Джордж Зейдан – Ингредиенты. Странные химические свойства того, что мы едим, пьем и наносим на кожу (страница 16)

Давайте немного поговорим о конкретном классе химических веществ, содержащихся в табачном дыме, – N-нитрозаминах. Эти молекулярные мафиози вызывают рак у радужной форели, данио-рерио, японской оризии, гуппи, меченосцев, испанских иглистых и нитеносных тритонов; африканских когтистых, северных и травяных лягушек; уток, кур, травяных попугайчиков; опоссумов, алжирских ежей, землероек, европейских, сирийских золотистых, китайских, серых и джунгарских хомячков; песчанок, белохвостых и обыкновенных крыс, мышей, морских свинок; норок, собак, кошек, кроликов, свиней; толстохвостых галаго, капуцинов, травяных обезьян, мартышек-гусаров, макак-резусов и яванских макак.

У 37 разных видов.

Ученые не просто подвергали разных животных воздействию одного химического вещества, а давали его одному виду различными способами. Например, рассмотрим химическое вещество из семейства N-нитрозаминов: NNK (никотинпроизводный нитрозамин-кетон).

Исследователи добавляли его в питьевую воду крыс.

Результат: рак легких.

Вводили крысам под кожу.

Результат: рак легких.

Вводили им же в желудок через трубки.

Результат: рак легких.

Натирали внутреннюю поверхность пасти.

Результат: рак легких.

Напрямую вводили его в мочевой пузырь грызунов через катетер.

Результат: снова рак легких!

Сигаретный дым содержит как минимум 70 разных молекул, каждая из которых может самостоятельно вызывать рак.

Ученые тестировали не только различные способы введения NNK, но и разные дозы. Это интуитивно понятно: если при увеличении концентрации токсина симптомы усугубляются, то вполне вероятно, что он имеет отношение к этим проявлениям болезни. В результате серии из десяти экспериментов, проведенных как минимум в трех разных институтах, была разработана кривая дозозависимого эффекта, которую мне нравится называть «кривая „насколько глубоко вы в дерьме”». По сути, ученые дали нескольким группам крыс разные дозы NNK и зафиксировали, какой процент из них заболел раком легких. Например, около 5 % животных, которым давали 0,034 миллиграмма NNK на килограмм веса по три раза в семь дней в течение 20 недель, заболели раком легких. Но, когда доза была увеличена до 0,3 миллиграмма на килограмм веса, то показатель достиг 50 %. При 10 миллиграммах – приблизительно 90 %. (Для сравнения: доза цианида, убивающая около половины крыс, составляет пять миллиграммов на килограмм.)

Как вы можете себе представить, эти эксперименты означают большой объем работы для исследователей и рак для грызунов. В 1978–1997 годах ученые опубликовали результаты 88 экспериментов, в которых тысячам несчастных мышей, крыс и хомяков давали NNK (а счастливым – нет). У животных, которые подвергались воздействию этого вещества, рак развивался гораздо чаще. Все эти исследования (и многие другие) убедительно демонстрируют, что NNK и другие N-нитрозамины являются мощными канцерогенами для множества разных животных.

Подождите! Наличие известных канцерогенов в сигаретном дыме на самом деле еще не доказывает, что курение вредно. Легко себе вообразить, как представители крупнейших табачных компаний говорят: «Конечно, в сигаретном дыме есть химические вещества, но дым вступает в контакт с легкими всего на полсекунды, прежде чем вы выдыхаете. Ни одно из этих химических веществ на самом деле не остается внутри человеческого тела».

Однако это не так, и мы знаем как минимум три варианта того, как это происходит. Во-первых, печально известные легкие курильщика. Помните, как в школе учитель показал вам черное больное легкое и сказал, что оно принадлежит курящему человеку? На самом деле эти демонстрационные органы принадлежат свиньям. И, поскольку домашние животные обычно не курят по две пачки в день в течение 20 лет, их легкие специально подкрашивают коричневым или черным[70]. Если бы у вас было рентгеновское зрение и вы могли бы заглянуть в грудь курильщика, то вы не увидели бы там угольную шахту.

Но если бы вы сравнили такие легкие с легкими некурящего человека под микроскопом, то и там и там вы увидели бы множество клеток, называемых «макрофаги». Они являются частью иммунной системы и поглощают любые инородные частицы (в том числе сигаретного дыма), чтобы не допустить появление повреждений. Однако в легких курильщика макрофаги будут желтыми, коричневыми или даже черными в зависимости от того, как давно у человека сформировалась эта привычка. Это связано с тем, что частицы дыма трудно разрушить, поэтому макрофаги хранят их в маленьких отсеках внутри себя. Представьте себе подвал дома своих родителей, где наверняка стоит множество мусорных пакетов, полных бесполезной и опасной ерунды, которую они никак не могут выбросить. Здесь то же самое. Когда эти частицы накапливаются в достаточном количестве, они становятся видимыми как маленькие желтые или коричневые точки. Чем больше вы курите, тем пестрее становятся ваши легкие.

Вторым способом доказать попадание химических веществ из сигаретного дыма в организм является исследование меченых частиц. Ученые используют радиоактивные атомы, чтобы выделить определенные молекулы. А затем применяют причудливый счетчик Гейгера, чтобы выяснить степень радиоактивности рассматриваемого органа, то есть содержание в нем меченых молекул. За последние годы было проведено множество подобных экспериментов, но один из них особенно впечатляет. В 2010 году были опубликованы результаты исследования, в ходе которого ученые пометили радиоактивными атомами никотин в сигаретах, поместили людей в радиационный сканер и попросили их сделать одну затяжку сигаретой, содержащей меченый никотин. Приблизительно через 20 секунд после этого радиоактивность обнаруживалась в легких субъекта, через 22 секунды – в запястье, а через 50 секунд – в мозге. Это исследование примечательно тем, что оно позволило нам максимально близко (на данный момент, по крайней мере) подобраться к пониманию того, как химическое вещество распространяется по телу с течением времени.

Третьим способом доказать присутствие химических веществ из сигарет в теле человека является изучение мочи. Было проведено несколько десятков или даже сотен исследований метаболитов в отходах жизнедеятельности. Проще говоря, это измерение числа определенных химических веществ в моче. Но давайте сделаем шаг назад. Вы, вероятно, слышали слово «метаболизм» примерно в таком контексте: «Бр-р-р, сегодня холодно. Мой метаболизм тако-о-ой медленный». Однако это гораздо большее, чем просто скорость сжигания калорий. Это паутина химических реакций, которые определяют судьбу каждой молекулы, попадающей в ваше тело: пищи, напитков, лекарств или сигаретного дыма[71]. Метаболизм меняет молекулы сигаретного дыма, позволяя им лучше растворяться в воде. Благодаря этому они выводятся из организма вместе с мочой. Как только они оказываются там, ученые могут их изучить. К несчастью, в сигаретном дыме так много химических веществ, что довольно сложно определить, какие из них поступили в организм из сигарет, а какие – из пищи, напитков, лекарственных препаратов или окружающей среды. Чтобы разгадать эту загадку, были проведены сотни исследований, в которых курильщики сравнивались с некурящими. В итоге сосредоточились на восьми биомаркерах, химически связанных с канцерогенами из сигаретного дыма. Затем в 2009 году группа ученых опубликовала исследование, в котором:

1) Нашли 17 курильщиков;

2) Измерили у них в крови уровень этих восьми химических веществ;

3) Попросили их отказаться от этой привычки;

4) Продолжали измерять уровень этих восьми химических веществ каждые пару недель в течение двух месяцев.

В течение трех дней после отказа от курения пять из восьми показателей снизились на 80 % и более. Уровень еще одного упал приблизительно на 50 %. Седьмому потребовалось около 12 дней, чтобы его содержание уменьшилось на 80 %. Уровень только одного биомаркера не изменился после отказа от сигарет. Это исследование особенно убедительно, поскольку в нем сравнивались не два разных, а один и тот же человек до и после отказа от курения.

Таким образом, ученые однозначно установили, что сигаретный дым содержит канцерогены и что они попадают в организм в результате курения. Кажется, что мы располагаем многими данными, и это действительно так, но их все равно недостаточно, чтобы утверждать, что курение вызывает рак легких. Пока мы доказали лишь то, что из-за этого в тело попадают канцерогены. Что происходит, когда они оказываются внутри?

Сигаретный дым содержит канцерогены, которые попадают в организм в результате курения.

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо точно выяснить, что происходит с каждым из 70 с лишним вредных веществ, когда они попадают в нас вместе с сигаретным дымом. Нас интересует их «метаболическая судьба». Канцерогены обычно не вызывают рак в их начальной форме, но, проходя через наши метаболические механизмы (в частности, фермент под названием «цитохром Р450»), они за поразительно короткое время преобразуются в активированную форму. Это означает, что их химическая реактивность повышается во много раз. Как правило, они благополучно деактивируются и выводятся из организма с мочой, но иногда «разбуженная» молекула ускользает и образует в клетке химическую связь с чем-то другим, что часто оказывается нашим старым другом – ДНК. Этот путь (канцероген попадает в клетки, активируется цитохромом и связывается с ДНК) изучался в ходе экспериментов над сотнями канцерогенов в течение последних 70 с лишним лет. Ученые тестировали не только опасные вещества из сигаретного дыма, но и многие другие.