Все мы немножко лошади | Научно-популярный журнал "Химия и Жизнь"

Все мы немножко лошади
Ястребова С.
(«ХиЖ», 2017, №12)

Лошадей одомашнили одними из первых более пяти тысяч лет назад. С тех пор они принесли немало пользы цивилизации: служили и транспортным средством, и источником пищи, и способом развлечься (вспомним о скачках и конкуре). Затем автомобиль пришел на смену лошади, и содержать этих животных стало дороговато. Однако они все еще бывают нужны медицине. Впрочем, в этой статье речь пойдет не об улучшении психологического состояния аутистов при общении с лошадьми, а скорее, о физиологии и биохимии.


pic_2017_12_32.jpg

Фото: paul / flickr.com



Метаболический синдром

Некоторые «человеческие» заболевания исследуют на лошадях в рамках инициативы OneHealth — «одно здравоохранение на всех» (onehealthinitiative.com). В этой инициативе объединились ветеринары и врачи, чтобы предоставить всем своим пациентам одинаковую терапию. В конце концов, хотя мир населен множеством видов животных, все они друг другу родственники и все в равной мере заслуживают право жить без болезней.

Обычно мы представляем себе лошадей поджарыми и мускулистыми, но у них тоже встречаются ожирение, метаболический синдром и проблемы с инсулином, в частности резистентность клеток к нему («Journal of Diabetes Science and Technology», 2009, 3, 1, 163174,doi:10.1177/193229680900300119).

У лошадей есть своя, особая версия метаболического синдрома. Толстым больное животное не выглядит, однако распределение жира по его телу отличается от нормы — он накапливается на шее под гривой, в основании хвоста и некоторых других местах. Инсулина при этом вырабатывается много, но и такое его количество не удерживает концентрацию глюкозы в крови на нормальном, не повышенном уровне.

В отличие от человека, у лошади подобное состояние может держаться годами, не приводя к развитию диабета или инсульта (у нашего вида, как правило, приводит). Вместо этого у лошадей может развиться ламинит, заболевание иного толка, главные признаки которого — спазм сосудов конечностей и нарушение кровообращения в них (а это не может не сказаться на состоянии копыт). В общем, на диабет не очень похоже.

Интерес к изучению метаболического синдрома лошадей для медиков заключается как раз в том, что эти животные, в отличие от человека, как-то умудряются годами пребывать в состоянии компенсированной резистентности к инсулину. По мнению ветеринара Молли Маккью из Миннесотского университета (http://www.thehorse.com/articles/28070/thehorse-as-a-model-for-human-research), условия эволюции одомашненных лошадей весьма походили на те, в которых находятся современные люди. Их много кормили богатой углеводами пищей, но давали мало жизненного пространства: стандартное стойло просторным не назовешь. При этом отбирали животных, лучше других перерабатывающих корм в физическую активность. Хорошо бы выяснить, что конкретно позволяет им удерживаться от характерных для Homo sapiens заболеваний, подстегиваемых метаболическим синдромом.


pic_2017_12_33-1.jpg

Лошадь с метаболическим синдромом. Стрелками показаны места накопления жира

Фото: www.pferde-info.ru



Лечение суставов

Люди при ходьбе опираются на полную стопу, а лошади всего на один палец. Но у тех и других одна и та же проблема с конечностями — больные суставы. Остеоартроз часто настигает и нас, и быстроногих скакунов. И если мышам и другим грызунам, как правило, нужно специально повреждать суставы, чтобы добиться похожего на остеоартроз состояния, то у лошадей оно нередко возникает само. Для животных это факт прискорбный, но специалистам по биомедицине он, наоборот, на руку. Чем ближе к естественной модель заболевания у животного, тем легче будет перенести результаты ее изучения на человека, к тому же не придется тратиться на вещества и манипуляции, вызывающие нужное состояние у модельных объектов. Правда, стоит отметить, что иногда разновидности остеоартрита у лошадей все-таки вызывают искусственно. Например, в одном исследовании воспаление синовиальной оболочки сустава имитировали введением бактериальных токсинов в суставную жидкость («Equine Veterinary Journal», 1994, 26, 6, 492–495, doi: 10.1111/j.2042-3306.1994.tb04056.x).

Вообще говоря, термин «остеоартроз» включает в себя несколько заболеваний, связанных с патологиями суставов. Поражаются хрящи, суставные поверхности костей и синовиальные оболочки (это часть суставной сумки). Для каждой патологии есть свое название. Причины остеоартроза — как правило, повреждение суставов, в том числе спортивные травмы, нарушения метаболизма и гормональной регуляции, а также аутоиммунные заболевания. Риск этой болезни повышается с возрастом и при наборе лишнего веса. Все это касается и лошадей, и людей.

В настоящий момент полностью излечить остеоартроз невозможно, но есть потенциальные способы облегчить состояние больного. Один из них — терапия стволовыми клетками («Expert Opinion Biological Therapy», 2007, 7, 11, 1621—1626, doi: 10.1517/14712598.7.11.1621, см. также «Химию и жизнь, 2017, 2). Людям она недоступна, так как ее пока не одобряют контролирующие органы. Для ветеринарии правила мягче, и лошадей уже лечат стволовыми клетками от остеоартроза. Клетки эти получают путем индукции из жировой ткани или из ткани костного мозга.

Методы и приемы лечения остеоартроза стволовыми клетками у лошадей еще не идеально отработаны, так что эта область ветеринарной медицины представляет собой обширное поле для весьма важных и интересных, а главное, легальных экспериментов. Из их результатов «человеческая» медицина наверняка почерпнет для себя немало полезного.


Эквинация вместо вакцинации

Здесь нас ждет, пожалуй, самое интересное — почти свержение устоев. Как всем известно, защиту от оспы разработали с помощью коров («Химия и жизнь» писала об этом в августовском номере 2017 года, и не только). Пустулы с их вымени сушили, измельчали и втирали в надрезы на коже. Эдвард Дженнер в 1798 году начал использовать пустулы с рук доярок, заразившихся от животных, но смысл был тот же — ввести в организм вирус возбудителя коровьей оспы, менее опасный, чем вирус оспы натуральной, но все же дающий иммунитет. Однако о дальнейшей судьбе оспенных вакцин большинство людей осведомлено гораздо хуже.

Коровьей оспой болеют не только сами коровы, но и лошади. Сто и более лет назад, когда никто не умел проводить серологический анализ, различий между коровьими, лошадиными и человеческими вирусами не делали. При этом довольно скоро после массового внедрения оспенной вакцины стало не хватать материала для прививок от коров и доярок, ив 1817 году Дженнер решил использовать также пустулы от лошадей. По крайней мере, так говорится в официальном отчете ВОЗ, выпущенном в 1988 году, когда натуральная оспа уже была уничтожена.

И через 90 лет после Дженнера «лошадиные» вакцины продолжали применять наряду с полученными от коров. Более того, первые как раз преобладали, по крайней мере, в США в начале прошлого века. Это выяснилось совсем недавно («The New England Journal of Medicine», 2017, 377:1491—1492, doi: 10.1056/NEJMc1707600). Исследователи из Германии, Бразилии и США амплифицировали и секвенировали геном вируса, который содержался в вакцине против оспы, выпущенной в первые годы ХХ века компанией «H.K. Mulford» в штате Филадельфия. ДНК этого вируса на 99,7%, за вычетом пары делеций, совпадала с ДНК вируса оспы лошадей.

Хотя точное происхождение филадельфийской вакцины неизвестно, есть все основания полагать, что материал для нее завезли из Европы. Дело в том, что в начале XX века «своей» натуральной оспы в Новом Свете не было. А значит, и европейские вакцины того времени содержали вирус лошадей. Так что лошади, вполне вероятно, сыграли в борьбе против натуральной оспы не менее важную роль, чем коровы.


pic_2017_12_33-2.jpg

Победить оспу человечеству помогли не только коровы, но и лошади. А— контейнер из дерева и стекла для порции вакцины против натуральной оспы, произведенной в Филадельфии в 1902 году; В— сравнение ДНК вируса из этой вакцины и возбудителя оспы лошадей


Еще по теме

prev_2017_01_36.jpgОрганизмы, которые волей-неволей поучаствовали в приумножении медицинского знания, крайне разнообразны: тут и черви, и мухи, и лягушки, и многие другие. Но хочется сосредоточиться на тех, кто и так человеку ближе всех, — на домашних животных. Из них, пожалуй, самые популярные и самые давние наши друзья — собаки.

>>

prev_2017_02_36.jpg Кто кому нужнее — люди кошкам или кошки людям? Если вспомнить историю медицины, больше похоже на то, что это мы зависим от гуляющих сами по себе, а не они от нас. Анатомия и физиология кошек оказалась настолько близкой к нашей и одновременно удобной для изучения, что вряд ли получится назвать область медицины, которая не извлекла бы пользы из экспериментов с кошками.

>>

prev_2017_03_30.jpg Во многих языках есть выражение, обозначающее подневольное существо, на котором буквально или фигурально ставят опыты. В русском, например, чаще всего можно услышать «лабораторная мышь» или «подопытная крыса». А в англоязычных странах — guinea pig, по-нашему морская свинка. И хотя сейчас исследования по всему миру гораздо чаще проводят на других грызунах, этот домашний любимец вполне заслуженно носит статус главного подопытного.

>>
prev_2017_04_18.jpg

Монгольские песчанки, маленькие милые мышеподобные создания, пока еще никому не принесли Нобелевской премии. Но это не значит, что нам нечего рассказать об исследованиях с их участием. Эти дружелюбные грызуны помогают изучать эпилепсию, нарушения слуха, воспалительные заболевания кишечника и разнообразные инфекционные болезни.

>>
prev_2017_06_24.jpg

Курица — это не только вкусное мясо или материал для нелестных сравнений вроде «куриные мозги». За последние два века куры принесли наукам о жизни немало новой информации. Именно благодаря этим современным родичам динозавров человек узнал многое о ранних стадиях развития эмбрионов, открыл вызывающие рак вирусы, а также нашел эффективный способ получения ряда вакцин.

>>
prev_2017_07_24.jpg

На сей раз речь пойдет о необычном животном. В отличие от всех предыдущих героев рубрики, дома и в подсобных хозяйствах его не держат. В России и близлежащих странах существо это в принципе встретишь нечасто, разве что в зоопарке. Это девятипоясный броненосец — одно из немногих животных, помимо человека, болеющее проказой.

>>
prev_2017_08_34.jpg

Коровы, а более научно — домашние быки Bos taurus taurus, внесли немалый вклад в развитие цивилизации. И речь тут не только о молоке, мясе или кожаной одежде. Крупный рогатый скот так или иначе помог уничтожить одно из самых некогда распространенных заболеваний — натуральную оспу, а также продлил жизнь тысячам диабетиков и пациентам с больным сердцем.

>>
prev_2017_09_32.jpg

Змея — символ врачевания. Яд этих рептилий еще с древности пытаются использовать в качестве лекарств. Однако неядовитые змеи едва ли не полезнее для медицины, чем ядовитые: у них с современными людьми гораздо больше общего, чем можно подумать. Кстати, есть мнение, что и на эмблемах медицины запечатлена вовсе не ядовитая змея, а эскулапов полоз Zamenis longissimus, мирный обитатель храмов Асклепия.

>>

prev_2017_10_40.jpg

Домашних хорьков сейчас нередко держат в качестве домашних животных и даже разводят в специализированных питомниках, как породистых собак или кошек. Плюс к тому, в ХХ веке выяснилось, что эти животные в некоторых аспектах физиологии весьма похожи на людей. А значит, изучая хорьков, можно кое-что понять и о человеческих болезнях.

>>
prev_2017_11_24.jpg

Аквариумные рыбки Данио Рерио долгое время были объектом биологии развития. Однако в последние годы их стали использовать и нейробиологи, и физиологи более широкого профиля, и специалисты по изучению рака.


>>