Medicine


Химический элемент, попадающий в организм человека с мясом и молоком, может быть связан с рядом хронических заболеваний

Что значит быть человеком? Для большинства людей ответ сводится к необычному строению нашей ушной раковины и к тому, какие преимущества это нам дает, а именно: способности говорить, смеяться и логически мыслить. Так может думать кто угодно, но только не Аджит Варки, ученый из Калифорнии. Для него быть человеком - значит обладать химическим элементом, который отличает нас от наших ближайших родственников и который может быть связан с многими самыми губительными человеческими недугами.

Эта история началась в 1984 году, когда профессор Варки работал в Университете Калифорнии в Сан-Диего. При лечении женщины, страдающей поражением костного мозга, он ввел ей лошадиную сыворотку. Препарат вызывал побочный эффект - так называемую сывороточную болезнь, при которой иммунная система пациента «нападает» на молекулу Neu5Gc, присутствующую в сыворотке.

На коже женщины появились красные высыпания, вызывающие зуд. Варки обнаружил, что Neu5Gc - чужеродный элемент для человеческого организма, хотя у нас есть похожая версия этой молекулы. Это может быть причиной, по которой пересаженные человеку органы и ткани животных не всегда приживаются.

Но за последние годы ученый пришел к мысли о том, что последствий несовместимости на молекулярном уровне может быть намного больше. Он привел ряд фактов, свидетельствующих о том, что между сиаловой кислотой Neu5Gc и хроническими заболеваниями может существовать потенциальная связь.

Оказалось, что версия молекулы, содержащаяся в клетках животных, попадает в организм человека с красным мясом и молочными продуктами, и есть факты, подтверждающие, что организм воспринимает ее как чужеродный элемент.

Употребление в пищу этих продуктов может привести к воспалению и в долгосрочной перспективе - сердечной недостаточности, некоторым видам рака и заболеваниям иммунной системы. Впрочем, профессор Варки подчеркивает, что «у нас нет доказательств связи с заболеваниями, мы всего лишь считаем, что этот вопрос следует изучить подробнее».

Сиаловая кислота выполняет несколько функций: она помогает организму распознавать клетки и скрепляет их вместе. Кроме того, она регулирует иммунную реакцию, которая способна влиять на прогрессирование заболеваний и даже может иметь определенное значение для эволюции человека.

Первое подтверждение того, что эта молекула имеет важнейшее значение для человека, появилось 10 лет назад. Группа под руководством Варки при участии профессора Элейн Мачмор, также сотрудника Университета Калифорнии, изучила кровь шимпанзе, бонобо, горилл, орангутанов и людей. Ученые обнаружили, что мы являемся единственными приматами, организм которых не вырабатывает Neu5Gc (хотя дальнейшие исследования показали, что в клетках наших дальних родственников-неандертальцев также не содержался этот вариант «сахарной» кислоты).

Действительно, клетки людей (и неандертальцев) изобилуют сахаром Neu5Ac. Эти две молекулы абсолютно идентичны, за исключением одной маленькой детали: молекулы человекообразных приматов содержат дополнительный атом кислорода. Так как этот сахар выполняет в нашем организме множество различных функций, то данный атом стал первым примером, демонстрирующим фундаментальные генетические и биохимические различия между людьми и нашими ближайшими родственниками.

Через некоторое время Мачмор и Варки поняли, почему нам не хватает этого атома. Дело в том, что «человеческая» молекула Neu5Ac - предшественница своей «животной» версии. В отличие от шимпанзе и других крупных приматов, в клетках людей нет особой разновидности энзима, который превращает Neu5Ac в Neu5Gc. Этим крошечным расхождением в принципе можно было бы объяснить некоторые наиболее существенные отличия между людьми и приматами. Шимпанзе не страдают сердечными заболеваниями, раком, ревматоидным артритом или бронхиальной астмой, в то время как среди людей эти недуги встречаются часто. Кроме того, для животных не представляет никакой угрозы паразит, возбудитель малярии у людей, «захватывающий» наши кровяные клетки с помощью сиаловой кислоты.

В ходе последнего исследования группа профессора Варки обнаружила интересный факт, свидетельствующий о том, что эта загадочная молекула может оказывать еще большее влияние на наш организм посредством той пищи, которую мы едим. Изучив целый ряд образцов пищи, ученые обнаружили высокий уровень Neu5Gc в красном мясе: до 11,6 тысячи мкг может содержаться в рекомендуемой дневной норме говядины, 5,1 тысячи мкг - в свинине и 4,9 тысячи мкг - в дневной норме баранины. Уровень данного элемента в козьем сыре составил 5,5 тысячи мкг, а в молоке и лососе - всего 700 мкг. В треске, тунце, индейке и утке содержалось около 20 мкг Neu5Gc.

Учитывая, что пища нарушает работу нашего желудка, можно ли сказать, что питание животной пищей представляет собой такую же угрозу для нашей иммунной системы, как и трансплантация животных органов? Следуя великой традиции ученых - проверять все на самих себе - профессоры Варки, Мачмор и Паскаль Гане съели Neu5Gc в чистом виде, чтобы посмотреть, что с ними произойдет. Они обнаружили, что после приема пищи в организме проявился чужеродный сахар. Кроме того, тесты показали, что в клетках многих людей содержатся антитела, реагирующие на Neu5Gc - это защитная реакция аутоиммунной системы. Однако эта же реакция может спровоцировать воспаление.

Коллега и жена Варки - профессор Нисси Варки через некоторое время обнаружила, что небольшая доля Neu5Gc есть в обычной человеческой ткани - вероятно, это результат продолжительного потребления пищи с содержанием этой молекулы. Кроме того, наряду с пищей многие биотерапевтические продукты, сделанные с использованием животных клеток и/или животных материалов, также оказались «заражены» Neu5Gc. Это еще более подкрепляет тезис о том, что наш аутоиммунитет, раздраженный Neu5Gc, вырабатывает антитела против молекулы-чужака.

Заболевания аутоиммунной системы, такие как болезни первого типа или юношеский диабет, а также некоторые виды артритов появляются тогда, когда организм по ошибке начинает «нападать» на здоровые ткани. «Животная» версия этого сахара настолько схожа с «человеческой", что иммунная система из самых добрых побуждений может инициировать атаки на неповрежденные клетки.

Хроническое воспаление также связано с раком. Интересно, что, как обнаружили ученые, Neu5Gc концентрируется в опухолях, особенно в тех, которые распространяются по всему телу. Зная это, ученые смогут выявлять подобные заболевания, ориентируясь на поиск «животной» кислоты, а не самих опухолей.

Некоторые выводы этого исследования не так новы. Во многих предыдущих работах проводилась связь между употреблением в пищу красного мяса и раком, сердечными заболеваниями, а также с другими воспалительными расстройствами - такими как артриты и волчанка (туберкулез кожи). Но авторы данных работ фокусировали внимание в основном на роли насыщенных жиров и продуктов, образующихся после тепловой обработки.

Впрочем, по мнению профессора Варки, крохотное различие между двумя молекулами также может быть виновником болезней. Neu5Gc вызывает иммунную реакцию, которая может способствовать развитию целого ряда человеческих заболеваний. Хотя этот факт пока не доказан, ученым из группы Варки будет достаточно полученных результатов для того, чтобы приступить к разработке методов, позволяющих удалить Neu5Gc из организма человека. Изучая мутации энзима, инициирующего различие на молекулярном уровне между приматами и людьми, Варки и профессор Наоюки Такахата из Университета постдипломного образования в Канагаве (Япония) пришли к выводу, что генетическое изменение впервые заявило о себе около 3 млн лет назад, совпав по времени с появлением человека прямоходящего (homo erectus), первого предка человека, рискнувшего поселиться за пределами Африки.

В то время жизнь была малоприятной, полной опасностей и непродолжительной: мельчайшие, но хронические последствия от воздействия «инородного» сахара могли не ощущаться вплоть до пожилого возраста, поэтому человек прямоходящий жил недолго. По иронии, молекула, которая когда-то защищала наших предков, теперь является виновником большинства недугов их долгожителей-потомков.

The Daily Telegraph, UK, 2008