Антибиохакеры

Все очень просто. Первые примитивные бактерии, появившиеся на Земле, были устроены крайне просто и имели очень ограниченный набор биологически активных молекул, большую часть которых они использовали для питания, получения энергии и строительства клеток.

Но по мере усложнения физиологии у простейших организмов возникла потребность в неких регуляторах, которые бы дирижировали разросшимся набором разных жизненных функций. Так возникли первые древние гормоны.

С учетом ограниченности ресурсов эти примитивные гормоны создавались из того, что было под рукой. Например, из вездесущей аминокислоты триптофана было создано такое универсальное гормоноподобное вещество, как серотонин. Из аминокислоты тирозина – дофамин. А из не менее простых и доступных холина и уксусной кислоты был синтезирован ацетилхолин.

С одной стороны, такие простые решения позволяли быстро и недорого решить поставленную задачу, а с другой – создавали риск безудержного копирования и создания опасных клонов этих гормонов.

Поэтому можно предположить, что природе пришлось включить жесткий эволюционный отбор, чтобы оставить нам в итоге только те регуляторы, у которых в природе нет или почти нет опасных двойников. Однако история жизни на Земле слишком сложна и длинна, чтобы полностью исключить встречу с тем или иным антибиохакером, который затаился где-то на задворках эволюции.

Возьмем упомянутый выше серотонин. В сущности, это простейшее вещество, однако роль его в жизни человека до сих пор исключительно велика. В обиходе его называют гормоном счастья или хорошего настроения, поскольку он действительно оказывает мощное антистрессорное действие на наш мозг и нервные клетки.

Кроме того, серотонин имеет много точек приложения и в кровеносных сосудах, и в мускулатуре, и в кишечнике, и даже в иммунной системе. Впрочем, удивляться тут нечему, ведь это очень древний гормон.

И все бы ничего, но в природе сохранились аналоги серотонина, которые при попадании в организм могут дублировать эффекты серотонина и из хорошего гормона сделать его очень плохим. Ведь избыток серотонина (или его аналогов) приводит к так называемому серотониновому синдрому, сопровождающемуся помутнением сознания, галлюцинациями, кишечными расстройствами, резким повышением кровяного давления, сердцебиением, мышечными судорогами.

Описанная выше картина один в один укладывается в симптомы отравления спорыньей, известному в Средние века как Антонов огонь. И все потому, что грибок спорынья, который поражает пшеницу и рожь, содержит древние вещества, которые очень похожи по строению на серотонин и могут повторять его биологические эффекты.

Или, например, тирамин, который образуется под действием микроорганизмов при долгом старении сыра. Симптомы тираминового отравления один в один совпадают с картиной серотонинового синдрома.

Ацетилхолин – еще один очень древний гормон (хотя формально его правильнее называть нейромедиатором), и он тоже крайне прост по своему химическому строению. Главной его функцией является передача нервных сигналов, управляющих всеми нашими органами.

Для этого ацетилхолин соединяется с особыми рецепторами, через которые сигнал передается сердцу, кровеносным сосудам, мускулатуре пищеварительного тракта, мышцам глаз, слюнным железам и др.

В общем, важность ацетилхолина нельзя переоценить, и поэтому даже страшно подумать, что в природе может найтись вещество, которое может взломать этот механизм. Однако такие антибиохакеры существуют и в случае попадания в организм могут заблокировать, или, наоборот, чрезмерно активировать рецепторы ацетилхолина. И то и другое крайне опасно для нас и может закончиться смертью.

Например, такие ядовитые растения, как красавка, белена, дурман, содержат вещества, очень похожие по своему строению на ацетилхолин, но при этом имеющие некоторые критические отличия. Поэтому, попадая в организм, они легко соединяются с рецепторами ацетилхолина, но активировать их не могут и вместо этого просто блокируют рецепторы, не позволяя ацетилхолину с ними соединиться.

В результате нарушается нормальная нервная регуляция и у человека возникают характерные нарушения: падение артериального давления, тошнота (вследствие нарушения работы пищеварительной системы), нарушение зрения, мышечные судороги. Известный многим атропин – как раз про это.

Мухоморы же содержат вещество мускарин, которое почти один в один повторяет молекулу ацетилхолина, поэтому попадание этого яда в организм вызывает гиперактивацию рецепторов ацетилхолина. А это приводит к резкому сужению сосудов и повышению кровяного давления, сердцебиению, поносу и слюноотделению.

Можно было бы, конечно, порадоваться, что все описанные антибиохакеры нам не грозят, так как являются экзотическими ядами, но...

Очень долгое время и табак был крайне экзотическим растением, соответственно, содержащиеся в нем антибиохакеры грозили человеку не больше, чем тот же мускарин. Почему именно мускарин? Потому что никотин табака действует на нас почти так же, как главный яд мухоморов.

Поэтому сегодня, когда многие пребывают в эйфории от перехода на якобы полностью безопасные электронные сигареты и вейпы, важно не забыть, что канцерогены табачного дыма, конечно, главное зло, но и никотин далеко не агнец божий.

В конце концов, именно никотин – главный виновник высокого сердечно-сосудистого риска у курильщиков. Ну а про опасность никотина для плода в утробе и младенцев (многие мамы сегодня считают электронные сигареты абсолютно безобидными) я вообще молчу.

Вообще-то, правильное название этого вещества анандамид, но с учетом того, что древнеиндийские слова «ананда» и «нирвана» являются почти синонимами и при этом последнее известно читателям намного лучше, я решил немного посвоевольничать.

Ну а если серьезно, то анандамид – это очень древнее гормоноподобное вещество, появившееся задолго до первых позвоночных, а значит, и первых зачатков головного мозга. При чем здесь мозг? Да при том, что анандамид – важный внутримозговой гормон.

Как и все древние гормоны, анандамид имеет очень простую структуру и образуется из подручного материала. В данном случае – из банальной арахидоновой жирной кислоты, которая является обязательной частью оболочек всех клеток.

Зачем нам нужен анандамид? Это очень важная часть системы вознаграждения и управления мотивацией, а если проще – мягкий эндогенный наркотик, стимулирующий наше правильное (с точки зрения природы) поведение. Кроме того, анандамид смягчает реакции страха и тревожности, не давая им перейти в патологическую форму.

Но, как вы уже догадываетесь, у древнего и очень простого по строению гормона не может не быть двойников в природе. И они действительно есть – это не что иное, как каннабиноиды конопли (она же марихуана).

И разница между анандамидом и каннабиноидами конопли только в одном: первый синтезируется в микроскопических количествах и только в случае реальной потребности, а вторые можно принимать в лошадиной дозе, да еще несколько раз в день.

А как известно, избыточная стимуляция мозговых центров удовольствия (даже с помощью самых безобидных и полностью природных стимуляторов, таких как каннабиноиды или алкоголь) неизбежно приводит к тому, что постоянное и очень интенсивное возбуждение этих центров приводит торможению других важных мозговых зон, включая центры памяти или сложной мозговой деятельности. Понятно, что если такое торможение продолжается очень долго, эти центры начинают неизбежно атрофироваться.

Еще один очень древний и очень простой регулятор – дофамин, или допамин, как его называют в зарубежной литературе. Разница здесь объясняется очень просто – это вещество синтезируется из L-дигидроксифенилаланина (ДОФА), а если брать латынь, то из L-dihydroxyphenylalanine (DOPA).

Но исходно дофамин синтезируется из простейшей аминокислоты L-тирозина и, соответственно, существует в живых организмах с незапамятных времен. Главной его функцией у человека и других высших животных является управление через систему нервной регуляции такими функциями, как мышечная деятельность, эмоциональные реакции, управление стрессом и, главное, внутримозговой системой вознаграждения и удовольствия (о которой мы говорили выше).

В общем, вещество чрезвычайно важное, но… как и любой древний и примитивный гормон, оно может пасть жертвой какого-нибудь неожиданного антибиохакера. Прямых копий дофамина в природе, к счастью, пока не нашлось, но есть копии кривые, которые могут очень сильно испортить систему дофаминовой регуляции.

Например, кокаин, который содержится в больших количествах в листьях перуанского растения коки. Его молекула лишь отчасти похожа на молекулу дофамина, но этого достаточно, чтобы связаться с дофаминовым транспортным белком и намертво заблокировать перенос лишнего дофамина обратно в нервные клетки. В результате концентрация свободного дофамина резко нарастает и выраженность его эффектов резко увеличивается.

Перуанские индейцы знали об этом свойстве коки и использовали ее листья для борьбы с усталостью и горной болезнью. А вот в XX веке и сегодня кокаин стали использовать как мягкий наркотик, стимулирующий дофаминовое опьянение и кураж. Последний, правда, вовсе не для горных переходов и стимуляции физической работоспособности, а для ночной жизни.