Правила здоровой и долгой жизни
Шрифт:
Стоит отметить, что большая часть системы, составляющей здоровое человеческое тело, в действительности не содержит человеческой ДНК. Там есть микробиальная ДНК, а мы скорее представляем собой сложную экосистему из разных типов собственных клеток и множества нечеловеческих микробиальных клеток. Кроме бактериальной ДНК в пищеварительном тракте нас наполняют грибки и вирусы, участвующие в пищеварении и в иммунном ответе. У нас во внутренностях находится примерно в десять раз больше микробов, чем вообще клеток в теле. Как вы уже читали в главе 8, наш микробиом – совокупность микробов, их генетических элементов (геномов) и их взаимодействие с нами – во многом влияет на здоровье. Он составляет сердце иммунитета и участвует в функциях, столь же разнообразных, как у гормонов, которые
Да, конечно, некоторые из этих полосок и точек на иллюстрации выше соответствуют конкретным человеческим белкам. Но некоторые из этих полос и точек еще «не определены»: мы не знаем, являются ли они следами сочетания известных белков, или они соответствуют каким-то еще белкам в организме. В этом – еще одна прелесть протеомики: мы можем увидеть все, не важно, принадлежит оно человеку или нет, и действительно сделать выводы.
Всеми этими способами вы пытаетесь вернуть тело к здоровому состоянию, которое здесь понимается как гомеостаз или состояние, когда нейротрансмиттеры не выделяются зря, нет проблем с метаболизмом, не живет нигде колония бактерий, которая повышает вероятность некоторых заболеваний, нет ошибок в иммунной или любой другой системе и нет неконтролируемого рака. Это и составляет здоровье, состояние, когда система позволяет жить на полной мощности и получать удовольствие от высокого качества жизни. Последняя часть определения позволяет отделить наше здоровье от «здоровья» компьютерной сети. В этом стабильном состоянии тело знает, что произойдет дальше, его избыточность работает на компенсацию мелких ошибок, и оно на плаву, большей частью. Помните, тело любит предсказуемость. Если вы сможете создать эту предсказуемость, например путем уменьшения стресса, то это поможет телу лучше функционировать и поддерживать здоровое состояние.
После фильма «Гаттака» люди могут задать вопрос, насколько мы близки к манипуляции генами для того, что «трансформировать» себя в новых существ с особыми способностями и сверхчеловеческим здоровьем. Хотя мы еще далеки от того, чтобы сделать из себя супергероев, которые могут перепрыгнуть небоскреб и обладают рентгеновским зрением, я верю, что ежедневно, шаг за шагом совершаемые открытия в лабораториях по всему миру, занятых в изучении генов, протеинов, микробов и т. д. в течение нашей жизни полностью изменят медицину, которую мы сейчас знаем. Она совершит огромный прыжок с того дня, как обложка журнала остановила на себе мой взгляд.
Виртуальная реальность
Представьте то потрясение, которое я, посвятивший жизнь изучению и лечению рака, получил, увидев обложку «Форчун» с заголовком «Почему мы проигрываем войну с раком». Казалось, на меня показывают пальцем и рассказывают всем, какой я ужасный врач. Онкологию критикуют последние несколько десятилетий, и понятно, что автор статьи хотел нанести еще один укол. Но, несмотря на первую реакцию, я считал и считаю, что такой вид критики необходим. Меня вдохновляет задача починить то, что не работает. Как я уже много раз говорил, если мы поймем, что болезни, включая рак, это не только молекулярные дефекты, то найдем и новые пути их лечения.
При изучении параметров такого состояния, как рак, даже если вы не знаете, что это за переменные, необходимо понимать исходные данные. Для ясности: представьте себе, что я буду мерить вам температуру в течение 30 дней, чтобы узнать среднее значение. Допустим, среднее значение оказалось нормальным +36,6 °С. Вот и хорошо. Но если в один из дней температура подскочила до +38 °С, а потом вы приняли аспирин, и все пришло в норму, то я не увижу этого подъема температуры. Это иллюстрация к одной из фундаментальных проблем медицины: мы посещаем врачей раз в год, если вообще посещаем. В этот единственный визит врач получает статичные значения нескольких показателей – температуры, артериального давления, массы тела и т. д. Но у врача нет данных о том,
Выше рассказано, как в течение нескольких месяцев я носил прибор, который показывал, сколько калорий я сжигал каждый день. Эксперимент открыл мне глаза на то, что я бы обязательно пропустил, если бы лишь рассчитывал средний расход калорий путем измерения в случайные моменты времени в пределах суток. Устройство записало все мои движения в течение суток – и выявилось, что три часа в день я неподвижно сижу за столом. А как мы уже видели, сидение имеет серьезные последствия – в основном повышение вероятности множества заболеваний.
Итак, если вы думаете о болезни как о системе, то вы понимаете: есть то, что на «входе», то, что на «выходе», и состояние посредине.
«Состояние», в действительности – это человек, пациент. Это – вы или я. «Вход» – это такие факторы, как окружающая среда, рацион, лекарства, иногда генетические мутации. «Выход» – это симптомы. Что-то болит? Состояние ухудшается? Чувствуете вздутие? И т. д. Врач изменяет «вход»: например, прописывает агрессивную химиотерапию – а потом спрашивает, изменился ли «выход» в лучшую сторону? Уменьшилась ли боль? Улучшилось ли состояние?
Часть сегодняшней задачи по совершенствованию терапии рака, которую впоследствии можно будет распространить на лечение других заболеваний, это перенос описанных новых технологий в виртуальную реальность. В 2009 году я работал вместе с Дэнни Хиллисом и Парагом Маликом: мы собирали предложения для Национального института рака в рамках программы «Точные науки в Онкологическом центре». Наш центр, основанный на 16-миллионный грант от НИР, собрал команды семи ведущих организаций для разработки источников данных и измерений, с помощью которых можно создать «виртуальную раковую опухоль». Источником данных стало секвенирование единичных клеток – чтобы получить возможность потрогать единичную раковую клетку. Когда я говорю «потрогать», то подразумеваю именно это: возможность физически ткнуть клетку маленьким инструментом так же, как вы тыкаете пальцем в плечо знакомого, чтобы привлечь его внимание. Казалось бы, такой метод изучения клетки ненаучен, но на самом деле это один из наиболее тонких тестов для изучения состояния клетки. Кроме того, это эффективная техника для выяснения ответа клетки. А «жесткость» клетки отражает всю биологию клетки и окружающей эту клетку среды.
Основываясь на этой информации, можно будет смоделировать рак и его взаимодействие с организмом и разработать новые и, надеюсь, более точные методы контроля рака. В основе таких возможностей лежит построение многоуровневой модели, включающей уровни клетки, опухоли, органа и тела. Появится возможность играть с виртуальной опухолью, как в компьютерной игре, и смотреть, что получается. Что, если внести мутацию в этот ген? Что, если изменить систему в этом месте? Сложно поверить, что мы до сих пор не проводим такие эксперименты. Как правило, мы лишь закидываем в пациента препарат и смотрим, что получается. Но для таких экспериментов технологии еще не были достаточно развитыми. До последнего времени.
Если это все кажется вам научной фантастикой, достойной фильма с Итаном Хоуком и Умой Турман, то вот небольшой пример из области спорта, который многим обязан взаимодействию со сложным компьютерным моделированием.
Чему могут научиться у футбольных тренеров врачи, ищущие новое лекарство
Том Лэндри, легендарный основной тренер «Dallas Cowboys», провел команду от первого сезона, не принесшего побед, до лидерства в НФЛ в 1960–1970-е годы. За 29-летнюю работу с «Ковбоями» Лэндри использовал множество технических средств и создал наиболее успешную программу подготовки игроков в истории НФЛ. Лэндри воспользовался своим опытом инженера (контроль качества, промышленная психология, компьютерный анализ), чтобы команда добивалась победы 20 сезонов подряд, этот результат стал НФЛ. Лэндри был первым тренером, использовавшим компьютер. В честь этого знаменитого тренера создали компьютерную игру, основанную на разработанной им стратегии.