автор лого - Климентий Левков Дом ученых и специалистов Реховота
(основан в июле 1991 года)
 
 
В Доме ученых и специалистов:
----------------
 
 
Архив
 
Дом ученых и специалистов Реховота

Проект "Научно и понятно"    

 

ноябрь, 2012 г.


Коллектив Дома ученых и специалистов Реховота
сердечно поздравляет Эдуарда Коркотяна с вступлением в должность профессора и желает ему дальнейших творческих успехов.

 

Не Делаем Секрета из Ультрафиолета:
цикл УФ рассказов


 

Начало   Пред.

 

Помещаем один из рассказов ученого об ультрафиолете.

 

Рассказ восьмой: нужно ли защищаться от УФ?

 

Профессор Эдуард Коркотян
(Институт Вейцмана, Реховот)

 

Меланин - передний рубеж нашей обороны от ультрафиолета. Свойства этого пигмента настолько жизненно важны для человека, что закрепляются генетически, в наследственном аппарате. Нетрудно сопоставить врожденный цвет кожи землян, живущих на разных широтах с количеством солнечной радиации, получаемой ими в течение жизни. Чем темнее кожа - тем выше уровень солнечной безопасности. Но даже если вы светлокожи и, следовательно, весьма слабо защищены, природа не оставляет вас на произвол судьбы. Под действием больших доз УФ-В кожа начнет в экстренном порядке синтезировать пигмент и постепенно темнеет. Правда, как и в случае с обесцвеченными волосами, слишком сильное и резкое облучение может вызвать не столько загар, сколько оксидативную атаку, от чего спешащие на выручку порции меланина станут быстро разрушаться и выцветать. Есть над чем задуматься, ведь смутную грань между допустимым уровнем облучения и запредельной его силой крайне трудно определить заранее. Можно спросить: почему бы всем на свете не рождаться негроидами, просто на всякий случай? Как вышло, что одни люди от рождения защищены от мутаций лучше других? Ответы мы поищем в рассказе.

 

Если не брать в расчёт земноводных, чья многоцветная кожа тоже ничем не покрыта, тёмный цвет кожи оказывается вполне человеческим "изобретением". У наших эволюционных соседей, например, у таких близких шимпанзе, под шерстью скрыта светлая кожа, за исключением ладоней и лицевой области, где она не волосиста и со временем пигментируется. У людей негроидной расы способность к пигментации усовершенствована и распространена на всё "голое" тело. Как же и когда случилась утрата нами волосяного покрова? Антропологи полагают, что это событие произошло около 1,5 млн лет назад, в связи с изменением образа жизни и осанки древнего человека. Он, что называется, окончательно слез с дерева и вышел из-под полога леса. Необходимость преодолевать обширные саванны под лучами тропического солнца столкнула нашего предка с проблемой охлаждения тела - потеряв защиту какой-либо тени, он мог пасть жертвой теплового удара. В ответ на перегрев, эволюции пришлось пойти на существенное и даже экстренное (по её шкале времени), увеличение числа потовых желёз, причём, за счёт утраты кожной растительности. Для испарения влаги, поверхность кожи должна быть максимально открыта, ей нужно хорошо вентилироваться. Но задача была решена лишь отчасти: открытая светлая кожа, без волос и шерсти, стала подвергаться атакам жёсткого УФ облучения. Прямыми последствиями этого стали ожоги, а в отдалённой перспективе замаячила смерть от кожных болезней.

Всё это привело к тому, что случайные обладатели энергичных меланоцитов "в одночасье" приобрели несомненное эволюционное преимущество над теми, кто родился светлокожим и не умел густо загорать. Многие верят, что таким или примерно таким образом, древний человек - житель центральной части африканского континента - приобрёл интенсивно-чёрный цвет кожи. Не все антропологи согласны с этим сценарием. Некоторые утверждают, что фатальные последствия УФ облучения отодвинуты в слишком далёкую временную перспективу и не могут служить убедительной причиной того, что светлокожий человек вдруг оказался в эволюционном проигрыше. Да, говорят несогласные, возможно светлокожий и рискует больше темнокожего. Но важнее то, что люди просто не жили тогда достаточно долго, чтобы заболеть одним из видов кожного рака, погибая по множеству совершенно иных причин. Продолжительность жизни в роде Homo была сравнительно мала: всего 20-30 лет. Выходит, что отсроченная опасность не могла явиться серьёзным фактором естественного отбора. Но что же тогда могло?

 

Одно время предполагали, что ожог УФ-В лучами с симптомами повреждения и инфицирования кожи лица, спины, плеч есть главная побудительная причина густой меланизации. В сравнительно недавней работе известных американских антропологов Яблонской и Чаплина предлагается совершенно иное объяснение, а именно - нехватка фолата1. Фолиевая кислота или витамин В9 - один из важнейших витаминов, участвующий в биосинтезе нуклеотидов ДНК (некоторые подробности о нуклеотидах даны в предыдущих УФ рассказах). Честь его открытия принадлежит английской исследовательнице Люси Уиллс. Её работа датируется началом 30-х годов прошлого века и связана с изучением одной из форм анемии (малокровия) у беременных. Обнаруженный ею пищевой "фактор Уиллс" был впоследствии идентифицирован как фолат. Он содержится в муке грубого помола, бобовых, лиственных овощах, особенно в шпинате, спарже и репе. Попав в организм фолиевая кислота конъюгирует в различные фолаты. У взрослых их нехватка приводит к различным системным отклонениям, а на ранних стадиях развития зародыша вызывает многочисленные нарушения роста органов и систем организма, включая закладку и формирование спинальной трубки. При этом у эмбрионов может развиться анэнцефалия (врождённое отсутствие головного мозга), которая несовместима с жизнью. Как показали специальные проверки, такие случаи - отнюдь не редкость, однако они обычно не оказывают влияния на общую статистику младенческой смертности, так как закачиваются ранними выкидышами. Оказалось, что около 70% таких случаев можно предотвратить, если во время беременности добавлять в рацион питания препараты фолиевой кислоты. При этом в организме матери и плода нормализуется биосинтез пиримидинов и пуринов, обязательных для производства генетического материала. Что касается репродуктивной способности мужчин, то нехватка фолатов приводит к полному или частичному бесплодию. Внутри организма фолат более всего подвержен влиянию двух факторов: алкоголя в крови и УФ-радиации. Было доказано, что яркое и чрезмерное солнечное освещение, особенно богатое ультрафиолетом, резко понижает уровень фолатов в сыворотке крови за счёт их фоторазложения (подробнее о фотолизе читайте в первом УФ рассказе). Из сказанного следует, что недостаточно просто получать фолиевую кислоту в достаточном количестве извне: как и другие витамины, человек и животные не способны сами её синтезировать. Надо еще уметь сохранять полученное, укрывая свой запас от ультрафиолета. Совершенно очевидно, что проблема светочувствительности фолатов существует для человека так же давно, как и он сам, напрямую, а не косвенно, влияя на его репродуктивную способность и на рождение здорового потомства в условиях высокой тропической радиации. Именно данный фактор мог оказаться ключевым при насыщении кожи наших пращуров меланином, косвенно подтверждаясь ещё и тем, что упомянутые выше болезни дефицита фолатов - большая редкость среди африканцев и аборигенов Австралии, зато часто посещают светлокожих людей "северного типа", которых судьба занесла в тропики и субтропики.

 

Внимательный читатель скажет, что данный постулат решает только половину поставленной проблемы. Действительно, если человечество зародилось в Африке (а именно так полагает абсолютное большинство исследователей), то откуда же было взяться представителям других рас: европеоидной (кавказской) и монголоидной? Куда девался и почему исчез из их кожи меланин? Яблонская и Чаплин верят, что разгадка скрыта в другом важнейшем витамине: D3, нехватка которого вызывает такие заболевания как рахит и остеомаляция, а запасы восполняются как раз путём внутрикожного облучения провитамина всё тем же ультрафиолетом-В. Таким образом, древний человек оказался как бы зажат в довольно узком световом пространстве между двумя крайностями. С одной стороны, слишком светлая кожа в условиях тропиков вызывала потерю фолиевой кислоты; а с другой стороны, стоило людям переселиться немного севернее или южнее от экватора, как слишком же тёмная кожа начала блокировать синтез витамина D. Вследствие этого, жители севера стали постепенно терять меланин; их кожа вновь посветлела, а на высоких широтах и вовсе утратила практически весь пигмент. Последнее относится не только к коже, но и к волосам и цвету радужной оболочки глаз, чьи оттенки также зависят от содержания меланина. Составлены карты, постулирующие цвет кожи обитателей тех или иных земель в зависимости от естественного уровня солнечной радиации. Но об этом мы поговорим в одном из следующих УФ рассказов.

 

Из предыдущего рассказа можно сделать вывод, что роль УФ туманна: в каких-то случаях он полезен, но чаще - смертельно опасен. Может быть, полезного ультрафиолета не существует вовсе? Как ни странно, на примере УФ особенно очевидна одна из заповедей медицины: в зависимости от дозы, лекарство может стать ядом, а яд - лекарством. Началом эры использования коротковолнового света во благо, а не во вред, можно считать несколько курьёзную Нобелевскую премию, полученную датским врачом Нильсом Финзеном в 1903 году. В конце XIX века врачи заинтересовались терапевтическим влиянием света. К тому времени было известно, что свет задерживает рост многих видов бактерий и ультрафиолет справляется с этим особенно хорошо. Финзен обратил внимание именно на кожные болезни, справедливо возлагая надежды на именно их излечение при помощи света. После ряда попыток он остановился на кожном туберкулёзе. Эта болезнь, вызванная микробактерией туберкулёза, могла сильно обезобразить больного. В наши дни она встречается довольно редко, успешно лечится курсом антибиотиков. Но более ста лет назад антибиотиков не существовало, да и сама бактериальная теория болезней едва сформировалась. Финзен основал в Копенгагене особый институт светолечения своего имени и, действительно, добился впечатляющих успехов. Кожный туберкулёз стал отступать под напором ультрафиолета из новейших дуговых угольных ламп постоянного тока. Как нам теперь известно, спектр излучения этих ламп был весьма небезопасен, но в те годы врачи праздновали победу. Как уже говорилось, в 1903 году Финзен удостоился премии по медицине "в знак признания его заслуг в деле лечения болезней с помощью концентрированного светового излучения, что открыло перед медицинской наукой новые широкие горизонты". К тому времени сам доктор был смертельно болен псевдоциррозом печении и вскоре скончался. Он наивно верил в целебную силу солнечного света и до последних дней на крыше своего дома в Копенгагене принимал солнечные ванны, в случае его болезни - совершенно бесполезные. Сегодня приходится признать, что никаких "широких горизонтов в медицинской науке" открыто не было. Этот случай так и остался бы в списке "странных" Нобелевских премий, которыми богата история медицины, если бы сама природа не распорядилась иначе. Мы хорошо понимаем, что микробактерия туберкулёза погибала от мутагенного влияния УФ, и, тем более, от него гибли и вырождались клетки кожи облученных пациентов. Так что победу можно считать пирровой. Другим - почти единичным - примером работы УФ в современной медицине является борьба с псориазом. Считается, что псориаз - это аутоиммунное заболевание, в результате которого здоровые клетки кожи (по не до конца еще понятной причине) атакуются собственной иммунной системой больных. Мы поговорим о лечении аутоиммунных болезней кожи в следующих главах2.

 

Добавим, что в наши дни "жесткий" коротковолновой свет активно используется для стерилизации и обеззараживания воды, операционных, других открытых поверхностей, разумеется, в отсутствие там человека. Например, водоочистительные установки сегодня немыслимы без УФ. Облучение им - дешевый и эффективный способ стерилизовать воду, который, к тому же, не оставляет после себя ровным счетом никаких вредоносных последствий. Да и в лаборатории мы также пользуемся невидимым светом тёмно-синих ламп (помимо работы с ультрафиолетовой лазерной пушкой, рассказ о которой помещён в первой части). Если заглянуть в одну из стерильных лабораторий, где выращивается культура нервных клеток, то повсюду увидишь предупредительную надпись "UV". Как только закрывается дверь, и люди покидают комнату, под её потолком вспыхивает невидимый свет. Нескольких часов свечения достаточно, чтобы уничтожить практически все типы микробов. Когда мы возвращаемся в комнату - та уже вполне стерильна.

 

На этом можно было бы и закончить этот рассказ об УФ, если бы не описание одной загадочной болезни, сделанное еще во I - II веках н. э. античными врачами Сораном и Галеном. О ней-то и об особой терапевтической роли солнечного ультрафиолета мы и расскажем в следующей главе.


(Продолжение следует)

Copyright © 2010-2012 Профессор Эдуард Коркотян    
(Институт Вейцмана)
    

ноябрь, 2012 г.    



1 Здесь и далее цитируется по:
Nina G. Jablonski and George Chaplin,
" The evolution of human skin coloration",
Journal of Human Evolution (2000) 39, 57-106,
http://www.bgsu.edu/departments/chem/faculty
/leontis/chem447/PDF_files
/Jablonski_skin_color_2000.pdf

2 Комплексное влияние УФ при псориазе и др. не вполне изучено. Главнейшим компонентом лечения является синтез витамина D, о котором см. ниже. Местное но не общее повышение уровня D способствует ремиссии. См.: http://www.reuters.com/article/idUSTRE67G4EN20100817.


 

Страница 5 из 5
  ГлавнаяДневник мероприятийПлан на текущий месяц     copyright © rehes.org
Перепечатка информации возможна только при наличии согласия администратора и активной ссылки на источник! Мнение редакции не всегда совпадает с мнением автора.