В молекуле от безумия. Истории о том, как ломается мозг - Сара Мэннинг Пескин

Зачастую при диагностике аутоиммунных заболеваний диагноз ставится при выявлении белка, которого в норме быть не должно. Лорен Кейн (глава 4) заболела потому, что из-за опухоли в ее теле стал вырабатываться белок, поражающий NMDA-рецепторы. Майк Беллоуз (глава 5) заболел из-за того, что в его теле выработался белок, заблокировавший глициновые рецепторы. У большинства людей нет таких болезней, потому что нет аномальных белков, которые их вызывают.

Но с губчатой энцефалопатией дело обстоит совсем не так. В мозге всех людей на свете есть белки прионы, но из 7000 человек только один – как Джо Холлоуэй – умирает от болезни Крейтцфельдта – Якоба[105]. Прузинер понял, что у прионов должно быть еще какое-то свойство, определяющее, будет развиваться болезнь или нет.

Он оказался прав. Проведя серию сложных биохимических экспериментов, он выяснил, что в мозге здоровых людей и людей с губчатой энцефалопатией прионы принимают разные формы[106]. В нормальном состоянии они представляют собой длинные жесткие спирали, похожие на пружинки, растянутые и застывшие в таком состоянии. У людей с губчатой энцефалопатией эти спирали разворачиваются и беспорядочно скручиваются.

А затем происходит нечто поразительное: деформированный прион заставляет соседний нормальный прион принять такую же токсичную форму. Именно так развиваются куру, болезнь Крейтцфельдта – Якоба и почесуха овец. Деформированные прионы не способны размножаться, но они нашли не менее эффективный способ вызывать заражение – они могут заставить другие белки им подражать. Несколько деформированных белков в человеческом мозге могут привести к тому, что все нормальные прионы примут опасную форму, точно так же как в комнате, полной мышеловок, вслед за одной по цепочке захлопываются остальные[107].

В настоящее время ученые уже пришли к общему мнению, что молекулы белка могут вызывать инфекции. Были открыты другие виды губчатой энцефалопатии, такие как коровье бешенство, наводившее ужас на мясоедов Великобритании в конце 1980-х, а также фатальная семейная бессонница – редкое заболевание, при котором люди мучаются от невозможности заснуть и вскоре умирают. Но есть надежда, что прионные болезни скоро смогут лечить. В 2019 году исследователи продемонстрировали молекулу, напоминающую молекулу ДНК, которая способна в два раза продлевать жизнь мышей, зараженных прионами[108][109]. Метод пока не тестировался на людях, но на данный момент это одна из самых многообещающих разработок для лечения болезни, которая бьет наугад и всегда заканчивается летальным исходом.

Прузинер выдвинул предположение, что прионы могут быть причиной и других нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона[110]. Большинство ученых пока не принимают эту идею всерьез, но Прузинер, по своему обыкновению двигаясь против течения, делает ставку на прионы[111].

Вдова Джо Холлоуэя живет все в том же красивом доме, где они жили вместе. В гостиной – идеальный порядок, на кухонном столе – ни пятнышка, посуда всегда убрана. Все на месте, кроме Джо.

Иногда вдова смотрит на то место, где он обычно сидел, и представляет, что он по-прежнему там, разгадывает судоку и смотрит на нее. Она словно видит его перед собой, с ручкой в руке, сидящего в кресле с серой обивкой и ножками, похожими на ленту Мебиуса. Когда-то она представляла, что их совместная жизнь будет такой же, без начала и конца. Теперь ее рассказ пронизан печалью.

Если позвонить в дом Джо, когда его вдовы нет дома, вам покажется, что ничего не изменилось. На автоответчике по-прежнему выключается жизнерадостная запись голоса Джо, сделанная задолго до его болезни. Его голос звучит уверенно и по-отечески тепло. Неплохой способ оставаться вечно молодым и приветствовать гостей, когда уже давно не можешь лично их принять.

Часть III. Захватчики мозга и уклонисты

На предыдущих страницах этой книги мы познакомились с некоторыми наиболее крупными молекулами в человеческом теле. Мы узнали, какую угрозу может нести в себе самая большая молекула – ДНК. Мы увидели, какие мучения причиняют молекулы белка, настолько огромные, что в XIX веке ученые сомневались, может ли отдельная молекула иметь такой размер[112].

Но если мы хотим, чтобы история о том, как ломается мозг, была полной, нельзя обойти вниманием еще одну группу молекул. Речь о малых молекулах, которые не слишком впечатляют размерами, но столь же опасны для когнитивных способностей мозга. К малым относят молекулы, размеры которых превышают размер молекулы воды не более чем в 50 раз. Это название было придумано, чтобы отделить молекулы, способные легко проникать внутрь клетки и покидать ее пределы, от тех, которые для этого слишком велики. Средняя молекула белка в 50 раз превышает это пограничное значение. А самая маленькая из человеческих хромосом еще в 600 тысяч раз крупнее.

Вред человеческому мозгу от малых молекул может проявляться в двух ситуациях: либо их нет, когда они нужны, либо они есть и их влияние губительно. Молекулы, которые относятся к первой группе, я называю уклонистами, поскольку мы от них зависим и нам плохо, когда их не хватает. Классический пример таких молекул-уклонистов – это витамины. Они настолько важны для здоровья, что при недостатке какого-то из них мы можем заболеть. Ко второй группе малых молекул, которые я считаю «захватчиками», относятся токсичные вещества из внешней среды, запрещенные наркотики и лекарственные препараты, то есть те вещества, которые в норме не должны присутствовать в нашем организме. Эти молекулы-захватчики проникают в мозг, нарушая работу нейронов, и тем самым воздействуют на наш разум.

Идея молекул-уклонистов возникла еще в начале 1800-х годов, когда французский естествоиспытатель Франсуа Мажанди доказал: то, что мы едим, так же важно, как и то, сколько мы едим[113]. Мажанди был знаменитым на весь мир специалистом в нейроанатомии. Он был известен тем, что препарировал еще живых животных, зачастую прикованных к операционному столу.

В своих исследованиях, посвященных вопросам диетологии, Мажанди использовал менее жестокие, но такие же смертоносные методы. В те времена считалось, что для жизни человеку нужно употреблять в пищу азот, но достаточных подтверждений этому не было. Поэтому Мажанди купил собаку и стал кормить ее исключительно сахаром – продуктом, который считался питательным, но не содержал азота. Первые две недели собака жадно пожирала сахар, а потом начала болеть. За несколько дней она потеряла большую часть своего веса. Через шкуру проступили ребра. На одном глазу появилась язва. Всего через месяц такой однообразной диеты собака сдохла. Мажанди провел такие же эксперименты с другими продуктами, не содержащими азота, такими как оливковое или сливочное масло. Ни в одном из них собака не смогла выжить.

Мажанди и его коллеги поспешили сделать вывод, что собаки умерли от того, что не получали достаточного количества белка, тех самых молекул, богатых азотом, которые были открыты Антуаном де Фуркруа в разгар Французской революции. Сегодня мы сразу видим, в чем состояла ошибка этой теории: продукты, выбранные Мажанди, не только были бедны белком, но и не содержали тех витаминов и минералов, которые, как теперь известно, жизненно необходимы. Причиной смерти собак стал не столько недостаток белка, сколько отсутствие целого ряда важнейших питательных элементов.

Прошло несколько десятилетий, прежде чем большинство ученых убедилось: для здоровой диеты важны не только белки. Мажанди к тому времени уже умер, а его эксперименты оказались навечно вписаны в законодательство против жестокого обращения с животными.

В конце концов ученые поняли, что в рационе должно присутствовать несколько необходимых питательных веществ. От цинги, как известно, возникающей из-за несбалансированного питания, лечились цитрусовыми соками, в которых вообще нет белка. В Швейцарии отважные физиолог и химик смогли подняться на гору после приема пищи с низким содержанием белка. Если бы дело было только в белках, на такое восхождение у них не хватило бы энергии.

В начале XX века эту область окончательно переосмыслил Казимир Функ. Он был замкнутым по натуре ученым, проводившим свои исследования в шести разных странах в попытках убежать от растущего в Европе антисемитизма. Он родился в Польше, в Варшаве. В известную государственную