Пятая революция в медицине: роль микроорганизмов в развитии неинфекционных патологий и сокращении продолжительности жизни человека

К. Алибек, проф., специалист в области инфекционных заболеваний и иммунологии, доктор медицины, президент и совладелец AFG Biosolutions Inc. (США), генеральный директор научнопроизводственного кардиологического и онкологического центра «Макс-Велл» (Украина).

Л. Гречаный, проф., директор научного департамента «Макс-Велл». Т. Клименко, А. Пашкова - научные сотрудники научнопроизводственного кардиологического и онкологического центра «Макс-Велл» (Украина).

Все люди хотят жить долго, но никто не хочет быть старым.

Джонатан Свифт

В общепринятом понимании старение является прогрессирующим разрушительным процессом, который ведет к недостаточности физиологических функций организма, ограничению его адаптационных возможностей, развитию возрастных патологий и в конечном счете повышает вероятность смерти. Теории, описывающие механизмы старения, условно можно разделить на две группы - стохастические и теории запрограммированного старения.

Сторонники стохастических теорий считают старение результатом случайных событий, таких как влияние непредсказуемых внешних факторов или обменных процессов, ежедневно происходящих в организме. К стохастическим, в частности, относится вероятностная теория изнашивания, впервые сформулированная Августом Вейцманом в 1882 г., согласно которой продолжительность жизни человека строго коррелирует со способностью постоянно повреждающихся структур ДНК к восстановлению. Теория соматических мутаций, предложенная Лесли Оргелом в 1963 г., постулирует, что изменения на уровне ДНК обусловливают синтез мутантных белков, характеризующихся нарушениями структуры и функций. Это, в свою очередь, приводит к «сбоям» функций клеток и в итоге - к гибели всего организма.

Одной из наиболее разработанных является теория свободных радикалов Денхама Хармана (1954 г.). Она объясняет не только механизм старения, но и патогенез многих болезней, например, сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, рака и др., развитие которых связано с изнашиванием организма.

Приверженцы этой теории полагают, что при различных метаболических процессах, а также под воздействием ионизирующего излучения в митохондриях клеток образуются свободные радикалы - соединения кислорода, углерода, азота и серы. Указанные соединения повреждают ДНК, белки и вызывают микроповреждения тканей организма.

Накопление подобных изменений, в конце концов, приводит к старению. К группе стохастических также можно отнести теорию поперечных сшивок, представленную Йоханом Бьоркстеном в 1942 г., и теломерную теорию старения, предложенную А. М. Оловниковым в 2003 г.

Теории запрограммированного старения (иммунологическую, элевационную, генетическую, недавно предложенную редусомную) объединяет понятие внутреннего регуляторного механизма, т. н. ритмоводителя, который по достижении человеком определенного возраста «включает» механизмы старения и предопределяет продолжительность жизни. В роли ритмоводителя в разных теориях выступают определенные органы или системы органов (например, иммунная и нейроэндокринная система: тимус, гипоталамус, эпифиз), гены или особенные ДНК-структуры. Так, на сегодняшний день идентифицировано множество генов, связанных со старением или долголетием. Мутации некоторых генов ведут к образованию фенотипов с синдромами ускоренного старения (прогерии) или подверженности болезням, связанным со старостью.

Согласно иммунологической теории старения, с возрастом происходит инволюция тимуса, или вилочковой железы, - главного органа иммунной системы. Связанное с этим ослабление защитных сил организма, снижение иммунного ответа при вакцинации и другие нарушения приводят к изнашиванию всего организма.

Белые пятна на карте

Вышеописанные теории, сформулированные на основе результатов многочисленных исследований, безусловно, научно состоятельны и заслуживают уважения. Но есть одна общая проблема: теории старения достаточно подробно и всесторонне описывают механизмы старения, однако не идентифицируют факторы индуцирования возрастных изменений.

Несколько лет назад профессором Кеннетом Алибеком была предложена теория т. н. инфекционной составляющей многих неинфекционных заболеваний. Мы считаем, что одним из наиболее важных триггеров, являющихся пусковым моментом многих механизмов, ассоциированных со старением, является микробный фактор и именно взаимоотношениями макро- и микрооорганизма предопределяется продолжительность жизни людей. Мы предлагаем назвать этот фактор «микробными часами» биологической жизни индивида. Наша теория базируется на том, что определяющей (хотя не единственной) причиной старения и в конечном счете смерти являются разнообразные микроорганизмы (вирусы, бактерии, грибки, паразиты и проч.), которые на тот или иной срок колонизируют клетки и органы человека, провоцируя развитие различных патологических изменений.

Мы ни в коем случае не ставим под сомнение влияние других важных факторов, таких как генетическая предрасположенность, социальная среда, полноценное питание, стресс, а также влияние внешней среды и т. п. на продолжительность и качество жизни человека. В то же время мы выделяем микроорганизмы из общего понятия «внешняя среда», поскольку считаем, что роль микробного фактора настолько велика, что должна рассматриваться обособленно.

Микробы - «похитители» молодости

Предположим, что старение также является патологией, обладающей всеми признаками системного хронического инфекционного заболевания. Общеизвестная эпидемиологическая триада гласит, что для возникновения заболевания необходимо наличие трех основных факторов: источник возбудителя инфекции, осуществление механизма передачи возбудителей и восприимчивость населения. Рассмотрим лишь некоторые аспекты эпидпроцесса старения. В течение жизни человек сталкивается с десятками и сотнями видов возбудителей. Он контактирует с ними с момента рождения (т. е. выхода в нестерильную среду), а в ряде случаев (при внутриутробном инфицировании, например) - и до этого. Воздействие микроорганизмов на органы и системы человека обладает кумулятивным эффектом. Так, вызванные ими вялотекущие процессы по достижении предела адаптационных возможностей организма приводят к развитию хронических заболеваний, которые ускоряют процесс старения.

В соответствии с современными представлениями атеросклероз считается воспалительным заболеванием, возникающим вследствие вялотекущей хронической инфекции. Результаты большого количества экспериментальных исследований свидетельствуют об ассоциации инфекции и атеросклероза: Chlamydia pneumoniae, вирус простого герпеса и цитомегаловирус достаточно часто обнаруживаются в пораженных атеросклерозом сосудах и атеросклеротических бляшках. Дополнительным аргументом в пользу инфекционной теории атерогенеза послужило признание коинфекций существенным фактором риска в развитии атеросклероза.

Есть данные о том, что повреждение нейронов и эндотелия кровеносных сосудов может быть вызвано C. рneumoniae, герпетическими вирусами и вирусом гриппа. Указанные факты наводят на мысль, что инфекционные агенты могут увеличивать риск связанных с возрастом нейродегенеративных заболеваний, таких как болезни Альцгеймера, Паркинсона, а также сосудистой деменции и инсульта.

Общеизвестно, что с возрастом вероятность возникновения онкологических заболеваний увеличивается экспоненциально, это обусловлено возрастными изменениями иммунной системы и ослаблением иммунного надзора. Примечательно, что большинство механизмов, объясняющих процесс старения, применимы и к процессам, происходящим при канцерогенезе. По этим причинам онкозаболевания негласно считаются естественными спутниками старения. В настоящее время установлено, что хроническое вялотекущее воспаление является одним из ведущих (среди многих) механизмов онкогенного действия микроорганизмов. Последние способствуют постоянной выработке провоспалительных цитокинов в очаге инфекции. Хроническое производство реактивных форм кислорода и азота приводит к повреждению ДНК и других биомолекул, что в конце концов завершается патологическим перерождением тканей. Также существуют экспериментальные данные о том, что инфильтрация лейкоцитов играет существенную роль в малигнизации доброкачественных опухолей, делая их более агрессивными и постепенно превращая в метастазирующие образования.

Доказана причинно-следственная связь развития рака у людей с перенесенными в прошлом заболеваниями вирусными гепатитами В и С (гепатоцеллюлярная карцинома, неходжкинские лимфомы). Папилломавирус является причиной рака шейки матки; вирус Эпштейна - Барр - нозофарингиальной карциномы и лимфомы; вирус герпеса 8 -го типа и ВИЧ - саркомы Капоши; вирус лейкоза - лейкемии и лимфомы. Бактерия H. pylori причастна к развитию рака желудка и 12-перстной кишки; сальмонелла - рака печени и желчевыводящих путей; паразиты Schistosoma haematonium - рака мочевого пузыря, Schistosoma japonicum - гепатоцеллюлярной карциномы и колоректального рака.

Доказано, что в патогенезе диабета 2 -го типа существенную роль играют возбудители многих инфекций (вирус гепатита С, бактерия H. рylori и др.). Их действие приводит к нарушению метаболических путей превращения питательных веществ (жиров и углеводов) вследствие развития резистентности тканей к инсулину.

Результаты проспективных клинических исследований свидетельствуют об ассоциации остеопороза с заболеваниями пародонта, которые, в свою очередь, вызываются патогенными микроорганизмами полости рта. Не подлежит сомнению роль C. pneumoniae и Nanobacterium sanguineum в кальцификации тканей.

Цитомегаловирус, эндемичный для человека и широко распространенный в человеческой популяции, а также его «близкий родственник» вирус Эпштейна - Барр играют особую роль в старении иммунной системы. Накопленных данных о последствиях воздействия герпетической персистирующей инфекции вполне достаточно для того, чтобы наконец произошла смена парадигмы в медицине относительно роли инфекций в старении.

Средняя продолжительность жизни в исторической перспективе

Продолжительность жизни людей, как свидетельствуют исторические источники, неуклонно растет. В начале 1900 -х гг. в индустриально развитых странах люди жили 35-55 лет. На сегодняшний день в развитых государствах указанный показатель достиг отметки 75-80 лет и продолжает расти. В Украине общая средняя продолжительность жизни составляет 60-65 лет, при этом мужчины живут в среднем 59 лет.

Анализируя историю медицины, можно выделить несколько революционных открытий, совершенных в XVII - XX вв. и кардинально увеличивших продолжительность жизни не каких-либо отдельных групп населения Земли, а человечества в целом. Примечательно, что все упомянутые революции в медицине напрямую касались взаимоотношений «человек -микроорганизм».

Первая из них привела к серьезному изменению представлений об инфекционных заболеваниях, в связи с чем были предложены и получили развитие санитарно-гигиенические и противоэпидемические мероприятия. Повсеместное внедрение практики уборки отходов, развитие систем централизованного водоснабжения и канализации наряду с ужесточением правил личной и профессиональной гигиены привели к резкому снижению распространения эпидемий и инфекционных болезней, которые прежде уносили десятки миллионов жизней.

Второй революцией считают события, произошедшие в конце XIX в., когда медицинское сообщество взяло на вооружение принципы асептики (Дж. Листер, 1867, Великобритания) и антисептики (Э. Бергманн, К. Шиммельбуш, 1890, Германия). Таким образом, при проведении различных медицинских манипуляций было обеспечено предотвращение заражения людей инфекционными агентами вследствие обеззараживания контаминированных поверхностей, стерилизации инструментария, материалов, используемых в акушерской практике, хирургии. Это привело к резкому снижению смертности новорожденных и рожениц от сепсиса, а также существенно уменьшило количество инфекционных осложнений после хирургических вмешательств и сократило связанную с ними смертность. Открытия Л. Пастера, Р. Коха и их учеников положили начало профилактическому направлению в медицине, привели к развитию микробиологии и эпидемиологии, что повысило эффективность борьбы с инфекциями и, как следствие, снизило смертность от них.

Третья революция, начавшаяся в XVIII в., продолжается и по сей день. Имеется в виду разработка методов вакцинации от опасных инфекционных болезней. Повсеместное внедрение в медицинскую практику вакцинации наряду с развитием гигиены и санитарии привело к резкому снижению смертности детей, особенно первого года жизни, а также позволило полностью ликвидировать заболевание натуральной оспой и значительно снизить смертность от многих ранее неизлечимых грозных инфекционных заболеваний, таких как полиомиелит, дифтерия, брюшной тиф, сибирская язва, туляремия.

Четвертая революция произошла в первой половине XX в., тогда были заложены основы антимикробной химиотерапии (работы П. Эрлиха, синтезирование стрептоцида и сульфаниламидных препаратов; открытие пенициллина А. Флемингом в 1929 г.). Внедрение антибиотиков в медицинскую практику в 1940- 1950 гг. полностью изменило подход к профилактике и терапии ранее неизлечимых инфекционных заболеваний, как, например, туберкулез, чума, лепра, сифилис, токсическая дизентерия, холера, сибирская язва и многие другие.

Таким образом, вышеперечисленные революционные открытия в медицине, несмотря на неблагоприятные факторы, воздействующие на современного человека, позволили значительно увеличить продолжительность его жизни. И одной из причин в данном случае является то, что наш современник гораздо лучше защищен от микроорганизмов, чем его далекие предки.

Медицина на пороге пятой революции

Будущее медицины специалисты связывают, в первую очередь, с достижениями молекулярной биологии и генной инженерии. Впечатляющие успехи биологических наук - расшифровка генома человека, изучение малых молекул и метаболитов и т. д. - в будущем, несомненно, приведут к созданию новых лекарств, более совершенных, индивидуализированных, обладающих меньшими побочными действиями.

Мы считаем, что человечество находится на пороге пятой революции, которая может дать новый толчок к увеличению продолжительности и улучшению качества жизни человека. Очевидно, что она, как и предыдущие четыре, будет касаться возможных решений проблемы взаимоотношений человека с микроорганизмами.

Изучив роль вирусов и бактерий в процессе старения, ученые смогут углубить понимание этого феномена, обогатить новыми данными существующие теории, по-новому взглянутыь на проблему продления жизни и улучшения ее качества. Возможно, мы, наконец, получим ключ к разгадке тайны долгожительства, при котором человек до преклонного возраста сохраняет силы, бодрость и вкус к жизни.

Елена Черненко