Одна медицина. Как понимание жизни животных помогает лечить человеческие заболевания - Мэтт Морган

При укусе самка малярийного комара впрыскивает антикоагулянты, включая гепарин, которые стимулируют ток зараженной крови. Ежегодно малярия уносит миллион человеческих жизней, в том числе и жизни детей. Другие заболевания – начиная с лихорадки Зика и заканчивая лихорадкой денге – передаются таким же образом. Девчонки рулят!

Секрет малярийных комаров, как и их шотландских собратьев, заключается в безболезненных укусах. Последующий зуд вызывает антикоагулянт, содержащийся в слюне насекомого, но к моменту его появления становится слишком поздно. В отличие от самых опытных флеботомистов[43], вы можете его и не заметить.

Комары появились за 210 миллионов лет до того, как люди додумались применять иглы в медицинских целях. Пока мы еще бороздили воды океана, будучи рыбами, они вовсю питались кровью тираннозавра рекса. Как ни удивительно, полая игла – это относительно недавнее изобретение. Хотя тонкие полые роговые трубки от птичьих перьев, прикрепленные к мочевым пузырям животных, были описаны еще в V веке до н. э., они в основном использовались для промывания ран, а не для инъекций. Египетский офтальмолог, живший в XI веке, использовал инструмент с полой иглой для удаления катаракты, но не для введения препаратов. В XVII веке британский архитектор и математик сэр Кристофер Рен первым в истории начал вводить лекарства с помощью полых гусиных перьев. В рамках экспериментов с анестезией он колол своим пациентам опиум и алкоголь, в результате чего его подопытные становились «сонными, очень пьяными, а затем совершенно мертвыми»[44].

Поскольку настоящих полых игл тогда еще не существовало, Эдварду Дженнеру, создавшему первые прививки против натуральной оспы, приходилось надрезать детям кожу, чтобы инфицировать ранку неопасной для человека коровьей оспой. Без настоящих медицинских игл введение анестетиков, обезболивающих и антибиотиков в кровь было по‑прежнему невозможно.

Так вышло, что современные иглы были созданы в том самом месте, где я подвергся безжалостной комариной атаке. Их изобрел шотландский врач, позднее ставший президентом Королевского колледжа врачей в Эдинбурге и членом Королевского общества. Сам Александр Вуд называл такие инъекции подкожными, а вот английский врач Чарльз Хантер позднее предложит называть их гиподермальными, чем сильно разозлит своего коллегу. Вуд изобрел тонкую полую иглу, крепившуюся к стеклянному шприцу. Поршень шприца позволял тщательно отмерить дозу препарата, которую требовалось ввести больному.

Первой пациенткой Вуда стала восьмидесятилетняя женщина, страдавшая невралгическими болями. Надеясь облегчить ее страдания, он ввел в плечо пациентки двадцать капель винного раствора морфия (морфин, растворенный в хересе). Женщина заснула крепким сном, но позже пришла в себя.

Современные иглы для подкожных инъекций мало чем отличаются от оригинального изобретения. Однако Вуд был всего лишь подражателем, поскольку он украл идею… у пчелы.

Врачи все еще продолжают учиться у существ, которые летают и жалят. В отличие от людей, осы‑наездники практикуют суррогатное материнство вот уже много миллионов лет. С помощью ультратонкой гибкой полой иглы они откладывают яйца в тела других насекомых, например личинок жуков. Их яйцеклад[45] – это что‑то вроде швейцарского армейского ножа в мире насекомых, с помощью него можно парализовать жертв и даже сверлить древесину.

Но орган слишком хрупкий, чтобы использовать мышцы для выполнения всех этих функций или перемещения яиц. Чтобы внедриться внутрь тела жертвы, оса использует трение, создаваемое тремя продольными створками‑лезвиями, которые соединяются с помощью выступов и желобов и могут беспрепятственно скользить относительно друг друга.

Прототип транспортной системы для биологических тканей, разработанный нидерландскими исследователями, воспроизводит эту технологию. Используя силу трения, созданную крошечными движущимися элементами, устройство способно перемещать образцы ткани. Эта технология может применяться в лапароскопических операциях, чтобы добраться до труднодоступных мест, где современные методы аспирации неприменимы из‑за малого диаметра трубок или закупорки их кровяными сгустками. Такая система сократила бы травматичность хирургических вмешательств и ускорила восстановление пациентов. Похоже, что наличие жала – это не всегда плохо.

Исполняя кавер на песню Hurt группы Nine Inch Nails, больной сахарным диабетом Джонни Кэш поет: «Иглы разрывают кожу».

Это правда. Кэшу приходилось укалывать палец более шести раз в день и делать инъекции инсулина, как и 400 миллионам других диабетиков. Именно повреждение кожи иглой Вуда, активизирующее чувствительные ноцирецепторы, вызывает боль. Тем не менее, подставив свое голое тело укусам голодных шотландских комаров, единственным неприятным ощущением, которое мне пришлось испытать, была боль в стопе, когда я случайно наступил на чертополох. В меня вонзилась сотня хоботков, из меня сосали кровь, а я при этом ничего не почувствовал. Да, позднее, лежа в ванне, я расчесал укусы до крови, но в момент нападения боли не было. Их «иглы» кожу не разрывали.

Кажется, японским ученым, использующим камеры сверхвысокого разрешения и технологии микроинженерии, удалось постичь анатомию комариного укуса. Хоботок комара – сложно устроенный орган. Внешняя его часть, трубочковидная нижняя губа, вмещает две пилообразные челюсти, расположенные по обе стороны от центральной иглы. Звучит устрашающе, но комар поэтапно использует разные составляющие своего хоботка, благодаря чему укус и является безболезненным.

Во время укуса комар сначала проталкивает нижнюю губу, затем работает пилками‑челюстями и только потом продвигает вперед саму иглу.

Эта последовательность действий повторяется сотни раз, микрон за микроном, пока весь хоботок не окажется под кожей. Такое распределение усилий позволяет комару значительно облегчить проникновение под кожу жертвы.

Одновременно весь ротовой аппарат насекомого вибрирует с частотой 30–40 Гц в такт каждому движению. Это нежное жужжание выполняет две важные функции. Во‑первых, оно еще больше облегчает процесс внедрения под кожу, а во‑вторых, активирует кожные рецепторы, которые отличаются от болевых. Подобно аппарату TENS, комары используют ту же частоту вибраций, что применяется для облегчения хронической боли и боли при родовых схватках. Обманутый спинной мозг воспринимает вибрацию, а не боль.

Японские инженеры смогли создать кремниевую микроиглу с трехмерным острым кончиком и гарпунообразными зазубренными краями. Эксперименты показали, что эта игла, вибрирующая с той же частотой, что и хоботок комара, позволяет делать безболезненные инъекции. Такие иглы были бы полезны диабетикам, людям с фобией игл, детям и таким пациентам, как Билл, который надеялся, что после выздоровления ему уже никогда не придется терпеть уколы. Его жизнь, однако, сложилась иначе. Что касается меня, то зуд от комариных укусов со временем утих, но, надо сказать, не без помощи виски.

Глава 9

Ночное зрение

Через десять лет после того, как у Билла обнаружили рак, врачи благодаря революционной CART-T терапии поставили его на ноги. Еще через