Исцелять сердце поможет... питон

В одном из недавних номеров корреспондент “МГ” рассказал о забавном памятнике лабораторной мыши, поставленном в новосибирском Академгородке как знак признания заслуг грызунов и других животных перед медицинской наукой (см. «МГ» № 53 от 19.07.2013). В их число можно по праву зачислить и змею. Ведь змеиный яд издревле использовался в различных лечебных целях, а змея служила символом врачебного искусства. Один из самых больших видов этих пресмыкающихся может вскоре стать источником незаменимого средства при лечении болезней сердца. Работа исследователя-биолога Лесли Лейнванд (США), очевидно, сыграет в этом главную роль.

Коллеги Л.Лейнванд по Боулдерскому университету, штат Колорадо, не скрывали скепсиса, когда в 2006 г. она целиком погрузилась в изучение физиологии... питона. В течение ряда лет до этого Лейнванд пыталась выяснить, что лежит в основе кардиологических заболеваний на молекулярном уровне.

– Я проводила опыты с самыми разными животными, пока не настал черёд змей, – вспоминает она. – Меня поразило, что они способны поглощать невероятное количество жиров, причём их сердце ничуть не подвергается ожирению, как происходило бы у людей. Конечно, биология пресмыкающихся отлична от биологии человека. Тем не менее я задалась целью сделать из этого феномена научные выводы и извлечь практическую пользу для медицины.

Через 7 лет поисков усилия Лейнванд начали приносить плоды. Она обнаружила, что в составе крови питона имеются молекулы неких особых веществ. В нужный момент они неимоверно быстро увеличиваются в объёме и усиливают сердечную мышцу. Возникла мысль о возможности нового подхода к лечению сердечнососудистых недугов, в особенности тех, которые связаны с застойными явлениями в работе сердца. Ведь состояние, при котором сердце ослабевает и не способно обеспечивать эффективное кровообращение, угнетает почти 6 млн американцев.

– В идеале каждый из нас имел бы большое мускулистое сердце как у атлета, если бы поддерживал его силу с помощью постоянных упражнений, – говорит Лейнванд. – Вместо этого у многих сердце увеличивается совсем по другим причинам. Чрезмерный вес в результате ожирения и повышенное артериальное давление вызывают столь большую нагрузку, что сердечная мышца растягивается, чтобы компенсировать его. Сердце становится больше по объёму, но менее эффективным. Это может вести к устойчивой сердечной недостаточности, дальнейшему накоплению в сердце жира и инфаркту.

Долгое время учёные, включая Лейнванд, искали способы стимулировать здоровый рост сердца. Подопытными животными  при этом служили главным образом образом мыши и крысы, физиология которых схожа с человеческой. В одном из научных журналов в 2005 г. Лейнванд наткнулась на статью, побудившую её обратиться вместо традиционно используемых млекопитающих к бирманским питонам – существам, у которых переваривание пищи и связанные с ним процессы метаболизма протекают с необычайной активностью и в быстром режиме. Известно, например, что 5-метровый питон способен жить без пищи до года, а затем поглощать добычу, превышающую его собственный вес в полтора раза.

– Это всё равно как если бы человек среднего роста в один присест съел бифштекс весом в 300 фунтов, – говорит Лейн-ванд. – В течение последующих нескольких дней, пока питон усиленно переваривает пищу, в результате повышенного поглощения кислорода метаболизм в его организме возрастает в 40 раз.

Загадкой оставалось то, как сердце питона справляется со столь гигантской нагрузкой. В конце концов, никакой живой организм не может поглощать кислород быстрее, чем сердце разносит его вместе с кровью.

– Чтобы справиться с этим, сердце питона вырастает на 40% в течение 2-3 дней после хорошего ужина, – объясняет Лейнванд. – Оно наращивает мускулатуру с сумасшедшей скоростью, при этом его клетки заполняются благотворными протеинами и ферментами. Логично было предположить, что в крови животного должно находиться нечто, что инициирует взрывное развитие сердечной мышцы при принятии огромной порции пищи.

Лейнванд заказала доставку двух десятков змеёнышей из заповедника. Для первого эксперимента она сделала вытяжку крови у нескольких рептилий и, скормив им мясо грызунов, взяла повторные образцы.

– Результат поверг бы в шок любого кардиолога. Их кровь была настолько насыщена жирами, что в этом смысле не отличалась от молока.

У человека наличие жира в крови ведёт к образованию его отложений на стенках артерий и в самом сердце. Однако когда Лейнванд проверила состояние сердца у змей, то не обнаружила ни малейшего признака ожирения. Вероятно, какой-то механизм не только укреплял сердечные ткани, но и защищал их от скопления жира. Она укрепилась в решимости выяснить, как это происходит.

Задача была частично решена, когда её ассистентка Цецилия Риквелм взяла порцию крови у свеженакормленного удава и поместила её в сосуд с живым сердцем, изъятым у крысы. Через пару дней клетки сердца значительно выросли, изобилуя ферментами и молекулами протеина. Этот эксперимент позволил надеяться на подобный эффект применительно и к другим млекопитающим, включая человека.

Дело осложнялось наличием в крови сытого питона множества химических компонентов, любая комбинация которых могла содержать ключ к разгадке. В лаборатории Лейнванд до бесконечности воспроизводили обнаруженный эффект, поочерёдно делая инъекции как грызунам, так и не кормленным питонам, пока наконец не выделили искомый состав. Им оказалось сочетание трёх кислот - миристиновой, пальмитиновой и пальмитолеиновой, тех самых, действие которых наблюдалось в изначальном эксперименте. Все три относятся к классу жировых кислот. По иронии, они-то и обеспечивают необходимый скачок в работоспособности сердца, одновременно защищая его ткани от вредного воздействия других жиров.

После публикации результатов в журнале Science Лейнванд продолжила исследование. Теперь она хочет пойти дальше и проследить действие выявленного состава на подопытных животных, подверженных болезням сердца в результате повышенного артериального давления. Она рассчитывает, что если прогнозы подтвердятся, можно будет создать препараты, предотвращающие сердечную недостаточность у людей. Хотя это ещё отдалённая перспектива, возглавляемая ею группа уже создала компанию по финансированию проекта.

Том ЗАЙЦЕВ, журналист.
Нью-Йорк - Москва.