Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

ВЫЖИВАНИЕ ЖИВОГО

Жорес МЕДВЕДЕВ (г. Лондон).

За последние сто лет окружающий человека мир разительно изменился. Благодаря лавинному развитию науки и технологий в нашу жизнь вошли десятки тысяч неведомых ранее веществ и материалов: синтетические волокна и пластики, лекарства и пищевые добавки, поверхностно-активные вещества и пестициды. Воздух, которым мы дышим, тоже стал другим: на улицах городов мы вынуждены вдыхать автомобильные выхлопы, на промышленных окраинах — выброс предприятий и мусоросжигательных заводов, в помещениях — воздух, прошедший через фильтры кондиционеров. Можно ли в таких условиях сохранить здоровье и родить здоровых детей? На эту тему размышляет биохимик, публицист Жорес Александрович Медведев.

КРОКОДИЛЬИ СЛЁЗЫ

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

В американском штате Флорида, недалеко от городка Гэйнсвилл, в котором находится местный университет, есть озеро Апопка. В 1980 году в озеро попали отходы предприятия по производству пестицидов. В течение двух лет погибло 90% всей озёрной фауны, включая обитавших там небольших аллигаторов. Эта экологическая катастрофа стала началом исследовательского проекта по сравнению флоры и фауны озера Апопка и других озёр Флориды.

Вскоре зоологи обнаружили, что самки аллигаторов в озере Апопка откладывают значительно меньше яиц, чем в других, более чистых озёрах. При этом заметили, что у новорождённых самцов средний размер пениса на 25—27% меньше, чем у самцов того же возраста из других водоёмов. Подробные результаты научных исследований были опубликованы лишь в 1996 году. В них отмечалось, что производные пестицида ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан), попавшего в озеро из резервуара с отходами, тормозят синтез андрогенных (мужских) гормонов, тестостерона и дигидротестостерона и именно это задерживает рост и развитие мужских половых органов. Продукты распада ДДТ накапливаются в жировой ткани животных.

Применение ДДТ в США было запрещено ещё в 1972 году, однако его продолжали производить на экспорт. В большинстве азиатских и африканских стран ДДТ применяется и по сей день, особенно на хлопковых плантациях и для борьбы с малярийным комаром. Это соединение распадается очень медленно и проникает в грунтовые воды.

Проблемы с фертильностью возникают не только у аллигаторов. Авторитетный научный журнал «British Medical Journal» в 1992 году опубликовал обзорную статью, в которой данные говорили о том, что за 50 лет, с 1938 по 1988 год, концентрация сперматозоидов в человеческой сперме снизилась на 40%. При этом средний объём спермы в эякуляте уменьшился с 3,4 до 2,75 мл. Эти выводы основывались на результатах обследования почти 15 тысяч мужчин в возрасте около 30 лет, которые сдавали сперму для искусственного оплодотворения. В таких случаях все показатели здоровья добровольных доноров спермы тщательно проверяются. Авторы обзора предположили, что изменения, наиболее вероятно, связаны с факторами внешней среды.

Публикация британского медицинского журнала стимулировала дополнительные исследования в разных странах. В Шотландии сравнили качество спермы мужчин, родившихся до 1959 года, в 1960—1964 и в 1970—1974 годах. У последней группы мужчин концентрация и подвижность сперматозоидов оказались ниже на 20%, хотя её представители были моложе. Исследования, проведённые в 2008 году в Перу, отчётливо связали снижение качества спермы у перуанских крестьян с использованием фосфорорганических пестицидов. В США наихудшие показатели качества спермы были выявлены в сельскохозяйственных штатах, особенно в Миссури, где широко используются пестициды. Наиболее токсичными для спермы оказались гербициды алахлор и атразин и инсектицид диазинон.

ТОКСИФИКАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

До 1940 года под химизацией сельского хозяйства подразумевалось лишь применение химических удобрений — азотных, фосфорных и калийных. Синтетических пестицидов в практике земледелия ещё не было. Первый, очень эффективный инсектицид ДДТ во время Второй мировой войны применялся в основном для дезинфекции одежды и помещений, госпиталей, казарм, общежитий. Но одним из неизбежных последствий войны стало сокращение во всех воевавших странах крестьянского населения. Промышленность и разрушенные города восстанавливались быстрее, чем сельское хозяйство. Соответственно росла потребность в увеличении производительности полей. Защита растений путём обычной прополки или дополнительных культиваций и севооборотов была слишком трудоёмкой. Появившаяся возможность уничтожать сорняки гербицидами, а насекомых инсектицидами казалась крайне привлекательной.

Об опасности этих ядов для здоровья почти никто не думал. После жестокой войны, во время которой людей десятками миллионов уничтожали всеми возможными способами, вред от пестицидов казался просто смешным. Охраны труда при их применении почти не было. Опрыскивания в большинстве случаев производились сельскохозяйственной авиацией, и облака пестицидного аэрозоля могло относить ветром и в населённые места.

Вскоре на смену крестьянским хозяйствам пришло индустриальное сельскохозяйственное производство с полностью механизированными гигантскими сельхозкорпорациями, заменой традиционных севооборотов монокультурами и применением удобрений и пестицидов. Обработка посевов, садов и даже виноградников пестицидами производилась 10—12 раз за сезон. Появились синтетические химические яды не только для уничтожения сорняков и насекомых, но и для борьбы с грибками (фунгициды), грызунами (родентоциды), птицами (авициды), клещами (митициды), моллюсками (моллюскоциды) и нематодами (нематоциды). Особые химикалии были разработаны для уничтожения личинок и бактерий. Естественно, что все эти вещества загрязняют продовольственные культуры и попадают в пищу. Поскольку избавиться от этого трудно, то появились «допустимые дозы» и «предельно допустимые дозы», которые редко проверяются и часто превышаются. Производство «органических продуктов», появившееся в богатых странах как альтернатива применению пестицидов, пока не изменило динамики заболеваний, связанных с токсификацией сельскохозяйственной продукции. Производство и применение пестицидов в мире продолжают расти, так как урбанизация и сокращение сельского населения распространились на азиатские и африканские страны. В Китае в 1982 году сельское население составляло 79,4% от общего в один миллиард. К 2008 году пропорция сельского населения упала до 56% от общего населения в 1,3 миллиарда. Сельское население сократилось почти на сто миллионов человек, а городское возросло почти на 400 миллионов. В результате Китай стал одним из главных импортёров продовольствия и самым крупным импортёром химических удобрений и пестицидов.

ПРИРОДНЫЕ ТОКСИНЫ —ПРОДУКТ ЭВОЛЮЦИИ

Вещества, негативно влияющие на работу эндокринной системы, получили название «эндокринных разрушителей» (endocrine disruptors). Они имитируют или ингибируют действие тироксина, эстрогена, тестостерона и других гормонов. В программу исследований эндокринных разрушителей стали включать не только пестициды, но и другие вещества, в частности природные токсины.

Первые три миллиарда лет существования жизни на нашей планете органических токсинов в природе не существовало. Эволюция жизни в этот период происходила в водной среде, и отработанные продукты обмена, например аммиак, фильтровались через жабры рыб и быстро поглощались одноклеточными водорослями. Токсины начали появляться лишь после выхода растений на сушу, в палеозойскую эру (примерно между 542 и 250 миллионами лет назад). Первыми наземными животными были насекомые, личинки которых питались в основном листьями растений. Тогда-то растения и научились вырабатывать токсические вещества — алкалоиды — для защиты своих вегетативных органов от прожорливых гусениц.

Практически все дикорастущие растения содержат те или иные алкалоиды. Эволюционная стратегия растений не требует, чтобы эти вещества вызывали гибель врагов — достаточно сделать стебли и листья мало привлекательными или трудными для поедания. Алкалоиды часто имеют горький или кислый вкус, могут раздражать слизистые оболочки, неприятно пахнуть.

При зарождении земледелия в культуру путём отбора вошли в первую очередь растения, которые практически не содержат алкалоидов, — пшеница, рожь, просо, кукуруза, гречиха, соя, горох. В небольших дозах растительные алкалоиды в составе чеснока, лука, перца улучшают вкус пищи и могут служить консервантами. Алкалоид кофеин в составе чая или кофе повышает работоспособность. Но значительное число растительных алкалоидов в больших дозах токсично и даже обладает психотропным или наркотическим действием.

Немало алкалоидов применяют и в медицине (акрихин, атропин, кодеин, стрихнин, эфедрин и сотни других, списки можно найти в любом медицинском справочнике). В больших дозах и они могут быть наркотическими, токсичными или канцерогенными. До 1994 года применение этих соединений в чистом виде подчинялось общему законодательству о применении лекарственных препаратов. В России их продажа контролировалась Министерством здравоохранения, в США — Федеральной администрацией по продовольствию и лекарствам (FDA). Применение алкалоидов в качестве рецептурных лекарств требовало клинических испытаний.

Широкая и довольно быстрая замена природных алкалоидов и антибиотиков синтетическими оставила множество мелких фирм, производивших лекарства на основе растительного сырья, без рынков сбыта. После многолетнего лоббирования Конгресс США в 1994 году отменил медицинский контроль за производством и потреблением всех природных веществ. Конгрессмены посчитали, что природные растительные вещества не могут быть вредными для здоровья. Вскоре аналогичное решение было принято и в России (приказ по Минздраву № 117 от 15 апреля 1997 г.). В США в категорию веществ для свободной продажи вошли: витамины, минеральные элементы, аминокислоты, растительные гормоны, травы и другие ботанические продукты (кроме табака), а также их комбинации. Разрешалось производить и продавать эти вещества в форме капсул, таблеток, порошков и жидкостей. Быстро возникла, по существу, новая отрасль промышленности — «биодобавки к пище», промежуточная между пищевой и фармацевтической. В дополнение к аптекам появилась и сеть «магазинов здоровья». Последствия этого законодательства очень обширны. Ведь свободная продажа растительных алкалоидов и токсинов — это, по существу, перенос их клинических испытаний на всё население той или иной страны. Приведу лишь один пример.

На островах Океании с давних времён известно растение Piper methysticum, или кава-кава. Получаемый из его корней стимулирующий и опьяняющий напиток употреблялся достаточно редко, в основном как церемониальный. В последующем было установлено, что в состав кава-кава входят несколько алкалоидов психотропного действия, которые вызывают расслабление мышц, обладают болеутоляющим и даже снотворным действием. Это действие обеспечивалось алкалоидом, называемым «каваин» или иногда «кавалактон». Напитки кава-кава стали популярны не только в США, но и в Европе. Далеко не сразу обнаружилось, что алкалоиды кава-кава в больших дозах токсичны для печени. В августе 2004 года продажа напитков кава-кава была запрещена в Великобритании, а затем в Германии, во Франции и в Голландии.

ЛЕКАРСТВА, КОТОРЫЕ НЕ ТОЛЬКО ЛЕЧАТ

Когда появились первые синтетические лекарства, о их побочном действии особо не задумывались. Первоначально фармацевтическая промышленность стала налаживать органический синтез уже известных природных лекарств: пенициллина, тетрациклина, резерпина и других. Затем начали появляться и их модификации.

Создание синтетических аналогов природных лекарств имело большие коммерческие преимущества. Природные соединения, даже очищенные от примесей, нельзя было патентовать для эксклюзивных продаж. Синтетические лекарства патентовались на длительные сроки и продавались по высоким ценам, обеспечивая фармацевтическим предприятиям прибыль. Быстро развилась мощная реклама новых лекарств, многие из которых предлагались не для лечения болезней, а для их предупреждения. Появилось множество лекарств для постоянного применения. К началу XXI века номенклатура синтетических лекарств исчислялась тысячами названий. Спектр их действия очень широк. Плохим ученикам в школе назначают таблетки для улучшения памяти и внимания, студентам на периоды экзаменов — стимуляторы мозговой деятельности, очень активным детям прописывают транквилизаторы. Знаменитый аспирин предлагалось принимать всем каждый день в качестве профилактики от инсультов. (Затем от этого отказались, так как аспирин повреждает слизистые оболочки желудка.) Широкий спектр синтетических антибиотиков и гормонов начали использовать в животноводстве, птицеводстве и даже в рыбоводстве, также для профилактики заболеваний. Особенно популярными стали усилители эректильной функции типа виагры.

В 2007 году в странах ЕС и в США финансовый оборот фармацевтических компаний превысил оборот продовольственных корпораций. Общий финансовый оборот основных двадцати западных фармацевтических компаний в 2008 году приблизился к триллиону долларов, и экономический кризис не повлиял на их прибыли.

Однако лекарства, независимо от того, назначены они врачом или куплены в аптеке без рецепта, нередко оказывают побочные действия: вызывают аллергию, нарушение обмена веществ, гормональные сдвиги. Они влияют на все органы и системы организма.

ЯДЫ В ПРОДУКТАХ

В последние 20 лет в связи с развитием супермаркетов уменьшилась доля свежих натуральных, особенно местных, продуктов питания по отношению к промышленно переработанным, которые можно хранить на полках магазинов значительно дольше. Во множестве продаваемых населению продуктов содержатся консерванты, подсластители, ароматизаторы, регуляторы кислотности, эмульсификаторы, ингибиторы пенообразования, глазирующие и стабилизирующие соединения, красители, антиоксиданты, антисептики и многочисленные минеральные добавки. Химически многие из них имеют сложные формулы. Поскольку существующие законы обязывают производителей указывать на упаковках полный состав компонентов, то некоторые названия добавок могли бы смутить потребителей. Чтобы сложные химические названия не отпугивали покупателей, было разрешено вводить для них шифрованные кодовые обозначения. Действительно, кто стал бы, например, покупать продукт ежедневного питания, на упаковке которого написано, что он содержит пропил-4-гидроксибензонат или бутилированный гидрокситолуол? Между тем первый из них, получаемый синтетически из бензойной кислоты и являющийся антисептиком, регулярно добавляется не только в пиво, но и в разнообразные соусы и фруктовые напитки, увеличивая возможные сроки их хранения на полках магазинов. Второй как антиоксидант добавляют в чипсы и крипсы, в маргарин и другие жиры. Пропил-4-гидроксибензонат обозначается на упаковках как Е216, а бутилированный гидрокситолуол как Е321. Буква Е взята от слова evaluated, то есть «проверенный». Но проверяли их давно. E321 получают из продуктов переработки нефти, и в настоящее время он считается канцерогеном. Несколько канцерогенов идентифицировано среди красителей. Ещё к 1990 году были одобрены для применения в пищевой промышленности более 1000 соединений, в основном синтетических. Избежать всех этих добавок в повседневном питании практически невозможно. Потребители с этим смирились. В конце концов, вредные для здоровья соединения образуются и при копчении рыбы, и при жарке шашлыков, и при обжаривании кофейных бобов.

ЕСТЬ ЛИ ПРЕДЕЛ ПРИСПОСОБИТЕЛЬНЫМ ВОЗМОЖНОСТЯМ?

Млекопитающие имеют более совершенные физиологические и биохимические системы выведения из организма вредных веществ, чем все другие классы животных. Это объясняется тем, что млекопитающие возникли в ходе эволюции позднее других, лишь около 70 миллионов лет назад. Они питались за счёт других классов животных и растений, имея максимально разнообразную пищу. Печень у млекопитающих, главный орган детоксикации, устроена сложнее. Она обеспечена богатейшим ассортиментом разных ферментов, способных окислять и переводить в растворимое состояние различные вещества, которые были бы слишком токсичны для рептилий и даже для птиц. Более сложно устроены и почки млекопитающих, обеспечивая удаление растворимых продуктов с мочой, отдельно от продуктов, удаляемых через кишечник. Жирорастворимые токсины, которые нельзя удалить через почки, выходят через желчный пузырь вместе с желчью. У птиц и рептилий нет сформировавшегося мочевого пузыря и продукты выделения почек удаляются через клоаку. Возможность накопления мочи обеспечивает более высокую степень разведения алкалоидов растений, уменьшая их токсический эффект.

Приматы, возникшие в эволюции позднее других млекопитающих, отличаются особой устойчивостью к токсинам. Однако эти защитные приспособления возникали по отношению к природным токсинам. Они не могут дать людям устойчивость к синтетическим соединениям и промышленным загрязнителям внешней среды. Новая, недавно возникшая особая «человеческая экология» изучает множество физиологических патологий и аномалий, которые не имеют аналогий у приматов, живущих в естественной среде. В человеческих сообществах, особенно в экономически развитых странах, резко снижена рождаемость и практически отсутствует естественный отбор наиболее полноценных геномов, существующий в природных популяциях животных. Однако мутагенность и канцерогенность разных химических веществ коррелируют между собой только в соматических клетках. Появление раковых опухолей в различных тканях — чаще всего результат мутаций в отдельных клетках. В зародышевых клетках всех видов животных с половым размножением мутации происходят значительно реже. В этих клетках существуют дополнительные возможности восстановить множество повреждений генома с помощью более широкого ассортимента ферментов репарации ДНК, чем тот, который имеется в соматических клетках. Отбор полноценных геномов для нового поколения осуществляется также путём рекомбинации участков гомологичных хромосом при делении клетки на четыре, происходящем при созревании мужских и женских гамет. В последние десять—пятнадцать лет идёт активная кампания против использования лабораторных животных для проверки токсичности и мутагенности различных химических веществ. Эти тесты теперь часто проводят лишь в культуре тканей. Результаты таких тестов могут использоваться для медицинских и физиологических целей. Однако они недостаточны для оценки генетических последствий тех изменений, которым мы подвергаемся. Поэтому пока и неясно, есть такие изменения или нет. А выяснить это очень важно.

Но что интересно: средняя продолжительность жизни растёт на земле линейно с 1840 года. Этому, конечно, способствовали и гигиена, и изменения условий труда, и те же самые лекарства, и борьба с детской смертностью. Но при этом увеличивается смертность от рака, поскольку в обществе растёт доля пожилых людей, а риск новообразований у них много выше. В то же время, по прогнозам, 50% младенцев, которые родятся сегодня, доживут до 100 лет.

Конечно, наш организм адаптируется. Ведь даже аллергия это своего рода адаптация — организм «как бы» не пускает аллергены внутрь себя.

В последнее время средства массовой информации часто пишут о потере генофонда наций. Да, изменения идут, они проявляются на уровне клеток, органов, систем (скажем, иммунитета). Но никто пока не знает меры адаптационных возможностей человеческого организма. Вместо бесконечных «страшилок» нужны серьёзные исследования.

...Кстати, озеро Апопка восстановилось благодаря бактериям, и сейчас это место отдыха.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Размышления»

Детальное описание иллюстрации

Безвременник, горечавка, ревень, азалия, дурман (слева направо), как и многие дикорастущие растения, содержат алкалоиды. Они делают растение малосъедобным или даже ядовитым и тем самым защищают от врагов. Некоторые алкалоиды в малых дозах используются как лекарства. Фото Игоря Константинова.