В організмі весь час йдуть будівельні роботи. Щось демонтується, щось надбудовується, щось реставрується - реакції обміну речовин не сповільнюються ні на секунду. Кістки оновлюються повністю кожні чотири роки, а, припустимо, кров - у багато разів швидше: термін життя еритроцита складає приблизно 120 днів. Швидкість виробництва нових еритроцитів колосальна - 1010-й клітин в годину. Здавалося б, при такому грандіозному розмаху будівельно-монтажних робіт основна «комунікація» нашого тіла, кров, повинна бути забита всякого роду будівельними матеріалами та уламками.
Але ось що цікаво: плазма крові здорової людини завжди містить в помітних кількостях лише трохи більше сотні речовин, і тих, по суті, не так вже й багато. Сухий залишок в плазмі становить 9-10%. З них 7-8% припадає на білки, а на все інше, отже, 2-3%.
У крові міститься близько двадцяти солей і іонів, починаючи з натрію і хлору - на них припадає 9/10 всіх іонів плазми, і закінчуючи такою екзотикою, як селен і хром. Всі ці речовини мають молекулярні маси порядку десятків одиниць - дрібниця. Проте вони становлять ще близько 1%.
Що ж займає решта 1-2% між неорганічними речовинами і білками? Звичайно, небілкові органічні сполуки. Це або речовини, які всмокталися в кров після перетравлення (в першу чергу жири і вуглеводи - будівельний і енергетичний матеріал), або сміття - продукти остаточного розпаду органічних молекул, що підлягають виведенню з сечею.
Ще в 60-і роки Б.Скрібнер займався видаленням «сміття» з крові хворих, у яких відмовили нирки. (Цей стан медики називають уремією - «мочекровієм».) Скрібнер піддавав їх кров діалізу: пропускав її по системі трубочок, зроблених з матеріалу, проникного тільки для дрібних молекул. У рідину, що омиває ці трубочки, виходили отруйні продукти, які в нормі повинні виводитися з сечею: аміак, сечовина, сечова кислота та дещо ще. Однак самопочуття пацієнтів після діалізу не прийшло в норму. Тоді Скрібнер призначив їм ще й перитонеальний діаліз - промивання черевної порожнини спеціальною рідиною. І тут сталося щось несподіване. Стан хворих різко поліпшилося, хоча отрути сечою ефективніше виводитися не стали. Дослідник зрозумів, що промивання черевної порожнини видаляє невеликі білкові молекули, які не проходять крізь целофанові мембрани ниркових діалізаторів. Так було встановлено, що важкий стан хворих на ниркову недостатність викликають не тільки низькомолекулярні речовини на зразок аміаку і сечовини, а й отруйні дрібні фрагменти білка - поліпептиди. Проблема була поставлена.
Метаболізм по-оптимальному
Наша їжа включає молекули самої різної маси. Умовно їх поділяють на три групи: малої - 1-300, середньої - 300-5000 і великої маси - більше 5000 дальтон (Да).
Основний продукт харчування - білки, молекулярна маса яких коливається від 5 тисяч до 1 і більше мільйонів дальтон. Під дією травних ферментів білки розпадаються на мономери - амінокислоти. Найменша амінокислота, гліцин, має масу 75, а найбільша, ізолейцин, - 130 Да. (Кордон між дрібними і середніми молекулами - 300 Да - умовний: дрібними вважаємо молекули, які порівняно легко проникають через стінки кишечника і інші бар'єри нашого тіла. Отже, всі амінокислоти - дрібні молекули.) Крім амінокислот-мономерів, в кишечнику можуть всмоктуватися амінокислотні димери і тримери - пептиди, але їх надзвичайно мало. А більш довгих і зовсім немає: чим з більшої кількості амінокислот складається пептид, тим більше шансів набути до нього алергію.
Крім білків, в продуктах харчування містяться вуглеводи. У кишечнику не всмоктуються ні великі полісахариди, що складаються з безлічі залишків глюкози, - тваринний глікоген і рослинний крохмаль, ні навіть дисахариди: сахароза (буряковий), лактоза (молочний) і мальтоза (солодовий цукор). Попадання в кров нерозщеплених молекул цукру веде до отруєння. У здорової людини проходять в кров тільки мономери, продукти розщеплення полімерів і димерів: глюкоза, галактоза, фруктоза, маса яких - всього 180 Да. А, скажімо, рослинна клітковина, целюлоза, - теж полімер глюкози, але іншої будови, ніж крохмаль і глікоген, - взагалі не перетравлюється і проходить «транзитом» крізь травний тракт.
Вітаміни всмоктуються цілком, але всі вони належать до малих молекул, крім токоферолу (вітамін Е) - 431, фолієвої кислоти (вітамін В9) - 441, філохинон (вітамін К1) - 581 і цианкобаламіна (вітамін В12) - 1357 Да. (Останній, до речі, використовують як маркер - типову молекулу середньої маси при поділі плазми на фракції.) Причому великі вітаміни всмоктуються за допомогою спеціальних молекулярних механізмів, шляхом активного переносу, а не просто проходять крізь пори в мембрані клітин.
Жири перетравлюються в кишечнику і всмоктуються у вигляді гліцерину і жирних кислот. Найдовша з них, арахідонова, має молекулярну масу 304. Частина жирних кислот, потрапляючи в клітини кишкової стінки, знову з'єднуються з гліцерином і вже у вигляді жирів, властивих даному організму (а не харчового продукту), по лімфатичних судинах проникають в кров, де деякий час існують у вигляді дрібних крапельок. Діаметр такої крапельки - менше 1 мкм. У крові вони з'являються тільки після прийому жирної їжі (особливо слідом за голодуванням) і, як і ресинтезовані нейтральні жири, швидко осідають в жирових депо, не вступаючи в хімічні реакції. Крім того, з жирних кислот утворюються ліпіди. Молекули їх досить великі. Один з найбільших ліпідів, що міститься в мозку, має молекулярну масу 828, а сумнозвісний холестерин - 404. Нейтральні жири, ліпіди і холестерин разом займають в крові 0,4-0,9%. У підсумку на інші групи сполук майже нічого і не залишається.
Є така хвороба - синдром мальабсорбції (назву можна перекласти з французько-латинської як «погане всмоктування»). Якщо поживні речовини не розщеплюються до мономерів (скажімо, при дисбактеріозі або недостатньої активності ферментів), ці речовини або проходять наскрізь (це буває частіше), або всмоктуються в незруйнованому вигляді - тобто у вигляді молекул середньої маси. У першому випадку починається пронос, виснаження, у другому - отруєння. Типовий приклад мальабсорбції другого типу - спадкова недостатність ферменту лактази, що розщеплює молочний цукор лактозу. Для людей з такою недостатністю молоко - справжнісінька отрута, що викликає блювоту і ураження нирок.
Поки ми нічого не сказали про речовини, які потрапляють в кров не з травного тракту.
В першу чергу це гормони, сигнальні речовини, як правило, білкової природи - поліпептиди і олігопептиди. Їх кілька десятків, але перераховувати всі ми не будемо. Найкоротший - тиреотропин, або рилізинг-гормон, складається всього з 3 амінокислот, близькі до нього окситоцин і вазопресин - по 9 амінокислот. Довгі гормони - це паратгормон (84) і гормон росту (191 амінокислота), а найдовший - лактогенний, що включає 198 амінокислот. Це все великі молекули, які в кишечнику перетравлюються. (Так що гормон росту теляти ніколи не змусить підрости людину або вовка.) До молекул середньої маси можна віднести лише тироксин і стероїдні гормони кори надниркових залоз: ось вони можуть не тільки синтезуватися в організмі, але і всмоктуватися, і утворюватися з одержуваного з їжею холестерину. А такі, як адреналін або статеві гормони, - взагалі дрібниця.
Нарешті ми добралися і до «сміття» в крові, що підлягає видаленню. Це в основному сечовина, сечова кислота, креатинін, кетонові тіла, молочна кислота, білірубін і уробилин. Їх усіх разом може бути не більше 0,4%. Тільки останні два з них можуть бути віднесені до молекул середньої маси. Тобто у здорової людини - всього нічого.
Чому ж сміття в крові так мало і воно таке дрібне? Ми вже бачили, що речовини, які всмоктуються з кишечника, не можуть мати велику масу, оскільки в іншому випадку вони просто не проникнуть через його стінку (як це і відбувається з целюлозою). Дрібні молекули з крові проникають в клітини і там, піддаючись перетворенням або включаючись в синтез, перетворюються в великі і навіть гігантські молекули. То ж речовини, які утворюються як відходи виробництва, спеціально «дробляться» ще всередині клітин, щоб вони могли пройти через нирковий фільтр. Здорова кров чиста! (Це до відома тих, хто захоплюється «чисткою» організму.) Постійно йдучі в нашому тілі перебудови організовані за принципом - все, що надходить на будмайданчик, відразу монтується в потрібних місцях або відкладається в депо, а все підлягаюче видаленню розбирається ще всередині клітин і швидко вивозиться.
Однак в цій налагодженій системі може відбутися збій, і почнеться саме те, що спостерігав Скрібнер: отруєння молекулами середньої маси, які не можуть покинути організм через ниркові канальці. Як же це буває?
Отруєння власною отрутою
На відміну від отрути, що надійшла із зовнішнього середовища і викликала «отруєння ззовні» - екзотоксікоз, отрута, синтезована всередині організму, викликає «отруєння зсередини» - ендотоксикоз. Ось про нього ми і розповімо.
Найпростіший приклад отруєння власним отрутою - утворення нормального продукту життєдіяльності в зайвих кількостях. Так, присутність тироксину в крові в малих концентраціях - необхідно, однак при його надмірної продукції виникає тиреотоксикоз. При самих різних хворобах медики шукають (і часто знаходять) гиперпродукцию певної речовини.
Однак поява або збільшення концентрації конкретного речовини викликає конкретну хворобу, а поняття «ендотоксикозу», що з'явилося порівняно недавно, має на увазі щось інше. Цим терміном визначається типове по клінічній картині отруєння продуктами обміну речовин, яке сама людина відчуває як загальне нездужання. Ендотоксикоз виникає від самих різних причин: травми, отруєння, хвороб різних органів, інфекційних захворювань і тому подібного. Причому в міру того, як розвивається захворювання, ендотоксикоз включається в порочне коло: хвороба - ендотоксикоз - ускладнення хвороби - виражений ендотоксикоз - подальше ускладнення...
Лікарі намагалися відшукати універсальні отруйні продукти в крові померлих людей: оскільки картини «отруєння трупною отрутою», обширного поранення або гострої стадії інфекційної хвороби були багато в чому схожі, логічно було припустити, що у всіх цих випадках синтезуються або передаються одні й ті ж речовини. Першими кандидатами на роль «трупних отрут» були кадаверин, путресцин, нейрін і інші. Але, як з'ясувалося згодом, усі вони не отруйні, а небезпеку при контакті з трупом насправді представляють гнильні мікроби.
Своєрідна і типова симптоматика ендотоксикозу привернула увагу лікарів під час Другої світової війни. Особливо цікавим було схожість так званого турнікетного шоку (він розвивається після зняття джгута, що перетягував кінцівку протягом довгого часу) зі звичайним травматичним шоком. Знову і знову шукали тканинні отрути, але нічого певного не знайшли. Точніше сказати, знайшли дуже багато різних речовин. Але які з них - отрути?
А що при цих патологіях отрута в крові з'являється - це безсумнівно. Якщо взяти у хворого, що знаходиться в дуже важкому стані, деяку кількість крові (не занадто велику, звичайно), відкрутити на центрифузі еритроцити і відмити їх, плазму замінити спеціальної рідиною, а потім все влити хворому назад, то його стан відразу поліпшується. Не занадто сильно, правда, але навіть невелике полегшення надає хворому впевненість в одужанні, а це саме по собі буває ефективніше ліків. Деякі лікарі брали сироватку у хворих з ендотоксикозом і вводили її мишам. І миші гинули, причому тим швидше, чим більш важким був стан хворих.
Американський вчений А. Бабб з співробітниками ще в 1971 році після багаторічних досліджень сформулював гіпотезу, що зв'язує ендотоксикоз з появою в плазмі крові великої кількості молекул середньої маси. Природно, що всі почали розганяти кров хворих і отримувати криві розподілу молекул.Как приклад, при ендотоксикозі виростає ціла гора молекул середньої маси. Мас-спектрометр, дозволяє визначати етапність появи таких молекул. На першу добу після травми з'являються молекули з масою 731-1050, на другу-третю добу - 391- 730 і на четверту добу 750- 790 Так. Великі молекули - 800- 1050 Да характеризують вкрай важкий перебіг захворювання.
Шкідливий непотріб
Що ж являють собою ці молекули? Про дещо легко здогадатися. Деяку частину їх складають молекули, які проникли через стінку кишечника, пошкоджену захворюванням (отруєнням, травмою), - молекули більші, ніж в нормі, не мономери, а, скажімо, димери і тримери. Далі до них приєднуються продукти розпаду більших молекул, причому серед них - безліч гормонів і регуляторних поліпептидів. Як це виходить?
Встановлено, що при ендотоксикозі розпад клітинних білків може прискорюватися в два рази в порівнянні з нормою. Природно, що при такому поспіху білки не встигають розщепнутися повністю.
Раптова поява зайвих гормонів - вже подія: уламки білка виявляються безглуздими сигналами, які разрегулірують роботу організму. Але ще гірше, коли у подібного гормону раптом виявляється зайва амінокислота. Такий гормон може приєднуватися до чутливого ферменту (рецептора), але не активувати його, як було б у нормі, а блокувати. Це щось на зразок машини з негабаритним вантажем: поткнеться в ворота - і сама застрягне, і інші машини не пропустить.
Як відбувається це неповне розщеплення? Усередині клітин є ферменти, що розщеплюють білки, - протеази. У нормальних умовах вони замкнуті в мембранних бульбашках - лізосомах. Але при прямому пошкодженні тканини (поранення, опік), при запальному процесі, в результаті впливу мікробних токсинів або порушення постачання тканин киснем пошкоджуються і стінки лізосом, і оболонки самих клітин. Ферменти з лізосом переходять в тканини і в кров - так званий «гуморальний протеазний вибух». У запальній ділянці, крім того, протеази виділяються лімфоцитами нейтрофілами: це захисна реакція організму при вираженому запаленні може стати небезпечною.
Кількісний та якісний склади молекул середньої маси відображають тяжкість захворювання: у міру обважнення хвороби молекули середньої маси стають все більш отруйними. Звичайно, при різних хворобах ми побачимо і різні набори молекул. Але суть процесу у всіх випадках одна і та ж: кров заповнюється зайвими гормонами, їх обривками, гормонами з непотрібними «хвостами», шматками складних ліпідних комплексів клітинної оболонки, олігоцукрів, ліпопротеїдами, похідними органічних кислот, спиртами і поліамідами.
Знайдено і особливо шкідливі молекули середньої маси - справжні «трупні отрути», якщо розуміти під цим терміном продукти розпаду, що отруюють організм. Наприклад, трипептид «глутамин-аспарагін-гліцин» пригнічує один з найважливіших ферментів, які беруть участь в енергетичному обміні. Інший олигопептид блокує дію інсуліну, ще один пригнічує імунітет. Виявлено також пептид з десяти амінокислот, здатний викликати пригнічення центральної нервової системи. І так далі.
Як лікують ендотоксикоз
Над тим, як бути з цими небезпечними молекулами, думає вже ціле покоління вчених. В першу чергу, звичайно, хочеться використовувати шляхи, за допомогою яких організм сам бореться з цією патологією: таємну мудрість людського організму необхідно зробити явною. На першому місці, поза сумнівом, знаходиться печінка, її детоксиціруюча функція. Печінка страждає при будь-якому більш-менш серйозному захворювання, навіть коли немає явних ознак її ураження. На щастя, в наш час медицина має в своєму розпорядженні цілий набір засобів, які допомагають печінки справлятися з її функцією.
Проста людина, позбавлена можливості лікуватися за великі гроші, під час хвороби повина підживлювати печінку, забезпечуючи її енергією. - Приймати глюкозу, а краще фруктозу і мед, пити вітаміни групи В (компливіт, декамевіт, амітетравіт), калій і магній (аспаркам), а також природні антиоксиданти (аскорбінову кислоту і токоферол). Дрібне сміття потрібно намагатися виводити з сечею, а для цього слід більше пити (бажано не кислі соки). Але це все ефективно лише в початковому періоді ендотоксикозу, зокрема, при грипі або інших вірусних захворюваннях.
Якщо ендотоксикозу прийняв загрозливі розміри, то доводиться вдаватися до лікарських методів, в тому числі чистити кров в буквальному сенсі слова.
Лікарські засоби лікування діляться на дві групи. По-перше, можна спробувати зупинити розпад білкових молекуд або використовувати на повну потужність природні системи детоксикації та виведення:
- Придушення розпаду білків шляхом введення речовин, що пригнічують активність протеаз (гордокс, контрикал);
- Внутрішньовенне введення глюкози, есенціале та вітамінів для відновлення функції печінки;
- Форсований діурез (водно-сольове навантаження з одночасним призначенням сечогінних);
- Перитонеальний діаліз (промивання спеціальними розчинами черевної порожнини).
Методи другої групи - це штучна фізико-хімічна детоксикація (маніпуляції з кров'ю і плазмою проводяться екстракорпорально, поза тілом):
- Гемосорбція - забір крові з артерії, пропускання її через колонку з сорбентом і повернення в вену; в найпростішому випадку сорбент - активоване вугілля, а в останні роки отримані сорбенти (наприклад, білі-рубін), вибірково захоплюючий молекули середньої маси;
- Лімфосорбция - забір лімфи з грудної протоки, сорбція і повернення в кровотік (цей метод кращий в умовах печінково-ниркової недостатності);
- Видділення витягнутої плазми від клітин крові, з наступною її заміною донорською або штучною плазмою, або плазмосорбція - пропускання плазми через сорбційні колонки.
Підсумки. Важко переоцінити значення того, що зростання концентрації молекул середньої маси в крові сьогодні усвідомлено як універсальне патологічне явище.
