Лучшая половина. О генетическом превосходстве женщин

Поскольку туберкулез, продолжая распространяться по всему телу, в конце концов захватил гортань, Кафке приходилось делать сотни жевательных движений, чтобы не подавиться пищей. Трудно даже представить, как он страдал в последние месяцы жизни.

Кафка умер сорокалетним, 3 июня 1924 года, – туберкулез все-таки сгубил его. Перед смертью писатель взял с Макса Брода обещание не читать и не публиковать его незаконченные сочинения, а предать их огню. Но Брод свое слово не сдержал.

Подобно тому, как собирают воедино осколки разбитых сосудов, Брод, полагая, что имеет представление о замыслах покойного друга, собрал в законченные произведения главы и отдельные отрывки. Так что мы на самом деле не знаем, какими были бы «Процесс» и другие романы Кафки, если бы он прожил дольше и успел их закончить.

Но вот о чем мы можем говорить с большой долей уверенности, так это о том, что шансы Кафки завершить романы оказались бы выше, если бы он не был генетическим мужчиной. Несмотря на все достижения современной медицины, еще совсем недавно, в 2017 году, почти две трети из 1,3 миллиона умерших от туберкулеза были мужчинами.

Еще одним примером иммунологического превосходства женщин служит печальный инцидент, известный как «Любекская катастрофа». В 1929 году 251 новорожденному ввели дозу противотуберкулезной вакцины – бациллы Кальметта – Герена (БЦЖ), – которая была случайно заражена Mycobacterium tuberculosis, бактерией, вызывающей туберкулез. Большинство среди умерших после инъекции зараженной вакцины составляли мальчики.

Генетические женщины и в самом деле хороши в уничтожении микробов[12 - У иммунологического преимущества генетических женщин перед генетическими мужчинами есть и оборотная сторона, о которой я подробнее расскажу в главе 5.]. Одна из немногих бактерий, к которым женщины, по-видимому, более восприимчивы – это Escherichia coli (кишечная палочка). Это, вероятно, связано с анатомическими (а не иммунологическими) факторами, делающими женщин более восприимчивыми к инфекциям мочевых путей, как раз и вызываемым такими микробами, как кишечная палочка. Грибковые инфекции, подобные вызываемым Candida albicans, тоже (и по той же самой причине) чаще встречаются у женщин. Если задуматься, то, с учетом анатомических различий между наружными и внутренними гениталиями генетических полов, способность женщин отражать атаки множества вторгающихся микробов воистину поразительна.

Необходимо помнить, что, независимо от генетического пола, самая большая угроза нашему коллективному выживанию на этой планете всегда будет по своей природе инфекционной. Даже после открытия антибиотиков, произошедшего более семидесяти лет назад, микробные патогены все еще остаются одними из самых массовых убийц в мире. Как во времена Кафки туберкулез калечил и убивал людей в огромных количествах, так и теперь появляются все новые штаммы этого микроба, устойчивые ко многим антибиотикам из нашего нынешнего арсенала.

Лечить туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью (ТБ-МЛУ) становится все труднее именно по этой причине: антибиотики, которые когда-то уничтожали данный микроб, сейчас неэффективны. Еще большую опасность представляет другой штамм – штамм туберкулеза с широкой лекарственной устойчивостью (ТБ-ШЛУ), который невосприимчив к еще большему числу антибиотиков.

Поскольку люди перемещаются по миру, микробы делают то же самое. В настоящее время ТБ-ШЛУ зарегистрирован в 123 странах мира, включая Соединенные Штаты. Именно данный факт побудил меня посвятить значительную часть своей профессиональной карьеры разработке новых антибиотиков для борьбы с постоянно растущей угрозой инфекций, вызываемых сверхустойчивыми микробами или микробами с множественной лекарственной устойчивостью.

Когда одной лишь иммунной системы недостаточно, чтобы справиться с мародерствующими микробами, мы полагаемся на антибиотики и противовирусные препараты, помогающие победить инфекции. Но эти лекарства не решают проблему полностью, потому что в конечном итоге микробы приобретут устойчивость даже к самым современным и мощным препаратам: жизнь всегда преодолевает любые препятствия. Вот почему нам так важно знать как можно больше о нашей врожденной системе иммунной защиты. Ведь никакие антибиотики и противовирусные препараты сегодня не излечивают от инфекций, а лишь дают небольшую передышку, помогая временно справляться с микробами. Довести же дело до победного конца – это работа для нашей собственной иммунной системы.

Уцелеть в том патогенном супе, в котором мы все живем, – это одна из самых трудных задач, стоящих перед людьми. И женщины – будь то победа над тяжелой бактериальной инфекцией, либо над новейшим штаммом гриппа А, либо же, в более широком смысле, преодоление травм, связанных с голодом и эпидемиями на протяжении всей человеческой истории, – решают ее успешнее. Причина кроется в их XX-хромосомах.

Как генетик и исследователь антибиотиков я утверждаю: женщины обладают иммунной привилегией. И это хорошо, потому что от них зависит наше выживание на этой планете – как сейчас, так и в будущем.

Глава 3. Уязвимый: мужской мозг

Наоми прижимала к груди коричневую папку для бумаг, своими размерами напоминавшую аккордеон. Сын Наоми, по имени Ноа, ни на шаг не отставал от матери. Это был довольно высокий и поразительно застенчивый подросток. В моей приемной сидела девушка примерно того же возраста, что и Ноа. Увидев его, она оторвалась от своего телефона и даже перестала набирать сообщение. Однако Ноа, как мне показалось, вообще не замечал ничего и никого вокруг.

– Мне постоянно снится, что сейчас раннее утро и мы с Ноа вместе завтракаем, – произнесла Наоми, опускаясь в кресло напротив меня. Смотровая в этой клинике была немного больше обычной и даже имела два окна. Хотя рядом с Наоми стоял свободный стул, Ноа предпочел остаться позади своей мамы, которая тем временем продолжала: – Я болтаю с ним о его любимых занятиях, пока он накладывает себе еще одну миску хлопьев, а потом… он спрашивает, можно ли ему привести свою новую девушку на наш ужин в День благодарения на следующей неделе. И только-только я собираюсь ответить, как просыпаюсь… у меня бывали разные версии этого сна с тех пор, как Ноа два года назад пошел в среднюю школу. – На глазах Наоми выступили слезы. – Самое трудное для меня – знать, что этот сон, наверное, никогда не сбудется. Ведь Ноа перестал говорить, когда ему было три года, и с тех пор не произнес ни слова. Ему ничего не помогает – ни таблетки, ни диеты, ни еще какое-нибудь лечение. Я уже давно смирилась со случившимся и ни на что больше не надеюсь. Но каждую ночь, ложась в постель, я по-прежнему терзаюсь от мыслей о том, что, возможно, мы что-то упустили. Вдруг Ноа пытается сказать мне что-то этим самым сном, который я так часто вижу? Вдруг я получу ответ, если мы еще раз присмотримся к его генам?

В папке, принесенной Наоми, лежали копии медицинских записей Ноа с тех пор, когда он еще был маленьким ребенком: подробнейшие заключения от логопедов, психологов, педиатра… В пятилетнем возрасте у Ноа диагностировали расстройство аутистического спектра (РАС), которое, как предполагалось, и стало причиной того, что мальчик замолчал.

Долгое время считалось, что у мальчика шанс заболеть РАС в восемь раз выше, чем у девочки. Вероятной причиной такой высокой частоты РАС полагали то обстоятельство, что у мальчиков выше вероятность постановки диагноза в результате медицинского обследования. Многие годы это практически не подвергалось сомнению, так как у девочек РАС нередко оставались нераспознанными. Мы просто не знали, что у девочек могут быть другие симптомы, чем у мальчиков. Но хотя этим и может объясняться некоторое расхождение в числе диагнозов между генетическими полами, суть проблемы от специалистов все же ускользает.

Согласно данным за 2018 год, опубликованным Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC), у мужчин в Соединенных Штатах РАС по-прежнему выявляется в три-четыре раза чаще, чем у женщин. Мы так до сих пор и не знаем, почему у мужчин частота РАС настолько выше: различия между полами изучены пока не полностью. Но, возможно, причина кроется в отсутствии второй Х-хромосомы в мозге мальчиков, или в наличии у них Y-хромосомы, или же в сочетании того и другого.

Когда Ноа был совсем маленьким, ему сделали некоторые генетические тесты – все результаты оказались в пределах нормы, но Наоми тогда объяснили, что генетического теста специально на РАС не существует. И вот теперь, отдавая себе отчет в том, что скорее всего мы не в силах помочь ее сыну, она, однако, спросила меня, нельзя ли попытаться обнаружить основную причину его состояния, – ведь в наши дни генетическое тестирование стало более совершенным.

Изучив все бумаги Ноа, я заказал обширную мультигенную панель и еще несколько тестов и стал ждать результатов. Все они, как и раньше, оказались отрицательными – ничего не дало даже доступное теперь расширенное генетическое тестирование. Понятно, что Наоми была разочарована.

Хотя я несколько лет назад и перестал заниматься практической медициной, я по-прежнему думаю о Ноа и о других подобных ему мальчиках и не устаю поражаться обилию путей, приведших их к инвалидности, – и все из-за того, что мужской мозг лишен целой хромосомы. Отсутствие разнообразия Х-хромосом в клетках, составляющих мозг мужчин, делает их более уязвимыми и чувствительными к самым разным жизненным невзгодам и, в частности, к инфекциям и воспалениям – состояниям, которые, как известно, играют определенную роль в развитии интеллектуальных нарушений. Был ли этот факт непосредственно связан с недугом Ноа, науке еще предстоит выяснить, но мы твердо знаем, что когда с Х-хромосомой что-то не в порядке, мужчина лишен возможности воспользоваться помощью второй хромосомы.

Многие гены на Х-хромосоме «вооружены» своего рода схемами и «знают», как создать и поддерживать в рабочем состоянии оптимально функционирующий мозг. Однако из тысячи генов, находящихся на Х-хромосоме, более ста связаны с задержкой умственного развития. Эти состояния объединены вместе под названием «Х-сцепленные интеллектуальные нарушения». Считается, что находящихся на Х-хромососоме вариаций генов, которые вызывают умственную отсталость, гораздо больше, но мы пока не идентифицировали их все.

Симптомы Х-сцепленной задержки умственного развития становятся заметны в раннем детстве; интеллект в таких случаях обычно бывает ниже среднего уровня. Иногда эти состояния настолько тяжелы, что мешают овладеть даже самыми элементарными навыками, необходимыми для самостоятельной жизни. Но порой проявления подобных состояний бывают едва различимы.

Генетики узнают, что источник задержки умственного развития кроется в Х-хромосоме, когда изучают структуру наследования в семьях пациентов с этими заболеваниями. На генеалогическом древе Х-сцепленный характер наследования выделяется тем, что в семье поражаются практически только мальчики[13 - Изредка такие состояния встречаются и у женщин: это происходит, когда те наследуют две Х-хромосомы с мутацией в одном и том же гене.].

Просматривая бумаги Ноа, я наткнулся на послание от его педиатра с кратким описанием некоторых из проведенных ею медицинских исследований. Они включали тестирование на генетическое заболевание под названием синдром ломкой Х-хромосомы, которое приводит к умеренной или тяжелой задержке умственного развития и поражает мужчин чаще и тяжелее, чем женщин. У Ноа подозревали синдром ломкой X-хромосомы, потому что он был у его дяди (брата Наоми). Но тест Ноа на ломкую Х-хромосому дал отрицательный результат.

Данный синдром получил такое название потому, что при наблюдении под микроскопом Х-хромосома пациентов кажется более хрупкой и склонной к поломке. Почти у 99 процентов людей, страдающих синдромом ломкой Х-хромосомы, есть аномалия в гене умственной отсталости при ломкой Х-хромосоме (FMR1), которая мешает ему работать должным образом.

Белок, синтезируемый с помощью рабочей копии гена FMR1, помогает устанавливать связи между нейронами (так называемые синапсы), которые имеют решающее значение для нормального развития мозга. Поскольку у людей с ломкой X-хромосомой отсутствует получающийся из гена FMR1 белок, связи в их мозгу неправильные. Медицинский консенсус заключается в том, что эта проблема (со связями между нейронами) служит причиной многих когнитивных симптомов, сопряженных с ломкой X-хромосомой.

Мужчины гораздо чаще – и сильнее! – чем женщины, страдают от ломкой Х-хромосомы потому, что каждая из их клеток, включая нейроны, использует одну и ту же ломкую Х-хромосому, так как другой у них нет. Вот почему, когда речь заходит о защите мозга, дополнительная Х-хромосома, которую наследуют все генетические женщины, имеет решающее значение. Отсутствие наилучшей генетической информации для построения и поддержания одной из самых сложных из известных нам биологических систем не может не порождать проблемы. Как мы уже неоднократно убеждались, когда речь заходит о генетической лотерее, всегда лучше иметь возможность сыграть еще разок.

Давно известно, что мальчики более восприимчивы к Х-сцепленной задержке умственного развития, потому что они не устойчивы к мутациям на Х-хромосоме в той же степени, что и генетические женщины. А, как я уже упоминал, в создании и поддержании работы мозга участвуют многие гены из тысячи, обнаруженных на Х-хромосоме.

Но не только Х-сцепленные состояния и РАС непропорционально поражают мозг мальчиков. Последние – с точки зрения развития – попадают в неблагоприятную ситуацию с самого рождения. О связанном с полом невыгодном положении мальчиков, которое может привести к пожизненным неврологическим осложнениям, исследователи впервые заговорили еще в 1933 году, и сказанное тогда остается верным до сих пор. Но мало того: теперь мы знаем, что мальчики зачастую оказываются в невыгодном положении уже при переходе из утробы матери во внешний мир.

Недоношенность и дистресс при рождении связаны с повышенным риском развития в будущем задержки умственного развития. В Финляндии выполнено впечатляющее исследование, в рамках которого отслеживалось состояние здоровья каждого из 60 254 детей, родившихся в 1987 году, вплоть до семилетнего возраста. Данное исследование показало, что у мальчиков на 20 % выше риск дистресса при рождении и на 11 % – шансы родиться недоношенными. Кроме того, выяснилось, что с возрастом у мальчиков риск задержки развития в два-три раза выше; и наконец, было обнаружено, что в подгруппе из более чем 14 000 детей у мальчиков был выше риск того, что они позже пойдут в школу или что им придется учиться в специализированном заведении.

В важнейшем исследовании, опубликованном в 2011 году Центром по контролю и профилактике заболеваний, были изучены данные об отклонениях в развитии у американских детей за двенадцатилетний период. Ученые выяснили, что «в частности, у мальчиков была вдвое выше распространенность любых отклонений в развитии, у них также была избыточная распространенность синдрома дефицита внимания с гиперактивностью, аутизма, неспособности к обучению, заикания или сочетания заикания с другими задержками в развитии».

Согласно последним данным, опубликованным для Соединенных Штатов Национальным центром статистики здравоохранения, нарушения в развитии почти в два раза чаще встречаются у мальчиков, чем у девочек. Это резкое расхождение не ограничивается географическим местоположением или конкретным сообществом. Многие исследования во всем мире дали результаты, аналогичные полученным в США: общая частота нарушений развития у мальчиков выше.

Даже если учитывать возможность гипердиагностики многих из этих состояний у мужчин и недостаточного их выявления у женщин, с диагностической точки зрения мужчин все равно больше. Во многом это связано со сложностью построения и сохранения хорошего состояния человеческого мозга.

Мозг – не простой орган. И как все остальное в человеческом теле, он строится по инструкциям, которые содержатся в унаследованных нами хромосомах и генах. Мозг настолько сложная структура, что даже после завершения начальной фазы развития он продолжает подвергаться ремоделированию – этот процесс получил название нейропластичности. Изменения продолжаются до самой смерти. Нейропластичность опосредована не только нашей ДНК, но и всем, что мы время от времени испытываем. Именно по этой причине мы можем осваивать новые навыки, даже когда детство остается далеко позади.

В организме есть много других структур, которые, как и мозг, создавать трудно, и поэтому неудивительно, что мужчины (в отличие от женщин) тоже не могут построить эти структуры должным образом. Нарушения варьируют от относительно доброкачественных до более значительных врожденных пороков развития.

У детей, которым трудно есть или высовывать язык, может быть укороченная уздечка языка; данное состояние известно в медицине как анкилоглоссия. Это состояние, при котором уздечка языка – полоска ткани, которая в норме прикреплена к нижней стороне языка, – соединяется с ней неправильно. Язык не может двигаться настолько свободно, насколько нужно, он как бы «привязан» ко дну ротовой полости. С укороченной уздечкой языка рождается вдвое больше мальчиков, чем девочек.

Косолапость – состояние, при котором нижняя конечность не сформирована должным образом, – обычно лечится с помощью физиотерапии, а в крайних случаях – посредством операции. Это один из самых распространенных врожденных дефектов у детей. Как и многие другие врожденные аномалии, косолапость тоже вдвое чаще встречается у мужчин, и мы пока не знаем, почему.

Почти все, что сделать в жизни биологически трудно, – от выживания до развития – женщинам удается лучше. Генетический пол, который превалирует, когда человеческий организм совершает почти немыслимый подвиг и живет больше ста лет, – это тот пол, у кого меньше проблем с развитием. Разглядывая мир – одну страну за другой, независимо от культуры, – мы повсюду видим одно и то же: мозг мужчин находится в невыгодном положении.

У женщин не только ниже частота таких состояний, как Х-сцепленные задержки умственного развития, – эти обладательницы двух Х-хромосом наделены еще и совершенно уникальными способностями. Причем некоторые из их способностей куда более очевидны, чем мы можем себе представить.

Я хорошо помню один эпизод из собственной жизни. Моя жена Эмма и я ремонтировали тогда нашу первую квартиру. Как-то она пришла домой взволнованная, продемонстрировала мне пригоршню зеленых плашек фирмы Pantone, а затем разложила передо мной на столе несколько образцов. Там были «зеленый попугай» (Pantone 340), «зеленый крокодил» (Pantone 341) и «зеленый лист» (Pantone 7725). Для меня все они выглядели совершенно одинаково. Но Эмма была твердо убеждена, что нам подойдет только «зеленый лист» – идеальный цвет для нашего жилища. Я понятия не имел, о чем говорит моя жена. Неужели мы действительно воспринимаем мир в разных оттенках?

Я знаю, что я не дальтоник, но я – XY-мужчина. Нет, не все женщины обладают лучшим цветовым зрением, чем мужчины, однако они не так предрасположены к нарушению восприятия цветов и гораздо чаще различают больше цветовых оттенков. Мужчины же – если мы рассматриваем проблему с генетической точки зрения – в лучшем случае могут стремиться к нормальному цветовому зрению.

В сетчатке женских глаз находятся клетки, которые используют только одну из двух своих Х-хромосом для построения рецепторов, необходимых для цветового зрения. Это означает, что некоторые клетки, ответственные за цветовое зрение, могут использовать материнскую X-хромосому, в то время как другие – отцовскую. Использование двух Х-хромосом с разными вариантами одних и тех же генов объясняет, почему у женщин дальтонизм встречается редко.

Если обеспечивающие цветовое зрение рецепторы, которые женщина наследует на каждой из своих Х-хромосом, различаются достаточно сильно, это может привести к появлению визуальной сверхспособности. Ученые еще не определили точное число женщин с улучшенным цветовым зрением, но оценки варьируют от 5 до 15 процентов, а может быть, и больше. Эта усиленная версия цветового мира называется тетрахроматическим зрением, и обладающие им генетические женщины могут видеть сто миллионов цветов вместо обычного миллиона. Обычный XY-мужчина никогда не имел и никогда не будет иметь тетрахроматического зрения.

Как бы ни воспринимали мы свои глаза, по сути они представляют собой выросты нашего мозга, которые проникли в наше лицо, когда мы развивались в утробе матери. И именно глаза обеспечивают наш мозг информацией, необходимой для создания картины окружающего нас мира. Самое невероятное в наших глазах то, что они не так уж принципиально отличаются по своему строению от глаз самых ранних челюстных рыб, плававших в океане около 430 миллионов лет назад. Одно из главных различий между всеми теми объектами, что воспринимается организмами в окружающей их среде, – это цвет. Свет проникает в наши глаза и падает на сетчатку, но прежде чем это произойдет, наша роговица отфильтрует большую часть ультрафиолетового излучения. Наша сетчатка – это экран, на который проецируется (в перевернутом виде) внешний мир, а наш мозг затем интерпретирует этот проецируемый образ. Клетки, которые регистрируют видимый свет, представляют собой либо палочки, либо колбочки.

Палочки поглощают фотоны и реагируют на них. Палочки в наших глазах (а в каждом из них около 120 миллионов палочек) регистрируют свет. И внутри каждой палочки имеется 150 миллионов молекул родопсина, которые упакованы в 1000 дисков.

В сетчатке есть также 6 миллионов колбочек, и они работают совместно, чтобы помочь мозгу раскрасить мир в яркие цвета. У большинства людей есть три разных типа колбочек. Каждый тип колбочек использует рецептор от одного из трех генов цветового зрения – OPN1SW, OPN1MW и OPN1LW, – который помогает ему реагировать на длину волны света и передавать ее в мозг.

Когда один из этих генов не работает должным образом, мозгу труднее различить разницу между цветами. Если у вас нет нормально функционирующей копии одного из трех генов, которые ваша сетчатка использует для различения цветов (таких как OPN1MW), соответствующая способность может резко снизиться – от примерно миллиона различных оттенков до всего лишь десяти тысяч.

Именно это происходит при Х-сцепленном красно-зеленом дальтонизме. И поскольку два из трех генов, связанных с дальтонизмом, находятся в Х-хромосоме, мужчины, которые не наследуют рабочую копию этих генов, скорее всего, увидят мир в сильно приглушенных тонах.

Если нам удастся кое-чему научиться у обезьяны-капуцина, то у дальтонизма отыщется небольшой, но существенный плюс. Ученые обнаружили, что самцы обезьян с дальтонизмом гораздо успешнее своих собратьев-недальтоников находили замаскированных наземных насекомых, а это очень хорошо, если вы заняты поисками белка. Данный факт согласуется вот с какими – толком, впрочем, не подтвержденными – наблюдениями: дальтоники-мужчины хороши в обнаружении замаскированных объектов, т. е. способны «разоблачать» камуфляжный обман. Как сообщалось в статье в журнале Time от 1940 года, в ходе военных учений наблюдатель Корпуса Армейской авиации смог обнаружить с воздуха все тщательно замаскированные артиллерийские орудия, тогда как его сослуживцы с той же задачей справлялись с трудом. Почему это ему удалось? Судя по всему, он был дальтоником. Такая аномалия может пригодиться в некоторых ситуациях, но когда дело доходит до выживания, различать побольше оттенков цвета бесценно. И могут это только женщины.