считается основоположником органической химии.

Воспаление ускоряет старение органов; из-за него большинство хорошо известных нам факторов риска (курение, переедание, пьянство) вызывают болезни. Ожирение запускает общее, системное воспаление, «заставляя клетки работать на пределе возможностей», как выразился О’Нил. Воздействие загрязненного воздуха и курение приводят к поверждению клеток легких и, как следствие, к воспалению. Повышенный сахар при диабете имеет такое же воздействие на иммунную клетку, как упаковка мармеладок на маленького ребенка: он возбуждает ее, и дело кончается слезами. Алкоголь убивает печень, распространяя токсины, что ведет к воспалению. Стресс (благодаря кортизолу) стимулирует системное воспаление. Инфекции, которые мы «собираем» в течении жизни, так же играют свою роль. Хронические вирусные инфекции заставляют наш иммунитет работать на пределе, не позволяя ему расслабиться, что усугубляет воспалительный процесс. И причиной могут быть не только патогены: «хорошие» бактерии, которые живут в нас, наш микробиом, могут также способствовать воспалению. Избыток этих «хороших» бактерий и плохая гигиена рта могут вызвать воспаление десен и стать причиной сердечного приступа. Бактерии полости рта (буккальные или щечные) могут проникать в кровоток через кариес и усиливать воспаление. Как мы увидим далее, длительное воспаление в процессе старения становится проблемой, особенно когда оно связано со стрессом.

НАУКА, ЧЕРТ ВОЗЬМИ!

Как же медицинские исследования связали возрастные болезни с воспалениями? Наука связывает причину и следствие, основываясь на 3 факторах: научный механизм, модели заболеваний и эпидемиологические исследования. Научный механизм – это предполагаемая система того, как работают те или иные вещи; в медицине это теория о том, как болезни влияют на организм и что можно проверить в клинических условиях. Модель заболевания – это своего рода «песочница», в которой можно протестировать этот механизм. Обычно ученые используют маленьких (иногда и не очень маленьких) животных, чтобы в изолированном пространстве составить общую картину.

Впрочем, у модели заболевания есть и ограничения: опыты, проведенные над лабораторными мышами, не то же самое, что происходит во время старения у людей. Статистик Джордж Бокс придумал замечательную поговорку: «Все модели врут, но некоторые из них полезны». Эпидемиологические исследования – конечный этап: они позволяют исследователям проанализировать, как болезнь влияет на большую популяцию людей. В конце концов слово «эпидемиология» происходит от 3 греческих слов: epi (на), demos (народ), logos (наука). В идеальных условиях наука сравнивает максимально похожих друг на друга людей, но с единственным отличием, которое мы хотим проверить.

Для примера: наш научный механизм предполагает, что воспаления могут вызывать сердечные приступы за счет повреждения кровеносных сосудов, питающих сердце.

Следом в нашей модели заболевания мы вызываем воспаления в кровеносных сосудах мышей и наблюдаем, как это влияет на развитие сердечных заболеваний. И наконец, мы проводим эпидемиологическое исследование – берем группу людей с воспалением кровеносных сосудов и группу без него и наблюдаем, в какой из этих групп сердечные приступы случаются чаще.

ТЕРАПИЯ?

Определение причины заболевания позволяет нам разработать методы лечения. Но не все методы лечения дают тот эффект, который мы ждем. Развитие новых (доказанных) методов лечения предполагает такой же мыслительный процесс, как и при выявлении причины заболевания.

Необходимо иметь критическое мышление, чтобы грамотно подходить к любому чудесному лекарству / вмешательству / безумной идее, которую вы нашли в Интернете и которая обещает вам вечную жизнь.

Один из подходов содержит 3 этапа, которые нужно учитывать, чтобы не навредить себе:

1) рациональная гипотеза;

2) вероятный механизм воздействия;

3) доказательство эффекта во время клинических испытаний.

Я рекомендую вам применять этот подход ко всему, что вы собираетесь попробовать, так как я не всегда буду рядом, чтобы предупредить вас: «Нет, поедание только ферментированного вручную йогурта из молока яка не сотворит чудес при диабете, а вот прогулки на свежем воздухе – да».

ШАГ 1. РАЦИОНАЛЬНАЯ ГИПОТЕЗА

Слово «гипотеза» пришло к нам из Древней Греции и означает «подвергнуть тщательному контролю». Существует много разных рабочих определений слова «гипотеза», что вызывает бурные споры (а порой и драки) у философов между собой. Впрочем, вы можете прожить всю жизнь, посвятив себя реальной (а не теоретической) науке, так ни разу и не высказав свое мнение о природе гипотез.

Что касается меня, я бы сказал, что опираюсь на идеи эмпиризма Фрэнсиса Бэкона и использую адаптацию подхода Карла Поппера: гипотеза должна быть фальсифицируемой[21]. Возможность опровержения играет решающую роль. Для науки важно иметь возможность использовать контраргумент с лучшими доказательствами.

В случае с вопросами замедления старения путем снижения воспаления нам необходима проверяемая гипотеза с измеримым результатом. Давайте рассмотрим реально существующий пример. На запрос в интернете «Лучший антивозрастной продукт» я получил ответ – помидор. Следом я поинтересовался: «Увеличивают ли помидоры продолжительность жизни?» Это можно перефразировать как гипотезу: «Помидоры предотвращают старение, потому что они предотвращают воспалительные процессы».

ШАГ 2. ВЕРОЯТНЫЙ МЕХАНИЗМ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Исходя из имеющихся знаний, может ли воздействие дать предполагаемый результат? Томаты могут способствовать уменьшению воспаления благодаря компонентам, которые придают им красный цвет. В особенности это касается ликопина – антиоксиданта, предотвращающего иммунные сигналы, которые приводят к воспалению (NF-kB). Таким образом, мы имеем вполне работающий механизм, хотя, по общему признанию, он далек от доказательства того, что поедание кетчупа сохранит вашу молодость.

ШАГ 3. КЛИНИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ

Для демонстрации эффекта необходимо несколько клинических испытаний, чтобы подтвердить гипотезу.

На протяжении всей своей истории человечества люди проводят эксперименты с едой. Когда-то давно один храбрец (а может, и глупец) решил, что черный гриб, который ест свинья, отлично подойдет к пасте. Первое известное клиническое исследование принадлежит Джеймсу Линду, хирургу на борту корабля Его Величества Солсбери в 1747 году. Во время войны за австрийское наследство королевский флот занимался своим обычным делом – блокированием Ла-Манша от этих назойливых континентальных мух. После 8 недель в море у 12 членов экипажа появилась цинга (как мы сейчас знаем, она развивается из-за дефицита витамина С).

Линд разделил моряков на 6 групп по двое и давал каждой из них разные лекарства (некоторые из них весьма отвратительные):

1) 1 л сидра;

2) 25 мл купоросного эликсира (разбавленная серная кислота);

3) по 18 мл уксуса 3 раза в день;

4) 280 мл морской воды;

5) 2 апельсина и 1 лимон;

6) целебную пасту, сделанную из чеснока, зерен горчицы, высушенного корня редиса и смолы мирры.

На шестой день «фруктовая группа» (5) вернулась к работе, распевая песни и живя по традиционным обычаям моряков: ром, содомия и порка; в то время как остальных продолжало тошнить, они стонали и теряли зубы. Важно то, что Линд взял людей с одинаковыми симптомами и дал им разные средства, чтобы сравнить потом полученный результат.

Клинические исследования сильно продвинулись вперед после лимонов Линда. Первая важная инновация – рандомизация, при которой участников распределял по группам компьютер, а не врач-исследователь, который мог исказить результаты, выбрав более здоровых людей для группы, которая получит лекарство или лечение. Другое новшество – это слепое исследование, когда участники не знают, что́ они получают, потому что знание методов лечения может сильно повлиять на результат. В учении Линда группа, которая ела цитрусы, знала, что не пьет литры морской воды, но это не имело значения, поскольку результат (излечение от цинги) наступал независимо от поведения моряка.

Сложно скрыть информацию при проведении поведенческих исследований. Например, проблематично утаить от человека, что он является певцом в хоре, когда изучаются возможности легких.

Для некоторых исследований (особенно субъективных, таких как изучение болевых ощущений) знание того, что вы находитесь в испытуемой группе, может повлиять на результат исследования. Например, если вы скажете группе людей, что красная пилюля сделает их счастливыми, то они почувствуют прилив позитивных эмоций независимо от того, что́ находится в пилюле. Это знаменитый эффект плацебо. Плацебо – это некий препарат, который не содержит в себе никаких полезных веществ, но выглядит как полноценное лекарство. Одного приема такой таблетки может быть достаточно, чтобы человек почувствовал себя лучше, даже если она не содержит ничего, кроме сахара. Примечательно, что во время исследований, даже когда добровольцы поняли, что принимали «пустышки», они говорили, что у них проходил синдром раздраженного кишечника, настолько сильным может быть эффект плацебо[22].

Эффект плацебо – это пример сложного взаимодействия между телом и разумом, который был проверен в клинических исследованиях. Люди добровольно принимают участие в этих исследованиях по разным причинам, а сильная вера в эффективность того или иного метода лечения может стать мощным стимулом.

Например, если вы в самом деле верите в то, что голубика предотвращает старение, вы, вероятно, присоединитесь (и останетесь в нем) к исследованию, которое изучает влияние этих ягод на возраст. Сила ваших убеждений может повлиять на конечный результат исследований. Может произойти и обратное: если исследование проверяет что-то, что «известно всем», набор добровольцев становится затруднительным. В одном исследовании собрали группу добровольцев и предложили им прыгнуть из самолета с парашютом, но у кого-то за спиной будет настоящий парашют, а у других рюкзак-плацебо. Из 92 участников 23 человека согласились[23]. Хотя само исследование было довольно нелепым (самолет находился на земле)[24], идея, лежащая в его основе, была важна – зачем люди добровольно соглашаются на испытание, если вмешательство столь ощутимо? У эффекта плацебо есть злой брат – эффект ноцебо, при котором ожидание негативных эффектов лишь усугубляет их.

В примере с нашим «помидорным» экспериментом мы можем взять 2 группы людей и проверить, как томаты влияют на возрастные заболевания. Легко сказать, да трудно сделать, ведь существует множество мелких различий между людьми. В идеале для исследования нужно взять как можно больше пар максимально идентичных близнецов (что устраняет сильные генетические различия) и давать одному из них по дополнительному помидору в день. Кроме того, для идеального исследования нужно, чтобы эти близнецы жили вместе, работали на одной работе и ели одну и ту же еду, в одно и то же время (ну, кроме дополнительного помидора).

Организовав все эти условия, мы просто будем наблюдать за ними до тех пор, пока они не умрут. Если группа, которая ела помидоры, проживет дольше (в общей массе), мы можем вынести заключение, что помидоры стали ключевым фактором.

Такое исследование невозможно. И это объясняет, почему ученые предпочитают ставить эксперименты над животными: можно контролировать несколько факторов. Но, как гласит моя любимая научная поговорка, «лучшая модель кошки – настоящая кошка».[25] Примеры животных, впрочем, имеют ограничения, если переводить их на людей[26].

При изучении старения ограничения по времени и финансированию не позволяют проследить путь воздействия вплоть до смерти. Нужны компромиссы. Но чем больше компромиссов, тем менее четким будет вывод. Иногда вместо измерения конечного результата мы измеряем коррелят – что-то, что сопутствует вашему заболеванию, но не обязательно является его причиной. Чтобы показать целебные свойства томатов, мы могли бы замерить количество белков в крови, которые указывают на воспаление. Одно исследование именно это и сделало – сравнило уровни маркера воспаления, называемого ФНО (фактор некроза опухоли) в 2 группах пациентов с метаболическим синдромом: одна группа пила томатный сок, другая – нет[27]. В результате исследования наблюдалось значительное снижение ФНО у группы, которая пила томатный сок. Однако не спешите пополнять свои запасы «Кровавой Мэри», в эксперименте принимало участие всего 27 человек.

Количество испытуемых – ключевой фактор, когда речь идет о результатах исследований. Чем больше людей, тем лучше, ведь они сильно отличаются друг от друга. Общий показатель, выявленный среди множества людей, увеличивает прогностическую ценность. Прогностическая способность исследования на основании его размера называется силой. Считается, что исследование, которое проводилось на слишком малом количестве людей, не имеет силы. Чтобы увеличить статистические показатели, исследования могут совмещаться с другими подобными изучениями – это называется мета-анализом. Касаемо помидоров, группа в Нортумбрийском университете просмотрела 3970 научных статей в которых упоминаются слова «томат» и «сердечные заболевания», но отклонила 3945 из них (видимо, они были настолько вредными, что никому не стоило их читать). Данные из оставшихся 25 исследований содержали информацию о 211 704 испытуемых[28] и показали, что у людей с повышенным ликопином значительно снизился риск инсульта и смерти. Казалось бы, ешьте больше помидоров, и проблема будет решена.

Но если бы всё было так просто.

Перефразируем американского журналиста Генри Луиса Менкена: «Для каждой сложной проблемы есть одно решение. Но оно ошибочное»[29]. Каждая клетка в нашем теле – это очень сложный механизм, настолько сложный, что голова идет кругом, когда пытаешься это осознать. Эти сложные клетки образуют ткани, которые образуют органы. В итоге получаются тела, которые обладают собственным разумом, взаимодействуют с окружающим миром уникальным образом. Проще говоря, старение – сложный процесс. Но это так же бесполезно, как сказать, что поедание помидоров замедляет старение. Должно быть что-то среднее, что отразит сложность системы, но позволит улучшить нашу жизнь.

Один из способов предотвратить возрастные заболевания – в первую очередь, исключить факторы риска. К счастью, здоровье, старость и заболевания взаимосвязаны, изменение образа жизни с целью уменьшить риск сердечных приступов также снизит риск инсульта или деменции. Но и обратная ситуация тоже работает: если у вас случился сердечный приступ, другие проблемы тоже могут произойти.

И да, мы всё еще можем привести примеры людей, которые курят и пьют алкоголь в свои 100 лет. Да и воздействие окружающей среды чрезвычайно важно, но оно не дает ответы на все вопросы. Долголетие, как правило, передается по наследству, что предполагает наличие наследственного элемента, потенциально объясняемого генетикой. Это дает мне первую возможность провести самостоятельный эксперимент и, надеюсь, раскрыть секрет старения – изучить свои гены.

Глава 2. Ошибка в наших генах

ДНК не думает и не знает. Она просто есть. И мы танцуем под ее музыку.
Ричард Докинз, «Река, выходящая из Эдема. Жизнь с точки зрения дарвиниста»

После анализа механизмов старения и смерти, конечно, у меня не прибавилось оптимизма. Смерть и старость неотвратимы, и, тем не менее, я решил обратиться к науке, чтобы представить будущее, которое меня ждет. Вначале я должен был определить, какие из органов могут подвести меня в первую очередь. Перефразируя Ларкина, мои родители передали мне свои недостатки, и лучше всего начать с этого наследства.

Ранее предвидеть свою участь можно было единственным способом – оглянуться на своих предков. Но это не точно. Главным образом из-за того, что менялись риски в течение жизни. Разнообразие патогенов, которые влияют на нас сейчас, сильно отличаются от тех, что были 100 лет назад, потому сравнения будут некорректны. Даже если ваши предки избегали смертельных патогенов, количество токсинов, накопившихся в их организме за всю жизнь, сильно отличается от вашего.

Гораздо менее вероятно, что вы будете курить, работать на рудниках, в шахтах, на токсичном химическом производстве, дышать смогом или пить отравленную воду, чем для те, кто родился 100 лет назад. Вам повезло, что вы можете есть больше свежих овощей, у вас больше шансов сохранить собственные зубы и вы обладаете доступом к антибиотикам. В моей семье 4 человека, и 3 из нас умерли бы без современной медицины: я (рак), мой сын (инфекция) и моя дочь (вдыхание мекония при рождении).

Всё это значит, что информация о том, что мои предки умерли от инсульта (последствия Второй мировой войны), пневмонии (курение) и васкулярной деменции (тоже курение), мне не сильно поможет, потому что я избежал суровой зимней кампании в Итальянских горах и не курю. Но можно заметить, что я упомянул только 3 из 4 своих бабушек и дедушек, потому что другая бабушка по отцовской линии умерла «от старости». Но это также бесполезная информация. Но хорошая новость в том, что долголетие, вероятно, наследуется в моей семье. Моя двоюродная бабушка дожила до 90 лет, но я допускаю, что это может быть и погрешностью, ведь в каждой семье найдется один дальний родственник, который прожил сотню лет, а также найдется и тот, кто умер молодым.

Но сейчас мы можем использовать альтернативный подход – секвенирование генов, которое достигло огромного прогресса за 25 лет с момента первой «расшифровки» генома человека[30].

С тех пор секвенирование прошло путь от уникальной процедуры за миллионы долларов до процедуры, которая доступна каждому за довольно вменяемую сумму. Секвенирование стоило 100 млн долларов в 2001 году, а в 2023 стоит уже 1000 долларов – перешло от стоимости космического спутника до стоимости айфона. Такое снижение цены превратило секвенирование в более рутинную процедуру, которую могут провести и в лабораториях, и в больницах.

Но что вся эта генетическая информация значит и как связана с нашим здоровьем?

МОНАХИ И ГОРОХ

Гены – фундаментальная единица наследственной информации. Они своего рода инструкции, по которым сделаны наши клетки. Один ген содержит информацию об одном белке. Белки в свою очередь формируют наши клетки. И хотя наши клетки состоят не только из белков, именно они отвечают за функции синтеза, а также структурные и сигнальные. Клетки состоят из белков, ткани – из клеток, органы – из тканей, а из органов состоит целый человек. Потому инструкции для белков – инструкции и для нас самих. Сложно представить, что все живущие и когда-либо жившие организмы используют один и тот же генетический код, который формирует их тела. Оглянитесь вокруг: всё живое, что вас окружает, использует одинаковое программное обеспечение. Однако, несмотря на одинаковый код и одни и те же строительные блоки, существует великое множество их вариаций, благодаря которым можно сформировать как подсолнух, так и медведя[31]. Даже в рамках одного вида существует достаточно комбинаций, чтобы гарантировать уникальность каждого человека (за исключением однояйцевых близнецов). Это поражает настолько, что лучше об этом не думать вовсе[32]. Грегор Мендель первый разработал идею дискретных (раздельных) единиц наследования на известном примере с горохом. Урожденный Иоганн, он появился на свет в семье бедного чешского фермера в 1822 году. Чтобы продолжить обучение, он стал монахом и изменил имя на Грегора.

Вероятно, монашеский образ жизни помог его научным исследованиям, поскольку эксперименты требовали много времени – наблюдение за несколькими поколениями бедного гороха. Лично мне определенно не хватает такого терпения – я постоянно тормошу свою лабораторную команду, требуя поделиться результатами, как только (а лучше еще до того, как) закончится эксперимент. Мендель изучил 7 характеристик гороха: формы семян, цвета цветка, цвета семян, формы стручка, цвета стручка, положения цветка и высоты растения.

Признаки проявляются достаточно схожим образом, поэтому мы можем использовать цвет цветков, чтобы объяснить правила наследования Менделя. Он сравнил 2 цветка гороха – красный и белый. До Менделя ученые считали, что потомство будет иметь смешанные черты обоих предков – то есть, скрестив красный и белый цветок, вы получите розовый. Это называлось смешанным наследованием. Мендель опроверг эту теорию. Он использовал перекрестное опыление между красными и белыми цветками, и все цветки первого поколения (иногда его называют F1) были красными. Однако когда он скрестил цветки поколения F1 (это не инцест гороха!), то получил 3 красных цветка и 1 белый. Это показало, что существует 2 копии гена, которые определяют окрас цветка, и то, что они выделяются самостоятельно. Генетика, которая формирует растения (или нас), называется генотипом – невидимый двигатель, который определяет его характеристики. Внешние, видимые характеристики называются фенотипом. Взаимодействие генов между собой определяют фенотип. Мендель назвал ген, который проявился первым в фенотипе (в нашем случае отвечающий за красный цвет), доминантным, а замаскированный ген – рецессивным. Эта терминология используется до сих пор. Остается вопрос – подделывал ли Мендель результаты своих экспериментов? Не помогает и то, что Мендель настаивал на сожжении своих данных после смерти[33]. Согласно исследованиям генетика и математика Рональда Фишера, экспериментальная база слишком идеальна, результаты должны быть более расплывчатыми; но если распределение данных неравномерное, статистикам не стоит отбрасывать значения, которые сильно выбиваются из ряда. Впрочем, наследие самого Фишера довольно евгеническое.

Д, Р И ДРУГИЕ НК

Хоть Мендель и открыл основополагающую теорию о том, как гены передаются из поколения в поколение, молекулярный механизм оставался непонятным. Ученые выяснили, что клеточное ядро содержит генетическую информацию, но потребовалось много времени, чтобы доказать, что ДНК является молекулой наследственности. Роль ДНК как ключевой молекулы была определена благодаря работе многих людей, среди которых не было ни Джеймса, ни Франсиса, ни даже Розалинды. Освальд Эвери предвосхитил их работу, показав, что нуклеиновая кислота является тем веществом, благодаря которому появляются гены: если добавлять по одному ее компоненту к колониям бактерий, будут проявляться признаки. К сожалению, слава за изучение ДНК распределена между людьми, которые не получили признания, но, возможно, его заслуживали. Начиная с 1930-х годов, Эйвери почти каждый год выдвигали на Нобелевскую премию, но он так ее и не получил, в то время как Розалинда Франклин осталась в стороне из-за сексизма и преждевременной смерти[34].

ДНК состоит из 4 пар оснований, которые обычно обозначают буквами: А – аденин, Т – тимин, Ц – цитозин и Г – гуанин. В двойной спирали цепи всегда дополняют друг друга – аденин всегда в паре с тимином, а цитозин с гуанином. Когда клетка делится и 2 цепи разделяются, они восстанавливаются при помощи точных совпадений. Меньшая молекула РНК хранит «инструкции» по производству белков для ДНК, она копирует часть генетического кода и переносит ее на рибосомы – клеточные «фабрики». Каждая тройка букв ДНК (их называют кодоном) определяет 1 аминокислоту, а порядок кодонов определяет порядок аминокислот. Соединив аминокислоты вместе в определенной последовательности, вы получите целые белки. Существует 20 различных распространенных аминокислот, и их можно сгруппировать по следующим характеристикам: имеют они положительный или отрицательный заряд и отталкивают ли воду. Эти характеристики складываются, и аминокислоты, входящие в состав белка, определяют его форму и, следовательно, функцию (рис. 4).

Рис.7 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 4. Как работает клетка. Простое изображение «стандартной» человеческой клетки. Оно показывает, как информация проходит из «библиотеки» ДНК к фабрике белка (рибосомам) с помощью «мессенджера» молекулы РНК. Это важно в контексте того, как наши гены формируют наши клетки и в конечном итоге наши тела.

Много молекулярной науки сокрыто в фразе: «Когда две ДНК разделяются, они могут перестроиться». Здесь подразумевается множество белков, заканчивающихся на «-аза». Сложность процесса, который позволяет ДНК копироваться, обуславливает еще одну особенность генетики – мутацию, двигатель эволюции. Малейшие изменения в порядке построения аминокислоты могут привести к огромным изменениям в белке, из которого они состоят. Например, помимо кодирования аминокислот, 3 набора триплетов ДНК кодируют стоп-кодоны; они делают именно то, что прописано в коде – говорят рибосоме прекратить производство белка. Мутации, которые изменяют кодон аминокислоты на стоп-кодон, будут иметь серьезные последствия, вызывая преждевременный распад белка и потерю функционала.

Некоторые из наиболее серьезных генетических заболеваний вызваны мутациями, приводящими к потере функций организма, например, мышечная дистрофия Дюшенна[35].

Небольшие изменения в последовательности генов могут привести к значительным последствиям; удаления одной аминокислоты в гене регулятора трансмембранной проводимости муковисцидоза (CFTR) достаточно, чтобы разрушить его и вызвать муковисцидоз (CF). Наиболее распространенная CF-мутация называется F508del, из-за нее отсутствует аминокислота фенилаланина в 508 позиции (следовательно, del означает delete, т. е. «удаленный»); но хорошие новости состоят в том, что появилось новое лекарство «Трикафта», которое может обратить эффект этой мутации и вылечить это ужасное заболевание.

Некоторые мутации носят нейтральный характер – кодирование «подобное на подобное», а некоторые мутации (такие как «удаления») ужасны. Но небольшие изменения могут улучшить белок или заложить основу для дальнейших изменений. Эволюция воздействует на эти полезные изменения. В книгах обычно приводят пример березовой пяденицы (небольшая бабочка), у которой есть две вариации – темная и светлая. Во время индустриальной революции темный окрас стал доминировать, потому что деревья стали покрываться черной сажей, и это позволяло насекомым лучше прятаться, в то время как светлые пяденицы лучше чувствовали себя в чистой, сельской местности и могли размножаться лишь тогда, когда улучшилось качество воздуха.

Каждый из наших генов имеет множество вариаций, которые называются аллелями. Различные аллели могут ассоциироваться с различными физическими фенотипами. Некоторые имеют большое влияние, такие как CF-мутации; некоторые имеют заметный визуальный эффект, например, цвет глаз; некоторые проявляются только при взаимодействии с другими генами, а какие-то и вовсе никак не проявляются. Большинство изменений между разными аллелями состоят из одного нуклеотида (одной буквы в коде): они называются однонуклеотидными полиморфизмами, или сокращенно ОНП.

НАСЛЕДОВАНИЕ

Наши гены, с их удивительной и чудесной вариативностью, запакованы в 3 млрд основных пар человеческого ДНК и «расфасованы» в индивидуальные пакеты, называемыми хромосомами. Каждая клетка содержит 46 таких «пакетов», собранных в 23 пары. Если использовать достаточно мощный микроскоп, то на различных стадиях жизненного цикла клетки можно увидеть хромосомы в форме буквы Х, смещенной от центра. Длина хромосом варьируется от 50 до 260 тыс. основных пар. Каждая из соответствующих хромосом содержит по паре каждого гена. Главное преимущество наличия 2 копий каждого гена – «резервирование»: если одна копия даст сбой, другая сможет его заменить. Мы имеем по половине хромосомных пар от каждого из родителей, они в свою очередь тоже имеют по половине пар хромосом от своих родителей. Это означает, что у вас есть 50 % ДНК от каждого из ваших родителей, 25 % – от ваших бабушек и дедушек и так далее. Смешение генетической информации в каждом поколении – главная причина эволюции полового размножения; оно расширяет разнообразие, на которое затем воздействует естественный отбор.

Наша генетическая связь с нашими братьями и сестрами ближе, чем с нашими родителями. В каждом сперматозоиде вашего отца содержится 50 % ваших хромосом, а в каждой яйцеклетке вашей матери содержатся другие 50 % хромосом. И у ваших братьев и сестер будет аналогичная ситуация. Но не факт, что вы получите точно такие же 50 %. Если сравнить 2 разных сперматозоида от одного отца (или 2 яйцеклетки от одной матери), в среднем они будут иметь 50 % общих генов. Таким образом, в среднем родные братья и сестры делят 50 % своих генов.

Но как отметила моя коллега, доктор Ванесса Санчо-Шимизу, случайный разброс хромосом может привести к тому, что генетическое совпадение у сиблингов варьируется от 0 до 100 %. Это означает, что теоретически, если 2 идентичных сперматозоида оплодотворят 2 идентичные яйцеклетки, то в разное время могут родиться 100 % идентичные братья и сестры – асинхронные однояйцевые близнецы! Но шанс этого ничтожно мал (1 на 17 млрд). Математика работает так же, как если бы вы выбирали красные и зеленые носки из каждого из 23 ящиков; поскольку у нас есть 23 пары хромосом, то для каждого сперматозоида или яйцеклетки существует 8 324 608 возможных комбинаций, и вы перемножаете эти огромные числа.

Чем ближе по родству родители, тем сильнее усиливаются сходства детей. Это объясняет, почему не стоит вступать в интимные отношения с двоюродными родственниками: чем ближе вы находитесь на генеалогическом древе, тем больше общих генов у вас будет, что увеличивает вероятность того, что у потомка появятся 2 пары дефектных генов. Если у одного из ваших родителей есть плохая копия гена, здоровый ген другого родителя может взять верх, позволяя вам нормально жить. Но если ваши родители имеют близкие родственные связи, они оба могут иметь поврежденные гены и таким образом наградить вас генетическим отклонением.

Смешанные браки могут стать проблемой в изолированных сообществах, как, например, это произошло в европейских королевских семьях в XIX веке, где отсутствие разнообразия увеличивало риск появления у потомства 2 копий мутантного гена. Проблемы могут возникнуть и тогда, когда группа людей создает небольшие сообщества. Это явление называют «эффектом основателя». Если все потомки происходят от горстки первопроходцев-основателей, то они будут черпать варианты генов из меньшей колоды. Если кто-то из основателей окажется носителем необычной мутации, она будет иметь более высокую пенетрантность, которая может стать теоретической проблемой для поддержания жизни на Марсе.

В небольших сообществах часто случаются скрещивания, что приводит к более высокому уровню генетических заболеваний. Зная степень родства с окружающими, можно снизить этот риск. В Исландии, например, наблюдается высокая степень скрещивания: население страны составляет всего 375 тыс. человек с относительно небольшим притоком извне. Это довольно маленький «пруд», в котором можно найти себе подходящую пару. К счастью, Íslendingabо́k, или «Книга исландцев», содержит записи всей исландской генеалогии (и, как следствие, генетики), что позволяет увидеть, насколько близким родственником может быть ваш будущий партнер. Сейчас «Книга исландцев» оцифрована и существует в виде приложения, которое следовало бы назвать Kin-der, но полагаю, на исландском эта игра слов не работает (kin- родня, – der – от Tinder, приложение для знакомств). Даже в более крупных государствах все друг другу чуть-чуть родственники, например, в Великобритании у каждого человека есть 193 тыс. дальних родственников (шестиюродных братьев и сестер). Вы со своими родственниками можете полностью заселить город Норвич (ну, некоторые люди так и делают).

Независимо от связей между нашими родителями, генетика влияет на наше здоровье, но всё не так просто, как нам бы хотелось. Такие истории, как история «Близнецов Джимов», выглядят интересными, но на самом деле не отражают то, как работает генетика. Эта история заключается в следующем. В 1940 году родились близнецы, которые были разлучены с рождения и воспитывались в разных семьях. Обоих назвали Джимами, у обоих был пес по кличке Той, оба были дважды женаты, причем жены были тезками – первая Линда, вторая Бетти, и у обоих были сыновья по имени Джим. Оба близнеца курили, водили Шевроле. Досадно, что это по факту не показывает ничего, кроме того, что если смотреть достаточно внимательно, то можно найти совпадения.

Для Америки 1940-х имена Джим и Бетти были достаточно популярны, очень многие люди курили, а Шевроле была самой распространенной маркой авто, поразительны только одинаковые клички у собак, но можно также заметить, что Джимы читали разные газеты, по-разному пили кофе, поддерживали разные бейсбольные команды. Люди любят находить закономерности, но это не значит, что они осмысленные.

Проще говоря, человеческая генетика – это не просто. Пускай каждая клетка гороха содержит больше ДНК, чем человеческая (4,5 млрд против 3 млрд у людей), человек сложнее, чем горох. Если вы согласны с этим, можете смело участвовать в спорах с горохом[36]. Чтобы больше понять генетику человека, я разговаривал с доктором Адамом Резерфордом, генетиком, ведущим и автором нескольких книг, включая «Контроль» (которая рассказывает о темной стороне генетики)[37]. Когда мы встретились на видеоконференции, как полагается двум здравомыслящим людям, мы вначале обсудили крикет и ужасную форму английской команды ОДИ, а потом перешли к генетике. Он сказал, что генетика в 100 раз сложнее, чем то, что описывается в школьных учебниках. Конечно, существуют некоторые болезни, которые связаны с отдельными генами – такие как муковисцидоз, серповидно-клеточная анемия и разные типы гемофилии: «Генетика – скорее теория вероятностей, а не четких алгоритмов». Он утверждал, что большинство наших признаков не подчиняются простым законам Менделя. Примеры воздействия единичных генов обычно довольно тривиальны, например, форма мочки уха, загибающийся язык или запах мочи после употребления спаржи. Кроме того, последний случай не так уж и прост, так как с запахом связано 871 разных генных мутаций, которые могут влиять на способность человека чувствовать его[38].

Даже классический пример с голубыми и карими глазами, который изучают в школах, лукавит. Его преподносят как моногенный признак, где карий цвет доминирует над голубым. На самом деле за него отвечают 2 разных гена: OCA2 и HERC2[39]. Белок, кодируемый геном OCA2, влияет на выработку меланина: если у вас есть рабочая копия этого гена, в глазах будет присутствовать коричневый пигмент. Однако для активации OCA2 также необходима рабочая копия белка HERC2. Поэтому у вас могут быть 2 «карие» копии OCA2, но при этом у вас будут голубые глаза, если у вас 2 «голубые» копии HERC2. И, конечно, это не учитывает зеленые, ореховые, светло-голубые, темно-голубые, янтарные, серые или любые другие варианты цвета радужной оболочки.

Хотя менделевское наследование окраски цветков гороха усваивается довольно легко, оно не объясняет всей сложности человеческих признаков, особенно таких, как интеллект или продолжительность жизни. К другим типам неменделевского наследования относятся: неполное доминирование (когда фенотип представляет собой смешение 2 генов, как, например, розовые цветки, но не говорите об этом Грегору), кодоминирование (когда оба гена могут проявляться – например, одновременно черные и белые перья у одной курицы), сцепленное наследование (когда 2 гена расположены так близко друг к другу, что признаки почти всегда проявляются вместе, как, например, светлые волосы и голубые глаза) и множественные аллели (которые приводят к более чем 2 возможным исходам).

Чтобы еще больше усложнить ситуацию, скажу: мы получаем генетическую информацию не только из ядра клетки! Митохондрии, или энергетические станции клетки, на самом деле являются бактериями, которые мирно сосуществуют с нами. Мы наследуем их исключительно от матерей (яйцеклетка в 10 млн раз больше сперматозоида), а ДНК, питающая митохондрии, может быть прослежена исключительно до одного общего предка (называемого Евой).

Генетика переплетается с родословной, но Резерфорд подчеркнул, что это – нечто более сложное, чем банальная передача информации от родителя к ребенку на протяжении поколений: «Генетическая генеалогия и генеалогия – это не одно и то же. Они расходятся с течением времени». Хотя мы получаем наши гены от родителей, процесс деления пополам и смешивания генетической информации в каждом поколении означает, что к тому времени, как мы доберемся до наших прабабушек и прадедушек, мы получим только 12,5 % от каждого из них. Если вы отследите 11 поколений, может оказаться, что вы несете нулевую генетическую информацию от половины ваших прямых предков. Я могу проследить свое семейное древо до десятого колена, к Джону Трегонингу, из Гвеннапа, Корнуолла, где-то в начале 1600-х годов. И хотя у нас одинаковое имя (как и у 5 других моих прямых предков; мы, Трегонинги, не очень изобретательны[40]), у нас, вероятно, имеются только общие Y-хромосомы; и очень вероятно, что у одной из двух моих сестер нет генов, напрямую унаследованных от Джона Трегонинга.

Я спросил у Резерфорда о более обширных переплетениях человеческого семейного древа. И он обрадовал меня отличными новостями – у нас у всех королевские корни: «Все европейцы являются прямыми потомками короля Карла Великого, но эта связь довольно слабая. Почти такое же родство у нас с шутом Карла Великого и с любым, кто жил в то же время». Он привел в пример Карла Великого в качестве ориентира, поскольку известна прямая родословная императора Священной Римской империи, он жил достаточно давно (около 1000 лет назад), потому произошло столько много переплетений в ветвях генеалогических древ людей, что в конечном итоге все стали родственниками друг другу. Смешение родословных выходит далеко за пределы Европы. Общая точка происхождения для каждого человека на Земле – около 6 тыс. лет назад, что кажется странным, учитывая, что племена разделились гораздо раньше. Но, как говорит Резерфорд, «есть 2 вещи, в которых человечество хорошо разбирается: переезды и размножение». Колонизация привела к проникновению генов европейцев в другие, ранее изолированные генеалогические древа, что приближает точку схождения родословных.

Но что эти новые знания о генетике могут рассказать мне о рисках заболеваний и смерти?

РИСКОВОЕ ДЕЛЬЦЕ

Пришло время для важного заключения: риск относителен. Если не брать экстремальные случаи, то очень немногие биологические аспекты имеют абсолютное влияние. Почти всегда будет тот, кто отклоняется от общего курса (ну, по крайней мере так говорят). Мой дед по матери курил, пил джин каждый день, сражался в Бирме (сейчас Мьянма) во время Второй мировой войны, и каким-то образом дожил до преклонных лет. Королева Елизавета, королева-мать, дожила до 101 года, несмотря на диету, состоящую из дюбонне и джина, красного вина и розового шампанского. Куда ни глянь, риски окружают нас повсюду, при выполнении любого, даже самого простого действия можно получить травму. Исламский историк XI века Аль Джахиз был раздавлен насмерть в собственной библиотеке. Несчастья от обычных вещей случались не только в давние времена: в 2001 году 40 британцев получили травмы от грелок для чайников, 91 – от хлебницы, и 6 тыс. пострадали, надевая брюки. «Хорошие новости», что ущерб от губок и мочалок уменьшился с 996 до 787[41].

Важный посыл этой книги – всё, что вы делаете или не делаете, сопряжено с риском. Как вакционолог могу сказать, что у вакцины тоже есть риски, побочные эффекты, но они редки, фактически один на миллион вакцинированных. Но риск от не-вакцинирования намного, намного выше. Во время пандемии COVID-19 у инфекции был высокий показатель смертности, который вырос от 0,2 % у молодых до 50 % у пожилых. После вакцинации риск умереть приближался к нулю[42]. Хотя у некоторых людей наблюдались серьезные побочные эффекты после вакцинации, риск умереть от нее был минимален. Чтобы помочь вам понять ситуацию, представьте, что вам 80 лет и вам нужно выбрать красную или синюю пилюлю. Синяя пилюля из банки «Вакцина» – после нее у вас, возможно, будут болеть рука и голова, а красная из банки «Не вакцина» – она не вызовет никаких побочных эффектов, но 3 из 20 пилюль в этой банке могут вас убить. Теперь хочется выбрать красную пилюльку?

РАСЧИТЫВАЕМЫЙ РИСК

Поскольку большинство биологических предсказаний довольно туманны, врачи-эпидемиологи тратят много времени, пытаясь связать причину и следствие. Эти причинно-следственные связи можно выразить как относительный риск, рассчитанный с помощью уравнения:

Рис.6 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Затем они представляют результат уравнения риска в виде множителя: выполнение действия X увеличивает вероятность возникновения состояния Z в Y раз.

Для более конкретного примера чем Х, Y, Z давайте посмотрим на пример причинно-следственной связи курения и рака легких (на установление этой связи, кстати, потребовалось немало времени). Хотя немецкие ученые собрали некоторые данные об этой взаимосвязи еще в 1930-х годах, потребовалось много эпидемиологических исследований в 1950-е, чтобы подтвердить эту информацию. Ричард Долл и Остин Брэдфорд Хилл провели одну из самых важных работ. Хилл был бывшим военным пилотом во времена Первой мировой войны и гением статистики, он возглавил первое в истории рандомизированное клиническое исследование, продемонстрировавшее антибиотик «Стрептомицин», который может лечить туберкулез[43]. Долл в свою очередь до того, как заняться эпидемиологией, служил полковым врачом в Британской разведке и оказался втянутым в отступление к Дюнкерку[44]. Чтобы просчитать риск, связывающий курение и рак легких, Долл и Хилл опросили 40 тыс. врачей, выясняя, кто курит, а кто нет. Они разделили их на 2 группы и сравнили частоту возникновения рака легких в обеих группах. В 1954 году они опубликовали свои результаты в статье для научного журнала BMJ – «Смертность врачей в связи с курением». Исследование показало, что 36 врачей умерли от рака легких, вызванного курением, в то время как в некурящей группе смертей от этого заболевания не было. Причем риск смертности увеличивался пропорционально количеству выкуренного табака.

Исследование Долла и Хилла демонстрирует, как связывать плохую ситуацию с неблагоприятным исходом. Однако множество недобросовестно проведенных исследований только внесли путаницу в оценку рисков для здоровья. Они либо связывали хорошие вещи с плохими исходами, либо наоборот – плохие вещи с хорошими результатами. Чтобы получить точные ответы о риске отдельного вида деятельности, необходимо учитывать разные факторы.

Трудные результаты. Чем точнее результат, тем точнее идет расчет риска. Получить ответ на вопрос «Что будет, если ударить топором по руке?» гораздо проще, чем получить ответ на вопрос «Если я буду съедать по двадцать ягод голубики, то проживу ли я дольше?» В примере Долла и Хилла изучение рака легких было ясным исходом, а курение – измеримым фактором.

Помехи. Многие другие факторы (их называю «конфаундерами» или спутывающими факторами) могут привести к раку легких. Но чем больше сходств у 2 групп, тем скорее вы сделаете вывод. Это объясняет, почему Долл и Хилл исследовали врачей – они составляли довольно однородную группу – как по социальному статусу, так и с точки зрения демографии (ну, и поскольку это было в 1950-х, все врачи были одного пола).

Мудрость толпы. Чтобы уменьшить путаницу в биологических исследованиях, увеличьте количество людей. Научный термин для людей, участвующих в исследованиях, обозначается буквой n (от number – количество) – очередная тавтология, как, например, «бесплатный подарок», «горячий кипяток», «пожилой старик», «работал на работе»… Исследование Долла и Хилла было большим (n = 40 000 докторов) и вскоре было подтверждено многими последователями. Для контраста в моем исследовании n = 1, то есть я сам. Для науки это бесполезно, но надеюсь, что я послужу хорошим примером.

Правдоподобность. Наконец, связь нуждается в научном доказательстве и правдоподобности. Факт того, что курение вызывает рак легких, можно доказать, поскольку вы вдыхаете яд прямо в легкие.

НАСЛЕДСТВЕННЫЕ РИСКИ

Поскольку всё имеет риски, мы также можем связать их с нашими генами. Но выяснение того, какие гены и при каких условиях вызывают заболевания, довольно проблематично. Самые сильные взаимосвязи легче всего решить, потому что фенотип (внешнее проявление наших генов) представлен очень ясно: например, мутация F508del в гене CFTR, приводящая к муковисцидозу (CF). Этот тип связи называется ассоциацией одного гена или моногенным признаком.

Но не вся генетическая информация содержится в той части гена, которая непосредственно кодирует белок. Последовательность букв ДНК, определяющая последовательность аминокислот в белке, называется кодирующей областью. Кодирующая область чрезвычайно важна, и контекст гена в хромосоме также играет свою роль, поэтому мутации в этих областях тоже могут вызывать проблемы. Участки ДНК, расположенные ближе к гену, называются некодирующими областями и вместо того, чтобы определять, что именно производит ген, влияют на объем его продукции. ОНП (однонуклеотидный полиморфизм) – те самые маленькие различия в наших генах, которые затрагивают и кодирующие и некодирующие области наших генов. Например, гены F508del и rs62405860 – оба ОНП, но разница в том, что F508del определяет кодирующий ОНП в гене, а rs62405860 некодирующий. Это идет еще со времен неандертальцев и связано с накопительством[45].

Однако, как мы видели на примере цвета глаз, влияние генотипа на фенотип редко бывает настолько простым, чтобы одним геном определять одну особенность. Черты, определяющиеся множеством генов, называются полигенными. Гены должны сочетаться с другими генами, чтобы белки правильно взаимодействовали и функционировали. Генетики изначально были сфокусированы на точечном влиянии отдельных генов, но сложность человеческого строения требует комплексного подхода. Таким образом, появились исследования ассоциаций на уровне генов (более известные как GWAS или Полногеномный поиск ассоциаций). В этих исследованиях ученые сравнивают ДНК огромных когорт людей с наличием или отсутствием какого-либо признака. Возможно, это звучит как нечто очень дорогое, но не весь огромный объем ДНК в одной человеческой клетке напрямую влияет на белки, которые производят наши клетки (где-то от 90 до 98 % – это не кодирующая или «мусорная» ДНК). Чтобы упростить себе жизнь и сделать исследования дешевле, при секвенировании ДНК действуют следующим образом: вместо того чтобы читать каждую букву, считываются сразу общие мутации ОНП. Затем для каждого отдельного ОНП рассчитывается уровень статистической связи с риском заболевания и отображается на одном из наиболее наглядных графиков в науке – манхэттенском графике. В результате каждый ген оказывается на оси X, а степень риска – на оси Y, и мы получаем маленькие башенки генетической угрозы, похожие на небоскребы Манхэттена. GWAS – мощная и информативная штука, но у нее есть ограничения из-за вероятностной природы самой генетики. Так что она отлично работает на уровне популяции, но на индивидуальном уровне уже не может.

Все прелести и горести науки – из-за ее сложности. Новые технологии решают старые задачи, но порождают новые, куда более сложные. Генетическое секвенирование сейчас проводится на отдельных человеческих клетках и показывает, что ДНК в них не одинаковая[46]. Если вы задумывались об этом, то, возможно, представляли, что наши гены на все сто воспроизводятся в каждой отдельной клетке. Если бы это было так, то вы бы могли взять клетки с пятки и пересадить их на макушку, ведь ДНК будет идентичной. На деле же, наши тела – это мозаика из разных мутаций, ведь с момента зиготы (самой первой клетки, которая образовалась после слияния сперматозоида и яйцеклетки) у наших клеток были разные пути развития. Эта гетерогенность неизбежно повлияет на риск возникновения различных заболеваний: если мутация, затрагивающая белок сердечной мышцы, возникнет в клетках, которые образуют сетчатку глаза, болезнь не проявится.

ХИРОМАНТИЯ ЧЕРЕЗ ГЕНЕТИКУ

Сложность биологии объясняет, почему я люблю исследования – это всё равно что вытягивать нити, распутывая «свитер жизни». Но наука бесконечна, и иногда нужно просто использовать имеющуюся информацию, а не копать глубже. Тогда появляется возможность в какой-то степени предсказывать риск возрастных заболеваний, связанных с определенными генами (на уровне популяции). Обилие генетической информации вселяло надежду, что я смогу определить свой собственный генетический риск, ведь генеалогический подход до этого не дал нужного результата. Чтобы сделать это, я должен был провести секвенирование собственных генов. Это был первый и самый простой из предстоящих экспериментов.

Но прежде чем сделать это, я должен был подумать о последствиях генетического тестирования для моих детей. Секвенирование отличается от других диагностических тестов вроде определения уровня холестерина, потому что касается всей семьи. Если у меня высокий уровень холестерина, это увеличивает риск сердечного приступа, но не влияет на потомство. Генетическое тестирование отличается, ведь я передаю 50 % своих генов каждому из моих детей. Мои гены не только предопределяют мое здоровье, но и оказывают прямое влияние на гены моих детей. Если на скрининге я обнаружу, что являюсь носителем чего-то ужасного, это значит, что в одном из двух случаев мои дети также получат это. Это особенно актуально для чего-то доминирующего и не поддающегося лечению, например, гена болезни Гентингтона – необратимого нейродегенеративного заболевания. Знание генов – это что-то вроде способностей Кассандры; вы можете предвидеть будущее, но не можете на него повлиять.

Прежде чем приступить к тесту, я обсудил это со своей семьей и, получив зеленый сигнал, заказал комплект у 23andMe, генетической компании из США. Спустя несколько дней ко мне приехала пробирка, которую я заполнил обильным количеством слюны и отправил назад. Однако моя первая попытка оказалась неудачной: я либо плюнул неправильно, либо там не было достаточно ДНК. У меня уже был подобный опыт во время пандемии COVID-19: мои мазки ПЦР часто не подходили, ибо я не мог соскоблить достаточное количество носовых клеток с помощью ватной палочки. Доказательство того, что, если я занимаюсь наукой в лаборатории, это не значит, что это получится и дома. Это поднимает вопрос о том, что еще сейчас отправляется по почте во имя науки и медицины, и как почтальоны должны благодарить изобретателей упаковочных пакетов.

Второй сбор был удачным, я получил результаты. Первая полученная информация была довольно тривиальной – подобное описание видимого фенотипа я мог бы получить, просто посмотрев в зеркало (даже более точный). Генетика предсказывает вероятность, а не фактический результат; например, если верить информации о моих генах – 80 % вероятности того, что безымянный палец у меня самый длинный, но на деле указательный длиннее. Хорошая новость в том, что с генетической точки зрения у меня не будет волосатой спины и я не облысею. Кроме того, у меня влажная ушная сера, что я могу подтвердить с помощью цифрового исследования; впрочем, ничего не говорится о ее вкусе (увы, не очень хорошем). Порадовало то, что у меня, как у элитных спортсменов, есть белок, позволяющий мышечным волокнам быстро сокращаться. Я всегда подозревал, что у меня выдающиеся спортивные способности – жаль, что я никогда не тренировался, чтобы реализовать свой огромный потенциал. В отчете также высказывается предположение о генетической природе того факта, что, меня не кусают комары, в отличие от моей жены, а это никак не способствует улучшению супружеской гармонии. Но это не относится к мошкаре!

Помимо важной информации об ушной сере, генетический анализ содержал много информации о здоровье и происхождении. База данных ДНК в настоящее время весьма существенна: по оценкам одного источника, к 2020 году 26 млн человек прошли коммерческое генетическое тестирование[47]. Неожиданным последствием этого стало (вос)соединение членов семьи, которые до этого никогда не знали друг друга. Но не каждая история генетического воссоединения заканчивается счастливо. Многие из них являются довольно душераздирающими семейными трагедиями – некоторые люди обнаруживали, что их генетические отец или мать совсем другие люди. А в одном случае два эмбриона каким-то образом были перепутаны во время ЭКО и затем родились не у тех матерей. Кроме того, тесты на происхождение также выявили еще более зловещие случаи, где отдельные доноры спермы зачали десятки детей. Один голландский врач-репродуктолог Ян Карбаат, как сообщается, был отцом по меньшей мере от 49 до 200 детей своих пациентов[48]. Карбаат не единственный «серийный» донор: Дональд Клайн в США стал отцом 94 детей у разных своих пациентов. А другой мужчина из Нидерландов, как утверждается, зачал более 500 детей, решив таким образом сыграть в Чингисхана, чья Y-хромосома встречается у 8 % азиатских мужчин и у 0,5 % населения мира[49]. Я ненадолго занялся изучением генеалогического древа и узнал, что у меня есть троюродный брат в Австралии по имени Джон Гурнер. Впрочем, это меня не сильно удивило, учитывая, что моя прабабушка в девичестве была Ширли Гурнер. Я не обнаружил никаких неожиданных единокровных братьев и сестер – это порадовало.

Помимо выявления неизвестных родственников, расширенные отчеты о ДНК-происхождении позволили составить карту географического ареала обитания наших предков. Резерфорд объяснил ограничения картирования предков с использованием этого подхода; он подчеркнул, что раса не имеет генетической основы. Смешение генов, по сути, делает понятие «раса» бессмысленным. Более того, генетические тесты на происхождение определяют его через сходство с людьми, в настоящее время проживающими в определенных географических регионах, и это представляет собой мгновенный снимок текущего момента и ничего не говорит о том, откуда произошли группы населения. Меня не удивило, что 99,9 % моих генов схожи с генами других жителей Британии и Ирландии. Ах да, 2 % моих генов имеют неандертальское происхождение. Это значит, что у меня есть склонность к накопительству (правда), проблемам с ориентированием в пространстве (тоже правда), отсутствию страха высоты (неправда) и наличию способности спринтера (неправда). Из 4 аспектов 2 оказались верными, а 2 – ложными. Теперь представьте вероятность всех аспектов.

Я думал, что информация о здоровье будет более релевантной. Но важно было предостережение, что они не все смогут мне рассказать. 23andMe получила свою лицензию от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, которая накладывает ограничения на то, что она может и не может предсказать[50]. Подход к секвенированию, который они используют, также имеет ограничения, то есть они не могут обнаружить какие-то определенные аспекты.

Генетическое тестирование может предоставить возможную вероятность связи между определенными ОНП и конкретным заболеванием на уровне популяции. Наличие у меня варианта в определенном гене не говорит, что у меня будет определенное состояние. Но это указывает на то, что в целом по человечеству (которое было уже изучено) процент людей с такой ситуацией достаточно велик. Есть разница между тем, чтобы сказать: «Если вы живете в Глазго, есть 2,5 % вероятности, что вы станете наркоманом» (что не правда) и «2,5 % людей в Глазго имеют проблемы с наркотиками» (это правда).

Тест показал, что у меня отсутствует риск какого-либо из 46 признаков, которые они измеряют, или какого-либо из 14 факторов, угрожающих здоровью, включая рак груди (BRA2), болезнь Паркинсона или возрастную макулодистрофию. Исследование получилось довольно скучным[51].

Еще одним важным фактором, влияющим на выбор генетических тестов 23andMe и других DTC (от англ. direct to consumer; прямых тестов для потребителей), является право собственности на полученные данные. После некоторых политических споров проект «Геном человека» стал доступен каждому в неограниченных сроках. Геномное тестирование DTC работает на другой модели. 23andMe – коммерческое предприятие. Они владеют внушительной базой данных о генетической изменчивости человека; и они могут продавать эту базу фармакологическим компаниям. Например, GSK инвестировали 300 млн долларов в 23andMe в 2018 году[52]. Однако процесс сбора данных мутит воду: мы, потребители, платим компаниям за возможность собрать (а затем и продать) информацию о наших личных данных. Это почти так же, как работают крупные интернет-поисковики: мы заключаем с ними (добровольно или нет) договор, согласно которому они собирают о нас данные и продают их другим людям в обмен на то, чтобы мы могли быстро узнать рецепт борща, сжигает ли лук калории и другую важную информацию.

История о том, чтобы заставить людей платить кому-то за сбор данных об их здоровье, идет еще с XIX века. Одна программа была запущена Фрэнсисом Гальтоном, кузеном Дарвина. Я думаю, будет слишком мягко сказать, что наследие Гальтона не велико. Он придумал слово «евгеника», которое потом припишут нацистам. В 1884 году Гальтон создал антропометрическую лабораторию на Международной выставке здоровья, проходившей в Южном Кенсингтоне (Лондон), на месте будущего Имперского колледжа Лондона. Викторианцы платили по три шиллинга, чтобы измерить некоторые показатели, например силу удара (крайне важный показатель, о котором у нас до сих пор мало данных). В конце участник эксперимента получал сувенир с запечатленной жизненно важной статистикой, а Гальтон – огромный набор данных, на основе которого он мог провести дальнейший анализ и получить финансовую выгоду. В отличие от опьяненных пуншем людей Гальтона, у современных доноров намного больше возможностей согласиться на дальнейший эксперимент или отказаться от него. Всё сводится к клику мышки. Данные за 2021 год показывают, что 80 % участников выбрали более широкий генный список. Можно взглянуть на эту ситуацию сквозь розовые очки – этот сбор данных позволит медицине и науке разработать новые лекарства, а если быть скептиком, то можно увидеть в этом возможность компании по секвенированию ДНК обогатиться за ваш счет. Ну и конечно же, информация, которая содержится в этой базе данных, может быть украдена. Что, собственно, уже происходило – еще одна причина не включать функцию поиска родственников по ДНК[53].

Хотя это также не исключает риска взлома, лучше передать свою историю ДНК общественному проекту, например, проекту Our Future Health, спонсируемому национальной службой здравоохранения, где данные будут доступны исследователям по всему миру в духе первоначального проекта по секвенированию генома.

Хотя открытие того, что у меня есть небольшая генетическая предрасположенность к неприязни к кориандру, удовлетворило мое любопытство, тест не изменил моих мыслей о предстоящем ухудшении здоровья и смерти. Отдельные гены не являются детерминированными и в лучшем случае указывают на уровень риска. Существует поговорка, приписываемая разным людям, но, скорее всего, придуманная диетологом Джудит Стерн: «Генетика заряжает ружье, но окружающая среда нажимает на курок»[54]. Стерн имеет в виду, что гены составляют лишь часть картины. Хотя они могут дать предрасположенность к болезням, именно то, что мы делаем со своим телом, формирует итоговый результат. Поскольку генетический анализ не смог показать способы предотвращения будущих несчастий, за исключением, может быть, отказа от супа из морковки с кориандром, я решил сделать следующий шаг – измерить (насколько это возможно) то, что происходит в моем организме прямо сейчас, чтобы предсказать, что может пойти не так и как это предотвратить.

Глава 3. Картина здоровья. Диагнозы и прогнозы

Диагностика – это не конец, а начало практики.
Мартин Фишер

Попытки выяснить, что же у нас происходит под кожей, чтобы продлить жизнь, имеют длительную, часто ошибочную, историю, от чтения по ладони до кровопускания, сквозь астрологию и френологию. Слово «диагностика» взято из греческого языка и дословно переводится как «способность распознавать». Немного изучив себя с помощью генетического анализа, я перешел к полной диагностике своего тела. Доктора используют диагностические методы, чтобы понять, что с вами не так и как улучшить ваше состояние. С развитием медицинской науки открывались новые методы анализов, чтобы определить лучший способ лечения для достижения нужных результатов.

В реанимационной и скорой медицине диагностика говорит врачам, что поправить и в каком порядке, чтобы сохранить жизнь здесь и сейчас. Но в контексте старения и возрастных заболеваний имеет значение длительное прогнозирование. Существует множество видов продолжительной диагностики. Порой диагностику можно провести через внешний физический осмотр – если кость торчит наружу, значит, она сломана. Другие исследования напрямую связаны с функцией (или дисфункцией) конкретного органа. Однако постановка диагноза также может основываться на коррелятах, то есть измеримых маркерах, каким-то образом связанных с болезнью, таких как измерение TNF (Фактор некроза опухоли) в помидорах. Химические анализы, которые проводятся в лаборатории, объединяются в общую категорию диагностики, называемую in vitro. Некоторые биологические жидкости используются по конкретным показаниям, например, анализ мочи нужен для проверки работы почек, а мазок из носа – для выявления респираторных инфекций, но большинство диагнозов базируются на анализе крови.

КРОВАВОЕ БОГАТСТВО

Полный техосмотр собственного тела обошелся мне не дешево, я потратил без малого 200 фунтов. Да, в крови много денег. Общая мировая стоимость рынка диагностики на 2023 год составила 99 млрд долларов[55], не все они относились к возрастным заболеваниям, бо́льшую часть «забрали» анализы на COVID-19[56]. Желание заработать на диагностике привлекает и мошенников.

Ярким примером является компания Theranos, которая утверждала, что якобы может провести полную диагностику по одной капельке крови (это абсолютная ложь). Харизматичный генеральный директор Theranos – Элизабет Холмс сейчас отбывает одиннадцатилетний тюремный срок за мошенничество с использованием электронных средств связи, за решеткой она воссоединилась с другими такими же «техническими гуру». Оставим громкие рекламные лозунги Кремниевой Долине, но действительно наша кровь с огромным количеством клеток и химических соединений содержит массу информации, поскольку омывает все наши органы и позволяет взглянуть на здоровье всего тела.

Анализы крови впервые появились в 1900-х и основывались на трудах Карла Ландштейнера, который открыл группы крови (но не все, он открыл только A, B и C). Один из первых сторонников диагностики через анализ крови был сэр Уилльям Ослер, который сформировал обучение медицине в том виде, в котором мы видим его сейчас, подчеркивая также важность обучения у койки больного. Также он был большим шутником, и, согласно одному анекдоту, он использовал мочу диабетика, чтобы проверить внимательность студентов. Он окунул палец в урину, облизал его и сказал студентам повторить за ним. К его удивлению, они это сделали, им естественно не понравилось. Но «наблюдательность» заключалась в том, чтобы заметить – он окунал средний палец, а облизал указательный. Помимо шуток над студентами Ослер разработал спектр анализов для определения уровня гемоглобина, клеток или бактерий в крови. Автоматизация анализа крови началась в 1950-х годах, когда Леонард Скеггс, ветеран Второй мировой войны, переживший крушение USS Hovey на Филиппинах, разработал процесс, называемый анализом непрерывного потока, позволяющий последовательно проводить различные тесты. Это был невероятный прорыв – получить возможность проводить анализ за минуту. С тех пор масштабы анализов резко возросли, в госпиталях Великобритании проводят более 1 млрд анализов в год, или 300 тыс. анализов в день (15 на каждого человека в год).

Я выбрал полный пакет услуг. Таким образом, во вторник утром я отправился на улицу Кенсингтон Хай. Прогуливаясь по улице здоровья и долголетия, я нашел клинику для сдачи анализов крови. Она располагалась между дорогой пекарней (где продаются круассаны по 10 фунтов за штучку) и «оздоровительным» центром, предлагающим индивидуальные консультации по питанию и лекциями о том, как вредно употребление дорогой масляной выпечки. Я пришел слишком рано, и мне пришлось 20 минут сидеть на скамейке, проверять электронную почту и грустить об отсутствии круассана. Но в конце концов меня пустили. Меня приняла медсестра из Польши, в тот день я был первый из 18 пациентов: поток обеспеченных людей среднего возраста, которые обеспокоились своим здоровьем. Прежде чем взять кровь на анализ, мне провели несколько менее инвазивных тестов, чтобы проверить состояние здоровья. Самое простое – замерили вес и рост. Это застало меня врасплох, и я не смог полностью выпрямиться (последствия этого действия станут ясны позже).

Следом мы перешли к моему заклятому врагу – измерению артериального давления. Оно оказалось немного выше, чем должно было быть. Я решил, что это одно из двух: либо у меня высокое артериальное давление, либо у меня развился ужасный синдром белого халата. Артериальное давление связано со стрессом; визит к врачу общей практики – не самое расслабляющее занятие. Бесконечное ожидание в скучной приемной, в окружении других людей, так же обеспокоенных своим здоровьем, из развлечений – женский журнал пятилетней давности, из которого были вырезаны все рецепты – совсем не дзеновский Сад Камней. Это приводит к тому, что когда вам измерят артериальное давление, оно уже может быть повышенным. Беспокойство по поводу результатов может привести к дальнейшему повышению. Высокое давление может указывать и на другие сопутствующие заболевания, которые вызывают беспокойство и повышают его. Когда я посещаю врачей, мое давление часто шалит. Чтобы избежать синдрома белых халатов, вы можете сделать анализ и на дому. Но в моем случае это ничуть не лучше. Сложно получить хорошие анализы, в доме моей мачехи, где собралась вся семья и дети дерутся, выясняя, кто пойдет следующим. Жужжание затягивающей манжеты вызывает рефлекс Павлова, и давление подскакивает еще сильнее. Наконец, после нескольких глубоких вдохов и пары ласковых самому себе мое давление вернулось в норму, и можно было продолжать.

Следующий этап был ничуть не лучше – кровопускание или «флеботомия». Это звучит более приятно, но до тех пор, пока ты не узнаешь, что с греческого это переводится как «вскрытие вены». Медсестра взяла шесть пробирок: четыре с желтой крышкой, одну с сиреневой и одну с зеленой, каждая примерно по 10 мл. Когда медсестра вставила иглу, я сообщил ей, что процедура забора крови неприятная, на что она ответила: «Не волнуйтесь, сдавать кровь никто не любит». Как и бо́льшая часть ежедневно используемого и утилизируемого в медицинских учреждениях оборудования, пробирки для крови имеют элегантный дизайн. Их также называют вакутейнеры, поскольку они содержат точно откалиброванный уровень вакуума для забора точного необходимого количества крови (–75 мм рт. ст. для забора 10 мл крови). Цвета крышек указывают на то, что еще содержится во флаконе, поскольку для разных тестов требуется кровь в разных состояниях. Например, зеленая и сиреневая содержат антикоагулянт, который не дает крови сворачиваться, желтая же наоборот ускоряет свертываемость, высвобождая жидкую часть (плазму). Большинство анализов проводят с жидкой частью, потому большая часть моей драгоценной жидкости ушла в желтые колпачки.

Кстати, даже иглы для современных анализов претерпели изменения. Кристофер Рен, известный по своей работе в церкви Святого Павла и Пембрук-колледже (Кембридж), разработал первую инъекционную технологию, однако использование животного мочевого пузыря и гусиного пера для введения на удивление оказалось неэффективным. Длинная металлическая игла впервые появилась в 1844 году, но одноразовые иглы были разработаны только для отдельных шприцов с обезболивающим во время Второй мировой войны. Все эти технологии после использования сразу отправляются в мусорку. Национальная служба здравоохранения Великобритании ежегодно утилизирует 133 тыс. тонн пластика, что составляет 2,6 % от общего объема пластиковых отходов в стране, составляющего 5 млн тонн. Сокращение этого количества представляет собой огромную проблему, поскольку бо́льшая часть пластика намеренно делается одноразовой, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение. Та же проблема существует и в лабораториях: несмотря на всю мою тщательную сортировку бутылок молока дома, на работе за день может образоваться целый мешок пластиковых отходов, который отправляется прямиком в мусоросжигательную печь.

В награду за сдачу крови я получил пластырь и перешел к другому анализу – анализу мочи. Обычно непросто втиснуть 300 мл мочи в двадцатимиллиметровый контейнер. Я положил слегка влажную пробирку в анонимный шкафчик, солгал о количестве алкоголя, который я выпиваю каждую неделю, и ушел.

Что же они измерили в моих образцах?

ВРЕМЯ ТЕСТОВ

Анализы обычно дают количественную оценку химических элементов в образце. Некоторые измеряют непосредственно уровень этих компонентов. Но другие, известные как биосенсоры, используют биологические реакции, чтобы выяснить значения их уровней на основании степени реактивности. Например, тест-полоски, используемые для измерения уровня сахара в крови на дому, содержат фермент глюкозооксидаза, который вступает в реакцию с глюкозой в крови. Реакция высвобождает электроны, и сила возникшего электрического тока показывает текущий уровень сахара. Современным версиям этого теста нужен 1 мкл крови, крошечная капелька. Альтернативный биологический подход – иммуноферментный анализ. Эти тесты используют невероятную особенность биологической молекулы – антитела. Антитела нужны для распознавания других биологических молекул, например, бактерий или вирусов, это важная часть иммунного ответа. Мы можем перепрофилировать антитела таким образом, чтобы помочь нам обнаружить огромный спектр биохимических веществ. Они формируют основу множества тестов, от великого и ужасного экспресс-теста на COVID до теста на беременность.

ИЗМЕРЕНИЯ РАДИ ИЗМЕРЕНИЙ

В организме человека огромный спектр показателей, которые можно измерить. В рамках моего пакета «Люкс» я прошел через 150 различных анализов. Результаты пришли в виде списка чисел: например, показатель глюкозы в моей крови – 5,4 ммоль/мл, сама по себе эта информация не очень полезна. Для большего понимания результаты представлены в сравнении с диапазоном значений: от низкого уровня глюкозы в крови (< 3,9 ммоль/мл) до высокого (> 5,5 ммоль/мл). Подобные диапазоны определяются на основе масштабных исследований на уровне популяции. А это значит, что пришло время для короткого урока по клинической медицине и статистике:

1. План исследования имеет значение. Некоторые исследования смотрят в будущее и называются перспективными. Перспективные исследования берут группу людей, максимально похожих, но с важным отличием – в нашем случае с разным уровнем глюкозы в крови, и измеряют вероятность заболевания: диабет второго типа. Другие исследования действуют наоборот и называются ретроспективными. Берутся анализы у людей, больных диабетом, и сравнивается их уровень глюкозы.

2. Больше – лучше (всегда). Невозможно измерить всё у всех, и потому измеряется выборка у всей популяции. Чем больше людей, тем лучше – это относится и к рискам, и к клиническим исследованиям.

3. Мета-анализ лучше всего. Комбинирование нескольких исследований дает лучший результат, потому что исключает часть предвзятости. Руководство, используемое для измерения уровня глюкозы и диабета, опирается на 102 других исследований, объединяющих данные 698 782 человек[57].

4. Исследования могут быть (и чаще всего являются) ошибочными. Научные знания постоянно развиваются, меняется наш взгляд на мир. В случае маркеров заболеваний одной из проблем исторически была чрезмерная представленность белых европейских мужчин в исследованиях; то, что верно для них, может быть неверно для других демографических групп. Эта предвзятость привела к появлению целого ряда мер, которые защищают мужчин, но не защищают женщин: от защитных жилетов до манекенов для краш-тестов[58]. «Кризис воспроизводимости» также способствует неопределенности; если исследование выполнено правильно и методично, оно должно быть воспроизводимым. Но, к сожалению, по ряду причин, от мошенничества и некомпетентности до выборочной публикации, проводится много исследований, которые нельзя повторить. Поэтому предпочтительнее рассматривать мета-исследования.

5. Стремление к среднему. У людей есть склонность ориентироваться на средние, медианные показатели, а распределение идет в форме колокола. Но чем дальше от центра, тем более размытые данные, которые на языке статистики называются стандартными отклонениями (или SD). Я не стану объяснять это здесь, поскольку не совсем понимаю, как это работает, а просто воспользуюсь функцией «применить стандартное отклонение» в моем статистическом пакете[59].

6. Вы можете быть здоровым исключением. В нормально распределенной популяции 68 % людей попадают в диапазон одного стандартного отклонения, а 95 % людей попадают в диапазон двух стандартных отклонений от среднего значения. Но статистика говорит, что существуют исключения, которые находятся вне пределов нормы, но остаются здоровыми. Чем больше анализов вы провели, тем больше шансов найти исключения. Это немного похоже на подбрасывание монеты: сделайте это тысячу раз и получите «невероятные» результаты. Как Деррен Браун – он подбрасывал монетку, чтобы получить десять «орлов» подряд, и это заняло у него 9 часов, а не минуту, как было показано в видео.

ПРЕДОТВРАТИТЬ ЛУЧШЕ, ЧЕМ ЛЕЧИТЬ

Так и зачем всё это нужно? То, что мы можем исследовать 150 различных штук в нашем теле, не значит, что нам это надо. Главная цель диагностики – определить и предотвратить. При раннем выявлении заболевания повышаются шансы вылечить его, и что еще важнее – не допустить осложнений. Например, диабет второго типа не является бинарным (больной или нет) состоянием: чем выше уровень глюкозы, тем хуже становится, но важно то, что существует предиабетическое состояние, когда глюкозы в крови уже много, но она еще не достигла критической отметки. Раннее определение высокого уровня глюкозы в крови дает время на то, чтобы изменить привычки, начать лечение до того, как настигнет болезнь. Хотя анализ 150 маркеров немного чересчур, но исследование меньшего количества факторов риска может быть полезным для здоровья нации в общем. В Великобритании Министерство здравоохранения представляет скрининговую программу «Проверка здоровья» для людей старше 40 лет каждые пять лет. Она включает в себя базовые анализы (артериальное давление, сахар в крови, холестерин, рост, вес), которые показывают наиболее вероятные заболевания: сердечный приступ, инсульт и диабеты. За первые пять лет работы программа предотвратила 2500 сердечных приступов с помощью комбинации рекомендаций по образу жизни и назначения лекарств.

Но почему не все люди пользуются бесплатным тестированием?

В период с 2012 по 2017 годы 9,6 млн людей получили предложение сдать анализы, но только 5,1 млн согласились сделать это[60]. Но желание посетить это мероприятие увеличивается с возрастом, предположительно, потому, что чем старше становится человек, тем острее ощущается приближение смерти. Женщины больше обеспокоены здоровьем и чаще проводят диагностику, чем мужчины. Это наносит двойной урон, так как у мужчин выше риск сердечно-сосудистых заболеваний. Недостаток понимания со стороны мужчин скрывает в себе множество психологических проблем, которые можно грубо обобщить как «мужчины – идиоты». Например, один опрос показал, что 40 % мужчин ставят здоровье своих домашних питомцев выше своего.

Другое исследование показало, что 65 % мужчин считают себя здоровыми, что, как и опросы о вождении[61], демонстрирует неспособность осознать собственную несовершенность – ведь только 50 % людей могут быть лучше среднего. Конечно, это «лучше среднего» не относится ко мне, я знаю, что умнее, выше и смешнее, чем «средний» человек. Анализы могут пугать, но не потому, что страшны иглы, а потому, что пугает результат. Как гласит старая (но в данном случае неверная) поговорка: «То, чего вы не знаете, не может вам навредить».

Программа здравоохранения Великобритании очень эффективна, поскольку напрямую связывает анализы и медицинского работника. Когда анализы у врача общей практики показывают отклонения, он может назначить лекарства для лечения. Кроме того, вместе с анализами часто идет и консультация, особенно если результаты вызывают опасения. Частные клиники обычно дают вам общую картину здоровья, но кроме того, что говорят вам «Ешьте меньше, двигайтесь больше», часто не могут назначить дальнейшее лечение. Если что-то помечено как действительно серьезное в частном тесте, следующим шагом обычно становится «Посетите своего терапевта», что может стать дополнительной нагрузкой на государственное здравоохранение[62]. Как ни странно, я стал свидетелем такой ситуацией: мой друг обнаружил необычные показатели функции печени после коммерческого теста, что повлекло за собой серию дальнейших, более дорогостоящих тестов (проведенных государственной системой здравоохранения), которые дали отрицательный результат.

Небольшой набор анализов, предлагаемых Министерством, экономически эффективен и может оказать большое влияние. Вопреки логике, большое количество анализов может дать меньший результат! Возвращаясь к стандартному отклонению и расчету диапазонов нормы, можно установить, что чем больше тестов проводится, тем больше вероятность ложного вердикта; по сути, из каждых 20 тестов 1 может быть ошибочным. Сами измерения верны (на данный момент времени), но интерпретация того, что они означают, может быть неверной. Поскольку у меня было измерено 150 показателей, 5–10 тестов могли выходить за пределы нормального диапазона, не создавая при этом проблем. На этом основании я решил проигнорировать свой низкий индекс свободных андрогенов – потому что это, по-видимому, означало, что у меня проблемы с фертильностью (двое моих детей являются разумным доказательством обратного).

ДЕНЬ РЕЗУЛЬТАТОВ

Через несколько дней после сдачи анализа крови я получил на электронную почту свои результаты. Первое разочарование: я был ниже, чем думал. К радости моего сына (и моей подруги Люси), в отчете мой рост был указан как 181 см, что немного меньше 183 см, в которых я сам себя убедил. Я либо съежился, либо не встал как следует на тесте (или так и не вырос до 183 см). Аналогично, в этой клинике я весил 78,5 кг, но в течение 2 месяцев мой вес колебался от максимума в 83 кг (у моих родственников) до минимума в 75 кг (у моих родителей). Что показывает, насколько изменчивым может быть даже «простое» измерение.

Это также показало, как легко выбирать значения, когда дело касается ваших собственных данных.

Оправившись от шокирующего известия о том, что я никогда не буду играть за «Чикаго Буллз» 95-го года, я обратился к остальным результатам. Некоторые данные были представлены как прямые показатели функции – холестерин для сердечных заболеваний, глюкоза для диабета, количество эритроцитов в крови для анемии. Другие данные были косвенными маркерами функции, например, цистатин С, как правило, безвреден, но его высокий уровень в моче указывает на проблемы с почками. К счастью, мой уровень цистатина С и, следовательно, функция почек были в порядке (хотя у меня не было причин думать иначе, кроме как из-за иногда ярко-желтой мочи). Из других замечательных новостей, мой метаболический возраст совпал с гораздо более молодым мужчиной; ну, немного моложе; ну ладно, на 5 лет моложе.

Помимо моего молодого метаболизма, что мне еще сказали тесты? Одним из главных отклонений с большим красным флагом был С-реактивный белок, обычно известный как СРБ. СРБ широко используется как маркер воспаления; печень вырабатывает его в ответ на воспаление, инфекцию или повреждение. Заоблачный уровень этого показателя поначалу вызвал у меня тревогу, пока я не вспомнил, что в день теста у меня был насморк. В общем, довольно дорогой способ узнать, что у меня течет из носа.

Но в отчете было 148 других результатов, которые нужно было выбрать. Поскольку моя жена тоже сдавала кровь, мы решили устроить забавную игру по сравнению результатов[63]. Нас успокоило, что большинство наших результатов попало в зеленую зону. Даже уровень сахара в крови вернулся в норму – несмотря на мою привычку добавлять сахар в чай. Однако в конечном итоге были некоторые результаты, которые я не мог объяснить так же легко, как СРБ или свободный андроген. Во-первых, хотя мой ИМТ (индекс массы тела) и находился в пределах нормы, я обнаружил, что нахожусь около верхней границы нормы, а мой живот был немного больше, чем следовало. Но, если честно, для этого не нужен был ворох анализов, только зеркало, рулетка и весы, но всё же в контексте моего старения это было своего рода пробуждением. Во-вторых, мое кровяное давление, даже после того как я вошел в дзен-подобный транс, было зарегистрировано на высоком уровне и в сочетании с высоким уровнем холестерина, особенно ЛПНП (так называемым «плохим»), действительно поставило меня в группу риска по инсульту и сердечным приступам.

УНИКАЛЬНАЯ СНЕЖИНКА

Обнаружив то, что я немного поправился и это немного увеличило риск сердечного приступа (первая причина смертности мужчин моего возраста (Таблица 1), я почувствовал, что мои вложения не окупились. Почему после всего списка анализов, генетических и фенотипических, я не нашел информации о риске смерти или даже о том, какие части моего тела стареют? Главный ответ заключается в том, что я – уникальная и прекрасная снежинка, как и все мы. У каждого из нас неповторимая, единственная в своем роде комбинация генов. И чтобы отдать дань уважения моему полному тоски подростковому «я», процитирую Ницше:

«В глубине души каждый человек прекрасно знает, что он уникальное существо и лишь однажды живет на этой земле, и никаким сверхъестественным образом такой чудесно живописный образец разнообразия в единстве, как он, никогда не будет собран воедино повторно».

Не рискуя противоречить самому Сверхчеловеку, отмечу: дело не только в том, как мы собраны, но и в том, как мы относимся к своему телу. В частности, наше здоровье определяется окружающей средой. В данном случае окружающая среда означает не только то, где мы живем, но и всё то, что мы делаем с собой или что делают с нами другие. Иногда это называют образом жизни, но это подразумевает выбор: а многие факторы находятся вне нашего контроля, особенно то, что касается здоровья и благосостояния. Чтобы лучше понять риски заболевания, мы должны узнать воздействие разных обстоятельств, которые нас окружают. Совокупность наших воздействий иногда называют экспосомом. Для полного понимания нам нужна информация о пожизненном воздействии, подробно описывающая всё, что мы когда-либо ели, чем дышали и чего касались, а также каждый луч солнечного света, попавший на наши тела, каждый космический луч, прошедший через нас, и каждый вирус, когда-либо заразивший наши клетки.

Затем нам нужна математическая структура для определения их воздействия.

К сожалению, многие статистические тесты, которые мы используем в медицине, были разработаны для работы с гораздо более простыми наборами данных. Статистический тест, который я и мои коллеги используем чаще всего, называется t-критерием Стьюдента[64]. Он не был разработан для проверки многофакторного биологического риска; на самом деле, он даже не был изобретен кем-то по имени Стьюдент. Пивовар по имени Уильям Сили Госсет придумал его для сравнения партий пива «Гиннесс»[65]. Он опубликовал его под псевдонимом Стьюдент, чтобы другие не узнали профессиональные секреты о Black Stuff. Еще одна важная статистическая мера – медиана – была разработана Фрэнсисом Гальтоном для угадывания веса коровы на ярмарке округа путем нахождения золотой середины среди догадок всех остальных участников[66][67]. Между тем, Рональд Фишер разработал точный тест (важную меру статистической значимости), чтобы проверить, действительно ли одна из его коллег может определить, что в ее ежедневный чай налили вначале: сам чай или молоко[68].

Чтобы лучше оценить риск, я поговорил с сэром Дэвидом Шпигельхальтером, председателем Центра Уинтона по вопросам коммуникации риска и доказательств Кембриджского университета, после его выступления о работе, в которой он объяснил, как статистика помогла разоблачить Гарольда Шипмана[69]. Спускаясь по лестнице после выступления, я спросил, есть ли способ, учитывая огромную сложность нашей жизни, начать персонализировать наши риски. Он ответил, что вместо того, чтобы думать о персонализированных подходах, нужно рассмотреть возможность стратификации нашего риска в максимально большие когорты. Немного похоже на стратегию в игре «Угадай, кто», где вы исключаете людей на основе общих характеристик, только без шляп. Для иллюстрации сказанного на рис. 5A показано 100 копий меня, представляющих население Великобритании в процентах.

Рис.5 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 5A. Если бы весь мир был мной. 100 мини-моделей, представляющих всё население Великобритании.

На этом уровне мы можем предсказать, что все умрут, и сделать некоторые обобщения о том, как это произойдет, но эти обобщения будут неточными.

Следом первую группу из 100 человек можно разделить по полу (рис. 5B). 50 на 50. Я, естественно, принадлежу к мужской половине. Это дает нам немного больше предсказательной ценности, и мы можем начать определять приблизительную продолжительность жизни и на основе предыдущих данных некоторые из основных причин смерти.

Рис.4 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 5B. Когортирование людей. Я представляю 50 % мужского населения.

Затем мы группируем людей по месту моего проживания, что дает мне когорту из примерно 5 человек. На это уже немного больше влияют такие факторы, как демография и экономика. Сужаем еще больше (рис. 5C).

Рис.3 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 5С. Разделение мира на меньшие группы. В пределах 50 % населения, которое составляют мужчины, меньшая подгруппа – это люди моего возраста. Вы можете делить дальше. Это увеличивает точность, но теряет предсказательную силу, потому что мы все индивидуальны.

Мы могли бы продолжать деление еще очень много раз, но для каждого деления мы идем на компромисс между большей конкретикой и меньшей предсказательной ценностью. Существует и противоречие: мы не обязательно ведем себя как наши сверстники, но это делает точное предсказание невозможным.

ПОГОВОРИМ О ДЕЛАХ СЕРДЕЧНЫХ

Я задался целью выяснить, смогу ли я сосредоточиться на определенных аспектах своего здоровья, чтобы предсказать свою смерть. Сузить круг аспектов мне не удалось, и как я впоследствии убедился – измерить что-то легко, но сложно что-либо сделать с этими измерениями. Артериальное давление и холестерин я отметил как наиболее выделяющиеся признаки. Если обратиться к моей группе риска, согласно статистике – 5 % мужчин Великобритании в возрасте от 40 до 50 лет часто умирают от сердечных приступов. Здоровье – штука многофакторная, и каждая из наиболее распространенных причин смерти имеет пересекающиеся риски, но в моем случае наиболее выделился 1 аспект – пусть мой пульс был низким, как у элитного спортсмена[70], мне рекомендовали проконсультироваться с врачом и сделать электрокардиограмму (ЭКГ). Так что с тяжелым сердцем я направился к кардиологу, чтобы выяснить, что происходит, и уточнить, принадлежу ли я к той группе, которая помрет от приступа.

Глава 4. Сердце проблемы: убийца № 1 – сердечные заболевания

И сокровища ваши будут там, где ваше сердце
Библия короля Якова, Мф. 6:21

Скорее всего, меня убьет мое сердце, и это не поэтичная метафора, а суровая реальность – жизненно важная мышца в моей груди остановится, прекратит качать кровь к мозгу. И пока я увлечен исследованием своей собственной жизни, статистика говорит о том, что и вы, мои дорогие читатели, в той же «сердечной» группе риска, что и я, так что нам всем лучше знать, что происходит в наших сердцах.

Начнем с эксперимента. Возьмем теннисный мячик и начнем сжимать его в руке – 60 раз за минуту. Еще не устали? Тогда повторим, но уже в 2 раза быстрее.

Я представляю, как уже болит ваша рука. А смогли бы вы сжимать мячик в 3 раза быстрее, если бы я сказал, что от этого зависит ваша жизнь? А в вашем теле есть мышца, которая сжимается 60 раз в минуту, но может разогнаться и до 220, и от нее полностью зависит ваша жизнь. Узнали, что это за мышца? Конечно же, это сердце. В норме ваше сердце совершает 100 тыс. ударов в день, примерно 3 млрд раз за всю жизнь. Общее количество ударов сердца за всю жизнь зависит от вашей активности и состояния покоя. В состоянии покоя сердце работает у людей по-разному: на это влияет возраст, спорт, эмоциональный фон, лишний вес, алкоголь и сигареты, что не удивительно (алкоголь, сигареты и ожирение будут виновниками почти всех неблагоприятных последствий). Частота сокращений в состоянии покоя также напрямую связана с болезнями; если частота ударов превышает 100, риск сердечного приступа возрастает в 1,5 раза[71]. Это легко проверить – проверьте свой пульс. Сосчитайте количество сокращений за 10 секунд; если их больше 17, сходите к врачу.

Тут я думал похвастаться своим сердечным ритмом, чтобы показать, какой я здоровый. И причина этого необоснованного хвастовства заключалась в том, что раньше мой пульс составлял 50 ударов в минуту, и я считал себя образцом здорового человека. У меня были смутные представления о сердечных ритмах, с тех пор как я, будучи подростком, узнал про Мигеля Индурайна – пятикратного победителя Тур де Франс (отрадно, что Мигель не входит в список велогонщиков, которых лишили титулов за использование допинга[72]).

На своем пике Индурайн имел поразительно низкий пульс – 28 ударов в минуту. В 2012 году, через 14 лет после выхода спортсмена на пенсию, когда он был в том же возрасте, что и я, ученые вновь провели исследования физиологии Индурайна[73]. И его показатели были идеальными не только для его возраста, но и для человека вдвое младше. Говорят, что после гордыни следует разочарование. И, к сожалению, моя гордость относительно собственного сердечного ритма основывалась больше на исторических данных, а не на точных измерениях. Чтобы исправить запись, я сначала использовал проверенный метод измерения пульса – посчитал количество ударов за 10 секунд и умножил на 6, но это не дало мне желаемого результата. Следом я бесстрашно попробовал фитнес-браслет моей дочери – и он тоже меня разочаровал, не показав желаемого ответа. Следом, применив ненаучный метод «третий раз – удачный», я использовал пульсоксиметр, который мы купили во время паники по поводу COVID-19 и который лежал в шкафу с тех пор. Но первая попытка просчитать пульс провалилась полностью, что было еще более устрашающим. После того как я заменил батарейки и отскреб ржавчину с прибора, я попробовал вновь. Мой пульс всё так же упрямо оставался на отметке выше, чем я ожидал. К сожалению, всё указывало на то, что мой сердечный ритм насчитывает 65 ударов в минуту. Что, конечно, не очень плохо (для моего возраста), но не волшебные меньше 40, на которые я рассчитывал. Это значит, что мое сердце совершает 90 тыс. ударов в день. Важный научный урок: всё меняется.

Несмотря на все эти сокращения, средний размер человеческого сердца – довольно небольшой; оно весит примерно 290 г. Среди всех сердец по размеру оно где-то посередине. Самое маленькое сердце у мушки «летающая фея» – оно всего 0,2 мм в длину, крошечное. Среди млекопитающих самое маленькое сердце у этрусской древесной землеройки, оно весит всего 0,02 г и совершает 1200 ударов в минуту. Самое большое сердце у большого синего кита – у него поистине монструозное сердце, весит 900 кг, как небольшая машина или целый класс с учениками и одним учителем. Сердце кита совершает 6 ударов в минуту, перегоняя 220 л крови каждый раз. Пусть по размеру человеческое сердце как ФК Эвертон[74], оно по-прежнему перекачивает около 100 мл крови за раз, что составляет 5 л в минуту – весь объем крови в вашем организме. Есть мнение, что сердца всех животных совершают одинаковое количество ударов в течении жизни, следовательно, чем быстрее стучит сердце, тем короче жизнь, но летучие мыши опровергают это утверждение – их сердца сокращаются с частотой в 1000 ударов в минуту, но живут они довольно долго, некоторые доживают и до 30 лет. В течение жизни человеческое сердце перекачивает около 350 тыс. л крови – достаточно, чтобы заполнить Серпентайн в Гайд-парке Лондона дважды[75].

К счастью, в отличие от эксперимента с мячиком, который нужно сжать 60 раз в минуту, мы не думаем о том, как заставить биться наше сердце. Сердце обладает собственной системой стимуляции, называемой «водителем ритма» (технически это – синоатриальный узел). Мартин Флэк открыл синоартриальный узел, экспериментируя над сердцами кротов. История умалчивает, откуда взялись кроты, но им в тот день явно не повезло.

«Водитель ритма» работает сам по себе, но реагирует на поступление кислорода в организм; когда нам требуется больше кислорода, он ускоряется. Обычно это происходит, когда мы занимаемся физическими упражнениями. Физические упражнения важны, но в современном мире ими занимаются по собственному желанию, хотя когда-то они были нужны для выживания. Чтобы бегать быстрее и драться лучше, мышцам требуется больше кислорода, и чтобы получить его, нужно, чтобы кровь перегонялась быстрее.

Чтобы быть готовым к подобным ситуациям, наш организм производит гормон адреналин, его называют гормоном страха, борьбы, бегства. Адреналин бодрит, усиливает кровоток, высвобождая больше сахара в кровь и открывая дыхательные пути. Из-за своего широкого воздействия адреналин используется в большом спектре реанимационных мероприятий. Например ЭпиПен (EpiPen) – средство экстренной помощи при анафилаксии, получило свое название от менее приятного американского термина, обозначающего адреналин – эпинефрин.

Кортизол, более продолжительный по действию аналог адреналина, также играет ключевую роль в формировании реакции нашего сердца на окружающий мир. Хотя в краткосрочной перспективе он выполняет схожую с адреналином роль, кортизол также выполняет важную функцию поддержания жизнедеятельности. Он будит нас по утрам, его выброс усиливает обмен веществ, запуская организм на весь день. Кортизол и адреналин группируются вместе как элементы симпатической нервной системы. Другая система – парасимпатическая – отвечает за отдых, расслабление и восстановление. Нам нужен стимул для активности и бодрости, которую обеспечивает симпатическая нервная система, но хорошего понемногу. Постоянная симпатическая активность, особенно за счет кортизола, в долгосрочной перспективе приводит к негативным последствиям.

Хотя сейчас нам не нужно убегать от саблезубых тигров, наша симпатическая нервная система всё еще реагирует на внешние раздражители. Давайте проведем еще один «забавный» эксперимент. Вспомните свой самый плохой день в школе. Может, вы забыли штаны в раздевалке или разбили мячом окно… Затем вспомните, что вы чувствовали: учащенное сердцебиение, лицо красное, да и кишечник стал слабее… Это пример того, как психология воздействует на физиологию. Эти эмоции вызваны действиями симпатической нервной системы, они подготавливают вас к бегству – злой учитель или угроза публичного стыда вместо саблезубого тигра. Всё это можно назвать стрессом. К счастью, в нашем эксперименте учитель в итоге простил вас, и стресс ушел. Проблемы начинаются тогда, когда стресс становится постоянным, что приводит к перенапряжению нервной системы. Стресс и бесконечное эмоциональное напряжение приводят к серьезным проблемам с сердцем. Чаще всего вред накапливается медленно, постепенно, но сердце также может подвергаться острому эмоциональному повреждению. Когда возникает синдром Такоцубо, или иначе – синдром разбитого сердца, сильные эмоции приводят к тому, что одна из камер сердца растягивается и деформируется так, что напоминает осьминога.

ЯЗЫК СЕРДЦА

Помимо гормональной регуляции, сердце контролирует еще и нервная система. Нервы соединяют сердце и продолговатый мозг. Впервые это появилось у рыб и рептилий еще 500 млн лет назад, задолго до того, как Люси впервые вступила на земли Эфиопии. Продолговатый мозг располагается в стволе мозга и является центром управления процессов, которые происходят в нашем теле без осознанного контроля (непроизвольные функции), включая рвоту, чихание, дыхание. Вы не можете напрямую снизить частоту сердечного ритма, однако можете обмануть свой «рептильный мозг» и начать дышать глубоко и быстро. Продолговатый мозг поймет, что кровь достаточно насыщена кислородом и «скажет» сердцу, что не нужно качать ее в таком количестве. Может последовать головокружение.

Однако, если продолговатый мозг почувствует острую нехватку кислорода в теле, он скажет сердцу биться быстрее. Ответная реакция поражает. Попробуйте сами. Посчитайте частоту сердечных ударов, пока вы сидите, потом сделайте 50 высоких прыжков «звездочкой» (официально – худшее упражнение в мире[76]) и замерьте пульс снова, передохните минуту и замерьте пульс в третий раз. Мой пульс изменялся следующим образом: 70, 100 и 65. Нервы передают сообщения сердцу с помощью электрического тока. Подобно Франкенштейну, который оживлял своего монстра, наше тело наполнено электричеством. Одним из первых, кто открыл влияние электричества на мышцы, был итальянский хирург Луиджи Гальвани. Он показал, что, если подключить лягушачью лапку к электрическому току, она начнет дергаться. Этот эксперимент я повторял, когда учился на бакалавра – заставил мертвую лягушку помахать лапкой моему однокурснику как раз в тот момент, когда он высказывал сомнения об опытах над животными. Стоит ли говорить, что на следующей неделе он сменил группу.

Сердце буквально потрескивает от электричества, и, чтобы больше узнать об этом, я связался с доктором Рейчел Бастианен, ведущим кардиологом. Последний раз я с ней встречался на ее свадьбе, где ее муж учил моего пятилетнего сына стоять на руках. Я отправился в Южный Лондон для сердечного разговора с Рейчел. Мы встретились в, на удивление, приятном вестибюле больницы. Я не сильно понимаю, как работает медицина, и, насмотревшись «Анатомии страсти» и «Катастрофы», был уверен, что увижу Рейчел в голубом медицинском костюме со стетоскопом в руках, однако она вышла в деловом костюме и ботильонах. Справедливо сказать, что Рейчел не самого высокого роста, у нее тихий, спокойный голос, но, несмотря на свою скромную внешность, в области генетики сердца у нее высочайший статус – она опубликовала более 50 статей.

Перекинувшись парой свежих сплетен, мы отправились в ее кабинет, где первой хорошей новостью стало то, что при измерении на соответствующем больничном аппарате мой пульс был меньше 60 ударов. Гордость была восстановлена. Но удовлетворение моего эго было не единственной причиной, по которой я занял ее время. Я хотел больше узнать про сердце и про электрокардиографию (ЭКГ). «Мы используем ЭКГ, потому что она нам дает снимок того, как работают электрические импульсы в сердце», – объяснила Бастианен. Она продолжила: «ЭКГ – самый полезный тест, который мы делаем, потому он общепризнанный и дает много информации, на которую можно опереться». ЭКГ может помочь и в долгосрочной диагностике, и в экстренных ситуациях. Ее муж Нэв (когда не учит ходить на руках) работает реанимационным кардиологом, Бастианен сказала мне: «ЭКГ – ключевой инструмент для выявления сердечного приступа. Это тот триггер, который заставляет Нэва вставать с постели в два часа ночи, чтобы отправиться в больницу, когда он находится на дежурстве».

ОСНОВА ЭКГ

Мой опыт с ЭКГ начался с не самого моего любимого занятия; я слонялся по приемной в больнице, голодный, чувствуя легкое беспокойство, что покажет прибор. Я коротал время, смотря какие-то телепередачи с ужасным звуком, пока наконец чрезвычайно обаятельный специалист по ЭКГ Эндрю не пригласил меня в небольшой кабинет и не объяснил, как всё работает. Успокоило то, что Эндрю соответствовал моим стереотипам о больнице, одет он был соответствующе.

Первое, что я узнал про ЭКГ, – там много проводов: 2 на руках, 2 на ногах и еще 6 проходят с северо-запада на юго-восток через сердце (эти провода называются электродами, они регистрируют разные электрические импульсы сердца на пленке ЭКГ – такой метод исследования называется двенадцатиканальной ЭКГ). Я снял кофту, и Эндрю прикрепил ко мне электроды с синими, липкими подушечками. Я лег, глубоко вздохнул, и на этом всё. Прождать час, чтобы потратить 5 минут на ЭКГ – обыденное дело.

Это несколько принижает мастерство Эндрю в размещении проводков в правильном месте. А это непростое умение, когда все люди разной комплекции и роста.

Вы можете увидеть результат моего ЭКГ на рис. 6.

Рис.2 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 6. Отголоски былой славы.

A. Мой реальный график ЭКГ (спасибо Эндрю).

B. Идеализированный график, показывающий различные части волны, которая проходит через мое сердце.

Кривая ЭКГ содержит 3 компонента – Р-волны (начальный зубец), пик QRS и Т-волну – следующий холмик. Эти волны показывают, как электричество проходит через сердце. Импульс начинается в водителе ритма, расположенном в правом верхнем углу сердца (отсюда идет размещение проводов ЭКГ на моей груди). Узел водителя ритма работает как резервуар, который медленно наполняется, а затем моментально опустошается. Этот импульс записывается как зубец P, а затем распространяется по проводящей системе сердца, вызывая упорядоченное сокращение различных участков сердечной мышцы. Пик QRS измеряет сокращение желудочков сердца (самой массивной части сердечной мышцы, из-за чего пик на графике больше). Часть T представляет собой расслабление сердца до исходного состояния, готового к повторному разряду. Меня успокоила информация о том, что на моей ЭКГ пики находятся в правильных местах.

Одно из больших изменений за последние годы – для проведения таких процедур, как ЭКГ, вам не нужно ехать в больницу к Эндрю, чтобы он навесил на вас электроды, можно всё сделать дома, в комфорте. На примитивном уровне фитнес-трекеры (и другие подобные вещи) могут замерять сердцебиение. Они это делают, используя небольшой мерцающий индикатор на внутренней стороне, эта технология называется фотоплетизмографией. Кровеносные сосуды под кожей отражают свет, а устройство интерпретирует изменение силы отражений по мере того, как меняется объем крови в кровеносных сосудах. Эти приборы способны заметить нарушения сердечного ритма и предупредить носителя, что пришло время поговорить с терапевтом. Однако устройства, работающие за счет пропускания света через кожу, имеют небольшую этническую предвзятость. Зеленый свет на задней стороне трекера легко поглощается кожным пигментом меланином, его содержание выше у людей с темным цветом кожи, и это влияет на анализ[77].

У кардиологов есть доступ к более сложным приборам, позволяющим проводить мониторинг в течение длительного времени и выявлять изменения ритма днем и ночью. Один из таких приборов – Холтеровский монитор – небольшой прибор, который носится на шее в течение суток. Название такое, потому что устройство было разработано Норманом Холтером, физиком, который работал над испытаниями атомной бомбы на атолле Бикини. Интернет позволяет кардиологам отслеживать данные удаленно. Это значительно улучшает качество жизни. «Мы можем помещать пациентов в виртуальную палату, – сказала мне Бастианен. – Это увеличивает время между посещениями больницы с одного года до пяти лет». Локдаун из-за COVID-19 ускорил внедрение такого подхода. «Во время пандемии пациентам, перенесшим сердечные приступы, можно было прописывать лекарства и наблюдать за ними удаленно, чтобы получить оптимальное лечение без необходимости приезжать в больницу».

Хотя чипы не вводились через вакцины, удаленная, контролируемая онлайн, персонализированная медицина – скорее всего, будущее здравоохранения.

НО КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Продемонстрировав, как электрические импульсы влияют на сердцебиение, возможно, стоит провести краткий урок по анатомии сердца, чтобы лучше понимать, как на самом деле всё работает. При написании научных текстов бывает сложно оценить общую научную грамотность и то, как подавать информацию, не проявляя снисходительности. К счастью, мои родственники – прекрасные «подопытные». Они хорошо образованы, но имеют историческое, юридическое и инженерное образование, разбираются в бухгалтерии (и, сказать честно, слабо разбираются в науке). Используя замечательный инструмент исследования – «семейный чат в WhatsApp[78]», я предположил, что большинство людей знают, что сердце состоит из четырех камер и делает «тук-тук». Сердце действительно состоит из четырех частей, объединенных в пары (рис. 7): правое предсердие с правым желудочком и левое предсердие с левым желудочком. Также на рисунке видно, как сердце отличается от того, что мы привыкли видеть на картинке (то изображение пошло или от растения, или от истории о французской груше, а может, из средневековой церкви, ну или еще от чего… в интернете можно найти кучу версий).

Рис.1 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 7. Сердце. Четыре камеры, постоянно пульсирующей славы, но это не вместилище для души. Заметьте, совсем не похоже на символ сердца!

Предсердие (считайте «прихожая») получает кровь, а следом переправляет ее в желудочек. Потом желудочки перекачивают кровь дальше. В человеческом теле кровь курсирует по двум закрытым кругам. Чтобы описать это путешествие, мы начнем с правого предсердия (поскольку цепь замкнутая, вы можете начать с любого места). В правое предсердие впадают верхняя и нижняя полая вены, самые большие вены, по которым кровь от всего тела попадает в сердце. Кровь циркулирует по телу, отдавая кислород тканям и взамен насыщаясь углекислым газом, и поступает в сердце уже без кислорода. Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, который в свою очередь через легочную артерию выбрасывает кровь в легкие. В легких кровь насыщается кислородом и отдает углекислый газ. После этого она возвращается через легочные вены в левое предсердие и затем выбрасывается в левый желудочек. От него через аорту кровь отправляется по всему телу, насыщая ткани и органы кислородом.

Как я узнал, измеряя электрическую активность своего сердца, предсердия и желудочки сокращаются с временным сдвигом (тот самый «тук-тук», который описали моя сестра и Питер Селлерс). Односторонние клапаны контролируют поток между камерами, что позволяет крови перемещаться вперед, но не возвращаться назад – своего рода шлюзовые ворота для закрытого канала.

Не у всех животных такое крутое, четырехкамерное сердце, как у человека.

У большинства насекомых (включая маленьких мушек) есть маленькая трубочка, которая качает жидкость по телу. У рыб – двухкамерное сердце, у лягушек – трехкамерное. А у осьминогов есть три разных сердца. Любопытно, что лошадям требуется четыре дополнительных насоса для циркуляции. У людей мышцы помогают возвращать кровь с периферии. Когда вы стоите или ходите, сокращаясь, мышцы голени толкают кровь обратно к сердцу (еще одна причина, по которой стоит вставать с кровати). Удивительно, но у лошадей отсутствуют мышцы в нижней части ног, и, чтобы компенсировать это, им требуется дополнительная помощь для возврата крови к сердцу.

Вид мышц (сердечные), которые окружают камеры сердца, отличаются от тех мышц (скелетных), которые у вас в руках и ногах. Это объясняет, почему сжать мячик рукой 60 раз в минуту сложно, а сердце делает это до тех пор, пока вы не умрете. Клетки, образующие сердечную мышцу, называемые кардиомиоцитами, не устают отчасти потому, что они содержат больше митохондрий[79]. Удивительно, но по крайней мере половина клеток в вашем сердце сегодня – это те, с которыми вы изначально родились! А способ это вычислить весьма впечатляющий. В 1950-х и 1960-х годах сверхдержавы провели ряд испытаний ядерного оружия, включая взрывы атмосферных бомб. Это привело к значительному увеличению радиоактивной формы углерода (¹⁴C) в атмосферном углекислом газе (CO2) – нормальной формой является ¹²C; важно, что это увеличение произошло только в определенном временном промежутке. Растения забрали радиоактивный углекислый газ, который через круговорот жизни попадал в итоге в человеческие клетки. Количество ¹⁴С в нашей ДНК можно использовать как временной штамп: клетки сердца у людей, рожденных в 1950-е и 1960-е, содержат повышенный уровень ¹⁴С в ДНК, в сравнении с теми, кто родился позже. Используя этот метод, ученые Каролинского института в Швеции определили возраст клеток сердца, продемонстрировав их удивительную долговечность.[80]

Неудивительно, что кардиомиоциты (мышечные клетки, из которых состоит сердце) в конечном итоге устают. Изнашивание кардиомиоцитов способствует сердечной недостаточности, когда сердечные сокращения не могут удовлетворить потребности организма в кислороде.

РАЗБИТОЕ СЕРДЦЕ

Бо́льшую часть времени наше сердце просто стучит, и мы не обращаем на это внимания, но, к сожалению, у многих людей в какой-то момент оно дает сбой. И когда это случается, последствия бывают очень серьезными. Количество сердечно-сосудистых заболеваний ОГРОМНОЕ. По всему миру эти заболевания уносят примерно 18 млн жизней в год, это эквивалентно всему населению Нидерландов (или четырем населениям Уэльса). Болезни сердца занимают 31 % смертей по всему миру; треть людей, которые читают эту книгу, могут умереть от какого-нибудь сердечного заболевания. Если эти цифры вас не шокируют, давайте взглянем на это с точки зрения частоты: во всем мире каждые четыре минуты от сердечно-сосудистых заболеваний умирает один человек.

Сердечно-сосудистые заболевания забирают не только жизни, но и деньги. Это астрономические ежегодные расходы на здравоохранение – каждый год только в Великобритании средства, выделяемые на сердечные заболевания, составляют 7,4 млрд фунтов (или 24 млрд плиток шоколада), а сопутствующие расходы составляют 15,8 млрд фунтов. Это звучит масштабно, а визуализировать это еще сложнее. К счастью, Королевский Фонд приводит наглядные медицинские сравнения: 1 млрд фунтов покрывает расходы на содержание одной британской больницы среднего размера в течение года, либо зарплату 11 тыс. врачей-консультантов, либо 13 тыс. медсестер[81]. Если вернуться к предисловию, то можно увидеть, что в Великобритании заболевания сердца стали основной причиной смерти среди людей в возрасте 45 лет и старше с 1950-х годов, затмив смерть от инфекций. Однако за последние 10 лет улучшения в кардиологии уменьшили количество смертей от сердечных приступов. Бесконечный нулевой баланс между основными причинами смертности продолжается с увеличением смертей от рака. Нет шансов избежать смерти – снижение одного риска приводит к увеличению другого. Но, с другой стороны, есть и взаимосвязь: меньше сердечно-сосудистых заболеваний – значит меньше инсультов, меньше деменций и улучшение качества жизни. Хотя некоторые утверждают, что резкий сердечный приступ лучше, чем 10 лет медленного угасания, это рискованная стратегия. Есть множество факторов, которые приводят к приступам, но также влияют на развитие других заболеваний: алкоголизм, курение, плохое питание, малоподвижный образ жизни. Всё говорит о том, что лучше предотвратить, чем вылечить. По оценкам Министерства здравоохранения Англии, каждый фунт, потраченный на профилактику сердечно-сосудистых заболеваний, приносит прибыль в размере 2,3 фунта. На эту прибыль можно купить очень много красных автобусов[82]. Но, к сожалению, социальное неравенство тесно связано с показателями здоровья – уровень сердечных заболеваний в 4 раза выше в неблагополучных районах Великобритании. Я вернулся к доктору Рейчел Бастианен, чтобы поговорить о проблемах с сердцем. Она рассказала мне о 3 самых серьезных сердечно-сосудистых проблемах: сердечных приступах, сердечной недостаточности и аритмии.

ПОРАЖЕНИЕ СЕРДЦА В УГОЛЬНОЙ ШАХТЕ

Сердечные приступы вызваны ишемической болезнью сердца и происходят, когда нарушается кровоснабжение сердца. Помните, что сердце – это мышца, которая должна сокращаться всё время. Чтобы совершать эти сокращения, ему нужна обогащенная кислородом кровь; часть сердечного «выброса» идет на поддержание самого себя. Два больших кровеносных сосуда питают сердце, окружая его подобно короне – коронарные артерии (само название происходит от слова «корона»). Вот почему иногда сердечный приступ отмечают как острый коронарный синдром. Другие названия, включая «инфаркт миокарда», – для тех, кто разбирается в медицине. Если говорить просто, сердечный приступ – это когда ваше сердце неожиданно начинает умирать.

Сердце начинает умирать, потому что прекращается кровоснабжение. Важное замечание – блокируются артерии, которые снабжают сердце, а не те, которые от сердца идут к органам. Главная причина такой блокировки – атеросклероз, вызванный накоплением жира на стенках артерий. Это немного похоже на огромные жирберги, которые иногда вылавливают из лондонской канализации, бесспорным королем которых был Толстый МакФатберг (разумеется), длиной 250 м и весом 130 т. Понадобилось восемь работников и несколько недель, чтобы удалить этот жирберг, затем его переработали в 10 тыс. л биодизеля (я так понимаю, это был успех). Я не хочу сказать, что у людей с ишемической болезнью сердца есть 250-метровый жирберг в артериях, но происходит что-то похожее, только в миниатюре, ну и без салфеток и презервативов. Коронарная артерия около 0,5 см в диаметре[83], это примерно толщина обычной трубочки для напитков. Жировые бляшки или атеромы уменьшают диаметр этих сосудов, уменьшая приток крови и увеличивая нагрузку, необходимую для ее продвижения к сердцу.

Один из триггеров атеросклероза – это ожирение, особенно липопротеины низкой и очень низкой плотности (ЛПОНП и ЛПНП) в крови. Подобно тому, как лондонские жирберги имеют каркас из другого мусора, вокруг которого накапливается жир, атеросклеротические бляшки состоят не только из жира (рис. 8) – их каркас образуют иммунные и гладкомышечные клетки[84]. Из-за скопления этих клеток и жира уменьшается диаметр кровеносного сосуда.

Рис.0 Реальный биологический возраст. Как мы устроены, почему стареем и что с этим делать

Рис. 8. Жирберг в сердце. Кровяные сосуды заполняются жиром, иммунными клетками и другими отложениями, что затрудняет ток крови. Если это происходит вблизи жизненно важного органа, орган (например, сердце) начинает умирать и в конце концов прекращает работу.

Эти клетки перестраивают (меняют) кровеносный сосуд, уменьшая его диаметр. Воспаление, вызванное другими факторами (питанием, курением, алкоголем) будет подпитывать эти имунные клетки, вызывая больше повреждений. Этот процесс происходит незаметно, артерии питают наше сердце до тех пор, пока внезапно не возникает преграда (и чаще всего она смертельна). В этот момент коронарные артерии либо настолько заблокированы, что к сердцу поступает недостаточно крови, либо бляшка из другого сосуда отрывается и закупоривает коронарную артерию.

Обе ситуации ужасны. Сердце без поступления крови, обогащенной кислородом, начинает умирать, а потом просто останавливается. Предвестником этого является одновременная боль в груди и руке. Кажется, что боль в руке никак не относится к проблемам с сердцем, но на самом деле это лишний раз подчеркивает, как всё взаимосвязано в организме. Эта «отраженная боль» возникает, потому что мозг не может точно идентифицировать источник боли от внутренних органов, он «путается» и проецирует боль на те участки кожи, нервы от которых входят в те же сегменты спинного мозга. Ишемическая болезнь также проявляется одышкой, обмороками и нередко смертью. Примерно четверть первых сердечных приступов оказываются смертельными.

ПОЛНЫЙ ОТКАЗ СЕРДЦА

Сердечная недостаточность – вторая важная причина сердечно-сосудистых проблем – звучит схоже с приступом, но имеет несколько отличий. Сердечный приступ происходит, когда сердце полностью прекращает биться; при сердечной недостаточности оно продолжает работать, но очень медленно.

Проще говоря, работает не так, как нужно. Сердце начинает отказывать из-за ослабления сердечных мышц, из-за возраста, генетических предрасположенностей или инфекций. Выжившие после сердечных приступов часто подвержены сердечной недостаточности; если части сердца длительное время не получали кислород, мышцы умирают и никогда не восстанавливаются.

Повышенное кровяное давление также имеет воздействие, потому что сердцу нужно работать интенсивнее. Это сравнимо с накачиванием шины: накачать последние 5 % шины гораздо сложнее, чем первые 5 %, когда нет сопротивления. Как и в случае с приступами, старение и воспаления влияют на появление сердечной недостаточности.

Так как мышечные клетки стареют, они работают не так хорошо и нуждаются в замене. В условиях хронических инфекций на месте мертвых мышечных клеток образуется соединительная ткань, а не новые мышечные клетки. С возрастом сердце становится похожим на дешевое мясо – пронизанное фиброзной тканью и менее пластичное.

Это уплотнение и ужесточение заставляет сердце тратить больше энергии для сокращения и, соответственно, снижает мощность. Старение неизбежно, а воспаления еще и ухудшают ситуацию. Я спросил, возможно ли избежать этих повреждений. Бастианен вздохнула и коротко ответила: «Нет».

ТАНЦУЙТЕ ПОД СВОЙ РИТМ

Третья частая причина сердечных заболеваний – мерцательная аритмия, один из видов аритмий. Аритмия связана с электричеством, которое проходит через ваше сердце и должно координировать работу разных камер. Поскольку в предсердиях возникает первый импульс, который потом распространяется на желудочки, им нужно сначала наполниться, а затем опорожниться. Иногда сердцебиение выходит из строя. Оно может разогнаться слишком быстро (тахикардия, греч. tachys – «быстрый») или наоборот начнет работать очень медленно (брадикардия, греч. bradis, как вы могли догадаться, – «медленный»).

При мерцательной аритмии ритм в верхних камерах не синхронизирован и, как правило, становится слишком быстрым. Вы могли испытывать это в виде учащенного сердцебиения, которое может быть пугающим, особенно если оно случается впервые. Обезвоживание может спровоцировать аритмию. В свои 20 лет я неосознанно поставил такой «эксперимент»: я выпил много кофе для тонуса, а затем поехал на велосипеде на работу. И мое сердце начало стучать как бешеное. В итоге, конечно, всё успокоилось, но только после того, как я в панике позвонил доктору Рейчел[85]. Для большинства людей этот тип аритмии резкий, но он проходит сам.

Однако у некоторых она продолжается. Сама по себе она не смертельная. Но Бастианен предупреждает: «Сердце, которое не возвращается в нормальный ритм, – нехорошая ситуация». Последующее повреждение во многом зависит от того, в какой части сердца происходит сбой: фибрилляция желудочков связана с остановкой сердца, а фибрилляция предсердий может привести к образованию тромбов в кровеносном русле, которые являются бомбами замедленного действия.

ПОЧИНИ СЕБЯ

Что можно предпринять при болезнях сердца? Если вы посмотрите на общественные места в Великобритании, вы наверняка заметите появление маленьких коробок с изображением сердца (которое, как мы теперь знаем, на самом деле не похоже на настоящее сердце), увенчанное молнией. Вы можете посетить сайт defibfinder.uk и найти ближайшую к вам, хотя, полагаю, что если вам понадобилась эта штука, то уже немного поздно и сайт отправит вас на сервисы скорой помощи. В этих коробочках находится устройство под названием «дефибриллятор». Вы могли видеть подобные в фильмах про врачей, штука с «лапками», которую используют, чтобы вернуть пациента к жизни. Дефибрилляторы полностью останавливают сердечный ритм и запускают заново. В ряде случаев это спасает жизни, особенно при аритмии желудочка, когда желудочек сокращается до того, как полностью наполнится, и не может прокачать достаточно крови по телу.

Ученые начали пытаться перезапустить сердце с помощью электричества еще с конца XIX века. Первый случай, когда человека вернули к жизни с помощью удара током, датируется 1947 годом (что немного отличается от воскрешения автоматона, сотканного из тканей умерших преступников в немецких замках). Дефибрилляция работает не во всех случаях. К счастью, автоматические внешние дефибрилляторы (или АВД) могут считывать сердцебиение по ЭКГ перед тем, как сделать импульс. При использовании в первые 3 минуты сердечного приступа АВД может увеличить шансы на выживание с 50 до 75 %.

Дефибрилятор лучше всего лечит желудочковую аритмию, которая встречается достаточно редко. Однако случайный прохожий может помочь во время сердечного приступа, используя более простое вмешательство – сердечно-легочная реанимация, или СЛР. Вы также могли это видеть в фильмах – ручной массаж сердца через нажатие на грудную клетку под ритм песни Staying Alive хорошо тут подходит. Вы могли изучать СЛР в школе, используя манекен Resusci Annie, или «Воскреси Анну». Кстати, прообразом этой Анны была неизвестная француженка, утонувшая в Сене в XIX веке. Благодаря СЛР у нее самое зацелованное лицо в истории.

СЛР в реальной жизни довольно трудное дело, нужно потратить много сил, чтобы поддерживать работу сердца снаружи. Грудную клетку нужно вжимать примерно на 5 см, что нередко приводит к сломанным ребрам. Но в одной интернет-статье заметили: «Случаев, когда пациенты жаловались на СЛР, практически нет, скорее всего, потому, что альтернатива – смерть»[86]. Мой друг, который проводил СЛР, описывал ее как очень тяжелый опыт. В результате аварии ребра пострадавшего были раздроблены, и мой друг мог физически чувствовать сердце через изуродованную грудь. Но в конечном итоге получилось спасти жизнь человека. Если вы оказались в похожей ситуации, действуйте так: позвоните в скорую, включите громкую связь и действуйте согласно инструкциям. Время играет критическую роль, чем раньше вы начнете, тем лучше. В отличие от дефибрилляции СЛР работает для всех видов сердечных приступов, так как вы фактически заменяете работу сердца. Как сказала Бастианен: «Если бы все знали, как проводить СЛР, мы бы спасли больше жизней. Большинство остановок сердца происходит вне больницы».

Ее совет: «Подумайте о Винни Джонсе»[87].

Спасти человека от смерти на улице – это хорошее начало, но что происходит, когда он попадает в больницу? Лечение «разбитых» сердец – одна из историй успеха медицины XX века. Частота сердечно-сосудистых заболеваний достигла пика в 1968 году и с тех пор снижается.[88] Во многом это связано с профилактикой, но удивительные достижения в хирургии также должны вселить в нас оптимизм.

Первая операция на сердце человека (в зависимости от того, как ее определять) была проведена где-то в начале 1800-х годов, когда два врача, Ромеро и Ларрей, прооперировали мешочек вокруг сердца. Афроамериканский хирург Дэниел Хейл Уильямс провел одну из первых хирургических операций непосредственно на сердце. Уилльямс, рожденный в Пенсильвании в 1856 году, учился на сапожника и работал парикмахером до того, как начать медицинскую практику в 1883 году. В 1893 году он успешно провел восстановительную операцию Джеймсу Корнишу, который был ранен ножом в сердце во время «ссоры»[89].

С тех пор сердечная хирургия продвинулась далеко вперед. Однако сердце представляло определенную проблему для пионеров кардиологии, потому что оно играет ключевую роль в жизни. Операции на других органах (относительно) проще, например, можно на пару часов изолировать чью-то печень, и человек этого не заметит, но с сердцем так не получится – не получится без него прожить долго. Считается, что без этого органа можно прожить не менее 4 минут, более 10 минут – это уже фатально.

Итальянский альпинист по имени Роберто установил незавидный рекорд по самому длительному времени, прожитому при полной остановке сердца. Рекорд составляет впечатляющие 8 часов 42 минуты. Он попал под ледяной водопад во время грозы, когда взбирался на Мармоладу, самую высокую гору в Доломитовых Альпах. Это вызвало остановку сердца из-за гипотермии или, по сути, заморозку сердца. Но ему повезло, его спасли, доставили в больницу в Тревизо и, как только он пришел в себя, ему дали разряд электричества от дефибриллятора, после чего он полностью выздоровел, отделавшись лишь легкой амнезией.

Но замерзшие пациенты из водопадов – это необычная практика. Чтобы проводить операции на сердце, хирургам нужно найти способ «доставлять» кислород, пока сердце не будет работать. Первые попытки обернулись полной катастрофой: из 18 испытаний, зарегистрированных в период с 1951 по 1955 год, 17 привели к смерти.

Однако хирурги не сдавались. Кларенс Уолтон Лиллехай попробовал подход, который сработал для «счастливчика Роберто», – спровоцировать гипотермию, чтобы снизить потребность пациента в кислороде, но это дало лишь короткие 10 минут, а этого мало для серьезной операции. Затем он попробовал провести параллельную циркуляцию, переливая кровь из сосудов одного здорового человека в другого на время операции. Этот метод оказался неудачным в 12 из 44 операций.

Совмещенное кровообращение не лишено риска – вместо одного человека, можно случайно убить двоих.

Американский хирург Джон Гиббон предоставил решение. В 1930-х Гиббон стал свидетелем неудачной легочной эмболэктомии (удаления тромба из легких), что вдохновило его на разработку аппарата, который мог бы заменить сердце. Вместе с женой Мэри Гиббон разработал прототип аппарата искусственного кровообращения. Исследования Гиббона прервались на некоторое время, пока он служил хирургом во время Второй мировой войны в Бирме (ныне Мьянма), но после окончания войны Гиббон получил финансирование от IBM для дальнейшей разработки своего аппарата. В 1953 году Гиббон оперировал пациента с дыркой в сердце. И у него получилось поддерживать жизнь в течении 26 минут во время полного обходного шунтирования, что позволило ему провести восстановительную операцию.

Одна из восстановительных операций, которую выполняют с помощью аппарата искусственного кровообращения Гиббона, называется «аортокоронарное шунтирование» или простым языком – шунтирование сердца. Она заменяет не сердце, а артерии, которые питают его. Как говорилось ранее, при ишемической болезни сердца (самая серьезная форма сердечного приступа[90]) артерии, поддерживающие работу сердца, могут закупориваться. Чтобы решить эту проблему, хирурги берут артерию из другой части тела и заменяют поврежденную, таким образом восстанавливая поток крови. Часто им нужно больше одной артерии, обычно вообще берут 4 штуки. Есть по крайней мере один случай, когда было использовано 14 повторно соединенных артерий[91], что один мой друг хирург назвал «немного чрезмерным», ведь для питания сердца требуется обычно 10. Одной из проблем является поиск достаточного количества рабочих артерий у пациента для замены поврежденных. Однако мы вступаем в эпоху, когда новые сосуды можно будет выращивать в лаборатории из собственных клеток пациента до операции, хотя это еще доступно далеко не везде.

Теперь возможно заменить или восстановить почти каждую часть сердца, включая синоартериальный узел. Хотя дефибрилляторы могут сбросить острую аритмию, в последствии может потребоваться долгосрочное восстановление. Вот тут-то и появляется искусственный кардиостимулятор. Помимо переливания крови от одного человека другому во время операции, кардиохирург Уолтон Лиллехай также принял участие в разработке кардиостимулятора. Это была коробочка размером с кассетный плеер, которую можно было носить на поясе, с проводами, проходящими через грудную клетку прямо в сердце[92]. Конечно, это было эффективно, но немного непрактично. Примерно в то же время шведский дуэт Элмквист и Сеннинг разработали имплантируемый кардиостимулятор. Первый прибор сломался за 3 часа, второй (имплантированный в того же пациента) продержался 2 дня, продемонстрировав доказательство принципа. Примечательно, что первый «носитель» внутреннего кардиостимулятора – Арне Ларссон – впоследствии перенес установку еще 26 различных кардиостимуляторов и пережил обоих хирургов.

Современные электрокардиостимуляторы размером с ключ от машины и вшиваются прямо в сердце. В год устанавливается более 1 млн кардиостимуляторов, что приводит к значительному улучшению качества жизни.

Однако иногда сердце просто слишком истощено, чтобы продолжать работу, и никакая замена клапанов, артерий или установка новых батареек не поможет. Единственное, что остается – трансплантация либо пересадка. Идея появилась в 1945 году, когда советский ученый Николай Синицын выполнил пересадку сердца от одной лягушки к другой, а затем повторил опыт на собаках (я не понимаю, почему он остановился на этом и не переключился на свиней; доктор Сьюз наверняка бы так и поступил, а Николай даже не защитил докторскую диссертацию). Кристиан Бэрнард представил первую в мире пересадку сердца от человека к человеку в ЮАР в 1967 году. Хотя бо́льшая часть новаторских исследований была проведена в США, получение живого сердца для пересадки оказалось проблематичным. Изъятие органа у одного человека для того, чтобы другой мог жить, – это сложная этическая задача, а определение смерти – еще более сложная задача.

Законы США, касающиеся смерти в 1960-х, связывали с остановкой сердца, что делало трансплантации невозможными (потому что сердце было мертво). В Южной Африке смерть фиксировали по смерти мозга, а это означало, что сердце в этот момент могло оставаться живым. Первый пациент Луис Вашканский с пересаженным сердцем прожил всего 18 дней и умер от пневмонии. Главная проблема трансплантации – реакция иммунной системы. Мы вернемся к этой теме, когда будем говорить о почках. Сейчас важно сказать, что мы можем решить эту проблему.

ПОЧИНИ МЕНЯ

Однако я надеюсь, что мне не понадобится ни одно из этих вмешательств. Как мне избежать болезней сердца с возрастом? Пока я мало что могу поделать со своей генетикой. Вместо этого я сфокусируюсь на влиянии окружающей среды и рисках.

Я могу вычеркнуть у себя один из факторов риска сразу – я не курю, и уже чувствую себя здоровее.

Сердце подсказывает мне самый простой способ отсрочить старость – заниматься физкультурой. И это такая легкая победа (эх, если бы…). Если вы воспринимаете сердце как механическое устройство, то физкультура кажется чем-то неправильным, мол, чем больше работает, тем сильнее изнашивается. Но это момент, когда сравнение механики и человеческого тела неуместно. Чем больше вы эксплуатируете технику, тем меньше она служит, но биологические ткани адаптируются – чем больше они работают, тем здоровее становятся. Поскольку сердце – это мышца, нагрузки (короткими промежутками) улучшают его работу, а не ухудшают. Интенсивные физические нагрузки улучшают качество работы сердца: в результате физических нагрузок кардиомиоциты (клетки сердца) увеличиваются в размере и удлиняются, тем самым увеличивая силу сокращений сердца, а также увеличивая объем перекачиваемой за один удар крови. Увеличенный объем снижает необходимость сердца биться так часто; следовательно, оно работает менее интенсивно в состоянии покоя. Тренировки приносят организму массу других преимуществ, которые косвенно тоже помогают сердцу: физические упражнения снижают вес, тем самым уменьшая нагрузку на сердце; смягчают воспаления (наш главный враг); повышают способность мышц получать кислород, снижая общую нагрузку на сердце; возвращают кровь от конечностей; ускоряют восстановление клеток; сжигают глюкозу; снижают уровень кортизола (гормона стресса). Поскольку всё взаимосвязано, физические упражнения снижают риск диабета, инсульта, рака и даже психических расстройств.

Продолжить чтение