Карл Циммер - Паразиты: Тайный мир

• Название: Паразиты: Тайный мир
• Автор: Карл Циммер
• Жанр: Биология
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-91671-081-6

ПРЕДСТАВЬТЕ СЕБЕ МИР, где паразиты контролируют сознание своих хозяев, отправляя их на смерть.

ПРЕДСТАВЬТЕ СЕБЕ МИР, где паразиты мастерски применяют химическое оружие и маскируются, прикрываясь молекулами собственного хозяина.

ПРЕДСТАВЬТЕ СЕБЕ МИР, где паразиты задают направление эволюции и большинство видов ведет паразитический образ жизни.

ПРЕДСТАВИЛИ? Добро пожаловать на Землю!

Много сотен лет паразиты жили в ночных кошмарах, ужастиках и темных закоулках науки. Тем не менее эти существа относятся к самым успешным и изощренным организмам на свете. Искусно лавируя среди научных данных с их отвратительными подробностями, Карл Циммер сопровождает нас в фантастическом путешествии. Перенося читателя из влажных джунглей Коста-Рики в Южный Судан — рай для паразитов, Циммер показывает, как паразиты могут изменить ДНК, «перекоммутировать» мозг, сделать мужчин более недоверчивыми, а женщин более общительными и превратить хозяина в живой труп. Эта основательная и прекрасно написанная книга выводит паразитов на чистую воду и рассказывает, чему они, владея самыми базовыми техниками выживания в нашем мире, могут научить нас.

Люди просто не догадываются о том, как сложен и причудлив мир паразитов — опаснейших созданий природы, живущих за счет других, и насколько велика их роль в нашей жизни. Они питаются плотью и кровью своих жертв, влияют на биологическое и социальное поведение целых видов, на численность популяции и направляют в конечном счете эволюцию флоры и фауны. В мире, где каждый кормит своего паразита, порой даже трудно провести грань между им и его жертвой. Нужно ли уничтожать всех паразитов или они — необходимый элемент экологической системы? Карл Циммер, один из лучших научных журналистов нашего времени, делает доступными самые сложные научные теории и описывает жизнь паразитов, как фантастический роман с непостижимыми, зловещими, а порой вызывающими сопереживание героями.

«Удовольствие от начала до конца. Циммер — великолепный автор, который в полной мере использует жуткую естественную историю паразитов»

Марк Ридли, The New Scientist

«Книга «Паразиты» показывет, что Циммер принадлежит к лучшим научным журналистам нашего времени»

Кевин Падиан, The New York Times

---

В других случаях активированные Т-клетки начинают координировать работу иммунных клеток, помогая им эффективнее ликвидировать «пришельцев». Иногда они помогают тем, что превращаются в воспалительные Т-клетки. Эти клетки стремятся подобраться поближе к макрофагам, пока те сражаются с пришельцами и пытаются отразить нашествие бактерий. Т-клетки захватывают антиген, выставленный на МНС макрофага, тем самым превращая макрофаг в еще более безжалостного убийцу и заставляя его вырабатывать еще больше ядов. Именно из-за воспалительных Т-клеток любой порез так сильно распухает, одним макрофагам никогда не удалось бы этого добиться. Кроме всего прочего, воспалительные Т-клетки убивают усталые старые макрофаги и подстегивают производство новых, которые могли бы поглотить старых, отслуживших свой век «коллег». Они напоминают крошечных генералов, жадных до схватки: их хорошо иметь под рукой в случае войны, но ни в коем случае нельзя выпускать из-под контроля. Если воспаление становится слишком сильным, а макрофаги вырабатывают слишком много ядов, иммунная система начинает разрушать организм.

В третьей своей ипостаси Т-клетки помогают В-клеткам производить антитела — это Т-хелперы. Поверхностные молекулы В-клеток столь же разнообразны, как и у Т-клеток, поэтому В-клетки тоже способны цепляться за миллиарды разнообразнейших антигенов. После того как В-клетка захватила какой-то фрагмент, Т-хелпер может подойти и тоже в него вцепиться. Роль Т-клетки в подобном союзе — дать В-клетке сигнал к началу производства антител. Антитела — своего рода свободно плавающие версии рецепторов, таких же, как на самой В-клетке, которые способные намертво вцепиться в антиген пришельца.

После активации В-клетка начинает выбрасывать в организм антитела. Эти антитела в зависимости от конкретного вида могут бороться с инфекцией разными способами. Они могут собираться кучками вокруг выброшенных бактерией токсинов и нейтрализовать их. Они могут достраивать молекулы, которые пытаются ввинчиваться в мембраны бактерий, чтобы отверстия получались побольше. Они могут вцепляться в бактерию и портить химические инструменты, при помощи которых те проникают в клетки тела. Они могут помечать бактерии, делая их более заметной мишенью для макрофагов.

В то время как большинство В- и Т-клеток заняты уничтожением противника — бактерий в порезе, — некоторые отсиживаются в сторонке. Эти клетки известны как клетки памяти; их работа — сохранить информацию о пришельцах на много лет после инфекции. Если в теле вновь появятся такие же бактерии, клетки памяти тут же включатся и организуют стремительную ошеломляющую атаку. В этих клетках — тайна вакцин. Иммунные клетки, сталкиваясь даже не с бактериями, а только с их антигенами, могут производить клетки памяти. Поскольку вакцина, как правило, содержит лишь молекулы, а не живые организмы, то она не вызывает болезни, зато настраивает иммунную систему на быстрое и целенаправленное уничтожение патогена при первой же встрече.

Т-клетки, В-клетки, макрофаги, молекулы комплемента, антитела и другие составные части иммунной системы образуют мелкую сетку, которая непрерывно очищает наши тела. Тем не менее время от времени какому-нибудь паразиту удается проскользнуть сквозь эту сеть и устроиться внутри. Своим успехом это существо обязано не просто какому-то недосмотру или ошибке, а собственному умению обойти и обмануть иммунную систему. У бактерий и вирусов имеются свои уловки, но большую часть самых интересных стратегий можно обнаружить у «классических» паразитов — простейших, трематод, ленточных червей и других эукариот. Они умеют уклоняться от встречи с иммунной системой, отвлекать ее, изматывать и даже брать под свой контроль, ослабляя или при необходимости усиливая подаваемые ею сигналы. Признаком изощренности их методов может служить тот факт, что вакцин против подобных паразитов не существует, тогда как вакцины против бактерий и вирусов давно стали привычным явлением. Если бы Ланкестер знал обо всем этом, он, возможно, не стал бы наделять паразитов дурной репутацией, от которой они не в состоянии избавиться и по сей день.

• • •

В сентябре 1909 г. сильный молодой человек из Нортумберленда слег с сонной болезнью в северо-восточной Родезии, недалеко от реки Луангва. В течение двух месяцев его болезнь не могли диагностировать, но затем он вернулся в Англию и обратился к докторам Ливерпульской школы тропической медицины. 4 декабря он поступил в Королевскую южную больницу, где его лечащим врачом стал майор Рональд Росс. Росс был одним из ведущих специалистов по тропической медицине; десять лет назад именно ему удалось вычислить жизненный цикл возбудителя малярии — то, как Plasmodium путешествует между москитом и человеком. Кровь больного сонной болезнью буквально кишела паразитами-трипаносомами — в каждой капле можно было насчитать тысячи существ, по форме напоминающих буравчики. Лимфатические узлы пациента распухли, ноги покрылись сыпью. Он сильно похудел. Росс пытался уничтожить паразитов при помощи состава с мышьяком, но вынужден был прервать лечение, потому что яд поразил глаза пациента. В апреле больного непрерывно рвало в течение нескольких дней, он потерял в весе десять фунтов. После этого он становился все более вялым, хотя иногда ненадолго приободрялся. Печень увеличилась, кровь в сосудах мозга начала застаиваться.

Росс пробовал и другие методы лечения. Он ввел кровь пациента крысе и дал паразитам размножиться. Затем он взял у крысы немного крови, нагрел ее, чтобы убить трипаносом, и вновь ввел эту грубую вакцину пациенту. Ничего не произошло. В мае у больного отказал анальный сфинктер, и Росс уже был уверен, что пациент умирает, но неделю спустя у молодого человека наступило внезапное и резкое улучшение. Оно продлилось всего несколько дней; вскоре больной вновь сдал, слег с пневмонией и умер. При вскрытии Росс не смог обнаружить в его организме ни одной трипаносомы.

Несколькими годами ранее Росс изобрел быстрый способ обнаружения паразитов в крови и в последние три месяца не раз пробовал его на своем пациенте. За это время он сумел получить первый в мире подробный «портрет» сонной болезни и построить то, что он описал в своем отчете как «замечательный график». На графике выявился четкий ритм: в течение нескольких дней трипаносомы бешено размножались, их количество увеличивалось едва ли не в пятнадцать раз. Затем столь же внезапно их число резко падало до почти незаметного уровня. Весь цикл занимал неделю или около того; вместе с числом паразитов изменялось и состояние пациента (лихорадка усиливалась или ослабевала), и число белых кровяных телец в его крови. Стало ясно, что больного атакуют не единичные паразиты — за время болезни в его организме они то неумеренно размножались, то почти полностью вымирали.

Росс увидел в этом пациенте «борьбу между защитными силами зараженного организма и агрессивной мощью трипаносом». Но какова, собственно, была природа этой борьбы, он сказать не мог. Сегодня, после еще девяноста лет исследований, ученые по-прежнему не в состоянии изготовить вакцину от сонной болезни, но теперь они по крайней мере понимают, как трипаносомы умудряются удержаться на гребне своей шипастой волны до самой смерти хозяина. Оказалось, эти существа играют в очень утомительную игру, которую можно было бы назвать «заманить и подменить».

Если бы вы смогли пролететь над трипаносомой, как в фильме «Фантастическое путешествие», зрелище, вероятно, показалось бы вам скучным. Больше всего оно напоминало бы однообразнейшее кукурузное поле где-нибудь в штате Айова: миллионы стеблей, стоящих сплошным ковром почти без промежутков между ними. Перелетите к соседней трипаносоме, и не увидите ничего нового: «стебли» точно так же торчат из ее шкуры густой щетиной. Если рассматривать любую из миллионов и миллионов трипаносом, обитающих в любой момент болезни в теле человека-хозяина, вы, скорее всего, увидите ту же картину.

Для иммунной системы человека эти паразиты должны быть легкой жертвой — примерно как рыба в бочке. Стоит иммунной системе познакомиться всего с одной из этих бесчисленных молекул-стеблей и запомнить ее, и она сможет истребить практически всех паразитов в организме. И в самом деле, когда В-клетки хозяина начинают производить антитела, настроенные на молекулы-стебли, трипаносомы начинают умирать. Но не вымирают полностью. В тот момент, когда кажется, что все трипаносомы в теле вот-вот исчезнут навсегда, их численность достигает минимума и вновь начинает расти. Их вид меняется, и если вы теперь будете пролетать над трипаносомой, то увидите не кукурузное поле, а пшеничное — тоже однообразный до предела пейзаж, но совсем другой.

Причина такой быстрой и резкой перемены — в уникальной организации генов трипаносомы. Все инструкции по строительству молекулы, которая служит строительным материалом для оболочки паразита, расположены в одном-единственном гене. Обычно при делении трипаносомы у новых особей под действием этого гена возникает точно такая же поверхность. Но примерно один раз за десять тысяч делений трипаносома вдруг отправляет этот ген в отставку — вырезает его с законного места в собственной ДНК. Затем паразит обращается к резервному запасу из тысячи с чем-то других генов, отвечающих за строение поверхности, выбирает из них один и вставляет его в ДНК на место прежнего. И поверхностную молекулу трипаносомы начинает формировать новый ген: эта молекула похожа на предыдущую, но не идентична ей.