/
Текст
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
хОРИЯ
СЕНТЯБРЬ 2023
\л}' *
ДОМАШНЯЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
Научно-практический
и образовательный
интернет-журнал
Адрес редакции:
homelab@gmx.us
Статьи для журнала направ-
лять, указывая в теме пись-
ма «For journal».
Журнал содержит материалы
найденные в Интернет или
написанные для Интернет.
Журнал является полностью
некоммерческим. Никакие го-
норары авторам статей не
выплачиваются и никакие оп-
латы за рекламу не принима-
ются.
Явные рекламные объявления
не принимаются, но скрытая
реклама, содержащаяся в
статьях, допускается и даже
приветствуется.
Редакция занимается только
оформительской деятельно-
стью и никакой ответствен-
ности за содержание статей
не несет.
Статьи редактируются, но
орфография статей является
делом их авторов.
При использовании материа-
лов этого журнала, ссылка
на него не является обяза-
тельной, но желательной.
Никакие претензии за не-
вольный ущерб авторам, за-
имствованных в Интернет
статей и произведений, не
принимаются. Произведенный
ущерб считается компенсиро-
ванным рекламой авторов и
их произведений.
По всем спорным вопросам следу-
ет обращаться лично в соответ-
ствующие учреждения провинции
Свободное государство (ЮАР).
При себе иметь, заверенные ме-
стным нотариусом, копии всех
необходимых документов на афри-
каанс, в том числе, свидетель-
ства о рождении, диплома об
образовании, справки с места
жительства, справки о здоровье
и справки об авторских правах
(в 2-х экземплярах).
Nft
ЩжШ П-П
- - ^
СОДЕРЖАНИЕ
История иммунной системы
Начала органической химии
Статистика в аналитической химии
Аналитическая химия металлов
Некоторые методы органической химии
Диэтиловый эфир малеиновой кислоты
Использование электронных сигарет
Дешифраторы-демультиплексоры
Расширение ESP32
Комплект СВЧ
Сравнение датчиков температуры
Изготовление электровакуумных приборов
Диктатура микробиома
Репликант-13 (окончание)
Генная инженерия
Цветная неорганика
Сентябрь 2023
История
Ликбез
95
116
Химичка
133
140
164
Электроника
171
181
191
Техника
202
211
Технологии
232
Мышление
248
Литпортал
328
Разное
422
450
НА ОБЛОЖКЕ
Рисунок к публикации «История иммунной системы».
История
ИСТОРИЯ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
Арвай К.
ПРОЛОГ
Величайшие памятники литературы человечества — Библия, Коран или полное со-
брание трудов Чарльза Дарвина о возникновении видов и происхождении человека
— насчитывают примерно по тысяче страниц.
Представим себе, что перед нами лежит книга такого же объема, охватывающая
все 4,6 миллиарда лет естественной истории Земли. Первые 240 страниц в ней
занимает описание безжизненной планеты, где на протяжении огромного промежут-
ка времени появляются океаны, горы и, в конце концов, формируется стабильный
климат из атмосферного хаоса.
Перевернув очередную страницу, мы обнаруживаем в нашем тысяче страничном
повествовании на странице 241 первых живых действующих лиц. Это самые ранние
бактерии, или архебактерии. В современной биологии их называют археями. С них
3,5 миллиарда лет назад началась естественная история иммунной системы, так
как они должны были научиться противостоять вредным воздействиям окружающей
среды и развивать в себе необходимые защитные механизмы.
Первые наземные растения, представленные мхами, появляются в нашей истории
на странице 890. Вскоре после этого первая рыба, жившая в глубинах морей, от-
крывает на странице 900 главу антител и, будучи родоначальником адаптивной
иммунной системы, становится эпохальным героем нашего естественноисторическо-
го повествования.
На странице 950 распускается первое цветковое растение, появившееся пример-
но 200 миллионов лет назад. Здесь же начинается рассказ о приключениях дино-
завров, который внезапно обрывается на странице 985 под грохот извергающихся
вулканов и падающих метеоритов.
Но перед этим на странице 967 расправляет свои крылья первоптица, которая
поднялась в воздух, сумела избежать катастрофы и открыла будущее для своей
многочисленной пернатой родни. Если бы она не родилась из праха динозавров,
то сегодня мы бы не видели в небе птиц, а В-клетки иммунной системы называ-
лись бы по-другому. Ведь они были впервые обнаружены именно в организме птиц
— в органе, который называется на латыни bursa Fabric!! (Фабрициева сумка).
На странице 934 мы встречаемся с существами, которые очень похожи на млеко-
питающих. Уже в скором времени им предстоит жить вместе с динозаврами. Через
двадцать страниц на сцену выходят первые настоящие млекопитающие, появившиеся
на Земле примерно 200 миллионов лет назад. Самый древний представитель этого
класса, известный нам по ископаемым останкам, походил на сегодняшних сумчатых
животных. Он появляется на странице 967 нашей тысяче страничной книги, где
описывается также полет первой птицы.
На странице 985 мы знакомимся с первыми приматами, бродящими по нетронутым
лесам. За две страницы до окончания книги — на странице 998 — появляются на-
конец человекообразные обезьяны, которые передвигаются по джунглям, время от
времени вставая на задние ноги. В последнем абзаце на странице 1000 мы встре-
чаемся взглядом с первым представителем нашего рода — Homo erectus.
И лишь в последних строчках рассказывается о появившемся в Африке 300 тысяч
лет назад Homo sapiens, который 250 тысяч лет назад добрался до Южной Европы.
В самом последнем предложении повествования, насчитывающего тысячу страниц,
он открывает эту публикацию и приступает к чтению.
Но хотя мы появляемся в книге естественной истории лишь в самом конце, к
этому конечному результату привело все, что происходило до него на протяжении
более чем 999 страниц. Мы — порождение не только культуры, но и природы. И
все, что сделало из нас людей, в том числе и иммунная система, стало резуль-
татом развития нашей планеты на протяжении миллионов лет. Мы являемся частью
сообщества млекопитающих, и поэтому наши защитные функции весьма схожи. Но,
как мы увидим, у нас есть общие черты и с такими живыми существами, как меду-
зы или оболочники, которые располагаются на древе жизни далеко от нас. Добро
пожаловать в увлекательную естественную историю иммунной системы, в которой
вас ждет немало удивительного!
ВВЕДЕНИЕ
Об иммунной системе написано множество книг. В большинстве из них даются
ответы на вопрос «как?», например: как образуются антитела против вирусов,
бактерий и других патогенов; как наши защитные механизмы обнаруживают возбу-
дителей болезней или потенциальные раковые клетки и удаляют их из тела; как
взаимодействуют иммунная и нервная системы; как психика влияет на иммунные
функции и наоборот; как микробном (микрофлора) кишечника воздействует на наше
здоровье?
Эти понятия знакомы многим. Я не собираюсь утверждать, что речь идет о ка-
ких-то банальных вещах, с которыми без труда можно разобраться. Подобные
классические вопросы, а также ответы на них жизненно необходимы для изучения
болезней и состояния организма и требуют глубоких знаний, а также специальных
научных методов исследования и экспериментов.
Вопросы, начинающиеся с «как», я считаю простыми лишь в сравнении с теми, в
которых есть слово «почему», ибо последние затрагивают самые сложные проблемы
иммунологии. Они подводят нас к всеобъемлющему и глубокому пониманию иммунно-
го комплекса. Вот вам на пробу несколько примеров таких вопросов. Почему у
нас развилась способность вырабатывать антитела против вирусов или бактерий?
Почему наша иммунная система в состоянии выявлять и уничтожать возбудителей
болезней? Почему необходимо взаимодействие иммунной и нервной систем? Почему
психические процессы влияют на иммунные функции и наоборот? Почему микробном
кишечника играет такую важную роль в защите от инфекционных заболеваний и со-
хранении здоровья всего организма?
Задавая вопрос, который начинается со слова «почему», мы хотим докопаться
до сути. В биологии это означает, что придется обратиться к эволюции. Ни на
один вопрос «почему?», касающийся иммунологии, невозможно ответить, не поняв,
из-за чего в течение всей естественной истории жизни возникала необходимость
в развитии и приспособлении, и как на этой основе появлялись эволюционные
новшества, которые сохраняются поныне и обнаруживаются в самых различных
классах, семействах и видах живых существ. Чтобы прояснить многочисленные
«почему» в области иммунологии, нам придется вернуться в давно прошедшие эпо-
хи.
В каждом таком вопросе скрывается ряд дополнительных вопросов. За счет чего
на протяжении естественной истории происходили процессы адаптации и соверша-
лись эволюционные «открытия», ставшие вехами и прорывами на пути развития им-
мунных систем различных форм жизни? Как впервые в истории жизни появились ан-
титела? Какие формы жизни стали первопроходцами всех аспектов, из которых се-
годня складывается иммунная система человека? Как естественноисторическое
прошлое защитных систем сказывается на наших взаимоотношениях с окружающим
миром, естественной средой обитания и всем биоразнообразием, с которым нас
объединяет общее эволюционное прошлое? Мы можем приблизиться к пониманию этих
сложных и многослойных проблем иммунологии, подходя к ним с исторических по-
зиций.
В последующих главах речь пойдет о самом главном «почему?» в иммунной сис-
теме . Говоря о естественноисторическом развитии иммунной системы, мы не можем
ограничиваться только человеческим иммунитетом и вынуждены обращать внимание
на другие организмы, начиная от одноклеточных и заканчивая высокоразвитыми
животными. Рассматривая историю разнообразных форм жизни, мы сумеем глубже
понять, как устроены наши собственные защитные механизмы, так как наш вид яв-
ляется продолжением эволюционного развития других родов и видов.
Происхождение нашей иммунной системы можно проследить вплоть до древнейших
одноклеточных, которые были предками всех живых существ. Даже у бактерий,
многие из которых могут играть в человеческом организме роль патогенов, часто
имеется достаточно простая иммунная система. Микроскопические одноклеточные
типа амеб, свободно плавающие в толще воды или образующие колонии, эффективно
защищаются от внешних воздействий. Например, они образуют микроскопические
сети, чтобы погибали бактерии и вирусы. Те же самые стратегии используют в
борьбе против возбудителей болезней и наши иммунные клетки, в частности клет-
ки-убийцы — так называемые естественные киллеры.
Амебы способны обволакивать и переваривать бактериальных возбудителей точно
так же, как это делают фагоциты врожденной иммунной системы человека и многих
животных. Таким образом, с точки зрения эволюции амебы являются предками на-
ших фагоцитов, но при этом и сами порой становятся возбудителями болезней,
способных довести человека до смерти. Они могут вызывать воспаление мозга и
мозговых оболочек (так называемый амебный энцефалит). Инфекция желудочно-
кишечного тракта — амебная дизентерия — также имеет своей причиной эту древ-
нейшую одноклеточную форму жизни.
Эта публикация посвящена не только естественной истории иммунной системы
как таковой, но и ее эволюционным взаимосвязям с другими организмами — возбу-
дителями болезней, паразитами и симбионтами. Последняя группа — симбионты —
играла на протяжении всей истории иммунной системы важную роль. Кораллы, ме-
дузы, пресноводные полипы и морские анемоны, относящиеся к типу стрекающих,
уже 500 миллионов лет назад включили в состав своих организмов одноклеточные
водоросли и «культивируют» их в интересах собственного здоровья. Эти водорос-
ли поселились в их пищеварительной полости, которая представляет собой про-
стейшую древнюю форму желудочно-кишечного тракта, и участвуют в переваривании
и переработке пищи, а также выполняют некоторые другие важные функции поддер-
жания здоровья. Традиция симбиоза наблюдается и в микробиоме нашего кишечни-
ка, где микроорганизмы выполняют важную функцию в рамках иммунной системы.
Они являются неотъемлемой составной частью нашего защитного механизма. В на-
стоящее время исследователи наряду с бактериями изучают и многие виды вирусов
в качестве важных эволюционных симбионтов, которые необходимы нам для хороше-
го самочувствия. В этой связи появилось даже такое понятие, как «виробиом»,
или «виром». Родоначальниками этой эволюционной традиции также стали миллионы
лет назад самые примитивные формы жизни.
Один из видов медуз (стрекающие).
Взаимосвязь между нервной и иммунной системами наблюдается не только у лю-
дей, но и у многих других форм жизни, и ее истоки можно проследить до уже
упомянутых стрекающих. Они являются родоначальниками нервной системы. Это
древнейшие многоклеточные формы жизни, у которых впервые появилась простейшая
нервная сеть. Даже этим древним формам жизни было свойственно взаимодействие
нервной и иммунной систем. Такое направление науки, как психонейроиммуноло-
гия, изучает именно влияние нервной системы и психики на иммунитет и наобо-
рот. Этот биологический феномен зародился более 500 миллионов лет назад с по-
явлением на арене стрекающих.
Таким образом, стрекающие являются родоначальниками врожденного иммунитета.
Этот вид иммунитета передается по наследству и основывается на проверенном в
ходе эволюции действии защитных клеток и иммунных белков (иммунопротеинов).
Он пока обходится без антител и других приобретенных иммунных функций. Этот
жизненно важный вид иммунитета, появившийся более 500 миллионов лет назад,
имеется у людей и других млекопитающих, а также у всех представителей живот-
ного мира, включая даже насекомых. Изучение важных функций врожденного имму-
нитета у дрозофил и рыб данио рерио привело к прорывным открытиям в области
медицины человека, в частности к пониманию механизмов распознавания и уничто-
жения болезнетворных бактерий клетками иммунной системы. Этот процесс называ-
ют фагоцитозом.
Еще более древние функции врожденного иммунитета человека можно обнаружить
даже в растениях. К ним относится, в частности, программируемая смерть кле-
ток. Это своего рода клеточный очистительный процесс, в ходе которого соста-
рившиеся клетки, плохо выполняющие свои функции и повышающие угрозу возникно-
вения рака, отмирают «по собственной инициативе», уступая место новым. Вирусы
также были впервые обнаружены в растениях. Иммунопротеины, которые распознают
возбудителей болезни и запускают иммунную реакцию, хорошо изучены в расти-
тельных формах жизни. Это имеет большое значение для процессов, которые вы-
полняют схожие функции постоянной защиты здоровья в человеческом организме.
Если говорить об инфекционных заболеваниях, то мы часто недооцениваем роль
врожденного иммунитета, который уже при первом контакте с возбудителем болез-
ни выстраивает защитный барьер. Однако именно врожденный иммунитет играет ре-
шающую роль в предотвращении инфекций или, по крайней мере, в облегчении те-
чения болезней. Ему также принадлежит центральная роль в защите от рака. Чем
глубже мы погружаемся в долгую историю врожденного иммунитета, тем яснее ста-
новится, почему наши иммунные функции и здоровье в целом в значительной сте-
пени зависят от экологии и условий жизни, в том числе от психического и нев-
рологического состояния, питания и других факторов.
Но и приобретенный, или адаптивный, иммунитет со своими антителами и Т-
клетками, обладающими иммунной памятью, также отличается достаточно длитель-
ной историей развития. По всей видимости, она началась примерно 400 миллионов
лет назад в организме древней рыбы с мощными челюстями. До сих пор формы жиз-
ни, которые ведут свое происхождение от нее, обладают способностью вырабаты-
вать специфические антитела при контакте с возбудителями болезни. Эта способ-
ность свойственна всем позвоночным животным, за исключением семейств миксино-
вых и миногообразных. «Изобретение» врожденного иммунитета считается аналогом
«Большого взрыва» в иммунологии. Но не следует впадать в заблуждение, думая,
что формы жизни, которые могут полагаться только на врожденный иммунитет, не-
способны к развитию этого качества. Даже иммунная система бактерий обладает
простейшими адаптационными способностями, что может считаться ранней предше-
ствующей формой приобретенного иммунного ответа, хотя и без образования анти-
тел.
Предмет нашего рассмотрения составит не только история развития защитных
функций человека, но и иммунные системы в дикой природе. При этом и сам чело-
век будет рассматриваться как часть природы, то есть как все остальные живые
существа во взаимосвязи со своей естественной средой обитания. Так, например,
влажная кожа амфибий, в которой живут многочисленные микроскопические симби-
онты, представляет собой одну из самых интересных иммунологических моделей,
демонстрирующих связь между окружающей средой и защитными функциями. Эти су-
щества, обитающие на границе воды и суши, учат нас тому, что и мы вместе с
нашими симбионтами и собственным микробиомом являемся отдельными экосистема-
ми, встраиваемыми в комплексные экологические структуры.
В ходе поисков ответов на главные вопросы в области иммунологии, начинаю-
щиеся с «почему», становится понятно, что развитие иммунной системы на протя-
жении сотен миллионов лет было тесно связано с условиями окружающей среды. По
сути, иммунная система представляет собой комплексную систему распознавания
«свой-чужой», которая впускает «друзей», что можно продемонстрировать на при-
мере заселения здорового человеческого организма полезной микрофлорой, и ата-
кует «врагов» в виде самых различных вредных факторов из нашего окружения.
Одновременно различные вещества, раздражители и микробные симбионты из
внешних экосистем оказывают поддержку нашим иммунным функциям. Я могу привес-
ти многочисленные примеры, прошедшие хорошую научную проверку: возле водопада
и на морском побережье в воздухе содержатся электроаэрозоли. Это частицы воз-
духа, которые в результате трения о частицы падающей воды или прибоя приобре-
тают отрицательный электрический заряд и связываются с мельчайшими капельками
влаги. Эти особые аэрозоли поддерживают функции мерцательного эпителия и тем
самым укрепляют иммунитет слизистых оболочек дыхательных путей, ставя прегра-
ду на пути возбудителей болезней, проникающих внутрь организма вместе с воз-
духом .
Микробы из почвы тренируют иммунную систему и улучшают состав нашего микро-
биома, благодаря чему снижается восприимчивость организма к инфекциям. Вто-
ричные растительные вещества из лесов и других мест произрастания раститель-
ности способствуют укреплению клеточной иммунной системы, которая относится к
врожденному иммунитету, борющемуся как с поступающими извне возбудителями,
так и с потенциальными раковыми клетками. Эти взаимосвязи между окружающей
средой и иммунной системой изучает экоиммунология — моя сфера деятельности,
которой я в настоящее время уделяю основное внимание, учась в докторантуре
Института биологии при университете города Граца по специальности «Экология и
эволюционная биология».
Давайте начнем с первого шага. Я приглашаю вас отправиться в далекое про-
шлое, к истокам жизни, чтобы проследить за развитием иммунной системы и про-
анализировать свойства наших собственных чрезвычайно сложных защитных меха-
низмов . По ходу чтения книги мы будем искать ответы на вопросы, касающиеся
нашей иммунной системы, попытаемся сформулировать в понятном виде решение са-
мой сложной проблемы иммунологии и лучше разобраться в себе на основе новых
знаний.
ЧАСТЬ 1. РОДОНАЧАЛЬНИКИ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
ГЛАВА 1. БАКТЕРИИ
ПРОТИВ ВИРУСОВ
Говоря об иммунной системе, мы обычно представляем себе защитный механизм,
работающий против возбудителей болезней, таких как бактерии, вирусы или гриб-
ки. Но эти микробы тоже обладают собственными иммунными функциями, так как
сами могут стать жертвами болезнетворных микроорганизмов или паразитов. Да-
вайте отправимся в путешествие по микрокосму, в котором бактерии охотятся
друг на друга и всеми силами защищаются от атак. Полем этих ожесточенных сра-
жений микробов являются водоемы, почва, растения, организм животных и даже
наш собственный кишечник. Обратим свой взгляд также на целый мир существ, пе-
редвигающихся по поверхности лесной подстилки, полусгнившим стволам деревьев
и в воде. Эта глава рассказывает о самых архаичных формах иммунитета, без ко-
торых не было бы ни нас самих, ни нашей иммунной системы. Многие древние с
эволюционной точки зрения организмы, с которыми мы встретимся на следующих
страницах, будут играть важную роль и в ходе последующего изучения человече-
ской иммунной системы. Ведь бактерии не только вызывают заболевания, но и
предотвращают их развитие.
Иммунные клетки кишечника защищают организм от патогенных бактерий и виру-
сов при содействии микрофлоры. Микробиота кишечника играет важную роль в под-
держании иммунитета.
Первобактерии,
сине-зеленые бактерии
и «современные» бактерии
Цианобактерии, древнейшие живые организмы, скорее всего, обладали простей-
шими оборонительными стратегиями против вредных воздействий извне. Их самые
ранние формы, обнаруженные в ископаемых образцах, появились примерно 3,5 мил-
лиарда лет назад, в палеоархейскую эру. Эти сине-зеленые бактерии, которые
раньше называли также сине-зелеными водорослями, до сих пор населяют воды и
почву нашей планеты. На протяжении огромного периода времени — от 2,2 до 2,7
миллиарда лет — цианобактерии играли существенную роль в формировании ста-
бильной и пригодной для жизни атмосферы, вырабатывая кислород. Эти однокле-
точные создания овладели одной из форм фотосинтеза, в ходе которого им удава-
лось использовать для выработки кислорода более широкий спектр солнечного
света, чем большинству других зеленых растений. Цианобактерии дали начало бо-
лее поздним видам бактерий, большинство из которых уже не осуществляют фото-
синтез .
~* + ё
Цианобактерия Anabaena spiroides.
Сами по себе цианобактерии никогда не были возбудителями инфекционных бо-
лезней, хотя они и производят токсины, способные причинить вред человеку или
животным (риск возникает, например, при питье воды, зараженной этими ядовиты-
ми веществами). Но так называемые цианотоксины могут представлять опасность
для людей и животных только в том случае, если их концентрация в воде слишком
велика. Это может произойти, к примеру, в случае попадания в водоем слишком
большого количества удобрений, применяемых в сельском хозяйстве, или сброса
сточных вод промышленными предприятиями. В этом случае переизбыток азота при-
водит в хаос весь живой мир водоема и становится причиной чрезмерного роста
цианобактерии и водорослей. Такой процесс называют иногда цветением водорос-
лей. Повышенная концентрация азота приводит к тому, что некоторые виды микро-
организмов, которые раньше находились в стабильном равновесии с другими кон-
курирующими видами, начинают вытеснять и уничтожать своих соседей. В резуль-
тате разрушается и их собственная среда обитания. В итоге экосистема отравля-
ется и погибает. Только при таких условиях экологической деградации, когда
цианобактерии бесконтрольно размножаются, а их среда обитания выходит из рав-
новесия, выделяемые ими токсины начинают представлять опасность и для нас.
Обычно же эти бактерии составляют часть нашего микробиома и даже живут у нас
в кишечнике.
И цианобактерии, и «современные» бактерии имеют ДНК, но в них нет клеточно-
го ядра. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота, носитель генетического кода)
свободно размещается внутри клетки. Поэтому бактерии называют прокариотами
(от греч. pro — «до», «раньше» и karyon — «ядро»). Другими словами, они поя-
вились в тот период развития жизни, корда на Земле в клетках живых существ не
было ядер. К этой же группе принадлежат и археи — их биологи раньше именовали
первобактериями, или архебактериями. Они представляют собой самостоятельную
форму жизни, и их не следует смешивать с обычными бактериями. Как считает
наука, они не имеют родственных связей ни с цианобактериями, ни с современны-
ми бактериями, хотя по возрасту (3,5 миллиарда лет) примерно совпадают с циа-
нобактериями .
«Современная» бактерия и археи (слева направо).
Археи обитают преимущественно в экстремальных условиях, к примеру в гейзе-
рах, областях вулканической активности с их высокими температурами, в очень
соленой воде, как, например, в Мертвом море, или экстремально кислой среде
типа вулканических и болотных почв. До сих пор среди этих реликтов древнейших
времен не было найдено ни одного возбудителя болезней, которые могли бы пред-
ставлять опасность для людей или животных. Они интересны главным образом с
экологической точки зрения, и я имею в виду не только то, что они живут в са-
мых экстремальных местах планеты.
В соответствии с последними биологическими изысканиями археи имеют важное
значение как симбионты экосистемы «человек». Будучи способными обитать в са-
мых экстремальных условиях, они будто специально созданы для того, чтобы жить
в человеческом кишечнике с малым содержанием кислорода. И их там действитель-
но обнаружили. Они поддерживают обмен веществ наших кишечных бактерий и раз-
лагают токсичные вещества, представляющие собой побочные продукты этой дея-
тельности. В частности, они выводят из организма триметиламин, который обра-
зуется в процессе обмена веществ наших бактериальных симбионтов, особенно по-
сле потребления продуктов животного происхождения. Бактериальные яды имеют
обыкновение накапливаться, и повышают риск развития сердечно-сосудистых забо-
леваний, атеросклероза, инфаркта миокарда или инсульта.
Таким образом, археи выполняют важные функции по поддержанию здоровья в на-
шем кишечном микробиоме, отвечая за его сбалансированность. Их долю в микро-
биоме называют археомом. Выходит, мы живем в симбиозе с реликтами древнейших
времен, чьи родственники обитают в гейзерах, на краю вулканических кратеров
или в Мертвом море.
Бактерии можно сегодня найти повсюду в почве, водоемах, а также в растениях
и организмах животных и человека, то есть в любых экосистемах и областях оби-
тания. Многие из них выполняют важные экологические функции в природе, явля-
ются нашими симбионтами (например, в кишечнике или на коже), но могут также
как возбудители болезней представлять потенциальную опасность для других ви-
дов живых существ. Самая старая из найденных учеными живых бактериальных кле-
ток имеет возраст 250 миллионов лет. Этот Мафусаил микрокосма находился со
времен раннего мезозоя в кристалле соли на 600-метровой глубине под поверхно-
стью Земли, что обеспечивало ему безопасность от вредных воздействий окружаю-
щей среды и патогенов. Это и позволило ему прожить так долго. Будучи самыми
маленькими живыми существами на нашей планете, бактерии имеют и другие воз-
можности защиты от опасностей, которые таит в себе их среда обитания, и не
полагаются только на соляные кристаллы.
Пожиратели
бактерий
Бактерии могут стать жертвами заражения вирусами. Особые формы вирусов на-
зываются бактериофагами, что в переводе означает «пожиратели бактерий». Их
головка, так называемый капсид, содержит генетическую информацию вируса и по-
хожа по форме на космическую капсулу. Она закреплена на дискообразной струк-
туре , так называемом воротнике, к которому прикреплен также хвост, способный
растягиваться и сокращаться, словно меха гармони. К концу хвоста прикреплен
еще один диск — базальная пластинка, заканчивающаяся шиловидным белком. С ее
краев свисают отростки, напоминающие ноги паука. При более подробном рассмот-
рении бактериофага становится очевидным, что вирусы не являются живыми суще-
ствами .
Бактериофаг присоединяется к бактерии.
Бактериофаги, или просто фаги, являются своего рода роботами или зондами,
обладающими ДНК. Они состоят только из генетической информации в форме ДНК,
содержащей план их строения, и простой капсулы, или оболочки. Кроме того, они
располагают техническими инструментами для введения ДНК в клетку организма-
хозяина (для бактериофага таким хозяином будет бактерия), после чего эта
клетка на основании «чертежа» начинает заниматься воспроизводством вируса.
Это напоминает взлом компьютера хакером, который перепрограммирует генетиче-
ские процессы в других живых существах с целью воспроизводства бесчисленного
количества копий самого себя. Поэтому вирусам и не нужен свой обмен веществ.
У них нет необходимости принимать и переваривать пишу, выделять продукты жиз-
недеятельности и размножаться собственными усилиями. В отличие от бактерий,
они неспособны делиться или объединяться с другими вирусами с целью размноже-
ния. С позиции биологии размножение и обмен веществ относятся к необходимым
предпосылкам, позволяющим назвать биологическую структуру живым существом.
Правда, некоторые биологи все же считают вирусы «близкими к живым существам»
образованиями.
Таким образом, вирусы — это лишь капсулы, с помощью которых план их строе-
ния доставляется в другие организмы, словно в копировальные машины. Причудли-
вый вид бактериофагов, напоминающих микроскопических роботов с ножками, слов-
но у пауков, только подчеркивает их непохожесть на живых существ. У некоторых
вирусов генетический план содержится не в ДНК, а в РНК (рибонуклеиновой ки-
слоте) . Среди бактериофагов тоже попадаются представители РНК-вирусов.
Большинство бактерий имеют размеры от 2 до 6 тысяч нанометров, то есть
0,002-0,006 миллиметра. По сравнению с ними бактериофаги, как и другие виру-
сы, достигают в размерах лишь 30-200 нанометров (от 0,00003 до 0,0002 милли-
метра) . Таким образом, в масштабах микрокосма бактерии — настоящие гиганты по
сравнению с вирусами. Они больше в 30-70 раз. На поверхности клеток у бакте-
рий находятся, как и у вирусов, белки. К ним и присоединяются бактериофаги,
заражая бактерию с помощью окончания своего хвоста. Хвост бактериофага может
сжиматься, благодаря чему капсула с генетическим материалом приближается к
бактерии. При этом ДНК или РНК с помощью белкового шипа впрыскивается внутрь
бактерии. А затем оболочка бактериофага вместе со всеми вспомогательными ин-
струментами сжимается и опадает.
После этой инъекции для бактерии, как и для человека, начинается инкубаци-
онный период, в течение которого возбудитель уже находится в клетке, но пока
никак не проявляет себя. Длительность его для бактерии составляет после зара-
жения бактериофагом несколько часов. Для сравнения: у человека, зараженного
вирусом гриппа, этот период длится один-два дня, а при заражении коронавиру-
сом — от четырех до семи дней. Все это время внутри инфицированной бактерии
«созревает» генетический материал бактериофага. Там происходит то же самое,
что и при любой вирусной инфекции, какое бы живое существо она ни затронула:
генетическая информация вируса попадает в рибосомы клетки-хозяина. Это кро-
шечные фабрики белка. Здесь производятся все белки, необходимые организму.
Такой процесс называется биосинтезом. Сюда вирусы поставляют свои генетиче-
ские «чертежи», чтобы протеиновые фабрики клетки-хозяина вместо собственных
белков начали производить белки вируса, из которых затем прямо в клетке соби-
раются новые вирусы. После этого они покидают зараженную клетку. Этот процесс
в бактериях ничем не отличается от того, что происходит в организме заражен-
ного человека, волка или рыбы данио рерио. Вирусы используют клетки своего
хозяина в качестве копировальных машин для размножения, подсовывая им собст-
венные «чертежи».
Правда, бактерии, в отличие от человека, волка или рыбы, представляют собой
одноклеточные организмы. Будучи инфицированы бактериофагом, они перепрограм-
мируются настолько, что в ущерб себе производят несколько сотен новых бакте-
риофагов , а затем погибают. Таким образом, вирусные инфекции для бактерий
особенно опасны.
Как бактерии
защищаются
от вирусов
Многие иммунные функции бактерий, направленные на защиту их от бактериофа-
гов, к настоящему времени хорошо изучены. Их можно назвать врожденной иммун-
ной системой. Это значит, что бактерии уже в момент своего возникновения ге-
нетически оснащены ею. У людей и всех других форм жизни также имеются подоб-
ные врожденные иммунные функции, которые не приходится приобретать на протя-
жении жизни. Конечно, наш иммунитет намного эффективнее и сложнее, чем у бак-
терий, но бактерии также обладают простейшими защитными средствами.
Во-первых, у многих бактерий имеются внешние барьеры, затрудняющие бакте-
риофагам процесс присоединения. Для этого они могут, к примеру, закапсулиро-
ваться, создав, таким образом, механический барьер между собой и окружающим
миром. Тот самый кристалл соли, в котором самая старая из ныне живущих бакте-
риальных клеток находилась 250 миллионов лет, тоже, по сути, защитная капсу-
ла. Еще одна возможность защиты — это скопление молекул на поверхности клет-
ки , также образующих барьер. Говоря об этой иммунной функции, можно вспомнить
о коже человека и других млекопитающих или слое слизи на слизистой оболочке,
препятствующих проникновению возбудителей болезней в организм.
Эта простая механическая защитная функция наглядно демонстрирует, что им-
мунная система, впервые возникшая еще у одноклеточных организмов, представля-
ет собой, по сути, экологическую систему, которая призвана распознавать воз-
действия окружающей среды как безвредные или вредные и обеспечивать защиту от
последних. Как мы вскоре убедимся, сформированный в процессе эволюции наш
собственный иммунный механизм, куда более сложный, представляет собой такую
же экологическую систему
Во-вторых, бактерии демонстрируют устойчивость к адсорбции. Это значит, что
определенные белки на поверхности клетки, к которым могут присоединяться бак-
териофаги, удаляются или видоизменяются таким образом, что устраняется «за-
мочная скважина», через которую проникает инфекция. Такая форма иммунитета
есть и у более высокоорганизованных форм жизни, в том числе и у человека.
Правда, она срабатывает только в случае, если предки данного организма уже
имели контакт с определенным возбудителем. Таким образом, речь идет о своего
рода унаследованном коллективном иммунитете, в том числе и у бактерий.
В-третьих, есть возможность обездвижить бактериофаг уже после его присоеди-
нения к бактерии-хозяину в случае, если внешние барьеры не сработали. Клетка
бактерии может распознать начавшийся процесс проникновения в нее, реагируя на
определенные белки, молекулы Сахаров или специфические структуры возбудителя.
В ответ на это она вырабатывает противоядие, которое лишает бактериофаг воз-
можности двигаться, так что он не может завершить процесс проникновения в
бактерию. Образно говоря, подвергшаяся нападению бактерия обстреливает за-
хватчика стрелами с парализующим ядом, и эта космическая капсула, пожирающая
бактерии, выходит из строя. Даже на более поздней стадии, когда бактериофаг
уже проник внутрь бактерии, она все еще может парализовать агрессора и оста-
новить процесс инфицирования.
В-четвертых, бактерия способна распознать генетический материал бактериофа-
га и попытаться обезвредить его путем уничтожения или изменения, пока он не
превратил бактериальную клетку в фабрику по производству вирусов. В этом слу-
чае бактерия как бы обращает оружие вируса против него самого и модифицирует
впрыснутый генетический материал, пока тот не сделал то же самое. При этом
сохраняется собственная ДНК бактерии, которая находится, как мы помним, не в
ядре, а во внутриклеточной плазме.
Большой интерес представляет пятый защитный механизм бактерий, так как он
основан на сотрудничестве и представляет собой прототип нашей собственной им-
мунной системы. Для того чтобы ограничить размножение бактериофагов, бактерия
помечает напавшего на нее возбудителя определенными веществами. Другие родст-
венные бактериальные клетки распознают маркированные бактериофаги и уничтожа-
ют их. Правда, самой подвергшейся нападению бактерии это уже не может помочь,
но воздействие возбудителей на популяцию бактерий в целом удается ослабить.
Этот процесс интересен тем, что он представляет собой прототип так называе-
мой опсонизации, играющий важную иммунобиологическую роль у многочисленных
форм жизни, включая и людей. Он заключается в том, что наша иммунная система
помечает вирусы или бактерии специальными белками из плазмы крови. На эту
маркировку реагируют остальные клетки нашей врожденной иммунной системы, на-
пример фагоциты и нейтрофилы, выполняющие функции неотложной помощи. Эти
клетки удаляют маркированных возбудителей, даже не прибегая к образованию ан-
тител .
Процесс основывается исключительно на механизмах врожденного иммунитета и
был впервые изобретен бактериями — простейшими формами земной жизни. По ана-
логии с популяцией бактерий мы можем рассматривать свой организм как популя-
цию различных взаимодействующих друг с другом высокоспециализированных кле-
ток. Для каждой из них, включая фагоциты и нейтрофилы, наше тело представляет
собой среду обитания. Для нас опсонизация, то есть маркировка возбудителей с
их последующим уничтожением защитными клетками, является способом избежать
инфекций и выжить. В мире бактерий все иначе. Их среда обитания — это не мно-
гоклеточный организм, а, например, вода. Маркировка опасных бактериофагов с
их последующим устранением направлена на защиту популяции, а не какой-то од-
ной конкретной бактерии. Если довести эту мысль до конца, то можно сказать,
что наш организм соответствует среде обитания, например, морю, в котором жи-
вет множество отдельных клеток. Чтобы сохранить эту среду и тем самым свою
популяцию, клетки сотрудничают друг с другом, защищаясь от возбудителей бо-
лезней, даже если сами погибают в этой борьбе. А уцелевшие — это мы: люди,
животные, растения, которые стали средой обитания для хорошо организованных
популяций клеток.
Шестой защитный механизм бактерий представляет особый интерес в плане исто-
рии иммунных систем, потому что он используется нами и всеми другими много-
клеточными организмами в повседневной борьбе за сохранение здоровья. Этот
важнейший механизм заключается в программируемой смерти клеток. Клетки нашего
тела постоянно обновляются, что позволяет органам регенерировать и сохранять
свои функции. Старые клетки уступают место новым. Если состарившаяся или под-
вергшаяся нападению возбудителей болезни клетка отказывается умирать, в дело
вступает наш врожденный иммунитет и сам убивает ее. Эту задачу берут на себя
клетки, носящие название естественных киллеров, о которых речь еще впереди.
После этого отмершие клетки удаляются, перерабатываются, а то, что от них ос-
талось , вновь пускается в дело. Например, с помощью фагоцитов, о которых так-
же будет подробно рассказано ниже.
Программируемая (добровольная) смерть зараженных клеток идет на пользу все-
му клеточному сообществу, и ее эволюционные истоки мы находим у бактерий. По-
сле нападения бактериофагов они могут затормозить развитие инфекции с помощью
генетической программы, носящей название апоптоз. Биологи нередко описывают
этот процесс как «программу самоубийства клеток». Зараженная бактерия начина-
ет производить энзимы, растворяющие ее внутренние структуры, прежде всего
мембрану, так что клетка в конечном итоге разрывается на части, и развитие в
ней инфекции прекращается. Правда, сама бактерия погибает, но это идет на
пользу всей популяции. Точно так же программа самоубийства отдельных клеток в
нашем организме, представляющих угрозу для здоровья, идет на пользу всем ос-
тальным .
Целые популяции бактерий могут быть невосприимчивыми к определенным бакте-
риофагам, с которыми уже контактировали ранее их «предки». Для этого они, по-
добно археям, «изобрели» в ходе эволюции программу, которая соответствует
разработанной человеком технологии CRISPR-Cas. Ее суть состоит в том, что ДНК
целенаправленно разделяется на части и изменяется. Этот процесс называется
редактированием генома. Биотехнологи подсмотрели этот метод у бактерий. Сего-
дня он широко применяется в исследовательской работе и генных технологиях для
внесения в ДНК целенаправленных изменений.
Современные бактерии, как и археи и цианобактерии, способны в рамках редак-
тирования генома вырезать определенные последовательности из наследственного
материала опасных бактериофагов и встраивать их в свою ДНК в качестве своего
рода архива возбудителей. Если после этого бактериофаг атакует бактерию, то
генетический материал агрессора сверяется с архивом. При совпадении из архива
извлекается дополнительная информация, в том числе данные о том, какие защит-
ные меры необходимо предпринять. В частности, из архива считывается генетиче-
ская программа создания иммунопротеина, который нужен для выведения возбуди-
теля болезни из строя. Задача этого активированного белка заключается в том,
чтобы расчленить генетический материал опасного бактериофага в строго опреде-
ленных местах. Тем самым предотвращается перепрограммирование клетки и пре-
вращение ее в фабрику по производству вирусов.
Самое удивительное в этом процессе редактирования генома то, что он основы-
вается на опыте. Бактерии и археи, которые контактировали с возбудителем бо-
лезни и смогли найти защиту против него, архивируют соответствующую информа-
цию в своей ДНК. Поскольку ДНК передается по наследству, все последующие по-
коления этой бактерии будут снабжены информацией о возбудителе и мерах по
борьбе с ним. С каждым новым поколением архив расширяется и дополняется. Хотя
речь в данном случае идет о врожденной иммунной функции, она основывается на
способности к обучению, передаваемой генетическим путем.
Бактерии могут размножаться слиянием или делением. При делении из одной
бактерии получаются две генетически полностью идентичные друг другу, то есть
клоны. В популяции бактерий это приводит к экспоненциальному росту: из 2 бак-
терий получаются 4, из 4 — 8, затем 16, 32, 64, 128 и т. д. Уже вскоре попу-
ляцию бактерий можно увидеть невооруженным глазом на лабораторной питательной
среде, хотя каждая составляющая ее клетка имеет микроскопические размеры. Ес-
ли учесть, что все образовавшиеся в ходе деления бактерии генетически иден-
тичны, то можно рассматривать их в совокупности как один организм, который
развивается не только в пространственном измерении, но и во временном. Это
значит, что в результате деления появляются все новые клоны, хотя первона-
чальная бактерия, от которой они произошли, может уже и не существовать.
Можно ли считать эти клоны «другими»? Или они все-таки являются «той же са-
мой» бактерией? Дело в том, что при делении не возникает двух новых бактерий
на месте одной старой. Скорее одна бактерия превращается в две. При этом ни-
что не теряется. Если рассматривать популяцию бактерий, образовавшуюся путем
деления, как единый организм, растущий во временном измерении, то обучаемость
иммунной системы популяции приобретает новое значение. В этом случае генети-
ческий архив возбудителей и соответствующих мер защиты от них можно считать
самой ранней и древней формой приобретенного иммунитета. В ходе эволюции этот
механизм был доведен до совершенства в многоклеточных организмах, в том числе
и человеческом, отдельные клетки которого живут в тесной связи друг с другом.
Но начало этому развитию положила обучаемость бактериальной иммунной системы
с ее основанным на опыте архивом возбудителей и соответствующих стратегий за-
щиты.
Почти везде, где живут бактерии, мы встречаем и бактериофагов. Их популяции
в океанах по численности больше, чем любых других микробов. Они образуют там
так называемый вириопланктон, то есть планктон, состоящий из вирусов. Везде,
где бактериальные процессы представляют важность для людей, бактериофаги мо-
гут выступать в роли «вредителей». Если они заразят молочнокислые бактерии в
закваске для производства сыра и других молочнокислых продуктов, это может
стать серьезной проблемой и привести к убыткам в молочном хозяйстве. Мы толь-
ко начинаем осознавать важность бактериофагов в человеческом микробиоме. Эта
тема еще требует многолетних интенсивных исследований.
Факты таковы, что наш кишечник просто кишит бактериофагами. Они являются
там частью вириома, в него входит 150 тысяч различных видов вирусов. По-
видимому, медицина будущего при лечении трудно диагностируемых и неспецифиче-
ских расстройств желудочно-кишечного тракта будет опираться на понимание роли
бактериофагов и использовать соответствующие лабораторные анализы в диагно-
стических целях. Легко представить себе, что преобладание бактериофагов в ки-
шечнике может негативно сказываться на здоровье, например, если они слишком
подавляют наших бактериальных симбионтов, помогающих нам в переваривании пи-
щи. И наоборот, возможно, что бактериофагов в будущем будут специально подсе-
лять к нам в организм для лечения бактериальных инфекций. В этом случае они
будут охотиться на возбудителей болезней. В наше время, когда растет рези-
стентность к антибиотикам, бактериофаги могли бы стать хорошей альтернативой
антимикробным препаратам, эффективность которых постепенно снижается.
Иммунная
система
в движении
Прежде чем мы перейдем к многоклеточным организмам и их защитным механиз-
мам, которые приближают нас к нашей собственной иммунной системе, хотелось бы
бросить еще один взгляд на одноклеточных. Ведь наряду с цианобактериями, бак-
териями и археями существует еще множество других микроскопических форм жиз-
ни, состоящих всего из одной клетки. Биологи насчитывают 63 тысячи видов од-
ноклеточных на нашей планете, из которых 36 тысяч — представители животного
царства, а 27 тысяч — растительного (одноклеточные водоросли). Но эти виды
относятся уже не к древним прокариотам, не имеющим клеточных ядер, а к эука-
риотам. Греческое ей означает «правильный». Таким образом, в отличие от бак-
терий, речь идет о «правильных» клетках с ядрами, к которым причисляют и
клетки нашего тела, также являющиеся эукариотами.
Амебы образуют большую группу одноклеточных форм жизни. С эволюционной точ-
ки зрения они очень старые. Старейшие ископаемые останки этих существ насчи-
тывают около 400 миллионов лет. Таким образом, появление первых амеб прихо-
дится на палеозойскую эру, а точнее говоря, на девонский или силурийский пе-
риод. Раковинные амебы под микроскопом напоминают крошечных улиток, хотя со-
стоят из одной-единственной клетки. Они живут внутри самостоятельно построен-
ных раковин в пресной воде, сырых мхах и влажной почве. Биолог Александр
Шмидт из Иенского университета обнаружил в найденном в Баварии древнем янта-
ре, возраст которого составляет сто миллионов лет, микроскопическую раковин-
ную амебу, рядом с которой находились водоросли, одноклеточные ресничные ин-
фузории и архаические грибки. Эта редкая находка показывает, насколько разно-
образным был уже в то время состав одноклеточных.
Для группы амеб характерно то, что ее представители не имеют постоянной
формы тела. В отличие от бактерий и вирусов, это довольно большие существа —
от 0,1 до 1 миллиметра в поперечнике. Самые большие из них видны невооружен-
ным глазом. В редких случаях гигантские амебы достигают в размерах 3 милли-
метров .
Амеба.
Понятие «амеба» не относится к какому-то одному виду. Наряду с амебами, ко-
торых считают представителями животного царства (радиоляриями, солнечниками,
фораминиферами) , существуют и амебы, стоящие ближе к водорослям и осуществ-
ляющие фотосинтез. В связи с этим их порой относят к зеленым водорослям. К
числу амеб причисляют и слизевиков. Их популяции порой вырастают до колоний
внушительных размеров, которые носят название плазмодиев и могут медленно пе-
редвигаться по подушке из слизи по лесным почвам или сгнившим стволам деревь-
ев, которые служат им пищей. Несмотря на то, что плазмодий по форме имеет не-
которое сходство с грибками, слизевики таковыми не являются, однако, как и
грибы, они неспособны использовать солнечный свет для получения энергии, и
вынуждены находить пишу во внешней среде.
Колонии слизевиков используются в биологических лабораториях в качестве мо-
делей, на которых исследуются инфекции, спровоцированные бактериями, например
легионеллой. У людей они порой вызывают тяжелые заболевания дыхательных пу-
тей. Легионелла может инфицировать и слизевиков, но те не сдаются без боя. В
качестве иммунного ответа они просто ее поедают. Это процесс называется фаго-
цитозом. Греческое слово phagein означает «пожирать», a cytos в данном кон-
тексте переводится как «клетка». Следовательно, амебы — это клетки-
пожиратели. Клетки слизевиков обволакивают возбудителей со всех сторон и пе-
реваривают . Это ничем не отличается от того, как они обычно питаются.
Фагоцитоз известен и у других видов амеб. Для этого у них внутри имеется
свободное пространство, которое называется вакуолью. В ней частицы пищи или
возбудители болезней измельчаются и перевариваются. Это самая примитивная и
древняя форма пищеварительной полости, то есть древнейший «желудок». Несколь-
ко лет назад биологи установили, что колонии амеб, в частности уже знакомых
нам слизевиков, имеют специализированные клетки, задача которых заключается в
том, чтобы целенаправленно находить возбудителей болезни, атаковать и поедать
их. Эти особые клетки циркулируют внутри колонии, чтобы защищать ее от пато-
генов . Их специализированная деятельность представляет собой простейшую форму
иммунной системы.
Британский специалист по молекулярной и иммунной биологии Роберт Джек и
французский зоолог Луи дю Паскье так описывают амеб в книге, посвященной эво-
люции иммунной системы: «Чем бы мы ни считали амебу, она, прежде всего, пред-
ставляет собой иммунную систему, находящуюся в движении». Это крайне интерес-
ное замечание с точки зрения естественной истории развития иммунной системы.
Из него вытекают две вещи. Во-первых, даже у одноклеточных существ, живущих
колониями, наблюдается некое подобие разделения труда — свойство многоклеточ-
ных организмов, в которых различные типы клеток выполняют разные задачи. Во-
вторых, специализированные клетки амеб, которые предназначены для удаления
возбудителей болезней из колонии, можно рассматривать как зачатки фагоцитов
высших организмов, в том числе и нас самих.
[Микобактери!^
Фагоцитоз.
Обитающие в нашей иммунной системе клетки-пожиратели — это белые кровяные
тельца, или лейкоциты. Как и амебы, они занимаются фагоцитозом. Биологи назы-
вают их фагоцитами. Подобно амебам, наши фагоциты обволакивают возбудителей
болезней со всех сторон и переваривают. Такой способ борьбы был «изобретен»
амебами сотни миллионов лет назад. Что же касается фагоцитов, то мы еще вер-
немся к ним для более подробного рассмотрения.
Однако амебы являются не только родоначальниками иммунной системы и модель-
ными организмами для изучения инфекционных заболеваний. Некоторые их предста-
вители и сами вызывают желудочно-кишечные заболевания, такие как амебная ди-
зентерия, которая может отличаться тяжелым течением. Другие провоцируют вос-
паление в головном или спинном мозге. Так называемый первичный амебный менин-
гит, то есть воспаление мозговых оболочек, более чем в 90 процентах случаев
приводит к смерти. Это заболевание имеет также экологическую природу: инфек-
ционные амебы особенно активно размножаются в промышленных сточных водах и в
загрязненных водоемах. Особенно страдают от этих патогенов жаркие регионы ми-
ра.
Наряду с бактериями, вирусами и амебами в роли возбудителей болезней чело-
века и животных могут выступать и другие виды одноклеточных. Так, например, в
2016 году Германское общество протозоологии объявило возбудителем года трихо-
монаду. Это одноклеточное существо вызывает, прежде всего, у женщин, воспали-
тельные процессы мочевыводящих путей и слизистых оболочек половых органов.
Доказано, что трихомонадная инфекция повышает риск заражения ВИЧ и развития
рака шейки матки. У мужчин возрастает риск развития рака предстательной желе-
зы.
В первой главе мы занимались только одноклеточными, и уже одно только это
позволило нам познакомиться с такими основополагающими чертами иммунной сис-
темы, которые мы наблюдаем и у человека, как клетки-пожиратели, иммунопротеи-
ны, естественная смерть клеток, маркировка возбудителей болезней, обучаемость
иммунной системы и т. п. Даже у самых древних и простейших форм жизни уже на
протяжении многих сотен миллионов лет наблюдаются эти основные иммунные функ-
ции.
Трихомонада.
Из последующих глав вы узнаете, насколько наша собственная иммунная система
поддерживает эти древние естественноисторические традиции и как выработанные
другими живыми существами в ходе эволюции свойства иммунитета помогают нам
защищаться от неблагоприятных воздействий окружающей среды, беря от нее все
полезное. Мы используем опыт, накопленный другими существами. Иммунная систе-
ма становилась по мере развития жизни все сложнее и «умнее», так как была
способна к обучению. С момента возникновения жизни и вплоть до появления Homo
sapiens она всегда была тесно связана с окружающей средой, обеспечивая живым
существам возможность пользоваться пространством для обитания и помогая избе-
гать исходящих от него опасностей.
Поскольку до сегодняшнего дня эти задачи не изменились, иммунная система,
как и прежде, представляет собой механизм взаимодействия с окружающей средой.
Пространство для обитания и иммунную систему невозможно рассматривать отдель-
но друг1 от друга. Они находятся в эволюционном равновесии. Поэтому изменение
состояния окружающей среды — положительное или отрицательное — неизменно вле-
чет последствия для иммунной системы. Об этом мы еще подробно поговорим.
Особенно заметна тесная взаимосвязь между организмом и средой его обитания
в царстве растений, которые в большинстве случаев прочно привязаны корнями к
одному месту или, если речь идет о водорослях, постоянно омываются водой со
всеми содержащимися в ней патогенами. Они тоже не могли бы жить, если бы их
иммунная система не была неразрывно связана с окружающей средой. Следующая
глава будет посвящена растительным формам жизни.
ГЛАВА 2. ИММУННЫЕ
ФУНКЦИИ РАСТЕНИЙ
Иммунные системы растений во многом схожи с системами врожденного иммуните-
та людей и животных. Они обладают важнейшими функциями защиты от болезней и
вредных влияний окружающей среды. Таким образом, естественная история иммун-
ной системы должна охватывать и растения. Об этом говорит уже один тот факт,
что первые вирусы были обнаружены именно в растениях, что положило начало ви-
русологии. Возбудителями болезней и иммунными функциями растений занимается
наука под названием фитомедицина. Что же касается распространения и динамики
инфекционных заболеваний и других болезненных состояний в растительных попу-
ляциях, то это сфера деятельности эпидемиологии растений.
Водоросли
Эвглена представляет собой любимый объект изучения биологов, поскольку она
особенно остро реагирует на воздействия окружающей среды. Она перемещается в
толще воды при помощи активных движений жгутика. При этом стремится к источ-
нику света и способна ориентироваться в пространстве, так как реагирует на
силу тяжести. Поэтому при изучении движений одноклеточных эвглену часто выби-
рают в качестве модели. Под микроскопом она зеленого цвета, так как содержит
в себе хлорофилл. Именно это вещество делает зелеными листья растений. С его
помощью происходит фотосинтез, в результате которого из двуокиси углерода и
воды под воздействием солнечного света образуются различные виды Сахаров, то
есть углеводы. Как известно, побочным продуктом этого процесса,
имеющим важное значение для экологии, является кислород. Эвглена, относящаяся
к одноклеточным водорослям (жгутиконосцам), также обладает возможностью тако-
го автономного получения энергии с помощью фотосинтеза.
Эвглена (слева) и вольвокс.
Водоросли представляют собой форму жизни, близкую к растениям. Они появи-
лись уже 2,5 миллиарда лет назад, в раннюю протерозойскую эру. Некоторые во-
доросли образуют колонии, что роднит их с уже описанными амебами. Такие коло-
нии можно увидеть в водоемах. Некоторые виды водорослей объединяются и сра-
стаются в некие вегетационные образования, достигающие 60 метров в длину. Од-
нако водоросли, в отличие от высших растений, не имеют специализированных ор-
ганов в виде листьев, корней, стеблей или стволов. Они относятся к низшим
растениям, представляющим собой более древнюю форму растительной жизни.
Особый интерес в мире водорослей вызывает вольвокс. Это переходная форма от
одноклеточных водорослей к многоклеточным.
Клетки вольвокса объединяются, образуя микроскопическую сферу, и делят меж-
ду собой различные функции, как в некоем квазиорганизме. Одни клетки отвечают
за передвижение, другие — за питание, третьи — за размножение. Если сфера
распадается, то составлявшие ее клетки способны выжить самостоятельно. Это
отличает их от настоящих многоклеточных существ, клетки которых способны жить
только сообща.
Независимо от того, живут ли одноклеточные водоросли поодиночке, как эвгле-
на, образуют колонии или объединяются в сферу, как вольвокс, им требуются ме-
ханизмы для защиты от болезнетворных воздействий извне. Они обладают способ-
ностями, которые можно назвать активным иммунитетом. Например, водоросли под-
вергаются атакам бактерий, обитающих в любом водоеме и в любой экосистеме.
Некоторые из них представляют опасность. Так, бактерии, носящие название виб-
рионов, могут вызывать отмирание частей водорослей. К этому же семейству бак-
терий принадлежат и возбудители холеры. Другой вид бактерий, Pseudoalteromo-
nas, вызывает появление на водорослях красных пятен. Кроме того, эти возбуди-
тели способны разрушать клеточные мембраны всех водорослей, что способствует
их гибели. Водоросли обороняются, вырабатывая антибактериальные вещества, ко-
торые образуют на них защитную наружную пленку.
В этом иммунном ответе уже прослеживаются целенаправленные защитные меха-
низмы, потому что антибактериальные средства защиты производятся не в качест-
ве профилактики, а как реакция на определенные возбудители, которые восприни-
маются водорослью как угроза. Водоросли умеют проводить различие между «сво-
им» и «чужим». Это различие лежит в основе высшей иммунной активности и свой-
ственно, в том числе, и нашей иммунной системе. 2,5 миллиарда лет назад водо-
росли, будучи самой древней растительной формой жизни, научились с большой
точностью отличать свои ткани от чужих.
«Свое» по определению не таит в себе никакой угрозы. «Чужое» распределяется
иммунной системой водорослей и других живых существ по трем категориям. В
первую входят эпибионты — нейтральные микроорганизмы, которые просто присут-
ствуют в окружающей среде и не причиняют никакого вреда. Они обитают на по-
верхности водорослей, точно так же как различные микробы живут на слизистой
оболочке нашего кишечника.
Вторую категорию образуют симбионты — организмы, которых иммунная система
признает полезными и потому не атакует, а, наоборот, терпит и поддерживает.
Так, например, известная водоросль хлорелла, продаваемая в качестве пищевой
биодобавки, тесно сотрудничает с бактериями рода Bacillus, образуя с ними
консорциумы. Бактерии живут на внешней поверхности клеток водорослей и осуще-
ствляют с ними взаимовыгодный обмен питательными веществами. Партнерам по
симбиозу удается совместными усилиями полностью освоить и поделить кормовую
базу водоема. При этом бактерии получают от водорослей еще и сахар как про-
дукт фотосинтеза. Симбиоз бактерий Bacillus и хлореллы настолько эффективен,
что этот дуэт используется как биотехнологическое средство очистки сточных
вод: удается удалить из отходов производства избыток азота и фосфора, которые
в противном случае скапливались бы в водоемах в чересчур высокой концентра-
ции.
Наконец, третью категорию «чужих» субстанций представляют патогены. Против
них водоросли, как и другие живые существа, задействуют защитные механизмы.
Чтобы отличать «свое» от «чужого» и полезное от вредного, водоросли, даже
будучи низшими растениями, способны распознавать различные клеточные структу-
ры микроорганизмов и оценивать степень их опасности для себя. Эти структуры
носят название МАМР (от англ. Microbe-Associated Molecular Pattern — молеку-
лярные паттерны, ассоциирующиеся с микроорганизмами). Опасные МАМР называются
РАМР — Pathogen-Associated Molecular Patterns, то есть молекулярные паттерны,
ассоциирующиеся с патогенами. Молекулярно-биологические механизмы такого рас-
познавания находятся пока в стадии изучения. Однако уже ясно, что в процессе
«ощупывания» чужеродных субстанций участвуют определенные белки. Поэтому мож-
но с уверенностью сказать, что водоросли располагают специализированными им-
мунопротеинами. Как мы увидим несколько ниже, похожие иммунопротеины играют
центральную роль и в нашей врожденной иммунной системе.
После того как иммунопротеины водорослей распознали опасные РАМР, происхо-
дит выброс гормонов стресса и сигнальных веществ, которые запускают процесс
выработки подходящих антибактериальных средств для защиты от возбудителей.
Такая взаимосвязь между растительными гормонами и иммунной реакцией позволяет
предположить, что уже у водорослей в процессе эволюции возникло взаимодейст-
вие между гормональной и иммунной системами, которое мы находим у высших ор-
ганизмов, включая и нас самих. Взаимосвязь гормональных и иммунных функций
изучает иммуноэндокринология. Как мы видим, предмет ее исследований зародился
еще на этапе водорослей.
Кроме того, водоросли способны получать и расшифровывать сигналы от своих
соседей. Если возбудители болезней нападают на соседние водоросли, те преду-
преждают окружающих об опасности. Для этого используются, в частности, веще-
ства из класса терпенов. В него входит большое количество вторичных веществ
растительного происхождения, обладающих биоактивными функциями. Молекулы тер-
пенов представляют собой своего рода «слова химического языка». Они находятся
в растворенном состоянии в воде, но могут также переходить в газообразное со-
стояние и поступать в атмосферу. Водоросли, получившие через терпены сигнал
об опасности заражения, вырабатывают в профилактических целях защитные веще-
ства . Такая биохимическая коммуникация позволяет узнать, какие именно патоге-
ны вторглись в общую среду обитания, насколько велика их концентрация, и ка-
кие защитные стратегии необходимо активизировать.
Наряду с терпенами микроорганизмы и растения используют для коммуникации и
другие биохимические вещества, но терпены представляют собой наиболее распро-
страненные «слова» этого общения. Поскольку большую часть живых существ на
Земле представляют микроорганизмы, водоросли и растения, можно без всякого
преувеличения сказать, что самым распространенным языком в мире является
«язык» терпенов.
Мы видим, что даже иммунная система самых простых и древних организмов явно
тяготеет к коммуникации. Она общается с окружающей средой и другими формами
жизни, с которыми ей приходится делить биотоп. Имейте это в виду, потому что
на протяжении всей публикации мы будем сталкиваться с коммуникативными спо-
собностями нашей собственной иммунной системы, которая интенсивно обменивает-
ся данными с окружающей средой. В связи с этим некоторые биологи даже включа-
ют иммунную систему в число органов чувств. Водоросли демонстрируют, что это
свойство иммунной системы зародилось уже миллиарды лет назад.
Для того чтобы инфицировать водоросли, вирусы ищут на их клеточных мембра-
нах особые белки, которые служат им как бы местом «причаливания». Для предот-
вращения атаки вирусов водоросли изменяют белки, по-новому выстраивая их ком-
поненты . Белки состоят из аминокислот, расположенных в определенном порядке.
Вирусы специализируются на присоединении к этим молекулярным структурам. Если
изменить белки, находящиеся на поверхности клеточных мембран растений, виру-
сам не удастся присоединиться к ним. При этом иммунная система растений может
опираться на опыт предыдущих поколений, так как механизмы блокады вирусов пе-
редаются по наследству, и представляют собой типичный пример врожденной за-
щитной стратегии, которая имеется и у людей.
Кроме того, многие водоросли располагают возможностью вырабатывать вещест-
ва, снижающие активность вирусов и бактерий, например, полисахариды. Правда,
и для этого иммунной системе водорослей надо сначала с помощью иммунопротеи-
нов распознать присутствие «чужого».
О защитных механизмах водорослей, который они используют в борьбе с вируса-
ми, известно пока меньше, чем о стратегиях борьбы бактерий с бактериофагами.
Биологам еще предстоит множество открытий в этой области. Но одно можно ска-
зать уже сейчас: водоросли обладают выкованным в ходе эволюции оружием против
вирусных возбудителей и от поколения к поколению совершенствуют его. При этом
они используют иммунопротеины для идентификации вирусов и бактерий.
У истоков вирусологии
стояли растения
Когда английский врач Эдвард Дженнер создал в 1796 году первую вакцину от
оспы, он еще ничего не знал о существовании и свойствах вирусов. Первый ви-
русный возбудитель болезни был открыт лишь столетие спустя, в 1892 году, бо-
таником Дмитрием Ивановским из России и Мартинусом Бейеринком из Нидерландов.
Поначалу считалось, что болезнь вызывает чрезвычайно маленькая бактерия, и
лишь в 1898 году Бейеринк впервые употребил слово «вирус». Речь шла о возбу-
дителе болезни табака — табачной мозаики. Этот возбудитель повреждает сосуды
растений, по которым, как и по нашим кровеносным сосудам, транспортируются
жидкости с питательными веществами. Внешне это заболевание проявляется в виде
желтых пятен и узоров на листьях. Затем, по мере развития инфекции, листья
начинают сворачиваться. Похожие мозаичные вирусы заражают также тыкву, цуки-
ни, огурцы, бобовые и другие сельскохозяйственные растения. Ивановский и Бей-
еринк считаются первооткрывателями вирусов и основоположниками вирусологии,
которая в самом начале занималась исключительно болезнями растений.
Вирус табачной мозаики (симптомы).
Первый человеческий патогенный вирус был открыт в 1901 году. Речь шла о
возбудителе желтой лихорадки из семейства флавивирусов, которые, как и вирус
гриппа, коронавирусы и растительные мозаичные вирусы, относятся к РНК-
вирусам. Все они являются причиной заболеваний, носящих характер пандемий.
Вирусы, инфицирующие растения, не могут заражать людей, но представляют со-
бой угрозу для продуктов, которыми мы питаемся. Так, ущерб, причиняемый виру-
сом полосчатости кукурузы в Африке, регулярно принимает катастрофические мас-
штабы. Возбудитель атакует зеленые части растений и уничтожает хлорофилл, не-
обходимый для фотосинтеза. При этом на листьях появляются бледные пятна, ко-
торые впоследствии приобретают форму продольных полос. Из-за этого порой
уничтожается урожай на больших площадях, так как возбудитель активно перено-
сится насекомыми, в частности карликовыми цикадами. В условиях монокультуры
вирус распространяется как лесной пожар, так как отсутствуют естественные
барьеры в виде насаждений других культур. Вирус опасен еще и тем, что наряду
с кукурузой он повреждает и другие сельскохозяйственные культуры, имеющие для
Африки большое значение, в том числе ячмень, пшеницу и рожь. В континенталь-
ных областях южнее Сахары этот возбудитель является эндемиком. Правда, в по-
следнее время он распространился также на восток вплоть до Мадагаскара и Мав-
рикия .
Растительные вирусы и иммунная система растений часто изучаются с помощью
такого модельного растения, как рис. Рис имеет огромное значение во всем мире
как продукт питания человека. Известны 15 хорошо изученных в генетическом
плане видов вирусов, которые заражают рисовые культуры и способны причинить
большой экономический ущерб. По этой причине рис часто становится предметом
изучения со стороны эпидемиологов растений. Так, биологи исследовали процесс
РНК-индуцируемохю механизма подавления экспрессии генов (так называемого РНК-
сайленсинга), в том числе и на рисе. Этот механизм относится к числу важней-
ших защитных мер мира растений против РНК-вирусов.
После заражения клетки вирус начинает разворачивать в ней свою генетическую
программу. РНК вируса высвобождается и транспортируется к рибосомам — клеточ-
ным белковым фабрикам. Там по замыслу вируса должен подвергнуться перепро-
граммированию процесс производства белков растения, чтобы рибосомы вместо них
начали вырабатывать белки вируса. Этот процесс всегда протекает одинаково в
любых зараженных вирусом организмах — бактериях, растениях, грибках, животных
и людях.
Растения завоевали сушу как минимум 475 миллионов лет назад — в палеозой-
скую зру, а точнее, в кембрийский и ордовикский периоды. В соответствии с ши-
роко распространенной эволюционно-биологической гипотезой наземные растения
образовались из водорослей, которые жили в прибрежной приливной зоне и поэто-
му время от времени вынуждены были находиться вне воды. Таким образом, назем-
ные растения, по-видимому, являются потомками водорослей и поэтому унаследо-
вали их основные иммунные функции. Позднее они выработали собственную сложную
иммунную систему, которая лучше отвечала условиям существования многоклеточ-
ных форм жизни. Растения, как правило, отличаются оседлостью, то есть, привя-
заны к одному месту произрастания, и поэтому нуждаются в эффективных страте-
гиях борьбы с потенциально вредными воздействиями окружающей среды.
Механизм РНК-сайленсинга уже очень давно стал частью генома растений и по-
стоянно совершенствуется в процессе совместной эволюции растений и вирусов.
Он основывается на том, что вирусы, проникнув в клетку, преобразуют свой ге-
нетический материал в матричную РНК (мРНК), поскольку только ее можно успешно
внедрить в рибосому растительной клетки. Дело в том, что эта фабрика белков
принципиально считывает только «рецепты», записанные в виде мРНК. Вирусы, у
которых генетическая информация содержится в ДНК, также должны сначала транс-
крибировать ее в мРНК, чтобы можно было провести операцию по перепрограммиро-
ванию производства белков в растительной клетке.
Для дублирования и транскрипции своего генетического материала вирусы ис-
пользуют биологическую инфраструктуру зараженной клетки, и этот процесс не
проходит мимо ее внимания. Растительные организмы научились этому в ходе эво-
люции. Они реагируют на продукты расщепления вирусной РНК, которые неизбежны
в ходе репликации и транскрипции. Этот процесс сложен и включает различные
стадии, следующие друг за другом. Нам для понимания происходящего достаточно
знать, что в результате этого процесса образуется продукт расщепления — малая
интерферирующая РНК (миРНК).
Если вирус уже знаком данному растению, то растительная клетка распознает
его присутствие через миРНК, а затем начинает вырабатывать вещества, которые
способны разрушить или хотя бы блокировать вирус. Для этого используются так
называемые белки-аргонавты. Их название происходит от моллюска Argonauta
argo. При чем тут этот обитатель морей? Возможно, дело в том, что эти белки
при определенных условиях окрашивают листья в сине-фиолетовый цвет, свойст-
венный многим головоногим моллюскам. Любопытно, что и в греческой мифологии
тоже есть аргонавты — так именовался экипаж корабля «Арго».
Нам же важно для понимания устройства иммунной системы растений знать, что
аргонавты способны разрезать вирусную РНК и тем самым обезвреживать ее. Малая
интерферирующая РНК берет аргонавтов за руку и целенаправленно приводит к РНК
вируса , которую необходимо уничтожить. Вторым элементом этого процесса явля-
ются белки-дайсеры (от англ. dice — нарезать кубиками). Они разрезают генети-
ческий материал вируса, словно кухонный нож морковку. Интересно, что эта
борьба идет между растениями и вирусами на протяжении всей истории. Вирусы
ищут обходные маневры, а растения вновь приспосабливаются к их уловкам. В
идеале между ними должно складываться эволюционное равновесие, которое не по-
зволяет растениям вымереть под натиском вирусов. Обе стороны учатся сосущест-
вовать друг с другом. Тот же самый процесс происходит и между людьми и виру-
сами (или бактериями).
Аргонавты и дайсеры по своим функциям являются иммунопротеинами врожденного
механизма защиты растений. Они борются с генами вирусов, и им принадлежит ре-
шающая роль на очень ранней стадии иммунного ответа, когда растение еще толь-
ко пытается противодействовать размножению вируса. Кроме этого, у растений
есть иммунопротеины, которые распознают определенные структуры и вещества не-
посредственно в составе возбудителей и борются с ними, когда вирус уже успеш-
но размножился в организме растения. Иммунная система растений строится в ос-
новном на иммунопротеинах. Ими мы сейчас и займемся, так как не раз еще
столкнемся с этими белками, когда будем изучать защитные механизмы человека.
Растения как мастера
использования
иммунопротеинов
До сих пор я исходил из предположения, что все читатели имеют базовое поня-
тие о протеинах. Точно так же недавно СМИ были заполнены информацией о SARS-
CoV-2 — вирусном возбудителе заболевания дыхательных путей C0VID-19, и никому
не надо было объяснять, что это такое, поэтому я позволил себе упомянуть об
этой болезни как о чем-то само собой разумеющемся. Но, поскольку в последую-
щем разделе мы будем вплотную заниматься иммунопротеинами, которым принадле-
жит главная роль и в главах об иммунной системе животных и человека, я все же
хотел бы дать некоторые пояснения на этот счет.
Протеины — это белки. Они служат строительным материалом для нашего тела, а
также для организмов других форм жизни. Протеины, которые требуются нам каж-
дый день, производятся в процессе белкового биосинтеза. Этот процесс протека-
ет, как мы помним, на протеиновых фабриках клеток, которые называются рибосо-
мами. Чертежи для строительства протеинов находятся в нашей ДНК. Там они ко-
пируются на мРНК и транспортируются к рибосомам. Вирусы тоже состоят из бел-
ков , но им не требуется собственное производство.
Для этих целей они используют клетки организма-хозяина, в которые внедряют
свои собственные «чертежи». Эта процедура нам тоже уже знакома.
Особую известность приобрел белковый шип коронавируса. Он служит для при-
крепления к клетке, которую вирус намерен заразить. Таким шипами пользуются
многие вирусы, в том числе возбудители гриппа и бактериофаги. Риновирусы, вы-
зывающие простудные заболевания, имеют на своей поверхности схожие белковые
выросты, похожие на пальцы. Антитела, которые наш организм образует после пе-
ренесенной инфекции или вакцинации, — тоже протеины.
Строение и функции протеинов зависят от последовательности и формы соедине-
ния аминокислот, из которых они состоят. В качестве знакомых примеров можно
назвать такие структурные протеины, как коллаген и эластин, придающие нашей
коже прочность и эластичность. Пищеварительные энзимы, которые помогают ус-
ваивать пишу, также относятся к протеинам.
У растений не обнаружена адаптивная иммунная система, которая после контак-
та с возбудителями может быстро образовать белковые антитела. Насколько нам
сегодня известно, растения не располагают специализированными защитными клет-
ками, которые, подобно клеткам-пожирателям в колониях амеб, передвигаются по
организму растений. Растительный иммунитет функционирует очень прямолинейно:
иммунопротеины, распознающие болезнетворных пришельцев, располагаются в непо-
средственной близости к растительным клеткам, словно привратники. Обнаружив
вирус или бактерию, они запускают цепь молекулярных механизмов, направленных
против возбудителя. Эти защитные функции берут на себя также относительно
простые — в сравнении со специальными защитными клетками человека или живот-
ных — иммунопротеины.
«Белки-детекторы» в растительных организмах называются резистентными белка-
ми, или просто R-белками. Многие растительные вирусы имеют геометрически пра-
вильную и симметричную форму, напоминающую кристаллы. R-белки реагируют на
эти формы и на отдельные молекулы на поверхности возбудителей, например на
бактериальные или вирусные белки. Они распознают уже упомянутые РАМР — типич-
ные молекулярные структуры и паттерны патогена, облегчающие идентификацию.
Вирус в форме кристалла.
Учтите, что мы в данном случае имеем дело с защитными механизмами, сосредо-
точенными на конкретных клетках. Как уже было сказано, иммунопротеины распо-
лагаются вблизи клеток и запускают региональные механизмы защиты, состоящие
из других протеинов, которые должны деактивировать возбудитель. Причина в
том, что растения ведут оседлый образ жизни, то есть, привязаны к месту про-
израстания. У них отсутствует кровеносная система, как у людей или животных.
Конечно, у высших растений имеются сосуды, по которым транспортируются вода,
сахар и питательные вещества, но в них отсутствуют клетки наподобие наших
красных и белых кровяных телец, а это значит, что нет курсирующих по организ-
му иммунных клеток. Иммунитет растений ориентируется на конкретные клетки, и
этот механизм в ходе эволюции доведен до совершенства. Растительные иммуно-
протеины стоят на страже безопасности клетки, постоянно отслеживают все моле-
кулярные процессы вокруг1 нее и целенаправленно реагируют на них. Если же ус-
тановлено, что возбудитель все-таки проник в клетку и размножается, угрожая
здоровью всего растения, протеины идут на крайнюю меру и убивают зараженную
клетку. Этим приемом владеет и наша иммунная система, как нам еще предстоит
убедиться.
Хотя растения не обладают такими приобретенными иммунными функциями, как
образование антител, нам известны из мира растений схожие, хотя и не идентич-
ные функции. Биологи говорят об эволюционной конвергенции между иммунными
системами большинства позвоночных животных, включая людей, и иммунными систе-
мами растений. Это значит, что между ними образовались совпадения или анало-
гии, хотя мы не происходим от растений, как и они от нас. Растительная ветвь
развития очень рано отделилась от животной (а позднее человеческой). Тем не
менее, иммунной системе растений свойственна такая черта, как память, и ее
можно совершенствовать в ходе контактов с возбудителями болезней.
Способность иммунной системы растений к обучению и запоминанию обусловлена
более высокой активностью R-белков, которые распознают паттерны и структуры
патогенов. R-белки постоянно адаптируются к новым вирусам или бактериям, с
которыми им приходится сталкиваться. Аналогичным образом и патогены адаптиру-
ют свои стратегии уклонения, используемые для того, чтобы избежать действия
защитных белков растения. В идеале между ними возникает равновесие.
Постоянно адаптируются к новой ситуации и энзимы, которые также задейству-
ются в рамках иммунной реакции растений. Опыт, приобретенный методом проб и
ошибок, сохраняется в ДНК и передается по наследству следующим поколениям
растительных клеток. Все это создает в итоге такое качество растительной им-
мунной системы, как обучаемость. Этот процесс напоминает составление архива
возбудителей в ДНК бактерий, который используется для борьбы очередных поко-
лений против бактериофагов.
Биологи говорят о врожденной памяти иммунной системы растений. Это свойство
проявляет себя медленнее, чем наша приобретенная адаптивная иммунная система,
которая в течение нескольких дней может освоить производство специфических
антител против возбудителя. Именно поэтому иммунобиологическая память расте-
ний является не адаптивной, а врожденной.
Растительные
вакцины
Лишь немногие люди знают, что существуют вакцины для растений, которые уси-
ливают и поддерживают известные иммунные функции. Так, например, с использо-
ванием растительных биотехнологий разработаны РНК-вакцины против возбудителей
болезней, которые предназначены для защиты важных продовольственных культур.
Точнее говоря, эти вакцины созданы на базе миРНК. Вы еще помните этот продукт
расщепления вирусной РНК, который возникает, когда вирусы пытаются использо-
вать инфраструктуру клетки-хозяина, чтобы размножить собственный генетический
материал на клеточной фабрике белков? В лабораторных условиях миРНК оптимизи-
руется, чтобы можно было точнее нацелить белки-аргонавты атакованной клетки
на вирусную РНК. После этого аргонавты обезвреживают генетический материал
возбудителя. Такие вакцины могут уже в самом скором времени найти применение
в борьбе с различными возбудителями заболеваний растений, например с вирусом
полосатчатости кукурузы, вирусом желтой пятнистости риса и различными мозаич-
ными вирусами.
Другие вакцины основываются на нанобиотехнологиях. Они защищают виноград от
вирусных заболеваний, которые способны причинить виноделам огромный экономи-
ческий ущерб. Так, представители семейства неповирусов могут вызвать хлороз
винограда. При этом повреждаются сосуды растений и разрушается хлорофилл, не-
обходимый для фотосинтеза. Листья деформируются, желтеют и отмирают. Появле-
ние новых листьев весной запаздывает, их рост идет медленнее, а урожайность
резко снижается. Поскольку речь идет о распространенном по всему миру заболе-
вании виноградной лозы, прикладная наука усиленно занята оптимизацией вакцин,
которые уже в скором времени могут оказаться в распоряжении виноделов.
Существуют не только вакцины для защиты растений, но и вакцины, добываемые
из растений для защиты людей от инфекционных заболеваний. Многие не слышали о
том, что в апреле 2022 года растительная вакцина от COVID-19 уже проходит
третий и последний этап клинических испытаний. Речь идет о вакцине, получив-
шей название CoVLP, которая была разработана канадской фирмой Medicago совме-
стно с британским фармацевтическим концерном GlaxoSmithKline.
Метод ее получения основывается на том, что генетическая информация вирус-
ных антигенов против SARS-CoV-2 с помощью вирусов и бактерий внедряется в
растения рода Nicotiana — сорт дикого табака, произрастающий в Австралии.
Внедрение генетической информации коронавируса в растения приводит к тому,
что в листьях начинают вырабатываться антигены, которые можно извлекать с по-
мощью биотехнологий. В данном случае табак выращивается не для курения, а для
получения лекарства.
На выходе получается вирусоподобная вакцина растительного происхождения.
Это значит, что белковые структуры, образованные в листьях табака, настолько
похожи на коронавирус, что после прививки вызывают у человека иммунный ответ,
способный защитить его от C0VID-19. В силу большого сходства наша иммунная
система путает частицы этой вакцины с возбудителем. Они содержат важные по-
верхностные структуры коронавируса, в том числе белковый шип, но внутри у них
ничего нет. Поэтому они и называются вирусоподобными.
Добытые с помощью биотехнологий вирусоподобные частицы не содержат никакого
генетического материала — ни ДНК, ни РНК. Их можно представить себе как пус-
тые оболочки коронавируса растительного происхождения. По данным Medicago,
выращивание вирусоподобных протеиновых структур в растениях позволяет полу-
чить точные внешние копии вируса SARS-CoV-2. Как уже было сказано, табак иг-
рает важную роль в исследованиях с самого момента появления вирусологии. Ни
один другой организм-хозяин не изучался вирусологами так долго и подробно,
как табак. Поэтому неудивительно, что биотехнологи добились успехов именно с
использованием этого растения.
Вакцина, получаемая компаниями Medicago и GlaxoSmithKline биотехнологиче-
ским путем, уже вскоре может получить разрешение на использование в Канаде. В
декабре 2021 года канадское министерство здравоохранения опубликовало предва-
рительное заключение о третьей фазе клинических испытаний, которые пока еще
не завершены, и запросило одобрение со стороны Всемирной организации здраво-
охранения (ВОЗ) . В клинических испытаниях приняли участие 24 тысячи добро-
вольцев .
Исследователи изучают в числе прочих вопросов возможность использования
вакцин растительного происхождения против вирусных возбудителей СПИДа, бешен-
ства, гриппа, респираторно-синцитиального вируса человека (РСВЧ) и других па-
тогенов . Помимо биотехнологических методов получения вирусных антигенов из
растений, делаются попытки использовать растительные вирусы, в том числе мо-
заичный вирус табака, в качестве транспортного средства для вирусных антиге-
нов .
Тот факт, что вакцины против вирусов растений схожи по своему действию с
вакцинами для человека, лишний раз доказывает, что иммунные системы всех форм
жизни сопоставимы и используют одни и те же основные защитные механизмы,
включая иммунопротеины, собственные антибиотики организма и механизмы разру-
шения генетического материала патогенов. В следующей главе мы увидим, как на
основе этих иммунобиологических функций в царстве животных образовались им-
мунные клетки, которые сегодня циркулируют у нас в теле. У растений на сего-
дняшний день не обнаружено сопоставимых типов мобильных защитных клеток.
ГЛАВА 3. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ
ИММУННОЙ СИСТЕМЫ ЖИВОТНЫХ
Переходим к царству многочисленных животных форм жизни, из которого мы вы-
шли и сами в результате истории развития, длившейся сотни миллионов лет. На-
чало этому процессу положили такие необычные существа, как медузы, полипы и
кораллы. Я расскажу о том, как много общих черт связывает человеческую иммун-
ную систему с последовавшими за ними стрекающими и насекомыми, и отвечу на
вопрос, почему оболочники имеют такое значение для исследования наших защит-
ных механизмов.
Иммунные функции, которые мы подробно рассмотрим в этой главе, относятся к
врожденным системам поддержания здоровья. Чтобы отыскать их эволюционные ис-
токи, мы для начала отправимся в палеозой, где впервые появились стрекающие,
а затем уделим внимание насекомым и их личинкам, которые населяют Землю уже
300-400 миллионов лет. Эволюционная история мухи дрозофилы, которую мы под-
робно рассмотрим как важный модельный организм иммунобиологии, насчитывает 40
миллионов лет. В заключение перенесемся в ту естественноисторическую эпоху,
где закончился протерозой и начался палеозой. В то время появились существую-
щие и сегодня родственники позвоночных животных, которых можно встретить, в
том числе, и на дне глубоких морей. Оболочники, возраст которых составляет
570 миллионов лет, обладают простой опорной трубкой, которая представляет со-
бой предшественницу позвоночника.
Как книдарии «изобрели»
нашу иммунную систему
Вы знакомы с таким типом животных, как стрекающие? Эти древние существа,
которых биологи называют книдариями, отличаются от остальных животных тем,
что у них имеются стрекательные капсулы, расположенные в верхнем слое кожного
покрова (эпидермисе) и предназначенные для поимки добычи и защиты от опасно-
стей. При прикосновении или ином раздражении из них выбрасываются стрекатель-
ные нити, которые, как правило, содержат яд, впрыскиваемый в тело жертвы или
противника.
Большинство из нас соприкасались с этими животными во время купания в море,
так как медузы тоже принадлежат к этому типу. Обычно их яд вызывает у челове-
ка только раздражение или покраснение кожи, то есть иммунную реакцию на от-
равляющее вещество. Однако встречаются и такие представители медуз, яд кото-
рых смертельно опасен, поскольку может стать причиной сбоев в работе сердеч-
но-сосудистой системы. Многие не знают, что в период размножения медузы ведут
образ жизни полипов, прикрепленных к морскому дну. Правда, не обходится без
исключений: существуют и виды медуз, которые на протяжении всей жизни свобод-
но плавают в воде.
Тот, кто хоть раз опускался под поверхность океана, скорее всего, имел воз-
можность ближе познакомиться с такими красивыми обитателями моря, как корал-
лы. Они напоминают морские цветы. Кораллы и анемоны прикреплены к камням, то
есть ведут оседлый образ жизни, как и растения, хотя относятся к животным.
Анемоны могут жить на глубине до 6 тысяч метров. Что же касается кораллов, то
их не находили глубже, чем 3500 метров, хотя и это тоже считается глубоковод-
ной зоной.
В период размножения кораллы, как и медузы и анемоны, ведут себя подобно
полипам — простейшим организмам, обладающим всеми структурными компонентами
взрослых стрекающих животных. Они могут размножаться двумя способами. Наряду
с половым размножением, в результате которого возникают поколения, отличные
от родителей, возможно также бесполое вегетативное размножение путем почкова-
ния, в результате которого образуются клоны. Эти клоны объединяются в коло-
нию, которую мы наблюдаем в виде кораллового рифа, и которую можно рассматри-
вать как гигантский суперорганизм. Таким образом, известные нам коралловые
сооружения состоят из полипов, а также минеральных веществ.
В центрально-европейских озерах, ручьях и реках обитают пресноводные поли-
пы. Эти мелкие представители стрекающих достигают в длину не более трех сан-
тиметров. Как и медузы, они свободно плавают в толще воды.
550 миллионов лет назад, в начале палеозойской эры, стрекающие столкнулись
с новой для тех времен проблемой. Будучи многоклеточными животными, обитающи-
ми в море, они подвергались многочисленным опасностям. В отличие от амеб, ко-
торые образовывали колонии или квазиорганизмы, стрекающие были первой живот-
ной формой жизни, представители которой не просто состояли из множества кле-
ток, но и имели определенную структуру тела. У них уже сформировались специа-
лизированные клетки и ткани, а также простейшие органы. Им требовались иммун-
ные функции, которые распространялись бы на весь организм. В отличие от при-
митивных организмов, состоявших из клеток одного типа, им было труднее отли-
чать свои клетки от чужих, которые могли быть потенциально опасны. Чем больше
в организме специализированных клеток и тканей, тем сложнее протекают молеку-
лярно-биологические процессы различения своих и чужих клеток. А это одна из
самых важных задач иммунной системы как места соприкосновения организма с ок-
ружающей средой.
Стрекающие состоят из двух слоев клеток. Внутренний слой — гастродермис —
выстилает пищеварительную полость. Он содержит клетки, вырабатывающие пищева-
рительные энзимы (как и у нас) . Кроме того, там имеются клетки, усваивающие
переваренную пишу. Для этого используется уже знакомый нам процесс фагоцито-
за: клетки обволакивают кусочки пищи со всех сторон, заключая их внутри себя.
Тот же принцип используют амебы и фагоциты нашей иммунной системы для уничто-
жения возбудителей болезней.
Строение гидры.
Дополнительно в состав пищеварительной полости стрекающих входят так назы-
ваемые цилии (реснички) — бахромчатые отростки, которые своими колебаниями
создают поток жидкости, перемещающий кусочки пищи. Глядя на гидру, легко себе
представить, как все эти процессы происходят внутри нее. Пищеварительная по-
лость стрекающих — это не что иное, как прототип нашего желудочно-кишечного
тракта. Желудок и кишечник человека — это лишь утолщения и сужения пищевари-
тельной полости, которые облегчают усвоение пищи. Эта единая покрытая изнутри
слизью полость, где осуществляется пищеварение, проходит ото рта до заднепро-
ходного отверстия и открывается с обоих концов наружу. А вот то, что проника-
ет сквозь стенки желудочно-кишечного тракта внутрь организма, подвергается
строгому контролю со стороны клеток слизистой оболочки. Для многих такой
взгляд на вещи может показаться непривычным, но с точки зрения биологии внут-
ренняя поверхность желудочно-кишечного тракта фактически является наружной.
Как это и было сотни миллионов лет назад у книдарий.
Наружный слой клеток у стрекающих называется эпидермисом. Это ранний прото-
тип кожи. Он представляет собой внешнюю границу организма с окружающей сре-
дой. Виды, которые, подобно стрекающим, обитают в воде, в буквальном смысле
омываются окружающей средой. Они подвергаются ее особенно интенсивным воздей-
ствиям. И тут мы подходим к чрезвычайно важному эволюционному аспекту, кото-
рые связан с центральным вопросом «почему?» в иммунологии. Он звучит так: по-
чему стрекающие уже более 500 миллионов лет назад открыли первую комплексную
клеточную иммунную систему в животном царстве? Ответ таков: они должны были
научиться защищать себя от «чужого» в своем окружении. В противном случае они
бы вымерли.
И действительно, эволюционная необходимость наличия эффективной иммунной
системы вытекает из того факта, что у стрекающих впервые среди других живот-
ных форм появилось настоящее анатомическое строение. Правда, их тела были
мягкими. У них не было ни внутреннего скелета, как у нас, ни внешнего, как у
насекомых, сороконожек, пауков, раков, скорпионов и ракушек. Их эпидермис еще
не обладал свойствами наружного защитного барьера, как у высших животных,
включая и нас с вами. Клетки эпидермиса, которые находились в постоянном кон-
такте с водой, подвергались непосредственному воздействию патогенов в виде
бактерий, вирусов и других одноклеточных, из которых состоял микропланктон.
Это обстоятельство привело к стремительному развитию иммунной системы стре-
кающих. Вдобавок некоторые представители этого типа имеют очень большую про-
должительность жизни. Глубоководные кораллы могут достигать возраста 4 тысяч
лет. Тот, кто хочет прожить так долго в воде, кишащей микробами, должен иметь
хорошую защиту.
Биолог-эволюционист Томас Бош писал о стрекающих: «Как бы мы ни изучали на-
шу собственную врожденную иммунную систему, и что бы мы ни надеялись узнать о
ней, приходится констатировать, что книдарий уже опередили нас в этом». Не-
удивительно, что книдарий способны распознавать РАМР — молекулярные паттерны
патогенов, уже знакомые нам по предыдущим главам. В конце концов, на это спо-
собны даже эволюционно гораздо более древние бактерии, цианобактерии, археи,
амебы и другие одноклеточные организмы, а также водоросли.
Основное развитие стрекающих в начале палеозойского периода пришлось на
ранний кембрий. Этот период истории Земли известен взрывным ростом числа форм
жизни и резким увеличением видового разнообразия. Благодаря своим новаторским
иммунобиологическим достижениям стрекающие изначально оказались в центре это-
го процесса расцвета жизни. У них была еще одна биологическая особенность,
которая ставила перед их иммунной системой гораздо более обширные задачи, чем
у более древних с эволюционной точки зрения существ. Дело в том, что многие
виды книдарий живут колониями. Колонии образуются путем почкования и слияния
отдельных частей в единый организм. Это особенно хорошо заметно на примере
кораллов. Все кораллы колонии генетически идентичны. При соприкосновении двух
различных колоний в зоне контакта активизируются книдоциты — специальные
клетки, которые проверяют, являются ли соседи «своими» или «чужими». Слияние
происходит только со «своими», то есть с генетически идентичными кораллами.
Если же оказывается, что речь идет об отличной с генетической точки зрения
колонии, то она отвергается. Генетически разные книдарий могут жить рядом
друг с другом, и коралловый риф совсем не обязательно является генетически
единым, однако слияние в общий организм происходит только между генетическими
клонами.
Умение отличать генетически идентичных партнеров для слияния от других
представителей своего вида, которые ввиду наследственных различий отвергают-
ся, находит свое отражение и в иммунной системе. Это не говорит о каком-то
«расизме» среди обитателей моря. Генетическая идентичность партнеров необхо-
дима для поддержания определенных жизненных процессов в едином растущем су-
перорганизме . Попытки объединения с генетически разнородными кораллами озна-
чали бы смерть всего организма. Поэтому сосуществование различных стрекающих
возможно, а слияние нет. Чтобы понять, почему книдарии стали первопроходцами
в эволюционном развитии иммунной системы, необходимо помнить, что их образ
жизни, размножение путем почкования и особенности роста предполагают постоян-
ное «ощупывание» окружающей среды с целью разграничения «своего» и «чужого».
При встрече с «чужим» клетки стрекающих могут выбрать между пассивным и аг-
рессивным отрицанием. При пассивном отрицании просто не осуществляется про-
цесс слияния, потому что отсутствует генетическая совместимость. Агрессивное
отторжение имеет место, когда «чужое» идентифицируется как угроза, будь то
конкуренция за место обитания и пишу или попытки паразитирования.
Так, у стрекающих развились на поверхности клеток рецепторные белки, кото-
рые особенно эффективно умеют отличать друзей от врагов. Это являлось необхо-
димым, потому что книдарии были со всех сторон окружены микроорганизмами, од-
на часть которых представляла собой патогены, а другая могла приносить поль-
зу. Стрекающие живут в симбиозе с водорослями и так называемыми зооксантелла-
ми. Это одноклеточные организмы, которые обитают как на наружной поверхности
книдарии, так и в их пищеварительных полостях. У них налажен активный обмен
пищей с организмом-хозяином. Поскольку зооксантеллы способны осуществлять фо-
тосинтез , они снабжают своих партнеров сахаром и другими углеводами, например
крахмалом. Эти вещества служат стрекающим источниками энергии для переварива-
ния пищи и метаболизма. Зооксантеллы забирают у стрекающих лишнюю двуокись
углерода для фотосинтеза и используют их тело (например, коралловый риф) для
защиты.
Поскольку эти микробы могут жить внутри пищеварительных полостей книдарии,
их можно рассматривать как эндосимбионтов, каковыми являются и микробы в на-
шем кишечнике. Таким образом, стрекающие не просто «изобрели» внутренние ор-
ганы животных, но и стали первопроходцами в области сотрудничества с микроор-
ганизмами, которые стали выполнять определенные функции в этих органах. Тем
важнее становится иммунологическая задача, суть которой в том, чтобы отличать
полезные микробы от вредных. Эту функцию берут на себя так называемые рецеп-
торные белки. Против возбудителей болезней используются особые защитные суб-
станции , в частности пептиды, которые носят название дефензинов.
Если говорить об антимикробных средствах стрекающих, то следует отметить,
что особенно хорошо изучено такое вещество, как псевдоптеросин из группы тер-
пенов , точнее говоря, дитерпенов. В медицине человека оно используется как
противовоспалительное и обезболивающее средство. Из организмов стрекающих вы-
делен также гликозид элеутеробин, который способствует регенерации клеток и
демонстрирует антиканцерогенные свойства. Проводятся исследования по его ис-
пользованию в лечении рака. На стадии доклинических испытаний находится и
саркодиктин. Это вещество обнаружено в кораллах. Нам уже известны сотни анти-
биотиков, полученных из организмов стрекающих. Обнаруженный в медузах аурелин
привлекает к себе особое научное внимание, так как не имеет никакого химиче-
ского сходства с известными до сих пор противомикробными веществами. Он за-
медляет размножение вирусов и блокирует транспортировку ионов калия на мем-
бранах бактерий, которые представляют угрозу для книдарии, в результате чего
эти возбудители теряют способность выживать и размножаться. Из стрекающих уже
получено несколько тысяч биоактивных веществ, которые ждут более подробного
изучения. Книдарии представляют собой живую иммунобиологическую лабораторию
для получения защитных средств и потенциальных лекарств.
Тела всех стрекающих — медуз, кораллов, анемон и пресноводных полипов —
пронизаны простой нервной сетью. Они принадлежат к древнейшим формам жизни,
обладающим нервной системой. Так что они эволюционные пионеры и в этом смыс-
ле . Из результатов последних исследований известно, что нервные клетки этих
морских обитателей участвуют в иммунной деятельности. Они помогают в передаче
сигналов между рецепторами иммунной системы. В случае необходимости нервная
система запускает цепную реакцию выработки определенных белков, с помощью ко-
торых иммунная система борется с возбудителями.
Первичное
щупальце
Желудок
Гасмродерллис
Манубриулл
Радиальный
канал
кишечника
Внутреннее
нервное
кольцо
Кольцевой
канал
кишечника
Элидермис
Мезоглея
Ценмральн&й
канал кишечника
Парус (велно/л)
отсу*лс**6уегл
Пару жнее
нервное
кольцо
Медуза — родоначальник нервной и иммунной систем.
Таким образом, книдарий — это первая форма жизни, в которой развилась ней-
роиммунологическая сеть. Нервные и иммунные функции кооперируются и взаимно
влияют друг на друга. За счет этого иммунные функции не просто сосредоточены
на отдельных клетках, как в растениях, а систематически координируют свою ра-
боту в рамках всего тела. В связи с этим можно с полным правом утверждать,
что родоначальниками психонейроиммунологии, изучающей взаимодействие нервной
системы и иммунитета человека и животных, стали книдарий. Ввиду нашей близо-
сти к приматам в сферу изучения этой науки входят не только люди, но и чело-
векообразные обезьяны.
Как дрозофила
«придала дух»
иммунной системе
Насекомые населяют нашу планету уже на протяжении 300—400 миллионов лет Они
появились на арене в девонском периоде в середине палеозойской эры и были по-
началу значительно больше в размерах, чем сейчас. 150 миллионов лет назад си-
туация изменилась. Размеры большинства насекомых уменьшились до привычных нам
величин. Появившаяся в начале кайнозойской эры плодовая мушка Drosophila
melanogaster, чей возраст насчитывает около 40 миллионов лет, считается сего-
дня самым исследованным в научном плане существом на Земле. Это объясняется,
в том числе, и тем, что она имеет огромное значение для эволюционного понима-
ния иммунной системы. Ей мы обязаны многими открытиями в области врожденных
иммунных функций.
Ь -' ^
/
/'. •
\ *
Drosophila melanogaster.
В 1865 году французский биохимик и физик Луи Пастер обнаружил, что микро-
споридии — ведущие паразитический образ жизни микроскопические грибки — вызы-
вают у шелкопряда болезнь под названием пебрина. Шелкопряды относятся к отря-
ду бабочек. Инфицированные гусеницы покрываются черными пятнами и теряют спо-
собность к окукливанию. Ввиду того, что в XIX веке распространение паразита
во Франции приняло эпидемический характер, производство шелка в этой стране
оказалось в 1860-е годы перед угрозой банкротства. Ситуация изменилась, когда
Пастер в 1870 году установил, что паразиты развиваются из инфицированных яиц
шелкопряда. Он нашел метод, позволявший распознавать такие яйца и отсортиро-
вывать их в процессе выведения ценных насекомых. Открытие Пастера привлекло
внимание к исследованиям насекомых и их патогенов.
Очередной вехой в изучении инфекционных болезней стало открытие кубинского
врача Карлоса Финлея в 1865 году. Он обнаружил, что переносчиками желтой ли-
хорадки являются москиты, и это вдохнуло новую жизнь в инфекциологические ис-
следования насекомых. Разумеется, Финлей в то время еще не догадывался, что
желтая лихорадка вызывается одним из представителей флавивирусов, так как
первый вирус был обнаружен в табачных листьях лишь в 1892 году. Однако в XIX
веке уже было в целом известно, что болезни передаются от одного живого суще-
ства другому через невидимые невооруженным глазом патогены. Не последнюю роль
в этом сыграли труды венгерского хирурга и акушера Игнаца Земмельвейса. Не
будем также забывать, что и Эдвард Дженнер, уже в 1796 году создавший первую
вакцину против оспы, тоже ничего не знал о вирусах.
К началу XX века наука вплотную занялась процессами микробного заражения
насекомых. Но лишь к 1960-м годам ученые окончательно поняли, что насекомые,
как и люди, могут становиться объектами нападения со стороны бактерий, гриб-
ков, других одноклеточных и вирусов и что они могут играть роль промежуточных
организмов-хозяев при передаче болезней людям. В 1972 году биолог Ханс Боман
написал работу о защитных механизмах дрозофилы против бактерий. Эта публика-
ция стала вехой в иммунобиологии и положила начало действующей до сих пор на-
учной традиции. В 1990-е годы из иммунной системы дрозофил были выделены мно-
гочисленные антибиотики. В лечении людей применяются, в частности, дефензин,
диптерицин, дрозоцин и аттацин. Дрозомицин — это противогрибковое средство,
которое также было впервые обнаружено в организме дрозофил и нашло впоследст-
вии медицинское применение.
Эти защитные субстанции накапливаются в организме дрозофилы, как и у стре-
кающих, после того как рецептор иммунной системы распознает молекулярные
структуры или РАМР возбудителя. Правда, рецепторные белки насекомых куда бо-
лее совершенны по сравнению с похожими белками стрекающих. Речь идет о толл-
рецепторах. Они были впервые обнаружены и исследованы в 1990-е годы на кле-
точных мембранах дрозофил. Вскоре после этого открытия аналогичные белки-
рецепторы были выявлены и у людей. Они получили название толл-подобных рецеп-
торов (TLR). Мы еще рассмотрим подробно эти рецепторные белки как часть нашей
врожденной иммунной системы, но всему свое время. Пока сосредоточимся на на-
секомых и оригинальных толл-рецепторах дрозофил.
Толл-рецепторы реагируют на так называемые грамположительные бактерии. Так
именуют бактерии, которые под микроскопом приобретают специфическую окраску
при использовании метода, разработанного в 1884 году бактериологом Хансом
Грамом. Кроме того, толл-рецепторы реагируют на грибковые возбудители. Для
распознавания грамотрицательных бактерий, которые не приобретают окраски при
использовании метода Грама, имеется вторая рецепторная система IMD. Принцип
ее работы тот же, что и у системы толл-рецепторов.
В отличие от людей, у которых аналогичные рецепторы непосредственно взаимо-
действуют с молекулярными структурами патогенов, толл-рецепторы дрозофилы ак-
тивизируются косвенным путем, корда бактерия или грибок оказываются вблизи
клетки. Сначала энзимы иммунной системы, носящие название сериновых протеаз,
непосредственно реагируют на патоген. Затем они активизируют другой иммуно-
протеин, получивший название шпетцле, так как его молекулярная структура на-
поминала ученым одноименное блюдо баварской кухни. Как видим, присвоение на-
званий открытиям в области иммунобиологии носит весьма креативный характер. В
конечном итоге задача шпетцле состоит в том, чтобы достучаться до толл-
рецептора и сообщить ему о присутствии определенного возбудителя. Этот про-
цесс представляет собой отличный пример цепных реакций в иммунной системе,
которые называются каскадами.
Белок шпетцле выполняет в данном случае ту же функцию, что и цитокины у лю-
дей и других млекопитающих. Они служат посредниками и спусковыми механизмами
иммунных реакций, а также регулируют их интенсивность. В иммунной системе
дрозофилы активно работают и другие белки, которые, подобно цитокинам, вызы-
вают и регулируют защитные реакции. Они носят такие громкие имена, как змея
или кактус. Я уж не говорю про белок под названием дух, который участвует в
цепных реакциях иммунной системы этого насекомого. Таким образом, «дух» им-
мунной системы был обнаружен именно в дрозофиле.
После того как толл-рецептор пришел в активное состояние и через шпетцле,
змею, кактус или дух сообщил в информационную систему данные о характере
вторгшегося возбудителя, та, в свою очередь, активизирует соответствующие по-
следовательности генов, которые содержат чертежи для производства необходимых
защитных средств и антибиотиков. Одновременно толл-рецепторы запускают кле-
точную иммунную систему. Врожденная иммунная система дрозофил и других насе-
комых, в отличие от стрекающих, располагает специализированными иммунными
клетками, которые вступают в борьбу с агрессорами. Их важнейшие функции —
капсулирование возбудителей болезни и фагоцитоз («пожирание»). Эти задачи бе-
рут на себя три различных типа клеток из крови дрозофил — пластинчатые тель-
ца, клетки плазмы и кристаллические клетки.
За капсулирование возбудителей болезней отвечают пластинчатые тельца. В
число их объектов входят не только бактерии, вирусы и одноклеточные, но и яй-
ца паразитов. Например, осы, ведущие паразитический образ жизни, откладывают
яйца в тела личинок и куколок дрозофил. Пластинчатые тельца обнаруживают эти
яйца, окружают их со всех сторон и выводят из организма. Это должно произойти
в течение 24 часов после откладывания яиц. В противном случае личинка осы ус-
пеет вылупиться, убьет личинку дрозофилы, которая больше ее по размерам, и
использует для собственного питания. Между дрозофилами и осами-паразитами
Trichopria drosophilae сложилось эволюционное равновесие. Осы, нападая на ли-
чинки дрозофил, добиваются успеха достаточно часто, чтобы выжить как вид. В
то же время пластинчатые тельца дрозофил также достаточно успешно защищаются
от паразитов, чтобы мушкам не грозило вымирание. Биологи говорят об «эволюци-
онной гонке» между паразитами и организмами-хозяевами. Иммунные функции, ко-
торыми располагают дрозофилы в этой гонке, закладываются уже на стадии личин-
ки.
Личинка дрозофилы внутри.
Большое количество клеток плазмы, подгоняемых крошечным сердцем насекомого,
циркулирует по кровеносным сосудам дрозофил и их личинок в поисках возбудите-
лей. Они могут непосредственно реагировать на вирусы, бактерии и другие пато-
гены. Их самой близкой аналогией являются наши фагоциты. Они обволакивают па-
тогены, втягивают их внутрь себя и переваривают. Этот старый и испытанный
принцип постоянно встречается нам в ходе рассмотрения эволюции иммунной сис-
темы. Клетки плазмы могут активизироваться другими рецепторными белками, во-
шедшими в контакт с возбудителями. Один из таких белков называется пожира-
тель. Он специализируется на определенных возбудителях болезней насекомых,
например, на кишечной палочке Escherichia coli и различных стафилококках. По-
сле встречи с ними пожиратель информирует клетки плазмы о бактериальной опас-
ности и побуждает их атаковать агрессора. Еще один рецепторный белок под на-
званием Peste выступает в роли наводчика иммунных клеток насекомого на листе-
рии, которые известны и людям в связи с громкими историями об испорченных
продуктах питания. Попадание этих бактерий в человеческий организм вызывает
желудочно-кишечную инфекцию листериоз. Насекомые и, прежде всего, их личинки
также могут пострадать и даже погибнуть от листерии. В последние годы у дро-
зофил обнаружено множество рецепторных белков, которые специализируются на
различных возбудителях болезней. Это функциональные родственники наших цито-
кинов.
Кристаллические клетки, в отличие от клеток плазмы, сосредоточены преимуще-
ственно в тканях мух. Лишь небольшая их часть циркулирует в крови. Задачи
кристаллических клеток заключаются в меланизации возбудителей болезней и чу-
жеродных веществ. Это значит, что вредные частицы обволакиваются пигментом
меланином, который содержится и в нашей коже, обездвиживаются и обезврежива-
ются. У насекомых меланин является действующим веществом иммунной системы. У
нас он служит, прежде всего, для пигментации кожи с целью защиты от вредного
ультрафиолетового излучения. Но и это можно в определенном смысле рассматри-
вать как иммунную функцию: меланин защищает нас от вредного воздействия окру-
жающей среды.
Оболочники — родоначальники
клеток-киллеров и макрофагов
С точки зрения естественной истории у истоков позвоночных животных стояли
организмы, которые, как и кораллы, часто можно встретить на морском дне. Это
так называемые оболочники — ближайшие из ныне живущих родственников всех по-
звоночных, к которым относимся и мы с вами. На научном жаргоне оболочников
также именуют личиночно-хордовыми (urochordata). У них есть дорсальная хорда
— стержнеобразный опорный аппарат, расположенный со стороны спины. В ходе
эволюции из нее развился наш позвоночник. Первые оболочники появились около
570 миллионов лет назад — в начале протерозойской эры.
Оболочники обладают почти всеми функциями, которые мы в усовершенствованном
виде можем наблюдать в нашей врожденной иммунной системе. Но они неспособны к
адаптивным иммунным реакциям с образованием антител. Иммунопротеины, рецепто-
ры и эффективные антибиотики входят в базовое оснащение оболочников, как,
впрочем, и насекомых и стрекающих. Дицинтаурин — антимикробный пептид из кро-
вяных клеток оболочников — известен своей универсальностью действия против
многочисленных бактериальных возбудителей. Стиелин А и В, впервые обнаружен-
ный в оболочниках, уже используется в лечении людей как антибиотик широкого
спектра действия. В некоторых видах этого типа животных были найдены рецеп-
торные белки, которые схожи по составу и функциям с толл-рецепторами дрозо-
фил.
В контексте естественной истории иммунной системы человека оболочники пред-
ставляют особый интерес. В них были обнаружены защитные клетки, которые силь-
но напоминают наши естественные клетки-киллеры и могут рассматриваться как их
эволюционные прототипы. Если клетки организма атакуются возбудителями болез-
ней, эти киллеры вскрывают мембраны нарушителей и тем самым убивают их. Они
делают это — впервые в истории иммунной системы — с помощью иммунопротеина
перфорина. Этот процесс называется мембранной атакой. Погибают бактерии, ви-
русы и другие патогенные простейшие. Уничтожению могут также подвергаться пе-
реродившиеся клетки собственного организма, представляющие угрозу здоровью.
Этот важный эффект, предотвращающий возникновение опухолей, входит в число
задач и наших собственных естественных киллеров, но на еще более высоком
уровне. Об этом мы поговорим чуть позже.
Оболочник асцидия и ее хордовая личинка.
В клеточную иммунную систему оболочников входят также клетки-пожиратели,
которые напоминают наши макрофаги (гигантские фагоциты) и считаются их прото-
типами. Я уже писал, что даже у таких очень древних организмов, как амебы,
есть клетки, поедающие бактерий. Клетки плазмы крови дрозофил также выполняют
задачи фагоцитов. Однако фагоциты оболочников могут, помимо всего прочего,
проникать в ткани тела и формировать там кооперативные сети. Они располагают
собственными рецепторными белками, с помощью которых распознают молекулярные
структуры патогенов. После обволакивания и переваривания патогенов они демон-
стрируют их антигены на поверхности собственной клеточной мембраны, чтобы пе-
редать информацию о захватчиках другим иммунным клеткам. Эти способности ги-
гантских фагоцитов у людей считаются признаками высокой специализации. Однако
оболочники, наши древние родственники из морских глубин, уже обладали этими
свойствами, хотя и в простой форме.
С этой точки зрения оболочники могут считаться «изобретателями» не только
естественных киллеров, но и макрофагов как особо эффективной формы фагоцитов.
ЧАСТЬ 2. ИММУНИТЕТ ЛЮДЕЙ И ДРУГИХ ПОЗВОНОЧНЫХ
ГЛАВА 4. ИННОВАЦИИ
ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ
Оболочники являются тем порогом в естественной истории, за которым открыва-
ется царство позвоночных животных. Как уже было сказано, позвоночник образо-
вался из простой опорной трубки оболочников. Переход к позвоночным животным
знаменует появление адаптивной, или приобретенной, иммунной системы, которая
дает живым существам возможность с помощью антител целенаправленно бороться с
возбудителями болезней, с которыми они вступают в контакт. Мы подходим к од-
ному из главных вопросов «почему?» в иммунологии: «Почему появились антите-
ла?» Поиск ответов приблизит нас к более полному пониманию способа функциони-
рования человеческой иммунной системы, которой и посвящается эта часть.
«Большой взрыв»
в иммунобиологии
В ходе совместной эволюции с организмами-хозяевами патогенные организмы по-
стоянно вырабатывают новые стратегии, чтобы обойти иммунную систему хозяев.
Эта гонка происходит между бактериями и бактериофагами, водорослями и вируса-
ми, амебами и бактериями, листьями табака и вирусами табачной мозаики, стре-
кающими и патогенными одноклеточными, обитающими в морской воде, дрозофилами
и осами-паразитами, летучими мышами и коронавирусом, людьми и возбудителями
гриппа... короче говоря, повсеместно и постоянно в нашем разнообразном живом
мире. Иммунный ответ организма-хозяина адаптируется к изменениям, происходя-
щим в возбудителе, а тот, в свою очередь, путем мутаций и естественной селек-
ции вырабатывает новые стратегии, чтобы избежать иммунной системы хозяина.
Это называется иммунным уклонением.
Чем дольше продолжалось эволюционное развитие многоклеточных, тем заметнее
становилось отставание животных, людей и растений от микробов. Это отставание
эволюционные биологи называют разрывом поколений. Микроорганизмы получали всё
большее преимущество по сравнению с многоклеточными. Это объясняется тем, что
они могут быстрее размножаться, чем более сложные живые существа. Смена поко-
лений у них происходит намного чаще, чем у более развитых организмов-хозяев.
Для того чтобы эволюционная адаптация сохраняла свою эффективность, она
должна передаваться по наследству из поколения в поколение. У многих бактерий
и других одноклеточных время смены поколений составляет несколько минут. Из-
менения и новшества могут быть зафиксированы в генетическом материале намного
быстрее, чем у людей, животных или растений. Если исходить из того, что пери-
од смены поколений у Homo sapiens составляет 20 лет, то у бактерий этот про-
цесс происходит в 500-600 тысяч раз оперативнее. Их эволюционные карманные
часы тикают в бешеном темпе, оставляя далеко за спиной человеческие ходики с
маятником.
Поэтому если задать себе вопрос, почему позвоночным животным понадобилась
адаптивная иммунная система с антителами, то ответ будет таким: потому что
многоклеточные формы жизни обязаны были найти способ компенсировать эволюци-
онный недостаток по отношению к микробам, вызванный разрывом поколений. Толь-
ко адаптивная иммунная система обеспечивает долхюживущему организму способ-
ность давать краткосрочный ответ в рамках имеющихся генетических возможностей
на быструю эволюцию возбудителей болезней.
Нам мало что известно о позвоночном животном ордовикского периода ранней
палеозойской эры, которое 450 миллионов лет назад впервые создало некую форму
антител и тем самым положило начало адаптивной (приобретенной) иммунной сис-
теме . В соответствии с одной из наиболее распространенных эволюционных теорий
это была уже вымершая к настоящему времени челюстная рыба. Только формы жиз-
ни, которые стали потомками этой палеозойской рыбы, обладали этим иммунным
новшеством и могли производить антитела. Это относится ко всем позвоночным
животным, у которых есть челюсти, начиная с рыб, амфибий и рептилий и закан-
чивая птицами и млекопитающими, включая и нас самих. Лишь у бесчелюстных по-
звоночных, не имеющих прямых родственных отношений с этой палеозойской рыбой,
отсутствует адаптивная иммунная система. Практически все эти животные из
группы круглоротых вымерли. Сегодня они представлены только миногами и микси-
нами.
Ископаемая челюстная рыба палеозойской эры (реконструкция).
Появление первых антител 450 миллионов лет назад биологи сравнивают с Боль-
шим взрывом. С этого началась естественная история антител.
Прогрессивные иммунные
функции Данио рерио
Рыбки Данио рерио, как и дрозофилы, часто используются в современной имму-
нологии в качестве модельных организмов. В первые 4-6 недель своей жизни мо-
лодые рыбки полагаются исключительно на врожденную клеточную иммунную систему
и еще не обладают возможностью выработки антител. Затем у них появляется
адаптивная, или приобретенная, иммунная система, после чего рыбы живут еще от
двух до пяти лет.
Клеточная иммунная система Данио рерио оснащена теми же основными видами
«оружия», что и наша. Она составляет основу эффективного и постоянно дейст-
вующего врожденного иммунитета, который, подобно крепостным стенам, охраняет
здоровье морских обитателей от вредных воздействий извне. Так называемые не-
специфические цитотоксические клетки (NCC) Данио рерио являются еще более
близкими аналогами наших естественных киллеров, чем их более древние прототи-
пы у оболочников. Неспецифическими их называют потому, что они не специализи-
руются на борьбе только с определенными видами возбудителей, например с бак-
териями. Слово «цитотоксические» означает, что они способны отравлять и уби-
вать клетки, которые подверглись бактериальному или вирусному заражению, име-
ют повреждения ДНК или могут переродиться в раковые. Таким образом, они игра-
ют в иммунной системе роль «полиции здоровья».
Это описание подходит и для наших естественных киллеров. Правда, несмотря
на множество общих черт, иммунная биология все-таки считает клетки NCC не на-
стоящими естественными киллерами, а лишь их предшественниками. Так, например,
клетки NCC менее эффективны при уничтожении инфицированных или потенциально
опасных клеток, в то время как естественные киллеры — это прямо-таки серийные
убийцы. Они способны за сопоставимый промежуток времени уничтожить намного
больше зараженных клеток, чем клетки NCC Данио рерио. Кроме того, киллеры
млекопитающих располагают значительно большим количеством иммунопротеинов,
которые используются для ликвидации инфицированных или раковых клеток. У кле-
ток NCC этого оружия намного меньше. Тем не менее, NCC и естественные киллеры
выполняют одни и те же задачи и работают по схожему принципу.
Данио рерио.
Наряду с общеизвестными фагоцитами, в иммунной системе Данио рерио имеются
более прогрессивные с эволюционной точки зрения макрофаги, которые весьма
схожи с макрофагами млекопитающих, а также В-клетки и некоторые формы Т-
клеток. Наличие этих клеток отличает организм рыб от всех предшествовавших
форм жизни. В- и Т-клетки знаменуют собой переходный этап к адаптивной иммун-
ной системе. Свойства памяти и быстрой обучаемости иммунной системы позвоноч-
ных животных обеспечиваются только наличием Т-клеток. В них после контакта с
новыми возбудителями накапливается информация о примененных иммунных реакци-
ях, которая в случае повторных контактов с тем же возбудителем может быть бы-
стро извлечена из памяти и использована снова. При этом Т-клетки ведут ко-
мандную игру вместе с В-клетками, в которых созревают антитела против возбу-
дителей . В-клетки обеспечивают производство антител.
Рыбы, обладающие новыми типами клеток, способны вырабатывать антитела. Та-
ким образом, начиная с их палеозойского предка, они могут считаться основопо-
ложниками адаптивной иммунной системы. В следующей главе, посвященной иммун-
ной системе человека и других млекопитающих, мы подробнее рассмотрим функции
Т- и В-клеток.
ГЛАВА 5. ИММУННАЯ
СИСТЕМА МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Все формы жизни, о которых мы говорили до сих пор, сыграли свою роль осно-
воположников и первопроходцев в естественной истории иммунной системы. Их
достижения привели в процессе развития к возникновению сложной защитной сис-
темы у млекопитающих. Вся оставшаяся часть этой публикации посвящена функцио-
нированию иммунной системы млекопитающих, причем основное внимание уделено
нашему собственному виду. Мы начнем с более детального рассмотрения наших за-
щитных органов и клеточной иммунной системы, которая является для нас врож-
денной, и во многом совпадает с теми механизмами, которые имеются у стрекаю-
щих, насекомых, оболочников, растений и так далее. Сразу после этого мы пе-
рейдем к деталям нашей адаптивной иммунной системы в разделах, посвященных Т-
и В-клеткам, антителам и перекрестному иммунитету. Границы между клеточной и
приобретенной иммунными системами весьма подвижны, но Т- и В-клетки, которые
участвуют в образовании антител, уже можно условно отнести к приобретенным
защитным средствам.
Белые кровяные тельца — иммунные клетки нашей врож-
денной защитной системы.
Наши иммунные органы:
основа обороны
Подобно многим другим видам млекопитающих, мы обладаем специальными формами
тканей, которые можно назвать органами иммунной системы. Как и все органы жи-
вотных, они образовались в ходе процесса разделения функций и специализации
клеток. Этот процесс развития прослеживается в эволюции вплоть до самых ран-
них попыток сосуществования клеток в рамках колоний амеб или сферических об-
разований вольвокса. По мере роста специализации и дифференциации типов кле-
ток отдельные клетки утрачивали способность выживать самостоятельно.
Клетки врожденной иммунной системы образуются в первичных иммунных органах.
У нас это костный мозг и вилочковая железа (тимус). Через кровеносные и лим-
фатические сосуды, пронизывающие все тело млекопитающих, иммунные клетки по-
падают из первичных во вторичные иммунные органы и все ткани тела, где в них
возникает необходимость. Вторичными иммунными органами являются селезенка,
лимфатические узлы и диффузные лимфатические ткани.
В костном мозге (у взрослых главным образом в костях таза и грудине, а у
детей еще и в костях рук и ног1) из стволовых клеток образуются все наши клет-
ки крови, в том числе белые кровяные тельца, представляющие врожденную кле-
точную иммунную систему. Их называют лейкоцитами. Особой формой лейкоцитов
являются лимфоциты — В-клетки, Т-клетки и естественные киллеры.
В античной Греции тимус считался вместилищем человеческой души. Греческое
слово thymos означает «жизненная сила». Биологические функции этого органа
были раскрыты только в 1950-е годы. До этого его назначение и польза для че-
ловека и других млекопитающих оставались неизвестными. К пониманию его функ-
ций привел эксперимент над животными в Австралии. Исследователи удалили ви-
лочковую железу у новорожденных мышей. Ход дальнейших событий показал, что у
них серьезно повреждена иммунная система, и что они намного чаще подвергаются
заболеваниям, чем их собратья с тимусом. К настоящему времени мы знаем, что
вилочковая железа представляет собой некое подобие школы для иммунных клеток,
особенно для Т-клеток, и диспетчерского центра иммунной системы. Некоторые
биологи называют ее «мозгом» иммунной системы.
•
Вилочковая железа.
Тимус входит в систему лимфатических органов. В его тканях предшественники
Т-клеток развиваются и дифференцируются, разделяясь на различные подвиды, ко-
торые будут затем специализироваться на распознавании различных антигенов
возбудителей болезней. В ходе процесса созревания Т-клеткам «демонстрируются»
различные антигены, осуществляется их обучение и программирование. Антигенами
именуются молекулярные структуры, например белки, которые характерны для тех
или иных видов возбудителей. Сумма всех антигенов, которым Т-клетки обучаются
в вилочковой железе, называется в иммунобиологии антигенным репертуаром.
Созревание Т-клеток в тимусе, от которого, кстати, и происходит название
этих иммунных клеток, представляет собой весьма расточительную процедуру.
Только десяти процентам зрелых Т-клеток у людей и других млекопитающих сужде-
но закончить эту «школу». Причина заключается в строгости отбора. Только те
клетки, которые эффективно реагируют на антигены и не обращают внимания на
собственные ткани тела, получают допуск в систему кровообращения. За счет
этого предотвращаются аутоиммунные реакции. 90 процентов Т-клеток не могут
преодолеть систему контроля качества.
Лимфатические узлы человека рассредоточены по всему телу. Каждый отдельный
узел в нормальном состоянии имеет величину и форму фасолины. Одна из задач
лимфатических узлов заключается в удалении возбудителей болезней из прилегаю-
щих тканей организма. Для этого готовится иммунный ответ на основе обнаружен-
ных в этой области антигенов. Они демонстрируются В-клеткам, которые созрева-
ют в лимфатическом узле и «тренируются» наподобие Т-клеток в тимусе. После
контакта с антигеном (например, вируса гриппа) В-клетки превращаются в клетки
плазмы крови. Из них образуются антитела против антигена, в нашем случае про-
тив возбудителя гриппа.
Наряду с лимфатическими узлами как локальными центрами иммунной системы на-
ше тело пронизывает рыхлая (диффузная) лимфатическая ткань, которая становит-
ся плотнее в местах, где ожидается проникновение возбудителей болезни в тело.
Это, например, так называемые Пейеровы бляшки, которые можно встретить по
всей протяженности тонкого кишечника и особенно в подвздошной кишке — третьем
отделе тонкого кишечника непосредственно перед переходом в толстую кишку. К
лимфатическим тканям принадлежат также червеобразный отросток слепой кишки,
именуемый аппендиксом, и миндалины в области глотки, которые обычно называют
гландами.
Пейеровы бляшки.
В число органов защиты входит также селезенка. Она занимается перехватом из
кровотока антигенов возбудителей. В светлой ткани селезенки, носящей название
белой пульпы, сосредоточены белые кровяные тельца. Тут собираются все три ви-
да лимфоцитов: Т-клетки, В-клетки и естественные киллеры. Также здесь нахо-
дятся макрофаги и дендритные клетки, которые тоже являются белыми кровяными
тельцами, то есть лейкоцитами, хотя и не относятся к специализированным лим-
фоцитам . Функции различных иммунных клеток мы рассмотрим несколько подробнее.
Селезенка.
Толл-подобные рецепторы:
«глаза» иммунной клетки
Рассмотрение различных частей нашей иммунной системы мы начнем с рецептор-
ных белков, которые ученые нашли в организме дрозофилы, прежде чем обнаружить
их аналог у людей. Наши толл-подобные рецепторы похожи на толл-рецепторы на-
секомых. Эти рецепторные белки, входящие в состав наших врожденных защитных
механизмов, специализируются на распознавании РАМР возбудителей — уже извест-
ных нам молекулярных паттернов. Толл-подобные рецепторы играют важную роль в
процессе различения «своего» и «чужого». Некоторые из этих рецепторов нахо-
дятся на поверхности наших иммунных клеток, а некоторые внутри них. Это нам
уже тоже известно из главы, где мы рассматривали растения. Иммунные процессы
обычно протекают на клеточных мембранах — там, где вирусы гриппа и коронави-
русы задействуют свои белковые шипы. Рецепторные белки, в частности толл-
подобные рецепторы, являются «глазами» иммунной системы, с помощью которых
макрофаги, естественные киллеры, Т-клетки и другие элементы системы могут на-
блюдать за обстановкой.
Иммунобиология человека насчитывает в настоящее время тринадцать толл-
подобных рецепторов (TLR). Они специализируются на распознавании различных
видов возбудителей. Например, TLR-1 идентифицирует только бактерии. TLR-2 от-
личается большей разносторонностью и распознает бактерии, вирусы, грибки и
микогтазмы — так называются чрезвычайно мелкие представители бактерий, кото-
рые, в отличие от большинства других, не имеют клеточных мембран. Кроме того,
TLR-2 может находить инфицированные и переродившиеся клетки собственного ор-
ганизма. TLR-3 специализируется исключительно на вирусах.
Мембрана
Толл-рецептор 9
;i
"<**
Активный центр 2
&ъ
ДНК
Л*-
'У 3j*V Активный центр 1
ч* *
4 Л • ~
\
Толл-рецептор 9,
Некоторые толл-подобные рецепторы были обнаружены учеными в идентичной фор-
ме у других млекопитающих и позвоночных (в частности, у рыб, птиц, амфибий и
рептилий). Однако известны и толл-подобные рецепторы, которых нет у людей, но
есть у других позвоночных.
В связи с разработкой мРНК-вакцин против C0VID-19 развернулась общественная
дискуссия по поводу толл-подобных рецепторов. В одном германско-нидерландском
исследовании изучались иммунные реакции добровольцев на вакцину производства
BioNtech/Pfizer путем забора у них образцов крови.
В отчете говорится о «перепрограммировании иммунной системы». После введе-
ния вакцины реакция трех различных толл-подобных рецепторов снизилась по
сравнению с прежним уровнем. Это коснулось белков TLR-4, TLR-7 и TLR-8. TLR-4
идентифицирует бактерии, а также зараженные и раковые клетки. Таким образом,
этот рецептор нацелен не только на распознавание бактериальных возбудителей
болезней, но и на собственные патогенные клетки. TLR-7 и TLR-8 распознают
РНК-вирусы, в том числе коронавирусы и вирусы гриппа, причем TLR-8 дополни-
тельно способен выявлять некоторые бактерии.
Из материалов этого отчета авторы делают вывод, что после вакцинации могла
иметь место сниженная иммунная реакция на бактерии и, прежде всего, на виру-
сы. Одновременно усиливалась цитокиновая реакция при контакте иммунной систе-
мы с грибковыми возбудителями. В публикации говорится: «Из этого можно сде-
лать вывод, что мРНК-вакцина вызывает комплексное функциональное перепрограм-
мирование врожденных иммунных реакций. Это необходимо учитывать при разработ-
ке и применении этого нового класса вакцин».
Один из авторов этого исследования, Михай Нетя из университета Радбауда в
Неймегене, в интервью порталу фактчекинга Correctiv отметил, что в ходе ис-
следования не получено доказательств вреда мРНК-вакцин для здоровья, однако
необходимо учитывать, что вирусные инфекции могут привести к изменению иммун-
ных реакций.
Аналогичные феномены отмечались, по данным системного биолога из Боннского
университета Андреаса Шлитцера, относительно вакцин против туберкулеза, паро-
тита, кори и краснухи. Эти вакцины применяются уже давно и считаются безопас-
ными.
Главное, на что здесь надо обратить внимание: исследования, подобные упомя-
нутому выше, позволяют понять, насколько сложна иммунная система, состоящая
из различных контуров и цепных реакций, в которых участвует бесчисленное мно-
жество рецепторных белков, толл-подобных рецепторов, сигнальных белков и им-
мунных клеток, взаимодействующих и обменивающихся информацией друг с другом.
В последующих разделах мы познакомимся с главными действующими лицами этого
спектакля.
Иммунная система как крепость:
дендритные клетки и макрофаги
Если сравнивать тело млекопитающих и человека с крепостью, то некоторые им-
мунные клетки можно уподобить дозорным и наблюдателям, которые постоянно на-
ходятся на посту на крепостных стенах, чтобы поднять тревогу в случае нападе-
ния. К таким клеткам относятся дендритные клетки и макрофаги. Они, как прави-
ло, не циркулируют в крови, а занимают неподвижные позиции в тканях.
Макрофаги — это короли всего класса клеток-пожирателей. Мы уже упоминали в
описаниях различных организмов, что принцип фагоцитоза, то есть обволакивания
и переваривания патогенов, представляет собой древнейшую стратегию защиты от
болезней, которую можно наблюдать уже у амеб. Клетки плазмы крови у дрозофил
также занимаются фагоцитозом. У оболочников мы тоже видели клетки-пожиратели,
их можно рассматривать как прототипы наших макрофагов. В ходе эволюции разви-
лись различные формы фагоцитоза, и наши макрофаги — это лишь одна из разно-
видностей .
У нас есть и другие клетки, специализирующиеся на фагоцитозе, но давайте
пока займемся «королевским» классом.
Готовые макрофаги разносятся кровью по тканям тела и занимают там позиции,
готовясь оказать первую помощь. С них начинаются воспалительные реакции. Их
высокую концентрацию можно наблюдать, к примеру, на слизистых оболочках и,
особенно, в легочных тканях. Макрофаги распознают структуры возбудителей
(РАМР) , а затем по старой традиции амеб обволакивают и переваривают их. При
этом макрофаги выделяют приманивающие вещества — специальные цитокины, кото-
рые называют хемокинами. Цитокины представляют собой сигнальные вещества, ко-
торые регулируют протекание воспалительных и иммунных реакций. Они привлекают
к месту событий другие иммунные клетки из крови, например нейтрофилы. Но на
выделении сигнальных веществ задачи макрофагов не заканчиваются. Как уже упо-
миналось выше, они транспортируют и демонстрируют на своей поверхности анти-
гены захваченных и переваренных возбудителей. Тем самым они знакомят другие
иммунные клетки, например Т-клетки, с характерными чертами захватчиков.
Макрофаг.
Рассматривая под микроскопом дендритные клетки, которые тоже представляют
собой белые кровяные тельца, можно увидеть на их поверхности различные вырос-
ты, чем и объясняется их название (греческое слово dendrites означает «древо-
образный» или «разветвленный»). Как и макрофаги, эти клетки относятся к фаго-
цитам, то есть пожирают патогены. Они несут сторожевую службу в тканях тела.
Форма тела позволяет им закрепляться в тканях и образовывать сторожевые сети.
После захвата возбудителя они также несут на своей поверхности его антигены в
целях ознакомления с ними других иммунных клеток. Однако, в отличие от макро-
фагов, которые просто демонстрируют антигены Т-клеткам, дендритные клетки с
помощью сигнальных веществ запускают процесс обучения молодых и еще не запро-
граммированных Т-клеток, которые «тренируются» на соответствующих антигенах.
Ниже мы узнаем, каким образом Т-клетки запускают специфические иммунные реак-
ции.
Нейтрофилы и компания —
еще одна «скорая помощь»
Нейтрофилы, точнее, нейтрофильные гранулоциты, относятся к белым кровяным
тельцам (лейкоцитам) всех позвоночных животных. Вместе с кровью они циркули-
руют по всему телу. У людей и млекопитающих они составляют от 50 до 60 про-
центов всех белых кровяных телец. Неитрофилы имеют в своем составе клейкие
субстанции — так называемые адгезивные молекулы, с помощью которых могут в
любой момент прикрепиться к внутренней стенке кровеносного сосуда. Это дела-
ется для того, чтобы не проскочить мимо места событий и иметь возможность бы-
стро принять участие в первой оборонительной реакции на вторжение возбудителя
болезни. Неитрофилы, как и макрофаги, являются клетками «скорой помощи». Их
активность особенно заметна при воспалении.
Палочкоядерный (слева) и сегментоядерный нейтрофил.
Для борьбы с патогенами в распоряжении нейтрофилов имеется несколько спосо-
бов. Во-первых, они тоже относятся к фагоцитам, то есть могут использовать
фагоцитоз против возбудителей болезней любого рода.
Во-вторых, особенностью нейтрофилов является их способность готовить «ло-
вушки» для бактерий, вирусов и болезнетворных одноклеточных. Для этого они
формируют внеклеточную сеть из тонких волокон, в которых жертва запутывается
и лишается способности передвигаться. Эту сеть они строят, в том числе, и из
нитей собственной ДНК. Интересно, что одноклеточные типа амеб и эвглен уже
сотни миллионов лет назад освоили эту стратегию. Они тоже строят внеклеточные
сети для захвата возбудителей болезней.
В-третьих, неитрофилы могут уничтожать патогены с помощью клеточных ядов.
Для этого могут применяться, к примеру, перекись водорода и оксид азота. Это
«химическое оружие» они носят с собой в так называемых гранулах — включениях
в тела своих клеток, которые служат транспортными емкостями для разных ве-
ществ. Собственно, от этих гранул и происходит название всего семейства кле-
ток — гранулоциты.
В близком родстве с нейтрофилами находятся эозинофилы, или эозинофильные
гранулоциты. Они выполняют такие же защитные функции, как и неитрофилы, но
специализируются главным образам на паразитах, вторгшихся в организм позво-
ночного животного и, в частности, человека. Базофилы, или базофилъные грану-
лоциты, тоже принадлежат к этой группе белых кровяных телец. Их биологические
функции до недавнего времени были неизвестны. В настоящее время иммунобиологи
считают, что базофилы участвуют в поиске и уничтожении потенциальных клеток
рака и уже образовавшихся клеток опухолей.
Моноциты — мастера
перевоплощений
Хорошей футбольной команде нужны универсальные игроки, которых можно задей-
ствовать на любой позиции, где в данный момент требуется усиление. При необ-
ходимости они могут сыграть и в нападении, и в полузащите, и в обороне. Моно-
циты — это как раз такие универсальные игроки иммунной системы, которые все-
гда готовы прийти на помощь. Они сосредоточены в селезенке, откуда могут быть
доставлены с потоком крови в любую точку организма. В форме моноцитов они ве-
дут себя как макрофаги, дендритные клетки и нейтрофилы, то есть выступают в
роли фагоцитов и уничтожают возбудителей любых видов. После этого они, как
обычно, демонстрируют их антигены на своей поверхности другим иммунным клет-
кам. Однако в состоянии моноцитов они могут пребывать лишь несколько дней. А
после этого превращаются либо в макрофаги, либо в дендритные клетки и разно-
сятся потоком крови по тканям, где занимают сторожевые посты. Там они могут
жить несколько недель или месяцев.
Естественные киллеры и
собственные патогенные
клетки
Естественные киллеры (их также называют NK-клетками) тоже принадлежат к
числу лейкоцитов и представляют собой белые кровяные тельца. Они все еще яв-
ляются частью врожденной иммунной системы, хотя вместе с Т- и В-клетками уже
могут считаться низшей формой лимфоцитов. В биологических исследованиях их с
удовольствием используют как индикатор воздействия на организм методов лече-
ния, лекарств, социальных и экологических факторов, так как они легко обнару-
живаются в лабораторных условиях и выполняют важные иммунные функции. Так,
например, в ходе одного из экспериментов было доказано, что регулярный прием
экстракта эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea) способствует укреплению за-
щитных сил организма. Это проявилось в росте количества и активности естест-
венных киллеров в крови. Мы еще встретимся с этими иммунными клетками в
третьей части, где будет рассматриваться тема экоиммунологии. Поэтому хоте-
лось бы остановиться на них немного подробнее.
Задача естественных киллеров заключается в неспецифической охоте на все,
что может представлять опасность для нашего здоровья на клеточном уровне. Они
атакуют бактерии, вирусы и другие микробы, а также клетки собственного тела,
инфицированные возбудителями болезней. Кроме того, они играют важную роль в
защите от раковых заболеваний, отравляя и уничтожая потенциальные опухолевые
клетки, склонные к перерождению или имеющие повреждения в ДНК.
Оглядываясь на естественную историю, мы видим, что в ходе эволюции не один
раз появлялись организмы, обладающие клетками, схожими с нашими естественными
киллерами, например оболочники. Неспецифические цитотоксические клетки (NCC)
Данио рерио стоят уже весьма близко к естественным киллерам млекопитающих. Но
выделяющая нас особенность заключается в том, что наши клетки, помимо своей
эффективности в роли «серийных убийц», обладают еще и широким набором инстру-
ментов, которые помогают в выполнении возложенных на них функций по поддержа-
нию здоровья.
Поскольку естественные киллеры нацелены не только на возбудителей болезней,
но и на клетки собственного тела, их активность должна строго контролировать-
ся иммунной системой. Например, здоровые клетки вырабатывают так называемые
молекулы МНС, которые подают киллерам сигнал, что на них нельзя нападать. Эти
импульсы улавливаются рецепторами киллеров и затормаживают их активность. Ес-
ли какая-то клетка подвергается нападению вируса или получает повреждение
ДНК, производство этих молекул прекращается. Их отсутствие ориентирует есте-
ственных киллеров на охоту за этой клеткой.
Естественные киллеры охотятся не только на инфицированные клетки, но и на
любые, от которых может исходить какая-то опасность. Клетки нашего тела имеют
«срок годности», который время от времени истекает. Тогда они отмирают и ус-
тупают место новым. За счет этого происходит регенерация органов. Срок жизни
клетки эпидермиса составляет около четырех недель. Клетки печени живут не-
сколько месяцев. После этого клетки подвергаются процедуре программируемой
смерти — своего рода клеточному «самоубийству» ради здоровья всего организма.
Этот жизненно важный защитный процесс генетически запрограммирован в клетках
и характерен для всех форм жизни, о которых уже рассказывалось в предыдущих
главах. Даже бактерии и другие одноклеточные нередко уничтожают сами себя,
подвергаясь нападениям бактериофагов или вирусов. Так они защищают свою попу-
ляцию от распространения возбудителей болезней.
Ингибирующий и активирующий сигналы в NK-клетках.
Без программируемой клеточной смерти многоклеточные существа не смогли бы
выжить. Но этот добровольный уход из жизни противоречит основополагающим
принципам эволюции, в соответствии с которыми клетки должны жить, а не уми-
рать . Они стремятся к развитию с помощью мутаций и селекции, которые являются
важными двигателями эволюции. Поэтому иногда бывает, что клетки сопротивляют-
ся своей заранее запрограммированной смерти и мутируют, изменяя свой генети-
ческий код. В этом случае нам грозит вырождение тканей. Из одной клетки кожи
в результате размножения появляются все новые клетки. То же самое происходит
и с клетками печени, которые порождают генетически и функционально идентичные
поколения себе подобных. В данном случае слово «вырождение» означает, что му-
тировавшие клетки утрачивают свои функциональные качества и становятся бес-
смертными. На месте состарившейся мутировавшей клетки с поврежденными генами,
которая отказывается умирать, может образоваться опухоль, если эта клетка
начнет производить массу подобных себе бессмертных клеток. Орган утратит свою
функцию и станет угрозой для всего организма. Для таких случаев и существуют
естественные киллеры.
Вся предыдущая естественная история иммунной системы демонстрирует нам, что
иммунные клетки умеют отличать «свое» от «чужого», чтобы вступать в борьбу с
«чужим», если оно начинает представлять угрозу. Однако естественные киллеры,
кроме того, имеют задачу бороться и с собственными патогенными клетками, если
от них исходит опасность. В случае с потенциальной или уже существующей опу-
холью речь идет об онкогенной угрозе. Если клетка поражена вирусом, то угроза
носит инфекционный характер, поскольку возбудитель перепрограммировал клетку,
сделав ее копировальной машиной для вирусов. Естественные киллеры специализи-
руются на том, чтобы по сигналам, исходящим от клеточных мембран, определять,
о какой форме патогена идет речь. Ученые называют эти сигналы «съешь меня».
Как уже говорилось, зачастую этот сигнал заключается просто в отсутствии сиг-
нальных веществ, затормаживающих постоянные агрессивные наклонности естест-
венных киллеров.
Убивая инфицированные, поврежденные, состарившиеся или переродившиеся клет-
ки, естественные киллеры прибегают к помощи иммунопротеинов, которые сами же
и вырабатывают. Уже упомянутый перфорин, которым пользуются и прототипы кле-
ток-убийц у оболочников, вскрывает мембрану подлежащей уничтожению клетки и
обеспечивает киллеру доступ внутрь. Само название этого иммунопротеина гово-
рит о том, что он производит перфорацию мембраны. После этого киллер впрыски-
вает через образовавшееся отверстие так называемые гранзимы, обозначаемые бу-
квами А и В. В гранзимах содержится клеточный яд гранулизин, убивающий клет-
ку. В англоязычных биологических публикациях эти иммунопротеины называют так-
же противораковыми белками. Однако естественные киллеры задействуют эти белки
против собственных клеток в любом случае, в том числе и тогда, когда речь
идет лишь об инфицированных клетках.
Дополнительно естественные киллеры производят интерферон гамма—цитокин, ко-
торый стимулирует дальнейшие иммунные реакции против возбудителей, патогенов
и собственных пораженных клеток и, кроме того, сам обладает противовирусными
и противораковыми свойствами.
Т- и В-клетки: переход к
адаптивной иммунной системе
«Большой взрыв» в иммунобиологии, то есть появление приобретенной иммунной
системы с антителами в организме палеозойской рыбы, стал началом эволюционно-
го пути, который привел нас к млекопитающим и людям. Без этой знаковой вехи у
нас не было Т- и В-клеток, а ведь именно их появление знаменует зарождение
адаптивных иммунных функций и образование антител, то есть процессов, которые
не могут передаваться по наследству.
Конечно, созревающие в вилочковой железе Т-клетки являются частью нашей
клеточной защитной системы, но они знаменуют собой переход к приобретенным
иммунным реакциям. Т-клетки — это белые кровяные тельца (лейкоциты), которые
вместе с естественными киллерами и В-клетками принадлежат к низшей группе
лимфоцитов.
Т-клетки постоянно циркулируют в системе кровообращения и могут передви-
гаться в тканях, следя за болезненными изменениями в них. Как мы уже знаем,
на поверхности клеток, зараженных патогенами или перенесших повреждение ДНК,
грозящее развитием рака, происходит изменение сигнальных молекул. На их сиг-
налы реагируют в том числе и Т-клетки, которые делятся на две разновидности —
эффекторные Т-клетки и Т-клетки памяти.
Эффекторные Т-клетки развиваются из Т-клеток-убийц, которые в последнее
время чаще называют цитотоксическими Т-клетками. Эти иммунные клетки во мно-
гом схожи с естественными киллерами. И у тех, и у других задача состоит в
уничтожении возбудителей, а также инфицированных и выродившихся клеток собст-
венного организма, представляющих инфекционную или онкогенную угрозу. Т-
клетки-убийцы используют для этого те же самые иммунопротеины, что и естест-
венные киллеры, а именно перфорин, гранулизин и гранзимы А и В. Точно
так же они производят и противовирусный и противораковый цитокин интерфе-
рон гамма.
Вспомогательные Т-клетки сопровождают иммунные реакции, вырабатывая цитоки-
ны, с помощью которых регулируется вид и интенсивность иммунного ответа. Рука
об руку с ними выступают регуляторные Т-клетки, чья задача заключается в том,
чтобы ослабить чрезмерные иммунные реакции или вообще отменить их. Для этого
также используются цитокины, но такие, которые оказывают затормаживающее дей-
ствие на иммунную систему. Вспомогательные и регуляторные Т-клетки, как и
киллеры, относятся к эффекторным Т-клеткам.
Т-клетки памяти играют главную роль в накоплении и запоминании информации
об иммунных реакциях. В них откладывается запись обо всем процессе адаптивно-
го ответа, которая может быть вновь вызвана при очередном контакте с возбуди-
телем. Поскольку эти клетки инициируют производство антител, они при повтор-
ной инфекции способны так же быстро наладить их образование. Для этого они
активизируют В-клетки, которые представляют собой фабрики антител.
Из известной нам на сегодняшний день естественной истории иммунной системы
вытекает, что позвоночные, в частности рыбы, уже располагают В-клетками.
Впервые они были обнаружены у птиц. Эти клетки у них образуются в лимфатиче-
ском органе, который именуется Фабрициевой сумкой (bursa Fabricii). По его
первой букве ученые и назвали новые клетки. Они имеются и у амфибий, с кото-
рыми мы встретимся в третьей части, и у рептилий.
В-клетки приводятся в активное состояние Т-клетками. В лимфатической ткани
вспомогательные Т-клетки встречаются с В-клетками и демонстрируют им антигены
— предположим, белковые структуры вируса гриппа, амебы или бактерии. После
этого В-клетки превращаются в клетки плазмы. В них зреют антитела. Этот про-
цесс в случае с инфекцией гриппа может продлиться несколько дней.
А . А
Т-лимфоцит
антигены
Т-хелперы
• • •
Т-киллеры Т-супрессоры
плазматическая
клетка
' В-лимфоцит
макрофаг
(микрофаги - нейтрофилы,
моноциты - макрофагальный резерв)
Кооперация клеток в иммунном ответе.
Антитела, нейтрализующие
и усиливающие инфекцию
Антитела представляют собой белки, точнее говоря, иммуноглобулины, которые
являются полной противоположностью соответствующим антигенам. Подобно молеку-
лярному ключу, который может быть вставлен только в определенную замочную
скважину, антитела точно подходят к антигенам, которые они должны нейтрализо-
вать .
Антитела нейтрализуют вредный вирус.
Антитела образуются в больших количествах, чтобы их хватило на все антиге-
ны, против которых они предназначены. Они блокируют белковые структуры возбу-
дителей , которые используются при заражении клеток. Антитела, выполняющие эту
задачу, называются нейтрализующими. Они останавливают вредную деятельность
вирусов, бактерий и других патогенов. Их работа очень нужна в ходе болезни.
Но при некоторых инфекционных заболеваниях случается, что производятся также
неработающие антитела, которые не только не оказывают желаемого действия, но
и проявляют себя контрпродуктивно.
Антитела, усиливающие инфекцию, могут вызвать эффект ADE (Antibody
Dependent Enhancement) — антитело-зависимое усиление инфекции.
Это означает что антитела, изменяя белковые структуры возбудителя инфекции,
облегчают его действия, вместо того чтобы затруднять их. В данном случае мы
имеем дело с «бракованными» иммуноглобулинами. Некоторые антитела, усиливаю-
щие инфекцию, облегчают проникновение вируса в клетки организма. Их называют
«антителами вирусного проникновения». Это не значит, что инфекция обязательно
будет протекать тяжело, так как наша иммунная система все еще имеет возмож-
ность регулировать процесс, уничтожая зараженные клетки.
Существуют, однако, инфекционные заболевания, при которых дисфункциональные
антитела приобретают такое значение, что повышают вероятность тяжелого тече-
ния болезни и увеличивают риск ущерба здоровью. Примером может служить пере-
даваемая через комаров лихорадка денге. Ее возбудителем является один из фла-
вивирусов, печально известный тем, что способен провоцировать выработку анти-
тел, усиливающих инфекцию. Первичное заражение этой тропической инфекционной
болезнью отличается, как правило, мягким течением, но после него остается не-
желательная форма антител, которые вступают в действие при повторном инфици-
ровании. В связи с этим вторичные заражения лихорадкой денге часто отличаются
тяжелым течением болезни и значительно более высокой вероятностью смерти, чем
первичные.
Антитела, усиливающие инфекцию, могут образовываться также при вакцинации.
В 2015 году на Филиппинах был допущен к применению первый вариант одной из
векторных вакцин против лихорадки денге. После старта прививочной кампании
стали отмечаться всё более частые случаи, когда у привитых детей даже при
первичной инфекции болезнь протекала очень тяжело. Вакцина оказалась недейст-
венной и вдобавок приводила к образованию антител, усиливающих инфекцию, так
что у привитых людей даже при первом контакте с возбудителем возникала опас-
ность для жизни. В 2017 году программу прививок пришлось остановить.
Перекрестный
иммунитет
Когда антитело реагирует на белок, против которого оно не было рассчитано,
это называется в иммунологии перекрестной реакцией. Такое может случиться,
когда два белка очень похожи друг на друга. Последствия могут быть как благо-
приятными , так и не очень. Примером неудачной реакции могут служить случаи
нарколепсии — неврологического заболевания, для которого характерна сонли-
вость с пропаданием сознания — после прививки вакциной Pandemix против свино-
го гриппа H1N1. В 2009 у детей и подростков после такой прививки в 17 раз
возросла частота заболеваний, переходивших часто в хроническую форму. Причи-
ной стала перекрестная иммунобиологическая реакция. Один из белков в цен-
тральной нервной системе имел такое сильное сходство с антигеном вакцины, что
начал вызывать иммунную реакцию собственного организма.
Если приобретенный иммунный ответ возникает даже в случае встречи с возбу-
дителем болезни, отличающимся от того, на который он был выработан в прошлом,
это называется перекрестным иммунитетом. К примеру, наша иммунная система ка-
ждый год встречается с вирусами гриппа, регулярно вызывающими пандемии. Как и
большинство вирусных возбудителей инфекций дыхательных путей, вирусы гриппа
быстро мутируют. Дети часто вступают в контакт с этими патогенами и тем самым
тренируют свою иммунную систему. Бывает, что при контакте с новым мутантом
возбудителя гриппа болезнь не развивается или ее течение облегчается, потому
что иммунитет к предыдущему родственнику этого вируса способен защитить и от
новой разновидности.
Существование перекрестного иммунитета не раз было доказано в лабораторных
условиях. Если, к примеру, пробы крови испытуемых подвергнуть воздействию но-
вого варианта вируса гриппа, то у части из них отмечается иммунная реакция на
основе Т-клеток и антител, хотя раньше у этих людей не было контактов с дан-
ным возбудителем.
Перекрестный иммунитет наблюдался и в ситуации с коронавирусами. В одном из
экспериментов, материалы которого были опубликованы в журнале Cell, изучалась
реакция иммунных клеток человека из проб крови, собранных в промежутке с 2015
по 2018 год. В тот период вирус SARS-CoV-2 еще не циркулировал среди людей.
Тем не менее, в 50 процентах проб наблюдался иммунный ответ достаточной силы
для защиты от возбудителя COVID-19. Эксперимент показал, что многие из нас
обладают перекрестным иммунитетом против SARS-CoV-2, который был выработан
при прежних контактах с другими коронавирусами. Коронавирусы давно известны
человеческой иммунной системе. Они почти каждый год навещают нас в ходе зим-
них волн простудных заболеваний совместно с другими возбудителями.
Авторы обзорной статьи, размещенной в августовском номере журнала Nature,
приходят к выводу, что наблюдаемый во всем мире перекрестный иммунитет против
SARS-CoV-2 основывается на действии Т-клеток памяти. В них содержатся данные
о прежних иммунных реакциях на другие коронавирусы, которые эффективно вызы-
ваются из памяти при повторном контакте со схожими возбудителями. При этом
сами Т-клетки памяти частично превращаются во вспомогательные Т-клетки, чтобы
управлять иммунной реакцией и способствовать выработке новых антител. За счет
этого быстрее, чем при первичной инфекции, налаживается и производство специ-
фических антител, которые Т-клетки «заказывают» у В-клеток.
В ноябре 2021 года это предположение было вновь эмпирически подтверждено в
ходе исследования, результаты которого опубликованы в Nature Communications—.
Образцы крови 825 человек, взятые еще до пандемии коронавируса, были исследо-
ваны на предмет их иммунной реакции на SARS-CoV-2 методом профилирования сы-
воротки. Результаты сравнивались с 389 образцами крови, взятыми у людей, ин-
фицированных COVID-19. Кровь, в которой были обнаружены антитела против более
безобидного человеческого коронавируса HCoV, годами циркулирующего среди на-
селения как возбудитель простуды, в значительной степени смогла защитить от
SARS-CoV-2. Вероятность заражения была тем меньше, чем выше было количество
антител к HCoV. Если же соотнести случаи тяжелого течения болезни у заболев-
ших с количеством антител к HCoV в крови, то можно говорить об обратной зави-
симости. В конечном счете, все это означает, что перекрестный иммунитет, по-
лученный в результате более раннего контакта с коронавирусами человека, может
защитить от инфекции или смягчить ее течение.
Эксперты высказывают предположение, что у детей перекрестный иммунитет про-
тив SARS-CoV-2 выражен еще сильнее, чем у взрослых, ввиду частных контактов с
коронавирусами при предыдущих простудных заболеваниях. В августе 2021 года
берлинская клиника «Шарите» опубликовала совместное с Институтом молекулярной
генетики имени Макса Планка заявление, в котором говорится о доказательстве
существования перекрестного иммунитета против SARS-CoV-2 у части населения и
о снижении этого иммунитета с возрастом. По мнению ученых, это одна из причин
того, что у пожилых людей заболевание COVID-19 часто протекает тяжелее.
Разумеется, перекрестный иммунитет не гарантирует, что вы не заболеете
COVID-19. Однако факт остается фактом: значительная часть населения способна
победить SARS-CoV-2 и избежать заболевания ввиду прежних контактов с другими
коронавирусами.
В дополнение к перекрестному иммунитету у нас имеется еще врожденный кле-
точный иммунитет, который сохраняет способность уничтожать с помощью макрофа-
гов, нейтрофилов и других иммунных клеток новый коронавирус уже на слизистых
оболочках либо посредством естественных киллеров и Т-клеток препятствовать
его размножению.
Это значит, что в любом случае у нас имеется значительная часть населения,
особенно вне групп риска, которая благодаря перекрестному и врожденному имму-
нитету даже не заметит контакта с SARS-CoV-2. В статистических данных этих
людей не следует причислять к выздоровевшим, так как они пережили контакт с
вирусом, но не заболели. А если человек не заболел, то он не может выздоро-
веть . У этой части населения не удается найти никаких следов контакта с SARS-
CoV-2 и перенесенной инфекции, однако можно обнаружить в крови антитела и им-
мунитет в Т-клетках против других коронавирусов человека.
Я не пытаюсь искать аргументы против вакцинации от коронавируса. Если вак-
цинация подтвердит свою эффективность в условиях быстрых мутаций SARS-CoV-2,
это может существенно снизить риск заболеваемости, особенно для пожилых людей
и представителей других групп риска. Однако необходимо признать неправильным
представление, будто все не прошедшие вакцинацию люди переболеют COVID-19 и в
дальнейшем должны быть причислены либо к выздоровевшим, либо к умершим. Это
противоречит опыту и биологическим принципам, лежащим в основе врожденного и
перекрестного иммунитетов. Некоторых людей возбудитель вообще не затронет,
потому что у них достаточно сильна иммунная защита.
С точки зрения естественной истории иммунной системы эволюция перекрестного
иммунитета является важным фактором в обеспечении эволюционного баланса между
организмами-хозяевами и патогенами, как это происходит между бактериями и
бактериофагами или плодовыми мушками и паразитирующими на них осами. В ходе
эволюционной гонки возникает равновесие, которое позволяет двум видам сосуще-
ствовать . Однако упование на это означало бы переход на социал-дарвинистские
позиции. Когда речь идет о медицинской этике, то мы имеем в виду не только
выживание вида в целом, но и благополучие каждого отдельного человека. Поэто-
му защита лиц из группы риска от инфекционных заболеваний не ставится под во-
прос . К этому следует относиться со всей серьезностью.
Для большинства населения получение знаний о перекрестном иммунитете имеет
значение, потому что дает возможность разобраться в деятельности иммунной
системы. Представление о том, что мы все беззащитны перед различными вариан-
тами коронавирусов, вводит людей в заблуждение. Обладание информацией помога-
ет человеку избавиться от страхов и в то же время заставляет уделять внимание
профилактическим мерам гигиенического характера, не впадая в панику. Воору-
жившись знаниями, мы можем справляться и с вирусными инфекционными вызовами,
которые ожидают нас в будущем.
ГЛАВА 6.
ПРИНЦИП
ВАКЦИНАЦИИ
Вакцины относятся к важнейшим средствам профилактики в современной медици-
не, так как способны подготовить иммунную систему к сложным ситуациям. Для
этого используется сформировавшаяся в ходе эволюции способность нашей иммун-
ной системы создавать приобретенные защитные средства. Это значит, что важ-
нейшими адресатами воздействия вакцин являются Т- и В-клетки, что приводит в
конечном счете к производству антител. Поэтому классические вакцины можно
создавать для позвоночных животных, у которых уже развита специализация кле-
ток.
Так, например, для птиц, у которых впервые были обнаружены В-клетки, разра-
ботана вакцина против оспы канареек. Речь идет о живой вакцине, в которой
присутствуют настоящие возбудители болезни, но в аттенуированном, то есть ос-
лабленном , виде. Вакцина вводится в грудные мышцы птиц.
Как мы уже знаем из посвященного растительным вакцинам раздела первой час-
ти, наличие развитой адаптивной иммунной системы не является обязательной
предпосылкой для защиты организма лекарственными средствами от инфекционных
болезней. С помощью растительных вакцин можно активизировать даже такие врож-
денные иммунные реакции, как РНК-сайленсинг, с помощью которого растение бо-
рется с инфекцией.
Рассматривая естественноисторический процесс развития иммунной системы, мы
в этой главе уделим основное внимание не лечению животных и растений, а меди-
цине человека.
Пассивная
иммунизация
Несмотря на все свое многообразие, антитела построены по схожему принципу.
Их структура на молекулярном уровне напоминает букву Y, составленную из бел-
ковых цепочек. В отличие от других белков, антитела отличаются большой устой-
чивостью. Их биологический период полураспада составляет от 18 до 40 дней.
Это значит, что в человеческом теле на протяжении этого периода отмирает по-
ловина из них. Благодаря памяти Т-клеток организм способен с помощью В-клеток
создавать новые антитела. Что же касается пассивной иммунизации, то этот пе-
риод полураспада скорее соответствует «срокам годности» действующих веществ,
потому что речь идет о медикаментозном введении в организм антител, которые
не были произведены иммунной системой пациента.
В декабре 1890 года немецкий врач Эмиль фон Беринг и японский бактериолог
Сибасабуро Китасато опубликовали в журнале Deutsche Medizinische Wochen-
schrift работу, посвященную иммунизации животных от дифтерии, инфекций верх-
них дыхательных путей и столбняка. Четыре года спустя была готова и сыворотка
для введения людям, за что оба ученых в 1901 году были удостоены первой Нобе-
левской премии по физиологии и медицине. «Действующему лицу» было дано назва-
ние антитоксин. Это были антитела против токсинов возбудителей дифтерии и
столбняка, полученные из организмов животных и вводившиеся людям. Поначалу
новое лекарство показало высокую эффективность.
Однако по мере расширения области клинического применения препарата стали
все чаще поступать сообщения о тяжелых побочных эффектах. Чужеродные для че-
ловеческого организма вещества вызывали чрезмерные реакции иммунной системы:
высокую температуру, боль в суставах, опухание лимфатических узлов, кожную
сыпь, снижение артериального давления и анафилактический шок, то есть тяжелые
аллергические реакции, которые могли привести к отказу органов или к смерти в
результате остановки сердечной деятельности. Эти симптомы объединили под на-
званием сывороточной болезни. Впоследствии были разработаны усовершенствован-
ные препараты против дифтерии и столбняка, которые лучше переносились за счет
дополнительной очистки и добавления энзимов. Так была изобретена пассивная
иммунизация. Однако полностью избежать сывороточной болезни удалось лишь по-
сле того, как пациентам начали вводить антитела, полученные из организмов лю-
дей, а не животных. Сегодня препараты с антителами получают из крови добро-
вольных доноров.
Забор антител осуществляется в период выздоровления после инфекционного за-
болевания. На этой стадии симптомы уже исчезают, пациент находится на пути к
выздоровлению, но антител в крови еще достаточно, чтобы их можно было добыть
и использовать. Антитела подвергаются очистке испытанным методом с помощью
энзимов, а затем вводятся в высокой концентрации в виде иммунной сыворотки —
как правило, путем инъекции. При инфекционных болезнях пассивная иммунизация
человеческими антителами используется главным образом для нейтрализации бак-
териальных токсинов, лечения самой инфекции и в качестве профилактики после
вероятного контакта с возбудителем болезни, когда велик риск реального зара-
жения. Современная пассивная иммунизация хорошо переносится организмом. Неже-
лательные побочные последствия возникают примерно у 15 процентов пациентов.
Это повышенная температура, озноб, приливы жара, головная боль, боль в живо-
те, тошнота, повышенное артериальное давление и системные мышечные боли, ко-
торые могут охватывать мышцы всего тела. Анафилактический шок возникает при
использовании современных форм лекарств очень редко, и соотношение риска и
пользы при пассивной иммунизации можно считать, как правило, благоприятным,
так как такое лечение назначается либо уже заболевшим, когда есть риск ухуд-
шения состояния, либо тем, у кого высок риск заражения.
Хорошо зарекомендовал себя метод иммунизации путем переноса антител при ле-
чении таких вирусных заболеваний, как гепатиты А и В, бешенство и цитомега-
лия. Последняя представляет собой инфекцию, вызванную вирусом герпеса, кото-
рая безвредна для большинства взрослых, но в случае беременности может причи-
нить тяжелые повреждения плоду. Другие препараты на основе антител направлены
на противодействие токсинам возбудителей, например столбняка. Пассивная имму-
низация против некоторых ядов змей, скорпионов и других живых существ может
назначаться после укуса.
Осенью 2021 года были получены первые клинические данные о применении анти-
тел для пассивной иммунизации против SARS-CoV-2. Этот метод используется
только в отношении пациентов, входящих в группу повышенного риска, у которых
можно предполагать тяжелое течение COVID-19. Введение иммунной сыворотки про-
изводится на ранней стадии инфекции. Институт Роберта Коха дал положительную
оценку переносимости и эффективности препарата. С помощью клинических тестов
препарата удалось снизить число случаев госпитализации и смерти среди инфици-
рованных .
Средства
активной
иммунизации
Классические вакцины побуждают иммунную систему приобретать новые иммунные
свойства. Они направлены на то, чтобы пробудить реакцию Т-клеток и запустить
производство антител, необходимых для защиты от того или иного возбудителя.
В аттенуированных, то есть живых, вакцинах активные вирусы или бактерии со-
держатся в настолько ослабленном виде, что они неспособны вызвать инфекцию у
вакцинированного пациента. Для производства ослабленных штаммов возбудители
выращивают в лабораторных условиях в питательной среде. Поколение за поколе-
нием отбираются мутировавшие образцы, которые утратили опасность в плане ин-
фекции, но все еще способны размножаться. В настоящее время допущены к приме-
нению живые вакцины против кори, паротита, краснухи, ротавирусов, гриппа,
желтой лихорадки, полиомиелита, оспы, ветряной оспы, респираторно-синцитиаль-
ного вируса и бактериального возбудителя тифа Salmonella typhi.
Иммунная защита, полученная с помощью живых вакцин, носит продолжительный,
а иногда и пожизненный характер. Это объясняется тем, что такие вакцины ими-
тируют настоящую инфекцию. Иммунная система обстоятельно знакомится с возбу-
дителем, охватывает большое количество его антигенов и выбирает в качестве
реакции широкий спектр иммунных ответов. Правда, такие вакцины не годятся для
людей с ослабленным иммунитетом, так как содержащиеся в них вирусы или бакте-
рии хотя и ослаблены, но способны активно размножаться. В этом случае возни-
кает потенциальная опасность спонтанных обратных мутаций. В редких случаях
бывает, что возбудитель из вакцины в результате мутаций восстанавливает свою
вирулентность и может вызвать болезнь пациента.
В инактивированных (мертвых) вакцинах присутствуют убитые возбудители, пол-
ностью лишенные активности и неспособные не только инфицировать человека, но
и размножаться. Такие вирусы или бактерии обезвреживаются посредством высокой
температуры или химических веществ. Вакцины на их основе более безопасны, чем
живые, так как в них не могут происходить обратные мутации с увеличением ви-
рулентности. С другой стороны, они не так эффективны в плане повышения имму-
нитета, как живые вакцины. Это значит, что создаваемый ими иммунный ответ
слабее и сохраняется в большинстве случаев не так долго. В ходе инактивации
путем нагревания или воздействия химических веществ белковые структуры могут
разрушаться, в результате чего меняется структура антигенов и вызываемый вак-
циной иммунитет оказывается менее действенным. Введение вакцин с недостаточно
инактивированными возбудителями в прошлом приводило к серьезным негативным
последствиям. Например, в 1995 году после вакцинации недостаточно инактивиро-
ванным вирусом полиомиелита отмечались многочисленные случаи заражения, за-
кончившиеся тяжелыми неустранимыми параличами. Правда, подобное случается
крайне редко.
В настоящее время допущены к применению мертвые вакцины против бешенства,
гепатита А, клещевого энцефалита, полиомиелита, японского энцефалита (вызван-
ного флавивирусами), а также против бактериальных возбудителей холеры и кок-
люша. Известная вакцина против коронавируса Valneva также относится к числу
мертвых. В последнее время все вакцины, не содержащие в себе живых вирусов,
пресса причисляет к мертвым. В соответствии с этим подходом в мертвые следо-
вало бы записать вообще все вакцины, кроме аттенуированных и векторных, в том
числе и вакцины на основе белков, мРНК и ДНК. Но это неправильно. Мертвым или
инактивированным может считаться лишь то, что до этого было живым или актив-
ным. Белки и наследственный материал — это молекулы, материальные структуры,
которые изначально не были живыми. Поэтому раньше их никогда не называли
мертвыми вакцинами. Не следует делать этого и впредь.
Белковые вакцины демонстрируют иммунной системе белки или их части, принад-
лежавшие в прошлом возбудителям, против которых необходимо создать иммунитет
В белковых субъединичных вакцинах используется только какой-то один отрезок
специфического белка возбудителя. Такие вакцины почти не имеют побочных эф-
фектов, поскольку вызываемый ими иммунный ответ нацелен только на часть анти-
гена и поэтому достаточно слаб. Следовательно, невелика и эффективность такой
вакцины, то есть количество производимых с ее участием антител и Т-клеток.
Прививки обычно надо периодически повторять. К применению допущены белковые
субъединичные вакцины против вируса папилломы человека (ВПЧ), который может
вызвать рак шейки матки, а также гепатит В. Вакцина против SARS-CoV-2 Novavax
основана на целом белке, из которого состоит шип коронавируса. Его получают
путем генетической модификации клеток насекомых. Такой тип вакцин называют
также рекомбинантными белковыми вакцинами, потому что антигены после получе-
ния очищают и размещают вокруг ядра из полисорбата-80. Сформированные таким
образом наночастицы можно рассматривать как переходную форму к вакцинам, со-
стоящим из вирусоподобных частиц.
ГЛИКОПРОТЕИНЫ
СУПЕРКАПСИД
РНК
КАПСИД
ОБРАТНАЯ
-ТРАНСКРИПТАЗА
Строение РНК-вируса в белковой оболочке.
Такие вирусоподобные вакцины включают в себя, как правило, комплекс из не-
скольких белков, выступающих в качестве антигенов. Вакцина против SARS-CoV-2
компании Medicago, созданная на базе вирусоподобных белковых комплексов, до-
бываемых из табака, содержит внешние копии вирусных оболочек и их поверхност-
ных белков, но она пустая внутри и полностью лишена генетического материала.
Это пример комплексной вакцины из вирусоподобных частиц. В разделе первой
части, посвященном растительным вакцинам, мы уже рассматривали эту вакцину. В
отличие от белковых субъединичных вакцин, вирусоподобные вакцины, как прави-
ло, более эффективны и дают иммунный ответ более широкого спектра.
В вакцинах на основе нуклеиновых кислот используется генетический материал,
поэтому их называют также генными. РНК-вакцины содержат рибонуклеиновую ки-
слоту (РНК) , а ДНК-вакцины — дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) . Целью та-
ких вакцин не являются манипуляции с генами в ядрах человеческих клеток, то
есть они не производят «генетических изменений» в организме человека, но вме-
шиваются в генетические процессы, в частности в экспрессию генов. Так называ-
ется процесс биосинтеза белка, который постоянно происходит в «белковых фаб-
риках» наших клеток — рибосомах.
Экспрессия генов необходима для пополнения запасов белков, которые требуют-
ся организму для роста и выполнения своих функций. Она происходит в соответ-
ствии с планом, заложенным в ДНК, которая после транскрипции в мРНК считыва-
ется нашими белковыми фабриками. Генетическая информация из вакцин, созданных
на базе нуклеиновых кислот, оказывает влияние на процесс экспрессии генов,
чтобы наладить производство вирусных антигенов, в частности белкового шипа.
Первой вакциной на основе нуклеиновых кислот, которая получила всемирное рас-
пространение, стала мРНК-вакцина от BioNtech/Pfizer, которая была условно до-
пущена к использованию в Европе в декабре 2020 года и широко применяется на-
чиная с 2021 года. Вскоре за ней последовала похожая мРНК-вакцина от компании
Moderna. До настоящего времени не допущена к применению ни одна вакцина на
базе ДНК. По состоянию на январь 2022 года американская фармацевтическая ком-
пания Inovio проводит третий этап клинических испытаний такой вакцины.
Векторные вирусные вакцины представляют собой дополнительный вид генетиче-
ских вакцин. Принцип их действия такой же, как у вакцин на базе мРНК и ДНК,
но доставка вирусного генетического материала осуществляется не непосредст-
венно в клетку, а через вирус-носитель, который вносит в человеческую клетку
мРНК или ДНК. Если речь идет о векторном вирусе на базе ДНК, то в клетке ДНК
впоследствии опять-таки преобразуется в мРНК. Такие векторные вакцины против
SARS-CoV-2, как AstraZeneca, JohnsonsJohnson и «Спутник V», представляют со-
бой разновидности ДНК-вакцин. К настоящему времени не получила допуска к при-
менению ни одна векторная вакцина на базе РНК вируса-носителя. До наступления
эры COVID-19 добиться допуска удалось лишь двум вирусным векторным вакцинам.
Это вакцина против лихорадки Эбола и уже упомянутая вакцина против лихорадки
денге. Это были ранние формы векторных препаратов. Ввиду того, что в них от-
мечалось производство антител, усиливающих инфекцию, они больше не применяют-
ся.
Проблемный случай:
инфекции дыхательных
путей
В настоящее время в обращении находятся надежные и эффективные вакцины —
например, против дифтерии, столбняка, клещевого энцефалита и кори. Но принцип
вакцинации имеет естественные пределы. Ограничения в разработке вакцин регу-
лярно возникают, когда речь идет об инфицировании дыхательных путей вирусами
гриппа или коронавирусами. В этом разделе мы попытаемся дать ответ на вопрос,
почему возбудители респираторных инфекций доставляют столько трудностей имму-
нологам. Этот вопрос очень важен в свете эволюционного равновесия между им-
мунной системой и возбудителями болезней, поэтому его нельзя обойти стороной,
говоря о естественной истории развития иммунной системы.
В ходе зимней волны эпидемии гриппа 2017-2018 годов вакцинация в Германии
обеспечила защиту на 15 процентов. Это значит, что у вакцинированных людей
вероятность заболеть гриппом была всего на 15 процентов ниже, чем у невакци-
нированных. Эффективность вакцины, которая каждый год составляется заново,
колеблется от сезона к сезону. До сих пор наивысшую эффективность продемонст-
рировала противогриппозная вакцина сезона 2018-2019 годов. По различным оцен-
кам, благодаря ей удалось уменьшить заболеваемость в Европе на 32-43 процен-
та.
Вирус гриппа с белковыми шипами
Гемагг лютинин (НА)
Меираминидазд (NA)
Рибонуклеопротеин (RNP)
J^ M2 протеин
(^) М1 протеин
Липидная мембрана
Строение вируса гриппа.
Вакцинация от гриппа могла бы еще больше снизить риск заражения, если бы
был привит персонал учреждений здравоохранения, где наблюдается большое скоп-
ление пациентов, входящих в группы риска. Однако показатели индивидуальной
защиты, колеблющиеся от 15 до 43 процентов, не следует переоценивать. Даже
при наличии прививок в медицинских учреждениях, где неизбежны тесные контакты
с пациентами, необходимо соблюдать все гигиенические меры. Сотрудники с сим-
птомами респираторных заболеваний и болезненными ощущениями не должны выхо-
дить на работу до полного выздоровления.
Именно поэтому так важно, чтобы деятельность наших клиник строилась не на
экономических принципах. Пусть лучше сотрудники посидят дома пару лишних дней
(даже если для этого придется нанимать дополнительный персонал), чем будут
подвергать опасности себя и других. Однако с учетом того, что противогриппоз-
ные вакцины дают относительно слабый эффект, было бы неправильно создавать у
людей впечатление, будто они после прививки никого не могут заразить. А имен-
но эту мысль старались внушить нашим согражданам средства массовой информации
и некоторые политики в начале прививочной кампании против коронавируса, хотя
имеющиеся у нас вакцины имеют те же слабые места, что и противогриппозные
препараты. Особенно выделяются некоторые меры, принятые по настоянию полити-
ков, например доступ в общественные места только при наличии доказательства
сделанной прививки или перенесенной болезни. Это породило у некоторых людей
уверенность, что они могут ничего не бояться, и неспособны к передаче вируса
окружающим.
В июле 2021 года немецкий вирусолог Хендрик Штрек сделал заявление, касаю-
щееся вакцинации против COVID-19: «С помощью вакцин мы не сможем добиться
коллективного иммунитета». Он стал первым из вирусологов, кто четко донес эту
мысль до слушателей. Он проинформировал общественность о том, что возбудители
COVID-19 «все чаще обнаруживаются в носоглотке вакцинированных».
Но уже на тот момент эта информация не была чем-то новым. В своей книге «Мы
можем лучше», которая вышла в сентябре 2020 года в связи с пандемией, я рас-
сказывал о доклинических испытаниях вакцин против коронавируса и сообщал о
том, что вирус находят в носоглотке вакцинированных обезьян точно так же, как
и у их невакцинированных сородичей. За несколько месяцев до одобрения вакцин
было уже собрано достаточно научных данных, чтобы усомниться в том, что хотя
бы одна из них сможет обеспечить стерильный иммунитет. Причины этих обосно-
ванных сомнений я подробно изложил в феврале 2021 года в своей книге «Вакцины
от "короны": спасение или риск?».
К настоящему моменту появилось еще несколько работ, подкрепляющих эти выво-
ды. Например, Центр по контролю и профилактике заболеваний США. опубликовал 6
августа 2021 года результаты когортного исследования, в котором было проана-
лизировано массовое распространение COVID-19 в Массачусетсе в июле того же
года. 74 процента инфицированных имели по две прививки. Таким образом, эта
вспышка затронула главным образом привитых людей. С помощью ПЦР-теста у них
было зафиксировано в секрете носоглотки такое же высокое содержание вирусов,
как и у непривитых. Одновременно исследование в Висконсине показало, что ли-
ца, получившие две прививки, имели сопоставимое количество возбудителей дель-
та-варианта вируса в носоглотке с непривитыми.
Эпидемиологическая выборка, сделанная осенью 2021 года при вспышке COVID-19
среди заключенных, не выявила разницы в продолжительности контагиозности меж-
ду непривитыми и привитыми людьми при заражении доминировавшим тогда штаммом
вируса «Дельта». Из данных предварительной публикации авторы делают следующий
вывод: «Медицинские учреждения должны учитывать, что привитые люди, заразив-
шись SARS-CoV-2, представляют собой не меньшую угрозу заражения окружающих,
чем непривитые. Этот вывод чрезвычайно важен, особенно в социальной среде,
где распространение вируса может привести к масштабным вспышкам».
Правда, некоторые исследования указывают на то, что количество вирусов в
организме вакцинированного человека после заражения дельта-штаммом снижается
быстрее, чем у невакцинированного.
В частности, ученые из нидерландского университета Радбауда продемонстриро-
вали, что выделение из организма вирусов, способных заражать окружающих, у
привитых спадает уже через три дня. Тем не менее, из материалов следует, что
привитые на протяжении какого-то времени остаются заразными и поэтому должны
вести себя осмотрительно.
Эпидемиолог профессор Гили Регев-Йохай в декабре 2021 года принимал участие
в проводившемся в Израиле исследовании, где изучалось воздействие четвертой
прививки, то есть третьего бустерного обновления после основной вакцинации
против SARS-CoV-2. При этом был обнаружен отчетливый иммунный ответ в виде
антител, концентрация которых спустя неделю после четвертой прививки выросла
в пять раз по сравнению с уровнем до прививки. После этого концентрация быст-
ро снизилась, так что, по мнению Гили Регев-Иохая, следует исходить из того,
что даже четвертая вакцинация не дает продолжительного эффекта по сравнению с
предыдущими. Профессор следующим образом прокомментировал свое исследование:
«Это означает, что мы должны осуществлять прививки каждые четыре месяца, а
это не тот результат, к которому мы стремимся». Европейское агентство по ле-
карственным средствам тоже считает нежелательными слишком частые бустерные
прививки. По мнению этого ведомства, если в течение короткого времени прово-
дится более двух вакцинаций, то это может негативно повлиять на иммунные ре-
акции человека.
Биолог и иммунолог Тедрос Аданом Гебреисус, генеральный директор Всемирной
организации здравоохранения (ВОЗ), порекомендовал прекратить постоянные бус-
терные кампании в развитых индустриальных странах и вместо них позаботиться о
справедливом распределении вакцин в глобальном масштабе. Неравномерное рас-
пределение вакцин между странами, вылившееся в непрекращающиеся повторные
вакцинации в богатых странах и дефицит вакцин в бедных регионах, приводит, по
его словам, к продолжению пандемии, поскольку в этом состоянии равномерное
распределение иммунной защиты по странам куда более действенно, чем бустерные
акции в развитых государствах, дающие лишь непродолжительный эффект. К этой
оценке присоединился и независимый Международный совет по вакцинации, который
заявил, что справедливое глобальное распределение вакцин приносит больше
пользы, чем бустерные кампании.
Если вакцина не оказывает стерилизующего воздействия на вирус, против кото-
рого она разработана, это означает, что привитый человек может быть перенос-
чиком возбудителя даже в том случае, если он практически не ощущает или вооб-
ще не замечает инфекции. Когда привитые люди продолжают переносить вирус,
пребывая в твердой уверенности, что не представляют опасности для окружающих,
это заблуждение представляет собой угрозу для общественного здоровья. Ведь
эти люди не знают, что, несмотря на вакцинацию, они должны в общественных ин-
тересах по-прежнему соблюдать все гигиенические требования, включая социаль-
ную дистанцию, и (желательно) проходить регулярное тестирование.
Отсутствие стерильного иммунитета после вакцинации от коронавируса никого
не должно удивлять, так как эта проблема типична для всех инфекций дыхатель-
ных путей. Она проявляется и при вакцинации от гриппа и имеет эволюционно-
биологические причины, которые есть смысл рассмотреть подробнее. Уже до нача-
ла клинических испытаний вакцин от коронавируса иммунологи указывали на эту
проблематику и предостерегали от чрезмерных ожиданий. 16 марта 2020 года,
вскоре после начала пандемии COVID-19, иммунолог Шибо Цзян писал в статье,
опубликованной в журнале Nature: «Возбудитель SARS-CoV-2 может мутировать та-
ким образом, что все вакцины и антивирусные медикаменты, демонстрировавшие
ранее свою эффективность, окажутся бесполезными. Поэтому каждый надзорный ор-
ган, который настаивает на ускорении процедуры испытаний, должен ясно пред-
ставлять себе вероятность сохранения действенности тех или иных субстанций
против конкретных вариантов коронавируса».
Причина, по которой защита от тяжелой инфекции (ее также называют клиниче-
ским иммунитетом) еще не означает прерывания цепи заражений, то есть, не соз-
дает стерильного иммунитета, может быть объяснена с точки зрения иммунологии.
Вакцина, вводимая в мышечную ткань, вызывает образование иммунитета, основан-
ного на действии Т-клеток и антител, циркулирующих в крови и ослабляющих ак-
тивность вируса в организме. Таким образом удается затормозить распростране-
ние, размножение возбудителя и снизить его негативное воздействие на орга-
низм. Это значит, что многие вакцины против инфекций дыхательных путей могут
обеспечить индивидуальную защиту, но не дают гарантий от распространения воз-
будителя среди окружающих. Правда, следует исходить из того, что антитела с
током крови попадут и на слизистые оболочки носоглотки, но неизвестно, в ка-
кой концентрации они там окажутся и насколько сильным будет их действие. Раз-
множение возбудителя в этой области может происходить несмотря на клинический
иммунитет, и секрет слизистой оболочки сможет быть источником заражения для
окружающих, как это было и в опытах с обезьянами. В чем причина? Для слизи-
стых оболочек главное значение имеет врожденный иммунитет как первая линия
защиты. Это, прежде всего, макрофаги и нейтрофилы, передвигающиеся внутри
тканей. Антитела в крови защищают главным образом от глубоких повреждений
легких при тяжелом течении болезни, но не стерилизуют слизистые оболочки но-
соглотки .
Возможное решение этой проблемы, которая известна иммунологам с давних вре-
мен, может заключаться в том, чтобы разработать вакцины против респираторных
инфекций, которые не вводятся внутримышечно, а наносятся на слизистую оболоч-
ку носоглотки. Такая форма будет стимулировать клеточный иммунный ответ непо-
средственно на входе, через который возбудители респираторных инфекций попа-
дают в организм. Поэтому Университет почвоведения в Вене, являющийся признан-
ным европейским центром биологии и биотехнологий, работает над созданием вак-
цин против инфекций дыхательных путей, которые вводятся в виде назального
спрея. В числе прочих разрабатывается и назальная вакцина от C0VID-19.
Однако по состоянию на январь 2022 года выход этого продукта на рынок в
ближайшее время не предвидится.
Еще одна эволюционная причина быстрых мутаций возбудителей респираторных
инфекций состоит в том, что многие из них, в том числе вирусы гриппа и коро-
навирусы, представляют собой РНК-вирусы. Их генетический материал не сосредо-
точен в ДНК, а фрагментарно структурирован в отдельных отрезках РНК. Генети-
ческие «ремонтные» механизмы этих вирусов менее эффективны, чем у организмов
на основе ДНК. Поэтому случайные мутации генетического материала корректиру-
ются реже, и распространены случаи генетических изменений вирусов по случай-
ному принципу. В связи с этим возрастает вероятность того, что какая-то мута-
ция даст возбудителю эволюционное преимущество, позволяющее одержать победу в
непрекращающейся гонке с участием организма-хозяина и вируса.
Существует гипотеза, в соответствии с которой вирусы гриппа и, возможно,
коронавирусы способны коммуницировать друг с другом, обмениваясь участками
РНК. Это означало бы, что при заражении двумя разными штаммами вируса мутации
и генетические адаптации могут передаваться от одного «родственника» другому.
Это позволяет объяснить чрезвычайно высокую и быструю приспособляемость воз-
будителей респираторных инфекций, так как чисто случайных мутаций для этого
явно недостаточно.
Вследствие такой быстрой приспособляемости равновесие между вирусами и
людьми может обеспечиваться за счет того, что возбудители инфекций дыхатель-
ных путей становятся более заразными, но не причиняют особо большого вреда
организму. Показатели госпитализации и смертности инфицированных сокращаются.
С эволюционно-биологической точки зрения речь идет о типичных механизмах
приспособления возбудителей инфекций к организмам-хозяевам. Смерть хозяина не
отвечает эволюционным интересам вируса, ведь его благополучие обеспечивается
не за счет тяжелой болезни или смерти организма-хозяина, а за счет эффектив-
ного размножения и распространения в его популяции. Возбудители респираторных
инфекций добиваются этого за счет концентрации в носоглотке и распространения
с секретом слизистой оболочки.
Как будут развиваться события в плане заразности, течения болезни, передачи
возбудителя вакцинированными людьми и индивидуальной иммунной защиты после
появления штамма «Омикрон» и дальнейших мутаций SARS-CoV-2, на момент сдачи
этой публикации в печать в январе 2022 года оценить пока невозможно. Однако
выводы из предыдущих рассуждений могут быть применены ко всем вирусным возбу-
дителям респираторных инфекций, в том числе к коронавирусам, вирусам гриппа и
риновирусам. Это вечные принципы эволюционной биологии.
Вакцинация против возбудителей респираторных инфекций типа коронавирусов и
вирусов гриппа, безусловно, целесообразна для пожилых людей и других предста-
вителей групп риска, так как она предоставляет индивидуальную защиту против
тяжелого течения C0VID-19, вызванного известными на сегодня вариантами виру-
са. Чтобы обеспечить эту защиту, необходимо регулярное обновление вакцин. На-
стоятельные рекомендации на этот счет давали в 2021 году такие издания, как
Journal of Infection и International Journal of Immunopathology and Pharma-
cology. К этому нас вынуждает эволюционно-биологическая природа возбудителей
респираторных заболеваний.
ЧАСТЬ 3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИММУНОЛОГИЯ
ГЛАВА 7.
ИММУННАЯ СИСТЕМА
В ДИКОЙ ПРИРОДЕ
Экология, которая наряду с ботаникой и зоологией входит в число трех изна-
чальных основ биологии, представляет собой науку о взаимосвязях в природе. С
глобального уровня и до глубин микрокосма она изучает взаимодействие всех
элементов природы, включая и человека, представляющего собой как природное,
так и культурное существо. Немецкий зоолог, философ и врач Эрнст Геккель ос-
новал экологию как науку в 1866-1869 годах и дал ей первое определение: «Под
экологией мы понимаем всю науку об отношениях организма с окружающим внешним
миром, которая включает в более широком смысле все условия его существова-
ния» .
Настоящие исследования в области иммунологии были начаты лишь четырнадцать
лет спустя русским зоологом и бактериологом Ильей Ильичом Мечниковым, который
стал первым иммунологом в современном смысле слова, открыв в 1883 году кле-
точную иммунную систему. Однако в определении, которое дал экологии Геккель,
фактически уже шла речь об иммунной системе. Дело в том, что «отношения орга-
низма с окружающим внешним миром» включают в себя и отношения иммунной систе-
мы с окружающей средой. Как мы знаем из предыдущих глав, наша иммунная систе-
ма — это система взаимодействия с окружающей средой, которое является предме-
том исследования экологической иммунологии, или экоиммунологии. Термин «эко-
логическая иммунология» впервые был использован в 1996 году в англоязычном
научном журнале по вопросам экологии и эволюционной биологии. В данной публи-
кации рассматривалось эволюционное равновесие между паразитами и их организ-
мами-хозяевами с учетом воздействия факторов окружающей среды.
Учение о взаимосвязях
окружающей среды и
иммунной системы
Экоиммунология исследует в лабораторных и полевых условиях влияние внешних
и внутренних факторов на функции иммунной системы. Она рассматривает иммунную
систему не саму по себе, а всегда в более широком контексте. В первую очередь
экоиммунология представляет собой науку об «иммунной системе в дикой приро-
де» . В центре внимания этого молодого направления науки находится воздействие
окружающей среды, особенно в условиях ее разрушения и загрязнения, на защит-
ные функции людей, животных и растений. Но этим задачи экоиммунологии не ог-
раничиваются. Она изучает и то благотворное влияние, которое здоровые экоси-
стемы оказывают на здоровье, укрепляя наши иммунные функции и защитные меха-
низмы против болезней.
Кроме того, экоиммунология рассматривает сам организм как экосистему и ис-
следует, к примеру, взаимосвязи между микробиомом кожи или кишечной микрофло-
рой и иммунной системой. Предметом ее изучения является также влияние психи-
ки, гормональной и нервной систем на иммунные функции. Очень актуальны вопро-
сы, связанные с глобальными изменениями климата. Как экстремальные погодные
явления сказываются на иммунной системе человека, диких животных, растений и
на здоровье экосистем, в которых обитают эти организмы?
Например, экоиммунологи установили, что белые медведи из-за потепления и
таяния льдов в местах их обитания стали чаще страдать инфекционными болезня-
ми , которые к тому же протекают тяжелее, чем раньше. В связи с потеплением в
Арктике в места их проживания стали чаще вторгаться бактериальные и вирусные
возбудители болезней, а также паразиты. Эти патогены прежде не были знакомы
иммунной системе белых медведей, которые не контактировали с ними на протяже-
нии истории своего вида. Поэтому иммунная система этих животных не имеет опы-
та борьбы с ними. Это открытие было сделано на основании изучения проб крови,
которое позволило констатировать рост воспалительных процессов в организме
медведей.
Обсуждая вопросы глобального потепления, мы всегда должны иметь в виду, что
это лишь одно из многих проявлений глобальных и всеобъемлющих перемен в окру-
жающей среде. В их центре стоит утрата биоразнообразия, то есть исчезновение
видов живых существ и мест их обитания на нашей планете из-за вредных ве-
ществ, застройки территорий, деградации экосистем и безоглядного использова-
ния природных ресурсов. Мы живем так, словно у нас в запасе десять таких пла-
нет . И все это происходит за счет регионов, которым и так приходится тяжелее,
чем нам. Изменения климата — это лишь одна грань, один, но далеко не единст-
венный симптом всемирного экологического кризиса.
Все предыдущие главы, посвященные иммунной системе амеб, иммунным функциям
медуз и кораллов, водорослей и растений, плодовых мушек и рыбок Данио рерио,
а также эволюции вирусов, исследование которых началось с листьев табака, уже
так или иначе, затрагивали тему экоиммунологии. Теперь мы продолжим рассмот-
рение экоиммунологических проблем на примерах птиц и амфибий, а под конец
дойдем и до приматов, от которых уже рукой подать до нас с вами.
Мы рассмотрим также экосистему леса, которая представляет собой прекрасный
образец экосистемных иммунных функций. Здесь обитают в равновесии друг с дру-
гом самые разнообразные живые существа. Они способны, подобно водорослям в
пруду, обмениваться посланиями с помощью сигнальных веществ, объединяя свои
иммунные системы в единую сеть и создавая коллективный иммунитет целого эко-
логического суперорганизма. После этого в главе 8 центральное место будет от-
ведено Homo sapiens, к которому в очередной раз приведут все наблюдения, сде-
ланные о мире животных и растений.
Окружающая среда,
социальная жизнь и
иммунная система птиц
Класс птиц, относящийся к подтипу позвоночных, во многом отличается от ос-
тальных представителей царства животных. Ни одно другое наземное позвоночное
животное не приспособлено так хорошо к полету, как птицы (даже рукокрылые
млекопитающие, к которым принадлежат летучие мыши и летучие собаки). Обмен
веществ у птиц происходит чрезвычайно быстро и эффективно. Их мозг достаточно
велик по отношению к черепу, и они обладают весьма высоким интеллектом. Самый
древний ископаемый скелет первоптицы, которая получила название археоптерикс,
был обнаружен в 1861 году, еще при жизни Чарльза Дарвина, в Зольнхофене (Ба-
вария) . Этот предок сегодняшних птиц жил 150 миллионов лет назад, в юрском
периоде мезозойской эры. Строение его тела демонстрировало черты, роднившие
его с более древними динозаврами. У него был хвост и острые когти, как у реп-
тилии, и одновременно крылья, как у птицы. Последующие находки подтвердили
гипотезу, что птицы произошли от динозавров.
Ископаемый археоптерикс.
Все дикие животные, особенно птицы, демонстрируют тесную связь с ритмами
природы. Их сезон размножения, приходящийся на весну, начинается с исходящих
из окружающей среды сигналов о том, что пора повышать активность, строить
гнезда, приступать к брачным играм и заботиться о потомстве. В этот период
птицы тратят много энергии. В умеренных климатических зонах линька, то есть
обновление оперения у птиц, никогда не совпадает по времени со строительством
гнезд и спариванием, потому что этот важный регенерационный процесс, обеспе-
чивающий способность к полету, также отличается большими затратами энергии. В
зависимости от вида птиц он начинается либо до периода спаривания поздней зи-
мой или ранней весной, либо после него — поздней весной или ранним летом. Не-
которые птицы, например, утки, на протяжении всей линьки не могут летать. У
молодых птиц линька обычно бывает частичной, и происходит после того, как они
научились летать и покинули гнездо. У птиц, которые круглый год живут в теп-
лых климатических зонах, линька может наблюдаться в любое время. Перья при
этом не выпадают все сразу, а заменяются постепенно.
У перелетных птиц сезонные миграции также служат примером существования
жизненно важных внутренних часов (их изучением занимается такая наука, как
хронобиология). За управление этими ритмами и работу внутреннего компаса от-
вечает гормональная система. Она реагирует на такие факторы окружающей среды,
как температура, продолжительность дня и пригодность среды обитания для жиз-
ни. Опыт всех предыдущих поколений закреплен генетически и является врожден-
ным. Птицы инстинктивно знают, годится ли им то или иное место обитания или
лучше поискать другое. Поддержку в этом им оказывает гормональная система,
реагирующая на информацию, которая поступает от органов чувств. К примеру,
если птица занимается строительством гнезда в подходящем для этого месте, то
активизируются дремавшие до этого сведения о положительных и отрицательных
свойствах среды обитания, которые были накоплены в ходе эволюции. Гормональ-
ная система вырабатывает вещества, вызывающие позитивные чувства. Как и у лю-
дей, эти вещества принадлежат к группе эндорфинов — гормонов счастья и удов-
летворенности .
Полевые экоиммунологические изыскания показали, что на иммунные функции
птиц оказывают сильное влияние гормональные процессы. У птиц, выводящих по-
томство в подходящих для данного вида условиях, наблюдалась повышенная актив-
ность врожденной иммунной системы, что выражалось в слабой подверженности
воздействиям со стороны возбудителей болезней и паразитов. Совсем по-другому
обстояли дела у птиц, которые гнездовались в менее подходящих для этого мес-
тах — например, из-за того, что там было недостаточно возможностей для укры-
тия, было слишком шумно и грязно, или потому, что окружающая среда сильно по-
страдала в результате вырубки зеленых насаждений. У этой группы отмечалось
повышенное содержание в крови гормонов стресса, а также подверженность забо-
леваниям . Кроме того, было задокументировано снижение производства антител.
Одним из важнейших гормонов стресса у птиц, как и у грызунов, является кор-
тикостерон. Он вырабатывается совместно с кортизолом в коре надпочечников. У
людей оба этих гормона также выбрасываются в кровь при стрессе и производят-
ся, как и у птиц, в коре надпочечников, однако кортикостерон, в отличие от
кортизола, играет второстепенную роль.
Известно, что и кортикостерон, и кортизол оказывают угнетающее воздействие
на иммунную систему. Поэтому данная группа гормонов используется для целена-
правленного лечения очагов воспаления. В организмах птиц или людей они участ-
вуют в катаболических процессах обмена веществ и совместно с другими сигналь-
ными веществами управляют биологической реакцией «сражайся или беги» в ситуа-
циях потенциальной опасности. Чтобы обеспечить состояние физической готовно-
сти необходимой энергией, они забирают ее у иммунной системы. Поэтому дли-
тельное повышенное содержание в крови этих гормонов может повысить риск ин-
фекции. В экспериментах на птицах, которые гнездовались не в самых подходящих
для этого местах, это проявлялось в ослаблении клеточного иммунитета и сниже-
нии количества антител. Стресс несет с собой болезни — даже для птиц! И
стресс может вызываться факторами окружающей среды, как показывают вышеприве-
денные примеры.
У птиц, выводивших потомство в благоприятных условиях, в крови часто отме-
чалось более высокое содержание дегидроэпиандростерона (ДГЭА), чем у тех, ко-
торые вынуждены были довольствоваться худшими условиями. Это вещество также
представляет собой гормон, вырабатываемый корой надпочечников, но он оказыва-
ет действие, противоположное гормонам стресса, и повышает активность иммунной
системы. Кора надпочечников человека также производит этот гормон. Как и у
птиц, он оказывает положительное влияние на защитные силы и производится в
тех случаях, когда мы находимся в здоровых экосистемах. К этому моменту мы
еще вернемся, потому что наша гормональная система, как и у других позвоноч-
ных животных, является одним из важнейших посредников между окружающей средой
и иммунной системой.
Не только неблагоприятные условия окружающей среды, но и социальные стрес-
совые ситуации могут вызвать у птиц выброс гормонов стресса в кровь и тем са-
мым ослабить иммунную систему. Этот механизм нам уже известен: гормоны стрес-
са выполняют свою задачу, забирая энергию у иммунной системы и других систем
организма, чтобы обеспечить реакцию «сражайся или беги». В экспериментах на
курах было доказано, что социальные стрессовые факторы повышают содержание в
крови кортикостерона и кортизола, как следствие, подавляется клеточный имму-
нитет, что делает птиц более подверженными вирусным инфекциям, в частности
болезни Ньюкасла. Это крайне заразное заболевание птиц, вызываемое РНК-
вирусом. У инфицированных птиц наблюдаются высокая температура, апатия, поте-
ря аппетита, затрудненное дыхание и кровообращение. Смертность весьма высо-
кая, в связи с чем эта болезнь по аналогии со столь же опасной чумой птиц на-
зывается также псевдочумой. Даже у птиц доказана связь между социальным
стрессом и подверженностью инфекционным заболеваниям.
Социальный стресс характерен для птиц, ведущих стайный образ жизни, если у
них нарушается иерархия в группе. Когда птицы не знают своего места в иерар-
хии, возникают частые конфликты. Конкурентная борьба и нехватка места вызыва-
ют социальный стресс. В птицеводческих хозяйствах стаи обычно очень многочис-
ленны, результатом этого становится высокий уровень стресса. Экоиммунология
дает рекомендации по содержанию животных в зависимости от их вида, указывая
допустимую численность группы и предусматривая наличие мест, где можно побыть
в одиночестве. Это снижает заболеваемость животных, а заодно и людей, так как
существуют так называемые зоонозные инфекции, которые могут передаваться от
животных человеку.
Вирусные или бактериальные зоонозы порой приобретают масштаб эпидемии или
пандемии. Так случилось, например, со штаммом коронавируса, который получил
название MERS — коронавирус ближневосточного респираторного синдрома (пере-
дался он человеку от верблюдов в ходе контактов с этими животными и потребле-
ния сырого верблюжьего молока). Этот пример показывает, что в наших же собст-
венных интересах следить за тем, чтобы сельскохозяйственные животные содержа-
лись в должных условиях, так как это способствует здоровью их иммунной систе-
мы.
Экоиммунология также изучает, как условия окружающей среды во время откла-
дывания яиц и инкубации влияют на иммунную систему птенцов. Интересно, что
самки птиц готовят свое потомство к контактам с распространенными в данном
регионе паразитами и патогенами, обогащая желток соответствующими антителами.
Этот процесс также контролируется гормональной системой самки во время созре-
вания яйца в материнском организме. Например, экоиммунологическое исследова-
ние показало, что в яйцах птиц, подвергшихся воздействию паразитов, таких как
клещи, глисты или бактериальные и вирусные патогены, в желтке было обнаружено
значительное количество антител именно против этих патогенов. Оказалось, что
этот экоиммунологический баланс между птичьими яйцами и окружающей средой на-
рушается под воздействием вызывающих стресс условий среды. К ним относятся
засуха, чрезмерно суровые погодные условия, непригодная среда обитания и,
опять же, факторы социального стресса.
Таким образом, экоиммунология уже на примере птиц доказывает, что неблаго-
приятные физические или социальные факторы внешней среды могут оказывать не-
гативное иммунобиологическое воздействие даже на еще не родившееся потомство.
У млекопитающих, детеныши которых проходят весь путь развития до рождения в
утробе матери, эта связь еще более очевидна. Так на примере крупного рогатого
скота, свиней и других сельскохозяйственных животных было показано, что по-
томство, чьи матери подвергались воздействию социальных или экологических
стрессовых факторов, демонстрировало более слабые иммунные реакции через не-
сколько недель после рождения, чем молодняк, рожденный от матерей, находив-
шихся в благоприятных условиях с низким уровнем социального стресса. Здесь
также напрашивается вывод о связи между экологическими и социальными фактора-
ми и гормональной системой, которая контролирует, в том числе, и иммунные ре-
акции. У молодых животных от матерей, подвергшихся экологическому стрессу,
наблюдается более слабая реакция лимфоцитов, т. е. Т- и В-клеток, а также ес-
тественных киллеров. Кроме того, они хуже усваивают антитела из материнского
молока, чем сопоставимый по возрасту молодняк, не подвергавшийся стрессу—.
Как и в случае с птицами, условия содержания млекопитающих являются решающим
фактором для здоровья животных, а значит, и для безопасности и качества пищи
людей, употребляющих продукты животного происхождения.
Иммунитет
амфибий
Амфибии, или земноводные, представляют класс позвоночных животных, произо-
шедших от рыб. Они выбрались на сушу 400 миллионов лет назад, то есть в де-
вонском периоде среднего палеозоя. Несмотря на жизнь на суше, они до сего-
дняшнего дня частично сохранили признаки своего эволюционного прошлого, унас-
ледованные от рыб. Так, например, амфибии могут размножаться только в водо-
емах. Там же проводят все время их личинки. Примером служат головастики лягу-
шек и жаб. К числу современных представителей класса земноводных относится
отряд бесхвостых земноводных, представленных лягушками, жабами и жерлянками,
отряд хвостатых земноводных с входящими в него саламандрами и тритонами, а
также отряд безногих земноводных, представители которого внешне напоминают
помесь маленькой змеи и червя. Не следует путать их с веретеницами, которые
являются рептилиями, и относятся к семейству ящериц.
Тритон (слева) и рыбозмей.
В мире на сегодняшний день насчитывается почти 7 тысяч видов амфибий, и с
каждым годом к ним добавляются все новые. Для экоиммунологии амфибии особенно
интересны, потому что могут жить как на суше, так и в воде. Какое-то время
они живут в тесном контакте с водными экосистемами. Как мы уже знаем о стре-
кающих, жизнь в воде связана с особыми иммунобиологическими требованиями, по-
тому что организм постоянно омывается водой с содержащимися в ней микроорга-
низмами, в том числе бактериями и вирусами, и поэтому должен особенно четко
различать «друзей» и «врагов», чтобы эффективно защищаться от вредного воз-
действия и по максимуму использовать все нужное. Кроме того, амфибии проходят
несколько стадий — от эмбриона и живущей исключительно в воде личинки до
взрослой лягушки или саламандры, которая обитает на границе между сушей и во-
дой. Иммунная система этих животных должна подстраиваться под различные усло-
вия окружающей среды и обладать достаточной гибкостью для этого.
Биологи предупреждают о грозящем исчезновении многих видов амфибий. Причины
этого многообразны. Это и быстрые климатические изменения, и пересыхание мест
обитания, и загрязнение вредными веществами, и сельскохозяйственное освоение
и застройка среды обитания, и расселение человеком новых видов, которые со-
ставляют конкуренцию исконным обитателям. Последние экоиммунологические ис-
следования доказывают, что амфибиям, помимо всего прочего, все чаще угрожают
инфекционные болезни, в том числе вызванные ранавирусами. Это ДНК-вирусы, чье
название происходит от латинского гапа, что означает «лягушка». Эти вирусы
заражают не только амфибий, но и некоторые виды рыб и рептилий, однако особую
опасность представляют для лягушек и жаб. Симптомы так называемой ранавирус-
ной болезни выражаются в покраснении кожи, появлении язв и кровоточащих ранок
на слизистых оболочках, а также внутренних кровотечении, часто приводящих к
смерти. Так, например, в 2021 году во Флориде произошла вспышка ранавирусной
болезни, которая вызвала массовую гибель лягушек и жаб. В 2014 году аналогич-
ный случай наблюдался в испанском национальном парке Пикос-де-Эуропа. Одна из
причин распространения инфекции, по предположениям ученых, заключается в кли-
матических изменениях, так как в ходе одного эксперимента было доказано, что
ранавирусы с повышением температуры становятся более активными и заразными,
поэтому чаще все заканчивается смертью амфибий.
Еще одну угрозу для амфибий представляет хитридиомикоз — грибковая инфек-
ция, которая передается плавающими в воде спорами. Это заболевание особенно
коварно. Споры инфицируют животных через кожу или слизистую оболочку рта и
превращают их в фабрику по размножению спор. Тела животных увеличиваются в
размерах, их органы постепенно разрушаются, а затем наступает смерть. Трупы
земноводных представляют собой инкубатор для размножения возбудителей в ог-
ромных количествах. Этот процесс напоминает макроскопическую модель вирусной
инфекции в микромире. Как и патогенные грибки, атакующие амфибий, вирусы пре-
вращают клетки хозяев в фабрики по размножению вирусов и тем самым убивают
их. Точные механизмы инфицирования амфибий пока еще неизвестны. В настоящее
время ведется их изучение с позиции экоиммунологии.
Экоиммунология учит нас, что иммунные системы амфибий очень схожи с иммун-
ными системами всех других позвоночных животных. Они обладают адаптивными им-
мунными реакциями с помощью Т- и В-клеток, а также антител. В них имеются
многочисленные иммунные клетки, в том числе фагоциты, которые похожи на наши.
Важнейшие иммунные органы амфибий — это вилочковая железа, селезенка, печень
и почки. Эти животные обладают лимфатической системой, в которой циркулируют
защитные клетки. Как и у нас, лимфатическая система сосредоточена главным об-
разом вокруг кишечника. Доказано наличие у амфибий естественных киллеров и
толл-подобных рецепторов, что роднит их с нами.
Ввиду того, что амфибии обитают и на суше, и в воде, они сохранили слизи-
стое покрытие всего тела, унаследованное от рыб. Для экоиммунологии этот
класс животных представляет особый интерес, потому что их кожа со множеством
живущих на ней микробов представляет собой сложную экосистему, которая много
чему может научить нас в плане защитных функций. Слой слизи предоставляет
микроорганизмам влажную, богатую питательными веществами и хорошо защищенную
среду обитания. Поэтому врожденная иммунная система кожи амфибий очень актив-
на, что делает ее похожей на наши слизистые оболочки, прежде всего в дыха-
тельных путях и кишечнике. Особую активность на влажной поверхности тела ам-
фибий проявляют клетки-пожиратели — фагоциты. Они являются одним из важнейших
защитных механизмов. Как и у стрекающих, кожа амфибий похожа на живую химиче-
скую фабрику. Антимикробные пептиды убивают нежелательные микроорганизмы.
Очень эффективный в целом иммунный барьер кожи амфибий, похоже, не слишком
надежно защищает их от хитридиомикоза. Экоиммунологи предполагают, что возбу-
дители нашли способ повреждать иммунные клетки с помощью клеточных ядов, по-
сле того как преодолена первая линия защиты. Эти яды убивают фагоциты и есте-
ственных киллеров точно так же, как сами естественные киллеры расправляются с
возбудителями или собственными больными клетками организма. Нередко и патоге-
ны, и защитные механизмы организма-хозяина сражаются одним и тем же оружием.
Тем не менее, иммунный барьер слизистой и влажной кожи амфибий представляет
собой, как правило, чрезвычайно эффективный защитный вал от самых распростра-
ненных патогенов. Секретный рецепт амфибий — это симбиоз. Они настоящие мас-
тера в использовании собственного микробиома. Как и у стрекающих, в их коже
содержатся полезные бактерии, являющиеся антагонистами возбудителей болезней
и борющиеся с ними.
Один из этих симбиотических антагонистов — бактерия Aeromonas hydrophila,
живущая в воде. Именно оттуда она и попадает на кожу амфибий. Бактерии требу-
ется для выживания влажная среда, и она находит ее в достаточном количестве
под слоем слизи на коже лягушек, саламандр и компании. Переход этого симбион-
та из водной среды хорошо изучен. Что касается других полезных бактерий из
экосистемы «кожа амфибий», то путь перехода еще не известен, но экоиммуноло-
гия интенсивно занимается его изучением. Вероятно, животные обзаводятся бак-
териальными партнерами не только в воде, но и на суше, потому что там живут
многочисленные не представляющие опасности и даже потенциально полезные мик-
робы. Исследование иммунобиологического взаимодействия между амфибиями и бак-
териями — это новое направление, где еще много открытых вопросов. Особый ин-
терес представляет биологическая загадка, каким образом иммунная система от-
личает полезных микробов от вредных. На основании того, что известно к на-
стоящему моменту, наиболее правдоподобной представляется гипотеза о том, что
за это отвечают иммунопротеины и рецепторы, которые расположены на иммунных
клетках животных и способны распознавать молекулярные структуры микробов и
соответствующим образом классифицировать их по признакам опасности или поль-
зы.
Амфибии способны стать еще одним видом модельных животных для изучения мик-
робиома на слизистых оболочках человека. Это могло бы помочь нам лучше понять
взаимодействие между слизистой оболочкой кишечника и населяющим ее микробио-
мом, так же как и открытия, сделанные в ходе исследований стрекающих, дрозо-
фил и рыбок Данио рерио, указали новые направления в иммунологии человека.
Стресс, исходящий от окружающей среды, вызывает у амфибий, как и у рыб, по-
вышенную выработку гормонов кортизола и кортикостерона в коре надпочечников
и, как следствие, подавление иммунных функций. Известно, что различные агро-
химикаты, в том числе известный гербицид «Раундап», способны причинить вред
живущим в дикой природе амфибиям и даже убить их. «Раундап» был разработан
агроконцерном Monsanto, который недавно был поглощен химическим, аграрным и
фармацевтическим концерном Bayer.
Экоиммунологи считают, что подобные химикаты могут также повредить иммунные
функции животных и таким образом косвенно повлиять на повышение смертности
среди них. Например, пестициды при контакте с амфибиями подавляют производст-
во эозинофильных гранулоцитов. Мы уже говорили об этих белых кровяных тельцах
из группы фагоцитов, в отношении которых ученые высказывают предположение,
что они играют значительную роль в защите от потенциальных и уже существующих
раковых клеток. Кроме того, доказано, что увеличение числа естественных вра-
гов, охотящихся на амфибий, вызывает повышенный выброс гормонов стресса и,
как следствие, подавление иммунного ответа и рост инфекционных болезней. Эти
взаимосвязи были рассмотрены нами ранее на примере птиц.
Психика и иммунная
система приматов
Приматы — наша самая близкая родня — представляют собой особый отряд среди
высших млекопитающих. Они подразделяются на подотряды полуобезьян и обезьян.
К полуобезьянам, которые, в отличие от человекообразных обезьян, имеют меньше
схожих черт с нами, относятся руконожки, маки, лемуры, галаго и некоторые
другие виды. В подотряд обезьян зоологи включают капуцинов, цепкохвостых
обезьян, макак, резусов, гиббонов, а также группу человекообразных обезьян —
горилл, орангутанов, шимпанзе, бонобо и наше семейство Homo, к которому в на-
стоящее время принадлежит только человек.
История развития приматов началась 68 миллионов лет назад в меловом периоде
в конце мезозойской эры. В то время произошло разделение полуобезьян и обезь-
ян . Древнейшим палеобиологическим свидетельством существования семейства го-
минидов является найденный при раскопках в Южной Африке детский череп, воз-
раст которого оценивается в два миллиона лет. Этот представитель вида Homo
erectus жил в четвертичном периоде кайнозойской эры. Древнейшие находки ос-
танков вида Homo sapiens — современного человека — насчитывают 300 тысяч лет.
Homo erectus.
Рассматривая в предыдущих разделах птиц и амфибий, мы говорили о том, что
на иммунные функции оказывает влияние не только экологический стресс, но и
социальный. Выброс стрессовых гормонов из коры надпочечников забирает энергию
у иммунной системы, чтобы использовать ее в ситуациях возможной борьбы или
бегства. У высших приматов, у которых высокоразвитые мозг и центральная нерв-
ная система являются предпосылкой сложно устроенной психики, взаимосвязь меж-
ду нервной, гормональной и иммунной системами выражена еще ярче. Поэтому мно-
гие явления, открытые психонейроиммунологией, которая занимается преимущест-
венно человеческим организмом, можно перенести на других приматов и наблюдать
у обезьян. Психонейроиммунология исследует взаимодействие психики, нервной
системы и иммунных функций. В этом смысле она близка к экоиммунологии и в
чем-то пересекается с ней.
Исследования в области психосоматической медицины, проведенные в универси-
тете Висконсина, показали, что потеря социальных связей и дружеских отношений
ослабляет иммунную систему обезьян. В обобщающей публикации утрата социальных
контактов называется «важным психобиологическим событием, влекущим за собой
тяжелые иммунологические последствия, особенно для молодых обезьян». Отрыв от
товарищей по играм или от матери сказывается на иммунитете. Необходимо также
иметь в виду, что исследования, проведенные на приматах, в значительной сте-
пени могут быть перенесены и на нас самих. Таким образом, если социальная
изоляция и прерывание социальных контактов ослабляют иммунную систему детены-
шей приматов, то весьма вероятно, что это можно отнести и к нашим детям. На
это следовало бы обращать больше внимания в ситуациях, когда во время панде-
мии, вызванной коронавирусом, дело доходило до локдаунов, закрытия школ и ог-
раничения контактов между детьми и подростками.
В упомянутых исследованиях у обезьян после утраты социальных контактов от-
мечалось ослабление иммунной системы за счет сокращения числа иммунных клеток
— фагоцитов и нейтрофилов, а также ухудшения функций Т- и В-клеток и снижения
эффективности антител. Уже в 1987 году был проведен первый эксперимент, в хо-
де которого было доказано, что у детенышей обезьян после разлуки с матерью на
протяжении нескольких недель снижается количество Т- и В-клеток в крови, на-
блюдаются нарушения в производстве антител и повышается подверженность инфек-
ционным заболеваниям. С тех пор экоиммунология и психонейроиммунология иссле-
довали различные механизмы связи между психическими и социальными факторами с
одной стороны и иммунной системой с другой.
Одна из причин, по которой взаимосвязь между психикой и иммунной системой
так ярко выражена у млекопитающих и, особенно, у приматов по сравнению с дру-
гими животными, имеет нейробиологическую природу. У обезьян нервная система
развита очень хорошо и по сложности не отличается от человеческой. Симпатиче-
ской и парасимпатической нервной системе, имеющейся у всех млекопитающих, от-
водится центральная роль в управлении физическими и психическими процессами.
ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Парасимпатический отдел
Сужает зрачок
Стимулирует
слюноотделение
Замедляет
сердцебиение
Сужает бронхи
Стимулирует
пищеварение
*■
г-
Стимулирует
желчный пузырь
Сокращает
мочевой пузырь -
GP
Расслабляет прямую кишку
Шейный
отдел
Грудной
отдел
Поясничный
отдел
Симпатический отдел
симптат/ческие ганглии
\—rjf^r^i
\0&~» *р
f
I
Расширяет зрачок
Уменьшает
отделение слюны
Расслабляет
бронхи
Увеличиает частоту
сокращений сердца!
Замедляет пищеварение
Стимулирует
выделение глюкозы
;— Стимулирует выделение адреналина
к.
Раслабляет
кочевой пузырь
Сокращает прямую кишку
Симпатическая нервная система отвечает за процессы возбуждения. Относящиеся
к ней нервы отходят от головного и спинного мозга и, разветвляясь, пронизыва-
ют все тело. В области живота эти нервы образуют густое переплетение, образуя
так называемый брюшной мозг. Симпатические нервы отвечают за приведение орга-
низма в активное состояние и усиление внимания и готовности к опасности. Их
действие коррелирует с выработкой таких гормонов стресса, как кортизол или
адреналин. Они отвечают за управление реакциями защиты, бегства или борьбы в
ситуациях, которые ствол мозга и его лимбическая система, работающие бессоз-
нательно , воспринимают как угрожающие.
Известно, что у приматов, включая и человека, чувство грусти, депрессия и
социальные неурядицы также могут приводить к стрессовым реакциям, которые ак-
тивизируют симпатическую нервную систему. Очевидно, наши архаичные функции
мозга воспринимают психосоциальные нагрузки как опасность и пытаются избавить
нас от них такими же архаичными методами. Как следствие, симпатическая нерв-
ная система забирает энергию у органов, которые не участвуют непосредственно
в борьбе или бегстве. В первую очередь это касается органов пищеварения и им-
мунной системы. Уровень сахара в крови растет вместе с артериальным давлени-
ем.
Симпатическая нервная система важна, потому что она готовит нас к вызовам и
угрозам жизни, для преодоления которых требуется повышенная внимательность и
быстрота реакции. Но ее деятельность начинает представлять проблему, когда
длится слишком долго или проявляется чересчур интенсивно, что как раз и про-
исходит при длительных социальных и психических нагрузках. В этом случае им-
мунной системе не хватает энергии для нормальной работы. Наступает хрониче-
ская стрессовая нагрузка, имеющая последствия в виде расстройств здоровья.
В качестве антагониста симпатической нервной системы выступает парасимпати-
ческая нервная система, отвечающая за спокойствие и восстановление. Ее нервы
также отходят от головного и спинного мозга и концентрируются в районе живо-
та. В спокойном состоянии она уравновешивает симпатическую нервную систему,
как инь и ян. Активность одной системы сменяется активностью другой. Но при
стрессовой нагрузке парасимпатическая нервная система уступает симпатической.
Задача парасимпатической нервной системы заключается в том, чтобы восстано-
вить приток энергии к жизненно важным органам иммунной и пищеварительной сис-
тем, понизить артериальное давление и уровень сахара в крови и т. д. Кроме
того, активизация парасимпатической нервной системы запускает процессы реге-
нерации на уровне органов и клеток.
Например, в ходе масштабного эпидемиологического анализа клинических дан-
ных, опубликованного в журнале Science в 1980-х годах, Роджер Ульрих из уни-
верситета Алнарп на юге Швеции, изучавший проблемы здравоохранения, смог до-
казать, что вид из окна больничной палаты на зеленые насаждения способствует
физическому восстановлению пациентов. В новаторском исследовании Ульриха все
участники были размещены в стандартных больничных палатах с одинаковой интен-
сивностью освещения и одинаковой мебелью. Всем была проведена одна и та же
стандартная операция по удалению желчного пузыря. Единственной переменной был
вид из окна. В то время как половина видела в окно только стену дома, взгляд
остальных 50 процентов падал на зеленый газон с растущим деревом. Ни испытуе-
мые, ни персонал больницы не были проинформированы о содержании и направлении
исследования.
Результат показал, что группе, созерцавшей зеленые насаждения, потребова-
лось меньше обезболивающих средств, а лекарства можно было назначать не в та-
кой большой дозировке, как в контрольной группе. Процесс заживления швов про-
текал значительно быстрее, и выписка состоялась раньше, чем у тех, кто видел
в окно только стену. Послеоперационных осложнений у них было также меньше.
На первый взгляд может показаться удивительным, что один только вид из окна
способен ускорить процесс выздоровления, но все объясняется, если принять во
внимание функции парасимпатической системы. Заживление ран — это процесс, в
котором иммунная система принимает непосредственное участие. Тромбоциты уча-
ствуют в процессе свертывания крови. Иммунные клетки, и, прежде всего, макро-
фаги, очищают рану, убирают отмершие клетки и поврежденные ткани и готовят
питательную почву для появления новой ткани. Парасимпатическая нервная систе-
ма способствует как работе иммунной системы, так и регенерации клеток.
То, что созерцание зеленых насаждений, в отличие от городских пейзажей,
сильнее активизирует парасимпатическую нервную систему, больше не является
гипотезой. Этот факт был экспериментально доказан Роджером Ульрихом в ходе
клинического исследования. В этом эксперименте просмотр изображений природных
пейзажей повышал активность альфа-волн в мозге испытуемых, что характерно для
отдыха и восстановления в состоянии бодрствования. Эта электромагнитная ней-
ронная активность является признанным показателем возрастания парасимпатиче-
ской функции. Контрольная группа, которой показывали изображения городских
кварталов и улиц, не демонстрировала такой неврологической реакции.
Нам достаточно знать, что социальные и психические стрессовые ситуации вро-
де грусти или депрессии смещают соотношение между симпатическими и парасимпа-
тическими проявлениями в пользу симпатической нервной системы. Это помогает
понять, почему такое состояние подавляет иммунные функции и затормаживает
процессы регенерации, особенно у обезьян и людей, хотя схожие явления отмеча-
ются и у других млекопитающих.
Еще один неврологический и иммунологический феномен у приматов носит назва-
ние болезненного поведения. Речь идет об изменениях в поведении и психических
проявлениях во время болезни. Болезненное поведение известно также у домашних
животных. К примеру, фермеры по поведению сразу выявляют больных животных,
даже если нет никаких внешних симптомов. У приматов это явление выражено еще
ярче. Инфицированные животные впадают в апатию и депрессию, теряют аппетит,
испытывают проблемы с концентрацией, демонстрируют усталость, вялость, отсут-
ствие мотивации и даже признаки страха.
Эволюционное значение этих психических изменений заключается в том, чтобы
притормозить активность организма во время инфекции и максимально снизить
расход энергии, дабы направить все ресурсы на деятельность иммунной системы.
Потеря аппетита нужна для того, чтобы не тратить слишком много энергии на пе-
реваривание пищи. Кроме того, наличие питательных веществ в организме, в ча-
стности углеводов и железа, приводит к более активному размножению бактерий.
Болезненное поведение позволяет снизить поступление этих веществ. Свойствен-
ное обезьянам и другим животным во время болезни подавленное настроение — это
не просто случайное побочное явление, а целенаправленное поведение, которое
преследует определенные экоиммунологические и психонейроиммунологические це-
ли.
Пусковым механизмом болезненного поведения являются цитокины, вырабатывае-
мые в присутствии бактерий, вирусов или бактериальных токсинов. Эти особые
цитокины относятся к группе интерлейкинов. Они приводятся в активное состоя-
ние вступившими в контакт с патогенами иммунными клетками, в частности макро-
фагами и моноцитами. Мы уже рассматривали эти защитные клетки во второй час-
ти. Особенно способствует развитию болезненного поведения интерлейкин-1. Ин-
тересно, что в данном случае не иммунные функции зависят от психики, а, на-
оборот, психика и поведение меняются под действием иммунной системы.
«Иммунная
система»
леса
Давайте вернемся к самому началу естественной истории иммунной системы. Ко-
гда мы в первой части рассматривали иммунные функции водорослей, были
вскользь упомянуты терпены — большая группа вторичных веществ растительного
происхождения, которые играют важную роль в социальной жизни растений. Я рас-
сказывал, как водоросли с помощью химических веществ, выделяемых в воду, об-
мениваются друг с другом информацией о возбудителях болезней. Терпены служат
важными сигнальными веществами, которые выполняют ту же функцию, что и слова
в нашем общении. Весь мир растений использует эту стратегию, чтобы защищать
среду своего обитания с помощью биологической коммуникации и кооперации. Так
возникает некое подобие коллективной иммунной системы на экосистемном уровне,
которая представляет собой увлекательный предмет для исследований в рамках
экоиммунологии.
В лесной экосистеме деревья и другие растения тоже обмениваются посланиями
друг с другом. В процессе эволюции они научились «читать» информацию, содер-
жащуюся в различных веществах в воздухе, почве и воде, о том, что происходит
в месте их обитания. Терпены выполняют при этом различные функции. Помимо пе-
редачи сигналов, они представляют собой защитные вещества иммунной системы
растений, которые используются для борьбы с бактериями, паразитами и вредите-
лями. С помощью терпенов некоторые растения даже расправляются с конкурента-
ми, которые пытаются отобрать у них свет или питательные вещества. Этот фено-
мен носит название аллелопатии — отравления соперников. Как и у людей, соци-
альная жизнь растений — это не только дружба и сотрудничество.
Особую разновидность ароматических терпенов представляет собой пинен, со-
держащийся в смоле хвойных деревьев, особенно сосен. В этих деревьях присут-
ствует особенно большое количество этого вещества, которое получило свое на-
именование именно от латинского названия рода сосен — Pinus. В лесах Цен-
тральной Европы мы чаще всего встречаем обычную лесную сосну. В средиземно-
морских прибрежных лесах преобладают итальянские сосны — пинии. Еще одним
представителем этого рода является кедровая сосна, которая произрастает в
альпийских регионах Австрии и Швейцарии вплоть до юго-запада Франции, а также
в Карпатских горах. Смола буквально сочится из ее шишек, хотя пинен содержит-
ся также и в хвое, коре и корнях. Особенно богата им смола. Это вещество при-
дает сосне характерный запах. Как и все терпены, пинен является важным компо-
нентом эфирных масел — в данном случае так называемого соснового масла. Боль-
шое количество терпена содержится и в ели, но там преобладает другая его раз-
новидность — лимонен. Терпены можно обнаружить и в лиственных деревьях — ко-
роче говоря, в любых растениях, хотя их запах не всегда отличается такой ин-
тенсивностью , как у хвойных деревьев.
Пиния (слева) и кедровая сосна .
Многие из терпенов, в частности тот же пинен, выполняют в иммунной системе
растений функции защитных веществ. Иммуноактивные терпены также называют фи-
тонцидами. Если дерево или другое растение подвергается нападению вредителя,
например короеда или бактериальных патогенов, иммунная система реагирует на
это увеличением выработки терпенов в качестве немедленной защитной реакции.
1 Pinus cembra - Сосна кедровая европейская, или Сосна европейская, или Европейский
кедр. Сосна сибирская кедровая, или Сосна сибирская, или Сибирский кедр - это Pinus
sibirica.
Попутно эти вещества попадают и в окружающую среду. Они испаряются и перехо-
дят в газообразное состояние, благодаря чему могут распространяться по всей
лесной экосистеме. Как и в ситуации с водорослями, на это реагируют другие
растения, произрастающие по соседству.
В процессе эволюции растения научились определять по химическому составу и
концентрации терпенов, какой вредитель вторгся в зону их обитания и насколько
велика опасность. После этого они в порядке профилактики целенаправленно за-
действуют собственные защитные средства и тем самым оповещают другие растения
по соседству. Информация распространяется по всему лесу, и растения, таким
образом, совместными усилиями защищают свою экосистему от разрушения.
В определенном смысле этот феномен можно считать «иммунной системой» леса,
потому что речь идет о задействовании защитных средств на экосистемном уров-
не, словно мы говорим о едином суперорганизме. К терпенам, которые обеспечи-
вают весь этот процесс, мы еще вернемся чуть позже, потому что они играют
важную роль и в нашей собственной иммунной системе.
А теперь вновь перейдем исключительно к иммунной системе человека.
ГЛАВА 8.
ЭКОСИСТЕМА
ЧЕЛОВЕКА
Экоиммунология рассматривает живые существа с двух позиций. Мы различаем
внешнюю и внутреннюю экоиммунологию. Первая занимается влиянием окружающей
среды — как положительным, так и отрицательным — на иммунную систему. Иммун-
ные функции человека, животных и растений исследуются в контексте среды оби-
тания, то есть того, что находится вне организма. Какие факторы окружающей
среды поддерживают наши иммунные функции? Какие, наоборот, ослабляют наши за-
щитные механизмы и делают нас более уязвимыми перед инфекциями и другими за-
болеваниями? С точки зрения внешней экоиммунологии все живые существа обитают
в различных экосистемах. До сих пор мы с вами и занимались главным образом
исследовательскими проблемами внешней экоиммунологии. Сюда относится, к при-
меру, влияние мест гнездования на иммунную систему птиц, воздействие измене-
ний климата на появление новых возбудителей болезней в Арктике, и на иммунную
систему белых медведей или разрушительное влияние пестицидов на иммунные
клетки амфибий.
С другой стороны, внутренняя экоиммунология рассматривает каждый отдельный
организм как экосистему. Она ставит в центр внимания взаимодействие между
различными органами и иммунной системой, исследует функции симбионтов внутри
тела или на его поверхности, например микробном в человеческом кишечнике,
микрофлору пищеварительной полости медуз или состав микробиома на коже людей
и животных. К этому направлению в экоиммунологии относится и наука о взаимо-
связях между питанием, психикой, нервной и иммунной системами. Внутренней
экоиммунологии будет посвящена девятая глава. Пока же мы займемся внешними
экоиммунологическими аспектами, то есть классическим влиянием окружающей сре-
ды.
У нас нет
внешних
границ
Уже на протяжении многих лет экология отмечает растушую нагрузку на здоро-
вье, вызванную воздействием окружающей среды. Будучи наукой, изучающей все
взаимосвязи в природе, она во многом опережает другие подходы, так называемые
редукционистские исследовательские, которые имеют дело с отдельными фрагмен-
тами реальности и пытаются объединить частные знания в общую картину. Для то-
го чтобы понять, какое негативное влияние окружающая среда может оказывать на
наше здоровье, требуется разностороннее мышление.
Биолог и философ Якоб Иоганн фон Икскюль (1864-1944) понимал, что ни у од-
ного живого существа нет четких внешних границ. Организм растения не заканчи-
вается эпидермисом (кутикулой). Многим покажется непривычным использование
термина «эпидермис» по отношению к растениям, но на самом деле у растений
есть внешний слой клеток, напоминающий эпидермис животных. Его называют кути-
кулой. Кутикула соответствует нашему кожному защитному барьеру, который рас-
положен над эпидермисом и состоит из жировой субстанции, главным образом из
воскообразных церамид. На эпидермисе человека, как и на внешних покровах рас-
тений и животных, обитают микробы. Они находятся как бы вне нашего тела и
представляют собой самостоятельные формы жизни, но играют определенную роль в
организме. Прежде всего это защита. С их помощью организм обороняется от
вредных воздействий окружающей среды и патогенов, с которыми контактирует на-
ша кожа.
Лакунарная ткань
Внутренний эпидермис
Устьице
Кутикула
Внешний эпидермис
Палиссадная ткань
Флоэма
Ксилема
Прожилка
Внешняя поверхность растения.
Роговой слой
Эпидермис
! V 4.<SL
азе-
Дерма
—Гиподерма
Строение кожи человека.
Выполняя эту защитную функцию, микробы становятся частью нашей физиологии,
то есть участвуют в биологических процессах организма человека. Один только
этот аспект ясно демонстрирует, что растения, животные и люди не имеют четко
выраженных внешних границ. Наши телесные функции плавно переходят в окружаю-
щую среду.
Вдобавок мы поддерживаем с окружающей средой активный обмен веществ. Речь
идет, в частности, о выдыхаемом воздухе, влаге, биоактивных веществах, а так-
же феромонах. Доказано, что последние возбуждают не только центры обоняния в
мозге потенциальных сексуальных партнеров, но и гипоталамус, который регули-
рует наше сексуальное поведение и оказывает воздействие на работу гипофиза,
управляющего гормональной системой. Этот пример показывает, что биоактивные
вещества, которые попадают в организм из окружающей среды, также оказывают
влияние на наши телесные функции и восприятие.
В роли посредников между внешними раздражителями и внутренними процессами
выступают гормональная и нервная системы, которые в эволюционном плане нераз-
рывно связаны с иммунной системой, как мы уже убедились при рассмотрении ме-
дуз, кораллов и оболочников. Подобно цветку, приманивающему с помощью феромо-
нов насекомых для опыления, или грибам, которые с помощью терпенов указывают
своим половым клеткам путь под землей друг к другу, люди и животные тоже об-
щаются на подсознательном биохимическом уровне с особями своего вида и други-
ми формами жизни. Эти химические «слова» связывают нас друг с другом и с ок-
ружающей средой.
С экоиммунологической точки зрения этот функциональный обмен веществ пред-
ставляет собой особый интерес в плане здоровья. Окружающая среда вторгается в
наш организм, пронизывает его насквозь, точно так же как мы сами находимся
внутри нее и оказываем на нее воздействие. Мы вдыхаем ее, впитываем ее через
кожу, слизистые оболочки, принимаем вместе с пищей. Она проникает в наши тка-
ни, воздействует на органы и физиологические процессы. Якоб Иоганн фон Ик-
скюль понял это уже в XIX веке. У нас нет внешних границ. Это понимание лежит
в основе всей экоиммунологии.
Больная планета
— больные люди
Будет ли в 2050 году небо над нашими городами иметь красноватый оттенок,
так что люди смогут выходить на открытый воздух только в защитных респирато-
рах? Будут ли перелетные птицы падать мертвыми с неба, пролетая над Берлином,
Веной или Цюрихом? Прекратится ли течение теплого Гольфстрима, из-за чего за-
мерзнет северо-запад Европы? Будут ли в Мюнхене, Граце или Берне расти паль-
мы, а наши поля через каждые два года страдать от засухи, несущей голод жите-
лям Европы?
Защитники окружающей среды любят подкреплять свои мысли, рисуя картины ка-
тастроф и сценарии «токсичного» будущего. Таким путем они пытаются привлечь
внимание к важным экологическим темам. Однако, пытаясь донести до людей свои
проблемы такими методами, они могут добиться совершенно противоположных ре-
зультатов . Многие расценивают такие сценарии будущего как неоправданное пани-
керство . Существует опасность, что если обещанные катастрофические последст-
вия не наступят, то экологические проблемы и предостережения в принципе утра-
тят все свое значение.
На самом деле никто не может точно сказать, какой будет окружающая среда
через 50 или 100 лет. Намного важнее донести до людей мысль о том, что мы уже
сейчас переживаем глобальный кризис утраты биоразнообразия. Многоцветие при-
роды, сложные взаимосвязи видов живых организмов на нашей планете переживают
не лучшие времена. Мы должны осознать, что утрата биоразнообразия и кризис
окружающей среды влекут за собой негативные последствия для здоровья людей,
животных и экосистемы в целом. Это не значит, что нам обязательно грозит ка-
тастрофа в будущем, но необходимо что-то предпринимать уже сейчас.
В качестве примера экоиммунологических последствий, вызванных изменениями в
окружающей среде, я приводил появление новых инфекционных болезней у белых
медведей. Из-за потепления в Арктике возбудители заболеваний проникают в зоны
Крайнего Севера, нарушая сложившееся в ходе естественноисторическохю процесса
равновесие. Это сказывается на здоровье популяции белых медведей. Но подобные
примеры можно найти и у людей.
Климатические изменения происходят не в последнюю очередь из-за того, что
под жилье застраиваются большие площади, которые летом сильно нагреваются и
служат дополнительным источником тепла. Загрязнение атмосферы такими газами,
как двуокись углерода, окислы азота и метан, также оказывает негативное влия-
ние на климат и, следовательно, на наше здоровье. К примеру, в Центральной
Европе повышение температуры вызвало увеличение активности клещей, которые
переносят болезни. Кроме того, зона расселения клещей перемещается все дальше
на север. Взять, к примеру, переносчиков бактериального боррелиоза и вирусно-
го энцефалита. Если всего несколько лет назад зонами риска для клещевого эн-
цефалита считались в основном Альпийский регион и юг Германии, то теперь эти
зоны простираются до Дрездена на востоке Германии и до Франкфурта на западе.
Клещи были также обнаружены в дикой природе на севере Германии, где они преж-
де не встречались. Случаи клещевого энцефалита регистрируются вплоть до побе-
режья Балтийского моря. Район Эмсланд в Нижней Саксонии на границе с Голлан-
дией сегодня является одним из главных регионов расселения клещей и зоной
распространения клещевого энцефалита. Причиной стали климатические изменения,
из-за которых удлинился теплый сезон и повысилась влажность воздуха в Цен-
тральной Европе. ВОЗ даже прогнозирует дальнейшее продвижение клещей на север
Европы.
В примере с клещами мы видим, как известный промежуточный хозяин известного
вируса расширяет границы своего географического расселения. Но если возбуди-
тель вырывается за границы своего естественноисторического контекста и пре-
вращается в новый вариант, последствия могут быть куда хуже. В этом случае
возникают так называемые зоонозы, когда инфекционные болезни животных перехо-
дят на человека. Такие проблемы тоже входят в сферу изучения экоиммунологии и
экологической эпидемиологии. Предполагается, что ретровирус ВИЧ, относящийся
к РНК-вирусам, перешел в центральноафриканских джунглях от приматов к челове-
ку в результате охоты на шимпанзе и поедания их мяса, что вызвало в начале
1980-х годов пандемию СПИДа.
Другим известным примером зооноза служит лихорадка Эбола. Филовирус из
группы РНК-вирусов, вызывающий эту тяжелую инфекцию, от которой погибает каж-
дый второй заболевший, находился в состоянии естественноисторического равно-
весия с летучими мышами и летучими собаками. В 2017 году в ходе эколого-
эпидемиологического исследования, включавшего в себя комплексный анализ спут-
никовых снимков, а также материалов аэрофотосъемки и эпидемиологических дан-
ных, был сделан вывод, что эпидемии Эболы в Центральной и Западной Африке в
период с 2006 по 2014 год стали результатом вырубки лесов и вмешательства че-
ловека в биоразнообразие лесных экосистем.
За это вмешательство в природу несут ответственность наряду с американскими
и китайскими также и европейские агроконцерны. Раздробление зон обитания и
разрушение питательной базы летучих мышей внесло хаос в их популяционные
структуры. Различные виды этих животных сблизились больше, чем обычно, стали
делить друг с другом места ночлега в пещерах и чаще встречаться в ходе охоты.
В поисках пропитания им пришлось расширить территорию охоты вплоть до челове-
ческих поселений. В результате отдельные виды начали заражать друг друга фи-
ловирусами. Вирусы сталкивались с иммунными системами, которые не были к ним
приучены и не находились в состоянии эволюционного равновесия с ними. Зара-
женные животные становились рассадниками новых возбудителей, еще более виру-
лентных. В соответствии с теорией близость к человеческим поселениям привела
к тому, что инфекция перекинулась на детей. Охота на летучих мышей также мог-
ла привести к тому, что охотники соприкасались с зараженной кровью. С точки
зрения науки не существует никаких сомнений относительно того, что именно
цепь нарушений биоразнообразия в Африке была и еще не раз будет причиной
опустошительных эпидемий лихорадки Эбола.
Проведенное в 2020 году экологическое исследование, результаты которого бы-
ли опубликованы в авторитетном журнале Landscape Ecology, дало основание на-
звать вмешательство в ареалы обитания живых существ и ландшафтные экосистемы
главной причиной эпидемий в тропических регионах Земли и одной из величайших
угроз для здоровья людей в будущем, если мы не прекратим в ходе хозяйственной
деятельности эксплуатировать и уничтожать природу.
Помимо эпидемиологических проблем, экоиммунология обращается и к другим ас-
пектам повреждения иммунной системы под воздействием факторов окружающей сре-
ды. Одна из актуальных тем исследований — нано- и микрочастицы пластика. Пе-
репроизводство неразлагаемого в природных условиях пластика уже привело к то-
му, что его нано- и микрочастицы можно обнаружить в любом месте Земли, даже в
отдаленных горных районах и на необитаемых островах. Их глобальное распро-
странение с водой и атмосферными течениями неизбежно. Исследование, проведен-
ное в 2020 году, показало, что нано- и микрочастицы пластика попадают вместе
с пищей в организм не только животных, но и людей, что негативно сказывается
на наших иммунных функциях.
Частицы пластика вызывают воспалительные реакции в кишечнике и становятся
причиной оксидативного стресса, в ходе которого образуются свободные радика-
лы, способствующие возникновению рака. Проницаемость слизистой оболочки ки-
шечника снижается за счет нано- и микрочастиц, что нарушает чувствительную
экосистему в нем. Это происходит следующим образом: вредные бактерии размно-
жаются на поверхности пластиковых частиц, образуя повышенную концентрацию
токсинов и подавляя полезные симбионты. Это примерно то же самое, что проис-
ходит и с амфибиями. Там пестициды воздействуют на микробном слизистых оболо-
чек и делают животных более уязвимыми перед смертельными грибковыми инфекция-
ми. Мы вскрываем все больше сложных экоиммунологических взаимосвязей. По мере
развития науки приходит понимание, насколько дорого обходится Земле и ее био-
разнообразию наша хозяйственная деятельность и как это сказывается на нашем
же здоровье. Наши прегрешения против окружающей среды оборачиваются против
нас самих, так как мы находимся в неразрывном единстве со своей средой обита-
ния.
Еще один пример: мелкодисперсная пыль проникает в наши иммунные клетки и
разрушает их. Это особенно касается макрофагов в дыхательных путях, которые
подвергаются воздействию пыли из воздуха для дыхания. Самая опасная форма пы-
ли — это мельчайшие металлические опилки с поверхности автомобильных тормо-
зов, которые проникают в наши клетки и повреждают их иммунные функции. Так,
например, в результате воздействия этой пыли мы теряем способность вырабаты-
вать цитокины, например интерлейкин-6 или бета-интерферон, которые активизи-
руют другие иммунные функции, в частности Т-клетки приобретенной иммунной
системы. Уже давно известно, что тяжесть течения легочных инфекций во многом
зависит от качества воздуха, которым мы дышим. Высокое содержание мелкодис-
персной пыли отягчает болезнь.
Предметом изучения экоиммунологии является также наша внутренняя защита от
рака. Несколько исследований, проведенных в израильском университете Хайфы,
доказывают, что световое загрязнение повышает риск возникновения рака, если
люди подвергаются ему на протяжении длительного времени. Это объясняется тем,
что искусственное освещение в вечернее и ночное время нарушает ритм выработки
мелатонина в организме. Этот гормон, производимый эпифизом мозга, не только
управляет нашим ритмом смены дня и ночи, но и отвечает за восстановление ор-
ганизма в ночное время. Иммунная система распознает и уничтожает потенциаль-
ные раковые клетки главным образом по ночам. Нарушения в производстве мелато-
нина, вызванные экологическими факторами, приводят к тому, что процесс под-
держания здоровья утрачивает свою эффективность по сравнению с естественными
условиями.
Чтобы понять важность экоиммунологических исследований, необходимо воспри-
нимать их в комплексе. На болезнь, как и на здоровье, влияет множество факто-
ров, и решающее значение приобретает их сумма и взаимодействие. Экоиммуноло-
гия учит нас учитывать всю полноту факторов — убывающее биоразнообразие,
вредные вещества, мелкодисперсную пыль, микрочастицы пластика, световое за-
грязнение . Все эти факторы нарушают равновесие между организмом и окружающей
средой. Поэтому больная планета — это больные люди. И это вовсе не продикто-
ванный паникерскими настроениями катастрофический сценарий будущего, а дока-
занная экоиммунологическая реальность, в которой мы живем здесь и сейчас.
Здоровая планета
— здоровые люди
Но справедливо и обратное утверждение: здоровая среда обитания означает,
что в ней живет больше здоровых людей. Не будем забывать, что наша иммунная
система развивалась на протяжении сотен миллионов лет, основываясь на биоло-
гических достижениях амеб, медуз, оболочников, рыб, обезьян и других перво-
проходцев . Как и у этих животных, наша собственная иммунная система находится
в процессе тесного взаимодействия с окружающей средой и представляет собой
зволюционно проверенную систему адаптации к среде обитания, которая различает
«свое» и «чужое», друга и врага, полезное и вредное. Полезное принимается и
поддерживается, вредное отвергается — этот принцип нам уже известен. При этом
между организмом и окружающей средой устанавливается естественноисторическии
баланс, если иммунная система знакома с тем, какие виды внешних воздействий
может оказать на нее среда обитания. Это знакомство охватывает ту среду, в
которой происходило эволюционное становление и развитие человека. Сюда не
входят крупные города или огромные сельскохозяйственные плантации. Наши эво-
люционные места обитания — это леса, саванны, степи и другие природные терри-
тории .
Каждый человек интуитивно способен отличить здоровую среду обитания от
больной точно так же, как это делают птицы при строительстве гнезд. Как и лю-
бой другой вид животных, мы тонко чувствуем моменты, свидетельствующие о том,
что экосистема разрушена, деградировала и биологически бедна или, наоборот,
здорова, жизнеспособна и многообразна.
Вы можете сами убедиться в наличии у себя этой интуиции. Закройте глаза и
представьте себе пустынный пейзаж с вырубленными и сожженными джунглями или
городской пейзаж из сплошного бетона. А теперь вообразите, что вы сидите воз-
ле тихо журчащего лесного ручья на берегу, заросшем папоротниками, мхом и
ягодными кустами. Ощущения и эмоции, связанные с этими контрастными картина-
ми, у большинства людей совершенно разные. Деградировавшие природные ландшаф-
ты могут даже вызывать тоску и депрессию. И эти наши чувства — внутренняя,
сформированная естественной историей система предупреждения, которая хочет
помешать нам поселяться в местах обитания, не подходящих для нашего вида.
Знания о здоровой и больной среде обитания хранятся глубоко в стволе нашего
мозга, который называют также «рептильным мозгом», и в лимбической системе.
Это историческое наследие человечества.
Эти различия в восприятии различных свойств окружающей среды были изучены и
с научных позиций. По примеру Роджера Ульриха, который в 1980-х годах первым
исследовал нейробиологический эффект от созерцания зеленых насаждений, в
Эдинбургском университете было проведено несколько экспериментов с использо-
ванием электроэнцефалографов, регистрирующих электромагнитную активность моз-
га. Анализ полученных данных позволяет сделать выводы о неврологических про-
цессах и состояниях в организме.
Шотландские ученые, как и Ульрих, установили, что, когда человек смотрит на
природные пейзажи, у него повышается активность альфа-ритмов мозга. Это зна-
чит, что организм настроен на регенерацию в состоянии бодрствования. Анализ
результатов электроэнцефалографии (ЭЭГ) с помощью современных компьютерных
программ позволил отчетливо зафиксировать активизацию парасимпатической нерв-
ной системы и нейробиологическое состояние восстановительного расслабления. В
то же время участники эксперимента, рассматривавшие изображения городской за-
стройки без зеленых насаждений, демонстрировали легкую стрессовую реакцию
мозга и активизацию симпатической нервной системы, то есть внутреннее возбуж-
дение. Во всяком случае, городские пейзажи, в отличие от природных, не позво-
ляли расслабиться с целью восстановления.
Одновременно в этих экспериментах было зафиксировано повышение вариабельно-
сти сердечного ритма (ВСР) у членов группы, созерцавших природу. Это дополни-
тельный параметр, который позволяет сделать вывод о неврологических процес-
сах. Высокая ВСР означает устойчивую и здоровую работу сердца. Интервалы меж-
ду отдельными ударами пульса не всегда одинаковы. Здоровое сердце не бьется,
словно метроном. Его ритм динамично меняется, приспосабливаясь к текущему мо-
менту и его потребностям. Мысли, эмоции, визуальные и слуховые раздражители
извне, запахи, движения тела заставляют сердце биться чуть быстрее или мед-
леннее . Высокая ВСР говорит о хорошем здоровье. Только в состоянии стресса
или болезни сердце бьется монотонно, вариабельность его ритма снижается. От-
меченное в эксперименте повышение ВСР подкрепляет результаты ЭЭГ, так как
сердечный ритм задается главным образом взаимодействием симпатической и пара-
симпатической нервных систем. Повышение вариативности говорит о снижении ак-
тивности симпатической нервной системы, которая ассоциируется со стрессом, и
о доминировании парасимпатической нервной системы, которая отвечает за вос-
становление . Роль симпатической и парасимпатической нервных систем мы уже об-
суждали в разделе, посвященном приматам.
Еще одно исследование, проведенное в Южной Корее с использованием функцио-
нальной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), подтвердило выводы шотланд-
ских ученых. Этот метод позволяет точно локализовать участки возбуждения моз-
га и наблюдать за ними в режиме реального времени. Полученные результаты явно
указывали на активизацию парасимпатической нервной системы при рассматривании
снимков с природными пейзажами. Мы уже знаем, что при этом обеспечивается
приток энергии к иммунной системе, и уже одно только это является значимым
результатом с точки зрения экоиммунологии.
У испытуемых, которые рассматривали городские пейзажи без природных элемен-
тов, томограф показал активность нейронов, которую южнокорейские исследовате-
ли интерпретировали как стрессовую реакцию. Интересно, что эти изображения
активизировали также участки мозга, которые отвечают за распознавание и оцен-
ку опасностей и приводят наш организм в состояние боевой готовности. Эти уча-
стки мозга вместе с симпатической нервной системой забирают энергию у иммун-
ной системы для возможных реакций бегства и борьбы, то есть вызывают состоя-
ние, противоположное тому, которое наблюдается при рассматривании природных
сцен.
Эти эксперименты говорят о том, что экоиммунология занимается также пробле-
мами нематериального влияния окружающей среды на иммунную систему. Однако
центральное место в этой науке занимают материальные факторы воздействия на
здоровье. В первую очередь это измеримые концентрации биоактивных и других
веществ в воздухе, почве и водоемах.
Своеобразной сенсацией стали опубликованные в 2010 году результаты клиниче-
ского исследования, которое было проведено частным медицинским университетом
имени Парацельса в Зальцбурге. Ученые пришли к выводу, что микроклимат вблизи
водопадов благотворно влияет на пациентов, страдающих астмой. Больные дети,
жившие в городах, были привезены на трехнедельный курс лечения к водопаду
Кримль в Австрии. Его высота составляет 380 метров, а суточный расход воды —
500 миллионов литров. В Европе нет более крупных водопадов. На протяжении
трех недель дети каждый день играли возле водопада в условиях высокой влажно-
сти воздуха. После лечения отмечалось 40-процентное снижение клинических сим-
птомов и воспалительных проявлений. Кроме того, увеличились производитель-
ность и объем легких. Прошло четыре месяца, прежде чем симптомы астмы верну-
лись к исходному уровню.
Водопад Кримль в Австрии.
Ученые объясняют этот эффект высокой концентрацией анионов (отрицательно
заряженных ионов) кислорода, которая наблюдается вблизи водопадов. Если гово-
рить конкретно о водопаде Кримль, то в зависимости от погоды в каждом кубиче-
ском сантиметре воздуха вблизи него содержится от 30 до 70 тысяч анионов. В
отдельные дни концентрация доходит до 300 тысяч. Анионы образуются в резуль-
тате трения падающей воды о воздух и скалы. Это так называемый элект-
ростатический эффект водопада. Образовавшиеся анионы связываются с мельчайши-
ми частицами воды, плавающими в воздухе, в результате чего получается элек-
троаэрозоль . Он висит в воздухе, словно туман, видимый невооруженным взгля-
дом. На научном жаргоне эта аэрозольная завеса называется водопадной плазмой.
Положительное воздействие электроаэрозолей на астматиков авторы исследова-
ния объясняют следующим образом: заряженные частицы при контакте со слизисты-
ми оболочками отдают им свой отрицательный заряд. Это ускоряет движения рес-
ничек мерцательного эпителия и улучшает его очистительные функции. Одновре-
менно электроаэрозоль увлажняет слизистую оболочку, что благоприятно сказыва-
ется на течении различных заболеваний дыхательных путей. Таким образом элек-
троаэрозоли поддерживают первичные защитные механизмы нашей иммунной системы
в дыхательных путях. Мерцательный эпителий и слизистая оболочка препятствуют
проникновению в организм мелкодисперсной пыли и вредных веществ, а также ви-
русов и бактерий. Чем лучше работает эта защитная система, тем меньше опас-
ность заболеть вследствие контакта с возбудителями. Кроме того, наши макрофа-
ги лучше работают на хорошо очищенной и достаточно увлажненной слизистой обо-
лочке, чем на загрязненной и пересушенной.
Аналогичный эффект был отмечен в вышеупомянутом исследовании и у детей,
страдающих астмой, которые каждый день в течение трех недель находились в ле-
су вдали от водопада. В результате лечения у них также уменьшились клиниче-
ские симптомы и воспалительные проявления. Однако в этой группе достигнутый
эффект сохранялся в два раза меньше времени, то есть только два месяца. Леса
также богаты электроаэрозолями. При трении падающих капель дождя о кроны де-
ревьев вырабатывается электричество, в результате чего молекулы воздуха при-
обретают отрицательный заряд, то есть становятся анионами и соединяются с
частицами воды. Особенно высокие концентрации электроаэрозолей наблюдаются
после ливней, когда в лесу стоит влажный туман, которому не дают рассеиваться
кроны деревьев. Кроме того, деревья защищают аэрозоли от разрушения под воз-
действием солнечного ультрафиолетового излучения. В среднем лесной воздух со-
держит от 5 до 10 тысяч электроаэрозольных частиц на кубический сантиметр. В
городах же их практически не наблюдается. Заряженные частицы притягиваются
бетонными и пластиковыми поверхностями и лишаются своих свойств. Кроме того,
они связываются с мелкодисперсной пылью и при этом разрушаются.
Приведенные примеры лишний раз подчеркивают комплексный характер экоиммуно-
логических взаимодействий. Воздух в здоровых экосистемах содержит разные ве-
щества, которые укрепляют защитные силы уже на уровне механических барьеров,
например слизистой оболочки и мерцательного эпителия. В городе же эти вещест-
ва отсутствуют из-за воздействия различных факторов, в том числе мелкодис-
персной пыли, которая, как мы уже знаем, вдобавок ко всему повреждает наши
иммунные клетки.
Морское побережье и горы также оказывают экоиммунологическое влияние. В
этих природных зонах тоже присутствуют электроаэрозоли, способствующие лече-
нию заболеваний дыхательных путей.
На побережье анионы кислорода образуются в полосе прибоя таким же образом,
как в водопадах и дождевых потоках. К ним добавляются морские соли, которые,
как известно любому ЛОР-врачу, оказывают муколитическое (разжижающее слизь)
действие не только в носоглотке, но и в легочных альвеолах. Таким образом,
морской воздух имеет тройное действие: увлажняет слизистые оболочки, способ-
ствует отделению вязкой слизи и с помощью отрицательно заряженных ионов акти-
визирует движения мерцательного эпителия. Из этого примера видно, что экоим-
мунологические методы лечения не только улучшают самочувствие, но и по-
настоящему повышают потенциал здоровья с помощью различных биологически ак-
тивных веществ.
Для полноты изложения следует также упомянуть о том, что на морском побере-
жье постоянно высокая влажность, так что необходимо учитывать возможность по-
вышенного содержания спор плесневых грибков во вдыхаемом воздухе. Поэтому лю-
дям с аллергической реакцией на споры плесени больше подходит горный воздух.
То же самое можно порекомендовать и при аллергии на выделения пылевых клещей.
Высокогорье, а также арктические и субарктические регионы — это одни из не-
многих земных биотопов, где бытовые пылевые клещи не выживают.
Горный климат зарекомендовал себя как хорошее подспорье для традиционных
лекарств и в области дерматологии. Атопическии дерматит, известный также как
нейродермит, представляет собой функциональное нарушение защитных свойств ко-
жи, сопровождаемое воспалением, вызванным чрезмерной реакцией иммунной систе-
мы на вещества, которые сами по себе обычно безвредны. В ходе проведенного в
2017 году клинического исследования 88 пациентов с таким диагнозом в возрасте
от 8 до 18 лет, которых врачи классифицировали как трудно поддающихся лече-
нию, были отправлены на шесть недель на высокогорный климатический курорт в
Швейцарии. Сразу после лечения и через шесть недель после него клиническое
обследование показало значительное уменьшение воспалительных реакций. Через
шесть месяцев после пребывания на курорте состояние пациентов уже не отлича-
лось от начального состояния. Таким образом, необходимо регулярное повторение
курса лечения в высокогорном климате — что, в общем-то, неудивительно.
В следующем исследовании 88 детей с атопическим дерматитом были отправлены
в швейцарские Альпы и на побережье Северного моря в Голландию для шестине-
дельного лечения. Во время лечения в обеих группах наблюдалось значительное
снижение в крови специфических Т-клеток памяти, которые были ошибочно запро-
граммированы на уничтожение собственных клеток кожи. Также наблюдалось сниже-
ние количества В-клеток, которые вырабатывали ошибочные антитела, уничтожав-
шие кожную ткань. Таким образом, как высокогорный климат, так и морской по-
могли снизить активность течения болезни. Терапевтический эффект этих регио-
нов оказался столь же успешным при псориазе, причина которого также может
быть отнесена к ошибочному программированию иммунной системы.
Плавание в морской воде особенно полезно при псориазе. Соленая вода облада-
ет антисептическим действием, то есть уменьшает количество болезнетворных
микробов на коже. Это способствует заживлению ран. Магний, содержащийся в
морской воде, улучшает водный обмен в коже и ее сопротивляемость. Но и ванны
с водой из целебных минеральных источников также оказывают благотворное воз-
действие на аутоиммунные заболевания кожи благодаря особому минеральному со-
ставу и подавляют воспалительные реакции.
Водоросли и другие водные растения в минеральных источниках и морях имеют
решающее значение для качества воды. Биомасса растительных форм жизни в воде
способствует осаждению плавающих в толще воды частиц, многие из которых осе-
дают на растениях. Кроме того, растительные организмы способны абсорбировать
растворенные в воде вещества. Благодаря этим свойствам они очищают воду и на-
сыщают ее кислородом, получаемым в процессе фотосинтеза. С учетом оздорови-
тельных свойств водоемов экологическое состояние растительного мира приобре-
тает особо важное значение для нашего здоровья.
Лесной воздух и
иммунная система
Высокогорный альпийский заповедник Обербергер в природном парке Зирбитцко-
гель-Гребензен в Штирии покрывает горный склон на высоте около 1600 метров
над уровнем моря. Среди растительности здесь преобладает европейская кедровая
сосна (Pinus cembra). Это хвойное дерево с сильным ароматом произрастает в
Альпах и Карпатах. Любители пеших прогулок в этих местах подвергаются природ-
ной ароматерапии. Основным действующим веществом в воздухе является пинен.
В конце седьмой главы, где речь шла об «иммунной системе» леса, мы уже по-
знакомились вкратце с этим вторичным веществом растительного происхождения,
которое принадлежит к группе терпенов и отвечает в царстве растений за иммун-
ные функции и передачу информации химическими средствами. Альфа- и бета—пине-
ны представляют собой основные части соснового масла. Они оказывают антибак-
териальное действие и убивают вредителей. Именно они придают различным поро-
дам сосен характерный интенсивный запах, который господствует над заповедни-
ком все лето, особенно в августе, когда спелые сосновые шишки, похожие на
темно-фиолетовые рубины, усеивают землю. Из них сочится остро пахнущая пине-
ном смола. Лично мне эти шишки представляются драгоценными камнями альпийской
растительности. Настоящие природные сокровища!
В этих альпийских сосновых рощах проходят полевые эксперименты в рамках
докторской диссертации, над которой я работаю с марта 2021 года в Институте
биологии при университете города Граца. Каждый год сюда приезжают примерно по
25 участников из Вены, чтобы в течение двух полных дней насладиться природны-
ми красотами и ароматами соснового леса. Сразу после приезда и перед отъездом
у них берутся пробы крови на анализ. Таким образом я пытаюсь выяснить, какое
воздействие пребывание на природе оказывает на иммунную и эндокринную (гормо-
нальную) системы человека.
В заповеднике Обербергер.
Поводом для моего экоиммунологического исследовательского проекта стал ряд
экспериментов, проведенных в Токийском медицинском университете группой со-
трудников под руководством Цин Ли. Они смогли доказать, что двухдневное пре-
бывание городских жителей в лесистой местности к западу от Токио на 50 про-
центов повышает количество и активность естественных киллеров в крови. Эти
параметры крови сохраняются у участников на протяжении четырех недель. После
пребывания в лесу возрастает также концентрация иммунопротеинов перфорина,
гранулизина и гранзимов, с которыми мы уже познакомились, рассматривая иммун-
ную систему человека и животных.
Исследователи выдвинули гипотезу, что этот эффект обусловлен не только уже
известными нейробиологическими механизмами, инициированными через парасимпа-
тическую нервную систему, которая активизирует иммунитет. В его основе, по
предположениям ученых, должна быть также вещественная причина. Поэтому у ко-
манды экспериментаторов возникла идея протестировать терпены из лесного воз-
духа в лабораторных условиях на культурах иммунных клеток человека. При этом
добавление пинена — основного вещества, содержащегося в хвойных растениях, —
активизировало естественные киллеры.
Для следующего эксперимента в лабораторию был превращен один из токийских
отелей. Испытуемые провели в нем три ночи. Во время сна испарители насыщали
воздух водяным паром. Но для половины участников в пар добавлялось также
эфирное масло, полученное из японского кипариса. Концентрация содержащегося в
нем пинена соответствовала составу лесного воздуха. В «пиненовой» группе ко-
личество и активность естественных киллеров увеличивались с каждым днем, что
определялось путем анализа крови каждое утро. В отличие от них, контрольная
группа «водяного пара» не показала никаких изменений в параметрах иммунной
системы.
Совокупность этих опытов показывает, что гипотеза, в соответствии с которой
терпены в лесном воздухе оказывают активизирующее воздействие на иммунную
систему человека, вполне правдоподобна. В условиях леса этот эффект проявлял-
ся сильнее, чем в лаборатории, потому что там на человека влияет целый кок-
тейль из множества биоактивных веществ и нейробиологических раздражителей.
Разумеется, потребуются дополнительные исследования и эксперименты, чтобы
окончательно проверить гипотезу и лучше понять связь нашей иммунной системы с
пиненом и другими терпенами. Я хотел бы внести в это вклад своей докторской
диссертацией по экоиммунологии на примере лесного заповедника Обербергер в
Альпах. Я выбрал этот тип растительности, потому что кедровая сосна отличает-
ся, пожалуй, самым высоким содержанием пинена среди всех пород сосен.
Делать какие-то окончательные выводы пока рано. Однако предварительные ито-
ги, полученные в 2021 году, позволяют говорить о том, что у участников после
двух дней пребывания в лесу были явно заметны изменения параметров крови,
способствующие укреплению здоровья. Так, например, заметно возросло содержа-
ние гормона надпочечников дегидроэпиандростерона (ДГЭА). Как уже было отмече-
но, это вещество поддерживает работу сердца и одновременно стимулирует иммун-
ную систему.
Кроме того, в среднем отмечалось увеличение числа естественных киллеров и
Т-клеток, с которыми мы уже познакомились, изучая естественную историю иммун-
ной системы, но для обнародования более точных данных еще слишком рано. Мож-
но, однако, с достаточной уверенностью предположить, что посещение сосновых
лесов, особенно на регулярной основе, даст положительный эффект, как эндокри-
нологический, так и иммунологический. Результаты этого исследования, рассчи-
танного на три года, можно ожидать весной 2024 года.
Экоиммунология делает пока лишь первые шаги в изучении иммуноактивных при-
родных веществ. Во времена набирающего обороты экологического кризиса это мо-
жет внести важный вклад в понимание того, как сказывается на нашем здоровье
возрастающая нагрузка на окружающую среду, выражающаяся, в том числе, и в
том, что мы не просто подвергаемся воздействию вредных веществ, но и теряем
всё большее количество здоровых экосистем. Экоиммунология может помочь нашему
обществу и политикам более осознанно относиться к среде своего обитания.
ГЛАВА 9.
ПИТАНИЕ, ПСИХИКА,
ИММУННАЯ СИСТЕМА
В самом начале главы 8 мы провели различие между внешней экоиммунологией,
которая занимается изучением воздействия окружающей среды на наши защитные
механизмы, и внутренней экоиммунологией, которую интересуют имеющие значение
для иммунной системы человека и животных экосистемы внутри организма.
Микробном кишечника представляет собой важный аспект нашего здоровья. Из
естественной истории иммунной системы известно, что уже 500 миллионов лет на-
зад ранние формы медуз и других стрекающих начали культивировать симбиоз с
микроорганизмами внутри своих пищеварительных полостей. Тем самым они положи-
ли начало эволюционному развитию микробиомов в органах животных. То, что мы
едим, оказывает влияние на микрофлору кишечника, а она, в свою очередь, воз-
действует на наши иммунные функции. Таким образом, экосистема кишечника пред-
ставляет собой ключ для понимания взаимосвязей между питанием и защитными си-
лами организма.
Еще один пример сложных связей в организме — это взаимодействие нервной и
иммунной систем. Как мы уже знаем, его истоки также прослеживаются вплоть до
стрекающих, у которых впервые среди многоклеточных организмов появились и
нервная, и иммунная системы. Поскольку психические явления и нервная система
неразрывно связаны друг с другом, то нейробиологам приходится постоянно зани-
маться вопросами взаимосвязей между психикой и иммунной системой.
Питание и
иммунология
Продукты питания представляют собой важный фактор с точки зрения иммуноло-
гии. Это роднит их с экоиммунологией. Защитный барьер слизистых оболочек в
нашем пищеварительном тракте, как и кожный покров, является первым физическим
препятствием для патогенов и вредных веществ. Как уже было сказано, пищевари-
тельные полости желудка и кишечника представляют собой, по сути, внешние по-
верхности тела, которые избирательно усваивают различные вещества из окружаю-
щей среды. Это мы видим уже на примере стрекающих, через пищеварительные по-
лости которых свободно протекала морская вода с содержащимися в ней питатель-
ными веществами. В контексте иммунологии питания важно осознать, что слизи-
стые оболочки пищеварительного тракта представляют собой барьер между телом и
окружающей средой. Если говорить конкретно о человеке, то складчатая слизи-
стая оболочка кишечника представляет собой самую обширную внешнюю границу те-
ла. Ее площадь составляет от 300 до 500 квадратных метров.
Слизистая оболочка кишечника.
Барьер слизистой оболочки кишечника
просвет
кишки
внешний
слой слизи
внутренний
слой слизи
Антимикробные
пептиды
Слизистая оболочка кишечника пронизана лимфатической тканью, которая пред-
ставляет собой важный иммунный орган. Лимфатическая система связывает ее с
лимфатическими тканями всего организма, так что воспалительные процессы в ки-
шечнике всегда затрагивают всю нашу биологическую систему. Кишечные микробы —
это важная функциональная часть внешнего барьера пищеварительного тракта. Они
находятся в равновесии с окружающей средой, как и микропланктон в водоемах. И
точно так же, как экосистема водоема может рухнуть в результате нагрузки на
окружающую среду и утратить свои очистные функции, что выражается в неконтро-
лируемом цветении водорослей, экосистема нашего кишечника может не выдержать,
если пища будет чересчур однообразной или насыщенной вредными веществами. По-
следствиями станут хронические воспаления, что неизбежно скажется на состоя-
нии здоровья.
Каждый вид кишечной микрофлоры выполняет специфические задачи в рамках за-
щитного механизма. Одни поддерживают пищеварительный процесс за счет выраба-
тываемых энзимов. Другие производят витамины и биоактивные вещества, которые
необходимы клеткам для здорового функционирования, но не вырабатываются орга-
низмом самостоятельно. В их число входят, например, витамины В2, В12 и К, а
также фолиевая кислота и биотин. Микробы в нашем кишечнике нейтрализуют ядо-
витые вещества, поступающие с пищей или вырабатываемые в процессе пищеваре-
ния. Таким образом, наши симбионты берут на себя функции иммунной системы,
потому что токсины — это тоже возбудители болезней, с которыми необходимо бо-
роться. К ним относятся, в частности, канцерогенные нитрозамины, которые мо-
гут образовываться в желудке в ходе переваривания пищи.
Для нашей иммунной системы микробном кишечника жизненно важен. Полезные ки-
шечные бактерии защищают нас от болезнетворных возбудителей, убивая их. Тем
самым они очищают и защищают свою среду обитания — экосистему кишечника — и
попутно оказывают нам услугу. Кроме того, кишечные бактерии тренируют всю на-
шу иммунную систему. На примере многообразной экосистемы кишечника она учится
эффективно различать «свое» и «чужое», полезное и вредное. Помимо всего про-
чего, микробы с помощью сигнальных веществ влияют на сложную сеть обмена ин-
формацией во врожденной иммунной системе и в иммунных клетках, основанную на
цитокинах. Микроорганизмы стимулируют выработку антимикробных пептидов (АМП)
и белков острой фазы (БОФ), которые особенно важны для эффективной иммунной
реакции на ранних стадиях развития инфекции. Кишечные микробы принимают также
участие в сигнальной цепи между кишечником и мозгом. За счет стимуляции ней-
ротрансмиттеров типа серотонина или дофамина они могут влиять как на наше
психическое состояние, так и на регулирование иммунных функций. Нарушения в
микрофлоре кишечника оказывают негативное воздействие на сложную сеть сиг-
нальных веществ в иммунной системе.
Питательная среда кишечных микробов — слизь, покрывающая внутренние стенки
кишечника, — является основой жизни симбионтов. Все, что мы потребляем с пи-
щей, влияет как на качество слизи, так и на обитающие там микроорганизмы. Се-
годня нам известно, что состав микрофлоры закладывается уже при рождении, ко-
гда плод проходит через родовые пути и вступает в контакт с вагинальной мик-
рофлорой матери. На протяжении жизни этот состав дополняется и адаптируется к
окружающей среде. Поэтому люди, появившиеся на свет с помощью кесарева сече-
ния, тоже способны со временем сформировать экосистему кишечника.
Микроорганизмы из кишечника на протяжении всей жизни взаимодействуют с им-
мунной системой. На их деятельность влияет наша пища. Так называемые пребио-
тики служат полезным бактериям источником энергии и способствуют их росту.
Речь идет о балластных веществах, которые нашим организмом не усваиваются, но
снабжают кишечную микрофлору углеводами. Пребиотические балластные вещества —
это питание для наших симбионтов, а не для нас. Самые известные пребиотики —
это фруктан, галактан и глюкан. Они содержатся преимущественно в продуктах
питания растительного происхождения, таких как цикорий, чеснок, спаржа, зла-
ки, козелец, топинамбур и другие корнеплоды. В отличие от пребиотиков, про-
биотики содержат бактерии, которые способны жить в нашем организме. Их можно
встретить, например, в йогурте, простокваше, квашеной капусте и других про-
дуктах, подвергшихся ферментации. Кроме того, хорошо известно и подробно за-
документировано иммунобиологическое значение витаминов, минеральных веществ и
вторичных веществ растительного происхождения. Но главную роль в рамках эко-
иммунологии играют описанные выше экосистемные и адпатированные к условиям
окружающей среды свойства нашего кишечника.
Связь
кишечника
и легких
Тот факт, что характер питания может влиять на течение инфекционных заболе-
ваний, известен уже давно и хорошо задокументирован. Между тем в ходе экспе-
риментов на животных было доказано, что кишечные бактерии способны даже помо-
гать в защите от легочных инфекций. Когда наша иммунная система через свою
сигнальную сеть призывает кишечные бактерии помочь в борьбе с респираторными
заболеваниями, они мигрируют через кровоток в дыхательные пути и оказывают
поддержку иммунным клеткам в борьбе с вирусами и болезнетворными бактериями.
Для этого они используют свое проверенное в ходе эволюции оружие — например,
вырабатывают собственные иммунные белки, антибиотики и противовирусные препа-
раты , которые создавались для защиты от бактериофагов. Они также предотвраща-
ют проникновение патогенов в клетки наших дыхательных путей, блокируя клеточ-
ные мембраны. По результатам исследования, опубликованного в журнале Nature,
эксперты в области иммунологии слизистой оболочки кишечника пришли к выводу,
что сбалансированная диета с высоким содержанием клетчатки и достаточным
обеспечением кишечного микробиома пре- и пробиотиками благоприятно влияет на
течение легочных инфекций. Авторы называют эту взаимосвязь кишечно-легочной
осью.
В 2021 году British Medical Journal опубликовал материалы иммунологического
исследования продуктов питания. В нем приняли участие почти 3 тысячи пациен-
тов, 568 из которых были больны COVID-19. Выяснилось, что сбалансированная
пища, состоящая преимущественно из продуктов растительного происхождения, су-
щественно снижает риск тяжелого течения коронавируснои инфекции. Пониженный
риск наблюдается и у тех, кто дополняет растительную пищу рыбой. В то же вре-
мя бедный углеводами рацион с высоким содержанием мяса отягощает протекание
инфекционных болезней. Был обследован также больничный персонал, работавший в
условиях повышенного риска заражения. Результаты подтвердили сделанные ранее
выводы: сбалансированное питание с высоким содержанием витаминов, минеральных
веществ и вторичных веществ растительного происхождения благотворно влияет на
иммунную систему, в том числе и при инфекциях дыхательных путей.
Иммунные
бустеры
из почвы
Кишечник выступает в роли посредника между окружающей средой и иммунной
системой. Живя в природных условиях, мы постоянно контактируем с микроорга-
низмами из почвы. Они попадают в наш желудочно-кишечный тракт. Это может про-
изойти , когда мы прикасаемся руками к земле, а потом трогаем ими рот. Но чаще
микробы попадают в наш организм с воздухом. В естественных экосистемах средой
обитания микробов являются как почва, так и воздух. С поверхности земли они
сдуваются ветром и смываются водой, а затем в виде аэрозолей парят в воздухе,
нередко вместе с мельчайшими частицами минеральной или органической пыли. Ко-
гда мы вдыхаем их, они задерживаются нашим мерцательным эпителием, который
транспортирует их в направлении глотки, где они проглатываются. Так бактерии
из природной среды попадают к нам в кишечник, где частично становятся частью
нашей внутренней экосистемы. Иммунитет умеет отличать друзей от врагов. По-
лезные микробы остаются жить, а вредные уничтожаются.
На Земле повсеместно встречается микроб под названием Mycobacterium vaccae.
Он обитает в перегное лесных, луговых почв и особенно на берегах водоемов.
Эта бактерия впервые была обнаружена в коровьем навозе и считается одним из
самых исследованных микроорганизмов. Являясь близким родственником возбудите-
ля туберкулеза, она совершенно безвредна, хотя и важна с экологической точки
зрения.
Иммунологи Джон Стэнфорд и Грэм Рук уже в 1970-е годы установили, что люди,
жившие по берегам озера Кьога в Уганде, реже умирали от туберкулеза, чем оби-
татели других регионов этой страны. Их иммунные системы были лучше знакомы с
бактериальным возбудителем этой страшной болезни. Впоследствии Стэнфорд и Рук
вместе с коллегами выяснили, что в почвах вокруг озера была очень распростра-
нена Mycobacterium vaccae. Иммунобиологические исследования показали связь
между частыми контактами с этим почвенным микроорганизмом и улучшенной иммун-
ной защитой. Этот феномен известен как «фермерский эффект». Живущая в земле
бактерия чрезвычайно эффективно поддерживает нашу иммунную систему. В случае
контакта с опасными возбудителями наши защитные механизмы срабатывают более
интенсивно, повышая шансы на успешную защиту от болезней.
В этой связи представляет интерес тот факт, что совершенно безобидная
Mycobacterium vaccae состоит в родстве с возбудителем туберкулеза. Вероятно,
этим и объясняется то, что люди, находящиеся в постоянном контакте с этой
бактерией, реже болеют туберкулезом. В 2010-2011 годах иммунолог Сяоянь Ян из
клиники Сычуаньского университета в Чэнду проанализировала вместе с другими
китайскими учеными 13 международных клинических исследований, посвященных
действию Mycobacterium vaccae. Метаанализ показал, что эта бактерия не просто
способна защитить от возбудителя туберкулеза. Исследователи высказали предпо-
ложение, что созданные на ее основе вакцины могут предотвращать в будущем
эпидемии туберкулеза в зонах риска. В соответствии с их гипотезой
Mycobacterium vaccae стимулирует образование антител, которые в связи с био-
логической схожестью обоих видов бактерий могут быть эффективны и против
опасного возбудителя или, по крайней мере, смогут сдерживать его распростра-
нение, пока организм не выработает достаточного количества антител конкретно
против туберкулеза.
Даже если отвлечься от туберкулеза и всевозможных вакцин, можно утверждать,
что регулярный контакт с живущими в земле бактериями тренирует нашу иммунную
систему. Мы ведь уже знаем, что иммунитет — это не борьба добра и зла, а по-
стоянный процесс балансирования между различными влияниями. Мы состоим в не-
прерывном контакте с вирусами и бактериями, и наша иммунная система старается
реагировать на различные ситуации. Если она хорошо натренирована и находится
в состоянии равновесия, то опасность заболеть уменьшается. Болезнь возникает
тогда, когда ответных мер оказывается недостаточно. Тренировка с помощью поч-
венных микробов, которые добираются до нашего кишечника, увеличивает шансы,
что удастся сохранить баланс и что ни один возбудитель не выйдет из-под кон-
троля. Поэтому иммунологи сегодня говорят не об усилении иммунитета, а о его
балансировке. Это особенно важно понимать, потому что контакт с природой воз-
вращает наше тело и его органы в здоровое и естественное состояние равнове-
сия . И путь к этой цели ведет через кишечник.
Все эти знания об экологических процессах в нашем микробиоме приводят к
важному выводу: почвенные микробы, с которыми мы контактируем в нетронутой,
естественной среде обитания, являются своего рода пробиотиками, но мы получа-
ем их не с пищей, а непосредственно из окружающей среды.
Психика, кишечник,
иммунная система
Как уже было сказано, микробы, обитающие в кишечнике, влияют на сеть пере-
дачи информации в рамках иммунной системы с помощью сигнальных веществ. Их
биологические сигналы способны в числе прочего запускать выработку серотонина
и дофамина. Оба эти гормона улучшают настроение и способствуют усилению кон-
центрации. Поэтому их называют гормонами счастья. Через кишечно-легочную ось
симбионты из пищеварительного тракта способны изменять наше психическое со-
стояние . Поэтому некоторые ученые склонны продлевать эту ось вплоть до мозга.
Особенно впечатляет связь между почвенными бактериями и состоянием психиче-
ского здоровья. Размышляя на эту тему, нельзя не поражаться, насколько сложен
человеческий организм и насколько интенсивно он взаимодействует с окружающей
средой. Эксперименты доказывают, что бактерия Mycobacterium vaccae, с которой
мы уже познакомились в предыдущем разделе, попадая в организм, способна из-
бавлять от стресса и страха и приводить психику в уравновешенное состояние.
Иммунолог Грэм Рук, о котором уже говорилось ранее, продемонстрировал в
2016 году, что бактерии могут оказывать мощное воздействие на психическое
здоровье. Так, например, было доказано, что контакт с почвенными бактериями и
их регулирующее воздействие на иммунную систему уменьшают воспалительные ре-
акции, причем не только в кишечнике, но и во всем организме людей и животных.
Хронические воспаления повышают риск возникновения психических заболеваний. В
психонейроиммунологии это считается непреложной истиной. Так, например, мле-
копитающие, в организме которых обнаружены воспалительные процессы, чаще де-
монстрируют реакции на неприятные события в виде посттравматического стрессо-
вого расстройства или страха. Экспериментальным путем доказано, что эти нега-
тивные психические реакции удается сгладить за счет контактов с почвенными
микробами, выполняющими защитные функции.
И наоборот, психические проблемы, носящие продолжительный характер, способ-
ны вызывать воспалительные реакции в теле. Стресс становится причиной воспа-
ления даже при отсутствии каких бы то ни было возбудителей болезни.
Евросоюз выделил 9 миллионов евро на разработку проекта «Мой новый кишеч-
ник», в ходе которого будет исследовано влияние желудочно-кишечного тракта на
психику. Микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности должны в будущем за-
менить лекарства, став таким образом новым поколением психофармацевтических
средств. Они уже получили название психобиотиков. Природа готова предостав-
лять нам это лечение без всяких рецептов, если мы сохраним как можно больше
здоровых экосистем.
В разделе, посвященном приматам, мы видели, что социальный стресс и отсут-
ствие социальных контактов вредно сказываются на психике и нервной системе и
тем самым затрагивают также иммунную систему, делая обезьян и людей более
уязвимыми перед болезнями. Метаанализ более чем 300 научных работ, проведен-
ный в университете Кентукки, позволил прийти к выводу, что острый стресс,
продолжающийся в течение нескольких минут или часов, может кратковременно ук-
репить иммунную систему. В то же время длительный стресс (например, в предэк-
заменационный период) ослабляет активность иммунных клеток. Если же говорить
о хроническом стрессе (например, после утраты социальных контактов или в ре-
зультате других психотравмирующих событий), то от него страдает вся иммуноло-
гическая сигнальная сеть и выработка цитокинов. Это означает, что в долго-
срочной перспективе ослабевают все защитные механизмы и усиливаются воспали-
тельные реакции в организме.
Эпидемиологическое исследование, проведенное в Китае в августе 2021 года,
позволило прийти к выводу, что тревожные расстройства психики повышают риск
заражения вирусом SARS-CoV-2, а депрессия не просто увеличивает вероятность
инфекции, но и приводит к более тяжелому течению болезни или даже смерти от
COVID-19.
По мере развития науки становится все очевиднее, что психика, нервная сис-
тема, окружающая среда и иммунитет неразрывно связаны друг с другом и влияют
друг на друга. Односторонний подход к изучению патогенов, иммунных клеток или
антител не приблизит нас к всеобъемлющему пониманию иммунной системы. Наука
будущего должна рассматривать иммунную систему только в сочетании с другими
органами и системами, а также с учетом влияния экологии, психических и соци-
альных аспектов. Я уверен, что нам удастся эта смена парадигмы, потому что
голос научных свидетельств становится все более убедительным.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Медицина
будущего
В естественной истории иммунной системы мы встречались с бактериями, борю-
щимися с бактериофагами. Познакомились с амебами, которые уже давным-давно
изобрели принцип фагоцитоза. В поисках происхождения иммунных белков просле-
дили эволюцию растений, стрекающих и других многоклеточных организмов. Обна-
ружили прототипы наших иммунных клеток у насекомых. Наконец, поприсутствовали
при «Большом взрыве» иммунологии, когда у палеозойских рыб появились Т-
клетки, В-клетки и антитела.
Иммунные системы высокоразвитых млекопитающих очень похожи на наши. Врож-
денные защитные механизмы развиваются у нас, как и у других млекопитающих,
еще в материнской утробе. Появившись на свет, мы уже обладаем таким иммуноло-
гическим оружием, как макрофаги, фагоциты, клетки «скорой помощи». Кроме то-
го, нам по наследству передается способность создавать в течение жизни анти-
тела против возбудителей. Но мы носим в себе наследство не только наших роди-
телей , но и всего древа жизни, насчитывающего более трех миллиардов лет.
Рассматривая историю эволюции, мы подошли к взаимосвязям между психикой,
социальной жизнью, окружающей средой, питанием и защитными силами организма.
Иммунная система человека представляет собой часть эволюционного биоразнооб-
разия Земли, потому что мы являемся порождением не только культуры, но и при-
роды. Как и у любого другого биологического существа, наше здоровье зависит
от состояния среды обитания. Нам, как и животным и растениям, требуется под-
ходящая окружающая среда, чтобы быть и оставаться здоровыми.
XXI век может ознаменовать собой наступление новой эры научного мышления, в
которой здоровье и иммунная система начнут рассматриваться в неразрывном
единстве с окружающей средой. Медицина нашего времени должна всесторонне учи-
тывать множество факторов, которые влияют на наши защитные механизмы и здоро-
вье . Это ставит перед нами задачу с величайшим усердием заботиться о сохране-
нии и восстановлении нашей среды обитания и экологии Земли. Потому что только
здоровую планету могут населять здоровые люди.
Если мы поймем, что утрата биоразнообразия больно скажется на нас самих и
на будущих поколениях, это приведет нас к необходимости совершить экологиче-
ский переворот во всей нашей политической и экономической деятельности. Эко-
иммунология имеет достаточный потенциал, чтобы убедить людей в такой необхо-
димости, потому что эта наука как никакая другая демонстрирует, насколько
тесно наше здоровье связано с состоянием планеты.
Ликбез
НАЧАЛА ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Реформатский С.Н.
ЭФИРЫ
Эфирами называются производные спиртов, происшедшие через замещение водоро-
да гидроксильной группы на радикал; например из С2Н5'ОН производятся
С2Н5ОС2Н5, C2H5OC2H3O. Их можно рассматривать еще как производные воды, в ко-
торой оба водорода замещены двумя радикалами, так что частица эфира составле-
на из двух радикалов, связанных между собою при посредстве атома кислорода.
Эфиры бывают простые и сложные.
Простые
эфиры
Простые эфиры — такие производные спиртов, в которых водород водного остат-
ка замещен на углеводородный радикал; например через замещение в метиловом
спирте водорода на метил получается метиловый эфир СН3'0'СН3; если же вместо
СНз ввести этил, то получится метил-этиловый эфир СНз'0'С2Н5. Эфиры с разными
радикалами, как последний, носят название смешанных эфиров.
Кроме обычной изомерии, зависящей от строения радикалов, например
СНз'0'СН2'СН2'СНз и СНз'О'СН (СН3) 2л в эфирах встречается новый вид ее, называемый
метамерией; например метамерны С3Н7ОСН3 и С2Н5ОС2Н5. Метамерия возможна
только в тех соединениях, в которых, два или несколько радикалов связаны при
посредстве многовалентного элемента (в эфирах тэковым служит двувалентный ки-
слород) или многовалентной группы.
Эфиры получаются:
1) действием конц. H2S04 (или ароматических сульфокислот) на спирты,
2) действием сухой окиси серебра (а) или алкоголятов (Ь) на одногалогенопро-
изводные углеводородов, например:
a) 2CH3I + Ag20 = СН3ОСН3 + 2AgI
b) CH3'ONa + СН31 = СН3 О'СН3 + Nal
Получение эфиров из алкоголятов (Ь), предложенное Вилльямсоном, доказывает
строение простых эфиров.
Физические
свойства
Эфиры жирного ряда, кроме газообразных (СН3)20 и СНз'0'С2Н5, — легкоподвижные
жидкости, и только лишь очень сложные (например С^НзвО, т. пл. 20 С) тверды.
В воде почти или вовсе нерастворимы, тогда как спирты, им отвечающие, могут
быть, наоборот, легко растворимы в воде. Вообще присутствие в соединении вод-
ного остатка нередко обусловливает способность этого тела растворяться в во-
де; но по замещении водорода в гидроксиле на радикал эта способность или со-
всем уничтожается или сильно ослабляется. В спирте эфиры растворяются. Отно-
сительно температур кипения, кроме обычных правильностей, нужно заметить, что
для низших представителей они значительно ниже, чем температуры кипения соот-
ветствующих спиртов; так:
■ т. кип. СНз'ОН = 64,5 С, а (СН3)20 = -23,6 С;
■ т. кип. С2Н5ОН = 78,4 С, а (С2Н5)20 = 34,9 С;
■ т. кип. С3Н7ОН = 97,4 С, а (С3Н7)20 = 90,7 С.
Удельные веса также ниже спиртовых: уд. в. С2Н5ОН = 0,806, а (С2Н5)20 =
0,731.
Химические
свойства
По химическому характеру эфиры — тела нейтральные. По отношению к реагентам
они довольно устойчивы; так, щелочи, разбавленные кислоты, натрий, пятихлори-
стый фосфор на холоду не действуют на них. При нагревании с очень разбавлен-
ными кислотами эфиры присоединяют частицу воды и дают две частицы спирта. При
насыщении газообразным йодоводородом эфир распадается на спирт и иодюр1:
С2Н5ОС2Н5 + IH = С2Н5ОН + С2Н51
1 Если эфир, с одной стороны, образован радикалом СН3, а с другой — первичным или
вторичным радикалом, то с галогеном соединяется преимущественно СН3; если же второй
радикал третичный, то СН3 дает СН3'ОН. В других случаях из обоих радикалов образуется
и спирт и галогенопроизводное (Михаэль).
При нагревании с крепкой иодистоводородной кислотой происходит распадение
эфира с образованием иодюра и воды:
(С2Н5)20 + 2HI = 2С2Н51 + Н20
При действии хлора образуются продукты замещения водорода на хлор. Азотная
и хромовая кислоты приводят к тем же продуктам окисления, которые получаются
из соответствующих спиртов.
Представители
Из представителей рассмотрим обыкновенный, или этиловый, эфир С2Н5'0'С2Н5.
Раньше думали, что он содержит серу, так как получается при посредстве H2S04,
и потому называли его серным. Открыт он в XVI столетии.
Реакция его образования из спирта при действии серной кислоты разъяснена
лишь в 1851 году англичанином Вилльямсоном. Он показал, что образование сер-
ного эфира происходит в две фазы: сначала за счет спирта и кислоты образуется
серно-винная кислота (1) , а затем она реагирует с новым количеством спирта
образуя опять серную кислоту и эфир (2) ; с выделившейся кислотой спирт вновь
образует серно-винную кислоту, а эта последняя со спиртом опять дает эфир и
серную кислоту, и т. д.
1) С2Н5ОН + S02(OH)2 = C2H5OS02(OH) + Н20
2) C2H5OS02(OH) + С2Н5ОН = С2Н5ОС2Н5 + H2S04.
Прежде думали, что серная кислота действует как водоотнимающее тело; но это
мнение опровергается тем, что вода перегоняется вместе с эфиром, а должна бы
была удерживаться серной кислотой. Затем Либих доказал, что здесь образуется
серно-винная кислота, которая, по его мнению, и распадается при нагревании на
эфир и серный ангидрид; но отдельные опыты с серно-винной кислотой не под-
твердили и этого взгляда.
То, что реакция протекает в две фазы, Вилльямсон доказал получением смешан-
ного эфира: он сначала получил серно-винную кислоту S02 (ОН) (ОС2Н5) , а затем
при нагревании ее с амиловым спиртом получил этил-амиловый эфир:
S02(OH) (ОС2Н5) + С5НцОН = S02(OH)2 + C2H5-0-C5Hii
В истории химии это исследование имело большое значение. Прежде думали, что
эфир образовался из молекулы спирта через потерю воды; выходило, что формула
эфира проще формулы спирта; а по Вилльямсону, наоборот, в образовании эфира
участвуют две молекулы спирта. Отсюда получилась возможность укрепить парал-
лель между водой, спиртом и эфиром. Если в формуле воды один Н заместить на
углеводородный радикал, получится формула спирта, а при замещении обоих водо-
родов на два радикала получится формула эфира; значит, и спирт и эфир по-
строены по типу воды. В органической химии развивалась тогда теория типов, по
которой все соединения старались подвести к немногим типам: воды, аммиака,
водорода и хлористого водорода, а когда Кекуле прибавил еще тип метана, то
тем самым положено было начало современной теории строения.
Это же исследование Вилльямсона заставило принять для воды формулу Н20 вме-
сто принятой тогда НО; по этой формуле атомный вес кислорода был равен 8, а
когда приняли формулу Н20, вместе с этим изменился и атомный вес кислорода
(16) .
По теории одним и тем же количеством серной кислоты можно перевести в эфир
какое угодно количество спирта, но на самом деле вследствие побочных реакций
(часть спирта окисляется серной кислотой, вследствие чего последняя переходит
в сернистую) серная кислота понемногу истрачивается; кроме того образующаяся
в первой фазе реакции вода постепенно разбавляет серную кислоту и потому пре-
пятствует образованию серно-винной кислоты.
Получение этилового эфира
Смесь 90 г конц. H2S04 и 50 г 86%-ного спирта нагревают до 140 С в колбе
емкостью 1/2 л закрытой пробкой с тремя отверстиями: через одно отверстие
входит трубка от холодильника, через другое вставлен термометр, шарик которо-
го опущен в жидкость, через третье отверстие вставлена трубка, опущенная тоже
в жидкость, соединенная с резервуаром, содержащим спирт. Когда смесь нагреет-
ся до 140 С, пускают из особого резервуара слабую струю спирта. Температуру
смеси все время держат в пределах 130—140 С, регулируя ее ускорением или за-
медлением притока спирта.
Дестиллат, содержащий, кроме эфира, воду, спирт и сернистую кислоту, в де-
лительной воронке взбалтывают с равным объемом воды (для извлечения спирта),
к которой прибавлено немного NaOH (для нейтрализации H2S04) ; верхний слой от-
деляют, сушат на СаС12 и перегоняют на водяной бане. Обычные примеси к про-
дажному эфиру — спирт и вода.
Очищение эфира
Полученный в предыдущем опыте эфир содержит небольшое количество воды и
спирта; для удаления их эфир 4—5 раз взбалтывают с небольшими количествами
воды, сушат часов пять хлористым кальцием и над СаС12 перегоняют.
Если желают удалить следы влажности, то к полученному таким образом эфиру
прибавляют свеженарезанных стружек натрия (лучше в виде проволоки) и, прикрыв
сосуд часовым стеклом, оставляют стоять, по временам взбалтывая. По окончании
выделения пузырьков водорода, над натрием же перегоняют.
Продажный эфир, в особенности давно приготовленный, кроме спирта и воды,
содержит еще другие различные примеси; так, постоянным его спутником является
виниловый спирт и перекись водорода, образующиеся при действии кислорода воз-
духа на эфир:
(СН3СН2)20 + 02 = 2СН2:СНОН + Н202.
Содержатся, по-видимому, н другие перекиси, обусловливающие окислительные
свойства эфира и взрывы, происходящие иногда под конец перегонки эфира. Уда-
ление перекисных соединений достигается промывкой эфира водной сернистой ки-
слотой, а от винилового спирта освобождают эфир взбалтыванием его с едкой ще-
лочью .
В последнее время предложен новый способ технического получения обыкновен-
ного эфира, а именно, пропускание паров спирта через нагретый до 240—260 С
глинозем; при этом две молекулы спирта теряют молекулу воды на счет своих
гидроксилов.
Этиловый эфир — поднижная, легколетучая жидкость приятного запаха, ст.
кип. 34,9 С и уд. в. 0,736 при 0 С. Закристаллизовывается при —129 С и пла-
вится при —117,6 С. В воде нерастворим, хотя вода и эфир в небольшом количе-
стве взаимно растворяют друг друга. Продажный эфир как примесь содержит спирт
и воду. При испарении эфир вызывает сильное охлаждение; в смеси с твердым
угольным ангидридом понижает температуру до —79,5 С. Крайне легко воспламеня-
2 Прибавление к H2S04 сернокислого алюминия благоприятствует течению реакции.
ется и с воздухом образует гремучую смесь. При действии хлора получается ряд
хлоро-замещенных продуктов, включительно до вполне охлоренного эфира C2CI5—О—
C2CI5 (твердое тело камфорного запаха с т. пл. 69 С).
При низких температурах дает продукты присоединения, например (С2Н5) 20:Вг2,
(С2Н5)2ОН1 и др.
Уже давно были констатированы факты прямого присоединения к простым эфирам
галогенов, галогеноводородных кислот и галогенных металлов; но, ввиду отсут-
ствия в эфирах кратной связи, такие соединения считались молекулярными: на-
пример (СН3)20'НС1. В настоящее время принято, что образование продуктов при-
соединения к эфирам есть результат переменной валентности кислорода: в то
время как в большинстве соединений кислород — элемент двувалентный, здесь он
выступает как четырехвалентный
СН3 > U < С1
Такие соединения названы оксониевыми, по аналогии с аммониевыми; в них про-
является также основной характер. Соединение метилового эфира с хлороводоро-
дом настолько прочно, что существует даже в парах.
Свойства этилового эфира
К чашечке с небольшим количеством эфира приближают пламя горелки: эфир вос-
пламеняется .
В небольшом стакане прибавляют к эфиру немного воды и при помощи меха вду-
вают в жидкость сильную струю воздуха: вода замерзает.
В пробирке к продажному эфиру прибавляют CS2; получается муть — признак со-
держания в эфире воды. В другую пробу эфира бросают кусочек Na: выделяется
водород — признак присутствия спирта или воды, или того и другой вместе. В
пробирке к РС15 приливают продажный эфир — выделяется НС1. Те же опыты произ-
водят с очищенным эфиром: ни мути с CS2, ни пузырьков с Na, ни белого дыма с
РС15 не должно быть.
Присутствие в эфире перекисей доказывается взбалтыванием эфира с раствором
йодистого калия; выделяющийся при этом из KI йод растворяется в эфире с жел-
тым окрашиванием. Для доказательства присутствия уксусного алдегида взбалты-
вают эфир с фуксиносернистой кислотой; появление фиолетового окрашивания до-
казывает его присутствие.
В эфире, применяемом для наркоза, эти примеси должны отсутствовать.
Обыкновенный эфир имеет применение как растворитель многих органических
тел; кроме того, употребляется в медицине в виде гофманских капель (в смеси с
1—3 объемами спирта) и как анестезирующее средство, вместо хлороформа; приме-
няется также для приготовления коллодия, для извлечения дубильных веществ и
др.
При действии щелочного раствора перекиси водорода (при избытке последней)
на двуэтиловыи эфир серной кислоты получается неполный этиловый эфир перекиси
водорода С2Н5—О—ОН: если же перекись водорода взята не в избытке, то образу-
ется ее полный эфир, который можно назвать иначе перекисью этила:
S02(OC2H5)2 + Н202 = С2Н5ООС2Н5 + S02(OH)2.
Это — жидкость с т. кип. 56 С. Растворима легко в спирте и эфире, в воде же
трудно. По индиферентности в химическом отношении напоминает обыкновенный
эфир. При восстановлении дает С2Н5'ОН, что и доказывает ее (а вместе и переки-
си водорода) строение. При ударе не взрывает; при приближении же палочки, на-
гретой до 250 С, быстро сгорает.
Простые эфиры известны и для фенолов; например анизол C6H5'0'CH3, фенетол
СбН5'0'С2Н5. Получаются они при нагревании смеси фенола, йодюра и щелочи:
СбН5ОН + КОН + СН31 = СбН5ОСН3 + KI + Н20
по свойствам они напоминают только что изученные эфиры.
Простые эфиры двухатомных спиртов могут быть простыми или смешанными, пол-
ными или неполными. К полным простым эфирам относятся те, которые образова-
лись из одной частицы двухатомного спирта отпадением воды на счет его гидро-
ксилов, например
сн2.оц сн2ч
сн2.он сн/
Они называются окисями. Строение их доказывается реакцией с РС15; например
окись этилена, формула которой только что приведена, дает при этом хлористый
этилен СН2С1'СН2С1; образование двухлористого соединения доказывает, что ки-
слород обеими единицами сродства связан с углеродом (ср. спирты + РС15) , по-
лучение же хлористого этилена, а не хлористого этилидена СН3'СНС12, говорит о
распределении кислородного сродства между двумя углеродами.
Непосредственным отнятием Н20 можно получить окиси только из y~ и 5-
гликолей и именно при действии на них слабых кислот; во всех же других случа-
ях окиси получаются при действии сухого КОН на хлоргидрин гликоля, например
CHSC1 /^^a
| +КОН = 0<Ч +КС1 + НаО.
сн3он хсн3
По физическим свойствам окиси значительно отличаются от гликолей: это —
легкоподвижные жидкости эфирного запаха, с удельным весом меньше единицы и с
низкой температурой кипения; например окись этилена кипит при 13,5 С, а эти-
лен-гликоль — при 197,5 С.
Химические свойства окисей также особенные. Окиси способны к реакциям пря-
мого присоединения; при этом окисный атом кислорода отщепляется одной из сво-
их единиц сродства от углерода, благодаря чему освобождаются две единицы
сродства: одна у кислорода, а другая у углерода; на счет этих освободившихся
единиц сродства и присоединяются молекулы различных соединений; так, окиси
присоединяют молекулу воды, переходя в гликоли:
СНЗЧ
|>
сн/
+
н3о
сн2
= 1
снг
он
-он
Присоединяют два атома водорода, превращаясь в одноатомные спирты:
С2Н40 + Н2 = С2Н5ОН.
Присоединяя молекулу аммиака, образуют аминоспирты (оксиамины):
С2Н40 + NH3 = CH2NH2-CH2OH
Соединяясь с НС1, дают хлоргидрины:
С2Н40 + HC1 = СН2С1-СН2 (ОН) .
С уксусной кислотой превращаются в неполный уксусный эфир:
С2Н40 + СНзСООН = СН2(ОН) СН2(ОСН3СО) .
Относительно способности окисей к присоединению воды замечено, что присое-
динение идет тем труднее, чем более удалены друг от друга связанные кислоро-
дом углеродные атомы: например окись из б-гликоля
СНэ * СН5 * CrL - CrL * CFL
I ' 'о I
не соединяется с водой даже при 200 С. Окись этилена, хотя и смешивается с
водой во всех отношениях, но присоединяет ее только при нагревании в запаян-
ной трубке; то же самое доказано и для чистой окиси
CHft4 ,СН.
С —С
О
полученной из тетраметил-этилен-гликоля (пинакона).
При присоединении аммиака водород соединяется с кислородом, образуя гидро-
ксил, а группа NH2 становится при углероде; при этом гидроксил стремится за-
нять место при наименее гидрогенизованном углеродном атоме (К. Красуский).
К простым эфирам двуатомных фенолов относятся два представителя, имеющие
практическое применение: эвгенол (1) и сафрол (2).
х ^^ (3) 2) CeH3fO сн (Л).
(4) \о>ьпа (4)
1) QjHa (- ОСНа * (3) 2) С*Нз f О сн (3)
\ОН (4) \о>ьп
Первый находится в гвоздичном масле. Жидкость ароматического запаха, т.
кип. 247 С; при окислении дает ванилин. Второй содержится в Sassafras
officinalis, кипит при 232 С, при окислении дает пиперонал. Тот и другой при
действии КОН или C2H5'ONa переходит в изо-соединения, причем изомеризация со-
стоит в перемещении двойной связи в радикале аллиле: вместо СН2'СН:СН2 получа-
ется СН:СН'СН3. Полное превращение эвгенола в изоэвгенол происходит при пяти-
минутном сплавлении его с 11 эквивалентами КОН при 220 С.
Сложные
эфиры
Сложные эфиры суть такие производные спиртов, в которых водород гидроксиль-
ной группы замещен на кислотный радикал; например C2H5-0(N02), C2H5O (СН3СО) ;
их можно рассматривать еще как производные кислот, происшедшие через замеще-
ние водорода на углеводородный радикал; например NO2OC2H5, CH3COOC2H5.
Можно производить их и из воды замещением одного Н на углеводородный ради-
кал, а другого на кислотный.
Способы
получения
1) Действием кислот на спирты; например
N02OH + С2Н5ОН = NO2OC2H5 + Н20
В технике сложные эфиры получают при пропускании смеси паров спирта и ки-
слоты через нагретый активированный уголь. При этом можно применять и водные
кислоты.
2) Действием хлорангидридов и ангидридов3 кислот на спирты; например
S02C12 + 2С2Н5ОН = S02(OC2H5)2 + 2HC1
(СН3СО)20 + С2Н5ОН = СН3СООС2Н5 + СНзСООН.
Приготовление бензойного эфира фенола С6Н5 СООС6Н5 по Шоттен-Бауману
В колбе емкостью 200 см к раствору 10 г крист. карболовой кислоты в 100
см3 Н20 приливают 10 см3 хлористого бензоила СбН5'СОС1 и затем столько конц.
NaOH, чтобы смесь имела ясно щелочную реакцию. Смесь короткое время слабо на-
гревают, при взбалтывании, на пламени горелки. Потом, не прекращая взбалтыва-
ния, охлаждают под краном, причем (или при стоянии) выделяющееся масло засты-
вает в бесцветные кристаллы. Их (около 15 г) отфильтровывают с сосалкой, на
фильтре же промывают водой и перекристаллизовывают из малого количества спир-
та. Т. пл. 63—69 С. Выход 85%.
3) Действием серебряных солей кислот на галогенопроизводные углеводородов;
например
Ag2S04 + 2C2H5I = S04(C2H5)2 + 2AgI
Вместо серебряных солей можно применить соли калия; реакцию ведут в этом
случае в присутствии пиридина или хинолина, играющих роль катализатора.
Реакция образования сложных эфиров действием кислоты на спирт, называемая
зтерификацией, представляет классический и наиболее полно исследованный при-
мер так называемых обратимых реакцией — реакций, очень распространенных в ор-
ганической химии.
Обратимыми называют те реакции, которые одновременно протекают в двух про-
тивоположных направлениях; они обозначаются так:
3 Образование сложных эфиров при действии ангидридов кислот на спирты особенно легко
(даже на холоду) происходит в присутствии сухого пиридина; значительно облегчает ре-
акцию также прибавление сплавленного уксуснокислого натрия, который берется прибли-
зительно в таком же количестве, как и спирт. При малых количествах действующих ве-
ществ, благодаря СН3 COONa, реакция заканчивается обыкновенно через 2—3 минуты кипя-
чения смеси с вертикальным холодильником. Уксусного ангидрида берется обыкновенно в
3—4 раза больше вычисленного. Иногда, чтобы вызвать образование уксусного эфира,
достаточно прибавить к смеси спирта и уксусного ангидрида каплю конц. H2S04.
СНзСООН + С2Н5ОН О СН3СООС2Н5 + Н20
т.е. одновременно из кислоты и спирта образуются эфир и вода, и обратно, из
эфира и воды образуются первоначальные спирт и кислота.
Скорость, с которой протекает та и другая реакция, прямо пропорциональна
действующим массам реагирующих тел, т. е. пропорциональна числу молекул спир-
та и кислоты, эфира и воды, содержащихся в данной смеси.
Когда скорости обеих противоположных реакций будут равны, наступает так на-
зываемое подвижное равновесие, которое состоит в том, что в единицу времени
столько же эфира образуется из спирта и кислоты, сколько эфира разлагается на
спирт и кислоту.
Количество молекул образовавшегося эфира для данного случая равновесия на-
зывают пределом этерификации.
В случае реакции этилового спирта с уксусной кислотой предел этерификации =
2/3, т.е. если смешать грамм-молекулу спирта (46 г) и грамм-молекулу уксусной
кислоты (60 г) , то, по наступлении равновесия, получается следующая система:
1/3 молекул (15,3 г) спирта + 1/3 молекул (20 г) кислоты + 2/3 молекул (58,7
г) эфира + 2/3 молекул (12 г) воды.
Предел этерификации зависит от относительного количества взятых в реакцию
спирта и кислоты, например:
Число молекул
спирта на одну
мол. кислоты
1
2
5
Предел
66,6%
82,8%
91,5%
Число молекул
кислоты на одну
мол. спирта
1
2
5
Предел
65,6%
85,8%
96,6%
Отсюда вытекает практическое правило: если желают возможно большее количе-
ство кислоты превратить в эфир, — берут большой избыток спирта, и обратно.
Температура слабо влияет на предел этерификации, но сильно — на скорость
ее; например эквивалентные количества уксусной кислоты и этилового спирта при
20 С в течение дня дают лишь 0,9% эфира; при 100 С в течение 4 часов получа-
ется 25,8% эфира, а при 155 С уже в течение одного часа образуется 46,95%
эфира. В зависимости от температуры предел этерификации достигается или скоро
(в 36 часов при 150 С), или медленно (в 16 лет при 20 С).
Скорость и предел этерификации в значительной степени зависят от строения
спирта и кислоты (см. общие свойства кислот).
Сложные эфиры — нейтральные соединения, способные легко разлагаться (обмы-
ливаться4) на спирт и кислоту действием или щелочей (отличие от простых эфи-
ров), или кислот, или просто водой:
N02OC2H5 + Н20 = N02OH + С2Н5ОН,
а также и действием ферментов.
Если смешать эквивалентные количества эфира и воды, то обмыливание (как и
образование эфира) ограничено пределом: только часть эфира разлагается на
спирт и кислоту, а часть остается не разложенною; обмыливание же основаниями
и кислотами полное. Независимо от того, чем обмыливают, реакцию эту понимают
как гидратацию, т. е. как присоединение воды, причем эфир распадается на ки-
слоту и спирт:
4 Разложение эфира на спирт и кислоту названо обмыливанием потому, что действием ще-
лочей на жиры получают мыло; а жиры суть сложные эфиры.
СН3СООС2Н5 + Н20 = СНзСООН + С2Н5ОН.
Различные основания и кислоты неодинаково быстро производят обмыливание
эфира, что зависит от различной степени основности и кислотности их; поэтому,
определяя скорость обмыливания, например СН3СООСН3, различными основаниями,
узнают, у какого основания основные свойства выражены сильнее, у какого сла-
бее; так же и при кислотах. Скорость разложения сложных эфиров при действии
кислот значительно меньше, чем при действии оснований.
Если обмыливание ведется в присутствие основания, то образовавшаяся при
гидратации кислота с основанием дает соль:
СН3СООС2Н5 + КОН = СНз'СООК + С2Н5ОН
При действии аммиака эфиры дают амиды кислот:
СН3СООС2Н5 + NH3 = CH3CONH2 + C2H5OH
Сложные эфиры образуются как органическими, так и неорганическими кислота-
ми.
Эфиры
органических
кислот
Кроме обычной изомерии, зависящей от изомерии радикалов, — например пропи-
ловый и изопропиловый эфиры уксусной кислоты: СН3'СО'0'СН2'СН2'СН3 и
СН3'СО'0'СН (СН3) 2, — в сложных эфирах, как и в простых, наблюдается еще метаме-
рия (здесь многовалентной группой, соединяющей радикалы, является двувалент-
ная группа —С00—) ; например метамерны эфиры с эмпирической формулой С4Н802:
Н-СОО-С3Н7 СН3-СОО-С2Н5 С2Н5-СОО-СН3
пропиловый эфир этиловый эфир метиловый эфир
муравьиной кислоты уксусной кислоты пропионовой кислоты
Сложные эфиры органических кислот очень распространены в природе; они обра-
зуют жиры и жирные масла, встречаются часто и в эфирных маслах.
Способы получения рассмотрены в общей характеристике сложных эфиров. Наибо-
лее часто пользуются первым способом, т. е. действием кислоты на спирт:
СН3СООН + С2Н5ОН = СН3СООС2Н5 + Н20
но для удаления из круга действия воды, образующейся во время реакции и
тормозящей дальнейшее течение реакции, прибавляют конц. серной кислоты или
безводного CuS04. Чаще же в смесь кислоты и спирта пропускают хлороводород до
насыщения. Сущность этой реакции состоит, повидимому, в том, что в первый мо-
мент, вследствие действия НС1 на кислоту, образуется хлорангидрид (1) ее, ко-
торый тотчас же вступает во взаимодействие со спиртом (2):
1) СНзСООН + НС1 = СН3С0С1 + Н20
2) СН3С0С1 + С2Н5ОН = СН3СООС2Н5 + НС1
Получение уксусно-этиловый эфира
В смеси 10 см ледяной уксусной кислоты с 15 см3 абсолютного спирта, при
охлаждении, пропускают сухой НС1 до тех пор, пока смесь начнет дымить. После
этого в течение часа кипятят с вертикальным холодильником и по охлаждении вы-
ливают в воду. Образовавшийся уксусно-этиловый эфир всплывает на поверхность
водной жидкости.
Для более полного выделения эфира к водной жидкости приливают насыщенный
раствор NaCl. Эфир имеет приятный освежающий запах.
Получение СН3СООС2Н5
В пробирке смешивают 2 см3 обыкновенного спирта, 3 см3 уксусной кислоты
(80%) и 0,5 см3 концентрованной H2S04; смесь кипятят несколько минут. По охла-
ждении приливают 3 см3 насыщенного раствора NaCl. Эфир всплывает в виде слоя.
Приятный освежающий запах.
Получение уксусно-амилового эфира (грушевой эссенции)
Смесь равных объемов амилового спирта и уксусной кислоты и 1/2 объема кон-
центрированной H2S04 нагревают до помутнения жидкости. Эфир всплывает наверх.
При помощи делительной воронки слой эфира отделяют, промывают водой, опять
отделяют, промывают раствором соды, отделяют сушат на СаС12 и перегоняют с
термометром. Температура кипения 148 С, пахнет грушами.
Получение метилового эфира бензойной кислоты С6Н5 СООСН3
В колбе с вертикальным холодильником в течение часа кипятят смесь 25 г бен-
зойной кислоты, 60 см3 СНз'ОН и 5 г конц. H2S04. По охлаждении в делительной
воронке взбалтывают с раствором соды (последняя приливается до щелочной реак-
ции) и извлекают эфиром. Эфирный раствор сушат безводным MgS04 (минут 10—15),
отфильтровывают и эфир отгоняют. Полученный в остатке бензойный эфир перего-
няют на сетке с термометром, собирая при 197—204 С. Выход = 19 г.
Обмыливание метилового эфира бензойной кислоты
Несколько капель полученного эфира кипятят 2—3 минуты в пробирке с 3 см3
10%-ного спиртового раствора КОН. Происходит обмыливание, что видно по обра-
зованию кристаллической соли СбН5'СООК. Затем разбавляют водой (10—15 см3) и,
прибавив НС1 до кислой реакции, извлекают бензойную кислоту эфиром; эфирный
слой снимают пипеткой на часовое стекло; вдуванием испаряют эфир; получается
твердый остаток СбН5' СООН.
Свойства
Бесцветные жидкости, трудно растворимые в воде, но легко в спирте и эфире;
по большей части имеют очень приятный запах; так, изоамиловыи эфир уксусной
кислоты пахнет грушами, этиловый эфир масляной кислоты — ананасами, изоамило-
выи эфир валерьяновой кислоты — яблоками, бензиловый эфир уксусной кислоты —
грушами, уксусный эфир борнеола — хвоями и пр. ; поэтому некоторые идут на
приготовление фруктовых эссенций.
Правильности в изменении температур кипения и удельных весов рассмотрим на
эфирах уксусной кислоты. Температура кипения увеличивается с усложнением со-
става и довольно правильно; гомологическая разность = около 22 С. Изомеры
нормальные кипят выше изо-эфиров (пропиловый кипит при 101,8 С, а изопропило-
вый — около 90 С). Удельные веса меньше единицы и (как и у кислот) уменьшают-
ся с усложнением состава.
Химические свойства приведены в общей характеристике сложных эфиров.
Эфиры азотной кислоты образуются при действии конц. HN03 на спирты:
N02OH + С2Н5ОН = NO2OC2H5 + Н20
Кроме этой главной реакции, происходит и побочная; азотная кислота, окисляя
часть спирта, переходит в азотистую, которая также может образовать эфир; по-
этому для разрушения NOOH прибавляют мочевины
CO(NH2)2 + 2N00H = ЗН20 + С02 + 2Na
Азотные эфиры — бесцветные подвижные жидкости, приятного запаха и сладкого
вкуса; в воде почти нерастворимы; горят белым пламенем; нагретые выше темпе-
ратуры кипения разлагаются со взрывом. При восстановлении (Sn + HC1) дают
гидроксил-амин
N02OC2H5 + ЗН2 = С2Н5ОН + NH2OH + Н20
Метиловый эфир кипит при 66 С, этиловый — при 87 С; удельные веса больше
единицы.
Свойства азотно-этилового эфира
В сухую круглодонную колбу емкостью 3 л наливают 2—3 капли азотно-этилового
эфира и дно колбы нагревают на пламени большой горелки. Происходит воспламе-
нение эфира с образованием бурых окислов азота. Пламя белого цвета.
Между азотными эфирами многоатомных спиртов особенное значение имеет трех-
азотный эфир глицерина, называемый нитроглицерином5 С3Н5(ОЫ02)за или
CH2(ON02)-CH(ON02)-CH2(ON02) .
Для получения его к охлажденной смеси конц. азотной кислоты и конц. серной
приливают осторожно чистый глицерин; по разбавлении водой нитроглицерин отде-
ляют от смеси кислот и промывают водой и содой. Это — маслообразная, без за-
паха, бесцветная ядовитая жидкость сладковатого вкуса, при охлаждении кри-
сталлизующаяся. Температура плавления = 12,2 С. Удельный вес = 1,6 при 15 С.
Вдыхание паров его вызывает сильную головную боль, головокружение и, наконец,
потерю сознания. Нитроглицерин нерастворим в воде, легко растворяется в спир-
те, эфире и бензоле. При быстром нагревании до 180 С, а также от удара сильно
взрывает вследствие образования газообразных и парообразных продуктов6:
3 C3H5(ON02)3 = 6С02 + 5Н20 + 3N2 + О.
Если же нагревать его медленно, то сгорает без взрыва. В чистом виде нитро-
глицерин не применяется для взрывов, так как взрывает даже от легких толчков,
и потому перевозка его представляет большую опасность. Применяют же его в
смеси с так называемыми основаниями. Последние бывают деятельными или недея-
тельными. Деятельными называются такие, которые сами принимают участие во
взрыве, например нитроклетчатка, селитра с древесным волокном. Пример недея-
тельного основания — инфузорная земля. Такие смеси, введенные в употребление
Нобелем в 1868 г., называются динамитом. Обыкновенный динамит есть смесь 75%
нитроглицерина с 25% инфузорной земли. Динамит под названием „гремучий сту-
день" состоит из 93% нитроглицерина и 7% нитроклетчатки. Динамит перевозится
безопасно: он не боится толчков, но способен взрывать в присутствии других
взрывчатых веществ, например гремучей ртути. Щелочами (а также сернистым ам-
монием) нитроглицерин легко обмыливается и дает при этом глицерин и соли
5 Название это неправильно, так как в нитросоединениях азот непосредственно соединен
с углеродом, а здесь — при посредстве кислорода.
6 Килограмм нитроглицерина при 0 С и 760 мм давления дает 713 л газообразных и паро-
образных тел.
азотной кислоты.
Получение и свойства нитроглицерина
В широкой пробирке, погруженной в ледяную воду, к смеси 3 г HN03 (уд. в.
1,5) и 5 г конц. H2S04 осторожно понемногу прибавляют 2 г охлажденного глице-
рина. По окончании реакции смесь выливают в воду; на дно выпадает тяжелое
масло нитроглицерина.
Капиллярной пипеткой набирают несколько капель нитроглицерина и смачивают
им волокно асбеста; последнее вносят в пламя горелки: нитроглицерин спокойно
горит белым пламенем.
Несколькими каплями нитроглицерина смачивают кусочек ваты и, положив ее на
наковальню, ударяют: происходит взрыв.
Несколько капель нитроглицерина втягивают в капиллярную трубочку раздутую
посредине в маленький шарик, так, чтобы жидкость оказалась в шарике, и капил-
ляр запаивают. Кладут его на медную сетку и подводят под последнюю горелку с
большим пламенем; происходит взрыв, причем сетка пробивается. Опыт производят
между ширмами из толстых стекол. При этих опытах необходима осторожность:
вдыхание паров нитроглицерина и действие его на кожу вызывают сильную голов-
ную боль.
Эфиры азотистой кислоты получают при действии Ы20з на спирты:
2С2Н5ОН + N203 = 2NOOC2H5 + Н20
иначе, смесь спирта с H2S04 приливают к раствору NaN02, причем выделяющаяся
из соли NOOH реагирует со спиртом. Образуются также при действии AgN02 на га-
логенопроизводные углеводородов вместе с нитросоединениями. Азотистые эфиры —
легколетучие жидкости (метиловый и этиловый эфиры газообразны), приятного за-
паха , нерастворимы в воде. Щелочами легко обмыливаются. Амиловый эфир
С5Нц.ОЖ) (амил-нитрит) — жидкость с т. кип. около 95 С; при действии низших
спиртов дает азотистые эфиры последних и выделяет амиловый спирт; применяется
для получения ди-азосоединений и в медицине (при астме). Ядовит.
Получение эфира азотистой кислоты
В пробирке к смеси NaN02 и С2Н5ОН приливают H2S04, выделяется горючий газ
(C2H5ONO) .
Серная кислота, как двуосновная, образует два ряда эфиров: средние и кис-
лые : С2Н50' S02' ОС2Н5 и C2H50" S02' ОН . Первые образуются при действии хлористого
сульфурила на спирты:
S02C12 + C2H5OH = S02(OC2H5)2 + 2HC1
а также при действии Ag2S04 на галогенопроизводные. Метиловый и этиловый
эфиры — бесцветные, нерастворимые в воде масла, приятного мятного запаха, хо-
лодной водой медленно разлагаются на кислый эфир и спирт. При действии С2Н5'ОН
на S02(OC2H5)2 легко получается обыкновенный эфир. Метиловый эфир применяется
для введения радикала СН3 во многие органические соединения. Общеупотреби-
тельное его название — диметил-сульфат S02(OCH3)2. Получается он при перегонке
кислого метилового эфира в вакууме:
2S02(OH) (OCH3) = S02(OH)2 + S02(OCH3)2
нерастворимая в воде жидкость с т. кип. 187 С; почти без запаха; очень ядо-
вит.
Кислые эфиры называются серноэфирными кислотами и получаются при смешивании
первичного7 спирта с конц. серной кислотой:
HOS02OH + С2Н5ОН = C2H5OSO2OH + Н20.
Реакция не полная (предел — около 66%) , и потому продукт ее содержит сво-
бодную серную кислоту; ее удаляют в виде PbS04, насыщая смесь углекислым
свинцом: свинцовая соль сернозфирной кислоты в воде легко растворима; разла-
гая соль сероводородом, получают свободную эфирную кислоту. Маслообразная
жидкость. При кипячении с водой дает спирт, при нагревании (140 С) со спиртом
образует этиловый эфир (С2Н5>20, а нагретая сама по себе (до 170 С) выделяет
этилен8. Ее соли хорошо кристаллизуются и способны к различным превращениям,
почему и применяются нередко вместо галогенопроизводных; например:
C2H5OS02OK + KCN = C2H5CN + K2SO4.
ТИОСПИРТЫ
Тиоспирты (меркаптаны) суть такие производные спиртов, где вместо кислорода
стоит сера: например CH3SH. Они могут быть рассматриваемы как производные
углеводородов, в которых водород замещен на группу SH, и как производные H2S,
в котором один атом водорода замещен на углеводородный радикал.
Способы
получения
1) Действием сульфигидрата калия на галогенопроизводные углеводородов или
на соли серно-эфирных кислот:
СН31 + KSH = CH3SH + KI
C2H5OSO2OK + KSH = C2H5SH + S02(OK)2
Получение C2H5'SH
Нагревают 2 см насыщенного водного раствора серно-виннокислого калия с 2
см3 33%-ного раствора KSH. Образование C2H5SH скоро обнаруживается по непри-
ятному запаху.
2) Тиофенолы получаются носстановлением хлорангидридов сульфокислот:
C6H5S02C1 + ЗН2 = C6H5SH + 2Н20 + НС1
Физические
свойства
Тиоспирты суть летучие жидкости (только CH3SH — газ) со значительно пони-
женной температурой кипения по сравнению с соответствующими спиртами; напри-
мер т. кип. СН3ОН = 64,5 С; т. кип. CH3SH = 6 С; т. кип. С2Н5'ОН = 78,4 С, а
для C2H5'SH она равна 36 С. В воде едва растворимы, в спирте же и эфире легко.
Высшие представители кристалличны. Легко узнаются (в особенности низшие чле-
ны) по крайне противному запаху.
Сернозфирные кислоты из вторичных и третичных спиртов не образуются.
При высокой температуре образуются, кроме С2Н4, еще: СО, С02 и S02.
Химические
свойства
Химические свойства тиоспиртов обусловливаются присутствием в их составе
серы. Известно, что электроотрицательный характер сильнее выражен у серы, чем
у кислорода, так что ее водородное соединение H2S имеет кислотные свойства,
тогда как Н20 — соединение нейтральное. Вследствие этого тиоспирты обладают
слабо кислыми свойствами9: в них легче, чем в спиртах, происходит замещение
водорода на металл, и получаемые соединения носят название солей, иначе —
меркаптидов. Щелочные соли растворимы в воде и получаются растворением тиос-
пиртов в щелочах; разлагаются лишь при кипячении с водою или же действием ки-
слот. Особенно характерны свинцовые и ртутные меркаптиды: (C2H5'S)2Pb и
(C2H5'S)2Hg. По большой склонности к образованию ртутных соединений тиоспирты
называются еще меркаптанами (от corpus mercurio арturn). Вследствие кислых
свойств меркаптаны не способны образовать сложных эфиров; органические кисло-
ты на них не действуют; конц. серная кислота также не образует с ними анало-
гов серно-эфирных кислот, а окисляет их в дисульфиды:
2C2H5SH + О = C2H5S-SC2H5 + Н20
Окисление меркаптанов азотной кислотой приводит к образованию сульфокислот:
C2H5SH + 03 = C2H5S02(OH) ,
причем сера, присоединяя два атома кислорода, из двувалентной переходит в
шестивалентную, а водород группы SH переходит в гидроксил.
Ближайшие производные меркаптанов — тиоэфиры или сульфиды — аналогичны про-
стым эфирам; например (CH3)2S. Получаются они действием сернистого калия на
галогенопроизводные углеводородов:
2C2H5I + K2S = (C2H5)2S + 2KI
или действием галогенопроизводного на меркаптиды. Тиоэфиры — индиферентные
жидкости с неприятным чесночным запахом; в воде не растворимы. Тогда как низ-
шие простые эфиры кипят ниже отвечающих им спиртов, тиоэфиры, наоборот, обла-
дают высшей температурой кипения, чем соответствующие меркаптаны; например,
т. кип. C2H5'SH = 36 С, а т. кип. (C2H5)2S = 92 С.
Химические свойства тиоэфиров зависят от способности серы из двувалентной
переходить в многовалентную; так, при осторожном окислении тиоэфиры переходят
(А. Зайцев, 1866) в окиси сернистых соединений:
(C2H5)2S + О = (C2H5)2SO;
а при более энергичном — они присоединяют два атома кислорода, образуя
сульфоны10 — (C2H5)2S02. Тиоэфиры способны также присоединять галогены и гало-
генопроизводные углеводородов, образуя соединения: (C2H5)2SBr2, (C2H5) 2SC2H5I
или (С2Н5)з31; последние имеют характер настоящих солей и при действии влажной
окиси серебра испытывают замещение I на ОН, переходя в так называемые суль-
фониевые производные (С2Н5)зЗ'ОН, обладающие сильно выраженными основными
9 И действительно тиоспирты можно рассматривать как кислые эфиры сероводорода.
10 Сульфоны ароматического ряда получаются действием S03 на ароматические углеводоро-
ды и при нагревании сульфокислот с углеводородами в присутствии Р2О5.
C6H5S02(OH) + СбНб = (C6H5)2S02 + Н20.
свойствами. При электроотрицательном характере серы такие свойства были не-
ожиданны .
Они — аналоги аммониевых соединений. Если в сульфониевых соединениях сера
будет связана с четырьмя различными группами, то она становится асимметрич-
ной, и тогда наблюдается оптическая деятельность таких соединений.
Во время Первой мировой войны громадную роль в качестве ядовитого средства
сыграл двуохлоренный сернистый этил (СН2С1'СН2) 2S. Это — жидкость с т. кип.
выше 100 С, довольно летучая. Запах ее слабый, но даже малейшей концентрации
ее в воздухе достаточно, чтобы произвести сильное действие на организм. Пары
ее вызывают воспаление глаз и временную слепоту, раздражают горло, нос и
бронхи; она проникает сквозь одежду вызывая нарывы, очень трудно залечивае-
мые. Французы это тело назвали ипритом, а англичане — горчичным газом. Полу-
чают иприт при действии хлористой серы на этилен:
2СН2=СН2 + S2C12 = (CH2C1-CH2)2S + S.
НИТРОСОЕДИНЕНИЯ
Нитросоединения суть производные углеводородов, происшедшие через замену
водорода на группу „нитроп N02; например, из метана производится нитрометан
CH3'N02, из этана — нитроэтан C2H5'N02, из бензола — нитробензол C6H5N02. Они
могут быть предельными или непредельными, смотря по тому, из какого углеводо-
рода производятся. По числу групп N02 их делят на моно-, ди-, три-нитро-
производные и т. д. Кроме того в зависимости от степени гидрогенизации того
углеродного атома, с которым связана группа N02, они бывают первичными
СН3'СН2 (N02) , вторичными СН3'СН (N02) СН3 или третичными (СН3) 3С (N02) .
Нитросоединения изомерны со сложными эфирами азотистой кислоты; так, форму-
ле CH3N02 отвечают соединения: нитрометан и метиловый эфир азотистой кислоты;
этот случай изомерии не может быть объяснен изомерией радикала, потому что он
один и тот же (СН3) в обоих соединениях: значит, причина лежит в строении
групп N02.
При трехвалентном азоте группе „нитро" можно дать две формулы (1-ю и 2-ю) ,
при пятивалентном — одну (3-ю):
I) —N< | и 2)—О —N = 0; 3) 0 = N=0
4 О ■ ' '
В первой и третьей формулах свободное сродство принадлежит азоту, и следо-
вательно с ним непосредственно должен быть соединен углерод радикала, т. е.
СН3—N02; во второй же формуле азот не связан непосредственно с углеродом;
здесь свободное сродство принадлежит кислороду, к которому и присоединяется
радикал : СН3—О—N=0.
Вопрос о том, какую формулу придать нитросоединениям и какую эфирам азоти-
стой кислоты, решается изучением превращений тех и других. Изберем две реак-
ции: восстановление и действие щелочей. Нитросоединения при восстановлении
дают амины:
CH3N02 + ЗН2 = CH3NH2 + 2Н20,
эфиры же дают спирт и аммиак:
CH3N02 + ЗН2 = СН30Н + NH3 + Н20
Нитросоединения от действия щелочей не обмыливаются, а эфиры обмыливаются с
образованием спирта и щелочной соли азотистой кислоты:
CH3N02 + КОН = СН3 ОН + KN02.
Таким образом в продуктах превращения нитросоединений азот остается связан-
ным с радикалом (а следовательно и с углеродом), тогда как азот эфиров легко
отщепляется от радикала, а с ним связанным всегда остается кислород. Следова-
тельно в нитросоединениях азот непосредственно связан с углеродом, и формула
нитрометана: СН3—N02; в эфирах же азот соединен с углеродом при посредстве
кислорода; поэтому формула изомерного с нитрометаном эфира: СН3—О—N=0.
Изомерия нитросоединений может зависеть от двух причин:
1) от изомерии радикала, связанного с N02,
2) от строения группы „нитро".
Примером первого случая могут служить: пропил-нитрометан СНз'СН2'СН2'СН2 (NO2)
и изопропил-нитрометан (СН3) 2СНСН2 (NO2) Второй случай изомерии установлен был
впервые на фенил-нитрометане C6H2'CH2 (N02) . Последний, как и все первичные
нитросоединения, при действии NaOH испытывает замещение одного Н на Na, обра-
зуя соль. Если в последний при действии кислот произвести обратное замещение
Na на Н, то получается тело того же состава, как и исходный фенил-нитрометан,
но отличное по свойствам; вместо жидкости с т. кип. 225 С, выделяется тело
кристаллическое с т. пл. 83 С; соли оно также образует, но гораздо легче, чем
жидкий изомер: растворяется даже в углекислых щелочах, превращаясь при этом в
соль, т. е. вытесняет из карбоната угольную кислоту, тогда как жидкий изомер
к такой реакции не способен. Жидкий изомер с хлористым бензоилом (СбН5'СОС1)
не реагирует, а кристаллический легко вступает с ним в реакцию. Последние две
реакции говорят за присутствие гидроксила в формуле кристаллического видоиз-
менения причем кислород группы N02 заимствует Н из радикала, и структурная
формула будет такая: СбН5'СН:NO'QH. Нитросоединения с такой формулой называют-
ся изонитросоединениями. Эта изомерия, как и при флороглюцине, называется
тавтомерией. Изонитросоединения непостоянны и быстро переходят в изомерные с
ними нитросоединения.
При изомеризации (от действия щелочи) нитросоединений в изонитросоединения
наблюдается образование небольших количеств гидроксамовых кислот:
• ОН
последние также изомерны с нитросоединениями R—CH2'N02. При нитровании пре-
дельных углеводородов в первой фазе реакции образуются изонитросоединения
(Наметкин).
Рассмотренная изомеризация относится к явлениям так называемой тавтомерии.
Это явление довольно часто наблюдается среди органических соединений. Если
нейтральное тело изомеризуется в кислое, то, по предложению Ганча, первое на-
зывается псевдокислотой. В том случае, когда нейтральное тело изомеризуется в
основание, оно называется псевдооснованием.
Способы
получения
1) Действием крепкой азотной кислоты на углеводороды легко образуются нит-
росоединения в ароматическом ряду:
СбНб + N02OH = C6H5N02 + H20
В жирном ряду эта реакция констатирована М. Коноваловым, именно, при нагре-
вании предельных углеводородов с разведенной азотной кислотой; например нор-
мальный гексан превращается при этом в нитрогексан:
C6Hi4 + HN03 = C6Hi3N02 + H20
изоуглеводороды дают при нитровании главным образом третичные нитросо-
единения11 .
2) Действием азотистокислохю серебра на галогенопроизводные жирных углево-
дородов (В. Мейер, 1872):
CH3I + AgN02 = CH3NO2 + Agl
При этой реакции образуются и азотистые эфиры, а при третичных галогенопро-
изводных они бывают даже главными продуктами. Отделение тех и других довольно
легко вследствие большой разницы в температурах кипения; например нитроэтан
кипит при 113—114 С, а изомерный с ним этиловый эфир азотистой кислоты — при
17 С.
Образование при этой реакции эфиров азотистой кислоты вполне понятно; обра-
зование же нитросоединений объясняется так: сначала к трехвалентному азоту в
AgN02 присоединяется СН31, причем азот становится пятивалентным; затем отпа-
дает Agl и получается нитросоединение:
AgO — N — О -f CH3J = AgO — N = О,
■ /\
СН3 J
AgQ — N = 0 = AgJ + O^N~ 0,
/\ I
CHg J * СН3
Физические
свойства
Жирные нитросоединения — приятно пахнущие жидкости, нерастворимые в воде,
но легко растворимые в спирте и эфире; ароматические же образуют обыкновенно
желтого цвета кристаллы. Перегоняются без разложения, причем изомерия радика-
ла оказывает обычное влияние на температуру кипения. Удельные веса ароматиче-
ских нитросоединений и низших членов жирного ряда болыуе единицы.
Химические
свойства
1) Первичные и вторичные нитросоединения обладают кислыми свойствами и по-
тому при действии щелочей (лучше — алкоголята) дают соли; при этом происходит
изомеризация их в изонитросоединения:
CH3-CH2N02 + NaOH = CH3-CH=NO' ONa + Н20
Третичные нитросоединения, как не содержащие водорода при углероде, связан-
Степанов для нитрования применил раствор NH4'N03 в концентрированной H2S04; большая
энергия этого способа может быть ослаблена, если нитруемое тело растворить в ледяной
уксусной кислоте.
ном с N021 солей не образуют: они нейтральны.
Получение натриевой соли нитрометана
К раствору 3 капель CH3'N02 в 1 см абсолютного спирта прибавляют несколько
капель раствора C2H5'ONa (приготовленного растворением маленького кусочка Na в
10 см3 абсол. спирта); получается белый осадок натриевой соли нитрометана
CH2:N0'0Na. Малую часть осадка отфильтровывают и высушивают на неглазурован-
ной тарелке. При нагревании на шпателе или в пробирке происходит взрыв или
вспышка.
2) При действии галогенов на соли первичных нитросоединений получаются га-
логенные нитросоединения, например СН3—CHBr (N02) , обладающие более сильно вы-
раженными, чем у нитросоединений, кислыми свойствами: водород их легче заме-
щается металлом, металл же опять прямым действием галогена легко замещается
на галоген, образуя двугалогенопроизводные, например CH3'CBr2 (N02) . При вто-
ричных нитросоедииениях продукт замещения металла на бром, например
(СН3) 2CBrN02, вследствие отсутствия водорода, не имеет кислых свойств. Тре-
тичные нитросоединения, как не содержащие водорода рядом с N02, не образуют
ни металлических, ни галогенных соединений.
Галогенные нитросоединения послужили И. Беваду для синтеза более сложных
нитросоединений, так как галоген при действии цннк-органических соединений,
способен замещаться на радикалы; например
2CH3CHBr(N02) + Zn(C2H5)2 = 2СН3СН (N02) C2H5 + ZnBr2.
3) Восстановление нитросоединений приводит к получению аминов:
CH3N02 + ЗН2 = CH3NH2 + 2Н20
При этой реакции замечено также образование кетонов или алдегидов; их про-
исхождение объясняется предварительным переходом нитросоединений в оксимы12
(1), которые (см. свойства алдегидов и кетонов) действительно констатированы
при реакции с SnCl2 и конц. НС1; оксимы же, присоединяя воду, дают алдегнды
или кетоны (2):
1) RCH=N00H + Н2 = RCH=N0H + Н20
2) RCH=N0H + Н20 = RCH:0 + NH20H.
Из вторичных нитросоединений, в указанных условиях, получаются кетоны, а из
первичных — алдегиды.
Получение метиламина
В пробирке к зерненому цинку и едкой щелочи прибавляют 3 капли нитрометана
и слегка подогревают. Скоро появляется запах метиламина; красная лакмусовая
бумажка у отверстия пробирки синеет.
4) Характерно отношение нитросоединений к азотистой кислоте, при действии
которой первичные нитросоединения дают нитроловую кислоту:
7/ N0H •
СН3 • CH2(N02) -f NOOH = CH3 • С <( + Н20
XNCL
12 Бамбергер доказал и обратный переход: при окислении оксимов он получил сначала
изонитросоединения, а затем и нитросоединения.
бесцветное кристаллическое тело, дающее красного цвета соли. Вторичные нит-
росоединения дают псевдонитролы — тела нейтральные, окрашенные в характерный
голубой цвет:
/. NOH •
CH3.CH2(N02) + NOOH = CH3-C^ +H20
XN02
Наконец с третичными нитросоединениями азотистая кислота совсем не вступает
в реакцию.
Свойства нитросоединений
Несколько капель нитросоединения взбалтывают с раствором KN02 в конц. щело-
чи, разбавляют водой и приливают по каплям разведенную H2S04. При первичном
нитросоединений наступает красное окрашивание, которое от избытка H2S04 исче-
зает, а при прибавлении щелочи вновь появляется; при вторичном — окрашивание
голубое; прибавив немного СНС1 и взболтав, достигают обесцвечивания водного
слоя и окрашивания хлороформа вследствие растворения в нем псевдонитрола.
Реакция с азотистой кислотой может быть применена для распознавания первич-
ных, вторичных и третичных простейших спиртов; для этого спирт, действием IH
переводят в йодюр, который затем перегоняют с AgN02 и с дестиллатом поступа-
ют , как только что указано.
Появление голубого окрашивания укажет на вторичное нитросоединение, а пото-
му и на вторичный спирт; образование красного окрашивания по прибавлении ще-
лочи докажет первичную натуру испытуемого спирта; при третичном же спирте не
получится никаких цветовых изменений.
М. Коноваловым предложена следующая реакция иа высшие первичные и вторичные
нитросоединения: к испытуемому нитросоединению прибавляют спиртовый раствор
алкоголята и взбалтывают; затем приливают немного воды, небольшой слой эфира
и по каплям раствор FeCl3; при взбалтывании эфирный слой окрашивается в крас-
ный цвет (образуется железная соль нитросоединения, которая растворима в эфи-
ре) .
Нитробензол C6H5'N02 получают постепенным приливанием бензола к дымящей
азотной кислоте или к смеси азотной и серной кислот.
Получение нитробензола
В открытой колбе (емкостью в 1/4 л) к охлажденной смеси 55 г обыкновенной
азотной кислоты (уд. в. 1,4) с 90 г конц. H2S04, при постоянном взбалтывании,
небольшими порциями приливают 40 г бензола. Если температура смеси подымается
выше 50 С, то колбу охлаждают, погружая ее в холодную воду. Когда весь бензол
прилит, колбу закрывают пробкой, через которую проходит длинная вертикальная
трубка, и для окончания реакции полчаса нагревают на водяной бане. Затем в
делительной воронке взбалтывают продукт реакции с водой (1/2 л) ; осевший на
дно нитробензол отделяют и еще 2 раза взбалтывают с равным объемом воды. От-
делив от воды, нитробензол сушат хлористым кальцием (для этого оставляют при
комнатной температуре до осветления или, что быстрее, нагревают с СаС1 на во-
дяной бане) , отфильтровывают от СаС12 и перегоняют на сетке с термометром,
собирая при 203—206 С. Выход — около 50 г. Для очищения перегоняют еще 1—2
раза.
Нитробензол — светложелтая, горькими миндалями пахнущая жидкость (мирбанова
эссенция) с т. пл. 6 С, т. кип. 209 С и уд. в. 1,2 при 0 С. В воде почти не-
растворим, хорошо растворяется в спирте и эфире. Летуч с парами воды. Очень
слабый водный раствор нитробензола имеет сладкий вкус. Вдыхание паров нитро-
бензола действует ядовито. Применяется главным образом для получения анилина,
а кроме того в парфюмерии (напр. для придания мылу миндального запаха). При
восстановлении в нейтральной среде (при кипячении с водою и цинковой пылью)
превращается в фенил-гидроксил-амин СбН5'ШНОН) (т. пл. 81 С). По-видимому
первая фаза восстановления нитробензола состоит в присоединении к нему Н2 и
образовании фенил-дигидроксил-амина C6H5'N(OH)2, который, теряя воду, дает
нитрозобензол C6H5'NO (т. пл. 68 С)13; восстановлением же последнего образует-
ся фенил-гидроксил-амин C6H5'NH(OH). Более энергичное восстановление приводит
к образованию анилина. О других продуктах восстановления нитробензола см.
дальше при гидразосоединениях. При электролитическом восстановлении нитро-
бензола, при определенных условиях, получается пара-амино-фенол СбН4 (ОН) NH2,
что объясняют перегруппировкою образующегося предварительно фенил-гидроксил-
амина. При нагревании с порошкообразным КОН нитробензол превращается в нитро-
фенол СбН4 (ОН) N02. При действии азотной кислоты получается мета-
динитробензол.
Получение мета-динитробензола
В открытой колбе емк. 1/2 л к смеси 15 г дымящей HN03 с 25 г конц. H2S04
приливают, без охлаждения, при взбалтывании, понемногу 10 г нитробензола и
затем полчаса нагревают на водяной бане. По охлаждении выливают смесь в хо-
лодную воду и, взболтав, отфильтровывают кристаллы; промывают их водой и кри-
сталлизуют из горячего спирта. Т. пл. 90 С. Выход = 10—12 г.
При действии крепкой азотной кислоты на толуол получается нитротолуол СН3'
СбН4'Ж)2 — пара- и орто-соединения (первый преобладает) ; при нагревании же со
слабой HN03 замещается водород в боковой группе, и получается фенил-
нитрометан СбН5'СН2 (N02) .
Тринитротолуол СбН2 (N02) з'СН3 — тело кристаллическое с т. пл. 82 С; применя-
ется как сильно взрывчатое вещество под названием тротила.
Тринитро-изобутил-толуол СНз'СбН (N02) з'С (СНз) з — тело кристаллическое с т.
пл. 97 С; обладает запахом мускуса, почему и применяется в косметике.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Ароматические нитрозосоединения в твердом состоянии бесцветны, а в расплавленном
и в растворах окрашены в яркозеленый цвет.
Ликбез
СТАТИСТИКА В АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Плахотний И.Н.
ПОЭТАПНАЯ
ВАЛИДАЦИЯ
МЕТОДА
Валидация - процесс установления характеристик и ограничений метода, иден-
тификации влияний, которые могут изменять эти характеристики, и в какой сте-
пени. С другой стороны, валидация - это процесс подтверждения того, что метод
является пригодным для соответствующей цели, то есть, может быть использован
для решения специфической аналитической проблемы. В соответствии со стандар-
том ISO/IEC 17025 все методы испытания, используемые в лабораториях, должны
быть валидированы и утверждены. Валидация методов выполняется для того, чтобы
достичь необходимых характеристик типа точности, воспроизводимости и надежно-
сти результатов испытания.
Общий набор показателей валидации:
Специфичность/селективность
Правильность/точность (процент возврата Rec)
Прецизионность (воспроизводимость SR/сходимость Sr)
Чувствительность/(LOD, LOQ)
Линейность
Диапазон измерения
Робасность
Неопределенность U
Основополагающим документом по проведению валидации аналитических методов
является руководство ЕВРАХЕМ.
Важные характеристики валидации для различных типов испытания
Тип испытания
Требование
Точность
Прецизионность:
Сходимость
Воспроизводимость
Специфичность
Предел обнаружения
Предел
количественного
определения
Линейность
Диапазон
Идентификация
-
Тест на примеси
Количественно
+
Предел
-
Содержание или эффек-
тивность действия
+
-
-
+
-
-
-
-
+
_<!>
+
+
+
+
+
-
-
+
+
-
-
-
+
_<!>
+ (2)
-
-
+
+
- обычно не измеряется
+ обычно измеряется
( может быть необходим в некоторых случаях
(2) Может не требоваться в некоторых случаях
Специфичность
(Specificity)
(Селективность)
Руководство ICH Q2A использует термин «специфичность», несмотря на то что,
например, в IUPAC в настоящее время обсуждается вопрос о замене этого термина
на термин «селективность». В предварительных рекомендациях IUPAC «Селектив-
ность в аналитической химии» уточняется различие между обоими терминами сле-
дующим образом: «Специфичность является предельным случаем селективности».
Специфичность (specificity) — это способность методики, безусловно, опреде-
лять анализируемое вещество в присутствии компонентов, которые могут быть в
пробе. Как правило, ими являются примеси, продукты распада, плацебо и т. д.
Отсутствие специфичности у отдельной аналитической методики может быть ком-
пенсировано использованием другой дополнительной аналитической методики.
Это определение имеет следующие приложения:
■ проверка подлинности (обеспечить подлинность анализируемого вещества);
■ испытания на чистоту (обеспечить тот факт, что выполненные аналитические
методики позволяют правильно определить содержание примесей, т. е. родст-
венных примесей, тяжелых металлов, остаточных растворителей и т. д.);
■ количественное определение (обеспечить точность измерения при определении
содержания/активности анализируемого вещества в пробе).
Идеальным случаем подтверждения специфичности (селективности) является от-
сутствие на хроматограммах посторонних пиков из плацебо или отсутствие интер-
ференции пиков искомого аналита с пиками холостой пробы.
Например, в случае лекарственного препарата изготовленного из стандартизи-
рованного растительного экстракта специфичность аналитической методики под-
тверждается путем доказательства того, что:
■ все вспомогательные вещества, используемые при изготовлении лекарственного
препарата, при указанных условиях хроматографирования или не дают никакого
пика, или дают пики, отчетливо отличающиеся от пиков определяемого вещест-
ва;
■ действующее вещество, содержащееся в экстракте, четко определяется в при-
сутствии в экстракте других веществ;
■ подлинность определяемого действующего вещества доказана с помощью какого-
либо стандартного образца с известной или доказанной структурой, путем
сравнения как времен удерживания, так и спектров на различных длинах волн.
Оценка специфичности методики определения наличия определенных компонентов
экстракта в лекарственном препарате проводится путем сравнения ВЭЖХ-
хроматограммы с хроматограммой плацебо (смеси всех компонентов без экстракта)
и/или аутентичного экстракта с доказанной подлинностью или смеси стандартных
образцов. Примеры хроматограмм представлены далее.
I
8
s ё
~г™г-
102
1 I '
03
UUli'VJ
i
i
§
§
8
10
20
Э0
Рис. 1. ВЭЖХ-хромотограмма лекарственного препаро пи содеряаиего в ка-
честве действующего вещество экс прок т из плодов сенны (длина
волны детектирования 270 нм)
Рис. 2. ВЗЖХкромотогратма плацебо лекарственного препарата (длина вол-
ны детектирования 270 нм)
Рис. 3. ЮЖХ-крототогратмо экстракта с доказанной подлинностью (длина
90ЛНЫ детектирования 270 нм)
Рис. А. ВЭЖХ-хроматограмма смеси стандартных образцов сеннозидов АиВ
(длина волны детектирования 270 нм)
В случае лекарственного препарата изготовленного из субстанции, полученной
химическим синтезом специфичность аналитической методики является доказанной,
если ни используемый растворитель, ни подвижная фаза, ни компоненты матрикса
(плацебо), ни примеси не искажают результате пределах требуемой прецизионно-
сти.
Специфичность методики доказывается путем получения хроматограммы действую-
щего вещества, растворителя, плацебо и (при необходимости) подвижной фазы, а
также отдельных примесей. Должно быть показано, что на специфичность аналити-
ческой методики не влияет ни один из вышеназванных факторов.
Если, кроме того, эта методика также используется для исследований стабиль-
ности, необходимо проверить, не влияют ли на специфичность методики продукты
деградации.
Например: Нитрендипин стремя известными примесями.
«V
т^
ОЛ U 7.5 XI S.0 кЗ 1А U <ftO ИЗ 12Л 13.1 15.0 ".О
ВЗЖХ-хроматограмма подвижной фазы
*ьш
125
oLA*_
I
** ^г,^-
II U li U 11 1.1 75 И <М "J «15 II Щ <7в
83ЖХ-хроматограмма нитропроизеоднмо (примесь А: этил-метил-
2,б-диметил-4- (3-нитрофеиил)-1,4ч1ири6\н-3,5-динар6о*силат)
V*
«Oft.
»о<
20»!
I0V
00
rr
10 &♦ ... .^^^^^^ r _ f fW|
00 U M II VI IJ 7.5 II «I IIJ M% 111 IS I 17 0
ВЭЖХ
плацебо
«ЛЛ. Щпт
**]n*J
12>1
j\_
0j0 tj 25 IB 50 W 7.5 1.1 К>0 И J Itt 13.0 15.0
WL235mi
вЗЖХ-хро*10гпогрОА<ноди«етиллроозвоат>го (г>рихесь в: диметил-2,6-
диметил^(3'Иитрофенил)'1,4^гидролиридин-3,5-динарбонсалат)
■ю4—™,^
_ , ■ . , -^ ■ Г- ■ ■ ч " " I " " I I ■ ' ■ ■ I Т ~Т~"!
ОС U i5 3J 50 U 75 М Ю,0 IU '25 1М НО W
ИМ^Эбгш
ВЗЖХ-хроматогромма диэтилпроизшодного (примесь С: диэтил-2.6-
диметил-4- (Знитрофенил) • 1,4-дигидропиридин-3,5-дикарбоксилат)
р*
«4—v-
I2.li
оа~*-~
У\_
U U 2.5 U Ю U 75 II 41 г J 45 OJ *5J Г7Д
«M_236nm
ВЭЖХхромато*раммо митремдипина
8
О 25 И М U 75 М «J "J US Ol HO 170
ВЭЖХхроматогроммонитрендипима спримесямипри ихмаксимально
допустимей концентрациях
Селективность в анализе может принимать две ступени:
■ Качественная — ступень, в которой другие вещества не влияют на определение
искомых аналитов согласно применяемой процедуре анализирования образца.
■ Количественная — ступень, используемый в сочетании с другим словом (напри-
мер, постоянная, коэффициент, индекс, фактор, число) для количественной
характеристики влияний (помех). То есть в случае интерферентных помех в
определении искомого аналита необходимо введение корректировочных поправок
в расчетные формулы, учитывающие влияние.
Согласно руководства ЕВРАХЕМ необходимую документацию, подтверждения селек-
тивности оформляют помимо приведенных выше хроматограмм, следующим образом.
Анализируют образец холостой пробы матрицы, как указано в описании анализа
десятикратно.
Результат расчета площади в области выхода анализируемых пиков не должен
отклоняться значительно от 0, т.е. фактически посторонние пики должны отсут-
ствовать . Если все же имеется какой-либо интерферирующий компонент, то обяза-
тельно должна быть сделана коррекция нуля введением соответствующей поправки
к вычислениям (вычитание площади интерферирующего компонента из площади ана-
лизируемого) . Этот факт должен быть зафиксирован в методе.
Диапазон
(Range)
Разработка метода измерения предполагает предварительный выбор рабочего
диапазона. Рабочий диапазон зависит от:
a) Практических целей градуировки (калибровки). Рабочий диапазон должен вклю-
чать , насколько это возможно, весь диапазон для анализирования различных
образцов. Концентрация пробы, которая чаще всего встречается, должна нахо-
диться в центре рабочего диапазона.
b) Возможности технической реализации. Получаемые значения измеряемых вели-
чин, нужно линейно соотносить с концентрациями. Это налагает некоторые
требования, например, чтобы значение измеряемых величин, в нижнем пределе
рабочего диапазона значимо отличались бы от значений холостого опыта. По-
этому нижний предел рабочего диапазона должен быть равен или больше преде-
ла определения данной методики. Разводить или концентрировать пробу нужно
без риска систематической ошибки.
c) Дисперсия значений измеряемых величин, не должна зависеть от концентрации.
Эту независимость проверяют статистическим тестом. Суть теста заключается в
проверке однородности дисперсий на границах рабочего диапазона. Данные для
этого теста получают следующим образом.
С целью проверки однородности дисперсий десять раз параллельно измеряют для
концентраций на нижнем и верхнем пределах (xmin и хтах) рабочего диапазона. В
результате этих измерений получают десять значений измеренных величин, y1D.
Оба ряда данных с концентрациями xmin и хтах используют для расчета дисперсий
и по уравнению:
ю
Ё(л,-я)2
C2_i=]
Дисперсии с помощью F-критерия проверяют на значимость расхождений на пре-
делах рабочего диапазона. Для этого вычисляют с помощью уравнения значение
PG:
s2
s
s2.
pQ _ _^шц £^ > £^
max
PG сравнивают с табличными значениями квантиля F-распределения.
■ если PG < Ffi/f2/o.99 разница между дисперсиями незначима
■ если PG > Ffi,f2,o.99 разница между дисперсиями значима
Если разница между дисперсиями значима, то стоит уменьшить рабочий диапазон
до размеров, при которых расхождение дисперсий будет случайно.
Точность
(Accuracy)
и правильность
(Trueness)
Точность — близость соглашения между результатом испытания и принятым рефе-
рентным (приписанным) значением. Термин точность при применении к множеству
(выборке) результатов испытаний включает комбинацию компонентов случайной
ошибки и общей систематической ошибки или компонента смещения. Иногда упот-
ребляется термин «истинность» (trueness).
Точностью также называют количественную разницу между средним из набора ре-
зультатов или индивидуального результата и значения, которое принято как ис-
тинное или правильное значение для измеренного количества. Степень соответст-
вия между аналитическим результатом и истинным значением должна быть высокой.
Правильность аналитической методики количественного определения доказывает-
ся на всем диапазоне применения. Для этого может быть использован один из
представленных далее способов.
В качестве приводимых данных для подтверждения точности обычно приводят
графические данные о регрессионной зависимости коэффициента возврата
(Recovery) от анализируемой концентрации и данные о распределении так назы-
ваемых остатков (разниц между фактическими значениями и значениями, получен-
ными из регрессионной зависимости). Указывают также коэффициенты возврата,
RSD для них.
1. Метод с плацебо с нулевым содержанием определяемого компонента
В методе с плацебо определяется фактор отклика действующего вещества в мо-
дельной смеси компонентов плацебо. Концентрация компонентов плацебо составля-
ет 100% навески от номинального, указанной в методике контроля. Действующее
вещество добавляется в модельную смесь в соответствии с требуемым уровнем
концентрации (например, 80, 100 и 120% содержания субстанции в лекарственном
препарате).
2. Метод добавок
В методе добавок фактор отклика определяется путем добавления действующего
вещества к образцу с известной концентрацией субстанции. Например, навеска
содержит 70% целевой концентрации в пробе; затем добавками содержание суб-
станции доводят до 80,100,120%.
Для определения правильности при обоих методах (метод с плацебо и метод до-
бавок) проводится как минимум 9 испытаний с не менее 3 концентрациями в опре-
деленном диапазоне применения методики (например, 3 концентрации с 3-кратным
определением для каждой концентрации, с выполнением всех стадии аналитической
методики).
Оценка проводится путем расчета процента нахождения известного добавленного
количества действующего вещества, стандартного отклонения, коэффициента ва-
риации (CV) и доверительного интервала среднего значения (Р - 95%).
3. Метод сравнения
Сравнение результатов аналитической методики с результатами второй, незави-
симой и провалидированнои методики. Расчет проводится с учетом статистических
тестов (например, F- и t-критерии).
Для оценивания точности (правильности)используют различные критерии:
1. Отношение разности величин (заданной и истинной) к заданной величине. Если
процентное отклонение от заданной величины меньше 3S, правильность резуль-
татов находится в допустимых пределах;
2. По допустимому отклику в зависимости от концентрации активного компонента
(см. таблицу), для биоаналитических методов - не более 15 %, за исключени-
ем предела количественного определения - не более 20 %.
Оценка правильности в зависимости от концентрации
активного компонента в анализируемом образце
Активный компонент, %
100
>10
>1
>0,1
0,01
0,001
0,0001
0,00001
0,000001
Коэффициент возврата, %
98-102
98-102
97-103
95-105
90-107
80-110
80-110
60-115
40-120
Good Trueness
Good Precision
Bad Trueness
Good Precision
Good Trueness
Bad Precision
Прецизионность
(precision)
Прецизионность аналитической методики выражает степень близости (степень
дисперсии) между сериями измерений, полученных при параллельных измерениях
одного однородного образца, в установленных условиях.
Прецизионность может исследоваться на следующих уровнях:
■ повторяемость,
■ промежуточная прецизионность,
■ воспроизводимость.
Прецизионность должна оцениваться на однородных аутентичных образцах. Одна-
ко если невозможно получить однородный образец, она может определяться с ис-
пользованием специально приготовленных образцов или испытуемых растворов.
Прецизионность аналитической методики обычно выражается как дисперсия, стан-
дартное отклонение или коэффициент вариабельности серий результатов измере-
ний.
Прецизионность зависит только от распределения случайной ошибки и не каса-
ется истинного значения или приписанного значения. Количественные меры точно-
сти критически зависят от предусмотренных условий. Сходимость (повторяемость)
и воспроизводимость — специфические наборы чрезвычайных условий.
Английский термин «precision», характеризующий в аналитических измерениях
степень рассеяния результатов при повторении процедуры анализа одного и того
же образца, не имеет общепринятого русского эквивалента. Если принять для не-
го термин "воспроизводимость" (Рекомендации научного Совета по аналитической
химии АН СССР, 1975), это внесет путаницу в перевод подтерминов
"repeatability" («сходимость») и "reproducibility" ("воспроизводимость"), от-
вечающих соответственно минимальному и максимальному варьированию влияющих
факторов.
Во избежание недоразумений, слово "точность", которое иногда используется
для перевода «precision», должно относиться исключительно к термину
"accuracy", характеризующему степень близости результата к истинному значению
измеряемой величины. Поэтому представляется оправданным использование для
«precision» несколько непривычного термина «прецизионность». Наиболее близким
по значению может быть слово «кучность».
Сходимость
(повторяемость)
Сходимость должна показать, что методика анализа при проведении в одинако-
вых условиях обеспечивает получение сравнимых результатов.
Аналитические условия должны быть следующие:
■ тот же самый лаборант
■ тот же самый метод анализа
■ тот же самый образец
■ та же самая аппаратура
■ в тот же самый день
■ одни и те же реактивы
Сходимость может быть показана при помощи:
■ анализа не менее 6 подготовленных проб при 100% концентрации (номинальном
содержании) фармацевтической субстанции в исследуемом растворе;
■ анализа не менее 9 подготовленных проб в рамках диапазона применения этой
методики (например, 3 концентрации, 3 повтора).
Оценка и расчет результатов проводится путем вычисления среднего значения,
стандартного отклонения, коэффициента вариации и доверительного интервала.
Критерий приемлемости для коэффициента вариации необходимо устанавливать в
зависимости от предполагаемых возможных значений (например, границы нормы для
содержания исходного вещества в спецификации). В зависимости от определенного
коэффициента вариации и границ нормы в спецификации устанавливается число ис-
пытаний, необходимых для рутинного контроля каждой пробы.
Табл. 1. Отношение между количеством анализов и коэффициентом вариации для
определения достоверного отклонения от заданного значения, р = 95%.
Число
испытаний, п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Коэффициент вариации
0,1
0,9
0,25
0,16
0,12
0,10
0,09
0,08
0,08
0,07
0,2
1,8
0,50
0,32
0,25
0,21
0,19
0,17
0,15
0,14
0,3
2,70
0,74
0,48
0,37
0,31
0,28
0,25
0,23
0,21
0,4
3,60
0,99
0,64
0,5
0,42
0,37
0,34
0,31
0,29
0,5
4,5
1,2
0,8
0,6
0,5
0,5
0,4
0,4
0,4
1
9,0
2,5
1,6
1,2
1
0,9
0,8
0,8
0,7
1,5
13,5
3,7
2,4
1,9
1,6
1,4
1,3
1,2
1,1
2
18,0
5
3,2
2,5
2,1
1
1,7
1,5
1,4
2,5
22,5
6,2
4
3,1
2,6
2,3
2,1
1,9
1,8
Пример: Если нормы количественного содержания действующего вещества в фар-
мацевтической субстанции составляют 100±2% и коэффициент вариации аналитиче-
ской методики составляет 1,5%, то при количестве испытаний п = 3, не может
быть принято статистически достоверное заключение о соответствии спецификации
(± 2,4% статистически достоверное). Скорее всего, для этого должно быть про-
ведено не менее п = 4 испытаний (± 1,9% статистической достоверности).
Не имеется никаких официальных требований для максимального размера стан-
дартного отклонения и относительного стандартного отклонения (sr) (или коэф-
фициента вариации (CV) , что фактически есть суть одно и то же) . Зависит от
типа анализа. Стандартное отклонение может изменяться между 2 и 20 %. Для
анализа лекарственных соединений при контроле качества стандартное отклонение
- менее 5 %. Для биологических и биоаналитических методов - не более 15 % для
каждого концентрационного уровня. Исключение составляет определение остаточ-
ных количеств веществ, которые балансируют на пределе количественного опреде-
ления, поэтому для этого случая - не более 20 %.
Предел сходимости «г»: значение меньше чем или равное тому, для которого
абсолютная разность между двумя результатами испытания, полученными в услови-
ях сходимости, можно ожидать нахождение в пределах вероятности 95%. Сходи-
мость (предел) вычисляют по формуле:
г = 2.8*CV или г = 2.8*Sr
Принятые критерии для точности во многом зависят от типа анализа. Американ-
ской ассоциацией аналитической химии (АОАС) утверждена программа для аналити-
ческих методов, в которой приводятся данные оценки сходимости как функции
аналитических концентраций.
Данные оценки сходимости как функции
концентрации анализируемого компонента
Содержание анализируемого
компонента, %
100
10
1
0,1
0,01
0,001
0,0001
0,00001
0,000001
0,0000001
Относительное стандартное
отклонение (RSD)
1,3
2,8
2,7
3,7
5,3
7,3
11,0
15,0
21,0
30,0
Для оценивания допустимых пределов сходимости и воспроизводимости иногда
прибегают к так называемым критериям Горвица. Это расчетный критерий, уста-
навливающий эмпирическую зависимость между RSD (относительным СКО) и концен-
трацией вещества (С) в анализируемом объекте.
RSDr = 0.67'2 од (с)) критерий Горвица для расчета предела сходимости
RSDR = 2( -5iog(с)) Критерий Горвица для расчета предела воспроизводимости
Воспроизводимость
Воспроизводимость - это прецизионность в условиях, когда результаты испыта-
ния получены одним и тем же самым методом на идентичных испытательных образ-
цах в различных лабораториях с различными операторами, использующими различ-
ное оборудование.
Пределом воспроизводимости «R» является значение меньшее либо равное тому,
для которого абсолютная разность между двумя результатами испытания, получен-
ными в условиях воспроизводимости, находится в пределах вероятности 95%. Вос-
производимость (предел) вычисляется по формуле:
R = 2.8*sR
Метод должен быть стабильным, то есть, характеристики должны быть воспроиз-
водимыми при повторении от дня ко дню, от лаборанта к лаборанту, от лаборато-
рии к лаборатории, от аппарата к аппарату и т.д.
В целом воспроизводимость оценивается как степень разброса результатов, по-
лучаемых анализируемым методом. Статистическими показателями разброса резуль-
татов являются среднеквадратичное отклонение и относительный показатель раз-
броса результатов - коэффициент вариации CV. Как правило, частным применением
исследования воспроизводимости является промежуточная прецизионность. Обычно
этот критерий валидации рассчитывают в пределах одной лаборатории для разных
операторов или разных приборов. Воспроизводимость - понятие, предполагающее
проведение более широкомасштабных межлабораторных испытаний, что не всегда
доступно.
Линейность
Линейность аналитической методики доказана, если в выбранном диапазоне при-
менения можно показать прямо пропорциональное соотношение между концентрацией
исследуемого вещества в растворе и сигналом детектора (фактором отклика).
Линейность методики подтверждается в диапазоне концентраций от 80 до 120%
(от номинала) действующего вещества в исследуемом растворе (на ряде разведе-
ний исходного раствора). При этом измеряется и анализируется как минимум 5
концентраций, причем значение для каждого анализа получается путем расчета
среднего значения из нескольких инъекций (вколов).
Оценка проводится по наличию линейной зависимости между концентрацией веще-
ства и сигналом с помощью подходящего регрессионного уравнения (например, по-
лученного методом наименьших квадратов). Характеристики линейности методики
выражаются в виде коэффициента корреляции, наклона прямых, а также величины
отрезка на оси ординат. В качестве дополнительной информации для оценки ли-
нейности может быть приведено графическое представление и отклонение получен-
ных значений от регрессионной прямой.
Если для рутинного контроля показателя «количественное определение» преду-
сматривается калибровка по одной точке, то доверительный диапазон отрезка на
оси ординат должен включать нулевую точку. В этом случае необходимо оценивать
линейность методики в диапазоне концентраций от 10 до 120% (от номинала). На-
ряду с линейной функцией для определенных типов детекторов может быть показа-
на другая математическая зависимость, причем число калибровочных точек для
рутинного контроля должно быть подобрано соответствующим образом.
Основные и статистически обоснованные принципы построения и оценивания ка-
либровочных регрессионных зависимостей изложено в:
1. ДСТУ ISO 8466-1-2001 «Определение градуировочной характеристики методик
количественного химического анализа. Часть 1. Статистическое оценивание
линейной градуировочной характеристики»
2. ДСТУ ISO 8466-2-2001 «Определение градуировочной характеристики методик
количественного химического анализа. Часть 1. Принцип оценивания нелиней-
ной градуировочной характеристики второго порядка».
3. ДСТУ ISO 11843-2:2004 Способность к обнаружению. Часть 2. Методология в
случае линейной калибровки).
Критерии, которые обязательно должны приводиться совместно с калибровочным
графиком:
ь
а
Г*
Sy
PG
наклон калибровочного графика
пересечение графика с осью Y
коэффициент корреляции
остаточное среднеквадратичное отклонение
критерий линейности из теста Манделя
Тест Манделя
Во время статистической проверки на линейность, градуировочные данные ис-
пользуют для расчета линейной и нелинейной градуировочной характеристики с
остаточным средним квадратичным отклонением Syi или Sy2.
12>/-(*+*•*»)]
С _ II 1=1
N-2
S,2 =
»
Irf
i=\
N N N
-я-2>/ -*-Z*<-У'-с-Ц*? -У1
i=\ i=\ i=\
N-3
Расхождение дисперсий DS рассчитывают по уравнению:
DS2 =(N-2)Syi2 -(N-3) Sy22
DS2 и дисперсию нелинейной градуировочной характеристики Sy2 проверяют с по-
мощью F- критерия (критерий Фишера для F(0.oi,i,n-3) ) f Для выявления значимости
расхождений. Для этого по уравнению рассчитывают критерий Манделя:
PG = DS2/ Sy22
Если PG < F: Нелинейная градуировочная характеристика не обеспечивает ощу-
тимо лучшей аппроксимации, - значит, градуировочная характеристика линейна.
Если PG > F: Рабочий диапазон стоит уменьшить так, чтобы получить для него
линейную градуировочную характеристику. Если это невозможно, значение изме-
ряемых величин, для проанализированных проб нужно оценивать с применением не-
линейной градуировочной характеристики.
Предел обнаружения
(detection limit)
Предел обнаружения отдельной аналитической методики представляет собой наи-
меньшее количество анализируемого вещества в пробе, которое может быть обна-
ружено, но не обязательно выражено точным значением. Для инструментальных ме-
тодов определяют отношение сигнал/шум или измеряют величину фонового сигнала.
Для неинструментальных методов предел обнаружения определяется анализом об-
разцов с известными концентрациями аналита и установлением минимального уров-
ня аналита, при котором он может быть достоверно обнаружен. Согласно фармако-
пейной документации, установленный предел обнаружения и определения должен
быть подтвержден анализом модельных смесей, содержащих аналит на пределе и
близко к нему.
Предел количественного
обнаружения
(quantitation limit)
Предел количественного обнаружения отдельной аналитической методики пред-
ставляет собой наименьшее количество анализируемого вещества в пробе, которое
может быть оценено количественно с приемлемой правильностью и прецизионно-
стью. Предел количественного обнаружения является параметром методик опреде-
ления количественного содержания компонентов, присутствующих в образце плаце-
бо (т. е. все вещества, кроме действующего вещества) в низких концентрациях,
и в частности, используется для характеристики методик определения примесей
и/или продуктов деградации.
Предел обнаружения (детектирования) для аналитического прибора LOD
Предел обнаружения (детектирования) прибора — самое низкое количество (вы-
раженное как масса), которое может быть измерено с разумной статистической
достоверностью. Обычно LOD определяют на стандартных растворах.
В классике жанра хроматографического метода, предел детектирования выража-
ется как количество образца, соответствующее удвоенному или утроенному шуму
анализа. Необходимость выполнения надлежащего количественного определения не
является необходимым требованием при выполнении макроанализов.
Классическая формула для хроматографических методов для LOD:
LOD = kC/(S/N)
к — коэффициент (обычно он равен от 2 до 3),
С — концентрация,
S — значение сигнала (высота пика),
N — величина шума.
S/N — пиковое соотношение сигнал/шум.
Для нехроматографических методов предел детектирования, выраженный как кон-
центрация или количество, получают из наименьшей меры xL, которая может быть
обнаружена с разумной достоверностью для данной аналитической процедуры. Зна-
чение xL рассчитывают по уравнению:
xL = хы = ksbi
где
хЬ1 — среднее холостого определения,
к — численный фактор, выбранный согласно желательному уровню достоверно-
сти,
вы — стандартное отклонение холостых измерений.
Предел обнаружения LOD и предел определения LOQ могут быть вычислены и рас-
четным методом
LOD = 3.3Sy/b
LOQ = 10Sy/b
где LOD - предел обнаружения, LOQ - предел количественного определения, Sy
- остаточное стандартное отклонение регрессионной зависимости, Ь - наклон ка-
либровочной кривой. Уравнение для нахождения предела обнаружения имеет то
преимущество, что оно получается полностью из калибровочного уравнения. Более
статистически «основательно» уравнение получаемое из данных калибровки, кото-
рое опубликовано ISO (ISO 11843-2:2000) (наш эквивалент ДСТУ ISO 11843-2:2004
«Статистический контроль. способность к обнаружению. Часть 2. Методология в
случае линейной калибровки»):
LOD =
^ * ^(0.05,л-2) ' Ьу
J_ _J_ X
K+7^+j.'£(xi-x)2
Здесь калибровка выполняется с I независимыми калибровочными растворами
(включая холостую пробу, если возможно, то раствор со значением возле предпо-
лагаемого предела детектирования), каждый измеряется J раз. К представляет
число повторов, которые должны проводиться для каждого испытуемого раствора
для получения усредненного отклика. Чем больше повторов Вы можете проводить,
тем ниже уровень аналита Вы сможете «поймать».
Intercept
" I LOQ I Analyte content
Возврат
(Recovery)
Возврат (также употребляются термины «процентная мера правильности», «от-
крыв аемость» , «извлечение», «экстрагируемость»): частное от деления количест-
ва аналита, добавленного к образцу для испытаний (укрепленному или пробе со
стандартной добавкой) до анализа, к разности результатов для укрепленного и
неукрепленного образца, и выраженное в процентах.
Процент возврата для анализа должен быть высоким и постоянным от анализа к
анализу. Что касается с медицинских препаратов, определение возврата должно
выполняться с использованием образцов плацебо (холостых проб). В других слу-
чаях имеется свободный выбор между добавкой к плацебо (холостым пробам) или
стандартными добавками.
Определение возврата добавкой активного ингредиента к плацебо
Прибавьте точно установленное количество активного ингредиента (аналита) к
образцу плацебо (холостой пробе). Приготовьте образец, как изложено в обычной
методике анализа. Сделайте 10 одиночных определений.
Проделайте определение возврата, добавляя около 80%, 100% и около 120% ожи-
даемого активного содержания ингредиента (аналита) к плацебо(холостой пробе).
Особенно в случае продуктов разложения, которые образуются из активных ин-
гредиентов (аналитов), определения возврата должны выполняться с добавкой
10%, 50% и 100% ожидаемого максимального допустимого содержания, если это по-
зволяет более низкий предел обнаружения (предел детектирования).
Анализ приемлем, если процент возврата находится между 97 и 103 % для мак-
роопределений. Согласно Постановлению № 20 от 20.04.1999 г. Главного санитар-
ного врача при определении содержания химических соединений в сельскохозяйст-
венном сырье, продуктах питания и объектах окружающей среды процент возврата
должен находиться в пределах от 70 до 120% при ОСКО возврата не более 20%.
Уровень содержаний при этом предполагается от 0,01 до 0,5 мг/кг или мг/л. Ес-
ли, доверительный интервал для процента возврата не включает 100%, то факти-
ческий результат должен быть исправлен с процентом возврата, т.е. коэффициент
возврата должен быть задействован в формуле расчета конечного результата.
Определение возврата со стандартной добавкой
Сделайте гомогенный образец плацебо (холостой пробы). Определите содержание
активного компонента (аналита) в объединенном одиночном анализе. Добавьте ме-
жду 50 и 100 % количества активного ингредиента (аналита), обычно находящего-
ся в матрице. Если уместно, можно добавить и меньшие количества (10 или 20 %)
в зависимости от условий линейности и других условий анализа. Выполните 10
определений возврата.
Rec = 100 (Ia - Ip)/It
Ia = фактическое количество, найденное при анализе
1Р = расчетное содержание в образце (образец плацебо, холостой пробы))
It = добавленное количество к образцу
Анализ приемлем, если процент возврата попадает между 90 и 110 % (При опре-
делении следов тяжелых металлов, пестицидов и других остатков общепринятые
международные соглашения допускают более широкие грницы для возврата 70-130%
и даже 60-140%. Это зависит от содержаний и обычно регламентируется общими
операционными процедурами, либо отражается в конкретных методиках анализа.
Фактический результат должен быть исправлен с учетом процента возврата (что
достигается введением множителя 1/Rec в расчетную формулу.
Робасность
Испытание на стабильность: внутрилабораторное исследование для изучения по-
ведения аналитического процесса, когда производятся незначительные изменения
в окружающей среде и/или эксплуатационных режимах.
Робастность (ошибкоустойчивость) аналитической процедуры является мерой ее
способности оставаться незатронутой незначительными, но преднамеренными изме-
нениями в параметрах метода и обеспечивает показателем ее надежности в тече-
ние нормального использования. (Заметим, что стабильность и робастность
(ошибкоустойчивость) — синонимы.)
Определяется проведением теста правильности при небольших реальных отклоне-
ниях параметров методики или свойств анализируемого объекта. Процедура изуче-
ния стабильности должна показать стабильность аналитов в течение получения,
обработки образца, длительного (замороженного при предписанной температуре
хранения), кратковременного хранения (при температуре (20+2) С от 4 до 24 ч),
после циклов замораживания/оттаивания (три цикла) и самого аналитического
процесса.
К процедуре исследования робасности метода подходят индивидуально в каждом
отдельном случае. Например, метод ВЭЖХ предполагает исследование влияния от-
клонений содержания ингредиентов подвижной фазы от +5% до +15%, изменения рН
подвижной фазы на +0,25 ед., изменения температуры колонки на +5 С, реакцию
на смену колонок. Обычно при этом фиксируются данные по изменению RT или RTT,
RSD площадей пиков, Rs для критичных пар пиков, асимметричность пиков, эффек-
тивность . В таких исследованиях рождается истина о приемлемости тех или иных
условий, которые впоследствии и формируют критерии приемлемости хроматографи-
ческой системы.
Этап валидации
Селективность
(специфичность)
Диапазон
Прецизионность
=> Сходимость
Прецизионность
=> Промежуточная
прецизионность
Точность =>
Правильность
Как выполнить?
1. Проанализировать экстракт
(раствор) плацебо или холо-
стой пробы. (В случае отсут-
ствия интерференции п=5, в
случае наличия п=10
2. Стандартные растворы при-
месей и определяемого анали-
та.
Проанализировать по 5-10 по-
вторностей растворов, предна-
значенных для построения ка-
либровки на границах выбран-
ного рабочего диапазона
В одних и тех же условиях,
руками одного аналитика, про-
анализировать 10 повторностей
приготовленного раствора ана-
лита.
В одних и тех же условиях,
руками разных аналитиков или
на двух разных приборах, про-
анализировать по 10 повторно-
стей приготовленного
раствора аналита.
Выполнить определение коэффи-
циента возврата:
Что должно быть
задокументировано?
1. Хроматограммы плацебо.
2. Хроматограммы растворов,
доказывающие отсутствие ин-
терференции .
3. В случае наличия интерфе-
ренции необходимо рассчитать
СКО мешающего фактора, чтобы
учесть его при расчетах.
1. Привести расчетный крите-
рий (PG)
2. Привести дисперсии для
границ диапазона.
3. Привести значение критерия
Фишера для вероятности 0,99
1. Коэффициент вариации CV
2. Предел сходимости г
3. Привести хроматограммы
1. Коэффициент вариации CV в
масштабах обеих условий.
2. Предел воспроизводимости R
3. Привести хроматограммы.
1. Хроматограммы растворов.
2. Расчитать СКО.
Калибровка
Линейность
Предел детекти-
рования
Предел определе-
ния
Робасность
Надежность
Неопределенность
1. В случае макроисследова-
ний: В плацебо добавить ана-
лит в известной концентрации,
как правило в диапазоне от 50
до 150% от номинала с шагом в
10-20%. Приготовить примерно
15 образцов (5 концентраций
по 3 повтора).
2. В случае микроисследова-
ний: В плацебо добавить ана-
лит в известной концентрации,
в диапазоне от 25 до 150% от
номинального содержания при-
меси.
Проанализировать стандартные
растворы определяемого анали-
та, различных концентраций
(желателен диапазон от 10% до
120% содержания от номиналь-
ного значения). Количество
калибровочных точек не менее
6 в тройной повторности.
Рассчитать исходя из получен-
ной калибровки. Можно прове-
рить предел хроматографирова-
нием раствора с рассчитанным
пределом детектирования.
В несколько различных услови-
ях (разные приборы, разные
дни, разные температуры окру-
жающей среды, разные реактивы
и т.д.), проанализировать
раствор одного и того же пре-
парата .
Рассчитать неопределенность
одним из приведенных методов,
согласно модельного уравнения
3. Расчитать коэффициент ри-
кавери для всех точек, а так-
же среднее значение.
4. Привести график, подтвер-
ждающий линейность рикавери
на всем протяжении рабочего
диапазона.
5. Привести график распреде-
ления остатков.
1. Привести хроматограммы
2. Построить калибровку, ука-
зать коэффициенты регрессии
(Ь, а) .
3. Рассчитать ошибку аппрок-
симации или остаточное СКО
регрессии Sy
4. Привести критерий линейно-
сти (PG) (Мандель-тест) и со-
ответственно табличный крите-
рий Фишера F(o.oi,i,n-3))
5. Привести графики зависимо-
сти и остатков.
1. Расчитать LOD
2. Расчитать LOQ
3. Привести хроматограммы
1. RSD пиков для разных усло-
вий.
2. RT основных компонентов
смесей.
3. Эффективность по каждому
из пиков.
4. Коэффициенты асимметрии
пиков.
5. Разрешение для критичных
пар пиков
6. Привести хроматограммы
1. Привести бюджет неопреде-
ленности (в случае расчета по
GUM) .
2. Привести значение расши-
ренной неопределенности,
стандартной суммарной неопре-
деленности, коэффициента ох-
вата.
Итак, как же спланировать серии экспериментов для получения исчерпывающего
отчета по валидации метода?
Планирование серий анализов
Образцы : Растворы стандартного вещества
различной концентрации.
Точки калибровки
С
С|и1п
с2
Сз
с4
^мах
1
*
*
*
*
*
2
*
*
*
*
*
3
*
*
*
•
*
*
-
-
-
*
9
*
-
-
-
*
10
*
-
-
-
*
Итого : 29 обязательных инжекций
Критерии, которые можно рассчитать Планирование серий анализов
из данной серии анализов
Точность, сходимость, промежуточная Образцы : Растворы различной концентрации, полученные путем
прецизионность, неопределенность, рикавери обработки модельных смесей, полученных на основе плацебо с
добавкой определяемых веществ
Точки калибровки
Повторности
С, % от
номинала
СМ1П (60%)
С2 (80 %)
С3(Ю0%)
С4 (120%)
Смах(140%)
1
*
*
*
*
*
2
*
*
*
*
*
3
*
*
*
*
*
-
-
*
-
-
9
-
-
*
-
-
10
-
-
*
-
-
Итого : 25 обязательных инжекций для одного оператора и прибора.
Повторности
С, % от
номинала
С3(Ю0%)
1
*
2
*
3
*
*
9
*
10
*
Итого : 10 обязательных инжекций для второго оператора и прибора.
Критерии, которые можно рассчитать из
данной серии анализов
Диапазон , Линейность, LOD, LOQ
Химичка
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ МЕТАЛЛОВ
Витер В.Н.
Качественное определение
цинка, алюминия и хрома
В том, что стальная монета 2 гривны с никелевым гальваническим покрытием не
содержит цинка или алюминия - я не сомневался, но по случаю решил это прове-
рить . Хром также обнаружить не удалось - качественную реакцию я проводил в
прошлом (с другими монетами 2 гривны), но, если именно в конкретных монетах
хром есть, описанный ниже анализ это покажет.
В наличии был образец, полученный растворением двух монет 2 гривны в смеси
концентрированных азотной и соляной кислот. Замысел такой: приготовить креп-
кий раствор щелочи, добавить в него анализируемый раствор, перемешать. Щелочь
должна быть в избытке. Железо и никель - в осадке в виде гидроксидов. Алюми-
ний, цинк и хром - в случае их присутствия - перейдут в раствор в виде гидро-
ксокомплексов. Фильтруем осадок. В фильтрате - гидроксокомлексы вместе с из-
бытком щелочи. К фильтрату добавляем кислоту небольшими порциями при переме-
шивании. Когда избыток щелочи будет нейтрализован, гидроксиды цинка, алюминия
и хрома выпадают в осадок, который затем растворится в следующих порциях ки-
слоты .
Появление осадка свидетельствует, что в монетах был хотя бы один из метал-
лов : цинк, алюминий и хром. Если осадка не будет, значит, в монетах не было
заметных количеств любого из этих трех металлов (разумеется, кислоту следует
добавлять аккуратно).
Приготовил раствор 10 г едкого кали в 20 мл дистиллированной воды, в него
по каплям стал добавлять анализируемый раствор. Анализируемый раствор после
стояния имел зеленовато-коричневый цвет. Капли, опускаясь на дно, становились
темно-коричневыми и превращались в гелеобразные гранулы.
Неожиданно возникло явление, которое наблюдается в эксперименте "Химические
водоросли (коллоидный сад)". Есть много вариантов данного опыта, но наиболее
распространенный из них следующий: жидкое стекло (технический раствор силика-
тов натрия и калия) разводят водой в 2-3 раза и наливают в стакан или колбу.
На дно помещают крупные кристаллы солей металлов, которые дают малораствори-
мые силикаты: соли железа, кобальта, никеля, хрома, алюминия, цинка, магния и
т.д. (сами исходные соли должны быть растворимы в воде). В результате из кри-
сталлов начинают расти нити, похожие на водоросли. Ждать приходится часы или
сутки, но в некоторых случаях - с хлоридом железа (III), например, "водорос-
ли" растут буквально на глазах.
Суть наблюдаемого явления проста: вокруг кристалла, например, нитрата ко-
бальта образуется пленка силиката кобальта, которая обладает свойствами полу-
проницаемой мембраны (как в классических опытах по демонстрации осмоса). Вода
(растворитель) через такую мембрану проходит, растворенные вещества - нет
(вернее, проходят тоже, но гораздо хуже). Из-за более высокой концентрации
веществ внутри мембраны вода из окружающего раствора устремляется внутрь - за
счет осмоса, давление внутри "капсулы" растет, и пленка в некоторых местах
рвется. Из отверстий выступает раствор нитрата кобальта, который снова реаги-
рует с силикатами натрия и калия, образуя новую пленку, - в этот момент водо-
росль "растет". Герметичность капсулы восстанавливается, давление внутри ее
опять увеличивается, пока снова не происходит прорыв пленки и выброс раствора
нитрата кобальта из капсулы. В результате реакции образуется новая силикатная
пленка вокруг выступившего раствора, и т.д.
Так вот, застывшие капли анализируемого раствора (полученного из монет 2
гривны) на дне стакана со щелочью также стали "расти" методом "почкования":
сформировавшаяся поверхность стала прорываться, и в этих местах образовыва-
лись меньшие "гранулы", которые сохраняли связь с материнской. В отличие от
классического варианта "химических водорослей" процесс этот шел не очень ак-
тивно , и цикл повторялся всего по несколько раз. Но эффект был. Я решил оста-
вить этот вариант "химических водорослей" до лучших времен, а сейчас - про-
должить анализ.
Всего я добавил в щелочь 3.5 мл анализируемого раствора - получил темно-
коричневый осадок на дне в виде капель-гранул. Перемешал - содержимое стакана
стало коричневым.
Профильтровал смесь сквозь фильтровальную бумагу - фильтрат был прозрачным
и бесцветным.
К фильтрату по каплям стал добавлять азотную кислоту при перемешивании,
время от времени проверяя рН индикаторной бумагой. Сначала - ничего, потом
капли стали вызывать выделение углекислого газа, реакция раствора изменилась
от сильнощелочной через слабощелочную к слабокислой и, наконец, к сильнокис-
лой . Образование осадка малорастворимых гидроксидов не наблюдалось.
Значит, в монетах 2 гривны не содержалось заметных количеств цинка, алюми-
ния и хрома.
Химичка
\))^
НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
СИНТЕЗЫ ФЭА1
Мескалин
Мескалин — психоделик, энтеоген из группы фенилзтиламинов. Систематическое
название — 2-(3,4,5-триметоксифенил)-зтиламин. В небольших количествах содер-
жится в кактусах рода Lophophora (Lophophora williamsii) и Эхинопсис
Во всех опытах с ЛАГом ТГФ обезвоживался следующим образом:
В колбу с ТГФ кидали кусочки натрия ~ б г на литр и добавляли ~ 8 г бензофенона.
И вся эта смесь 3 часа кипятилась, т.е. примерно до того момента пока она не стано-
вилась темно-синего цвета (цвет образующегося кетила). По цвету, РМ становилась как
Турнбуллева синь. После чего - безводный ТГФ отгонялся.
(Echinopsis pachanoi, Echinopsis peruviana); синтезируется искусственным пу-
тём из галловой кислоты, также может быть синтезирован из ванилина. В боль-
шинстве стран производство и распространение мескалина запрещено законом (в
том числе в России).
.0.
Получение стирена
2 г 3 , 4,5-триметоксибензальдегида присыпали к 20 мл ледяной уксусной кисло-
ты в стаканчике. Затем начали нагрев РМ на водяной бане и при перемешивании
растворили весь 3,4,5-триметоксибензальдегид. Затем при перемешивании прилили
туда 4 мл нитрометана и тут же тонкой струечкой при перемешивании 2 мл ЦГА.
Всю эту смесь нагревали на кипящей водяной бане в течение 2 часов. Затем сли-
ли ее в стакан с 25 мл ледяной воды и поставили все это охлаждаться в моро-
зилку на пару часов до обильного выпадения желто-оранжевых кристаллов. Кри-
сталлы отфильтровали и промыли два раза ледяной водой для удаления уксусной
кислоты. Полученные кристаллы перекристаллизовали из 5 мл ИПСа. Получив при
этом лимонного цвета кристаллики 3,4,5-триметокси-?-нитростирена. Их просуши-
ли при температуре 40-45 С в течение 5 мин. Выход - 2 г ^85%
Восстановление
В 0,5-литровой одногорлой колбе было смешано 85 мл безводного эфира и 2 г
ЛАГа. В экстрактор Сосклета была положена вата и на нее высыпан 1,75 г стире-
на. Затем в течение ^2 часов весь стирен был из экстрактора "вымыт" эфиром в
колбу с ЛАГом. После чего экстрактор сняли, и на его место поместили ОХ и
продолжили кипятить РМ в течение 24 часов. Затем РМ охладили и провели трех-
ступенчатый гидролиз: сначала 2 мл воды, затем раствор 0,3 г NaOH + 1,5 мл
воды и, наконец, 6 мл воды. После фильтрования на дне колбы образовалась лу-
жица из мескалинового маслица. Эфир отогнали и масло закислили в ИПСе серной
кислотой - получили 1,2 г мескалина. Выход ^65%.
ТМА-1
3,4,5-триметоксиамфетамин (ТМА, 3,4,5-ТМА, ос-метилмескалин) — химическое
соединение класса амфетаминов, психоделик. По структуре и фармакологическим
свойствам аналогичен мескалину, от которого отличается метильной группой в
позиции а.
NH2
Существует шесть различных ТМА., которые отличаются только в положении трех
метокси групп.
Механизм действия 3,4,5-ТМА аналогичен механизму действия других классиче-
ских психоделиков и основан на агонизме к 5-НТ2А-рецепторам.
3,4,5-ТМА внесён в Список I согласно Конвенции по психотропным веществам, а
также перечню наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров,
подлежащих контролю в Российской Федерации.
Получение пропена
2 г 3,4,5-триметоксибензальдегида присыпали к 20 мл ледяной уксусной кисло-
ты в стаканчик. Затем РМ нагрели на водяной бане и при перемешивании раство-
рили весь 3 , 4,5-триметоксибензальдегид. После чего при перемешивании прилили
туда 5 , 2 мл нитроэтана и тут же тонкой струечкой при перемешивании 2 мл ЦГА.
Всю эту смесь нагревали на кипящей водяной бане в течение 1 часа. Затем слили
ее в стакан с 50 мл ледяной воды и поставили все это охлаждаться в морозилку
на пару часов до обильного выпадения желто-оранжевых кристаллов. Кристаллы
отфильтровали и промыли два раза ледяной водой для удаления уксусной кислоты.
Полученные кристаллы перекристаллизовали из 10 мл ИПСа. Получив при этом ли-
монного цвета кристаллики 3,4,5-триметокси-?-нитропропена. Их просушили при
температуре 40-45 С в течение 5 мин. Выход - 1,4 г ^ 55%
Восстановление
В колбочку было прилито 90 мл ТГФ и в нем было растворено 1,3 г ЛАГа. Весь
пропен был растворен в 30 мл ТГФ. Затем раствор ЛАГа в ТГФ нагрели до кипения
на плитке и через капельную воронку начали прикапывать раствор пропена. При-
капывание продолжали в течение ^40 мин. Затем смесь кипятилась в течение 7
часов. По прошествии этих самых 7 часов цвет РМ был светло-пепельный. Затем
РМ охладили и гидролизнули так же в три этапа: сначала 1,2 мл воды, затем 0,2
г NaOH + 0,9 мл воды и, наконец, 3 мл воды. После фильтрования получили ТГФ
светло-желтого цвета. Растворитель отогнали масло закислили серной к-той в
ИПСе. ИПСа пришлось брать много т.к. образующаяся соль очень жадно поглощала
ИПС и все РМ застывала. После кисления смесь отфильтровали - образовавшийся
белый порошок растерли с эфиром и еще раз отфильтровали. После чего высушили.
Получилось ^ 0,8 г ТМА что соответствует ~ 55% выходу.
ТМА-2
Наиболее важным ТМА. соединением с фармакологической точки зрения является
ТМА.-2, так как этот изомер был гораздо более широко используемым в качестве
рекреационного наркотика.
Получение пропена
К 5 г 2,4,5-триметоксисбензальдегида прилили 25 мл ИПСа и смесь нагрели на
водяной бане до температуры в 80 градусов при этом растворился весь альдегид.
Вообще этот БА очень плохо растворим в ИПСе. Затем в РМ добавили 0,29 мл ук-
сусной кислоты и 0,17 мл безводного этилендиамина. Затем к смеси прилили 3 мл
нитроэтана (на 1 моль альдегида берется 1,4 моль нитроэтана). После чего
смесь стояла на водяной бане при температуре 57-62 градуса в течение 2,5 ча-
сов. Затем стаканчик с РМ достают и в течение 1-2 часов смесь охлаждают на
воздухе - там образуются кристаллы. После охлаждения на воздухе стаканчик
ставят в морозилку на несколько часов для более полного осаждения кристаллов.
Перекристаллизация из ИПСа не требуется продукт и так достаточно чистый. По-
лучилось - 4,8 г + 0,45(с маточника) т.е. всего 5,3 г пропена (78%).
Восстановление
В колбу прилили 100 мл ТГФ и засыпали туда 4 г ЛАГа. Пропен растворили в 20
мл ТГФ. Затем колбу с раствором ТГФ поставили на плитку и начали греть. Когда
ТГФ закипел, начали прикапывать раствор пропена. Прикапывали в течение 30
мин. После чего смесь кипятили еще 3 часа. Затем РМ охладили и гидролизовали:
3,7 мл воды; 0,6 г NaOH + 3,2 мл воды; 10 мл воды. После фильтрования осадок
дважды растерли с ТТФ. ТТФ отогнали и получили оранжевое маслице. Прикидочный
опыт в пробирке показал что данное маслице абсолютно не хочет кислится в ИПСе
раствором серной к-ты. Поэтому масло растворили в ИПСе и закислили ОСЧ фос-
форной кислотой. Как только капли кислоты падали в раствор масла в ИПСе -
мгновенно образовывались гранулы. Смесь сначала сильно загустела, а затем по
мере приближения к точке эквивалентности начала разжижаться. Смесь кислили до
нейтральной среды. Осадок отфильтровали и растерли с эфиром, после чего еще
раз отфильтровали. После сушки вышло - 4,0 г ТМА-2 фосфата в виде белого рас-
сыпчатого порошка. Выходы все те же в районе 60-65%.
ТМА-6
Простенький синтез, высокие выходы, интересное вещество.
1,3,5-триметоксибензол
Флороглюцин дигидрат (100 г, 0.62 моль, FW162.11) растворен в СН3ОН (320
мл), добавили 55 мл конц. H2S04. Кипятили 8 часов, Rm стала желтоватой, и
появился приятный запах. Охладили, добавили 500 мл Н20, метанол упарили на
роторе. Водный остаток мутнеет, экстрагируют СН2С12 (3x100 мл), сушат MgS04,
упаривают на роторе - остаток масло розового оттенка 63 г. Заливают диметил-
сульфатом (225 мл, 300 г, d 1.33, 2.38 моль, FW126.13) охлаждают в ледяной
бане и прикапывают при перемешивании 360 г охлажденного в морозилке 40% вод-
ного раствора NaOH. Добавление занимает 1 час - в процессе происходит форми-
рование осадка, оставляют на ночь при комн. темп. Экстрагируют СН2С12 (3x100
мл) , промывают метилен 40% раствором NaOH (3x75 мл) , сушат К2СОз, упаривают
на роторе - остаток - желтоватое крупнокристаллическое вещество, заливают
гексаном (100 мл) оставляют на мешалке на 20 минут. Фильтруют - титульное ве-
щество 36 г. Фильтрат упаривают досуха - полукристаллическая масса - кристал-
лизуют с EtOH, крупные прозрачные кристаллы 14 г. Маточник выливают. Выход в
сумме 50 г (48%).
2,4,6-триметоксибензальдегид
Растворяют 1,3,5-триметоксибензол (20 г, 0.12 моль, FW168.19) в 50 мл све-
жеперегнанного над Р2О5 ДМФА. Прикапывают при охлаждении 0 С свежеперегнанный
РОС1з (11.3 мл, 18.4 г, d 1.64, 0.12 моль, FW153.33). По прибавлению оксихло-
рида, снимают охлаждение и мешают 1 час при комн. темп. Выливают при переме-
шивании в 300 г вода/лед. Образуется гомогенный раствор янтарного цвета. По-
пытки вызвать кристаллизацию охлаждением и потиранием палочкой не дали ре-
зультата. Довели водой объем Rm до 800 мл, оставили на ночь, планируя утром
экстракцию - посмотреть, что же случилось. Утром полстакана заполняли большие
сростки кристаллов (по 5-10 см) с розоватым оттенком. Выход 22 г (93%). Т.
плав, на шарике термометра 117-119 С. Продукт использовался без дальнейшей
очистки.
2,4,6-триметоксинитропропен
2,4,6-триметоксибензальдегид (5.0 г, 26 ммоль, FW196.20) растворяют при на-
гревании (60 С) в IPrOH (25 мл), прибавляют нитроэтан (3.0 мл, 3.1 г, d 1.04,
41 ммоль, 1.5 экв, FW75.07). Добавляют этилендиамина диацетат (500 мг, 2.77
ммоль, 0.11 экв, FW180.2). Выдерживают при бане 80 С контролируя реакцию по
ТСХ (силуфол, СН2С12, Rf(альдегид)^0.21 (синяя флуоресценция в UV) ,
Rf(нитропропен)^0.90), через 20 минут альдегид пропадает, выдерживают допол-
нительно 10 минут, охлаждают и переносят на 30 мин в морозильную камеру (-18
С). Образованный осадок фильтруют, промывают петролем (2x25 мл), водой (2x20
мл). Кристаллизуют с iPrOH. Выход после кристаллизации 5.2 г (79%). Пластин-
ки ярко лимонного цвета. Т. плав, на шарике термометра 145-146 С.
2,4,6-триметоксиамфетамина гидрохлорид
К суспензии LiAlH4 (5.0 г, 132 ммоль, FW37.95) (избыток, ЛАГ неясного каче-
ства) в 100 мл ТГФ (перегнанный над L±A1H4) , при охлаждении водой со льдом
добавили по каплям при перемешивании раствор нитропропена (4.85 г, 19 ммоль,
FW253.25) в 100 мл ТГФ (трудно растворим!). Кипятили 2 часа, остудили до
комн. темп, далее баня со льдом - не снимая ОХ по каплям добавили последова-
тельно 5.0 мл Н20 в 30 мл ТГФ/5.0 мл 15% NaOH/15 мл Н20. Rm фильтруют на шот-
те, остаток на фильтре хорошо промывают 2x30 мл ТГФ, отжимают досуха. Упари-
вают на роторе (баня 50 С) - в остатке желтоватое масло, заливают 5% водной
НСООН, промывают 2x25мл Et20, осторожно щелочат К2СОз, экстрагируют 3x30 мл
Et20, сушат К2СОз. Нейтрализуют HCl/iPrOH, выпадают белые пластинки - хлопья,
фильтруют на шотте, промывают 2x25 мл сухого Et20. Сушат при 100 С, кристал-
лизируется с iPrOH. Белоснежный легкий мелкокристаллический порошок (листоч-
ки) . Выход 3.73 г (75%). Т. плав, на шарике термометра - 207-208 С.
ТМА
Бромванилин
Ванилин 20 грамм растворен с перемешиванием в 100 мл ледяной уксусной к-ты.
32 грамма КВг. Одновременно приготовлен раствор: 8 мл H2S04 растворены в 10
мл ледяной уксусной к-ты. Растворы слиты и поставлены на охлаждение. По кап-
лях добавлено 15 мл перекиси 30%. Раствор постоял 90 минут. Осадок профильт-
рован и промыт ИПС. Выход 16,2 грамма.
Сиреневый альдегид
В 50 мл МеОН растворено 7,2 г Na. Добавлено 30 мл ДМФА и 1,6 г CuCl (долито
еще метанола к 50 мл так как во время р-ции часть метанола полетела) , через
15 минут добавили 16,2 г бромванилина. При нагреве смесь разжижалась и стала
зеленой, затем коричнево-красной. Охладил. Вылил НС1 до кислой р-ции. Выпал
осадок его отфильтровал. Раствор экстрагировал 2 по 50 этилацетата. Отогнал
растворитель порошки объединил и промыл ДХМ (не очень помогло, так как все
равно видны розовые оттенки. Получено 6,4 грамма.
3,4,5-триметоксибензальдегид
К раствору 6,4 грамма 3,5-диметокси-4-гидроксибензальдегида в 50 мл ДМФА
присыпано 8 грамм карбоната калия безводного. К полученной суспензии осторож-
но, при комнатной температуре прибавлено 6 мл диметилсульфата. Реакционную
массу оставил на ночь, перед этим мешая ее около часа, затем разбавили кипят-
ком до 500 мл. Смесь помутнела охладил до 0. 3,4,5-триметоксибензальдегид от-
фильтрирован и взвешен. Получено 4,3 грамма. Померил т. пл. 72-74 С.
Конденсация
К 4,3 грамма альдегида добавлено 1,2 грамма ацетата аммония (просушенного
над оксидом фосфора) и 10 мл ледяной уксусной к-ты, после растворения прилил
5 мл нитроэтана. Рефлюкс 2,5 часа. Смесь вылита в 20 мл Н20 и поставлена в
морозилку. Утром профильтровал и промыл ИПС. Часть продукта потеряна. Получе-
но 1,7 грамма пропена.
Восстановление
Раствор пропена в 8 мл ЛУК и 20 мл ИПС добавлен к 3,5 грамма амальгамирова-
ной фольги. Реакция не запустилась, на улице было -15 С. Колба нагрета и ре-
акция пошла, закончилась за 30 минут. К смеси прибавлен роствор гидроксида
натрия к щелочной р-ции. Вытянуто 50 и 2 по 25 пертолея. Кислил серной к-той.
Продукт раз промыл ИПС и раз ацетоном. Получено 650 мг сульфата ТМА.
2С-В
2С-В, или 4-бромо-2,5-диметоксифенэтиламин — психоделик рода фенилэтилами-
нов. Входит в семейство 2С.
Эффекты 2С-В описываются как нечто среднее между эффектами MDMA, и LSD, од-
нако не как их комбинация. Отмечают сильные зрительные галлюцинации, а также
эмпатогенную составляющую воздействия вещества.
Согласно перечню наркотических средств, считается наркотическим средством и
запрещён к обороту на территории РФ.
Получение стирена
В стакане внесли навеску 4 г 2,5-диметоксибензальдегида смешали с 18 мл ИП-
Са (слишком мало ИПСа надо брать в 2 раза больше) и при нагревании растворили
его. Затем присыпали в смесь 0,44 грамма ЭДДА и так же растворили его при пе-
ремешивании . После чего в смесь был добавлен 2,3 мл нитрометана. И вся эта
смесь нагревалась на водяной бане в течение 2,5 часов при температуре 57-62
градуса. Через час в стакане получились красные кристаллы, которые после пе-
рекристаллизации дали выход - 4,0 грамма или 80%.
Восстановление и бромирование
В колбу было залито 100 мл ТГФ и засыпано туда 4 г ЛАГа. Весь стирен при
нагревании растворили в 13 мл ТГФ. Затем раствор стирена начали прикапывать к
раствору ЛАГа. Прикапывали в течение 40 мин. Затем смесь поставили на плитку
и кипятили в течение 90 мин. Гидролиз: 3,5 мл воды; 0,5 г NaOH + 3,5 мл воды;
10 мл воды. После фильтрования осадок 2 раза растерли с ТГФ. Фракции объеди-
нили и отогнали растворитель. Получили масло, которое растворили в 3 мл ледя-
ной уксусной к-ты и прилили к смеси раствор 0,3 мл брома в 1 мл ледяной ук-
сусной к-ты. При этом наблюдался разогрев РМ. Примерно через 40 мин РМ за-
твердела от выпавшего 2С-В гидробромида. РМ поставили на 1 час в морозилку и
затем отфильтровали. Осадок 3 раза прямо на фильтре промыли эфиром и высушили
- получено 1,65 г порошка 2С-В гидробромида светло-кремового цвета.
DOB, DON
ДОБ (сокращение от 2,5-диметокси-4-бромоамфетамин), также известный как
бромамфетамин (МНИ), — психоделик фенилэтиламинового класса.
Вещество было описано как более ясный, более амфетаминовый вариант ЛСД,
многие пользователи отмечают, что по сравнению с ЛСД он действует более «жё-
стко» .
В России ДОБ входит в Список I Перечня наркотических средств, психотропных
веществ и их прекурсоров, оборот которых запрещён.
NH2
Получение пропена
К 11,7 г 2,5-диметоксисбензальдегида прилили 54 мл ИПСа и смесь нагрели в
стаканчике на водяной бане до температуры в 60 градусов при этом растворился
весь альдегид. Затем в РМ добавили 0,89 мл уксусной кислоты и 0,47 мл безвод-
ного этилендиамина (в общей сложности образовалось ЭДДА в мольном соотношении
1:0,1 альдегида и ЭДДА соответственно). Затем к смеси прилили 10 мл нитроэта-
на (на 1 моль альдегида берется 1,4 моль нитроэтана). После чего смесь стояла
на водяной бане при температуре 57-62 градуса в течение 2,5 часов. Затем ста-
канчик с РМ достают и в течение 1-2 часов смесь охлаждают на воздухе - там
образуются кристаллы. Корда смесь охладится на воздухе ее ставят в морозилку
еще на несколько часов для более полного осаждения кристаллов. Перекристалли-
зация полученного пропена не требуется. Получилось ~ 10,8 г (70%)
Восстановление
В колбу приливается 180 мл ТГФ и закладывается туда 7,5 г ЛАГа(1,4 мольный
избыток). Пропен растворяется в 40 мл ТГФ. После чего без нагревания колбы с
ЛАГом раствор пропена прикапывается к ЛАГу в течение 60 мин. Затем РМ кипя-
тится в течение 90 мин. Цвет РМ после кипячения светло-пепельный без призна-
ков желтизны. Затем проводится гидролиз: 6,5 мл воды; 1 г NaOH + 5,5 мл воды;
15 мл воды. После фильтрования осадок 2 раза растирают в ТГФ. Растворитель
отгоняют и получают грязно-оранжевое масло 2,5-DMA.
Бромирование
Половина масла, которое получили на этапе восстановления растворяется в 16
мл ледянки и к этому раствору при перемешивании прикапывается раствор 0,85 мл
брома + 4 мл ледянки. Через 3 часа РМ в делительной воронке промыли эфиром
(для удаления брома) при этом цвет уксусного слоя стал как у кофе с молоком.
Затем раствор защелачили карбонатом калия и экстрагировали ДХМ. ДХМ отогнали
и образовавшуюся субстанцию закислили, получили - серовато-себебристого цвета
кристалы DOBa в количестве 1,2 г.
Нитрование
Вторую половину 2,5-DMA растворили в 12 мл ледяной уксусной кислоты и полу-
ченный раствор прикапали за 15-20 минут в 20 мл 65% азотной кислоты. При этом
медленно выделялся диоксид азота. Затем в РМ добавили 40 мл ледяной воды за-
щелачили раствором карбоната калия и экстрагировали дихлорметаном (к сожале-
нию, забыли промыть раствор еще до кисления, а это надо сделать обязательно).
ДХМ отогнали, и темно-красный осадок растворили в 8 мл ИПСа и начали кислить
концентрированной НС1 с контролем по индикаторной бумажке. ИПС затем испари-
ли, а получившийся грязно-зеленый осадок начали отмывать большим количеством
безводного ацетона. В результате было получено 2,3 грамма зеленовато-
коричневого порошка ДОНа.
2C-N
Полное название химического вещества — 2-(2,5-диметокси-4-нитрофенил ) эта-
намин.
Соли 2C-N имеют цвет от ярко-желтого до оранжевого из-за присутствия нитро-
группы, в отличие от всех других членов семейства 2С, у которых соли имеют
белый цвет.
2C-N является контролируемым веществом.
5 г перегнанного в вакууме основания 2С-Н растворили в 30 мл ледяной уксус-
ной кислоты, при этом случилась сильная экзотерма, и раствор поставили в мо-
розилку. Раствор в морозилке закристаллизовался полностью. Через некоторое
время он был вынут из морозилки и после того, как он практически полностью
растаял, к нему добавили охлажденную в холодильнике азотную кислоту в количе-
стве 18 мл. Немножечко помешали, чтобы растворить оставшийся твердый кусочек,
который довольно быстро растаял. Минут через несколько раствор заметно на-
грелся и был убран в холодильник. Минут через десять его достали из холодиль-
ника, из него уже выпадали кристаллы. Через 35 минут вставшую колом оранжевую
реакционную массу размешали стеклянной палочкой, чтобы можно было фильтро-
вать , отфильтровали на бюхнере, удалив жидкость по максимуму. Насос отключи-
ли, в воронку налили ацетон, размешали все шпателем и снова включили насос.
Промыв таким образом кристаллы два раза ацетоном, их высушили на воздухе.
Выход нитрата 2C-N составил 4,7 г, 58,4%, большие кислотно ярко-желтые кри-
сталлы. В фильтрате еще что-то осталось, конечно.
Синтез
2,5-Диметоксифенилэтиламина2
Пример 1
альфа-хлор-2,5-диметоксиацетофенон
В 3-хгорлой 0,5 л колбе (с ОХ, термометром, кап. воронкой и магнитной ме-
шалкой) р-рили 1,4-диметоксибенол (60 г, 0,44 моль) в дихлорметане (240 мл),
добавили А1С13 (64 г, 0,48 моль), (при охлаждении ?) и после перемешивали еще
5 минут при комн. темп. Добавили каплями за 90 минут р-р хлорангидрида хло-
руксусной к-ты (40 мл, 0,5 моль) в дихлорметане (40 мл). Размешивали еще 4
часа при комн. темп. После вылили на смесь льда со 130 мл конц. соляной к-ты
и размешивали 30 минут. Экстрагируют дихлорметаном (3x100 мл), сушат сульфа-
том натрия. После удаления р-рителя получили твердое желтое в-во. Сырой про-
дукт перекрист. из метанола.
Выход 59 г (64%) , Т пл. 89-91 °С (с разложением) .
альфа-амино-2,5-диметоксиацетофенон
В 0,5 л 3-хгорлой колбе (с ОХ, термометром и магнитной мешалкой) р-рили
альфа-хлор-2, 5-диметоксиацетофенон (21,4 г, 0,1 моль) в 95% этаноле (200
http://v3.espacenet.com/textdoc?IDX=CNl01311162
мл), добавили уротропин (42 г, 0,3 моль) и размешивали 18 часов при комн.
темп. После осадок отфильтровывают.
Далее осадок кипятят 24 часа в р-ре конц. соляной к-те (100 мл) и 100 мл
этанола (100 мл) . После охлаждают в ледяной бане, доводят до щелочной рН 5%
р-ром NaOH, экстрагируют этилацетатом (3x100 мл), сушат сульфатом натрия и р-
ритель удаляют в вакууме.
Выход сырого альфа-амино-2,5-диметоксиацетофенона 15 г (76,9%), с содержа-
нием > 96%. Без дополнительной очистки использовался в следующем шаге.
2,5-Диметоксифенилэтиламин
В 1 л 2-хгорлой колбе (с термометром, ловушкой для воды и магнитной мешал-
кой) нагревают альфа-амино-2,5-диметокси-ацетофенон (19,5 г, 0,1 моль) , КОН
(33,6г, 0,6 моль), диэтиленгликоль (240 мл) и 80% гидразин-гидрата (38 мл,
0,6 моль) собирая воду более чем от теор. кол-ва. После этого нагревают еще 2
часа. В общей сложности около 18 часов. Далее выливают в холодную воду, экст-
рагируют этилацетатом (3x100 мл), сушат сульфатом натрия, р-ритель удаляют в
вакууме, и остаток перегоняют, собирая фракцию при 155-157 °С/533 Ра.
Выход: 12,2 г (67,4%).
Все остальные примеры по примеру 1:
■ Пример 3. При получении альфа-хлор-2,5-диметоксиацетофенона за место ди-
хлорметана использовали 1,2-дихлорэтан. Выход: 60,3 г (65,4%).
■ Пример 4, с 1,1,2-трихлорэтаном. Выход: 59,6 г (64,7%).
■ Пример 5. Брали хлорацетилхлорида 35,2 мл (0,44 моль). Выход: 58,4 г
(63,5%).
■ Пример 6. Хлорацетилхлорида брали 52,8 мл (0,66 моль). Выход: 61,5 г
(66,7%)
■ Пример 7. При получении уротропиновой соли использовали 14 г уротропина
(0,1 моль). Выход сырого альфа-амино-2,5-диметоксиацетофенона 13,9 г
(71,4%), с содержанием > 96%.
■ Пример 8. При получении уротропиновой соли использовали 70 г уротропина
(0,5 моль). Выход сырого альфа-амино-2,5-диметоксиацетофенона 14,5 г
(74,3%), с содержанием > 96%.
■ Пример 9. Уротропиновую соль кипятили в р-ре из 50 мл конц. соляной к-ты с
100 мл этанола в течении 36 часов. Выход сырого альфа-амино-2,5-
диметоксиацетофенона 14,8 г (75,9%), с содержанием > 96%.
■ Пример 10. Уротропиновую соль кипятили в р-ре из 150 мл конц. соляной к-ты
с 100 мл этанола в течении 12 часов. Выход сырого альфа-амино-2,5-
диметоксиацетофенона 15,2 г (77,9%), с содержанием > 96%.
■ Пример 12. Брали 80% гидразин-гидрата 13 мл (0,2 моль). Выход 2,5-
диметоксифенилэтиламина 11 г (60,8%).
■ Пример 13. Брали 80% гидразин-гидрата 50 мл (0,8 моль). Выход 2,5-
диметоксифенилэтиламина 12,4 г (68,5%).
2С-С
2С-С — психоделический фенилэтиламин семейства 2С.
Визуальные эффекты 2С-С схожи с таковыми от приёма LSD или псилоцибиновых
грибов, но являются менее интенсивными при стандартных дозировках.
Обычно синтезируют из 2С-Н (2,5-диметоксифенэтиламина) или 2С-В (4-бромо-
2,5-диметоксифенэтиламина).
Запрещён к обороту на территории Российской Федерации. В США. не внесён в
список наркотических средств и оборот его не контролируется, но за хранение и
продажу вещества потенциально могут привлечь к уголовной ответственности.
4-хлор-2,5-диметоксибензальдегид
В колбу RBF с холодильником и мешалкой помещают 55 г 2 -хлор-1,4-
диметоксибензола чистотой 80% (317 --> 254 ммоль), содержащего некоторое ко-
личество дихлора и нехлорированного продукта. Затем туда помещают 84 г НМТА3
(600 ммоль) , а затем 400 мл GAA4 и смесь перемешивают до растворения. Затем
при охлаждении ледяной баней по каплям добавляют 210 г H2S04 (по оценкам, оно
составляет примерно 7 экв. для общего количества бензольных соединений) . Бе-
лую суспензию затем кипятили с обратным холодильником в течение 3 часов при
150 С, получая темно-желтый раствор. После охлаждения до комнатной температу-
ры соль гексамина (которая, если она выделена, выглядит как темное масло)
гидролизуется добавлением к раствору GAA 400 мл Н20 и 100 мл EtOAc и переме-
шиванием в течение одной ночи при комнатной температуре. На следующий день
растворители выпаривают при пониженном давлении, густой остаток обрабатывают
водой и экстрагируют 6 х 200 мл EtOAc (в последней фракции еще оставалось
около 4 г продукта). Объединенный экстракт промывают Н20, затем разбавляют
600 мл гексана, промывают 10% раствором NaCl, затем рассолом. Органический
слой фильтровали через 100 г силикагеля, который промывали примерно 50%
EtOAc/гексан. В результате выпаривания получили 48 г желтого остатка, который
кристаллизовался. Он все еще содержит некоторое количество аддукта, поэтому
его перекристаллизовывали из 50 мл МеОН, помещали в морозильную камеру,
фильтровали от красного фильтрата и еще раз перекристаллизовывали из МеОН.
После высушивания до постоянного веса получали 13,5 г альдегида в виде блед-
но-желтого порошка, чистый по спектру ЯМР 4-хлор-изомер. Выход составил 67
ммоль или 27% по 2-хлор-1,4-диметоксибензолу. Второй выход дал 1,5 г. Общий
выход 29%.
4-хлор-2,5-диметоксинитростирол
В RBF с холодильником емкостью 250 мл помещают 13,3 г 4-хлор-2,5-
диметоксибензальдегида (66 ммоль), затем 70 мл МеОН (получена суспензия), за-
тем 14 мл GAA, затем 1,2 мл 40%-ного водного раствора. Добавляют MeNH2 (14
ммоль) , а затем 8 г нитрометана (132 ммоль) . Нитростирол выпадает в осадок
после 15-минутного нагревания, но желтую суспензию оставляют на 2 часа при
кипячении с обратным холодильником. Осаждение завершали охлаждением в моро-
зильной камере на ночь. После фильтрации, промывки холодным МеОН и сушки по-
лучают 14 г (87%) желтых кристаллов, гомогенных по данным ВЭЖХ.
4-хлор-2,5-диметокси-ПЭА
В RBF объемом 1000 мл в атмосфере азота растворяют 9 г NaBH4 в 90 мл Н20,
(НМТА) Вероятно, гексаметилентетрамин, также известный как метенамин или уротро-
пин.
4 (GAA) Вероятно, ледяная уксусная кислота.
5 (RBF) Круглодонная колба.
затем добавляют 200 мл IPA6. Затем порциями добавляют 14,0 г 4-C1-DMNS (57
ммоль) в течение 30 мин при комнатной температуре, что приводит к экзотерми-
ческой реакции. Затем перемешивали еще 30 мин, затем по каплям добавляли 20
мл GAA при охлаждении на ледяной бане. Н2 выделяется, а бораты растворяются.
Затем добавляют 37 г Zn (570 ммоль) и затем по каплям в течение часа 150 мл
32 % НС1, происходит экзотермическая реакция. Реакционную смесь оставляют пе-
ремешиваться еще на 2 часа (реакция прекратилась, выход ВЭЖХ 88%), а затем Zn
отфильтровывают и промывают МеОН. Органические растворители выпаривают при
пониженном давлении при температуре бани <50 С до тех пор, пока не останется
только водный раствор. Его подщелачивали 400 мл 20% NaOH и экстрагировали 3
раза по 200 мл Et20. Объединенную органику дважды промывали 10 % NaOH, затем
экстрагировали достаточным количеством 10 % H2S04 и дважды водой (сохраняйте
эти 3 кислые фракции!). Отделяется нерастворимое масло, которое выбрасывается
как примесь. Кислые водные фракции один раз промывали Et20 и подщелачивали
избытком 10% NaOH. Продукт экстрагировали 3-х Et20 и объединенные фракции за-
тем промывали 4-х водой. После выпаривания растворителя и сушки азеотропом
CH3CN получили 9,2 г свободного основания (75 %) желтого масла. Добавляют 1,5
экв. НС1 в МеОН и несколько раз выпаривают МеОН при пониженном давлении, за-
тем остаток кристаллизуют в смеси ацетон/ЕЪ20. Выход 4-хлор-2,5-диметокси-
ПЭА-НС1 составляет 9,0 г (63%).
2С-Т-19
Самый простой синтез 2-алкилтио-1,4-диметоксибензола путем катализируемого
метиламином присоединения алкантиола к бензохинону, что является одной из са-
мых быстрых реакций, с таким нелепым количеством метиламина. Затем после од-
ного алкилирования с помощью DMS7 происходит формилирование активированного
бензола с использованием ОТС Sulphuric Duff с хорошими выходами. Наконец,
обычная конденсация бария и восстановление до нитроалкана, а затем Zn дает
2С-Т-19.
2-(бутилтио)бензол-1,4-диол
В RBF объемом 250 мл суспендируют 5,4 г бензохинона (50 ммоль) в 50 мл МеОН
и 50 мл iPrOH8. Смесь охлаждают до 0 С и помещают под азот на 15 мин. Затем
добавляют 60 ммоль n-BuSH9 (6,4 мл) в течение одной минуты через шприц и уда-
ляют ввод азота. К охлажденной суспензии затем добавляют 0,06 ммоль (0,1
моль%) и 50 мкл водного раствора 4% MeNH2 в качестве нуклеофильного катализа-
тора присоединения тиола к бензохинону. Непосредственное растворение бензохи-
нона дает красно-коричневый раствор. Затем смесь перемешивают при комнатной
температуре в течение 30 мин.
(IPA) Изопропиловый спирт
Диметилсульфид (ДМС) или метилтиометан.
(iPrOH) Вероятно изопропиловый спирт
9 Возможно опечатка, n-BuOH, т.е. бутанол-1 (н-бутанол, н-бутиловый спирт)
2-(бутилтио)-1,4-диметоксибензол
Затем вышеуказанный раствор охлаждают до О С и барботируют азот в течение
15 мин. Тем временем готовят раствор 7 г КОН в 7 мл Н20, продувают азотом и,
наконец, добавляют в RBF. Затем через шприц по каплям добавляют 12 мл DMS при
О С и смесь оставляют до комнатной температуры на 30 мин. ВЭЖХ показала не-
полное метилирование, поэтому добавляют 6 мл ДМС, смесь, нагретую до 40 С, и
по каплям добавляют 5 мл 50% КОН. Реакционную смесь нагревали до 60 С, затем
ВЭЖХ показывала только один продукт и охлаждали до комнатной температуры. До-
бавление 30 мл 25% аммиака, перемешивание при комнатной температуре в течение
30 мин, фильтрация солей и промывка осадка ацетоном, затем выпаривание рас-
творителя и метилбутансульфида, взятого обратно в EtOAc, промывает 10% NaOH и
водой, выпаривание и азеотропная сушка толуолом дают 8,6 г (76% от бензохино-
на) замещенного бензола, чистого по данным ЯМР и гомогенного по данным ВЭЖХ.
4-бутилтио-2,5-диметоксибензальдегид
В RBF объемом 250 мл помещают 38 ммоль 2-(бутилтио)-1,4-диметоксибензола и
12,6 г НМТА (ММ 140, 90 ммоль, 2 экв.). Их растворяли при нагревании в 90 мл
АсОН, раствор охлаждали до комнатной температуры, затем при перемешивании по
каплям добавляли 180 ммоль концентрированной H2S04 (17,6 г, d 1,84, 10 мл) -
происходила экзотермическая реакция - и Затем RBF помещали в баню с темпера-
турой 155 С с включенным обратным холодильником. Белое твердое вещество вско-
ре исчезло, образовав темно-желтый раствор. После кипячения в течение 1 часа
30 минут смесь охлаждали до комнатной температуры, добавляли 100 мл воды и
EtOAc и раствор оставляли перемешиваться на одну ночь. Растворитель выпарива-
ли, добавляли воду и твердое вещество экстрагировали 3-х EtOAc. Объединенные
экстракты промывали 3 раза водой, затем насыщали NaHC03, затем рассолом, за-
тем сушили над MgS04, фильтровали и выпаривали с получением масла, которое
кристаллизовали в водном МеОН, с получением после сушки на воздухе 7,0 г аль-
дегида в виде порошка бежевого цвета. MW 254, 28 ммоль, 73%.
4-бутилтио-2,5-диметоксинитростирол
К раствору 28 ммоль 4-бутилтио-2,5-диметоксибензальдегида (ММ 254, 7,0 г) в
25 мл МеОН и 5 мл GAA добавляли водный MeNH2 (MM 31, 0,2 экв., 6 ммоль, 40%
водн. , d 0,9, 0,5 мл), а затем 36 ммоль нитрометана (МОТ 61, dl,12, 2,2 г, 2
мл). Раствор инкубировали при 80 С в течение трех часов. Через час выпали
осадки. Его оставляли кристаллизоваться при -20 С на ночь. Кристаллы отфильт-
ровали, промыли холодным МеОН и растерли в кипящем МеОН, затем охладили и от-
фильтровали , затем промыли и высушили. В результате получили 7,4 г оранжевых
иголок с молекулярной массой 297 (89%).
4-бутилтио-2,5-диметоксифенилэтиламин, 2С-Т-19
В RBF емкостью 500 мл в атмосфере азота добавляют 100 ммоль NaBH4 (3,8 г,
100 ммоль) , а затем 40 мл Н20 и 80 мл IPA. Порциями при комнатной температуре
добавляют 7,4 г (25 ммоль) 4-бутилтио-2,5-диметоксинитростирола. По заверше-
нии добавления смеси оставляют охлаждаться до комнатной температуры и переме-
шивать в течение 30 мин, затем при охлаждении на ледяной бане ее гасят не-
сколькими мл GAA. Затем к бледно-желтой смеси добавляют 12 г порошка Zn и за-
тем в течение 15 мин 50 мл АсОН. Смесь нагревают до 60 С в течение двух ча-
сов, затем снова охлаждают до комнатной температуры, Zn фильтруют и промывают
МеОН. Растворитель выпаривают при пониженном давлении и <50 С до тех пор, по-
ка не останется только вода, затем его подщелачивают избытком 20% раствора
NaOH, затем экстрагируют 4 раза толуолом и толуольные экстракты промывают 10%
NaOH, затем 3 раза водой и выпаривают. Добавляют метанольный раствор НС1 в
избытке и продукт кристаллизуют из ацетона/Еt20. Кристаллы перекристаллизовы-
вают в IPA. Выход 2С-Т-19НС1: 3,2 г (42 %) .
2C-T-2-5EtO
2С-Т-2 ИЛИ 2,5-диметокси-4-этилтио-фенэтиламин — психотропное средство из
группы фенилэтиламинов семейства 2С.
Эффекты 2С-Т-2 похожи на эффекты прочих психоделиков фенилэтиламиновохю ря-
да. Однако некоторые эффекты проявляются сильнее (и/или чаще), чем с другими
веществами. Особую ценность тиофенэтиламинам придаёт их мощный интроспектив-
ный потенциал. Впрочем, согласно отчётам, и внешняя работа, особенно творче-
ская, может сильно выиграть от их применения.
В россии производные 2,5-диметоксифенэтиламина, включая 2С-Т-2, включены в
список I перечня наркотических средств.
Это еще один путь к семейству 2С-Т, он не воняет и дает полный контроль над
замещением бензольного кольца, но имеет больше этапов синтеза. Это соедине-
ние, которое, как сообщается, усиливает когнитивные функции.
5-гидрокси-1,З-бензоксатиол-2-он
В RBF объемом 1000 мл, содержащую 42 г тиомочевины (550 ммоль) в 500 мл 2
н. НС1, по каплям в течение 30 мин прибавляют раствор бензохинона 54 г (500
ммоль), растворенного в 250 мл GAA, при перемешивании при комнатной темпера-
туре (белый осадок). После возвращения к комнатной температуре (один час) до-
бавляют 25 мл 10 Н. НС1 и смесь нагревают при 100 С в течение одного часа.
Затем его помещают в морозильную камеру и оставляют кристаллизоваться на
ночь. Кристаллы фильтруют, промывают ледяной водой и сушат. Выход: 78 г (93%)
хвои бежевого цвета.
5-метокси-1,З-бензоксатиол-2-он
К перемешиваемому раствору 67 г 5-гидрокси-1,З-бензоксатиол-2-она (0,4 мо-
ля) в ДМФА10 (200 мл) в атмосфере азота добавляют 83 г тонко измельченного
безводного К2С03 и затем по каплям 50 мл DMS, и коричневую смесь перемешивали
при комнатной температуре в течение 20 часов. На следующий день его разбавили
2 л Н20, что привело к осаждению продукта. После фильтрации и промывки водой
и холодным МеОН, затем перекристаллизации из 400 мл МеОН и сушки получают 50
г бежевых иголок (69%) . Избыток DMS в фильтрате уничтожали аммиаком. Примеча-
ние: продукт реагирует с аммиаком, не используйте его раньше.
4-метокси-2-меркаптофенол
Раствор 20 г NaOH (0,5 моль) в 100 мл Н20 и 50 мл МеОН дегазировали в тече-
ние 15 минут аргоном. Затем добавляли 18,2 г 5-метокси-1,3-бензоксатиол-2-она
(ММ 182, 100 ммоль) и смесь кипятили с обратным холодильником в течение 2 ча-
сов в атмосфере аргона. Смесь имела зеленый цвет с бледными частицами. Реф-
люкс сохранялся до конца двухчасового периода. Затем оставляли нагреться до
комнатной температуры и затем вливали 100 мл 6 Н. НС1. Выделившееся коричне-
вое масло экстрагировали 2 х 50 мл СН2С12, объединенную органическую фазу
Ы,Ы-Диметилформамид (Диметилформамид, ДМФА, DMF)
промывали один раз водой, затем сушили над MgS04, затем фильтровали и выпари-
вали на роторном испарителе: получали 14,7 г (94%) жидкого вонючего бледно-
коричневого масла.
(2-этокси-5-метоксифенил)(этил)сульфан
В RBF объемом 250 мл растворяют 7,8 г (ММ 156, 50 ммоль) 4-метокси-2-
меркаптофенола в 125 мл МеОН и дегазируют в атмосфере аргона в течение 15
мин, затем добавляют 7,3 г КОН (110 ммоль, 85%). После растворения 11 мл 2-
бромэтана (150 ммоль) и после удаления подачи аргона смесь перемешивали в за-
крытом сосуде с перегородкой при 40 С в течение ночи (Т. бани = 50 С) . КВг
практически сразу выпадает в осадок. После ночи TLC указала на один основной
продукт. Затем его фильтровали на Бюхнере и соль промывали небольшим количе-
ством МеОН. Растворитель выпаривали, остаток распределяли между Н20/СН2С12,
слой Н20 экстрагировали один раз DCM, объединенные слои DCM выпаривали с по-
лучением 9,1 г янтарного масла (МОТ 212, 43 ммоль, 86%).
5-этокси-4-этилтио-2-метоксибензальдегид
В RBF объемом 250 мл помещают 9,1 г (2-этокси-5-метоксифенил) (этил) сульфан
(43 ммоль) и 12,6 г НМТА (молекулярная масса 140, 90 ммоль, 2 экв.). Их рас-
творяли при нагревании в 90 мл АсОН, раствор охлаждали до комнатной темпера-
туры, затем при охлаждении и перемешивании по каплям добавляли 180 ммоль кон-
центрированной H2S04 (18 г, d 1,84, 10 мл) - происходила экзотермическая ре-
акция. Белую суспензию затем помещали в масляную баню и нагревали до кипения
с обратным холодильником (баня 150 С) . Твердое вещество частиц вскоре исчез-
ло, образовав темно-желтый раствор. После 1 часа кипячения с обратным холо-
дильником смесь охлаждали до комнатной температуры, добавляли 100 мл воды и
100 мл EtOAc и раствор оставляли перемешиваться на одну ночь. Затем раствори-
тель выпаривали, добавляли воду, и твердое вещество экстрагировали 3 х 100 мл
EtOAc. Объединенные органические слои дважды промывали водой и выпаривали в
вакууме с получением осадка, который перекристаллизовывали в МеОН, получая
после сушки 7,6 г розовых иголок. (74%).
5-этокси-4-этилтио-2-метоксинитростирол
К раствору 7,2 г 5-этокси-4-этилтио-2-метоксибензальдегида (30 ммоль) в 30
мл МеОН и 6 мл GAA добавляли водный MeNH2 (MM 31, 0,2 экв., 6 ммоль, 40%
водн. , d 0,9, 0,5 мл) , а затем 33 ммоль нитрометана (МОТ 61, dl, 12, 2 г, 1,8
мл). Раствор инкубировали при 80 С в течение полутора часов. Не было осадка.
Выход первой партии составил 60%, фильтрат варили еще два часа. Его оставляли
кристаллизоваться при -20 С на ночь. Кристаллы отфильтровывали, промывали хо-
лодным МеОН и растирали в кипящем МеОН, затем охлаждали до -10 С в течение 3
часов, фильтровали, затем промывали и сушили. В результате получали 6,2 г
красных игл с молекулярной массой 283 (73%).
5-этокси-4-этилтио-2-метоксифенилэтиламин
В RBF объемом 250 мл в атмосфере азота добавляют 3,4 г NaBH4 (90 ммоль), а
затем 34 мл Н20 и 70 мл IPA. Порциями при комнатной температуре добавляют 6,2
г (22 ммоль) 5-этокси-4-этилтио-2-метоксинитростирола. По окончании добавле-
ния смеси оставляют остывать до комнатной температуры и перемешивают в тече-
ние 30 мин, затем снова перемешивают.
При охлаждении на ледяной бане гасят 10 мл GAA. Затем к смеси добавляют 14
г порошка Zn и затем в течение 1 ч 50 мл ION HC1. Смесь оставляют перемеши-
ваться при комнатной температуре в течение двух часов, затем Zn фильтруют и
промывают МеОН. Растворители выпаривают при пониженном давлении и температуре
<50 С до тех пор, пока не останется только вода, затем подщелачивают избытком
20% раствора NaOH, затем экстрагируют 3 раза Et20 и объединенные экстракты
промывают 10% NaOH, затем 3 раза водой. После выпаривания добавляют избыток
метанольнохю НС1, МеОН повторно выпаривают для удаления избытка НС1, и про-
дукт кристаллизуют путем растворения в кипящем IPA и после возвращения к ком-
натной температуре путем добавления ацетона, а затем Et20. После одной ночи в
морозильной камере кристаллы фильтруют и перекристаллизовывают в 25 мл кипя-
щего IPA, затем снова доводят до комнатной температуры, затем добавляют 25 мл
ацетона, затем 150 мл Et20, затем замораживают, затем фильтруют, затем промы-
вают Et20 и сушат, получая 4,5 г бежевых кристаллов 2C-T-2-5EtO-HCl (70 %).
Как видите, для конденсации и восстановления формилирования всегда исполь-
зуется почти один и тот же метод.
Восстановление
нитростиролов
NaBH4/Zn/HCl
3-метокси-4-бензилокси-ФЭА
Колбу установили на бане с холодной водой, на м/м, в нее добавили р-р 0,5 г
(14 ммоль) боргидрида натрия в 5 мл воды/10 мл ИПС. 3-метокси-4-бензилокси-
нитростирол 1 г (3,5 ммоль) прибавили в течении 30 мин. малыми порциями. РМ
перемешивали еще 30 мин и осторожно прикапали 3 мл уксусной эссенции, при
этом выпала пара капель бурого масла (возможно грязь из-за плохо перекристал-
лизованного нитростирола). К смеси прибавили 2,3 г цинка одной порцией и в
течении 30 минут прикапали 8,7 мл 38% НС1, смесь оставили на м/м на 3 часа.
РМ отфильтровали от шлама и защелочили холодным раствором 10 г NaOH в 20мл
воды, всплыл желтый слой, все взвеси не растворились и смесь отфильтровали на
тканном фильтре, далее орг. слой отделили а водный экстрагировали 2x5 мл ИПС.
Экстракт закислили водной НС1 до рН 7 и упарили на тарелке.
Остаток - желтоватые и немного липкие кристаллы (1,1 г) растворили в 15 мл
воды и экстрагировали примеси 2x5 мл толуола, водную фазу упарили на паровой
бане. Получено 810 мг (78% выход) 3-MeO-4-BzO-PEA*HCl в виде чуть бежевых
кристаллов. MW=295 (гидрохлорид)
2С-Н
В 100 мл колбу поместили р-р 2,1 г (57 ммоль) боргидрида натрия в 30 мл
ИПС/15 мл воды, колбу опустили в холодную водяную баню и поставили на м/м.
2,5-ДМНС 3 г(14 ммоль) прибавили в 50-60 порций, в течении 50 минут, каждая
новая порция вносится после обесцвечивания предыдущей. После прибавления все-
го количества - смесь оставили на м/м на 40 минут. К смеси прикапали 12 мл
уксусной эссенции в течении 10 минут, не допуская разогрева. Прибавили 9,2 г
порошка цинка одной порцией и прикапали 34 мл 38% НС1 в течение 70 минут, по-
сле чего смесь оставили перемешиваться 2 часа.
РМ отфильтровали от шлама, шлам промыли 10 мл ИПС, фильтрат был бесцветен,
его охладили и защелочили в несколько порций охлажденным раствором 85 г КОН в
100 мл воды, всплывший желтоватый орг. слой отделили, водную фазу профильтро-
вали на тканном фильтре и экстрагировали 2x20 мл ИПС, светло-бурый экстракт
посушили Na2S04, упарили до объема 15 мл и закислили 38% HC1 до рН 7, выпала
вязкая субстанция, р-р и ее вылили на тарелку и упарили, осталась бежевая ка-
рамель, которая через 5 часов полностью кристаллизовалась в светло-бежевую
массу весом ровно 3 г со слабым запахом 2,5-диметоксифенилнитроэтана. Кри-
сталлы растворили в 10 мл теплой воды и экстрагировали примеси 2x5 мл толуо-
ла, защелачили 1,4 г КОН в 4 мл воды и экстрагировали всплывшее масло 2x5 мл
ДХМ. ДХМ упарили, получив 2,1 г (11 ммоль, 78% выход) желтого основания 2С-Н,
которое сразу пустили на бромирование.
2С-Н вторая попытка
К р-ру боргидрида натрия 2,4 г (64 ммоль) в 15 мл воды/34 мл ИПС, на м/м в
холодной водяной бане, добавляли 2,5-ДМНС 3,4 г (16 ммоль) малыми порциями в
течении 1 часа, РМ перемешивали еще 30 мин и прикапали 13 мл уксусной эссен-
ции в течении 20 минут, тверди растворились, раствор бесцветен, к смеси доба-
вили 10 г цинковой пыли и прикапывали 38 мл 38% НС1 в течении 80 минут, после
чего смесь оставили на м/м на 2 часа.
Смесь отфильтровали от шлама, шлам промыли 10 мл ИПС, фильтрат при охлажде-
нии защелачили холодным раствором 65 г NaOH в 100 мл воды, всплывший желтый
орг. слой отделили, смесь отфильтровали на синтетическом фильтре и экстраги-
ровали 3x20 мл ИПС, экстракт посушили Na2S04 и отогнали спирт до объема 20
мл, экстракт закислили 38% НС1 до рН 7 и упарили на тарелке, получив кара-
мель/кристаллы, которая полностью затвердела за несколько часов. Получено
3,42 г светло-бежевых кристаллов.
Кристаллы растолкли с 10 мл диоксана и отфильтровали, промыли 10 мл диокса-
на, получив 2,62 г(75% выход) белой соли 2С-Н*НС1.
Примечание: судя по запаху неочищенной соли после такого восстановления,
основная примесь - это промежуточный замещенный фенилнитроэтан.
2С-В
2С-Н 2,1 г (11 ммоль) растворено в 4 мл ЛУК, бром 2,1 г (11 ммоль) растворен
в 4 мл ЛУК, растворы охладили до 0 С и слили, перемешали, стаканчик с РМ за-
вернули в фольгу и оставили при 0 С. Через час на стенках и дне колбы выросли
кристаллы примерно 1/3 от объема РМ. Через 4 часа РМ отфильтровали, кристаллы
промыли 20 мл ДХМ. Получено 1730 мг (4,7 ммоль) свело бежевых блестящих кри-
сталлов .
Маточник осторожно защелачили 8,4 г КОН в 20 мл воды, и экстрагировали 20
мл ДХМ, к бурому экстракту долили 40 мл воды и при перемешивании довели рН до
нейтральной НС1, при этом выпал обильный осадок искристых крупных кристаллов
которые осели в орг. фазе. Водный слой отделили и упарили получив 480 мг бе-
жевых кристаллов, кристаллы из орг. фазы отфильтровали, промыли 10 мл ИПС и
просушили (800 мг) , после КЩЭ11 из этих 1280 мг получено всего 320 мг гидро-
хлорида из за собственной невнимательности, забыл, что основание 2С-В твердое
и прекратил экстракцию основания слишком рано, когда на дне еще лежали белые
хлопья.
Итого получено 1730 мг 2С-В*НВг и 320 мг 2С-В*НС1, 55% выход.
Комментарий
Выше описано восстановление NaBH4 и Zn/HCl различных типов нитростиролов.
Выходы гидрохлоридов аминов варьируются от 42% до 70%. Есть две проблемы с
использовавшейся техникой обработки реакционной смеси: соли аминов (сульфаты
Кислотно-основная экстракция - это процедура с использованием последовательной
экстракции жидкость-жидкость для очистки кислот и оснований из смесей на основе их
химических свойств. Практически это выглядит так - увеличиваем рН в смеси нужного
вещества с "мусором" при помощи щелочи (например, гидроксид натрия NaOH) , вещество
превращается в свободное основание и выпадает в осадок, поскольку больше не раство-
римо в воде. Теперь, добавляем неполярный растворитель ("масляный" слой), в котором
растворяется вещество, перемешиваем некоторое время - и ваше вещество все в неполяр-
ном слое. Сливаем полярный (т.е. воду) слой, и остается неполярный растворитель с
нужным веществом. Ну и все остальное, что растворяется в масле. Итак, обращаем про-
цесс, добавляя кислоту до тех пор пока свободное основание не превратится в соль и
выпадет неполярного слоя. Добавляем воду, трясем, и выливаем неполярный слой.
и гидрохлориды) с длинным неполярным заместителем в 4-ом положении (как в
2С-Т-19) с трудом растворяются в воде и осаждаются в разбавленной кислоте,
так что приходится подщелачивать смесь после восстановления, экстрагировать
свободное основание, промывать и затем получать соль и перекристаллизовывать
её для очистки от примесей, так как растворять эти амины в подкисленной воде,
чтобы промыть растворителем типа толуола или Et20 неудобно; с СН2С12 было ещё
хуже, так как он вместе с примесями экстрагировал соли.
Вторая проблема заключалась в том, что упаривание растворителя после вос-
становления сопровождалось образованием примесей, предположительно деметили-
рованных соединений из-за ZnCl2 в кислой среде, даже при максимальной темпе-
ратуре бани 50 С. Продукт становился красным, даже если оставить кислую реак-
ционную смесь на ночь в холодильнике. Поэтому был опробован другой способ.
NaBH4 (4 г, 105 ммоль) растворили в 40 мл Н20 и 80 мл i-PrOH, затем при пе-
ремешивании прибавили нитростирол (25 ммоль) порциями в течение 20 мин при
КТ. Если (на стенках) оставался нитростирол, его смывали i-PrOH (нельзя ис-
пользовать МеОН, EtOH или ацетон!) Суспензия разогревается до 50 С во время
прибавления, и окраска исчезает. Через час белую взвесь охладили до 0 С и
медленно и осторожно подкислили ледяной уксусной кислотой (10 мл) . РМ остав-
ляется при КТ на 30 мин (к этому времени бораты часто растворяются и раствор
становится прозрачным). Далее добавляется неактивированная цинковая пыль (15
г, 9 экв.) и при перемешивании прибавляют по каплям НС1 (10 N, 60 мл) при
комнатной температуре в течение часа (экзотермический эффект!) После этого РМ
перемешивают ещё 2 часа. Далее смесь фильтруется на стеклянном фильтре от не-
растворённых соединений цинка, остаток на фильтре споласкивается водой, пока
не растворится весь белый осадок, и на фильтре не останется лишь металличе-
ский цинк. Затем раствор с перемешиванием прилит к 200 мл 25% NaOH. Плавающий
жёлтый слой ИПС декантирован, а из водного дважды экстрагировали по 50 мл то-
луола. Смешанные органические жидкости промыты один раз 50 мл 20% NaCl рас-
твора и выпарены. Остаток растворён в 100 мл толуола, промыт дважды 10% рас-
твором щелочи и 4 раза водой. Толуол выпарен, оставив после себя желтое мас-
ло . Добавлен избыток хлороводорода в метаноле и растворитель повторно выпа-
рен. Остаток растворён в минимальном количестве кипящего метанола и оставлен
кристаллизоваться. Комок из кристаллов разбавили одним объёмом ацетона и тре-
мя объёмами Et20 и оставили кристаллизоваться в морозилке на ночь. Белые кри-
сталлы отфильтровали и промыли ацетоном и Et20 и высушили (фильтрат зелёного
цвета). Получен белый кристаллический порошок в количестве 80-85%, чистый по
ВЭЖХ.
Полный синтез
сульфата мескалина
из ванилина
Ванилин
В литровом химическом стакане растворили 130 граммов покупного ванилина в
400 мл кипящей воды. Весь порошок не растворился, долили еще кипящей воды
почти до полного растворения. Затем оставили на 3 часа при комнатной темпера-
турил после - на 5 часов при 4-5 С, периодически помешивая. Игольчатые кри-
сталлы отфильтровали и промыли 25x25 мл ледяной воды. После сушки на воздухе,
масса составила 29 граммов, т. плавления 81-83 С, белые кристаллы. Маточный
раствор при упаривании до 100 мл дает всего лишь 0,9 граммов ванилина.
5-йодванилин
Раствор 29 г ванилина вносят в 300 мл 3% раствора КОН и растворяют при по-
догреве . Если ванилин не растворяется, доливают еще воды. Отдельно растворя-
ют 50 граммов йода в минимальном количестве 10% раствора йодида калия. Этот
раствор медленно при непрерывном перемешивании прибавляют к щелочному раство-
ру ванилина. Окраска йода быстро исчезает и ближе к концу прибавления выпада-
ет осадок 5-йодванилина. Раствор выдерживают в течение часа при 5° и фильтру-
ют. Фильтрат отделяют для регенерации йода [1], бежевый осадок промывают при
перемешивании 100 мл 5% раствора сульфита натрия, до состояния белого порош-
ка. Далее промывают 100x100 мл воды и сушат, получая 39 граммов продукта.
Данный белый порошок со слабым запахом ванилина, перекристаллизовывают из
минимального количества кипящей АсОН и промывают водой, получая красивые, ед-
ва желтые кристаллики, массой 34,9 граммов, плавящиеся при 183-185 С. Выход
чистого продукта - 66% (100% выход = 52,82 грамма).
5-гидроксиванилин
В колбе с обратным холодильником, с резиновым шариком на конце, 5 часов ки-
пятят смесь 30 г 5-йодванилина, 5 г медного купороса [2] и 60 граммов NaOH в
300 мл воды. Горячую (60 С) реакционную смесь фильтруют, осадок промывают го-
рячей водой (3x50 мл) . Щелочной фильтрат охлаждают до 10 Си при энергичном
перемешивании подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 3—4, следя,
чтобы температура смеси не поднималась выше 25 С. Раствор, содержащий немного
осадка, экстрагируют этилацетатом 4x80 мл. Экстракт осушают сульфатом магния,
и фильтруют. Растворитель отгоняют на водяной бане, а остаток заливают 300 мл
толуола, надевают обратный холодильник и кипятят 5 минут. Затем горячим сли-
вают с черной смолы в колбу с узким горлом и сразу же затыкают пробкой. После
стояния в течение 10 часов при КТ, толуол сливают с кристаллов и помещают в
морозилку, получая вторую порцию кристаллов. У второй порции проверяют т.
плавления, если ниже 130 С, то перекристаллизовывают из этанола. Температура
плавления основной массы 130-134 градуса. Выход светло-серых кристаллов - 16
граммов или 54%. 100% выход = 29,83 грамма.
3,4,5-триметоксибензальдегид
С8Н804 (5-гидроксиванилин) + 2К2С03 -> С8Нб04К2 + 2КНС03
168 г 276 г 244 г
С8Нб04К2 + 2CH3I -> Ci0Hi2O4 (3,4,5-ТМБА) +2KI
244 г 284 г 196 г
В 100 мл коническую колбу с узким горлом, было прилито 100 мл ДМФА [3], за-
тем внесено 16,8 грамм (0,1 моль) 5-гидроксиванилина и 27.6 грамм (0.2 моля)
карбоната калия [4] . Колбу закрывают пробкой, и интенсивно перемешивают при
40-55 С в течение 20 минут [5] . Затем, реакционную массу охлаждают до 10-15
С, ив нее добавляют порциями 19 мл (43 грамма или ^0,3 моль) метилйодида
[6] . Смесь закрывают пробкой и перемешивают в течение двух часов, затем два
часа при 50-55 С и оставляют размешиваться на 12 часов при КТ. После этой
процедуры, реакционную массу вливают в 400 мл насыщенного раствора соли и пе-
ремешивают. На дно моментально выпадает желтое масло, которое за 10 минут
кристаллизуется. Раствор экстрагируют 100x70x70 мл этилацетата, желтоватый
экстракт промывают предварительно приготовленными растворами: 50x50 мл насы-
щенного раствора соли, 50x50 мл 5% раствора КОН (тщательно) и вновь 100 мл
раствора соли. Затем этилацетат отгоняют до объема около 70 мл. Этилацетат
охлаждают до КТ и вливают в 140 мл раствора бисульфита натрия [7] , а затем
оставляют размешиваться на магнитной мешалке в течение 2-2,5 часов. Бисуль-
фитный аддукт фильтруют, тщательно отсасывают и промывают 50 мл этилацетата
[8] . Фильтрат разделяют на делительной воронке, водный слой промывают 50 мл
этилацетата и отделяют. Наполовину высохший бисульфитный аддукт, добавляют в
этот водный слой, приливают воды до хорошо перемешиваемого состояния и охлаж-
дают до 10 С. Отдельно готовят 100 мл 20% раствора КОН [9] и сразу охлаждают
его. При хорошем перемешивании вливают раствор щелочи в суспензию бисульфит-
ного аддукта, избегая нагревания выше 40 С (реакцию Канниццаро еще никто не
отменял). Щелочь добавляют до ph=10-ll. Смесь хорошо перемешивают, охлаждают
до 10 С. На дно выпадает слегка желтое масло, которое почти тут же кристалли-
зуется . Смесь оставляют при 4 С в течение 3 часов, затем фильтруют. Осадок
тщательно промывают 100x100 мл воды. После, почти бесцветную массу, размель-
чают стеклянной палочкой, промывают 2x50 мл воды и фильтруют кристаллы 3,4,5
-триметоксибензальдегида, который дополнительно перекристаллизуют из спирта с
добавкой воды. Получают бесцветные, мелкие иголочки с температурой плавления
73-77 С,, выход = 15,2 грамма или 78%, [100% выход = 19,6 граммов].
3,4,5-триметоксинитростирол
Растворяют при легком подогреве 10 г 3,4,5-ТМБА (MW 196, 0,052 моль) в 50
мл АсОН, добавляют 9 мл нитрометана (МОТ 61, d. 1,14, 0,168 моль), и затем по
каплям добавляют 5 мл ЦГА12. Полученный раствор нагревают на кипящей водяной
бане в течение 1,5-2 часов [10], затем охлаждают, разбавляют 300 мл воды, и
оставляют в холодильнике на 10 часов. Затем фильтруют, промывают большим кол-
вом воды, сушат и перекристаллизовывают из смеси ИПС-вода. Выход - 83%, 10,1
грамм светло-желтых, игольчатых кристаллов, [100% выход - 12,2 г (MW 239.2)].
Сульфат мескалина
239 граммов 3,4,5-ТМНС, дают 211 граммов основания мескалина или 278 суль-
фата дигидрата мескалина
В 500 мл колбе, при перемешивании растворили 3,79 г (0,1 моль или ^5 крат-
ный избыток) боргидрида натрия в 80 мл ИПС/40 мл воды, и поставили охлаждать-
ся на ледяной бане.
10 граммов 3,4,5-ТМНС (0,042 моль) прибавили в РМ крупными порциями, сле-
дующая порция добавляется только после почти полного обесцвечивания предыду-
щей. После прибавления всего количества и почти полного обесцвечивания после
внесения последней порции, в течение 5 минут, при охлаждении, к смеси прика-
пали 12 мл ЛУК, не допуская сильного вспенивания. Далее добавили 25 граммов
цинковой пыли марки ПЦР-1 и очень медленно прикапали 70 мл 38% НС1 в течение
1,5 часов, после чего смесь оставили перемешиваться в течение 30 минут. Затем
добавили еще 5 граммов цинка и РМ перемешивали еще час. РМ должна охдаждаться
льдом все время от начала реакции. Дополнительно приготовили раствор 95 грам-
мов NaOH в 180 мл воды, полностью растворили щелочь и охладили до -5 С. РМ
отфильтровали от шлама, шлам промыли 15x15 мл теплой воды, фильтрат был бес-
цветен, его охладили [11] и защелочили вышеуказанным раствором щелочи. Желто-
ватый слой спирта отделили в делительной воронке, водную фазу дополнительно
проэкстрагировали 30x30x30 мл ИПС, спиртовой экстракт осушили прокаленным по-
ташом. Экстракт слили с поташа, а поташ промыли 10 мл ИПС. Раствор амина в
спирте при перемешивании, медленно закислили раствором 2 мл 98% H2S04 в 10 мл
ИПС до ph=7 [12] . Кефироподобную, жидковатую массу, оставили в морозильной
камере на 2 часа, отфильтровали, промыли 15x15 мл ледяного ИПС и высушили,
получив 8,98 граммов сульфата мескалина (77% выход) в виде белого, горького
порошка с температурой плавления: 183-187 С [11,67 граммов сульфата мескалина
= 100% выход].
Возможно это N-циклогексен-!-ил-акриламид
Примечания:
1. Маточник после фильтрации иодванилина слегка закислили серной кислотой
(до рН=3) и выдержали в течение 10 часов в холодильнике. Осадок органики
отфильтровали и отбросили, фильтрат дополнительно закислили серной кисло-
той до рН=1-2 и порциями, при перемешивании, добавили 30 мл 35% раствора
перекиси водорода, перемешивая после добавления еще 10 минут. Если рас-
твор не стал прозрачным, то добавляют еще 10 мл перекиси и так до слегка
буроватого, прозрачного раствора. Кристаллы йода отфильтровывают, хорошо
отсасывают на фильтре и сушат в банке над безводным сульфатом меди. Почти
весь избыточный йод был регенерирован, процедура простая и эффективная.
2. Данное количество сульфата меди предварительно растворяют в минимальном
количестве горячей воды.
3. ДМФА брался покупной, ХЧ, уже неоднократно открывался, не перегонялся и
не сушился.
4. Карбонат калия прокалили, и тщательно измельчили в ступке, это очень важ-
но!
5. Большая часть карбоната не растворяется, перегревать нельзя, это вызывает
выделение углекислого газа. Выход в этой реакции зависит от того, на-
сколько хорошо вы образовали фенолят размешиванием при подогреве, жела-
тельно включать мешалку на полную мощность и хорошо закрыть смесь проб-
кой, так как оксиванилин чувствителен к кислороду воздуха, особенно в ще-
лочных растворах.
6. Добавление метилйодида (из морозилки, -25 С) не вызывает нагревания сме-
си . Метилйодид при такой температуре не летит. Как только добавление
окончено, сразу же закрываем пробкой.
7. Бисульфит приготовили из сульфита натрия следующим образом: 120 мл воды,
40 граммов безводного сульфита натрия и 18 мл ЛУК, перемешивали в течение
двух минут. Раствор готов к использованию. Важно использовать свежий
сульфит, или тот, который хранился без доступа воздуха и воды в герметич-
ной таре.
8. Отмывают этилацетатом до почти бесцветного окраса этилацетатных сливов.
9. Использование карбоната калия для разложения бисульфита слишком сильно
снижает выход, используйте КОН! Карбонат разлагает аддукт значительно
дольше и при подогреве!
10.Нагревают до оранжевого цвета РМ, не красного! Как только оранжевый цвет
достигнут, можно снимать с нагрева.
11.При долгом стоянии при комнатной температуре и в морозильной камере,
фильтрат краснеет, так как среда сильнокислая. Долго держать не рекомен-
дуется .
12. На нейтрализацию ушло 2 полоски индикаторной бумаги. Раствор кислоты в
спирте ушел не весь. Поташ нерастворим в безводном ИПС и хорошо тянет во-
ду, поэтому он был выбран в качестве осушителя. Выпадать сульфат начинает
сразу, с первых капель кислоты, его можно перекристаллизовать в иголки,
растворив в минимальном количестве кипящей воды и добавив 2 объема ИПС,
затем охлаждая до комнатной и потирая палочкой, остатки осаждаются в мо-
розильной камере.
Как мы видим, восстановление 3,4,5-ТМНС с использованием боргидрид/цинка,
дает превосходные результаты, отпадает в необходимости возиться с ЛАГом, су-
шить ТТФ и в дальнейшем еще и гасить РМ. . .выходы не меньше, продукт чистый.
Так же отпадает необходимость в дурной методике с одним лишь цинком, так как
чистота цинка в той реакции очень важна.
2С-В из
гидрохинона
п-Метоксифенол
■ Гидрохинон 55 г 0,5 моль
■ Диметилсульфат 63 г 47,3 мл 0,5 моль
■ КОН 85% 33 г 0,5 моль
- Бензол 240 мл
■ Вода 50 мл
Все операции до DCM-экстракции осуществлялись под тягой.
В 500 мл двухгорлую колбу поместили 55 г (0,5 моль) гидрохинона ("1 сорт",
почти белый), 250 мл бензола, 50 мл воды, якорь для м/м. Установили 30 см об-
ратный холодильник, 2-ое горло заткнули пробкой (лучше всего подойдет тефло-
новая, но так как такой не было, взяли из пробковой коры, замотали PTFE-
лентой для уплотнения), в нее проткнули 2 иглы для добавления р-ра КОН и ДМС.
Установили на м/м с подогревом, довели смеси до кипения. Приготовили раствор
33 г 85% КОН, довели объем до 50 мл. В кипящую смесь при интенсивном переме-
шивании в течении часа добавляли порциями по 1 мл раствор КОН и ДМС, при этом
первым добавлялся КОН. По мере прибавления реагентов гидрохинон растворяется.
После добавления КОН и ДМС смесь кипятят еще 40 мин, охлаждают до комн. темп.
рН водного слоя слабокислый. PhH-слой отделяют, водный экстрагируют еще 50
мл бензола. Объединенные бензольные экстракты фильтруют, затем экстрагируют
3*100 мл р-ра КОН (в сумме 33 г КОН) . Раствор фенолята промывают 3*15 мл
DCM14, охлаждают на ледяной бане и подкисляют 55% H2S04 до рН 1-2. Выделяется
желтоватый осадок + красное масло, которое крсталлизуется в холодильнике.
Осадок фильтруют, промывают водой (в сумме около 150 мл). Сушат до постоян-
ной массы. 74,3 грамма бежевого порошка, т. р. 55-56 С. ТСХ (PhH/EtOAC 9/1):
одно пятно Rf=0,34.
43,3 г выше полученной смеси п-метоксифенола и сульфата калия были много-
кратно проэкстрагированы горячим гексаном. Результат - 15,1 г мелких белых
кристаллов. Остаток представляет собой неоднородную смесь смол и крупинок
сульфата.
Выход чистого фенола 25,9 г (41%) в пересчете на массу всей смеси.
п-Метоксифенол
■ Гидрохинон 55 г 0,5 моль
■ Диметилсульфат 63 г 47,3 мл 0,5 моль
■ NaOH -100% 20 г 0,5 моль
- Бензол 250 мл
■ Вода 50 мл
Операции с диметилсульфатом и бензолом выполняются в хорошей тяге!
Установка в точности та же что и выше. Реагенты прикапывали в течении 1,5 ч
при м/м перемешивании и рефлюксе. После добавления КОН и ДМС смесь кипятят
еще 40 мин, охлаждают до комн. темп. Бензольный слой отделяют, водный экстра-
гируют еще 50 мл бензола. Бензольный раствор экстрагируют 3*100 мл р-ра NaOH
(растворили соответственно 20 + 10 +10 г NaOH). Раствор фенолята промывают
3*10 мл DCM, подкисляют 70% АсОН (чуть больше 100 мл) при охлаждении водой до
слабокислой реакции. Выпадает красное масло, которое при охлаждении (внешняя
т-ра -20 С) и растирании быстро кристаллизуется.
Осадок фильтруют, измельчают, промывают водой. Сушат сначала в вакууме ро-
торного насоса, затем при АД. Выход 20,2 г (33%) . т. р. 55-56 С. Бежевые пла-
US Patent 3,274,260
Дихлорметан (DCM, метиленхлорид или метиленбихлорид).
стинки.
Выход маленький, но процедура радует простотой и чистотой получаемого про-
дукта. На все уходит 4-5 часов.
2-Гидрокси-5-метоксибензальдегид
(формилирование по Раймеру-Тиману)
В 500 мл 2-горлую колбу поместили 19,5 г п-метоксифенола (0,157 моль, 1
экв.) и горячий р-р 50,3 г NaOH в 70 мл Н20 (1,26 моль, ^8 экв.). Установлен
термометр, м/м, обратный холодильник. После того как внутренняя температура
опустилась до 70 С, включили нагрев и начали прибавление хлороформа (ЧДА,
стаб. этанолом) через холодильник. Как только началась экзотермическая реак-
ция, нагревание выключили. Прибавление хлороформа велось порциями по 1 мл,
при этом внутреннюю т-ру поддерживали 70-90 С. Весь хлороформа (25,2 мл,
0,315 ммоль, 2 экв) был прибавлен спустя 3 часа. После этого включили нагрев
и смесь кипятили (70 С) еще 30 мин.
РМ охладили до комнатной температуры и при охлаждении холодной водой под-
кислили 55% H2S04 (электролит, около 20 мл) до слабокислой среды. Отделяется
верхний слой, выпадает небольшое кол-во темного осадка (смолы). Продукт пере-
гоняют с паром, общий объем дистиллята 500 + 100 мл. Первую порцию экстраги-
ровали 60+15+15 мл DCM, вторую (почти не содержит продукта) 15 + 10 мл DCM.
Экстракты объединили, высушили Na2S04. TCX с экстракта (н-гексан/EtOAc 1/1,
силикагель, проявление 12): одно пятно Rf 0,19, проявляется DNPH (2,4-
динитрофенилгидразин). п-Метоксифенол имеет в этой системе Rf около 0,5. DCM
отогнали при а.д., остатки растворителя удалили в вакууме. Получено 14,2 г
(59%) желтого масла.
2,5-Диметоксибензальдегид
6,8 г 2-гидрокси-5-метоксибензальдегида (45 ммоль, 1 экв.) растворили в 50
мл DMF15 (свежий, без запаха) и при перемешивании добавили 12 г свежепрока-
ленного мелкоистертого К2С03 (около 1,8 экв.). РМ приобрала красный цвет. За-
тем при охлаждении в ледяной бане медленно добавили 5,1 мл (54 ммоль, 1,2
экв) Me2S04. Установили хлоркальциевую трубку, баню убрали. РМ перемешивали
18 часов при комн. темп, и сняли ТСХ (образец подксилен, PhH/EtOAc 9/1, сили-
кагель, проявление 12) пятно около старта + пятно Rf 0,76, которое проявляет-
ся DNPH16. РМ вылили в 300 мл воды и перемешивали 1 час в ледяной бане. Жел-
товатый осадок отфильтровали, промыли водой и высушили. Из маточника дополни-
тельно извлечь ничего не получилось. Получено 5,7 г (77%) светло-желтого по-
рошка с т.р. 47-49 С (lit. 47 - 51 С) .
Нитрометан
Насыщенный раствор 69 г NaN02 (1 моль, 1 экв.) и 0,8 г NaHC03 (0,01 моль,
0,01 экв.) в Н20 поместили в 500 мл колбу, снабженную м/м и термометром.
Me2S04 (1 моль, 1 экв.) добавлялся в течение 2 часов при охлаждении в бане
комнатной т-ры. В конце прибавления т-ра внутри поднялась до 40 С. Оксиды
азота не выделялись. РМ имеет темно-зеленый цвет. Далее в течении 2 часов был
добавлен насыщенный водный раствор 69 г NaN02 (1 моль, 1 экв), т-ра РМ коле-
балась в пределах 30-40 С. После прибавления РМ красного цвета мешали 30
мин. Азеотроп MeN02/H20 медленно отогнали (до тех пор пока не погонится чис-
тая вода, дистиллят разделяется на 2 фазы в приемнике, нижняя - нитрометан,
сверху - раствор нитрометан в воде). Необходимо соблюдать осторожность, т. к.
при перегреве начинается выделение N02 и вспенивание. Дистиллят высолили 35 г
Диметилформамид
16 2,4-Динитрофенилгидразин
СаС12, верхний слой отделили, высушили СаС12 и перегнали при а.д. с дефлегма-
тором. Получили 34 г бесцветной жидкости со слабым запахом (28%).
2,5-диметоксинитростирол
К раствору 3,3 г 2,5-ДМБА (20 ммоль, 1 экв.) и 1070 мкл МеЫОг (24 ммоль,
1,2 экв.) в 5 мл IPrOH при 70 С добавили последовательно 300 мкл АсОН (5
ммоль, 0,25 экв.) и 240 мкл моноэтаноламина (4 ммоль, 0,2 экв.). Через 4 мин
начинает выпадать осадок. Прогресс реакции отслеживается по DNPH. Через 10
мин красное окрашивание ватки, смоченной этанольным р-ром DNPH исчезает и РМ
снимают с нагрева и она кристаллизуется в оранжевую массу. Осадок промывают 5
мл IPrOH, обрабатывают 13 мл кипящего IPrOH, охлаждают до комн. темп., осадок
отделяют и промывают 4 мл IPrOH. После сушки масса нитростирола составляет
3,6 г (86%), т.р. 118 - 120 (lit. 119 - 120 С). ТСХ (н-гексан/EtOAc 1/1, си-
ликагель, проявление 12): Rf 0,32. Красивые игольчатые оранжевые кристаллы.
Маточный р-р упарили до половины объема в вакууме и охладили до -10°С. Вы-
пало еще 0,2 г более темных кристаллов, содержат примесь на ТСХ выше основно-
го пятна.
2,5-диметоксинитростирол
К раствору 3,0 г 2,5-ДМБА (18 ммоль, 1 экв.) и 880 мкл MeN02 (19,8 ммоль,
1.1 экв.) в 5 мл iPrOH при 70 С добавили 270 мкл АсОН (4,5 ммоль, 0,25 экв.)
и 220 мкл моноэтаноламина (3,6 ммоль, 0,2 экв.). Продукт падает через 5 мин.
Через 9 мин проба с DNPH отрицательная и РМ охлаждают до г.t. Осадок промыва-
ют 7 мл iPrOH, обрабатывают 10 мл кипящего iPrOH, охлаждают до комн. темп.,
осадок отделяют и промывают 5 мл IPrOH. При этом маточный раствор имеет более
светлую оранжевую окраску, чем из предыдущего опыта (красный), что говорит о
том, что желательно не передерживать реакцию. После сушки масса нитростирола
составляет 2,7 г, т.р. 118 - 119 (lit. 119 - 120 С).
Маточный р-р упарили до 20 мл и оставили при комн. темп. Выпало еще 0,2 г
продукта такого же цвета, т.р. 116 С. Общий выход 2,9 г (76%).
2,5-диметоксинитростирол
К раствору 2,7 г 2,5-ДМБА (16 ммоль, 1 экв.) и 855 мкл MeN02 (19,2 ммоль,
1.2 экв.) в 4,5 мл IPrOH при 74 С добавили последовательно 430 мкл АсОН (7,2
ммоль, 0,45 экв.) и 240 мкл 1,2-пропилендиамина (3,2 ммоль, 0,2 экв.). Осадок
выпадает почти сразу. Реакция завершается через 7 мин (DNPH). Осадок отфильт-
ровали и промыли 7 мл iPrOH, обаботали 7 мл кипящего iPrOH, охладили до комн.
темп, и промыли 3 мл iPrOH. m.p. 118 - 120 С (lit. 119 - 120 С) . ТСХ анало-
гична той, что из 1-го опыта. 2,9 г (87%) оранжевых кристаллов.
2,5-диметоксифенэтиламин (2С-Н)
3,04 г NaBH4 (80 ммоль, 4 экв.) растворили в 32 мл Н20/64 мл iPrOH при
комн. темп, в 100 мл колбе, оснащенной м/м. Выделение газа быстро прекращает-
ся. В течение часа добавляется измельченный 2,5-DMNS (4,184 г, 20 ммоль, 1
экв.) небольшими порциями. Следующая порция добавляется после обесцвечивания
предыдущей, идет выделение газа. К концу добавления т-ра составила 30 С. За-
тем РМ погружают в лед. баню и через 7 мин начинают медленно добавлять 70%
АсОН к суспензии при перемешивании. В течение 15 мин добавили 7,5 мл кислоты,
рН=6. РМ перемешивают 30 мин при комн. темп., бораты частично растворяются.
Затем добавляют 11,77 г цинковой пыли ПЦР-0 (180 ммоль, 9 экв.) и начинают
прибавление ЮМ НС1 (всего 50 мл, 500 ммоль, 50 экв.), реакция сильно экзо-
термическая, охлаждение ведут в ледяной бани. Добавление кислоты заняло 80
мин. После этого РМ перемешивают при комн. темп, в течение 100 мин до раство-
рения цинка. РМ желтоватая на дне небольшое кол-во черных частиц. РМ фильтру-
ют через Шотта, осадок промывают горячей водой до полного растверения белого
вещества. Фильтрат (бесцветный) щелочат раствором 40 г NaOH в 200 мл Н20. Вы-
падает зеленый осадок, отделяется верхний слой. За ночь осадок оседает и
верхний слой отделяют. Водную фазу экстрагируют 30 + 20 мл PhH17. Бензольные
экстракты объединяют с изопропанольным и упаривают при пониженном давлении.
Полученное желтое масло растворяют в р-ре 6 г (около 30 ммоль, 1,5 экв) ли-
монной кислоты в 30 мл Н20. Этот раствор промывают 10 + 5 мл DCM, причем он
обесцвечивается, окрашенная примесь уходит в DCM. Водную фазу аккуратно щело-
чат р-ром 8 г (200 ммоль, 10 экв.) NaOH в 20 мл Н20. Основание 2С-Н экстраги-
руют 20+10+5 мл DCM. Экстракт сушат над твердым КОН. DCM отгоняют, остат-
ки удаляют в вакууме при нагревании. В остатке 3,013 г (82%) прозрачнго масла
с желтоватым оттенком.
4-бром-2,5-диметоксифенэтиламина гидробромид (2С-В)
3,013 г основания 2С-Н (16,35 ммоль, 1 экв.) с предыдущей стадии растворяют
в 45 мл DCM и оставляют в морозилке.
2,613 г (+20 мг, 1 экв.) Вг2 растворяют в 30 мл DCM и охлаждают в морозил-
ке .
В течении 10 мин при охлаждении в ледяной бане к раствору 2С-Н добавляют
раствор брома, баню убирают. Через 10 мин выпадает большое кол-во осадка, ко-
торое усложняет перемешивание. Еще через 30 мин РМ фильтруют, осадок промыва-
ют DCM и сушат на Шотте. 4,256 г бежевого порошка растворяют в ^30 мл кипяще-
го iPrOH и кристаллизуют при комнатной температуре. Осадок отфильтровывают и
промывают IPrOH, сушат на фильтре при легком нагревании, т.р. 216 - 218 С на
кончике термометра (214,5 - 215 С), быстрый нагрев. ТСХ не снимали. 3,107 г
(56%) белого порошка с горьким вкусом.
Вероятно (СбН5)Н
ДИЭТИЛОВЫЙ ЭФИР МАЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ
Диэтиловый эфир малеиновой кислоты, диэтилмалеат, этилмалеат C8Hi204. Темпе-
ратура замерзания: -11.5 С, температура кипения: 225.3 С, дипольный момент:
2.54 Дебай, диэлектрическая проницаемость: 8.58 при 230 С, плотность: 1.0687
при 20 С, т/мл, показатель преломления: 1.4400 при 20 С. Бесцветная масляни-
стая жидкость. Легковоспламеняющаяся жидкость. В воде практически нераство-
рим.
Синтезируется путем этерификации малеиновой кислоты или малеинового ангид-
рида и этанола.
НС-СООН HC-C00CtH6
„J п лт +2С2Н5ОН ^ | +2Н.0
НС-СООН НС-С00С2И5
Основная область применения диэтилмалеата - использование в качестве орга-
нического растворителя. Десикант для хлопчатника, антиокислитель жиров.
Одно из основных применений этого соединения - производство пестицида мала-
тиона (карбофоса). Он также использовался в медицине в качестве химического
истощителя глутатиона. Он был широко изучен в отношении функции почек. Другие
медицинские применения включают лечение рака груди рака и его мониторинг с
помощью позитронно-эмиссионнои томографии. Он также используется в качестве
пищевой добавки и имеет допуск Управления по контролю за продуктами и лекар-
ствами для косвенного контакта с пищевыми продуктами.
В синтетической органической химии это диенофил, который используется в ре-
акции Дильса-Альдера.
С изобретением технологии полиаспарагиновой кислоты материал нашел и другое
применение. По этой технологии амин реагирует с диалкилмалеатом - обычно ди-
этилмалеатом - с использованием реакции присоединения Михаэля. Эти продукты
затем используются в покрытиях, адгезивах, герметиках и эластомерах.
Приборы для проведения синтезов с азеотропной отгонкой воды: а - с
холодильником Либиха, б - с шариковым холодильником, 1 - реакционная
колба, 2 - двурогий форштосс, 3 - капельная воронка, 4 - «ловушка»
для воды, 5 - обратный холодильник.
Реактивы:
■ Малеиновая кислота 29 г (0,25 г-моль)
■ Этиловый спирт 96%-ный 32 г
■ Бензол1 20 мл
■ Серная кислота (d=l,84).
■ Бикарбонат натрия
Оборудование:
■ Аппарат Дина-Старка
■ Обратный холодильник
■ Колба Эрленмейера (коническая колба) V=250 мл
■ Делительная воронка
В конической колбе (колба Эрленмейера) смешивали 29 г малеиновой кислоты,
32 г этилового спирта (32/0,8014 = 40 мл), 1,5 мл концентрированной серной
кислоты и 20 мл бензола. К колбе подключали аппарат Дина-Старка (для отделе-
ния воды) и обратный конденсатор. Смесь кипятили на электроплите до прекраще-
ния выделения воды, затем охлаждали и помещали в делительную воронку. Смесь
промывали водой, затем раствором карбоната натрия и снова водой. После этого
весь растворитель, а также следы воды удаляли перегонкой.
Выход диэтилмалеата 34 г (79% теоретического), температура кипения 123 С
при 12 мм рт. ст., nD20 = 1.4413.
1 Можно гептан или гексан.
Установка собрана, залит гексан в насадку Дина-Старка, включен нагрев,
Слабо видно воду в насадке.
Больше вода не выделялась и была слита.
Реакционную массу перелили
гексановый слой отделили.
в воронку. Добавили немного воды,
Водно-органический слой нейтрализуют содой.
Нейтрализованный раствор экстрагируют хлороформом и промывают
несколько раз водой.
Хлороформный экстракт сушат сульфатом натрия.
Растворитель отгоняют на ротационном испарителе (можно отогнать
растворитель просто на водяной бане).
Продукт - диэтилмалеат.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СИГАРЕТ
Нечаев И.
Без всяких сомнений курение приносит вред здоровью, и не только курящим, но
и окружающим. Это относится и к электронным сигаретам, в том числе и однора-
зовым. Как и всю электронику, их, конечно, следует утилизировать, но до этого
ещё далеко. Поскольку такие сигареты одноразовые по определению, их выбрасы-
вают чаще, чем многоразовые, что приводит к загрязнению окружающей среды. Но
поскольку это зло существует и многим даже нравится, можно попробовать полу-
чить от него хоть какую-то пользу. Дело в том, что одноразовые электронные
сигареты (ОЭС) (иногда используются названия одноразовый электронный испари-
тель" или "электронная система доставки никотина") хоть и одноразовые, но со-
держат электронную начинку, которая ещё может послужить доброму делу.
Кратко рассмотрим такую начинку одного из экземпляров этого устройства
(рис. 1), схема которой показана на рис. 2. Устройство содержит датчик давле-
ния А1, который реагирует на изменение давления при всасывании воздуха и по-
даёт напряжение питания на нагреватель ЕК1 (обычно спираль из высокоомного
провода), а также источник питания, которым, как правило, служит Li-Ion акку-
мулятор G1. При этом температура нагревателя увеличивается вплоть до того,
что он начинает светиться. Так что легенды о том, что электронные сигареты
безвредны, не соответствуют действительности. Датчик давления выполняет ещё
ряд функций — защищает аккумулятор от КЗ в цепи нагревателя, не допускает ра-
боту устройства при разряженном аккумуляторе и ряд других.
Воздушно-сенсорный датчик
Имитатор горения Микропроцессор Картридж с никотином
кончика сигареты
Рис. 1.
А1
т
р
в
Краен.
Син.
Чёрн.
ЕК1 £
1 G1 J
J 3.7B
I 1 1
Рис. 2.
Основные элементы одной из таких ОЭС без корпуса показаны на рис. 3. Можно
предположить, что Li-Ion аккумуляторы применяются из-за того, что у них, по
сравнению с гальваническими элементами, сравнительно большое напряжение и
электрическая ёмкость, а также большое число типоразмеров, не схожих с типо-
размерами гальванических элементов. Чем больше гарантированное число затяжек,
тем больше ёмкость аккумулятора. Типоразмеров аккумуляторов в электронных си-
гаретах , действительно, весьма много, некоторые из них показаны на рис. 4.
Рис. 3.
Здесь представлены типоразмеры 601535 (толщина — 6 мм, ширина — 15 мм, дли-
на — 35 мм) , 17360 (диаметр — 17 мм, длина — 35 мм) и 18330 (диаметр — 18 мм,
длина — 34 мм). Емкость встроенного аккумулятора напрямую зависит от его раз-
мера, точнее, от объёма. Поскольку ОЭС имеют разные размеры и формы, то и Li-
Ion аккумуляторы у них разные. Конечно, большинство из них имеют конкретные
типоразмеры, и теоретически их можно приобрести через Интернет. Но зачастую
это долго и стоит определённых затрат времени и денег, а ненужные ОЭС могут
оказаться доступными бесплатно.
Рис. 4.
Поэтому в первую очередь полезными могут быть именно Li-Ion аккумуляторы.
Они явно не одноразовые, поэтому их можно использовать в различной автономной
аппаратуре как заряжаемый источник питания. Эти аккумуляторы, как правило,
снабжены лепестковыми лужёными выводами или проводами, поэтому они не требуют
специальных держателей, и их легко подключить к цепям питания устройства. Но
они не имеют встроенного устройства защиты от перезарядки и КЗ, об этом не
следует забывать. Поэтому они потребуют специального зарядного устройства, а
возможно, и устройства защиты от чрезмерной разрядки. Для зарядки таких Li-
Ion аккумуляторов можно использовать микросхему ТР4056 [1] или различные мо-
дули на её основе. Такие модули, в зависимости от конкретной комплектации,
обеспечивают зарядку, защиту от перезарядки и чрезмерной разрядки, а также от
КЗ. В некоторых вариантах модулей две последние функции отсутствуют. Можно
изготовить зарядные устройства самостоятельно, например [2] или другие, опи-
сания которых приводятся далее.
Теперь немного о конструкции датчика давления, он показан на рис. 5. Неко-
торые думают, что это электретный микрофон, поскольку он на него очень похож,
но это не так. С показанной на рис. 5 стороны датчика приклеен тканевый диск,
закрывающий отверстия в корпусе (рис. 6 — без тканевого диска). С другой сто-
роны датчика (рис. 7) видно печатную плату, на которой размещены светодиод
белого (или другого) свечения и контактные площадки для припаивания проводных
выводов.
Sit" * \
fc *
Рис. 5.
Рис. 6.
Рис. 7.
Датчик в разобранном виде показан на рис. 8, а его конструкцию и принцип
работы поясняет рис. 9. Он состоит из печатной платы 1, на которой есть под-
ковообразный печатный проводник 2, соединённый со входом SEN микросхемы (вид
со стороны установки микросхемы). Печатная плата закрыта металлическим корпу-
сом 3 (правая часть) и 8 (левая часть), который разобран (сточен) по выступу.
В корпусе установлен отрезок изолирующей трубки 4, внутрь которой вставлен
металлический держатель 5 с гибкой тонкой металлизированной мембраной. Между
ней и металлическим диском 7 с отверстиями установлено изолирующее кольцо 6.
Держатель мембраны 5 и сама мембрана изолированы от корпуса с помощью отрезка
изолирующей трубки 4, но он имеет механический электрический контакт с печат-
ным проводником 2 на плате 1.
/
h i
J \
/
Рис. 8.
Место стачивания
6 4 .5
Отверстия
Свет од и од
Мембрана Микросхема
Место стачивания
Рис. 9.
Мембрана расположена очень близко к металлическому диску 7, но изолирована
от него изолирующим кольцом 6. В исходном состоянии мембрана не имеет контак-
та с металлическим диском 7. При изменении давления, которое при затяжке
больше со стороны печатной платы (для этого в ней сделаны отверстия), мембра-
на прогибается и контактирует с диском 7. В результате вход SEN микросхемы
соединяется с общим проводом, она активируется питание подаётся на нагрева-
тельный элемент, и включается светодиод, имитируя огонь.
Схема модуля датчика давления показана на рис. 10. Его основой является
специализированная микросхема SG803B. Нумерация элементов на схеме — услов-
ная. SP1 — замыкающиеся контакты на основе мембраны. На плате также установ-
лены светодиод HL1 и блокировочный конденсатор С1.
DD1 SG803B Плата датчика
5
1
SP1
Ч
SEN VDD
LOAD
GND LED
HL1(¥
Л
=!=C1
100h
Красный ^ +Unm
Синий
Нагрузка
ЧёРный ш* Общий
Рис. 10.
Для проверки алгоритма работы датчика был собран макет, схема которого по-
казана на рис. 11. После подачи питающего напряжения (подключения аккумулято-
ра) светодиод кратковременно вспыхивает один раз, если напряжение аккумулято-
ра не менее 2,4 В. После этого микросхема переходит в дежурный режим с током
потребления в несколько микроампер. При напряжении аккумулятора более 3,27 В
(измерено) нажатие на кнопку SB1 вызывает плавное увеличение яркости свето-
диода и его непрерывное свечение, при этом напряжение подаётся на нагрузку R1
(в импульсном режиме) . Если продолжительность нажатия не более 10 с, после
отпускания кнопки светодиод плавно гаснет, и нагрузка отключается. При нажа-
тии продолжительностью более 10 с нагрузка отключается, и светодиод дважды
вспыхивает. Если контакты кнопки не размыкать, устройство перейдёт в дежурный
режим, и нагрузка остаётся обесточенной. Так реализуется защита от аварийного
режима.
-^
Красный
^щ
S SB1
2,5...4
. Чёрный
Плата датчика
С1 =
100 н
DD1 SG803E
1
2
SEN VDD
LOAD
GND LED
H
I
5 I
4
3
u(i
f
Синий
I
R1 L
15 L
Рис. 11
Если напряжение аккумулятора менее 3,27 В (измерено), после кратко-
временного нажатия на кнопку светодиод мигнёт десять раз и погаснет. На-
пряжение на нагрузку не поступает. При уменьшении напряжения аккумулятора sip-
кость свечения светодиода плавно уменьшается, и при напряжении 2,2 В свечение
становится очень слабым.
Кроме того, микросхема SG803B имеет встроенную защиту от КЗ на выходе и пе-
регрева , но эти режимы не тестировались.
Но плата датчика с микросхемой SG803B может выполнять ещё и функцию зарядки
Li-Ion аккумулятора. Эту плату можно ввести как модуль зарядки в блок питания
различных автономных устройств. Схема такого блока питания показана на рис.
12. Работает он следующим образом. Аккумулятор G1 постоянно подключён к плате
датчика.
При этом при подключении аккумулятора светодиод кратковременно вспыхивает.
После подачи напряжения 5 В начинается зарядка аккумулятора, при этом свето-
диод светит постоянно. Зарядный ток — около 200 мА, который остаётся неизмен-
ным до тех пор, пока напряжение аккумулятора увеличится до 4,15 В (измерено).
После этого ток зарядки начинает плавно уменьшаться, и при напряжении аккуму-
лятора 4,19 В (измерено) светодиод гаснет, сигнализируя о том, что зарядка
окончена. При отключении напряжения 5 В светодиод мигает несколько раз. Вход
SEN микросхемы в режиме зарядки аккумулятора неактивен.
+ «*-
5В
Красный
^ Чёрный
Плата датчика
DD1 SG803B
-IjSEN VDD
LOAD
GND LED
C1 -
100 H
HLl($)
//
Синий
SA1 иВкл.и
G1 _
3,7 В
оз
<»>
>>
е-
(О
I
Рис. 12
Если датчик давления оказался неисправен, для аккумулятора потребуется сде-
лать зарядное устройство, например, на основе микросхемы ТР4056, или сделать
его самостоятельно. На рис. 13 показана схема такого самодельного зарядного
устройства. Его размещают в устройстве, которое питает аккумулятор. Само уст-
ройство питается от самого распространённого сетевого источника питания — за-
рядного устройства сотового телефона с выходным напряжением 5 В. Контроль за
напряжением аккумулятора осуществляет микросхема DA1 — параллельный стабили-
затор напряжения. Ток через неё зависит от напряжения на её входе (выводе 1).
Когда это (пороговое) напряжение менее 1,24 В, ток через неё не превышает не-
сколько десятков микроампер, но если напряжение превысит это значение, выход-
ной транзистор микросхемы открывается, и ток через неё резко возрастает и мо-
жет достигать 25 мА. Важно, что в открытом состоянии напряжение на ней не
превышает 1,25 В.
VD1 1N5817
т—*
5В
ХР1
<г
ни <Ж) ю к
L-5013SRC
R1 I/I
560 кИ
R2
100 к
R4
1 к
1
Г1! it
R3
200 к
G1 -±*
3.7 В
$
DA1
TLV431BLP
VT1
2N7000 <
"Пус^ ТР
ш
R6* 10
^+S!
СО
^ х
Рис. 13.
На полевом транзисторе VT1 собран электронный выключатель, светодиод HL1
сигнализирует об окончании зарядки. Диод VD1 защищает аккумулятор от разрядки
через источник питания 5 В. Резистор R6 ограничивает зарядный ток аккумулято-
ра. Резистор R5 исключает слабое свечение светодиода, корда микросхема закры-
та, и обеспечивает подачу напряжения 5 В на затвор транзистора при закрытой
микросхеме. Резистор R4 ограничивает ток через микросхему.
В исходном состоянии полевой транзистор закрыт, поэтому на входе микросхемы
напряжение меньше порогового. После подачи напряжения 5 В оно через резистор
R6 и диод VD1 поступит на резистивныи делитель R1R2R3, и на входе микросхемы
напряжение будет больше порогового, она откроется, и напряжение на ней не
превысит 1,25 В. Этого напряжения будет недостаточно для открывания полевого
транзистора, поэтому зарядки не будет. Одновременно включится светодиод, сиг-
нализируя о том, что зарядка остановлена. Для её запуска надо кратковременно
нажать на кнопку SB1. Её контакты замкнут канал полевого транзистора, и на
делитель R1R2R3 поступит напряжение аккумулятора. Если он разряжен, напряже-
ние на входе микросхемы станет меньше порогового, и микросхема закроется. На
затвор полевого транзистора поступит напряжение около 5 В, и он откроется.
Поэтому после отпускания кнопки зарядка продолжится, при этом светодиод по-
гаснет .
Если аккумулятор не подключён, после подачи питающего напряжения светодиод
будет светить.
В процессе зарядки напряжение аккумулятора увеличивается, когда оно достиг-
нет максимального значения, напряжение на входе микросхемы превысит порого-
вое, и она откроется. Это вызовет закрывание полевого транзистора и включение
светодиода — зарядка окончена. При этом на резистивныи делитель через диод
VD1 и резистор R6 поступит напряжение источника питания, поэтому устройство
останется в этом устойчивом состоянии. После отключения источника питания 5 В
аккумулятор будет разряжаться через резисторы Rl—R3, поэтому ток разрядки не
превысит нескольких микроампер.
Индикатор наличия напряжения 5 В не обязателен, если таковой имеется в ис-
точнике питания 5 В. Но установить такой индикатор несложно, надо только под-
ключить к линии питания 5 В цепь из последовательно соединённых светодиода,
например зелёного свечения (анодом — к +5 В) и токоограничивающего резистора
сопротивлением несколько килоом.
Все элементы устройства размещены на односторонней печатной плате из фоль-
гированного стеклотекстолита толщиной 1...1.5 мм, её чертёж показан на рис.
14. Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23 или импортные, подстроечный ре-
зистор — СПЗ-19. На месте микросхемы серии TLV431 использовать похожую на неё
микросхему серии TL431 нельзя, поскольку у последней напряжение в открытом
состоянии около 2 В, поэтому полевой транзистор может не закрыться. Светодиод
— малогабаритный красного свечения, диод 1N5817 можно заменить любым выпрями-
тельным Шоттки с допустимым прямым током не менее 0,5 А, кнопка — любая мало-
габаритная, так называемая тактовая. Внешний вид смонтированной платы показан
на рис. 15.
Налаживание сводится к установке тока зарядки подборкой резистора R6. Этот
ток зависит от ёмкости аккумулятора. Подстроечным резистором R2 устанавливают
максимальное напряжение, до которого заряжается аккумулятор. Чтобы упростить
это налаживание, к устройству подключают полностью заряженный аккумулятор,
предварительно движок подстроечного резистора устанавливают в нижнее по схеме
положение. Подают напряжение 5 В и плавным вращением движка подстроечного ре-
зистора добиваются включения светодиода. Напряжение окончания зарядки следует
проверить, для этого после разрядки аккумулятора включают его зарядку, а по-
сле её окончания проверяют его напряжение. При необходимости налаживание по-
вторяют .
20
*
X
R3
4-*-
|R2> ° R1
i cJn.eOoR4
*P 0330VTI °-
02 о о 9 °"
SBtTE
VD1
R6
О
I-
<
Рис. 14
Рис. 15
При эксплуатации Li-Ion аккумулятора в некоторых случаях может понадобиться
защитное устройство, предотвращающее его от чрезмерной разрядки. Сделать та-
кое устройство можно и самостоятельно. Схема одного из вариантов показана на
рис. 16. В качестве порогового элемента использована микросхема параллельного
стабилизатора напряжения. Полевой транзистор подаёт напряжение на нагрузку.
Он обладает малым сопротивлением канала в открытом состоянии и небольшим на-
пряжением открывания. После подключения аккумулятора напряжение с выхода ре-
зистивного делителя поступает на вход (вывод 8) микросхемы. Если это напряже-
ние больше порогового (2,5 В) , через микросхему протекает ток несколько мил-
лиампер, и за счёт падения напряжения на резисторе R4 транзистор VT1 открыва-
ется . Вслед за ним открывается транзистор VT2, и на нагрузку поступает напря-
жение питания. При этом падение напряжения на транзисторе VT2 мало.
SA1 "Вкл."
G1 .
3,7 В
R1
33 к П
R2
47 к
R3
100«
Dl
R4
470
I
у100н|
а
R5 33K
^]—
VT1
ВС856В
R6 560
$
0А1
TL431C
6,7
R7
33 к
Г)
>s
(0
VT2
APM2054N
Рис. 16
Когда напряжение аккумулятора уменьшится, и напряжение на входе микросхемы
станет меньше порогового, ток через неё уменьшится до нескольких микроампер,
в результате транзисторы VT1 и VT2 закроются, и нагрузка обесточится. За счёт
резистора R6 введена положительная обратная связь, которая обеспечивает гис-
терезис около 100 мВ при переключении. Поэтому напряжение включения больше,
чем напряжение выключения, на величину гистерезиса. Это обеспечивает лучшую
помехоустойчивость. Резистор R5 ограничивает ток базы транзистора VT1. Кон-
денсатор С1 подавляет помехи на входе микросхемы и повышает устойчивость ра-
боты устройства.
Чертёж печатной платы1 устройства показан на рис. 17, в нём применены эле-
менты для поверхностного монтажа. Резисторы и конденсатор — типоразмера 1206,
подстроечный резистор — серии PVA3A (RVG3A). Смонтированная плата показана на
рис. 18.
Рис. 17. Рис. 18.
Налаживание сводится к установке подстроечным резистором напряжения аккуму-
лятора, при котором от него отключается нагрузка. Гистерезис можно изменить
подборкой резистора R6. Чем больше его сопротивление, тем меньше гистерезис.
Следует учесть, что изменение сопротивления резистора R6 приводит к изменению
напряжений выключения и включения.
Другие ОЭС могут иметь отличия в конструкции и применённых элементах.
К тому же гарантировать, что все электронные сигареты, в том числе и много-
разовые, имеют схожую конструкцию, нельзя.
Таким образом, уже сейчас можно сказать, что аккумулятор и датчик давления
от ОЭС могут найти применение в практике. Но остался ещё проволочный нагрева-
тель , который можно использовать для изготовления низкоомных резисторов, а
также корпус ОЭС, на основе которого можно сделать различные бытовые элек-
тронные устройства.
Литература:
1. ТР4056. - https://clck.ru/34ko2m
2. Нечаев И. ЗУ для Li-Ion и Li-FePo4 аккумуляторов малых типоразмеров. — Ра-
дио, 2021, №3, с. 22-24.
1 Платы см. ftp://homelab.homelinuxserver.org/pub/arhiv/2023-09-al.zip
Электроника
DD1
DO
D1
U2
из
DC
а
b
с
rl
р
f
g
1
2
4
8
X/Y
a
b
с
d
e
f
g
ДЕШИФРАТОРЫ- ДЕМУЛЬТИПЛЕКСОРЫ
Рассмотрим машину для голосования трёх человек. Чтобы было принято утверди-
тельное решение, должны проголосовать «за» более половины участников, то есть
в данном случае два или три.
1К
±
>
74LS08
CD4075
о-ж>
2К 270
1К
I
8050
На первой ступени обработки данных с кнопок используются три логических
элемента 2И. Каждый из них соответствует одной из трёх возможных комбинаций
двух из трёх кнопок.
На второй ступени сигналы с этих трёх элементов поступают на входы элемента
ЗИЛИ. В итоге логическая единица появляется на выходе при условии, что нажаты
любые две кнопки или все три.
А теперь перед нами другой вариант электронного голосования на троих. Здесь
нажатие кнопки представлено логическим нулём, а не единицей, как в предыдущей
схеме. Входы А, В и С микросхемы U1 подтянуты к высокому логическому уровню
резисторами R1-R3, а кнопка замыкает выход на землю.
им)
Микросхема КР1564ИД7, она же 74НС138, построена по технологии КМОП (компле-
ментарный металл-оксид-полупроводник, то есть на полевых транзисторах с раз-
ным типом проводимости канала) и представляет собой высокоскоростной дешифра-
тор-демультиплексор 3:8.
АО
А1 ■
А2-
Ч>
\>
С^"—о^
Е2
€>
О
о
о-
♦—d
+~d
<\
+—а
♦—d
♦—d
-q
О
YO
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Это означает, что на вход подаётся трёхразрядное двоичное число, и на одном
из восьми выходов появится логический нуль. Номер этого выхода соответствует
входному числу. На всех остальных семи выходах будут логические единицы.
Микросхема является асинхронной, то есть она мгновенно реагирует на измене-
ние логических уровней на входах, не дожидаясь тактирующих импульсов, и не
запоминает своих состояний.
Внутренняя логика микросхемы КР1564ИД7 начинается с трёх буферов и трёх ин-
верторов (элементов НЕ), благодаря которым мы имеем входной сигнал и в перво-
зданном , и в инвертированном виде.
Далее следует восемь трёхвходовых логических элементов И-НЕ. Всё очень про-
сто. Когда на входе 000, со всех трёх инверторов придут единицы. При 001 на
входе единицы будут на АО, А1 и А2.
И так далее, до 111 с единицами на всех трёх буферах. Каждой из восьми воз-
можных комбинаций входных сигналов соответствует свой логический элемент ЗИ-
НЕ.
Также предусмотрена схема принудительного перевода всех выходов в низкий
уровень. Каждый из выходов микросхемы с Y0 по Y7 подключён к выходу своего
элемента 2И-НЕ с инвертирующими входами.
Так как все девять элементов ЗИ имеют инвертирующие выходы, подключённые к
инвертирующим входам восьми элементов 2И-НЕ, мы можем «умножить минус на ми-
нус, получив плюс», и перерисовать эквивалентную схему, сделав её проще для
понимания.
АО
А1
ЕЗ
Е2
Е1-
^D>
Н>
I»
ч^^-Ы
"^т->
РГ>
D-—r>^
fCH-
D
Ю>-
К>тО
D
PD
>
>
J5-H
О11
>
>
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Итак, кроме трёхразрядного входа данных микросхема КР1564ИД7 имеет три раз-
решающих входа. Чтобы она работала в режиме дешифратора-демультиплексора, на
двух инвертирующих входах Ё1 и Ё2 должны быть низкие уровни, и на одном неин-
вертирующем входе ЕЗ обязана присутствовать логическая единица.
Тогда на выходе Y с номером, соответствующим входному двоичному числу, бу-
дет логический нуль, а на семи остальных будут высокие уровни. В противном
случае, логические единицы будут на всех восьми выходах.
Целых три разрешающих входа, два из которых с инверсией, предусмотрены для
построения демультиплексора 4:16 на двух микросхемах КР1564ИД7 без дополни-
тельных компонентов, либо дешифратора 5:32 на четырёх корпусах 74НС138 с при-
менением одного единственного внешнего элемента НЕ.
0 12 3 4 5 6 7
*)SW1(
DIPSW 5
\
ON
OFF
» t
1k .
: R13|
. 47k
-Г ВАТ1
6V
4 ♦ 4 4 4
U5A
74HC08
W
HIM
i-H -—Г*^Ptt '
111 • Ж ft vi h I
U1 1
T* *°p-^—'
Jr vi ^ *
ЕЧ-
74HC138
8 9 10 11 12 13 14 15
F^-
74HC138
16 17 18 19 20 21 22 23
из I
j—\—H* *°p-n '
L 1 1 —I r vi К-Л 1
P^~
74HC138
24 25 26 27 28 29 30 31
U4 I
' Г* ^N '
I 1 1 П V1 K—- 1
p-.
У3 p^f"
Y4 P~^T
v6 Ы—
Y7b—
74HC138
Интегральный демультиплексор 4:16 КР1564ИДЗ, или SN74HC154N - его 16 выхо-
дов инвертирующие,
как
и
8 выходов КР1564ИД7. А разрешающих входов
КР1564ИДЗ не три, а два, оба инвертирующие:
Почему многие цифровые микросхемы имеют логический нуль в качестве активно-
го состояния на выходе? Корни этой традиции уходят в те времена, когда ещё
PNP и Р-канальные кремниевые транзисторы были слабее NPN и N-канальных.
Выходы многих микросхем были однотактными с открытым коллектором или исто-
ком, в активном состоянии соединённые с землёй. А двухтактные выходы поначалу
имели нижнее плечо более мощное, чем верхнее. То есть могли выдержать более
высокий втекающий ток выхода, чем вытекающий.
И до сих пор мы стараемся шире использовать NPN и N-канальные транзисторы,
прибегая к Р-канальным и PNP только в случаях, когда это действительно целе-
сообразно .
И наши светодиоды, катушки реле и просто резисторы коллекторной нагрузки
чаще всего включены между плюсом питания и коллектором или стоком транзисто-
ра, база или исток которого соединены с землёй.
Кстати, если индикаторный светодиод включается через транзистор, то во мно-
гих случаях целесообразнее использовать эмиттерный или стоковый повторитель,
чем схему с общим эмиттером или истоком, потому что в таком случае можно от-
казаться от токоограничительного резистора в цепи базы. За ток перезарядки
затвора полевого транзистора можно не беспокоиться: он будет ограничен сопро-
тивлением в цепи истока, задающим ток светодиода.
Возвращаемся к схеме нашего устройства для голосования. Как видим, оба ин-
вертирующих разрешающих входа демультиплексора КР1564ИДЗ подключены к земле,
а неинвертирующий — к плюсу питания. Микросхема работает в штатном режиме.
Давайте подумаем, на каких её выходах будет логический нуль, когда нажаты
две или три кнопки. То есть выпишем состояния с двумя или тремя логическими
нулями на входе.
■ ОЬООО = О
■ ObOOl = 1
■ ОЬОЮ = 2
■ 0Ы00 = 4
Получается, что мы выписали нуль и степени двойки: нулевую, первую и вто-
рую. Выходы с этими номерами в нашей схеме никуда не подключены. Зато осталь-
ные выходы, соответствующие состояниям кнопок, когда решение не принято, со-
единены со входами микросхемы U2.
Микросхема КР1564ЛА1 или SN74HC20N — это не регистр, не триггер и не дешиф-
ратор, а всего-навсего два логических элемента 4И-НЕ в одном корпусе.
Если решение принято, логический нуль будет на одном из выходов из нашего
списка. Тогда на всех остальных выходах U1, в том числе Y3, Y5, Y6 и Y7, бу-
дут логические единицы, которые попадут на входы первого элемента 4И-НЕ мик-
росхемы U2 .
Соответственно, на её выходе Y1 будет логический ноль. А на Y2 — логическая
единица, так как все 4 входа второго элемента 4И-НЕ соединены вместе, что
превращает его в простой инвертор.
Итак, если нажаты все три или любые две кнопки, светится зелёный светодиод
и пищит зуммер. А если нажата всего одна кнопка, либо не нажата ни одна, зум-
мер молчит и светится красный светодиод.
Возможно, перед нами чрезмерно усложнённый способ построить машину для го-
лосования (для которой хватило бы делителя напряжения на четырёх резисторах,
три из которых шунтируются кнопками, и порогового элемента, причём роль по-
следнего может выполнять сам светодиод). Зато было интересно и познавательно.
Итак, с дешифраторами-демультиплексорами мы если не разобрались, то хотя бы
познакомились. А что насчёт обратного преобразования?
Наша вторая схема содержит неполный двоичный мультиплексор-шифратор 8:4, и
выполнен он на диодно-резисторной логике.
ISWtone
Почему бы и нет? Громоздко, зато максимально наглядно:
1. ObOOOl, что реализовано единственным диодом D1 между первой кнопкой S1 и
шиной нулевого разряда А.
2. ОЬООЮ. Кнопка S2, диод D2 на первый разряд В.
3. ObOOll. Кнопка S3, диоды D3 и D4 на А и В.
4. ОЬОЮО. Кнопка S4, диод D5 на второй разряд С.
5. ObOlOl. Кнопка S5, диоды D6 и D7, разряды А и С.
6. ОЬОНО. Кнопка S6, диоды D8 и D9, разряды В и С.
7. ОЬОШ. Кнопка S7, диоды D10 — D12, разряды А — С.
8. 0Ы000. Кнопка S8, диод D13, разряд D.
9. 0Ы001. Можно было поставить девятую кнопку с диодами на разряды А и D. А
можно одновременно нажать кнопки S1 и S8.
Если бы наш дешифратор для семисегментного индикатора «умел» отображать ше-
стнадцатеричные цифры A-F, имело бы смысл предусмотреть ещё пять кнопок с со-
ответствующими диодами. Но микросхема CD4511 «знает» только десятичную систе-
му счисления, потому при входных комбинациях от 10 = 0Ы001 до 15 = 0Ы111
индикатор просто погаснет.
А если бы мы взяли К561ИК2, то увидели бы вместо шестнадцатеричных цифр
специальные символы, предназначавшиеся для электронных весов.
ч>Н
TftUTH TABLE
""-;oj->_i
ШО
£>'
o
№4C»it>H>
ы*>
О—^wv
Fig, В - Logic Флдгшт.
"МВД
CtfOO
PWOftCTPW
network
Lf
LTlD С
X X X X
X X X X
о о о о
0 0 0 1
0 0 10
0 0 11
0 10 0
0 10 1
0 110
0 I 1 1
10 0 0
1 0 0 1
10 10
10 11
110 0
t 1 0 1
I I I 0
1111
X X X X
II 11111
0 0 0 0 0 0 0
11 11110
0 1 1 0 0 0 0
II 0 110 1
11 110 0 1
0 1 10 0 11
10 I I 0 1 I
0 0 1 I T 1 I
11 t 0 0 0 0
11 11111
II 10 0 11
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
в
a
I
г
в
ч
5
6
7
в
9
Blmfc
■bnk
•l*tfc
elmnk
X ■ Oorft Cm
► Oapandi on КО code pmeutfy
1 Входы
*
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
I 1
X
\ 2*
"o
0
1
1
0
0
1
1
1 0
0
1
1
0
0
1
1
X '
2* ,
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
X
2*
' °
0
0
0
0
0
0
0
| X '
! г
| 0
Выходы
I A I
1 1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
в
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
о I
0
с
0
0
1
0
0
0
0
0
D
Tl
0
о
0
0
0
| 0
E
I 1
0
1 l
0 i
I о
0
1
0 1
1
0 1
1 1
0
0
0
1
0 1
0
F
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
I 0
1
1
1
0
0
G
1
0
0
0
0
Символы
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
С
3
и
s
t
Нет знака
Нет знака
Иными словами, в части цифр от 0 до 9 CD4511 и К561ИК2 полностью аналогич-
ны, но коды от 0Ы001 до 0Ы110 они обрабатывают по-разному.
Двоично-десятичный дешифратор - драйвер семисегментного индикатора CD4511
также используют в электронных часах без микроконтроллера. Но в схеме часов
задействован не весь функционал этой замечательной микросхемы.
Кроме четырёх информационных входов А, В, С и D, CD4511 и К561ИК2 имеют три
управляющих входа.
Инвертирующий вход -iLT — LAMP TEST — предназначен для проверки индикатора.
Для нормальной работы на этом входе должна присутствовать логическая единица.
А при низком уровне напряжения на входе -iLT светятся все сегменты.
Логический ноль на инвертирующем входе -iBL — BLANK — гасит индикацию. Для
нормальной работы требуется высокий уровень этого входа. Заметим, что приори-
тет -iLT выше, чем -iBL. То есть, в режиме проверки ламп даже вход гашения не
сможет их отключить.
Вход LE — LATCH ENABLE — радикально отличается от двух скучных предыдущих
входов, которые мы обычно просто подключаем к земле и плюсу питания. При низ-
ком уровне напряжения на этом входе наш дешифратор является асинхронным, и
мгновенно отображает на семисегментном индикаторе десятичную цифру, соответ-
ствующую двоичному числу на входах.
Как только на вход LE поступает логическая единица, входные триггеры защёл-
киваются в своём текущем состоянии. Микросхема запоминает число и отображает
его на индикаторе до тех пор, пока вход LATCH ENABLE не перейдёт в низкий
уровень. Тогда возобновится асинхронный режим работы дешифратора.
Эта функция особенно полезна для измерительных головок, отображающих колеб-
лющиеся аналоговые величины. Если не установить разумную частоту обновления
показаний, на индикаторах будет царить полный хаос, который невозможно будет
прочитать.
Также мы можем подключить индикатор на выход счётного регистра и обновлять
отображаемую информацию только в тот момент, когда преобразование завершено и
получен результат. Это актуально, например, для аналогово-цифрового преобра-
зования .
Далее, если мы преобразуем последовательный код в параллельный, то есть пе-
редаём много битов данных по паре проводов, данные с регистра сдвига нужно
преобразовывать в семисегментную индикацию только в определённый момент, ко-
гда регистр полностью запомнил принятое число от начала до конца.
И, наконец, благодаря регистрам-защёлкам в семисегментных дешифраторах для
приёма любого числа десятичных разрядов по последовательному интерфейсу будет
достаточно всего одного четырёхразрядного регистра сдвига! Ведь можно обнов-
лять показания нужного дешифратора в тот момент, когда регистр содержит имен-
но его цифру!
Вход -iLT в нашей схеме подключён к плюсу питания напрямую, то есть на нём
зафиксирована логическая единица. А вход -iBL подтянут к плюсу через 10-
килоомный резистор R14 и шунтируется на землю кнопкой RST.
Получается, что кнопка сброса гасит индикацию. Зачем это нужно? Дело в том,
что наша схема предусматривает запоминание цифры, соответствующей первой на-
жатой кнопке, после чего перестаёт реагировать на цифровые кнопки, пока не
нажата кнопка сброса, после отпускания которой на индикаторе будет цифра
ноль.
С помощью логического элемента НЕ на транзисторе Q2 и элемента 2И на диодах
D14 и D15 реализована следующая логика. Если светит сегмент G, или светит В,
но при этом не светит D, на входе LATCH ENABLE присутствует высокий уровень.
То есть дешифратор запомнил нажатие цифровой клавиши и больше не реагирует на
нажатия.
Сегмент G отсутствует только в цифрах 0 и 1. В цифре 1 есть В, но нет D, а
в цифре 0 есть и В, и D.
Таким образом, если индикатор показывает цифру 0, то дешифратор находится в
асинхронном режиме. В случае любой другой цифры он защёлкнут и не воспринима-
ет нажатий цифровых клавиш.
Если нажать сброс, все сегменты погаснут, дешифратор перейдёт в асинхронный
режим, и при отпускании кнопки сброса запомнит либо ноль, либо значение той
клавиши или клавиш, что были нажаты.
Хотя предполагается, что двух цифровых клавиш одновременно не нажимают, и
вместе с клавишей сброса не нажимают цифровых. Но если удерживать 8 и 1, и
при этом нажать сброс, отобразится 9.
А если нажать 8 и 2 или больше, то экран погаснет, и после отпускания циф-
ровых кнопок отобразится либо ноль, если отпустить их строго одновременно,
либо значение той, что отпущена последней.
Электроника
РАСШИРЕНИЕ ESP32
Итак, у нас проблема — не хватает пинов1. Как её решать? Наверное, можно
поискать какую-либо плату расширения, допускающую подключение большого коли-
чества периферии — например, есть такая для Arduino:
Но что-то не захотелось мне с этим возиться и разбираться, и пришла в голо-
ву мысль сделать всё гораздо более простым способом: с помощью соединения
микроконтроллеров через шину 12С.
Однако здесь пришлось натолкнуться на практически полное отсутствие готовых
решений (связь двух и более ESP32 между собой), таким образом, «беглый гуг-
линг» практически ничего не дал (что, однако, не исключает их наличия где-
либо — это говорит только о том, что я их не нашёл) . Ну, ОК, начинаем вни-
1 https://developer.alexanderklimov.ru/arduino/esp32/
кать...
Шина 12С требует для реализации связи всего двух проводов: SCL (Serial
Clock) — сигнал тактирования и SDA (Serial Data) — передаваемые данные (но,
вообще говоря, в реальности больше, так как требуется ещё как минимум зазем-
ление, а ещё желательно и питание).
Эта шина относительно низкоскоростная (стандартно — 100 кбит/сек, на совре-
менных устройствах — до 400 кбит /сек) , тем не менее она полностью удовлетво-
ряет моим требованиям, так как рамки моего проекта не требуют передачи каких-
то тяжёлых данных.
Работа в рамках 12С подразумевает, что любое подключённое к этим линиям
(SCL, SDA) устройство может занимать одну из двух позиций: ведущую (master)
или ведомую (slave) . Обычно, говоря об этой шине, подразумевают работу в ней
одного master-a и ряда slave-ов, хотя не запрещается и работа нескольких
master-ов (насколько я понял, реализовано это через использующуюся master-ом
функцию endTransmission () , которая, если вызывается с параметром true
(endTransmission(true)), после передачи сообщения посылает стоп-сообщение,
освобождая линию 12С, и она, по сути, свободна для использования каким угодно
ещё master-ом).
Общение между устройствами в рамках этой шины всегда инициирует master, вы-
зывая соответствующее ведомое устройство, обращаясь по его адресу, который
является семибитным, и в сети одновременно могут присутствовать 128 устройств
с адресами, обозначенными числами от 0 до 127, где 0 согласно спецификации —
адрес общего вызова, а ведомым можно назначать адреса от 1 до 127 (это по-
следнее уже не по спецификации, а «по факту», если использовать библиотеку
wire). Хотя на самом деле всё несколько сложнее, и если строго следовать спе-
цификации2, то это оставляет нам только 112 адресов:
| Адрес
0000000
0000000
0000001
0000010
0000011
00001ХХ
11111ХХ
11110ХХ
R/W6HT
0
1
fx
Е*
fx
fx
fx
X
Описание
Адрес общего вызова |
Байт СТАРТА
Адрес CBUS
Адрес, зарезервированный для шин другого формата]
Зарезервирован для дальнейшего использования |
Зарезервирован для дальнейшего использования |
Зарезервирован для дальнейшего использования |
10-битная адресация |
Но если вы сами проектируете систему и вообще «правила не для вас», то 127.
И, вроде как при сильном желании даже 128. Но тут сделаю ремарку: используя
библиотеку wire, я пытался обращаться на нулевой адрес. С «нулевым» же ре-
зультатом. Видимо, если только самому библиотеку писать, так как люди вроде
как используют и его... Но тут «дальше мои полномочия всё»...
И кстати говоря, почему стандарт такой странный — семибитный? А вот почему,
всё оттуда же, из спецификации:
«Первые семь битов первого байта образуют адрес ведомого. Восьмой, младший
бит, определяет направление пересылки данных. "Ноль" означает, что ведущий
будет записывать информацию в выбранного ведомого. "Единица" означает, что
ведущий будет считывать информацию из ведомого.»
2 https://sysadminmosaic.ru/_media/i2c/i2c_description_rus.pdf
1
MSB
_L
_L
2
LSB
SLA/E ADDRESS
3
SU00530
Первый байт после сигнала СТАРТ:
■ Старший разряд
■ Младший разряд
■ Адрес ведомого
А почему 127 устройств? Для этого нам всего лишь нужно открыть стандартный
калькулятор Windows и переключить его в режим «программист». Затем мы пере-
ключимся в десятичный режим (показано ниже стрелкой слева) и забьём число
127. После чего мы увидим в битовом выражении наверху справа, что число 127
для компьютера кодируется семью знаками:
Калькулятор
[ Вид | Правка Справка
Ь Обычный
Инженерный
Программист
Статистика
Журнал
V Группировка цифр по разрядам
Ь Обычный
Преобразование единиц
Вычисление даты
Листы
Alt+1
Alt+2
Alt+3
Alt+4
CTRL+H
CTRL+F4
CTRL+U
CTRL+E
J
| Калькулятор
Вид Правка Справка
3888 8888 8888 8888
8888 ееее 88ее ееее
Hex Mod A
► 9 Dec
i 1 В
Oct
Бт RoL RoR С
9 3 байт Or >or D
4 байта
Lsh Rsh E
2 байта
1 байт Not дпс1 F
88в8
8888
MC
-
7
4
1
0
i g ■ мз-|1
127
8888 e888 88в8 1
8888 8111 1111 ^^У
MR MS M- M- 1
CE C : 1
8 9
5 6 * lv
2 3-
1
^
Теперь, если мы попробуем стереть это число и забить туда 128, то увидим
наверху справа, что в битовом выражении это число кодируется уже восемью зна-
ками. А наша шина — семибитовая (т.е. можно сказать семизнаковая), и этот ад-
рес просто не поместится в рамках её стандарта (тут следует сделать оговорку
— возможно, это не шина семибитовая, а библиотека wire, но я глубже не копал,
честно признаюсь).
Кстати говоря, это подробное описание я привёл не просто так — оно может
быть полезно для тех, кто не дружит с шестнадцатеричнои системой счисления
(потому что в стандартных примерах библиотеки wire.h показано использование
шестнадцатеричных чисел в качестве адресов).
То есть если вы захотите, так же как и я, увеличить количество пинов, со-
единив между собой одну или более плат ESP32, то вам понадобится назначить
каждой из них адрес в рамках этой шины (всем, кроме master-устройства(в), так
как, насколько я понимаю, им система неявно сама выдаёт master-адрес при ини-
циализации) . Делается это крайне просто:
1. Переключаетесь в десятичный режим (Dec) .
2. Вбиваете любое число от 1 до 127.
3. Переключаетесь в шестнадцатеричный режим (Hex) .
4. Копируете получившееся число из окошка наверху и вставляете с припиской
«Ох...» в свой код (например, 0x7F).
Вид Прасгэ
>?-;<?г ?.?.
tin
Л ; tJtn
4 С-ли1л
I t Jit!
Ч^^^^^^^^_
Спрае
■е „
Р. .
:■-
и-
м...»
кэ
М. J
г,..р
•--
:,-
-гг.)
?гсг
Ь
D
ь
f
м:
-
1
Р •:
'Л
S
',
-'
-^J)
127
f, М- '1
■'
V
_ 1
-
^^^^^^^^^^^^^^^^^J
г
•Сальсу.Чйт^р
Вид Правка
.гее ос«
^►" О *•<■
1 г:
Ь'-
о i '.d."
i tj.«-г
1 1 3.' '
ч^^^^^^^^^_
Справка
г его с
.V'.J
;..L P-j =
L •. Г, Р •, Г
i"! -r.J
?ес
Л
ri
i.
L)
t
b
•VC'i?.?
f •:
-
.,'
•;
1
'.
coco
"P
•It
Ъ
s
-
\
c::i
• v: f
'-•
и
\т***тЛ
<▲.
7F
:;::
»i
l .
_
J
И это всё! Теперь, когда у вашего ведомого устройства есть адрес, к нему
легко может обратиться ведущее...
Кстати говоря, это (программное назначение адреса) касается только моего
случая, так как, насколько мне известно, имеющиеся в продаже устройства (12С
ЖК-экраны и т. д.) уже содержат жёстко прошитые 12С-адреса (у некоторых их
можно менять перемычкой).
Что ещё нам нужно знать о шине 12С? Один из самых важных моментов состоит в
том, что она требует для своей работы подтягивающие к питанию (pull-up) рези-
сторы3 :
MASTER
т
VCC
SLAVE (ОхЗС)
SDA
SCL
12С
SLAVE (0x76)
SLAVE (0x27)
SLAVE (0x68)
3 https://kotyaral2.ru/iot/i2c/
Об этом даже упоминает и производитель ESP32:
The SDA and SCL lines require pull-up resistors. See the device datasheet for more details about
the resistors' values and the operating voltage.
Тем не менее, насколько я знаю, ряд пинов ESP32 уже содержит подтягивающие
резисторы. Обратимся к документации4 производителя ESP32:
Internal Pullup and Pulldown
The ESP32 SoC families supports the internal pullup and pulldown throught a 45kR resistor, that
can be enabled when configuring the GPIO mode as :г.? л mode. If the pullup or pulldown mode is
not defined, the pin will stay in the high impedance mode.
И мы увидим, что если явным образом программно не определено, пины, имеющие
подтягивающие резисторы (45 кОм при подтягивании к питанию, и такой же на 45
кОм при подтягивании к земле — это я уже в даташите глянул) , находятся в вы-
сокоимпедансном состоянии. Разбираемся, что это за состояние... Вот что нам го-
ворит Вики по этому поводу:
Высокоимпедансное состояние, высокоомное состояние, Z-состояние или состоя-
ние «Выключено» — состояние выхода цифровой микросхемы, при котором он «от-
ключается» от сигнальной шины, к которой подключены несколько передатчиков
сигналов. Таким образом, сопротивление между её внутренней схемой, формирую-
щей выходной сигнал, и внешней схемой, очень большое. Вывод микросхемы, пере-
ведённый в состояние «Выключено», ведёт себя как не подключённый к ней. Внеш-
ние устройства (микросхемы), подключённые к этому выводу, могут изменять на-
пряжение на нём по своему усмотрению (в некоторых рамках), не влияя на работу
микросхемы. И наоборот — схема не мешает внешним устройствам менять напряже-
ние на выводе микросхемы.
И ещё: Состояние «Выключено» применяется, когда устройству приходится вре-
менно отключаться от шины — например, в программаторах, мультиплексорах, мно-
готочечных интерфейсах передачи данных наподобие JTAG, 12С или USB и т.д.
То есть получается, что такая «подтяжка» важна для работы в рамках шины
12С. А как её реализовать, учитывая, что у нас вроде как уже есть резисторы
на борту платы?
Реализуется это с помощью функции5 pinMode. Например, так:
pinMode (21, INPUT_PULLUP)
pinMode (22, INPUT_PULLUP)
В ходе экспериментов пробовал вешать эти функции и на master, и на slave
(несмотря на то, что это не совсем входы, а двунаправленное общение как бы) .
Разницы не увидел никакой.
Приходилось видеть рассуждения в сети, что на пинах интерфейса 12С такая
подтяжка (программная) не работает, и при желании использовать именно внут-
4 https://docs.espressif.com/projects/arduino-
esp32/en/latest/api/gpio.html?highlight=pullup#internal-pullup-and-pulldown
5 https://техномастерская.рф/statya-czifrovye-vhody-arduino-podtyazhka-pull-up-i-
pull-down
ренние подтягивающие резисторы люди включали подтягивание на других пинах и
соединяли их с 12С-пинами с помощью перемычек. Забегая вперёд - у меня всё
хорошо работает и без этого (возможно, это связано с тем, что у меня весьма
малое расстояние - всего 30 см между платами) . Или же оно реализовано аппа-
ратно платой (на пинах, определяемых для 12С) .
По крайней мере, из того, что мне удалось выяснить:
1. Если расстояния между устройствами малы, то особого смысла в подтягивающих
резисторах нет, и все устройства используют один и тот же источник пита-
ния.
2. Внутренние встроенные в плату pull-up резисторы слишком большого номинала.
Да, их можно использовать, но это не позволит достаточно быстро осуществ-
лять подтягивание6: «Передача/Приём сигналов осуществляется прижиманием
линии в 0, в единичку устанавливается сама за счёт подтягивающих резисто-
ров . Их ставить обязательно всегда! Стандарт! Резисторы на 10К оптимальны.
Чем больше резистор, тем дольше линия восстанавливается в единицу (идёт
перезаряд паразитной ёмкости между проводами), и тем сильней заваливаются
фронты импульсов, а значит скорость передачи падает. Именно поэтому у 12С
скорость передачи намного ниже, чем у SPI. Обычно 12С работает либо на
скорости 10 кбит/с — в медленном режиме, либо на 100 кбит/с в быстром. Но
в реальности можно плавно менять скорость вплоть до нуля.»
Мы же рискнём соединить платы просто напрямую. Теперь — куда нам необходимо
подключаться?
Если мы посмотрим на распиновку, то увидим, что интерфейс расположен на 22
(SCL) и 21 (SDA) пинах:
Е2ШГЕШШ В-1 \г
ЕЗШЕШЕЁ В-\-
E2ES3
С МЕШЕ1
^j
БЕЗ Ш
КЕШШ
' JES5P£229IZ2EZ7
ШЮетш-й
Ж<* J Г*»Щ ATM>{*]
&::*ш
ЕЖИ
ElSM ''-''■■-
Ш^ЕШШ
ЕШЗ -
13?СТ
ЯЕЩ
v_sn_cu<^^M
№ftF
'
•'■IWJIflif,'>■.■•:■'
■ СИШЭ
ШШШЖ&
GND
Control
Touih i
£^i?
A,uU/ino
CflO
AD(. J
UAC
^g
U АКТ
_У'.
г-
\ы
pwm
IESP32 Dev. Board
Pinout
И именно сюда же и предлагает подключаться производитель:
http://easyelectronics.ru/interface-bus-iic-i2c.html
I2C Master Device
I2C Slave Device(s)
Тем не менее, плата поддерживает два таких интерфейса, они могут быть кон-
фигурированы на любом из универсальных портов ввода-вывода.
Для работы с этой шиной будем использовать стандартную библиотеку wire.h.
Здесь есть один любопытный момент, который касается назначения пинов под
12С: если мы обратимся к описанию библиотеки7 wire.h, на сайте Arduino, то
среди функций этой библиотеки мы не увидим важнейших, которые мы могли бы ис-
пользовать (о них ниже).
Functions
begin()
end()
requestFromQ
beginTransmission()
endTransmission()
writeQ
ava i la ble()
read()
setClock()
onReceive()
onRequest()
setWireTimeout()
clearWireTimeoutFlagO
getWireTimeoutFlagO
https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/communication/wire/
И даже на сайте espressif упоминается о возможности назначения любых пи-
нов, только для master-устройств:
I2C Master APIs
Неге are the I2C master APIs.
begin
These function
arc intended to be used only for master mode.
In master mode, the . function can be used by passing the pins an
function only for the master mode.
bool regin(int 5daPi"i, int sc.
Alternatively, you can use the
This function will return *
.Pir, uint32_t f"c
:-. function
if the periphera
rcuency ;
without any argument to
1 was initialized correctly.
d bus frequency. Use thi
use all default values.
s
\D
Приходилось видеть и другой вариант, но также для master-устройств, для на-
значения на любые пины, например 18-19:
Wire.begin(18,19)
Тем не менее, существует и ещё один вариант, который гораздо более универ-
сален и подходит как для master-a, так и для slave-a — мне он кажется самым
оптимальным и нравится больше всего:
Now. for the ESP32, the default pins for the I2C are SDA (GPI021) and SCL (GPI022). We can use
a different pin as alternative for the default ones if you need to change the pins. To change the pins,
We mUSt Call the Ui-cietP:-^ int srfa, i-t :I ; function before Calling i.i.-e.cegir.r:; .
int sda_pin = 16; / GPIC16 as I2C SO*
int scl_pin - 17; /, GP1C1? as I2C SCL
void setup()
{
Wire.setPins(sda_pin, scl_pin); // Set the I2C pins befee begin
Wir«.begin(); /, jcir. \2c bus (address optional for r.jster)
)
Итак, попробуем соединить платы, как было описано выше, кроме того, соеди-
ним у обеих плат GND и Vin (пробовал и без этого, тоже работает, но идёт
https://docs.espressif.com/projects/arduino-esp32/en/latest/api/i2c.html
сильная потеря пакетов).
Загрузим на каждую из ESP32 свою часть примера библиотеки wire.h: на левую
— сканер адресов подключённых устройств, на правую — slave. И мы видим, что
slave-устройство отлично обнаруживается:
А теперь попробуем установить на ведущее устройство код master-части. Всё
работает ОК, потерь пакетов не наблюдается:
Теперь переключим монитор порта на slave-устройство и посмотрим, что пишет
оно. Тоже потерь пакетов не наблюдается:
f
После долгого тестирования обнаружил, что в некоторых ситуациях всё-таки
наблюдаются потери пакетов, однако от этого удалось избавиться очень простым
способом: провода 12С и провода питания (Vin, GND) смотал друг с другом, на-
подобие витой пары. После этого потери пакетов прекратились. Видно, как отчи-
тывается функция endTransmission(), где 0 означает успешную передачу:
[ О сом1б
1 l WJUV» 1.Г l UIU . iX>
0x31, 0x34, 0x3°
endTransmission:
requestFrom: 16
0x31, 0x34, 0x39
endTransmission:
requestFrom: 16
0x31, 0x35, 0x30
endTransmissior.:
requestFrom: 16
0x31, 0x35, 0x31
endTr ansiru. э s i on:
1 requestFrom: 16
0x31, 0x3S, 0x32,
endTransmission:
requestFrom: 16
0x31, 0x35, 0x33
lendTransmission:
requestFrom: 16
0x31, 0x35, 0x34
endTransirussior.:
requestFroro: 16
0x31, 0x35, 0x35,
endTransmission:
11 requestFrom: 16
0x31, 0x35, 0x36,
11 endTransmission:
0x20,
0
0x20,
0
0x20,
0
0x20,
0
0x20,
0
0x20,
0
0x20,
0
0x20,
0
0x20,
0
0x50,
OxSO,
0x50,
0x50,
OxSO,
0x50,
0x50,
0x50,
0x50,
0x61,
0x61,
0x61,
0x61,
0x61,
0x61,
0x61,
0x61,
0x61,
0x63,
0x63,
0x63,
0x63,
0x63,
0x63,
0x63,
0x63,
0x63,
0x6b,
0x6b,
0x6b,
0x6b,
0x6b,
Ox 6b,
0x6b,
0x6b,
0x6b,
0x65,
0x65,
0x65,
0x65,
0x65,
0x65,
0x65,
0x65,
0x65,
0x74,
0x74,
0x74,
0x74,
0x74,
0x74,
0x74,
0x74,
0x74,
0x73,
0x73,
0x73,
0x73,
0x73,
0x73,
0x73,
0x73,
0x73,
0x2e,
0x2©,
0x2e,
0x2e,
0x2e,
0x2e,
0x2e,
0x2^,
0x2e,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
Oxff,
// 14B Packets-.
// 150 Packets..
// 151 Packets..
// 152 Packets..
// 153 Packets.,
// 154 Packets..
// 155 Packets..
// 156 Packets..
1-е i ® ШМ
| OvnpMNt* |
1
л
11
I
1
1
I
1
г
I
к
1
1
1
Теперь остаётся только для интереса повесить на одну esp32 датчик, а на дру-
гую попробуем повесить шаговый двигатель, чтобы он запускался от срабатывания
датчика.
В качестве такого датчика возьмём цифровой (то есть который выдаёт только
значения LOW и HIGH) датчик Холла KY-003, а в качестве шагового двигателя
Nema 17 и драйвер двигателя ТВ6600.
В упрощённом примере код управления шаговым двигателем заменён на код све-
тодиода (срабатывание датчика на master-e зажигает встроенный светодиод на
slave-e):
ftp://homelab.homelinuxserver.org/pub/arhiv/2023-09-a2.rar
Всё работает как и должно! Таким вот нехитрым образом вы можете увеличить
количество пинов ESP32, соединив между собой п-плат. В примере код опроса
датчика помещён прямо в цикле loop, что есть не совсем правильно. В реальном
проекте, чтобы не занимать процессорное время, датчик надо подключать через
функцию attachlnterrupt(interrupt, function, mode). В своём проекте собираюсь
сделать именно так. Мало того — чтобы постоянно не занимать линию опросами
датчиков, все датчики повешу на master, а все двигатели (ну или почти все) —
на slave.
Я не ставил целью строить распределённую систему (одна ESP32 — в одной ком-
нате, другая — в другой и т. д.), поэтому для моих целей (простое расширение
количества пинов) всё работает хорошо. Если вам нужна будет именно распреде-
лённая система, возможно, вам придётся углубиться в изучение этой темы даль-
ше .
КОМПЛЕКТ СВЧ
Астанин С.
Одна из тем на работе, коснулась оценки применения радиоволн СВЧ диапазона.
До этого момента, опыт работы в данном диапазоне радиоволн был только гипоте-
тический. И сейчас попробую описать свой опыт изготовления передатчика и при-
емника по быстрому и без формул с графиками.
Решил сделать передатчик СВЧ сантиметрового диапазона на диоде Ганна, а
приемник сделать по простой схеме детекторного приемника. Диод Ганна — это
такой диод, что если можно провести аналогию со светодиодом, то излучает он
электромагнитные волны в сантиметровом диапазоне радиоволн, и особенно хоро-
шо , если его установить для излучения в волновод и настроить в резонанс. В
качестве детектора, решил использовать диод, который обычно применяют для
приема СВЧ радиоволн и который аналогично устанавливают в волновод. Из дос-
тупных и недорогих выбор пал на следующие компоненты: диод Ганна - ЗА705, де-
текторный диод - Д603.
Для проверки работоспособности купленных компонентов, решил их проверить
сначала как они работают буквально на пальцах: на диод Ганна ЗА705 подаем пе-
риодически и кратковременно (чтобы не перегрелся в руках без теплоотвода, да
и пальцы надо беречь) рекомендованное напряжение и ток от блока питания, а
наличие излучения СВЧ проверяем на расположенном рядом и параллельно диоде
Д603, подключив его выводы к осциллографу.
На осциллографе видим, что при подаче тока на диод Ганна, на контактах де-
текторного диода появляется разность потенциалов, причем вполне заметная.
Теперь можно делать волноводы с рупорами, которые сформируют радиоволну с
заданной диаграммой направленности и согласуют эффективное излучение и прием
радиоволн с волноводом.
Рупор волновода нужен чтобы согласовать волновод с источником излучения с
открытым пространством, что достигается за счет плавного увеличения конуса
(расширявшейся пирамиды) волновода до значения, при котором фазовая скорость
основной волны в рупоре приближается к скорости света в свободном пространст-
ве . Или скажем так, что при этом волны выходит из волновода в требуемом на-
правлении при минимуме отражения её обратно внутрь. При этом, конечно, прихо-
дится идти на некоторые компромиссы.
За помощью с расчетами антенн, заходим, к примеру, на сайт:
https://3g-aerial.biz/onlajn-raschety/raschety-antenn/horn-antenna-calculator
и ищем страничку расчета рупорной антенны.
Введя параметры средней рабочей частоты нашего диода Ганна, требуемую диа-
грамму направленности, после расчета получим размеры рупорной антенны.
РЕЗУЛЬТАТ
Davascript Version 2022-06-26 by Valery Kustarev
Антенна Horn
Центральная часто
Длима волны Л: 46
Усиление антенны:
Входной импеданс
Ширина основного
Ширина основного
Размеры волновода
Полоса пропусками
та f: 6500 МГц
. 1 мм
12 dBi
антенны Zo: 50 П
лепестка по уровню
лепестка по уровню
axb*c: 34.6 ммх17.
-ЗдБ в
-ЗдБ в
3 ммхЗЭ
я волновода AF: 5417-8125
Длима волны в волноводе Kg: 61.9 мм
Размеры раскрыва
Длима рупора R:
Длима широкой гра
Длина узкой грани
рупора АрхВр: 75.7
22.5 мм
ни рупора D1: 28 w
рупора 02: 30.5 мм
ММХ50.5
гор.
вер.
плос
плос
. 1 мм
МГц
мм
кости
кости
Н
V
ДФ
ДФ
Высота питающего штыря h: 10.1 мм
Расстояние от питающего штыря до задней стенки волновода 11: 9.3 мм
Расстояние от питающего штыря до горловины рупора 12: 29.8 мм
ВВЕСТИ ДАННЫЕ
Частота 6500 Мгц ч астота вручную
Входное сопротивление антенны so vЮм
Штырь коаксиально волноводного перехода высотой h припаивается к центральному
выводу разъема, который располагается точно по центру широкой стороны волновода на
расстоянии /| от задней стенки волновода и на расстоянии /2 от горловины рупора
Желаемое усиление антенны | - | 12 | + | dBi
Только я решил не делать такую антенну из меди как рекомендуется, да еще и
с последующей полировкой внутренней поверхности с нанесением покрытием из се-
ребра. Вместо этого решил попробовать напечатать антенну из имеющегося в на-
личии PLA пластика на 3D принтере, а затем покрыть её чем-либо металлическим.
Нарисовал антенну в редакторе по рассчитанным размерам:
Сконвертировал и распечатал:
-у
Покрывать антенну гальваническим способом выходило не совсем бюджетно, да и
не быстро. Поэтому решил просто обклеить её изнутри отрезками медного скотча.
Получившиеся швы пропаял оловом, и к счастью геометрия пластика от этого
никак не пострадала.
Далее устанавливаем в рупоры диоды на свои рекомендованные расчетом места и
фиксируем, кое-где просто оловом. Паять диод Ганна побоялся, и поэтому закре-
пил его пружиной и винтом.
Диод Ганна решил модулировать звуковой частотой, приятной на слух, и прямо-
угольными импульсами с заданной скважностью, чтобы уменьшить на него тепловую
нагрузку. Для этого сделал такую простую схему, где заодно с модуляцией огра-
ничиваем максимальный ток через диод.
О"- О
С2
Q2
П R4 f| R3
100k 1k
С1
0= О
R7
Q1
2N7000
Q4
2Ш702
R5
ГУ]
R6
1-< 1 1
Q3
I IRF4905
Digital Oscilloscope
Lev»!
■я
I*" j
щ
п АСГГ
ос|з
\{Щ
Ролооп 4/,
i
у
ОС
GN0
1 Off
J A»B
Auto
One-Shot J!
Cursors J
=Ш
ШШ=
(J.
.{J,
Номиналы резисторов чуть меняются при настройке, а схема питается от источ-
ника напряжением 12 Вольт.
\ \
-v--^
Припаиваем провода к диоду Ганна: выход с транзистора модулятора на анод
диода через подпружиненный винт, а общий минус на металлическую поверхность
антенны, к которой катод диода получается просто прижат. И проверяем, что ди-
од Ганна все еще работает.
Затем запаиваем заднюю стенку с условием, чтобы её можно было немного во-
гнуть внутрь или выгнуть наружу - это может потребоваться для настройки излу-
чения диода на максимум.
Средний ток потребления схемы модулятора составил 0.1 Ампера. В импульсе
ток через диод Ганна ограничен током 0.3 Ампера, при этом падение напряжения
на нем составляет около 5 Вольт.
Далее устанавливаем детекторный диод в свой волновод приемника, запаиваем
также заднюю стенку, и подключаем диод на вход усилителя низкой частоты, в
моем случае к компьютерной колонке со встроенным усилителем и питанием.
В итоге, сигнал от передатчика уверенно принимается приемником на расстоя-
нии 1 метр, когда антенны правильно направлены друг на друга.
Думаю что получилось неплохо, учитывая что принимаем сигнал передатчика на
простой детекторный приемник с усилителем звуковой частоты от компьютерной
колонки, которая имеет не высокий коэффициент усиления. Можно еще увеличить
или уменьшить дальность — чуть выдавливая внутрь или наружу заднюю стенку
волновода как у передатчика, так и у приемника.
Винты для настройки точно в резонанс решил не применять, чтобы не усложнять
конструкцию. Далее чуть облагородил конструкцию - закрепил узлы схемы в еди-
ный блок для передатчика и приемника, и организовав подачу питания от батаре-
ек.
Теперь можно проводить разнообразные эксперименты:
,-.'*.'*
/ *
\^
СРАВНЕНИЕ ДАТЧИКОВ ТЕМПЕРАТУРЫ
Емельянов Е.
Поводом к написанию публикации послужило наблюдение: разница показа-
ний около 1 С двух цифровых датчиков. Любопытство и инженерная по-
требность точности не позволяют пройти мимо обозначенного вопроса.
Как сравнить датчики температуры между собой? Соберём горстку разных датчи-
ков и подключим все к микроконтроллеру. Далее организуем сбор данных и вывод
на график.
Для сравнения выбраны следующие датчики:
Наименование
датчика
МАХ6675
DS18B20
АНТ20
ВМЕ280
Основные
характеристики
Преобразователь
термопары
Цифровой датчик
температуры
Высокоточный
датчик темпера-
туры и влажности
Высокоточный
Описание
Диапазон измеряемых температур от 0 до 1024
С, рабочий диапазон микросхемы от -20 до
+85 С, разрешение АЦП 12 бит, интерфейс
SPI, корпус S08
Диапазон измеряемых температур от -55 до
125 С, точность ±0.5 С в середине рабочего
диапазона, интерфейс 1-wire, корпус Т092
Диапазон измеряемых температур от -40 до 85
С, точность ±0.3 С, интерфейс 12С, корпус
DFN-6
Диапазон измеряемых температур от -40 до 85
STLM75DS2F
LM335M
MF52
STM32G030
датчик темпера-
туры , давления и
влажности
Датчик темпера-
туры с функцией
теплового сторо-
жевого таймера
Аналоговый дат-
чик температуры
NTC термистор
Внутренний дат-
чик температуры
микроконтроллера
С, точность датчика температуры ±1 С, ин-
терфейс 12С, корпус LGA-8
Диапазон измеряемых температур от -55 С до
125 С, точность ±0.5 С, интерфейс 12С, кор-
пус SSOP8
Диапазон измеряемых температур от -40 до
100 С, точность ±2 С, корпус S08
Диапазон измеряемых температур от -40 до
125 С
Диапазон измеряемых температур от -40 до 85
С
Сбором показаний будет заниматься отладочная плата с микроконтроллером
STM32G030F6P6. Прежде, чем перейти к рассмотрению самих датчиков, уделим вни-
мание не менее важному вопросу - качеству питающего напряжения.
Отсутствие стабильности напряжения питания не способствует росту точности
показаний. В первую очередь это относится к аналоговым датчикам, опросом ко-
торых занимается АЦП.
Контроллер STM32G0 имеет всего один питающий вывод, объединенный VDD/VDDA,
а на отладочной плате установлен простой линейный стабилизатор AMS1117. Так
что точность измерений упадет в силу отсутствия достойной фильтрации по пита-
нию, отсутствия полигона земли и длины соединительных проводов. Однако можно
контролировать напряжение стабилизатора, ведь в микроконтроллере есть встро-
енный источник опорного напряжения. Принцип измерения показан на рис. 1.
зв
2В
1 В
ов
Vref =
1.212
4095
единиц
АЦП
2В
1 В
0В
Vref = 1.212
4095
единиц
АЦП
Рис. 1. Принцип измерения напряжения питания микроконтроллера.
При изменении питающего напряжения показания с VREFINT также будут менять-
ся. Для выбранного микроконтроллера значение внутреннего источника опорного
напряжения составляет 1.212 В. Т.е. можно составить пропорцию:
Vpow
Vref
tyADCresolution
ADCvalue
Vpow =
Vref* 2
ADCresolution
ADCvalue
Приведу пример на числах. Допустим с 12-и разрядного АЦП получаем значение
1516 единиц. По формуле рассчитываем:
Vpow = 1.212*4096/1516 = 3.274
Проверка Vpow прецизионным мультиметром дает 3.279 В, т.е. относительно
VREFINT напряжение измеряется весьма точно. Расчет показаний с аналоговых
датчиков привязан к уровню напряжения 3.3 В, за счет схемы питания вносится
незначительная погрешность. Дополнительный контроль напряжения питания позво-
лит убедиться в корректности показаний, а его проверка получилась без каких-
либо внешних компонентов.
Датчик
температуры
микроконтроллера
Аналоговый датчик температуры есть внутри микроконтроллера STM32G0. Мелочь,
а приятно! В памяти МК данной серии сохранена только одна калибровочная кон-
станта (по адресу 0xlFFF75A8), соответствующая температуре 30 С. Согласно до-
кументации единицы АЦП для контроллера STM32G030 изменяются пропорционально
температуре с углом наклона 2.5 мВ/С.
И сразу загвоздка: «Measured at VDDA = 3.0 V ±10 mV. The V30 ADC conversion
result is stored in the TS_CAL1 byte»1. Зачем STM поменяли напряжение питания
при калибровке на 3 В остается загадка, для серии F0, например, используется
3.3 В. Соответственно необходимо пересчитать калибровочную константу TS__CAL1
на напряжение 3.3 В. Для моего контроллера получаем:
d = 3.3/3 =1.1
ADCcalib = 1044/1.1 = 949
Где d - коэффициент деления, ADCcaiib ~ значение АЦП при 30 С из памяти.
Внимательный читатель может задаться вопросом, почему TS_CAL1 делится на d,
а не умножается. Ответ скрыт где-то в толще полупроводниковых слоев микросхе-
мы. Все зависит от того, в верхнем или нижнем плече внутреннего делителя
STM32G0 установлен термочувствительный элемент. Эксперименты показали, что на
d нужно делить.
Попробуем найти уравнение температурной зависимости. Опорное напряжение в
моем случае 3300 мВ, разрешение АЦП 12 бит. Имеем:
3300/2.5 = 4096/к
к = 2.5*4096/3300 = 3.103
То есть показания АЦП изменяются на 3,1 единицы при изменении температуры
на один градус при напряжении питания 3,3 В. Согласитесь, что это совсем ма-
ло. Даже учитывая, что датчик подключен к каналу внутри микросхемы, т.е. эф-
фект помех и наводок минимален, оперировать единичными значениями не особенно
удобно.
Уравнение температурной зависимости будет таким:
ADCveiue = k*Tcei + b
b = ADCveiue - k*Tcei = 949 - 3.103*30 = 856
1 https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32g030f6.html
Проверка нескольких микросхем подтвердила, что константа TS_CAL1 слегка из-
меняется, STMicroelectronics действительно калибрует чипы. В итоге для моей
микросхемы имеем уравнение:
TCei = (ADCvelue - 856)/3.1
Для повышения точности и экономии памяти в программе целесообразно умножить
все величины на 10 (не работать с плавающей точкой) и использовать int32_t.
Время измерения аналогового сигнала с внутреннего датчика температуры должно
быть больше чем TS_temp = 5 мкс. Также после подключения канала АЦП необходи-
мо выждать время стабилизации сигнала tSTART = 120 мкс.
Выводы по датчику температуры микроконтроллера:
■ Подходит для задач, где не требуется высокая точность;
■ Чипы калибруются, но только одним значением. Внутренний датчик температуры
достался за бесплатно и это хорошо;
■ Коэффициент наклона прямой зависит от питающего напряжения, его необходимо
учитывать при расчетах;
Термистор
MF52
Термистор, т.е. терморезистор - это резистор, сопротивление которого изме-
няется в зависимости от температуры. NTC термистор (Negative Temperature
Coefficient) увеличивает свое сопротивление с уменьшением температуры, ориен-
тировочный вид зависимости показан на рис. 2. Мало того, что зависимость не-
линейная, ещё имеется разброс сопротивлений от Rmin до Rmax для каждой точки
кривой.
-20 0 20 40 60 80
Температура, *С
Рис. 2. Характеристика термистора В57164К0472.
Однако у термистора есть одно отличительное качество - его крайне низкая
цена. Поэтому при массовом производстве ширпотреба термисторы незаменимы. А
характеристику можно «записать» в память и получать показания разумной точно-
сти. Но сперва разберемся с главной характеристикой - коэффициентом темпера-
турной чувствительности В.
Этот коэффициент рассчитывается на основе значений сопротивления при двух
конкретных значениях температур. Например, для термистора В57164К0472 NTC 4.7
кОм, имеем значение В25/юо = 3950. То есть расчёт коэффициента выполнялся на
основе сопротивлений, полученных при 25 С и 100 С. Коэффициент В измеряется в
Кельвинах и рассчитывается при помощи соотношения:
ln{Rl) - ln{R2)
В =
j_
п
Г2
Данное соотношение называется уравнением Стейнхарта-Харта. «Уравнение по-
зволяет по измеренному сопротивлению терморезистора вычислить его температуру
и обратно — по температуре терморезистора вычислить его сопротивление, обес-
печивает хорошую точность во всем рабочем диапазона температур».
Вычислим коэффициент В для термистора В57164К0472, необходимые данные по
температуре и сопротивлению содержатся в документации.
„ Jn(4700) - foi(328.3)
В = —Ц—- Ц - = 3948
25+273.1 100+273.1
Как видно, рассчитанное и заявленное значения практически совпали. Терморе-
зистор В57164К0472 выбран в качестве подопытного, т.к. для него имеется таб-
лица сопротивлений для всего диапазона рабочих температур. В противном случае
замеры можно выполнить вручную, что влечет дополнительные трудозатраты.
Также можно вычислить значение температуры, зная текущее сопротивление тер-
мистора и коэффициент В:
Г(Я) = 1
ln(R)-ln(RW0)
1
В ' Г100
Где R100 - сопротивление термистора при температуре 100 С (Т100) , выражен-
ных в Кельвинах. Кстати, формула действительно дает хорошее приближение, сви-
детельство представлено на графике:
•T(R)
■Tf(R)
Conротивеяние, Ом
Кривая Т (R) построена по точкам документации, Tf(R) по формуле Стейнхарта-
Харта. Но мы же понимаем, что вычислять натуральный логарифм внутри микрокон-
троллера - не самый разумный подход. Намного удобнее воспользоваться таблич-
ным методом.
Образуем резистивный делитель напряжения с термистором в качестве нижнего
плеча. Изменение температуры ведет к изменению напряжения делителя, за кото-
рым наблюдает АЦП контроллера. Все подготовительные работы лучше выполнить в
Excel, учесть номинал верхнего плеча и разрядность АЦП. На выходе получаем
таблицу значений: зависимость единиц АЦП от температуры.
-40 -20 0 20 40 60 80
Температура, *С
Рис. 4. Характеристика термистора в резистивном делителе.
Таблицу сохраняем в память контроллера и соотносим текущее измеренное зна-
чение с тем, что хранится в таблице. Если значение совпало (попало в диапа-
зон) , текущий индекс массива пересчитываем в значение температуры. Для повы-
шения точности разумно сделать дополнительную линейную аппроксимацию. В моем
случае таблица задана с шагом 5 С, деление диапазона между точками массива на
10, позволяет получить разрешение в 0.5 С.
Выводы по термистору MF52:
■ Зависимость сопротивления от температуры для MF52 неизвестна, но зная В =
3950, можно использовать либо таблицу от В57164К0472 либо формулу Стейн-
харта-Харта. В программе лучше реализовать расчет температуры табличным
методом.
■ Если мощности контроллера позволяют, то с небольшой помощью вместо лога-
рифмов можно составить полином и вычислять температуру по формуле. Однако
потребуется как минимум третья степень полинома.
■ Термистор включается в схему в верхнее или нижнее плечо делителя напряже-
ния (от этого будет зависеть вид характеристики). Изменение сопротивления
термистора приводит к изменению напряжения делителя.
■ Выбирая номиналы делителя (резистора и термистора), следует учесть, что
протекающий через термистор ток вызывает его нагрев и, как следствие, ис-
кажение показаний.
■ Между термисторами MF52 в приобретённой партии наблюдается повторяемость
характеристик, замеры сопротивления в комнате показали значения: 3.69 Ом,
3.64 Ом, 3.70 Ом, 3.67 Ом, 3.63 Ом, 3.61 Ом, 3.58 Ом. Значит, единожды от-
калибровав термистор можно более не возвращаться к этому вопросу.
■ При должной калибровке с термистором можно получить высокую точность изме-
рений, а стоит он копейки.
Датчик
температуры
LM335MX
От уравнения для определения коэффициента температурной чувствительности
изменяется мое артериальное давление, а от названия «соотношение Стейнхарта-
Харта» темнеет в глазах. Последующая калибровка и реализация табличного мето-
да расчёта также не добавляет энтузиазма. Как же хочется увидеть простую ли-
нейную зависимость с нормальным угловым коэффициентом. Описание микросхемы
LM335 для меня, звучит словно музыка.
«Датчик температуры LM335 работает как стабилитрон с напряжением стабилиза-
ции прямо пропорциональным температуре. Датчик имеет линейную зависимость с
углом наклона прямой 10mV/K. С динамическим импедансом менее 1 Ом устройство
потребляет от 400 мкА до 5 мА без изменения характеристики. Рабочий диапазон
температур LM335 от -40 С до 150 С.»2
В данном случае используется другой физический процесс - зависимость напря-
жения пробоя (а не сопротивления) от температуры. Схема подключения датчика
показана на рисунке:
LMH5
OUTPUT 10 mV^K
Рис. 5. Схема включения датчика LM335M.
При напряжении питания 3.3 В резистор в 150 Ом дает ток в 1 мА. Подстрочным
резистором не сложно вывести датчик на нужную температуру, иначе ошибка может
достигать нескольких градусов.
Напряжение на выходе микросхемы растёт пропорционально температуре с углом
наклона 10 мВ/С (в документации указано изменение на градус Кельвина, но угол
от этого не меняется). Выведем уравнение температурной зависимости. Опорное
напряжение 3300 мВ, разрешение АЦП 12 бит. Имеем:
2 https://www.rlocman.ru/datasheet/data.html?di=183407&/LM335MX
3300/10 = 4096/к
к = 10*4096/3300 = 12.412
То есть напряжение на АЦП изменяются на 12,412 единиц при изменении темпе-
ратуры на один градус (сравните с датчиком внутри микроконтроллера). Также из
документации становится ясно, что при 25 С напряжение на выходе микросхемы
составляет 2980 мВ. Уравнение температурной зависимости:
3300/2980 = 4096/х
х = 2980*4096/3300 = 3699
ADCveiue = k*Tcel + b
b = ADCveiue - k*Tcel = 3699 - 12.412*25 = 3388.7
Tcei = (ADCvelue - 3388. 7)/12. 412
Заявленная точность измерения температуры после калибровки составляет менее
1 С практически во всем рабочем диапазоне, соответствующая кривая приводится
в документации. Как и в случае с термистором, важно ограничить протекающий
через микросхему ток, не потворствовать самонагреву, следить за стабильностью
питающего напряжения. Дополнительное внимание следует уделить выбору корпуса
микросхемы и трассировке печатной платы. Общая идея проста - трассировать
плату так, чтобы обеспечить температуру микросхемы равной температуре изме-
ряемого объекта.
Выводы по датчику температуры LM335:
■ Микросхема имеет линейную характеристику, что облегчает снятие показаний;
■ Для достижения точности менее 1 С требуется калибровка подстроечным рези-
стором ;
■ Имеется исполнение в нескольких типах корпуса;
Преобразователь
термопары МАХ6675
На любой зависимости некоторого процесса от температуры можно сделать тер-
модатчик . Но не каждый датчик получится сделать простым, компактным и надеж-
ным. Термопара представляет интересный случай, когда малый размер датчика,
простота, хорошая точность показаний и очень широкий рабочий диапазон соеди-
няются в одном устройстве.
В основу принципа работы термопары положен термоэлектрический эффект, назы-
ваемый также эффектом Зеебека. Оказывается, что если соединить последователь-
но два разнородных металлических проводника, и затем нагреть место соедине-
ния , то возникнет некоторая разность потенциалов. Далее делаем два спая, один
«рабочий», другой «холодный» и соединяем их между собой. Рабочий спай помеща-
ем в измеряемую среду, а холодный держим при температуре 0 С. При разных тем-
пературах спаев по термоэлектродам протекает ЭДС, прямо пропорциональная раз-
ности этих температур.
В качестве материалов термоэлектродов применяются различные сплавы, что оп-
ределяет характеристики термопар и возможности их применения. Согласно ГОСТ Р
8.585-2001 термопары разделяются на типы: Е (хромель-константан) , J (железо-
константан) , К (хромель-алюмель) , М (медь-копель) , N (нихросил-нисил) и дру-
гие. Дело остается за малым, точно измерить возникающую в результате нагрева
или охлаждения спая разность потенциалов. На помощь приходит микросхема
МАХ66753, блок-диаграмма которой показана на рис. 6.
3 https://www.rlocman.ru/datasheet/data.html?di=612551&/MAX6675
Vcc
X
01|iF
COLD-JUNCTION
COMPENSATION
DtODE
DIGfTAL
CONTROLLED
У S5
зооко
i-ЛМг
S3
т
ЗОкО
АЛЛ-
х-
S1
ЗОкО
-ЛМг
20PF
У_
S4
зоско
"-ЛЛЛг
АЛЛХЛЛЛ
МАХ6&5
I
ADC
SCK
SO
CS
REFERENCE
VOLTAGE
1
"=■ GND
Рис. 6. Блок-диаграмма микросхемы МАХ6675.
Для точности измерений холодный спай должен всегда иметь неизменную темпе-
ратуру. Поскольку этого довольно сложно добиться, применяются компенсационные
схемы. МАХ6675 высчитывает температуру относительно виртуального нуля, учиты-
вая температуру окружающей среды. Последняя определяется при помощи термочув-
ствительного диода. Для термопары типа К напряжение в цепи изменяется на 41
мкВ/С, напряжение на электродах определяется соотношением:
Vout = 41*(Тг - ТашЬ)
Зная характеристику термопары и температуру окружающей среды ТашЬ из данно-
го соотношения не трудно найти температуру рабочего спая Тг.
В документации на МАХ6675 приводится ряд рекомендаций по трассировке микро-
схемы. Часть требований относится к толщинам дорожек и полигонам, но встреча-
ются и более необычные. Например, производитель рекомендует избегать механи-
ческого напряжения на плате и вибраций, рекомендуется периодически проверять
и записывать сопротивление термопары. Все это говорит о том, что процесс из-
мерений намного сложнее, чем кажется с первого взгляда. Когда речь идет о ве-
личинах порядка десятков микровольт, измерительной схеме нужно уделить особое
внимание.
Выводы по конвертеру термопары МАХ6675:
■ Работать с термопарой намного сложнее чем с термистором, нужна более слож-
ная схема измерения напряжения. МАХ6675 освобождает нас от лишней работы,
представляя готовое решение с цифровым интерфейсом SPI.
■ В ряде случаев термопара незаменима, т.к. позволяет измерять температуры
от -200 до 1250 С (нихросил-нисил, тип N).
■ Для снятия показаний термопары вместо МАХ6675 можно использовать схему,
собранную на дискретных компонентах. Часто применят каскад на операционно-
му усилителе.
Датчик температуры и
тепловой сторожевой
таймер STLM75
Полезнейший бытовой прибор, электрический чайник, в большинстве случаев из-
меряет только одно пороговое значение - температуру кипения воды. И таких за-
дач , когда нужно отключить нагревательный элемент, много. Тут на помощь при-
ходит микросхема с функцией теплового сторожевого таймера, STLM754. Она может
работать как термостат без использования цифрового интерфейса, пороговое зна-
чение после перезагрузки составляет 80 С. Сигнал выдается на выход nOS с от-
крытым коллектором. Имеется возможность настроить прерывание от микросхемы,
гистерезис и защиту от шума.
VDD
А1
А2
Temperature
Sensor and
Analog-to-Digital
Converter (ADC)
Х-Д
Configuration Register
Temperature Register
THYS Set Point Register
TOS Set Point Register
Pointer Register
Control and Logic
Comparator
2-wire 1С Interface
-► OS/INT
-► SDA
SCL
GND
Рис. 7. Блок-диаграмма микросхемы STLM75,
Микросхема достаточно просто настраивается, содержит всего четыре регистра
для конфигурации и хранения данных. Поскольку адрес задается внешними вывода-
ми, имеется возможность объединить несколько ведомых на шине 12С.
Выводы по микросхеме STLM75:
4 https://www.st.com/resource/en/datasheet/stlm75.pdf
■ Простой датчик температуры с интерфейсом I С, выпускается в двух разных
корпусах, легко конфигурируется;
■ Может применяться без контроллера как термостат, однако памяти в микросхе-
ме нет, а значит настройки не сохраняются. Остается довольствоваться поро-
гом в 80 С по умолчанию.
Датчик
температуры
DS18B20
Аппаратная поддержка шины 1-Wire практически не встречается в микроконтрол-
лерах, а датчик температуры DS18B205 с данным протоколом встречается повсеме-
стно. Протокол разработан корпорацией Dallas Semiconductor (сейчас Maxim
Integrated) и является зарегистрированной торговой маркой. Хотите аппаратный
1-Wire - покупайте контроллеры МАХ32620/МАХ32621. К счастью, есть альтерна-
тивные сценарии6, например GPIO + таймер или UART + резистор с диодом7.
3.3V
XI
ЦЕПЬ
3V3
TEMPER
GMD
У
ел
HQND
luF
R1
4 7кОм
VD1
UART_TX_MCU
UART_RX_MCl)
QND
Рис. 8. Схема для подключения 1-Wire датчика к UART.
UART требуется сконфигурировать в полнодуплексном режиме, так как необходи-
мо слышать свои передачи. Приём данных ведущим устройством организован как
передача, в которую вмешивается ведомое устройство. Чтобы формируемые импуль-
сы по временным характеристикам соответствовали требованиям 1-Wire, хорошо
подходят скорости передачи: 9600 бит/с для формирования сигнала сброса и
115200 бит/с для передачи данных.
Используя разные скорости передачи и разные данные удается сымитировать
слоты записи или чтения. Так, для формирования слота записи 0 следует пере-
дать байт 0x00 на скорости 115200 бит/с, а для формирования слота записи 1,
передаём на скорости 115200 бит/с байт OxFF. Для формирования слота чтения
следует отправить байт OxFF на скорости 115200 бит/с. То же самое мы делали
для формирования слота записи 1. Но, в дополнение к этому, здесь необходимо
проанализировать принятый байт, и если он не отличается от отправленного,
значит получен слот чтения 1, иначе - слот чтения 0. Вероятно, более запутан-
но выглядит только уравнение Стейнхарта-Харта, в остальном датчик температуры
DS18B20 великолепен.
Устройство имеет заявленную точность 0,5 С, при этом разрешение настраива-
ется программно, т.е. можно получить температуру с минимальным шагом в 0,0625
С. Каждый датчик имеет уникальный серийный номер, а значит на одну линию мож-
5 https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Temp/DS18B20.pdf
6 Для работы с этим датчиком есть библиотека для Arduino.
7 https://www.rotr.info/electronics/interface/one wire/ow over uart exmpl.htm
но повесить много устройств. Датчик может питаться как через отдельный про-
вод, так и от линии связи. И даже имеется возможность настроить «тревожный»
порох1 температуры, с сохранением настроек в память.
DQ«-
1
rDD
it
it
INTERNAL VD0
POWER
SUPPLY
SENSE
64-BIT ROM
AND
1-WIRE PORT
MEMORY AND
CONTROL LOGIC
I
SCRATCHPAD
П
TEMPERATURE SENSOR
HIGH TEMPERATURE
TRIGGER, TH
8-BIT CRC
GENERATOR
LOW TEMPERATURE
TRIGGFR Tl
CONFIGURATION
REGISTER
Рис. 9, Блок-диаграмма микросхемы DS18B20.
Точность показаний датчика меняется в рабочем диапазоне, наилучшая достига-
ется в его середине. Метод повышения точности основан на методике, изложенной
в «Application Note 208: Curve Fitting the Error of a Bandgap-Based Digital
Temperature Sensor»8.
Выводы по датчику температуры DS18B20:
■ Датчик удобен9 во многих отношениях: широкий рабочий диапазон, гибкая на-
стройка , хорошая точность, возможность подключения нескольких датчиков на
одну линию;
■ Интерфейс 1-Wire позволяет сэкономить ножки управляющего контроллера (если
использовать GPIO), но требует некоторой сноровки при реализации;
■ Скорость измерения температуры зависит от настроенного разрешения, при 12-
и битах может достигать 750 мс.
Датчик температуры
и влажности АНТ20
АНТ2010 - лидер среди испытуемых по заявленной точности измерений, ±0,3 С в
диапазон температур от 20 до 60 С. Датчик отличается простотой команд управ-
ления , их всего три: инициализация, измерение, сброс. При запросе температуры
и влажности возвращается байт статуса и контрольная сумма. Наличие CRC -
большое преимущество многих цифровых датчиков, раз сумма сошлась, данные дос-
товерны. Датчик АНТ20 подключается к шине 12С.
Соотношения для расчета влажности и температуры для АНТ20 также достаточно
8 https://www.adventx.com.ua/automation/article/dsl8b20_precision/
9 Замечено, что при длительной работе этот датчик может сбиться и начать выдавать
показания «с потолка».
10 https://files.seeedstudio.com/wiki/Grove-
AHT20 I2C Industrial Grade Temperature and Humidity Sensor/AHT20-datasheet-2020-4-
16.pdf
просты. К слову, это цифровой датчик, который сразу заработал, практически не
пришлось разбираться с регистрами, адресами, таймингами. Жалко, что датчик
засбоил при измерении отрицательных температур.
VDDSPULY
by I/O
мси
(Master)'
8CL
SDA
FRF
| 10К jf 10K
X
Cap_
104 J_
NC
NC
|vdd|aht20|gnd|
SCL
SDA
1
Рис. 10. Типовая схема подключения АТН20.
Датчик выпускается в корпусе размером 3x3 мм, ряд мер необходимо принять
для его правильного размещения. Требования преимущественно относятся к изме-
рениям влажности, которые необходимо производить при стабильной температуре.
Отсюда разного рода ухищрения, как правильно разместить датчик на печатной
плате.
Выводы по датчику АНТ20:
■ Микросхема имеет хорошие характеристики при достаточно низкой цене;
■ Датчик имеет простую логическую модель и простые формулы пересчета показа-
ний в температуру и влажность.
Датчик
температуры
SHT4x
Еще один интересный датчик температуры с выдающимися характеристиками -
SHT4X11. Корпус датчика всего 1,5 х 1,5 мм. В силу крайне малого размера его
не удалось смонтировать на макетной плате. Но датчик был успешно применен в
одной из задач и показал себя достойно. Заявленная точность измерений ±0,1 С
в диапазон температур от 20 до 60 С.
RH Sensor
>
T Sensor
r >|r
ADC
>
>
Calibration
Memory
f
J Data
^Processing
*
Heater |
Reset |
t '
Register
k
t
I2C Interface
VDD
1
vss
4 Ъ
^ w
4 w
4 W
SDA
1
cri
о
OL
Рис. 11. Блок-диаграмма микросхемы SHT4x.
https://sensirion.com/media/documents/33FD6951/63El087C/Datasheet SHT4x 1.pdf
За покупку микросхемы производитель наградит вас готовой программной биб-
лиотекой и необходимыми GAD моделями. Применять такой датчик уместно в микро-
потребляющих устройствах, SHT4x потребляет всего 0,4 мкА при частоте измере-
ний 1 Гц.
Выводы по датчику SHT4x:
■ Хорошее соотношение цена/характеристики;
■ Нацелен на микропотребляющие устройства;
■ Имеется качественная программная библиотека от производителя.
Датчик температуры,
влажности и
давления ВМЕ280
\12
В первую очередь датчик ВМР280 " позиционируется для измерения влажности и
давления, при вычислении которых необходимо компенсировать температурный
дрейф.
'DC
Pressure
sensing
element
Humidity
sensing
element
Temperature]
sensing
element
Pressure
front-end
Humidity
front-end
Temperature
front-end
E
'DDICr
Voltage
regulator
(analog &
digital)
Voltage
reference
ADC
Logic
OSCPORNVM
GND
o-
h-DSDI
HJSDO
HjSCK
hOcsB
Рис. 12. Блок-диаграмма микросхемы ВМБ280.
Устройство имеет функционал конечного автомата с тремя состояниями: Sleep
mode, Forced mode, Normal mode. Режимы отличаются временем в активном состоя-
нии и соответственно энергопотреблением. Для фильтрации показаний давления в
микросхеме реализован БИХ-фильтр (IIR - Infinite Impulse Response), т.к. по-
казания датчика давления существенно меняются при незначительных изменениях
окружающих факторов. Например, закрытие двери или окна может привести к крат-
ковременному росту показаний.
Точное измерение давление потребует некоторого знакомства с математическим
аппаратом, датчик предоставляет прекрасную возможность для практики в этом
направлении. Поэтому ВМЕ280 отличается от своих собратьев сложностью логиче-
ской модели, каждая микросхема индивидуально калибруется, содержит в энерго-
независимой памяти набор калибровочных констант. При использовании датчика
эти калибровочные значения необходимо вычитать и применить для расчетов. Тре-
12 https://www.bosch-sensortec.com/products/environmental-sensors/humidity-sensors-
bme280/
бование относится ко всем трем измеряемым параметрам.
Отдаю должное производителю, в документации содержится исчерпывающая инфор-
мация по алгоритму вычисления Р, Н, Т и даже приводится число машинных так-
тов , которые займет расчет на Cortex-МЗ. Тем не менее, с этим датчиком при-
шлось немного повозиться. Как оказалось, проблема крылась в том, что после
инициализации датчик переходит в режим Sleep. Ox уж эти микропотребляющие
устройства...
Выводы по датчику ВМЕ280:
■ Уникальный функционал - измерение давление, влажности и температуры одной
микросхемой;
■ Достаточно сложная модель устройства: несколько режимов работы, калибро-
вочные константы, несколько способов вычисления результатов;
■ Самый дорогостоящий датчик среди испытуемых.
Схема на
макетной
плате
Итак, изначальная задумка - собрать разные датчики и подключить к одному
микроконтроллеру. Затем нужно вывести результаты измерений на график, посмот-
реть , что получится. Сбором показаний будет заниматься отладочная плата на
базе STM32G030F6P6. Три датчика (АНТ20, STLM75, ВМЕ280) вешаем на шину 12С,
один (МАХ6675) на SPI, один (DS18B20) на UART, остальное подключено к анало-
говым входам. Прелесть выбранного контроллера в том, что все необходимые ин-
терфейсы не пересекаются между собой. Более того, из семнадцати GPIO шесть
остались свободны, так что есть потенциал для расширения. Передачей данных на
ПК занимается USB-UART преобразователь FT232RL. Общая схема подключения пока-
зана на рис. 13.
STM32G030
ПреоВраэоСшель
USB4JART
FT232RL
UART
U
ref
ADC
Датчик
температуры
LM335M
I2C
UART
SPI
ADC
NTC
термистор
MF52
Датчик
температуры
и влажности
АНТ20
J
Датчик
температуры
DS18B20
Преойра-
эобатель
термопары
МАХ6675
Датчик
температуры
STLM75
Рис. 13
Термопара типа К
Схема подключения датчиков.
Длинные провода, отсутствие общего полигона земли и слабая фильтрация пита-
ния - это всё источники вносимых погрешностей. На фото показано размещение
датчиков на макетной плате.
Рис. 14. Размещение датчиков температуры на макетной плате.
Последний этап приготовлений - терминал для вывода результатов. Здесь на
помощь приходят PyQt5, QtSerialPort и pyqtgraph. Даже обладая минимальными
знаниями на Python, можно написать небольшое приложение под текущую задачу.
Но и переоценивать простоту языка не следует, для разбора данных с последова-
тельного порта потребовался дополнительный поток. Здорово помог курс по
PyQt513 и QtDesigner14. Так или иначе терминал заработал, первый эксперимент
по измерению комнатной температуры был показан на рис. 15. Теперь можно за-
няться более интересными опытами.
Испытания
датчиков
Допустим летним утром вы открываете окно комнаты, чтобы прохладный свежий
воздух заполнил помещение. Легкий ветерок колышет шторы, и вы радуетесь тому,
что удаётся немного охладиться, развеять духоту. Но действительно ли утренний
ветерок холодный? Взгляните на рис. 16.
13 https://geekscoders.com/courses/pyqt5-tutorials/lessons/how-to-work-with-qt-
designer-in-pyqt5/
14 https://geekscoders.com/courses/pyqt5-tutorials/lessons/how-to-work-with-qt-
designer-in-pyqt5/
Сравнение датчиков температуры
Выбор порта
Подключить
Показания датчиков
STIM75
MF52
STM32G0
DS18B20
LM335M
АНТ20
ВМЕ280
МАХ6675
U, мВ
26.0
26.0
23.5
25.9
25.2
25.8
25.3
26.5
3281
Время (сек)
Рис. 15. Измерение комнатной температуры.
Сравнение датчиков температуры
Выбор порта
Подключить
Показания датчиков
STLM75
MF52
STM32G0
DS18B20
LM335M
АНТ20
ВМЕ280
МАХ6675
U, мВ
23.5
25.5
21.6
23.6
23.7
23.3
23.1
25.5
3278
А.
V
„./~~W\
AAA/—v
Время (сек)
Рис. 16. Реакция датчиков на порывы ветра.
Датчики MF52 и МАХ6675 (термопара), самые маленькие по размеру, т.е. имеют
наименьшую теплоемкость. Именно они лучше всего отреагировали на небольшие
притоки теплого воздуха с улицы. Можно сказать, что на графике видны дунове-
ния ветра, во время которых происходит рост температуры, затем датчики воз-
вращается к исходным показаниям. В данном случае свежий ветер ощущается как
прохладный, но на самом деле он повышает общую температуру в комнате.
Чтобы оценить скорость реакции датчиков на изменение температуры и работу
на морозе, открытой форточки явно недостаточно, нужны более радикальные меры.
Из домашнего инвентаря морозильная камера хорошо подходит для обозначенной
цели. Взгляните на следующий рисунок.
Сравнение датчиков температуры
Выбор порта
Подключить
Показания датчиков
STLM75
MF52
STM32G0
DS18B20
LM335M
АНТ20
ВМЕ280
МАХ6675
U, мВ
5.5
-9.5
-5.8
1.1
-4.3
18.5
-2.5
0.8
3276
%
V
ч
V--,
Время (сек)
Рис. 17. Резкое охлаждение датчиков.
Как и в предыдущий раз датчики с наименьшей теплоёмкостью быстрее всех от-
реагировали на изменение температуры. MF52 поменял показания с +20 С до -10
С приблизительно за 30 секунд. Тем временем термопара дошла до порогового 0
С, а АНТ20 и вовсе «отвалился». Оставшиеся в живых датчики приблизились к
правдивым показаниям спустя две минуты.
Кратковременный сброс питания реанимировал АНТ20, но не надолго. С чем свя-
зано подобное поведение для меня останется загадкой. Проблемы могут крыться
как в самом чипе, так и в плохих контактах макетной платы или проблемами об-
мена шины 12С. Эксперимент с охлаждением впоследствии был повторен и АНТ20
засбоил при температуре -3,2 С. В сравнении с комнатной температурой для ос-
тальных датчиков вырос разброс показаний, LM335M, судя по всему, завышает
значения, STM32G0 - занижает. Оцениваю, вновь, по мнению большинства.
Сравнение датчиков температуры
Выбор порта
Подключить
Показания датчиков
STLM75 -10.0
MF52
STM32G0
DS18B20
LM335M
АКТ20
ВМЕ280
МАХ6675
U, мВ
-13.5
-13.9
-10.6
-10.1
13.5
-12.9
0.8
3272
Время (сек)
Рис. 18. Датчики температуры в морозильной камере.
Подключить
Показания датчиков
STLM75
MF52
STM32G0
DS18B20
LM335M
АНТ20
ВМЕ230
МАХ6675
U, мВ
56.0
59.0
55.8
56.4
47.7
54.9
54.2
61.5
3287
-•_•-•_•-#-•—•
-•-•-«-•-•.
Время (сек)
Рис. 19. Резкий нагрев датчиков температуры в газовой духовке.
С отрицательными температурами теперь все более-менее понятно, а как насчет
температур положительных? На помощь приходит другой неотъемлемый реквизит ку-
хонного оборудования - газовая духовка. Но с поддержанием стабильной темпера-
туры здесь все немного сложнее, после включения нагрева температура нарастает
довольно резко, создаётся риск измерить не температуру, а количество выживших
устройств. Поэтому спустя 5...6 секунд пламя пришлось погасить. На начальный
участок графика рис. 19 не стоит обращать внимания, это инициализация массива
начальными значениями.
Цифровые датчики, как всегда, отреагировали на изменение температуры с не-
которой задержкой, их характеристика более плавная. Судя по всему, внутри
микросхемы имеется механизм фильтрации показаний. Спустя две минуты темпера-
тура начала постепенной падать, в некотором приближении можно зафиксировать
стабилизацию процесса.
Сравнение датчиков температуры
Выбор порта
Подключить
Показания датчиков
STLM75
MF52
STM32G0
DS18B20
LM335M
АНТ20
ВМЕ230
МАХ6675
U, мВ
56.0
55.0
52.3
54.9
47.6
55.4
54.7
52.0
3233
:Г———- - _#<вф
^ V-
•^ ^
Время (сек)
Рис. 20. Поведение датчиков при высоких температурах.
Теперь LM335M показывает заниженные результаты, ошибка от общего мнения
больше 4..5 С. Полученный результат радует, т.к. говорит о симметричности от-
клонений относительно нуля, ошибку легко исправить, изменив значение углового
коэффициента теоретически рассчитанной прямой. Цифровые датчики ведут себя
достойно, единодушно объявив о нагреве до 55 С.
Заключение
Поводом к написанию публикации послужило наблюдение: разница показаний око-
ло 1 С двух цифровых датчиков (если быть точнее, то разница в 0,7 С двух дат-
чиков: 29,1 С от DS18B20 и 29,8 С от SHT4) . Коллеги высказывали возможные
причины такого расхождения. Почти наверняка используемый DS18B20 контрафакт-
ный, датчик приобретен в Поднебесной и находится внутри металлической гильзы.
Но вряд ли это стало определяющим фактором. Я нашел оригинальный DS18B20 2008
года выпуска на завалявшейся старой плате, разница показаний с тем, что при-
обретен на Али около 0,3 С. Вероятно причин больше: потоки воздуха с окна или
кулера ноутбука, теплоёмкость материала (в моём случае металлической гильзы),
солнечный свет и т.п. Измерять температуру оказалось намного сложнее, чем я
ожидал.
Большую часть времени датчики дают более-менее совпадающие результаты, в
диапазоне 1 С. Посмотрите, как дружно работают DS18B20, АНТ20, MF52, STLM75.
Сравнение датчиков температуры
Выбор порта
Подключить
Показания датчиков
STLM75
MF52
STM32G0
DS18B20
LM335M
АНТ20
ВМЕ280
МАХ6675
U, мВ
26.0
26.0
23.2
26.1
25.3
26.1
25.5
27.0
3231
■•■«■•-•-•■•-•-•-•
• •-«--•■»•*••-
••-« ♦-•-•-•
ЛАЛ/Y
w-^v
Л
Время (сек)
Рис. 21. Цифровые датчики изменяют температуру в заявленных пределах.
Однако стоит открыть форточку, и ситуация изменится. А если поместить дат-
чики в более жёсткие условия, от прежнего единства не останется и следа. На
изменение температуры каждый датчик отреагирует по-разному, и показания будут
менять до тех пор, пока процесс не установится. Поэтому разница измерений в
диапазоне 1 С - это хороший результат.
Вторым неожиданным следствием публикации стал вопрос надежности самих дат-
чиков . Когда разрабатываемое вами устройство трудится вдали от комфортной
комнатной температуры, а датчик установлен на самой плате, возможно лучше
воспользоваться чем-то попроще. Пусть показания будут плавать, и не всегда
точны, зато и ломаться будет нечему. Программным фильтром легко сгладить рез-
кие колебания считанных значений, защитив схему от ложных сигналов. При долж-
ной калибровке термистор MF52 даст фору в десять раз более дорогой цифровой
микросхеме.
Внимательно выбирайте датчик температуры под свои задачи.
Технологии
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ
Первые эксперименты в области электровакуумных приборов я провёл около 10
лет назад с очень примитивным оборудованием в виде насоса Комовского, само-
дельной точечной сварки из трансформатора от микроволновой печи, ЛАТР-а с ум-
ножителем напряжения и самодельных «ламп» из пипеток и нихромовои проволоки.
Кроме пипеток, я пытался делать клееные эпоксидной смолой конструкции. Ре-
зультаты не очень порадовали, хотя газовый разряд получить удалось, но запа-
янные устройства работали не дольше 15 минут. Ниже можно видеть наименее
ужасные из фото того периода.
После этого проект был заброшен очень надолго, и только в начале этого года
было решено попробовать свои силы вновь.
Но сначала надо повторить и добиться стабильных результатов, а потом можно
и попытаться привнести что-то своё. Поэтому я начал с относительно простого -
лампы а-ля неонка с двумя электродами. Чем она отличалась от моих первых экс-
периментов? Правильными материалами - стекло теперь было боросиликатным, а
электроды - вольфрамовыми. Эти материалы имеют сходные коэффициенты теплового
расширения, а также могут образовывать надёжный вакуумостойкий спай, который
не повредится при остывании. К тому же боросиликатное стекло устойчиво к тер-
моударам и процесс его отжига можно существенно упростить. Итак, для создания
новой «лампы» мне понадобились:
Боросиликатная трубка диаметром 7 мм
Вольфрамовый провод диаметром 0,7 мм
Пропановая горелка (надевается на баллон)
Токарный станок (полезен, но необходимым не является)
Компрессор от холодильника в качестве вакуумного насоса
Специальная муфта для дутья на токарном станке
Силиконовая трубка
Ацетон
Ушные палочки
>^
Технология довольно проста. Сначала были подготовлены электроды, для этого
вольфрамовый провод был тщательно зашкурен и прокален в пламени горелки, по-
сле чего промыт в ацетоне и протёрт (с силой) ушной палочкой, чтобы не оста-
валось никакого рыхлого оксида. Смысл этой операции - оксидирование, именно
плёнка оксида даёт сцепление со стеклом. После этого провод был ещё раз быст-
ро обработан горелкой, просто чтобы избавиться от остатков ацетона, и ещё раз
протёрт. После этого я изготовил стеклянную колбу. Можно было бы и не замора-
чиваться, но я решил сделать её сферической, собственно для этого и желателен
станок, т.к. получается ровнее. Перед основной работой со стеклом необходимо
его прогреть. Боросиликатное стекло, хоть и устойчиво к термоударам, но чем
меньше будет остаточных напряжений, тем лучше. Прогревание я осуществляю той
же горелкой, но с закрытыми отверстиями для всасывания воздуха. В результате
пламя становится «расфокусированным» и низкотемпературным. Конец трубки я на-
грел и слегка расплющил для удобства, потом поместив туда два электрода, сно-
ва нагрел и сжал плоскогубцами. Место спая я ещё несколько раз тщательно про-
калил и сжал плоскогубцами, чтобы увеличить надёжность соединения. Пропано-
воздушная горелка, всё же не самая лучшая вещь для таких работ, но, что было,
то было. После завершения основных высокотемпературных работ, обязателен от-
жиг стекла в низкотемпературном пламени, где-то около минуты для снятия на-
пряжений .
Далее, я поместил трубку в станок, присоединил к ней вышеупомянутую муфту и
приготовился сделать колбу сферической. Муфта нужна для подключения силиконо-
вой трубки, в которую надо дуть и, т.к. станок вращает заготовку лампы, а
вращение трубки нежелательно, то их надо развязать. Сделано это при помощи
подшипников и манжеты для герметизации. После подсоединения муфты можно начи-
нать работать со стеклом. Сначала, как всегда, прогрев, затем нагрев в том
месте, где надо сделать расширение. В процессе начинаю дуть в трубку и доби-
ваюсь нужной формы. Потом отжиг.
Итак, колба готова, теперь надо откачать воздух, но не полностью, а так,
чтобы было чему светиться. Хорошая новость в том, что компрессор от холодиль-
ника не может создать вакуум достаточно глубокий для полного исчезновения га-
зового разряда. Плохая новость в том, что компрессор борется с атмосферой и
проигрывает - в определённый момент он просто останавливается и перегревает-
ся . Поэтому надо быть осторожным и вовремя его выключить. Хорошо, что клапаны
внутри компрессора обладают хорошей герметичностью, и сквозь них не натекает
атмосферный воздух. Таким образом, когда воздух в нужной степени откачан,
лампу можно отпаивать от трубки, для чего трубка прогревается сначала низко-
температурным пламенем, а потом круговыми движениями и высокотемпературным.
Задача - прогреть трубку наиболее равномерно, чтобы стекло стало однородно
мягким со всех сторон, после чего лампу можно «открутить» от трубки, хорошо
прогревая место отсоединения. Когда с этим закончено - опять отжиг и можно
проверять что вышло. Для этого понадобится дополнительно высоковольтный ис-
точник питания и резистор. Я использовал два понижающих трансформатора, со-
единённых друг с другом низковольтными обмотками, плюс умножитель напряжения.
На выходе получалось около 500 В. К сожалению, КПД такой схемы мал и транс-
форматоры сильно греются, так что надолго включать такое устройство не стоит.
220V АС | >
:2<)\'_ЛС[Ц> —
U1 U2 С1
220V to 24V 24V to 220V 0 47uF
2 3 4 1
0 47uF
C3
< I GND
Следующим этапом была подготовка к более продвинутым экспериментам. Если
необходимо сделать вакуумный прибор вменяемых размеров, то придётся спаивать
вместе трубки разных диаметров. Например, трубку для откачки, которая у меня
уже была, и трубку, которая будет служить колбой. Для их соединения желатель-
но (но не обязательно) иметь токарный станок для работы со стеклом. Зверь это
редкий и дорогой, поэтому я решил обходиться тем, что есть. Особенность то-
карного для стекла то, что у него два шпинделя - в передней и в задней бабке.
Шпиндели синхронизированы и соосны, а ещё задняя бабка подвижна, что позволя-
ет зажимать и сводить вместе спаиваемые трубки.
Делать подвижную заднюю бабку для Тайги (мой станок) я не стал, решил ис-
пользовать дополнительный шпиндель, изготовленный мной ранее, который устано-
вил на суппорте станка. Для синхронизации вращения я использовал два шаговых
двигателя NEMA 23, запитанные от одного драйвера. В качестве генератора им-
пульсов использована ардуинка.
У получившегося станка есть несколько недостатков, связанных с его неболь-
шим размером. Во-первых, длинные заготовки сложно крепить и вытаскивать после
спайки. Во-вторых, заготовки больших диаметров сложно зажимать, особенно со
стороны подвижного шпинделя. Там только цанговый патрон. Ну и в третьих, ра-
ботать с ним не всегда удобно. Горелки крепить приходится не на суппорте (он
ведь занят), а на столе отдельно от станка, что не слишком положительно влия-
ет на технику безопасности.
Кроме доработки станка, было приобретено два кислородных концентратора.
Один рабочий, другой нет. Они нужны для использования пропан-кислородной ми-
ни-горелки. Пропан-воздушные горелки, это, конечно, хорошо, но боросиликатное
стекло очень тугоплавко и чем выше температура пламени - тем лучше. С концен-
траторами, кстати, получилось практически с точностью до наоборот - рабочий
не вырабатывал достаточно кислорода, а в нерабочем оказалась порвана трубка,
замена которой решила проблему, и я смог использовать кислородную горелку.
Кислородный концентратор и стойки с горелками.
Вслед за концентраторами я сделал стойки для горелок, так как держать их
руками и при этом выполнять различные трюки с раскалённым стеклом не очень
сподручно. Кроме стоек, я сделал графитовый инструмент для «токарных» работ.
Графит брал из старых солевых батареек, которые достаточно долго искал, т.к.
в основном все уже используют щелочные. Также из необходимого инструмента я
сделал держатель донных частей ламп, для операций по спайке электродов со
стеклом.
Набор инструментов для работы с горячим стеклом.
Принцип работы кислородного концентратора таков: он состоит из двух цилиндров,
комнатный воздух проходит сквозь находящуюся внутри цилиндров сеть из шариков цеоли-
та — «молекулярное сито», которое задерживает молекулы азота и пропускает молекулы
кислорода. В результате чего кислородный концентратор вырабатывает 95 % кислородную
смесь.
Для проверки лампы на утечки полезно иметь течеискатель. Самый простой, на-
верное - высоковольтный, можно сделать из ТДКС любого старого CRT телевизора.
Возможно, и монитора. Для превращения его в течеискатель можно использовать
различные схемы, я сделал некое подобие схемы плазмофона на TL494, только без
разъёма для входного сигнала.
+12v to 40v
X
п)
(Requires A
Large Heatsink!!)
Singing Arc
Output
UF4007
OrOfrier
Fast Diode
Собирал, по сути, из деталей старого компьютерного блока питания, по край-
ней мере, микросхему с обвязкой брал оттуда. Как работает такое устройство?
При низком давлении в воздухе легко зажигается тлеющий разряд (как в Nixie
индикаторах), высоковольтная же дуга проходит в мельчайшие отверстия и этот
самый разряд зажигает. Поэтому для индикации течи надо подсоединить течеиска-
тель одним проводом, скажем, к электродам лампы или к вакуумному насосу, а
другим водить вокруг спаев колбы2.
Кроме этого, понадобится индукционный нагреватель для активации геттера.
Геттер - это как бы вакуумный насос внутри лампы, его задача - связать остав-
шиеся внутри колбы молекулы газов. Геттер активируется, когда лампа уже за-
паяна и отсоединена от насоса. Обычно в качестве геттера служат довольно ток-
сичные и труднодоступные соединения бария, которые после активации выглядят
как «черное зеркало» на верхней части лампы. Барий использовать не будем, а
вместо него попробуем магний и титан. Последний был опробован несколькими лю-
бителями и, вроде бы работает хорошо. Так вот, для активации геттера, его на-
до нагреть. Есть не так много способов нагреть что-либо в запаянной лампе. По
сути их два - пропусканием тока, а-ля нить накала и пропусканием тока а-ля
2 https://www.youtube.com/watch?v=uuDfzNRP2wo
индукционный нагрев. Ну, можно ещё пропусканием тока а-ля электронная бомбар-
дировка, но у меня пока такое не выйдет, поэтому я сделал индукционный нагре-
ватель по простейшей схеме на двух транзисторах.
о
12-18V
1
R2
470R
R4
L-DT
R1
10к
Ж
R3
10к
VD2
12V
3Z
VD3
12V
470R
ы
VD4
UF4007
RFZ44
Н*-
Т1
Т2
^
I
IRFZ44
VD1
С1
\1-2fjF
L2
L1
ЮОрН
L3
UF4007
Нагреватель работает, конденсаторы греются, но на практике (на лампах) я
его ещё не успел как следует проверить. Кроме того, нужно заменить транзисто-
ры на более высоковольтные, чтобы поднять напряжение питания и снять больше
мощности, больше всегда лучше.
Ну и конечно, был куплен новый вакуумный насос. Насос нужен двухступенчатый
с минимальным остаточным давлением. Мне достался Telstar TOP 3 с остаточным
давлением 0,07 Па и фланцем KF-16.
Кроме этого, после первых попыток, про которые я расскажу чуть дальше, мне
понадобился прибор для тестирования радиоламп, чтобы понять, работает ли что-
то вообще или нет. Устройство довольно примитивное и подходит для проверки
диодов, триодов и газоразрядных индикаторов. Приблизительная схема девайса
приведена ниже.
о ■"'
Идея следующая, есть высоковольтный регулятор анодного напряжения (у меня
получилось 0-250 В) , питающийся от перемотанного специально для этой цели
трансформатора и пара других блоков питания с преобразователями напряжения.
Один для регулировки накала лампы, другой для сеточного напряжения. В цепи
сетки есть переключатель, позволяющий менять полярность. Было довольно непро-
сто найти стрелочные измерительные головки для всего этого, т.к. в моей мест-
ности радиорынков и магазинов с деталями нет, но есть гаражные распродажи,
где были приобретены микроамперметр на 100 мкА и вольтметр на 30 В. Первый
потребовал доработки, чтобы можно было измерять миллиамперы. Ещё из какого-то
списанного прибора был выдран индикатор уровня сигнала, который стал вольт-
метром в анодной цепи.
До изготовления этого устройства я пользовался советским индикатором уровня
записи М476 и максимум анодного напряжения у меня был 25 В, т.к. блок пита-
ния, которым я пользовался ранее для проверки газоразрядных ламп уже был ра-
зобран. В общем, этот тестер был очень нужен.
Теперь, имея представление о необходимом оборудовании, наконец, можно пе-
рейти к описанию изготовления самих ламп. Начать я решил с изготовления при-
митивного двоичного индикатора (с цифрами 0 и 1) а-ля Nixie, наполненного,
конечно, воздухом.
Для колбы лампы на известном китайском сайте были куплены пробирки из боро-
силикатнохю стекла, диаметром 25 мм и длиной 200 мм. Эти пробирки были поре-
заны на куски 50 - 70 мм длиной. Резал я при помощи дремеля и алмазного дис-
ка , т.к. специального резака у меня тогда ещё не было. Далее, эти отрезки я
соединял с трубкой диаметром 7 мм, через которую должна производиться откач-
ка . Для этого процесса желателен токарный станок, т.к. можно очень аккуратно
соединить стеклянные детали. В случае с донной частью пробирки такая операция
достаточно проста - надо нагреть центр дна и аккуратно дунуть в колбу (пото-
му, что, если не дунуть, чуда не произойдёт). В результате стекло вспучится и
лопнет, а к образовавшемуся отверстию можно припаять трубку. Однако, в основ-
ном, отрезки прямые и донного скругления не имеют, поэтому я подготовил 7 мм
трубки примерно следующим образом:
После этого я спаивал трубки вместе, используя пропановую и кислородную го-
релки. По-хорошему, надо бы две кислородные, но я пока не изготовил горелку с
двумя соплами, хотя и могу, в принципе. Моя маленькая горелка потребляет око-
ло литра в минуту, а кислородный концентратор выдаёт 5, так что потянет.
После этого я приготовил электроды и спаял их со стеклом. Стеклянная часть
для спайки используется примерно такая же, как и на одном из предыдущих фото,
напоминает шляпу с большими полями. «Тулья» этой «шляпы» нагревается и плю-
щится , чтобы облегчить фиксацию электродов.
\
V
•%
т :*f*
-'' 4**
Электроды для этого процесса тоже надо изготовить. За основу я взял вольф-
рамовый провод 0,7 мм, к нему точечной сваркой с обеих сторон приварил пла-
стинки из никелевой ленты, к которым уже можно приварить медные провода. Ещё
один кусок ленты я привариваю к концам медных проводов для удобства. Никель
нужен для сварки разнородных металлов, так как к нему варится почти всё, а
напрямую сварить медь с вольфрамом не выйдет.
\
Для самой спайки использую специальный инструмент, сделанный на скорую руку
из жестяной банки и какого-то вала, который придерживает «шляпу» с двух сто-
рон, в самой «шляпе» в этот момент уже размещены электроды, остаётся только
хорошо прогреть и как следует сжать. Греть при этом лучше кислородной горел-
кой, но предварительную фиксацию я делаю воздушной.
Далее, я изготовил примитивные электроды-цифры и анод из той же никелевой
ленты, приварил их к основе и спаял обе части лампы (дно и колбу) на станке:
Результат можно видеть на фото ниже:
С индикатором меня ждала неудача. И дело даже не в утечке, которую я заде-
лал кусочком стекла (просто прилепил в расплавленном состоянии, а потом минут
пять прогревал на станке). Проблема пришла со стороны насоса. Он практически
мгновенно выкачивает воздух из колбы до такой степени, что разряд в ней про-
сто не возникает. То есть, вакуумная установка должна быть значительно слож-
нее . Ну, что же, придётся подождать с индикаторами и усовершенствовать уста-
новку . Хотя положительные моменты в этом тоже есть, т.к. в перспективе лампы
можно будет наполнять гелием, который купить значительно проще, чем неон.
А поскольку я изготовил достаточно колб и донных частей с тремя электрода-
ми , то моей следующей идеей было сделать вакуумный диод, т.к. в нём всего два
электрода (а вывода надо три). Как он работает? Довольно просто. Как извест-
но, в вакууме носителей заряда нет, поэтому ток в нём невозможен. Однако, ес-
ли один из электродов нагреть, то электроны начнут из него вылетать, а раз
носители заряда есть, то и ток может быть. При чём по идее, ток может возни-
кать даже без приложения дополнительного напряжения между электродами, ведь
отдельным электронам может хватать энергии долетать до анода самим. А если
ещё и приложить минусовой электрод к катоду, и плюсовой к аноду, то получим
весьма хороший ток. В обратную сторону тока мы не получим, т.к. если мы при-
соединим минус к аноду, то местные электроны будут настроены весьма отрица-
тельно по отношению к электронам с катода и будут их отталкивать. В общем
как-то так.
То, что я сделал было весьма примитивным по конструкции и вне лампы выгля-
дело вот так:
Как видно, помимо основных электродов я впаял ещё три стойки наподобие тех,
что можно видеть в лампочке Ильича3. Они служат для поддержки катода. После
соединения этой части с колбой и её запайки, я откачал из лампы воздух и ре-
шил проверить насколько эта конструкция является диодом. Для этого я соединил
её с блоком питания на 25 В, накал нити катода питал от аккумулятора через
DC-DC конвертер и использовал упомянутый уже индикатор записи в виде микроам-
перметра4 .
А ещё я попытался подать на этот диод 25 вольт переменного тока и посмот-
реть на осциллографе, что будет на выходе. После некоторых упражнений с уста-
новкой у меня получились вот такие кошачьи уши:
3 «Лампочка Ильича» — патетическое, образное название первых бытовых осветительных
ламп накаливания в домах крестьян и колхозников в Советской России и СССР.
4 https://www.youtube.com/watch?v=6gOK9dK5x-0
На момент изготовления диода у меня не было некоторых описанных ранее при-
боров, поэтому перед тем, как изготовить триод, я занялся их изготовлением.
Триод от диода отличается наличием управляющего электрода - сетки, пример-
но, как затвор у полевого транзистора. Управляется триод подачей положитель-
ного или отрицательного (относительного катода) напряжения. Если это напряже-
ние положительное, то оно ускоряет (ток анода увеличивается) электроны, летя-
щие с катода на анод, если отрицательное, то тормозит (ток уменьшается). Та-
ким образом происходит усиление сигнала, ведь напряжением в пару вольт, мы
управляем малым током, но с напряжением пару сотен вольт, т.е. довольно боль-
шой мощностью.
Начал я примерно так же, как и с индикатором, изготовив пару стеклянных
«шляп», только в этот раз с четырьмя электродами. Именно эти электроды я и
привёл на фото выше, изображающем процесс спайки. В принципе, в этот раз про-
цесс не имел существенных отличий, за исключением того, что я использовал ку-
сочек листовой слюды с небольшими прорезями для того, чтобы зафиксировать
электроды при спайке.
Анод
Слюцо с прорезями
для центрирования
электродов
Катод
Сетка
После спайки я приварил сначала катод - вольфрамовый провод 0,08 мм (опять
из Китая), затем сетку из никелевой проволоки 0,8 мм (больше так делать не
буду - никель дорогой) , и, в конце - анод цилиндр из титановой жести. По
идее, этот самый цилиндр должен ещё работать и геттером потом. Но, забегая
наперёд, скажу, что разогреть его до красна, когда реакция начинает прохо-
дить , моим нагревателем с исходными транзисторами не вышло, нужно больше мощ-
ности .
Соединяем колбу и дно.
После - откачка. Насос сначала запускаю с открытым газовым балластом. Это
необходимо для того, чтобы масло насоса не напиталось водой, которая точно
есть внутри колбы, хотя бы от того, что она образуется при сгорании пропана,
при соединении частей колбы. Погоняв насос минут пять в таком режиме, я за-
крыл газовый балласт (это такая крутилка сбоку насоса вообще-то, если что) и
пятнадцать минут гонял насос по полной. Всё время с начала откачки, грел лам-
пу горелкой с включённым накалом, чтобы при помощи нагрева из стекла и элек-
тродов лампы вышли газы и вода.
Процесс откачки.
В конце процесса подключаю все провода от тестера ламп (до этого только на-
кал) и запускаю проверку. Увы, обнаруживается, что несмотря ни на что, газ в
лампе есть:
Вот это нехорошее свечение в правой части...
Значит, что вакуум недостаточен, хотя, возможно как-то работать и будет. В
любом случае, лучшего результата уже точно не добиться, поэтому лампу я за-
паиваю и отсоединяю от насоса.
В результате триод работает5 вроде бы как триод пока не очень горячий, где-
то полминуты. Потом он перестаёт реагировать на положительное напряжение на
сетке. Иногда в нижней части лампы можно наблюдать тлеющий разряд. Вероятно,
только в нижней части - потому, что там катод частично не закрыт сеткой и её
управляющий эффект там не проявляется, или проявляется в меньшей степени. Ещё
любопытно, что разряд зажигается только при напряжении накала больше опреде-
5 https://www.youtube.com/watch?v=PKNiUgTyN3w
ленного предела. Возможно, это связано с тем, что при сильном нагреве катода,
повышается давление внутри лампы, и оно оказывается достаточным для зажигания
разряда при данном напряжении. Можно было бы предположить, что получилось
что-то вроде тиратрона, т.к. это тоже трёх электродная лампа с газом внутри,
но тиратрон работает по-другому, в моей лампе, в отличие от тиратрона, при
помощи сетки можно управлять анодным током и гасить тлеющий разряд. Так что
похоже получился крайне плохой, но всё же триод. Может я даже что-то попробую
с ним сделать, но потом.
В итоге, можно сказать, что что-то всё же получилось. Во-первых, была отра-
ботана технология получения герметичных стеклянных баллонов и их проверка на
течи. Во-вторых, я научился более-менее неплохо сваривать электроды и распо-
лагать их внутри баллона. В-третьих, я приобрёл инструментарий для дальнейшей
работы.
Почему не получилось так, как хотелось? Вариантов несколько. Первый вариант
- я понятия не имею, какое в насосе масло. Возможно, в нём уже есть вода. Ес-
ли это так, то ничего у меня не получится, пока она там будет. В принципе,
есть способы её оттуда убрать, ну или сменить масло. Второй вариант, я не
знаю, насколько насос изношен (разумеется, я покупал Б/У) . Не знаю как это
проверить и что делать. Тем более, если вдруг, надо будет что-то менять, не
думаю, что это будет возможно, учитывая название этого насоса (ТОР 3, если
кто не помнит), я просто ничего не найду. Возможно, что насоса просто недос-
таточно, однако тут есть контраргументы, ведь есть люди, которые успешно де-
лают лампы используя только форвакуумные насосы (предварительные, как бы пер-
вая ступень)6. Есть и другие люди с более серьёзным оборудованием. У них есть
и правильные станки, и насосы для глубокого вакуума. У меня, к сожалению, та-
кого пока нет. Возможно, в скором времени у меня появится очень мелкий диффу-
зионный насос, надо только подождать.
6 https://simplifier.neocities.org/triode
Мышление
ДИКТАТУРА МИКРОБИОМА
Леннард X.
НАША
ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ
СИСТЕМА
Задолго до появления на Земле человека по ней уже ползали крохотные червяч-
ки . У них еще не было ни спинного, ни головного мозга, а кишечник уже был. И
этот кишечник заселяли бактерии. На протяжении эволюции шло развитие кишечни-
ков — от самых простейших до самого сложного, человеческого.
Они все претерпели изменения! И все они развивались вместе с населяющими их
бактериями на протяжении миллионов лет. Часть микроорганизмов, которые жили в
кишечнике первых людей, не дожила до наших дней, как исчезли и некоторые виды
животных и растений. Другие остались, не изменившись или изменившись в боль-
шей или меньшей степени.
Что такое
кишечник?
Человеческий кишечник — это не один орган, как думают многие, а группа ор-
ганов пищеварительной системы. К понятию «кишечник» относятся толстая кишка
(которая состоит из слепой, прямой и ободочной) и тонкая (которая состоит из
двенадцатиперстной, тощей и подвздошной). Основной функцией кишечника являет-
ся завершение процесса пищеварения и всасывание в кровь питательных веществ и
воды. Также в кишечнике формируются каловые массы из продуктов пищеварения,
не представляющих ценности для организма, и в дальнейшем они выводятся из ор-
ганизма .
Двенадцатиперс
кишка —
Толстая
кишка"
i
Тощая
кишка"
Подвздошная
кишка
Илеоцекальный
клапан
&£*&
Человеческий кишечник.
Когда во время обучения в Медицинской школе Гарвардского университета я вы-
брал своей специализацией кишечник, сокурсники не понимали меня! Почему-то
остальные хотели заниматься или головным мозгом, или сердцем, стать нейрохи-
рургами или кардиологами. Ни один человек из тех, с кем я учился, не хотел
посвящать свою жизнь кишечнику. Но я считаю этот орган поразительным, он до
сих пор изучен гораздо меньше, чем головной мозг и сердце. В последние годы,
благодаря развитию технологий в разных сферах нашей жизни, мы получаем новые
сведения о том, что происходит внутри нас. И самый богатый «внутренний мир»
находится как раз в кишечнике! Не в голове, не в сердце, не в легких! И эти
новые открытия меняют наше понимание того, как работает наш организм. А ведь
люди изучают его уже не первое тысячелетие.
Во-первых, кишечник, можно сказать, добывает энергию из пищи, которую мы
едим. Во-вторых, работа нашей иммунной системы в первую очередь зависит от
кишечника. В-третьих, кишечник продуцирует свыше двух десятков различных гор-
монов , и эти гормоны влияют на наш аппетит и наше настроение.
Некоторые исследователи говорят, что у человека три мозга — головной, спин-
ной и микробном, то есть сообщество бактерий внутри нас, в первую очередь — в
кишечнике. Термин «микробном» появился не так давно. Обывателю лучше известен
термин «кишечная микрофлора» или «микрофлора кишечника», хотя сейчас ученые
считают его неправильным. Пока бактерии еще не были хорошо изучены, их отно-
сили к миру растений. Да, у них много общего с растениями, например, разнооб-
разие ареалов обитания, питания, а также способность синтезировать яды. Но
все-таки это не растения, а мельчайшие живые существа.
Наверное, даже далекий от медицины человек знает, что головной мозг — это
сообщество нервных клеток, нейронов. Эти клетки управляют всем телом. Но наш
кишечник и располагающиеся вокруг него органы пищеварения также пронизаны
«проводами» из нервных клеток. Это такие же нервные клетки, как и в головном
мозге. Да, их меньше, чем в головном мозге, и расположены они не так плотно,
как в головном или спинном мозге. Но они постоянно работают (а если не рабо-
тают или работают плохо, то это означает проблемы у носителя клеток), и их,
между прочим, свыше ста миллионов! Вы представляете эту цифру? Такое же коли-
чество нейронов имеется в мозге у домашней кошки. Есть и отличие от нейронов
головного мозга — там они располагаются рядом друг с другом, одной большой
массой, а нейроны кишечника распределены по всему этому органу, от горла до
прямой кишки. Способен ли третий мозг думать?.. — конечно, задачку по арифме-
тике он не решит и будущую прибыль не просчитает.
Но он регулирует пищеварение, что не менее важно для жизни.
В кишечнике каждого человека (и не только человека) живут микроорганизмы.
От одного до двух килограммов в каждом из нас! Вот прямо сейчас в нас живет
своей жизнью как минимум целый килограмм микробов. Их более пятидесяти трил-
лионов ! По крайней мере, тысяча различных видов. Это целое царство.
Нигде в природе в одном месте не собрано такое разнообразие видов.
Эти маленькие живые существа никогда не видели дневного света. Это совер-
шенно особенные существа!
Известно, что микроорганизмы распределены по нашему кишечнику неравномерно.
Их меньше в верхних отделах и больше в нижних. Наибольшее количество сосредо-
точено в толстом кишечнике и прямой кишке. Есть бактерии, которые встречаются
только в толстом кишечнике, и, наоборот, имеются такие, которые можно встре-
тить только в тонком.
До недавнего времени большинство ученых игнорировали эти микробы. Хотя сей-
час пустились в другую крайность: слишком сильно ими увлеклись, скорее — ув-
леклись отдельными видами. Можно найти очень разные подсчеты количества кле-
ток в нашем организме (бактерии состоят из одной клетки). Некоторые ученые
заявляют, что у нас только 10 % человеческих клеток, остальные 90 % — это
бактерии. Другие склоняются к пропорции 50:50. По-моему, точные цифры назвать
нельзя, можно сказать лишь одно: кишечник — абсолютный лидер по количеству
микроорганизмов, проживающих в человеческом теле. По некоторым данным, их там
99 % от всех организмов снаружи и внутри нас. Оставшийся 1 % рассредоточен по
другим органам. Кишечник является самой благоприятной средой в человеческом
организме для обитания различных микроорганизмов.
Проживающие в нас, в первую очередь в кишечнике, микроорганизмы очень раз-
ные . Бактерии вообще очень разные. Они встречаются на нашей планете везде.
Есть такие, которые погибают на открытом воздухе, другие, наоборот, синтези-
руют энергию из кислорода.
Какие-то бактерии получают энергию из атомов металлов (не бойтесь: их в на-
шем теле нет) , какие-то — из кислот, кто-то из них дышит подобно человеку.
Запах нашей кожи, потовых желез, запах изо рта — это результат жизнедеятель-
ности бактерий. То есть различные микроорганизмы синтезируют различные веще-
ства. Проживающие в нашем кишечнике микроорганизмы расщепляют непереваренные
остатки пищи и таким образом снабжают наш организм энергией. Другие микроор-
ганизмы нейтрализуют яды, «работают» с остатками медикаментов.
Приходилось принимать таблетки в оболочке, которые обязательно нужно гло-
тать, а не разжевывать?
Они разработаны с совершенно определенной целью.
С оболочкой справится желудочный сок, а действующее вещество отправится в
кровоток. Известно также, что у людей с разной группой крови в кишечнике жи-
вут разные виды микроорганизмов, они также могут сильно различаться количест-
венно (хотя в прошлом веке считалось, что видовой состав бактерий у всех лю-
дей одинаковый).
Видовой состав микроорганизмов кишечника крайне важен. Уже доказано, что
вес человека зависит от видов и количества бактерий, о чем мы будем говорить
ниже. Открыты бактерии, которые являются причиной различных метаболических
расстройств и ожирения.
То есть: чем больше у человека бактерий определенного вида, тем быстрее он
набирает вес, тем труднее ему избавиться от лишних килограммов. Есть бакте-
рии, которые вызывают диарею. Соответственно, один человек не будет иметь за-
метных проблем, если съест какой-то некачественный продукт, а у другого они
возникнут очень быстро, потому что его бактерии не смогли справиться с этим
продуктом. Именно микроорганизмы, проживающие в вашем кишечнике, подсказыва-
ют, какой пищи, какого продукта нам сейчас хочется.
Это они, микроорганизмы, любят сладкое, а не мы, хотя они — это часть нас.
Возникновение чувства голода — это сигнал из нашего кишечника. Наш микробном
может «заставить» нас пополнеть. С другой стороны, можно изменить свой микро-
бном для того, чтобы он работал так, как хотим мы. То есть не заставлял наби-
рать вес, а помогал сбрасывать. Об этом поговорим ниже.
Одной из причин хронических заболеваний кишечника является нарушение балан-
са микроорганизмов. Раньше сказали бы «кишечной микрофлоры», но, как я объяс-
нил выше, теперь этот термин считается неправильным, или, по крайней мере,
некорректным. Нарушение баланса микроорганизмов в кишечнике, причем и видово-
го, и количественного, также может служить причиной депрессии и нервных бо-
лезней. То есть любое существенное изменение видового и количественного со-
става микробиома ведет к каким-то изменениям в организме — в большей или
меньшей степени ощущаемым «хозяином» этого микробиома.
Микробном также регулирует нашу иммунную систему и защищает ее от вредите-
лей. В последние пятьдесят лет значительно увеличилось количество наблюдаемых
аллергических реакций, астматических и кожных, причина которых — повышенная
активность иммунной системы. Также увеличилось количество аутоиммунных забо-
леваний, например, больных диабетом первого типа. Их причина опять-таки свя-
зана с работой иммунной системы. Если изменить состав бактерий у себя в ки-
шечнике, будет проще справиться с этими заболеваниями и их последствиями. По
крайней мере, облегчить их протекание.
Микробном также работает с частичками пищи, которые человеческий организм
не в состоянии переварить, и превращает их в различные гормоны и химикаты.
Они контролируют наше настроение, аппетит и состояние здоровья в целом. Соот-
ветственно, изменение состава микроорганизмов может снизить тревожность и
справиться с депрессией. Хотя к настоящему времени ученые до конца с ними не
разобрались, но совершенно однозначно, что бактерии, нервные клетки и молеку-
лы -нейромедиаторы, которые передают сигналы между ними, взаимозависимы. На-
пример, почему принято вначале вести даму в ресторан, а потом... напрашиваться
к ней на чашечку кофе? Нужно накормить ее микроорганизмы! Они, довольные, вы-
делят серотонин и дофамин (гормоны радости и удовольствия). И появится больше
шансов получить тот ответ, ради которого вы пригласили даму в ресторан.
Изучение клеток микроорганизмов, проживающих в нашем кишечнике, представля-
ет определенную трудность. Не так давно это было вообще невозможно из-за от-
сутствия соответствующего оборудования, да и сейчас непросто. Большинство ор-
ганизмов погибает, если оказывается в других условиях, потому что их мир —
это кишечник. Какие-то из них не выдерживают воздействия кислорода, другим не
хватает еды в том виде, в котором они получают ее в кишечнике, третьим во
внешней среде не хватает тепла и влажности (или именно того тепла и той влаж-
ности, которые присутствуют в кишечнике). Сейчас микроорганизмы активно выра-
щивают в лабораториях, правда, наибольших успехов ученые добились с бактерия-
ми , проживающими на кожном покрове. Но есть успехи и в изучении тех, которые
живут только в пищеварительной системе, хотя некоторые до сих пор не удалось
вырастить в лабораторных условиях.
И лечение многих заболеваний кишечника — это попытка справиться с бактерия-
ми , которые там поселились или поселились в слишком большом количестве.
Ярким примером является язва желудка. Долгое время она считалась неизлечи-
мым заболеванием. Считалось, что причина язвы — стресс, из-за которого ваш
желудок выделяет слишком много кислоты, и именно эта кислота разъедает слизи-
стую желудка. В случае диагностирования язвы желудка врачи обычно прописывали
диету, изменение образа жизни на спокойный и лекарство для снижения кислотно-
сти. Если это не срабатывало (а в большинстве случаев не срабатывало), то че-
ловек отправлялся в руки хирургов для удаления части желудка.
Двое врачей из Западной Австралии, Робин Уоррен и Барри Маршалл, не счита-
ли, что причиной язвы желудка является стресс, повышенная кислотность или не-
правильное питание, ее истинная причина — это заражение бактерией, которая в
дальнейшем получила название Хеликобактер пилори. Они выделили ее из проб
слизистой оболочки желудка человека и изолировали, потом культивировали на
искусственных средах. Как и многие ученые на протяжении истории, доктор Барри
Маршалл решил провести эксперимент на себе — и проглотил некоторое количество
Хеликобактер пилори. Через несколько дней его начало тошнить. Была проведена
эндоскопия: тонкую трубку ввели ему в горло, она дошла до желудка — и были
взяты пробы воспалившейся к этому времени слизистой. Проба показала, что на
его слизистой желудка уже поселилась целая колония этих бактерий.
Жену Барри Маршалла очень беспокоил этот эксперимент, она естественно опа-
салась , что муж может серьезно и неизлечимо заболеть. Именно миссис Маршалл
настояла на прекращении эксперимента. Барри начал принимать антибиотики, ко-
торые сам же ранее определил как средство для избавления от Хеликобактер пи-
лори, и после двухнедельного курса избавился от гастрита (у него развился га-
стрит, а не язва, но эта бактерия может быть причиной и той, и другой болез-
ни) .
Бактерия Хеликобактер пилори была выделена Робином Уорреном в 1979 году,
Барри Маршалл проводил свой эксперимент в 1984 году, Нобелевской премии по
медицине они были удостоены за свое открытие в 2005 году. Но даже через де-
сять лет после эксперимента Барри Маршалла и успешного лечения антибиотиками
многие врачи не верили в возможность лечения язвы желудка и гастрита антибио-
тиками и отмахивались от открытия австралийцев. Кстати, именно потому, что
это открытие было сделано австралийцами, «на задворках академической науки»,
как высказался один известный врач и ученый.
Но были и ученые, которые поверили Маршаллу и Уоррену. Например, британский
врач Майкл Мосли, переквалифицировавшийся в журналисты. Он снял фильм «Язвен-
ные войны». После выхода фильма он получил десятки тысяч писем со всего мира.
Интернета еще не было, так что Королевской почтовой службе приходилось возить
ему почту мешками. Он помог многим людям, описав курс лечения Барри Маршалла.
Ну а после получения австралийцами Нобелевской премии лечение язвы желудка и
гастрита путем воздействия антибиотиком на бактерию Хеликобактер пилори стало
стандартной практикой.
Я ни в коем случае не хочу сказать, что антибиотики являются решением всех
проблем. Ни в коем случае!
Наоборот, частое использование антибиотиков, применение их в больших коли-
чествах может принести только вред желудку и организму в целом. Я также счи-
таю, что стресс имеет значение и в развитии язвы, и многих других заболева-
ний , хотя их причина — не только стресс. Хочу сказать, что многие болезни
долгое время считались психосоматическими просто потому, что не было средств
и инструментов для должного исследования причин их возникновения. Например,
до 1930-х годов астму лечили с помощью психотерапии и говорили, что ее причи-
на — «в голове». Был период, когда считали, что аутизм и шизофрения возникают
из-за ненадлежащего выполнения родителями своих функций.
Я написал эту публикацию для того, чтобы показать: многие из типичных и ши-
роко распространенных заболеваний желудка и кишечника лучше лечить диетой,
изменением режима питания, а не антибиотиками, не какими-то другими лекарст-
вами , а в случае депрессии вполне можно обойтись без антидепрессантов.
Работу кишечника теперь изучают с помощью микрокамер. Таких экспериментов
по всему миру уже проводилось великое множество, а началом изучения работы
кишечника живого человека считается июнь 1822 года.
Дело было в Канаде, на берегу озера Мичиган, в складском помещении. В про-
водника и траппера (охотника, который выставляет капканы) американской пушной
компании Алексиса Сент-Мартина случайно выстрелили из ружья и ранили в грудь.
Считается, что ружье выстрелило само. Пуля прошла между ребрами, задела лег-
кое и пробила переднюю стенку желудка. Часть завтрака вместе с кусками разо-
рванного желудка вылетели наружу. Рана была рваной, с обгорелыми краями. Ря-
дом оказался молодой армейский врач Уильям Бомонт. Он, конечно, сделал все,
что мог, но даже не рассчитывал, что пациент выживет. Однако Сент-Мартин вы-
жил, и его случай лег в основу современного понимания работы кишечника.
Сент-Мартин был канадцем французского происхождения, представителем низшего
класса общества. На момент ранения ему было восемнадцать лет. Бомонт служил
хирургом в ближайшем гарнизоне. Он начал эксперимент в тридцать семь лет и из
безвестного хирурга на американском форпосте, жизнь которого была унылой и
однообразной и не предвещала ничего хорошего, превратился в ученого-
исследователя, навсегда вписавшего свое имя в историю медицины.
Рана Сент-Мартина была очень большой, размером с человеческую ладонь, и на-
ходилась в верхней части груди. Обычно люди считают, что желудок находится
где-то посередине тела, в районе пупа. Именно оттуда мы слышим урчание, там
«болит живот», но в действительности он находится гораздо выше, прямо под
диафрагмой.
Огромная дыра в теле Сент-Мартина так полностью и не затянулась, образова-
лась фистула (патологическое или искусственно созданное отверстие в теле).
Алексис Сент-Мартин.
У Сент-Мартина было открытое незаживающее отверстие в желудке, и через этот
проем можно было заглянуть прямо в желудок. Судя по дошедшим до наших дней
гравюрам, фистула по форме напоминала сосковидный выступ на теле. Точно неиз-
вестно, когда Бомонт осознал всю «ценность» дырки в животе пациента и пытался
ли он ее закрыть — или как раз старался оставить открытой. Ни в дневниковых
записях, ни в книгах Бомонта этой информации нет. Конечно, это было несчасть-
ем для Алексиса Сент-Мартина, но открывало невероятные возможности для Уилья-
ма Бомонта: изучение пищеварительной системы живого человека, такой возможно-
сти не было ранее ни у одного врача. До этого случая работу кишечника иссле-
довали только на животных, вводя в их желудки пищу на веревочках и через ка-
кое-то время извлекая обратно. А Бомонт получил беспрецедентную возможность
непосредственно наблюдать протекающие в человеческом организме процессы.
Бомонту необходимо было оставить Сент-Мартина при себе. Вначале он перевез
парня к себе домой из больницы, в дальнейшем заявляя, что действовал исключи-
тельно из милосердия. Потом Сент-Мартина стали использовать для выполнения
мелких поручений и работы по дому. Наблюдение за пациентом продолжались почти
десять лет. Эти десять лет они жили вместе, а знакомы были целых тридцать.
Бомонт держал фистулу под наблюдением в буквальном смысле. Когда Сент-Мартин
наконец понял, почему ему пообещали постоянную медицинскую помощь, Бомонт
стал платить ему жалованье.
Для начала Уильям Бомонт стал вводить в желудок пациента различные пищевые
продукты, подвешенные на шелковых нитях. Это было мясо, причем приготовленное
с пряностями; соленое свиное сало, хлеб, сырая капуста. После приема пищи Бо-
монт отправлялся выполнять свою обычную работу по дому. Уже после первого
опыта врач понял, что переваривается все, кроме сырого мяса. Пережевывания
пищи для переваривания ее, как считалось раньше, не потребовалось. Таких экс-
периментов было проведено более ста. Бомонта до сих пор называют «отцом аме-
риканской физиологии» и упоминают в учебниках. Бомонт, в частности, исследо-
вал желудочные соки.
До этого считалось, что пищеварение — это чисто механический процесс, во
время которого работают желудочные мышцы. Бомонт показал, что это не так и
пищеварение также является химическим процессом.
Например, он обнаружил, что сок, выделенный им из живота Сент-Мартина, в
большой степени состоит из соляной кислоты, которая является очень едкой. Он
также обнаружил, что в пищеварительных соках полно различных энзимов, способ-
ных расщеплять продукты питания, если продукты и желудочный сок смешать вме-
сте в какой-то емкости.
Бомонт исследовал, может ли желудочный сок, изъятый из желудка, то есть
оторванный от своей естественной среды, действовать так, как он действует в
теле. Оказалось, что может. Бомонт наполнял желудочным соком Сент-Мартина
различные пузырьки и погружал туда различные виды пищи. Он пробовал продукты,
которые были только частично переварены, то есть опускал на ниточках, извле-
кал , смотрел, что получилось, и пробовал. Он был одержимым исследователем. Но
благодаря таким экспериментам наука во все века и двигалась вперед.
Обращаю внимание, что в те годы про информированное согласие пациентов ни-
кто не слышал, да если бы законы и требовали объяснять пациенту его права,
возможные побочные эффекты и т. д. , это явно не распространялось бы на пред-
ставителей низшего класса. Скажите спасибо, что лечат! Никаких прав у больных
бедняков не было. Да и богатые про «информированное согласие» не знали. По-
этому никто и не думал осуждать Уильяма Бомонта за использование какого-то
траппера для развития медицины или просто для продвижения собственной карье-
ры.
Бомонт умер первым — ну да он был старше своего пациента. Не думайте, что
Сент-Мартин всю жизнь прожил у Бомонта, скрываемый им от людей. Ничего подоб-
ного ! У него была жена и пятеро детей. Когда один из коллег хирурга захотел
получить знаменитый желудок для изучения и выставления в музее после смерти
его обладателя, члены семьи Сент-Мартина четко выразили свою позицию в теле-
грамме : «Не приезжайте на вскрытие. Убьем». Так что самый знаменитый желудок
не сохранился для истории.
Бомонт, как уже говорилось, остался в истории медицины. Однако он переоце-
нил роль кислоты как одной из составляющих желудочного сока. Люди способны
обходиться малым количеством желудочного сока, и сотни тысяч человек в мире
принимают препараты для искусственного ограничения его выработки (например,
страдающие от рефлюкса1) .
Теперь мы знаем, что кислота, которая естественным образом вырабатывается в
желудке, предназначена для того, чтобы убивать бактерии. А это не пришло в
голову Бомонту. Врач также проигнорировал возможности панкреатических энзимов
и пепсина.
Но он доказал, что пищеварение — это химический, а не механический процесс.
Он правильно разобрался со многими вещами, связанными с пищеварением. Напри-
мер , он также изучал слюну. Он правильно определил ее природное назначение:
служить средством увлажнения пищи, помогая ей следовать дальше по пищеводу.
Что происходит
при приеме пищи?
Допустим, мы съели кусок мяса с картошкой и салатом из овощей и запили ста-
каном яблочного сока. Жидкость быстро сбегает по глотке в пищевод, а оттуда в
желудок, там она уже бежит по стенкам желудка и вскоре оказывается у мускуль-
ного клапана, который называется «привратник желудка». Этот клапан работает
подобно охраннику перед входом в ночной клуб, который занимается фейсконтро-
лем. Иногда он решает не пропустить то, что вы съели, потому что еде следует
остаться в желудке, где пищеварительные соки и механические сокращения должны
еще выполнить свою работу. Но если этот «охранник» решает, что прибывшая пища
уже достаточно размельчилась, он пропускает ее дальше. Весь процесс очень
тщательно скоординирован, вся система работает слаженно. Не зря же там такое
количество умных клеток!
Из съеденного привратник желудка первым пропустит сок (или другую жид-
Рефлюкс (лат. refluo — течь назад) — обратный ток содержимого полых органов по
сравнению с нормальным его движением.
кость). Современная техника и технологии позволяют увидеть этот процесс, в
экспериментах принимали участие не только ученые, но и журналисты. Велись со-
ответствующие записи, при желании вы сможете их найти в Интернете.
Процесс напоминает спускание воды из ванны.
Вы обратили внимание на то, что первым привратник желудка пропустит сок?
Вывод для тех, кто хочет сбросить вес: не надо «пить калории». В отличие от
твердой пищи, калории, которые попадают в наш организм с жидкостью, его не
насыщают. И советую не очень увлекаться теми напитками, которые соответствую-
щая индустрия активно рекламирует как «полезные для здоровья». Я имею в виду
фруктовые соки и смузи. Нам говорят, что они очень полезны, потому что дела-
ются из натуральных продуктов, содержат витамины, в них все естественное! Во-
первых, это не совсем так. Во-вторых, только свежевыжатые соки являются ис-
точником питательных веществ. Но почему же они так популярны? Да по одной
простой причине: они очень быстро доставляют сахар к головному мозгу.
Мы выпили сок, он быстро пробежал по организму и оказался в тонкой кишке,
где происходит извлечение сахара, там же он впитывается в кровоток и отправ-
ляется в головной мозг. Головной мозг в свою очередь выбрасывает дозу дофами-
на, гормона, свидетельствующего о том, что мозгу хорошо. И нам тоже становит-
ся хорошо. Просто отлично! И, конечно, нам хочется получить новую дозу.
Излишкам энергии от всего этого сахара нужно куда-то уходить. Идеальный ва-
риант — быстро сжечь их, например, отправиться в спортзал, на пробежку, в
бассейн, на танцы. А если не отправиться, то они превращаются в жир, а уж он
найдет место в организме, где ему отложиться. В небольшом стакане или упаков-
ке яблочного или апельсинового сока содержится порядка 120 калорий, это экви-
валентно пяти чайным ложкам сахара. Мы едим по пять ложек сахара за раз? Мо-
жет, сок-то и натуральный, но это все равно сахар, и организм воспримет его
как «кока-колу». Если мы покупаем смузи в магазине, то уровень сахара в них
такой же, как во фруктовых соках, иногда выше.
С точки зрения содержания сахара наиболее вредным для организма является
виноградный сок. В нем столько сахара, сколько в четырех пончиках.
Расхотелось худеть на соках? И сколько лишних километров нужно пробежать,
чтобы скинуть калории, набранные в результате одного выпитого стаканчика «по-
лезного» сока? Многие просто не понимают, сколько придется потрудиться, чтобы
их сжечь.
Некоторые могут возразить: дескать, теперь есть напитки с подсластителями,
содержащими ноль калорий. К сожалению, с каждым днем появляется все больше и
больше доказательств вредности таких напитков. Они ведут к воспалениям кишеч-
ника и увеличивают риск ожирения. Я вообще резко против искусственных подсла-
стителей .
Приучайте себя есть и пить меньше сладкого. Потренируйте свои вкусовые ре-
цепторы! Это же вы сами приучили их к сладкому. Но можно и отучить. Если хо-
тите пить, пейте чай (как обычный, так и травяной), кофе и воду. Без сахара!
Из фруктов выбирайте менее сладкие, например яблоки. Фрукты и сок из них —
это большая разница.
Лучше съесть само яблоко, в нем больше питательных веществ и клетчатки.
Клетчатка — это пищевые волокна, компоненты пищи, не перевариваемые пищева-
рительными ферментами организма человека, но перерабатываемые полезной микро-
флорой кишечника. А раз в нем больше пищевых волокон, то яблоко гораздо доль-
ше задержится в желудке, чем сок, и не будет резкого подъема уровня сахара в
крови. Непереваренные кусочки яблока пройдут через тонкий кишечник в толстый
кишечник, где послужат пищей для «хороших» бактерий. А это хорошо для вас! То
есть вы скорее утолите голод целым яблоком, чем стаканом яблочного сока.
После сока к вам вскоре снова вернется чувство голода, и вы можете потол-
стеть от сока, а от яблока — нет.
А если предпочесть соку бокал вина или кружку пива? Как и любая жидкость,
пиво и вино быстро попадают в желудок. Если там пусто, то алкоголь раздражает
стенки, кровеносные сосуды набухают, а от этого увеличивается скорость попа-
дания алкоголя в кровь и количество алкоголя, которое туда отправляется.
Лучше перед употреблением алкоголя что-то съесть, в особенности полезной в
данном случае будет жирная пища, так как она окутает стенки желудка и высту-
пит в качестве физического барьера для спиртного. Поэтому алкоголь не отпра-
вится прямо в кровеносные сосуды желудка, а через привратник желудка просле-
дует в тонкий кишечник. И именно там впитывается большая часть алкоголя (если
не впиталась в желудке). Если алкоголь впитывается в тонком кишечнике, это
значит, что он позднее попадет в кровоток и, соответственно, в мозг.
Если выпивать на голодный желудок, пиковая нагрузка на мозг случается при-
мерно через полчаса-час, причем, скорее, через полчаса. Если съесть что-то
жирное, то временная разница между употреблением алкоголя и поступлением в
мозг минимально составит час, его действие будет ослаблено. Если предполага-
ется за вечер выпить не один бокал вина, а то и чего покрепче, то лучше пере-
межать их со стаканами воды.
И обязательно закусывать!
Реакция головного мозга на алкоголь может быть разной — от эйфории до де-
прессии, но я не буду в это углубляться, так как это не является темой данной
публикации. Мы говорим о пищеварительной системе. И при попадании в наш орга-
низм алкоголя за работу берется печень, активно занимаясь его расщеплением.
Но возможности печени не безграничны. И ей нужно время, чтобы переработать
поступивший в организм алкоголь.
Так что давайте делать перерывы в возлияниях, обязательно закусывать и пом-
нить , что если пить много и часто, то печень разрушится.
Женщины переносят алкоголь хуже мужчин. Так что, если мужчина и женщина вы-
пивают вместе, одно и то же и в одинаковом количестве, женщина опьянеет быст-
рее, и опьянение будет более сильным. У женщин меньше мускулов и больше жира,
а часть алкоголя абсорбируется мускулами, с жиром алкоголь не соединяется. У
женщин также отсутствует пищеварительный фермент, нейтрализующий градусы, по-
этому женщина дольше трезвеет. Также роль играют гормоны: женщина опьянеет
быстрее и от меньшего количества алкоголя, чем обычно, перед менструацией.
Наверное, вы слышали о том, что не стоит мешать разные алкогольные напитки.
Проводилось немало соответствующих исследований, и ученые пришли к выводу,
что в первую очередь имеет значение количество выпитого алкоголя (имеется в
виду чистый алкоголь). Безопасной дозой чистого алкоголя для мужчин считается
30-40 г, для женщин — 20 г. Это 1-2 бокала сухого вина в день для мужчин и не
более одного бокала для женщин. Исключением являются шипучие напитки — шам-
панское и игристые вина. Если вы решите начать вечер с них, то углекислый газ
откроет привратник желудка, и алкоголь быстро попадет к вам в кровоток, а
следовательно, вы быстрее опьянеете.
В начале главы я приводил в пример кусок мяса с картошкой и салатом из ово-
щей. То, чем мы это запили, уже давно в организме, а «второй мозг» принимает
решение о необходимости переварить твердую пищу, которая в него попала. Будут
трудиться и мышцы, и желудочный сок, который выделяется при виде, запахе и
даже мысли о еде. Куски пищи превращаются в кашицу благодаря и физическим
движениям (мышц), и химическим реакциям. Скорость переработки пищи зависит от
количества пищевых волокон.
Из упомянутого картошка будет переработана первой. В картофеле, макаронных
изделиях, рисе и хлебе мало пищевых волокон, поэтому они быстро превращаются
в энергию. Добравшись до тонкого кишечника, они абсорбируются организмом, по-
вышается уровень сахара в крови. С другой стороны, пища, богатая белками, жи-
рами или клетчаткой, обрабатывается гораздо дольше. Если сократить потребле-
ние картофеля, риса, макаронных изделий и хлеба, то можно избежать больших
скачков уровня сахара в крови. Это в свою очередь поможет не набирать вес и
избежать развития диабета второго типа. При этом некоторые люди оказываются
гораздо более чувствительными к таким продуктам, чем другие.
Богатые пищевыми волокнами овощи, как и мясо, могут надолго задержаться в
желудке. Нашему организму трудно обрабатывать клетчатку. Это займет примерно
два часа, и только после этого они отдадут нашему организму свои питательные
вещества. Так что раздельное питание вполне обоснованно — если основывается
на времени переваривания различных продуктов.
Размеры и
вместимость
желудка
Если съесть полноценный обед (суп, горячее, десерт), желудку приходится
расширяться — от размера сжатого кулака до размера головы. В сорок раз!
Когда-то считалось, что организм регулирует вес благодаря рецепторам растя-
жения, расположенным в желудке. Когда желудок расширяется, эти рецепторы от-
правляют сигналы в головной мозг о том, что он полон, и пора прекращать есть.
Но наш желудок и вся пищеварительная система формировались тысячелетиями.
Первобытный человек ел все, до чего мог добраться, — и пойманное на охоте им
самим, и падаль, и остатки добычи крупных животных. Естественно, что с этой
пищей в желудок попадали миллионы бактерий. Так что наш желудок служит не
только для переваривания пищи, но и для ее дезинфекции. И дезинфекция важнее,
чем повышенная вместимость. Но способность запасать что-то впрок в первобыт-
ные времена тоже имела немалое значение, поэтому желудок стал эластичным и
способным весьма сильно растягиваться.
Может ли пища разорвать желудок при его переполнении? Это практически не-
возможно. Срабатывают защитные рефлексы. Во-первых, особые рецепторы, о кото-
рых я сказал чуть выше, начинают усиленно отправлять сигналы в головной мозг.
Срабатывает нижний сфинктер пищевода, происходит отрыгивание. Человек начина-
ет чувствовать боль (то тут, то там колет или просто ноет), тошноту. А потом
получает и финальное предостережение — рвоту. Это довольно сложный рефлектор-
ный акт с участием мышц брюшного пресса и диафрагмы. Не бойтесь рвоты! Не пы-
тайтесь ее подавить! Организм таким образом себя спасает. Это защитная реак-
ция организма на переполнение желудка, на попадание в пищеварительную систему
вредных или опасных веществ. Рецепторы анализируют все, что попало в желудок.
Информация поступает в нервные клетки, а они в свою очередь отправляют ее в
головной мозг. Мозг анализирует и оценивает поступившие данные. Если тревож-
ных сигналов много, мозг дает соответствующую команду мышцам. Организм опо-
рожнит себя задолго до того, как стенки желудка могли бы порваться.
Но разрывы желудка в истории есть. Они произошли из-за нарушения отлаженно-
го механизма. Из-за чего это может произойти? Зафиксированы случаи, когда ра-
бота организма тормозилась принятыми наркотиками, например опиумом. При нар-
котическом опьянении никакое промывание желудка не поможет — тут как раз и
произойдет разрыв стенок.
Человек не сможет отправить влитую в него воду назад. Вообще желудок спосо-
бен вместить от 6 до 7 литров воды. У человека в наркотическом опьянении для
разрыва стенок достаточно 3-4 литров воды.
Желудок могут разорвать и газы, например, которые возникают из-за сильно
ферментированной пищи или напитков. Зафиксирован случай смерти одного несча-
стного, убитого слишком молодым пивом, в котором не перебродил избыток дрож-
жей (как вы понимаете, он выпил не одну кружку). Переполненный желудок может
сильно поджать диафрагму вверх — она вдавится в легкие и вызовет удушье. В
этом случае должен присутствовать газ, а газ получается в результате употреб-
ления бикарбоната натрия — пищевой соды, которая также служит основным ингре-
диентом «алка-зельцер».
То есть, человек после обильной трапезы и возлияний выпил соды, чтобы ней-
трализовать избыточную кислотность желудочного сока, но сода создает и газ,
раздувающий желудок. Какой-то кусок пищи, плохо прожеванный, был прижат обра-
зовавшимся газом к сфинктеру пищевода в верхней части желудка. Застрявший та-
ким образом кусок пищи не позволил отрыгнуть содержимое желудка. Результат —
смерть. Но в данном случае человек умер от асфиксии, а не от разрыва желудка.
Думаю, вы сами хоть раз пили что-то содовое для облегчения неприятных желу-
дочных симптомов и симптомов похмелья. Как и всегда, дело в количестве. Не-
сколько глотков чего-то содового помогут, как, впрочем, и несколько глотков
воздуха. Но лучше просто не переедать. Праздники — это не повод съесть все,
выставленное на стол! Не нужно готовить много еды на один вечер. Приготовьте
чуть больше обычного.
Праздники — не повод объедаться, а потом расплачиваться желудочно-кишечными
проблемами.
Наверное, вы слышали про соревнования едоков — по скоростному поеданию че-
го-либо или количеству съеденного за определенное время. Подобные конкурсы
проводятся уже давно. Первое упоминание можно найти в «Младшей Эдде», дати-
руемой 1222-1225 годами. Конкурсы устраивались в Средние века — владельцы та-
верн хотели привлечь посетителей и побольше заработать. Варианты были разны-
ми, но чаще всего кто-то брался съесть выставленное хозяином огромное блюдо
за час. Съест — не заплатит ничего. Тут же делались ставки.
В 1916 году в США на полуострове Кони-Айленд фирма по производству хот-
догов Nathan's Famous решила организовать такой конкурс в День независимости.
Подоплека была патриотическая: кто больше съел, тот и патриот. Победителем
стал ирландец, имени которого история не сохранила, съев 13 хот-догов. Фирма
проводила такие конкурсы до начала 1990-х годов, а потом решила их расширить.
Маркетинговый отдел компании сработал прекрасно, посещаемость увеличилась с
сотен до десятков тысяч человек, была создана Федерация соревнований едоков —
надзорный орган за различными соревнованиями, он же регистрирует и ведет базу
рекордов. Конкурсы транслируют спортивные телеканалы. И к фирме Nathan's
Famous, которая проводит свои конкурсы уже сто лет, подключились многие рес-
торанные сети, о самых известных чемпионатах мира сообщают новостные каналы,
победители становятся известны широкой публике, заключаются рекламные кон-
тракты на весьма внушительные суммы.
Ежегодно в Новом Орлеане проводится чемпионат мира по поеданию устриц. Ре-
корд держится с 2011 года: 468 устриц за 8 минут. Победитель получает тысячу
долларов. Во многих странах проводятся конкурсы по поеданию мороженого. Ре-
корд был установлен на чемпионате мира, который проводился в 2014 году во
Флориде —7,1л за 6 минут.
Рекорд по креветкам — 380 штук за 8 минут (2010) ; суши — 141 за 6 минут
(2008).
Есть и более специфические конкурсы, например, в Паттайе участники соревну-
ются в поедании крокодильих яиц. Нужно съесть 10 яиц за кратчайшее время.
В Англии, в графстве Дорсет, проводится Всемирный конкурс поедателей чесно-
ка. Рекорд установлен в 2014 году — 33 зубчика за 60 секунд. Также в Дорсете
соревнуются те, кто готов есть крапиву, — в течение часа они жуют листья, а
судьи измеряют длину обглоданных стеблей.
Но чаще всего проводятся конкурсы тех, кто может съесть много хот-догов,
пирожков и гамбургеров. Во всех конкурсах засчитывается еда, которая находит-
ся уже в желудке или во рту участников, причем то, что во рту, нужно, как
правило, проглотить за дополнительные 30 секунд. В связи с этим в английском
языке появилось новое слово chipmunking (chipmunk — бурундук), которое озна-
чает удержание как можно большего количества еды во рту ко времени окончания
конкурса.
Самый известный в мире едок — американец Джозеф (Джоуи) Честнат (р.1983).
Ему принадлежит много рекордов, например, 69 хот-догов, вообще он побеждал в
38 различных категориях. Его рост — 190 см, вес — 104 кг. Он окончил универ-
ситет в Сан-Хосе и работает инженером-строителем. Его любимая категория —
хот-доги. Первой победы он добился в этой категории и чаще всего побеждал в
ней.
Кстати, в полного человека может поместиться меньше еды, чем в худого, —
из-за жира, сдавливающего грудную клетку и желудок и не позволяющего макси-
мально растянуть желудок и тем самым обеспечить его максимальную вместимость.
Сами участники говорят, что вне соревнований ведут здоровый образ жизни, пьют
много воды и одновременно употребляют электролиты, принимают витамины. Самая
большая проблема: рвотный рефлекс или даже просто боязнь рвоты. Некоторые об-
ращаются к гипнотизерам, чтобы избавиться от этого страха.
Вы думаете, что эти люди имеют лишний вес и ужасно выглядят? Как раз наобо-
рот — эти люди должны быть в хорошей физической форме. Например, в конкурсах
едоков участвует новозеландская фотомодель Нела Зиссер. Она прославилась, по-
бедив в конкурсе, организованном одной австралийской сетью ресторанов быстро-
го питания «Mad Мех» — съела буррито (мексиканское блюдо — мягкая лепешка, в
которую завернута разнообразная начинка) весом 1 кг за 1 минуту и 44 секунды.
Выглядит Нела Зиссер великолепно.
Джозеф Честнат и Нела Зиссер.
Сколько хот-догов вы можете съесть? Наверное, три-четыре максимум. Но игро-
ки специально тренируются — как спортсмены в других видах спорта (если это
можно назвать спортом). Например, один из известных победителей подобных кон-
курсов Ясир Салем не скрывает своего пути к чемпионству и раскрывает свои
секреты. Он решил попробовать принять участие в таком конкурсе после просмот-
ра соревнований, организуемых Nathan's Famous. Но во время первой тренировки
смог осилить всего четыре хот-дога! Лучше всего у него идет дело с пончиками.
Тренировка включает воду — она помогает растягивать желудок, чтобы он смог
вмещать все больше и больше еды. За месяц можно научиться выпивать за раз
примерно 3-4 литра воды. Дальше можно переходить к твердой пище. Также необ-
ходимо тренировать жевательные мышцы — ведь есть время только два-три раза
укусить каждый хот-дог. И за эти два-три раза работы челюстями вы должны из-
мельчить сосиску в тесте до такого состояния, которое позволит ее проглотить.
Для тренировок используются силиконовые подушечки, которые были изобретены
для людей, перенесших операции на челюсти. Можно использовать и жевательные
резинки — шесть подушечек за раз, по три с каждой стороны. Также требуется
тренировать дыхание — во время соревнований по быстрому поеданию чего-либо
дышать нужно так, как дышат пловцы между гребками. Тут вдохи и выдохи делают-
ся между хот-догами. Ритмичность дыхания очень важна.
Любой врач скажет, что эти конкурсы опасны для здоровья. Однако люди, при-
нимающие в них участие, не могли не заинтересовать медиков, и некоторые едоки
соглашались стать участниками исследований. Ученые хотели разобраться: желуд-
ки подобных людей более вместительны или податливы от природы, или такое рас-
тяжение — дело практики? Во время одного из подобных исследований профессио-
нальные едоки и обычные люди должны были за 12 минут съесть как можно больше
хот-догов. Ученые вели наблюдение за участниками с помощью бариевого раствора
высокой концентрации и рентгеновского аппарата.
Самый стойкий «обычный человек» сломался на седьмом хот-доге, лучший ре-
зультат, показанный профессиональным едоком — 36 штук. У обычных людей после
насыщения желудок ненамного увеличился в размере по сравнению с изначальным
объемом.
У профессиональных едоков желудок раздулся, превратившись в заполненный пи-
щей мешок, который занял все пространство в верхней части абдоминальной об-
ласти . Ни на боль, ни на тошноту профессиональные едоки не жаловались. Обыч-
ные же люди прекращали есть как раз по этим причинам.
В результате исследований ученые пришли к выводу, что желудки профессио-
нальных едоков и вообще больших любителей поесть в состоянии покоя ненамного
больше обычных. Но они обладают необыкновенной способностью растягиваться.
Как правило, для этого существует генетическая предрасположенность (все в се-
мье любят хорошо поесть), но необходимы и тренировки.
Также у ряда этих людей (но не у всех) есть природная склонность к более
быстрому, чем обычно, опорожнению желудка — то есть содержимое быстро перехо-
дит в кишечник. Ни одного случая разрыва желудка у профессиональных едоков
зафиксировано не было.
Из сказанного выше можно сделать вывод, что люди, имеющие объемные желудки
или желудки, способные растягиваться гораздо больше среднего, в большинстве
случаев не являются полными. Никто из профессиональных едоков не страдает
ожирением (жир, как было сказано, даже мешает вместимости желудка). Связи ме-
жду объемом желудка и ожирением нет. То есть вес человека определяется мета-
болизмом, поступлением и сжиганием калорий, и в этом велика роль микробиома.
Наш вес в первую очередь зависит от обитающих в нас микроорганизмах.
Гормоны
аппетита
Итак, желудок наполнился, и рецепторы растяжения направили сигнал в голов-
ной мозг о том, что пора прекращать есть. Но на деле процесс более сложный.
Наш «второй мозг» подает много различных сигналов, которые играют важную роль
в том, сколько мы едим, причем гораздо большую, чем рецепторы растяжения.
Среди гормонов, регулирующих аппетит, есть такие, которые заставляют нас
испытывать чувство голода, а другие сообщают головному мозгу, что пора пре-
кращать есть.
Чувство голода мы испытываем благодаря гормону грелину. Это пептидный гор-
мон, который так и называют — «гормон голода». Он синтезируется клетками же-
лудочно-кишечного тракта. Перед приемом пищи уровень грелина увеличивается, а
после еды уменьшается. Пустой желудок вырабатывает грелин, и он отправляется
к участку головного мозга под названием гипоталамус. Там и формируется жела-
ние есть. Если вы садитесь на диету, уровень грелина поднимается, из-за этого
и возникают сложности. Дело не в силе воли, а в гормонах.
-_
'Г"И
VI
11
) ,А? Iffi ^
t^v
т/
Гипоталамус.
Грелин был открыт относительно недавно — в 1999 году группа ученых под ру-
ководством японского врача-иммунолога Масаяки Коидзимы сообщила мировой обще-
ственности о своей работе.
Инъекции грелина увеличивали потребление пищи как лабораторными мышами, так
и людьми — чем больше грелина вводилось, тем подопытные больше ели. Интересно
то, что грелин увеличивал частоту приема пищи, а не разовый объем потребляе-
мой пищи. Животные после введения грелина начинали активно нюхать, искать и
запасать еду. Можно предположить, что этот гормон является регулятором массы
тела, поддерживает ее в норме: исследования показали, что при увеличении веса
уровень грелина снижается, человек начинает меньше есть, соответственно,
уменьшается и вес. Если человек, наоборот, теряет вес, концентрация грелина
увеличивается, человек больше ест и набирает вес. Грелин влияет на затраты
энергии путем корректировки сигналов голода.
Также он играет значительную роль в работе нервной системы, в особенности в
работе гиппокампа, важен для познавательной активности при изменяющихся усло-
виях среды, в частности в процессах поиска пищи.
Исследователи из Школы медицины Йельского университета, исследовавшие гре-
лин, высказали предположение, что обучение наиболее эффективно, когда желудок
пуст, так как в это время наблюдается наиболее высокий уровень гормона. А по-
сле сытного обеда информация, наоборот, усваивается и запоминается хуже все-
го. Также существует теория о том, что малое количество сна способствует ожи-
рению. Малое количество сна связано с высокой концентрацией грелина в плазме
крови, а чем дольше длится сон, тем ниже становится концентрация грелина и
тем меньше вероятность ожирения. Из-за нехватки сна вырабатывается грелин,
который стимулирует аппетит, и подавляется выработка лептина, который подав-
ляет аппетит. Концентрация грелина в плазме крови повышается с возрастом, это
может способствовать увеличению веса у людей по мере старения (возрастная
полнота).
Гормон лептин, производимый в жировой ткани, вызывает насыщение, его так и
называют: «гормон насыщения». Считается, что лептин с грелином дополняют друг
друга. Лептин регулирует энергетический обман.
Он сообщает головному мозгу, что мы уже достаточно съели, больше организму
не нужно.
Если мы садимся на диету, сокращаем количество потребляемых калорий и из
нашего тела начинает уходить жир, жировые клетки отвечают сокращением выра-
ботки лептина и мы все время ощущаем чувство голода. Снижение концентрации
лептина ведет к развитию ожирения.
Лептин был открыт в 1994 году американским ученым-биологом 3. Янхюм. При
инъекции лептина животным у них уменьшалась масса тела и увеличивалась двига-
тельная активность. После этого возникла надежда, что инъекции лептина станут
легким способом лечения ожирения у людей. Но то, что срабатывало с мышами, не
сработало с людьми. Очень быстро развивалась лептиновая резистентность. Боль-
шое количество лептина посылало сигналы в головной мозг с требованием прекра-
тить есть, так как жира уже более, чем достаточно, но головной мозг вскоре
прекращал реагировать на эти постоянно поступающие сигналы.
Вообще лептин передает информацию в гипоталамус о массе тела и жировом об-
мене . Лептин взаимодействует со специфическими рецепторами в гипоталамусе,
активирует выработку нервных импульсов, которые направляются в участки голов-
ного мозга, отвечающие за регулирование аппетита. Также лептин стимулирует
симпатическую нервную систему, это ведет к повышению артериального давления и
частоты сердечных сокращений. Он регулирует менструальную функцию у женщин,
при критическом снижении уровня лептина прекращаются овуляции и менструации.
Врожденная недостаточность лептина ведет к развитию тяжелой формы ожирения,
причем как у людей, так и у грызунов.
Недавно была выдвинута гипотеза об участии лептина в адаптации организма к
голоданию. Именно низкий уровень лептина лежит в основе метаболических и ней-
розндокринных сдвигов при нервной анорексии и лечебном голодании. Но особый
интерес к лептину в настоящее время связан с сердечно-сосудистыми патология-
ми. Отмечена связь между количеством лептина в организме и заболеваниями сер-
дечно-сосудистой системы, причем независимо от других факторов, вызывающих
эти заболевания. Лептин влияет на эластичность артерий, высокий уровень леп-
тина создает высокий риск тромбоза. Лептин является одним из факторов разви-
тия диабета второго типа, так как избыток лептина ведет к подавлению секреции
инсулина.
Еще один гормон кишечника, контролирующий аппетит, — это пептид YY. В нашем
организме он продуцируется в нескольких точках, включая желудок и тонкий ки-
шечник. Основной эффект от деятельности пептида YY — замедление желудочной,
желчной и панкреатической секреции и уменьшение моторной активности желудоч-
но-кишечного тракта. В результате переваренная пища дольше находится в кишеч-
нике, таким образом у нашего кишечника есть больше времени для того, чтобы
впитать полезные вещества, которые в него поступили. Когда пептид YY по кро-
вотоку попадает в гипоталамус, то стимулирует нейроны, от которых зависит
чувство насыщения, а также ингибирует другие нейроны, от которых зависит по-
вышение аппетита. Уровень пептида YY в крови повышается после еды. Похоже,
что резистентность к этому гормону у тучных людей не развивается, как в слу-
чае лептина. И это хорошая новость. Но попытки разработать препарат для сни-
жения веса на основании пептида YY пока не увенчались успехом, в первую оче-
редь из-за побочных эффектов.
Можно поднять уровень этого пептида белковой пищей. Например, если мы нач-
нем утро с яиц (в любом виде) или рыбы, а не такого же количества калорий в
виде каши или тоста, то почувствуем насыщение, у нас дольше не возникнет чув-
ство голода. Также повысить уровень этого пептида можно, если есть медленно.
Нужно время, чтобы съеденная пища прошла через желудок, достигла тонкого ки-
шечника и активировала клетки, продуцирующие пептид YY. Если мы быстро про-
глатываем пищу, не пережевываем ее тщательно или, что еще хуже, почти не пе-
режевываем, то съедим больше, чем если бы ели не торопясь.
Ешьте сидя за столом, а не стоя, не на бегу. Подумайте о предках, которые
ели с чувством, с толком, с расстановкой. За столом собиралась вся семья, ве-
лись застольные беседы.
Да, в наше время трудно выделить два часа на обед, но хотя бы не торопитесь
за ужином!
Не ешьте перед компьютером, не глядя на то, что откусываете. Дайте время
клеткам, продуцирующим пептид YY, начать работу! Это же ваш организм, ваш
микробном.
Как я уже упоминал выше, одна из сложностей диеты — повышение уровня гормо-
на голода грелина по мере ухода жира и одновременное снижение уровней гормо-
нов , подавляющих аппетит. Наше тело таким образом пытается удержать жир, са-
ботируя попытки от него избавиться. Эта способность нашего организма сформи-
ровалась очень давно, в процессе эволюции. Слой жира был необходим, как сей-
час необходим счет в банке. Он помогал выжить в те периоды, когда еды не было
не только в изобилии, но и в достатке. В те времена о похудении никто не ду-
мал !
Именно поэтому большинство широко рекламируемых диет не приносят желаемого
результата — люди или не худеют вообще, или очень быстро снова набирают вес
после прекращения диеты.
На протяжении многих лет в разных странах предлагаются диеты с использова-
нием продуктов с пониженной жирностью или обезжиренных. Многие компании обо-
гатились на производстве таких продуктов. Я считаю, что подобная диета не
имеет смысла. Диета должна разрабатываться индивидуально, с учетом вашего
микробиома, о чем мы будем говорить ниже. Также я могу порекомендовать среди-
земноморскую диету или, правильнее будет сказать, средиземноморский тип пита-
ния.
, 5%
20%
Рыба, сыры,
мясо
*ss>
Лакомства
30%
Зелень,
овощи
и фрукты
ФОРМУЛА
СРЕДИ-
ЗЕМНОМОРСКОЙ
ДИЕТЫ
~ пшеличньге
10%
Оливковое
масло
35%
Злаки и бобовые!
Данные исследований показывают, что, перейдя на средиземноморский тип пита-
ния, мы за первые полгода сбросим какое-то количество килограммов. Если уда-
стся год продержаться в этом весе, то очень велика вероятность, что мы в те-
чение многих лет не наберем лишние килограммы снова.
В этом плане интерес представляет исследование, проведенное учеными из уни-
верситета Копенгагена, изучавших гормоны аппетита и изменение их уровней в
долгосрочном плане. Ученые пригласили 20 здоровых добровольцев с лишним ве-
сом. То есть участники не страдали никакими серьезными заболеваниями, но име-
ли весьма существенные жировые отложения.
В течение восьми недель они сидели на диете, потребляя не более 800 калорий
в день. В среднем добровольцы сбросили 13 % веса. Наблюдение длилось в тече-
ние года после окончания диеты, за это время волонтеры постарались изменить
стиль жизни и придерживаться средиземноморского типа питания. Им оказывалась
психологическая поддержка. Добровольцам удалось не набрать вес снова. У уча-
стников эксперимента измеряли уровни гормонов в крови и до начала эксперимен-
та, и после окончания диеты, и по окончании года наблюдений. Выяснилось, что
уровень грелина стал нормальным, а уровень пептида YY повысился на 36 % в
конце года в сравнении с показателями до начала эксперимента.
Это означает следующее: если мы смогли удержать новый вес в течение года,
то организм примет новый вес как норму. Это будет наш вес. Наше тело прекра-
тит борьбу с нами несмотря на то, что запрограммировано на нее генетически.
Я в любом случае рекомендую сбрасывать вес, изменяя режим и состав питания.
Изменять микробном! Но все более популярным становится альтернативный подход
— хирургический. Его цель — уменьшение размеров желудка, что определенно ве-
дет к снижению веса. Обычно люди, которые решаются на подобную операцию, уже
сидели на многих диетах, но безрезультатно. Они понимают, что лишнего веса
много, часто развивается диабет второго типа, могут начинаться проблемы с
сердцем.
Бандажирование желудка, как правило, делают в возрасте от 30 до 40 лет, при
развитии диабета второго типа или высоком артериальном давлении. В результате
сокращается объем пищи, которую можно съесть за один прием, клетки, продуци-
рующие пептид YY, получают дополнительное время, чтобы среагировать и сооб-
щить о заполнении желудка. Операция относительно неинвазивная, а в дальнейшем
изначальный размер желудка можно восстановить.
Также возможно желудочное шунтирование. Эта операция захватывает не только
желудок, но и частично тонкий кишечник. Желудок уменьшается с размера кулака
до мизинца. Отделяется часть, которая в наибольшей степени продуцирует гре-
лин, чтобы обеспечить постоянный низкий уровень этого гормона. Операция эф-
фективнее, но опаснее бандажирования. Известны и побочные эффекты, например,
у некоторых пациентов происходит закупорка, а это означает новую операцию.
Возможны тошнота, учащенное сердцебиение, потеря сознания и диарея. После
этой операции вес сбрасывают все, а две трети избавились от диабета второго
типа (после бандажирования это смогла сделать только треть пациентов), после
шунтирования желудка не приходит чувство голода, хватает самых небольших пор-
ций еды. Но помните, что любая операция — это риск.
В заключение этой части я хочу еще раз сказать, что пищеварение — сложный
процесс, организацией и координацией которого занимается наш второй мозг.
Когда мы едим, первыми сквозь желудок проходят жидкости, и они же первыми
впитываются. Если вы пили простую воду, чай или кофе без сахара, то никаких
проблем вашему организму это не принесет, как раз наоборот, но если вы упот-
ребляли напитки с большим содержанием сахара, это вызовет резкий скачок уров-
ня сахара в крови, что также означает лишние калории, да и чувство голода
скоро вернется. Богатые углеводами продукты, например картофель, рис, белый
хлеб, тоже быстро абсорбируются, как и сладкие напитки. То, что они легко пе-
ревариваются, — это хорошо, но если вам нужна энергия, например, для занятий
спортом, они вам не подходят. После них уровень сахара в крови резко поднима-
ется, а потом резко падает. Продукты, богатые белками, жирами и пищевыми во-
локнами (яйца, мясо, овощи), перевариваются гораздо дольше, после их употреб-
ления вы будете дольше сохранять ощущение сытости. Ешьте как можно больше
клетчатки, лучше, если вы будете получать пищевые волокна из овощей и зерен,
потому что очень важно кормить хорошие бактерии, которые живут в нас.
ЧТО ТАКОЕ
МИКРОБНОМ
Здоровый микробном состоит из большого количества разнообразных микробов,
причем, чем больше разнообразие, тем лучше. Их в нас триллионы.
Если сложить всех микробов, которые имеются в человеческом организме, это
количество будет примерно равняться количеству всех клеток организма. Обращаю
внимание, что микробы обычно значительно меньше клеток.
Но эти крошечные существа влияют на наше настроение, вес и работу иммунной
системы. С другой стороны, мы тоже можем на них повлиять и изменить их со-
став. На тип существ, проживающих в нас, влияет то, что мы едим, и образ жиз-
ни происхождение микробиома.
Но как они вообще появляются в нас? В первую очередь мы приобретаем наш
микробном от матери. Пока ребенок находится в утробе, в его кишечнике почти
нет микробов. Их появление и развитие зависит от способа появления ребенка на
свет.
Когда ребенок появляется на свет традиционным способом, он вступает в кон-
такт с бактериями, живущими в теле матери. То есть ребенок проходит по родо-
вому каналу и делает хороший глоток жидкостей, имеющихся в организме матери.
Бактерии передаются во время родов, потом растут в кишечнике младенца, в ре-
зультате выстраивают хорошо функционирующую иммунную систему. Бактерии матери
первыми заселяют кишечник ребенка и, пока у них нет конкурентов, очень быстро
размножаются. Но уже вскоре после появления на свет на кожу, в рот и желудоч-
но-кишечный тракт младенца попадает от 500 до 1000 видов различных микробов.
Они играют важную роль в расщеплении питательных веществ, а также обеспечива-
ют устойчивость к заражению патогенными организмами.
Эти первые микробы оказывают большое и долговременное влияние на иммунную
систему ребенка, на ее развитие как внутри кишечника, так и вне его. Иммунная
система ребенка способна распознавать вредные микроорганизмы и оставлять по-
лезные для своего развития. Иммунная система создает устойчивость к вредным
бактериям, по мере развития становится менее чувствительной к чужеродному ве-
ществу при его попадании в организм. Таким образом снижается иммунная реак-
ция, а это очень важно, так как чрезмерная иммунная реакция приводит к воспа-
лениям (к ним в данном случае относятся аутоиммунные заболевания и аллергии).
При рождении традиционным способом ребенок готовится к появлению на свет:
легкие освобождаются от жидкости, он адаптируется к процессу родов и жизни за
пределами матки. В результате становится более восприимчивым к окружающей
среде.
Каждый третий ребенок в США. рождается путем кесарева сечения. Значительное
количество кесаревых сечений выполняется из-за состояния здоровья матери и по
медицинским показаниям, но иногда это делается и по желанию матери. Кесарево
сечение не является идеальным завершением беременности и всегда увеличивает
риск возникновения определенных заболеваний у ребенка, причем дети, рожденные
с помощью планового кесарева сечения, имеют больше проблем, чем если операция
была экстренной (это не говоря про естественное появление ребенка на свет).
Например, доказано, что плановое кесарево сечение значительно увеличивает
риск развития у ребенка астмы, требующей использования ингалятора и даже гос-
питализации. Также увеличилось количество людей, страдающих аллергическим ри-
нитом и атопическим дерматитом. Это исследование было проведено в Великобри-
тании в период с 1993 по 2007 год, в нем участвовали 32 1287 детей. Растет
количество кесаревых сечений — и растет количество аутоиммунных заболеваний.
К ним относятся диабет первого типа, болезнь Крона, рассеянный склероз.
В чем разница между плановым и экстренным кесаревым сечением? Если операция
проводится экстренно, мать вначале пытается родить традиционным способом, и
ребенок в какой-то степени подвергается воздействию бактерий, чего не проис-
ходит при запланированном кесаревом сечении. И ребенок при экстренном кесаре-
вом сечении тоже готовится к рождению! Происходят физиологические изменения —
как у матери так и у ребенка. При плановом кесаревом сечении первые бактерии,
которые получает ребенок, — это те, которые в тот момент обитают в операцион-
ной. Вы возразите, что в операционной стерильная чистота. Да, но не от этих
мельчайших организмов! Ребенок получит бактерии с кожи людей, которые его
держали в первые мгновения жизни, из воздуха, который он вдохнул.
В любом случае они будут не материнские, а чужие.
Контакт младенца с вагинальной и кишечной флорой матери обеспечивает спо-
собность колонизировать микроорганизмы. Такого контакта при кесаревом сечении
нет. Младенец, рожденный путем кесарева сечения, не получает бактерии, кото-
рые должны колонизироваться в кишечнике. Первичная флора кишечника у младен-
цев, рожденных путем кесарева сечения, нарушена, и отклонения от стандарта
могут наблюдаться в первые полгода жизни. Но и потом проблемы остаются! Я уже
упоминал болезни, которые развиваются у рожденных с помощью кесарева сечения.
Во время исследования, проводившегося в 2004 году, ученые сравнивали детей,
рожденных вагинальным способом, и появившихся на свет при помощи кесарева се-
чения .
Изучался состав микрофлоры тех и других. Например, оказалось, что в кале
детей, рожденных с помощью кесарева сечения, меньшей бактерий клостридий, не-
обходимых для функционирования иммунной системы. Те, у кого было значительно
меньше клостридий, страдали астмой.
Вообще исследования кала детей, появившихся на свет традиционным способом и
с помощью кесарева сечения, проводились в разных странах и в разные годы.
Исследования всегда давали один результат — состав кишечных бактерий у них
разный. И этот состав влияет не только на склонность к заболеваниям, о кото-
рых я сказал выше, но и на вес человека. Например, у детей, рожденных с помо-
щью кесарева сечения, вероятна склонность к ожирению. Велика вероятность, что
они вырастут в людей, усиленно пытающихся сбросить лишний вес. Или не пытаю-
щихся. У не склонных к полноте матери, отца может родиться ребенок, который
всю жизнь будет иметь лишний вес, если он родился с помощью кесарева сечения,
в особенности планового.
Соответствующее исследование проводилось в США. В нем участвовали 22 000
детей, за которыми ученые наблюдали с рождения. Их вес проверяли, когда они
были детьми, подростками и стали взрослыми (старше двадцати лет). Результаты
получились удручающими, в особенности при обследовании родных братьев и сес-
тер. Вероятность значительного лишнего веса или ожирения при рождении с помо-
щью кесарева сечения на 64 % выше, чем у тех, кто был рожден вагинальным спо-
собом. И это при наличии одних и тех же генов, воспитании в том же доме, пи-
тании теми же продуктами. Это исследование, проводившееся на протяжении мно-
гих лет, показало, что кишечные бактерии имеют очень большое значение — по
крайней мере для веса человека.
Да, в некоторых случаях кесарево сечение необходимо для спасения жизни ма-
тери, или ребенка, или обоих. Но мы также знаем, что это риск, и с течением
времени узнаем о новых рисках. В прошлом о риске ожирения для ребенка во
взрослом возрасте никто не предполагал. Раньше говорили только о риске для
жизни матери, и первые операции всегда заканчивались ее смертью. Еще в древ-
ние времена из тел мертвых женщин извлекали живой плод, первым живым женщинам
операцию стал делать в XVI веке французский врач Амбруаз Паре — но все его
пациентки умерли, хотя детей спасти удалось. Долгое время операции делали
только умирающим, потом стали одновременно с плодом удалять матку, потом ста-
ли использовать специальный «трехэтажный» шов.
Фактически широкое распространение операция получила с середины XX века. В
настоящее время в США. 35 % детей появляется на свет с помощью кесарева сече-
ния, в Великобритании — 26 %, в Китае — 50 %, в Бразилии — около 80 %. Эти
цифры ужасают, даже не зная об осложнениях, о которых я рассказал. Но ученые
могут еще не знать всех возможных осложнений! Поэтому — никаких плановых ке-
саревых сечений, если вас беспокоит здоровье вашего будущего ребенка.
Также кесарево сечение осложняет грудное вскармливание. В какой-то степени
это связано с тем, что матери после операции приходится дольше восстанавли-
ваться, чем после традиционных родов. Считается, что если мать начинает груд-
ное вскармливание в течение 12 часов после операции, она может его успешно
продолжить, но если прошло 96 часов, только 6 % матерей смогут кормить ребен-
ка грудью.
На состав наших бактерий влияет и то, кормили ли нас грудью или нет. Если
кормили, у нас больше хороших бактерий. У тех детей, которых кормили грудью,
в два раза меньше риск развития астмы и экземы, чем у детей на искусственном
вскармливании.
Грудное молоко содержит идеальное количество питательных веществ для мла-
денца, а также антитела, которые защищают маленького человечка от вирусных и
бактериальных инфекций. В состав грудного молока входят жиры, белки и углево-
ды, а также сложные сахара, которые младенец переварить не в состоянии.
Странно? Нет! Основная (а то и единственная) функция этих Сахаров — служить
питанием «хорошим» бактериям, которые растут в кишечнике ребенка. А тот факт,
что грудное молоко эволюционировало таким образом, чтобы кормить «хорошие»
бактерии, показывает, насколько они важны.
В настоящее время идут споры о необходимости передачи бактерий матери мла-
денцам, рожденным с помощью кесарева сечения, так сказать, искусственным спо-
собом, сразу после появления на свет. Сторонники этого подхода предлагают
брать мазки у матери и сразу же после извлечения ребенка из ее тела смазывать
рот, глаза и лицо ребенка, чтобы он получил ее бактерии одними из первых. И в
некоторых клиниках это уже делается. Но у этого подхода есть и ярые противни-
ки, которые говорят о возможности подцепить таким образом инфекцию, о которой
мать может и не подозревать (например, какая-то инфекция может латентно при-
сутствовать в организме матери, ее присутствие не показывают никакие стан-
дартные анализы, но она может привести к тяжелейшим последствиям для новорож-
денного ребенка, вплоть до летального исхода — иммунная система младенца в
зачаточном состоянии! И вместо того, чтобы запустить ее строительство, эти
бактерии ребенка убьют. Хотя могут сработать как и при рождении вагинальным
способом.
Я считаю, что в данном случае риск превышает возможную пользу).
По мере того как ребенок растет и взрослеет, количество видов бактерий, на-
селяющих кишечник, увеличивается примерно со 100 видов у младенца до 1000 ви-
дов у взрослого человека. Основная масса микроорганизмов при рождении ваги-
нальным способом — это полученные от матери. Считается, что к трехлетнему
возрасту микробном в большей или меньшей степени устанавливается, хотя его
состав может измениться в любом возрасте в ответ на инфекционное заражение,
прием антибиотиков или изменение питания.
Однако вы не можете изменить способ вашего рождения — вы уже родились и вы-
росли, раз читаете эту публикацию. Вы не можете изменить то, как вас кормили
в младенчестве — грудью или из бутылочки, но вы можете изменить свой нынешний
режим и рацион питания. И таким образом вы измените свой микробном.
Ожирение из-за
микробиома
Итак, если ребенок рожден с помощью кесарева сечения, у него велика вероят-
ность склонности к ожирению или, по крайней мере, вечной борьбы с лишним ве-
сом. Если он серьезно болел в детстве и ему назначали повторные курсы анти-
биотиков, то риск излишнего веса тоже увеличивается. Особенно увеличивается,
если малышу давали антибиотики в первые пять месяцев жизни.
Если ребенок рожден обычным способом, антибиотиками не злоупотреблял, но
все равно постоянно набирает лишний вес, это опять может быть связано с со-
ставом микроорганизмов, проживающих в его кишечнике. Например, одни бактерии
забирают больше энергии из пищи, которую он ест, чем другие. Они могут влиять
на уровень сахара в крови и, в частности, на подъем этого уровня во время
приема пищи. Они могут влиять на настроение и на выбор продуктов питания, но
не работает на сто процентов. Что я хочу этим сказать? Некоторые из калорий,
которые мы получаем с едой, никуда не уйдут.
Часть съеденной пищи будет переработана в энергию, но не вся. Но мы зависим
от бактерий, проживающих в нашем кишечнике, в том плане, что именно они зай-
мутся какой-то частью съеденного. Такие бактерии, как фирмикуты (я подробно
расскажу о них ниже) лучше извлекают энергию из пищи, которую мы едим, чем
другие. Это означает, что если у нас в кишечнике больше фирмикутов, то в на-
шем кале будет меньше калорий, чем у человека с меньшим количеством фирмику-
тов, при условии одинакового рациона питания. Поэтому от состава бактерий в
кишечнике зависит, сколько калорий от одной и той же съеденной пищи будет из-
расходовано разными людьми, а сколько отложено «про запас».
Если мы хотим похудеть, это не означает, что нужно меньше есть и больше за-
ниматься спортом, как обычно советуют диетологи и другие специалисты, к кото-
рым обращаются люди с лишним весом. На протяжении многих лет господствовало
мнение, будто люди с лишним весом потребляют больше калорий, чем сжигают.
И, соответственно, утверждалось, что в организм должно попадать меньше ка-
лорий (то есть нужно сократить количество потребляемой пищи и выбирать низко-
калорийную) и сжигать больше калорий (то есть усилить физическую нагрузку).
Исследования последних лет показали, что не все так просто. Теперь известно,
что бактерии в кишечнике влияют на то, сколько из попавших в организм калорий
в нем остается (несмотря на количество и состав потребляемой пищи и физиче-
ские нагрузки).
Исследование, в котором половина испытуемых любила шоколад, а другая поло-
вина была к нему равнодушна, показало, что в кишечниках этих людей разный со-
став микробов даже после того, как вся группа питалась одинаково.
То есть наши микробы формируют наши вкусовые предпочтения.
Также следует отметить, что кишечник по-разному реагирует на разную еду. Он
будет по-разному работать над тортом и над куском мяса. Сахар и мука будут
переработаны гораздо быстрее, и в результате поднимется уровень сахара в кро-
ви. Приступит к работе поджелудочная железа, начнется выработка инсулина.
Организм переключится на режим сохранения жира.
То есть энергия из торта будет сохранена в виде жира.
За выбросом инсулина обычно следует снижение уровня сахара в крови — и мы
чувствуем усталость и голод. Мы снова начинаем есть — и набираем лишний вес.
Вот поэтому важно избегать резкого подъема и падения уровня сахара в крови,
как происходит, когда мы едим торты, пироги, а совсем не из-за количества ка-
лорий в них (хотя количество калорий тоже имеет значение).
Сократим потребление напитков и снеков с высоким содержанием сахара, а так-
же любой другой еды, от которой резко поднимается уровень сахара в крови.
Существует понятие гликемического индекса (ГИ).
Он показывает влияние продуктов питания после их употребления на уровень
сахара в крови. Это сравнение реакции организма на продукт с реакцией орга-
низма на чистую глюкозу, у которой ГИ = 100. Например, высокий гликемический
индекс у белого хлеба, риса, картофеля, макаронных изделий. Низкий гликемиче-
ский индекс у белокочанной капусты, брокколи, горького темного шоколада. Если
у продукта ГИ низкий, это означает, что при его употреблении уровень сахара в
крови будет подниматься медленно. Чем выше ГИ продукта, тем быстрее поднима-
ется уровень сахара и тем выше будет одномоментный уровень сахара в крови по-
сле его употребления. ГИ зависит от вида углеводов, количества клетчатки, со-
держания белков и жиров, термической обработки продукта и условий хранения.
Понятие «гликемический индекс» появилось в 1981 году. Его предложил профес-
сор университета Торонто Дэвид Дженкинс.
Он пытался определить, какое питание наиболее благоприятно для людей, бо-
леющих диабетом. В то время диета для людей с диабетом была очень сложной и
не всегда логичной. Считалось, что все продукты, содержащие сахар, оказывают
одинаковое действие на уровень сахара в крови. Дженкинс одним из первых засо-
мневался в этом и стал исследовать, как реальные продукты питания ведут себя
в организмах реальных людей. Он протестировал множество продуктов и получил
результаты, которые удивили как специалистов, так и простых людей. Например,
оказалось, что мороженое, несмотря на высокое содержание сахара, оказывает
значительно меньшее влияние на уровень сахара в крови, чем обычный хлеб. Ме-
дики и ученые по всему миру занялись тестированием влияния продуктов питания
на уровень сахара в крови и в результате разработали новое понятие классифи-
кации углеводов, основанное на гликемическом индексе.
Но повторяю: разные люди по-разному реагируют на одну и ту же еду. Как про-
исходит подобное тестирование в США? Ведь то и дело появляются новые продук-
ты, и их тоже включают в таблицы. Иногда исследования заказывают крупные ком-
пании, например, не так давно это сделала одна очень крупная американская
компания по производству снеков (печенья, шоколада, жевательной резинки, рас-
творимых напитков), присутствующая в 165 странах. Для получения цифры ГИ при-
глашаются 10-20 добровольцев, им дают одну и ту же еду, а потом исследователи
измеряют у них уровень сахара в крови каждые 15 минут на протяжении первого
часа и затем каждые полчаса в течение второго и третьего часа после употреб-
ления продукта. По итогам анализов составляется график уровня сахара в крови
и сравнивается с графиком анализов после употребления порошка чистой глюкозы.
Используйте подобные таблицы как ориентир, но не забывайте, что у всех лю-
дей в кишечнике разный набор бактерий. Гликемический индекс — это усредненный
показатель. Лично у вас может быть отличная от средней реакция на тот или
иной продукт.
Высокий ГИ — выше 70 единиц, средний — 40- 70 единиц, низкий — 10-40 еди-
ниц . Чем меньше углеводов в продукте, тем ниже показатель.
Продукты с высоким ГИ называют быстрыми, или пустыми. В них присутствуют
сахара в чистом или почти неизмененном виде. Продукты с низким ГИ называют
сложными, или медленными, так как поставляемая с ними энергия высвобождается
постепенно, часто в течение нескольких часов. Чем больше продуктов с высоким
ГИ поступает в организм, тем большие проблемы это может вызвать. Иногда даже
те продукты, которые принято считать низкокалорийными, имеют высокий ГИ и от
них легко набрать лишний вес. Продукты, содержащие клетчатку, имеют более
низкий ГИ и усваиваются медленнее, энергия при этом высвобождается постепен-
но .
Продукты с высоким ГИ, но без клетчатки, дают много энергии, и если вы не
будете ее тратить, например, ведя малоподвижный образ жизни при любви к про-
дуктам с высоким ГИ без клетчатки, то эта энергия преобразуется в жир. Частое
употребление продуктов с высоким ГИ приводит к нарушению обменных процессов.
А сейчас я хочу рассказать об исследовании, которое проводилось в многопро-
фильном Научно-исследовательском институте имени Вейцмана в Израиле под руко-
водством доктора Эрана Элинава. Элинав — иммунолог и возглавляет лабораторию
ElinavLab — исследовательскую лабораторию при отделении иммунологии. Ему по-
могает тезка, Эран Сегал, программист и биолог из того же института.
Исследователи задались вопросом, почему после того, как два человека съели
по совершенно одинаковому куску хлеба, у одного из них через пять минут силь-
но подскакивает уровень сахара в крови, а у второго ничего не происходит,
будто он этот кусок хлеба и не ел. В исследовании участвовали 800 доброволь-
цев от 18 до 70 лет. Ученые установили на телефоны участников приложение, с
помощью которого отмечали, что и когда они едят, когда спят, когда занимаются
спортом. В течение недели специальный прибор, установленный на теле, измерял
уровень сахара в крови каждые пять минут. Также участники перед началом ис-
следования сдавали анализы и сообщили исследователям о своих болезнях и о на-
следственных болезнях в семье. У всех измерили рост и вес.
Ученые хотели получить точные данные о влиянии обычного питания и образа
жизни на уровень сахара в крови. В целом получилось свыше полутора миллионов
показателей.
Эксперимент показал, что, несмотря на одинаковое питание, уровень сахара в
крови у разных людей изменялся по-разному. Блюда, вызывавшие резкий скачок
уровня сахара у одних, не вызывали никакой реакции у других. Часто реакция
была совершенно неожиданной. Например, все участники в процессе эксперимента
ели рис в том или ином блюде. У некоторых после этого уровень сахара в крови
резко повышался, другие почти никак не реагировали на этот продукт. Также все
ели шоколад. Это хорошо для уровня сахара?
В некоторых случаях — да, в других — нет. Из этого ученые сделали вывод,
что рекомендации диетологов должны быть строго индивидуальными. Эран Элинав и
Эран Сегал, возглавлявшие группу исследователей, в частности, сказали: «Много
лет мы были уверены, что люди толстеют и болеют диабетом потому, что не сле-
дуют нашим рекомендациям по диете. Однако результаты этого исследования по-
зволяют предположить, что дело не в непослушных пациентах, а в том, что мы
даем им скверные советы. Мы хотим, чтобы после нашего исследования люди со-
мневались не только в себе, но и в диете — если она не работает, проблема не-
обязательно в человеке, проблема может быть в рационе». Ученые пришли к за-
ключению, что разная реакция вызвана разной микрофлорой кишечника, которая
уникальна для каждого человека.
Вывод израильских ученых: нет универсальных правил насчет того, какие про-
дукты есть, а какие не есть, чтобы похудеть. Также на основании анализов, со-
бранных данных, возраста и пола, Элинав и Сегал написали алгоритм, предсказы-
вающий, как организм будет реагировать на те или иные продукты. Его можно ис-
пользовать для разработки индивидуальных диет, хотя они будут приблизительны-
ми.
Алгоритм сразу же был протестирован на следующей группе добровольцев —
предсказанную реакцию сравнивали с реальной реакцией людей на те или иные
продукты. Эксперимент был признан успешным.
Потом ученые пригласили третью группу добровольцев, взяли у всех анализы и,
используя собранные данные, разработали индивидуальные диеты для каждого уча-
стника, указав «хорошие» и «плохие» продукты для конкретного человека. Экспе-
римент продолжался две недели. Первую неделю участники ели «плохие» для них
продукты, вторую неделю — «хорошие».
Не думайте, что первую неделю они ели только торты с пирожными, а вторую —
овощи и салатные листья.
Некоторым компьютерная программа разрешила шоколад и алкоголь, другим за-
претила еду, которая традиционно считается полезной. Разница между показате-
лями первой и второй недели получилась впечатляющая.
Во время недели с «плохими» продуктами уровень сахара в крови поднимался у
всех, и часто очень сильно. При таких показателях врачи обычно рекомендуют
принимать меры для его снижения и даже назначают лекарственную терапию. Но во
время второй недели, при употреблении «хороших» продуктов, уровень у всех
участников оставался в норме.
В Израиль отправилось и несколько врачей для участия в экспериментах Инсти-
тута имени Вейцмана. Среди них была врач из Великобритании Салейша Ахсан, ко-
торая регулярно участвует в программе ВВС «Верьте мне, я врач». Свою карьеру
она начинала в армии, где физические нагрузки были весьма внушительными, но
после серьезной травмы колена ей пришлось их очень резко сократить, в резуль-
тате она набрала вес, от которого мечтала избавиться. Доктор Асхан всегда
следила за своим питанием, но в последнее время лишний вес стал проблемой,
решить которую самостоятельно она не могла. И дело было не только в желании
быть стройной! В семье Салейши немало людей, у кого был диагностирован диабет
второго типа, следовательно, она имеет к нему предрасположенность. У нее са-
мой — поликистоз яичников, а в этом случае избавление от жира на талии может
пойти только на пользу.
Анализ показал, что у Салейши высокий уровень бактерий, связываемых с ожи-
рением и диабетом. Ей на смартфон установили приложение, с помощью которого
она должна была фиксировать все съеденное и свое настроение. На запястье ей
надели браслет, фиксирующий периоды сна и бодрствования и физической активно-
сти. Подкожный глюкометр постоянно фиксировал уровень сахара в крови.
Шесть дней она питалась тем, что давали в институте. После этого на основа-
нии полученных данных ей вручили два списка: с «хорошими» для нее продуктами
(в нем были авокадо, бананы, темный шоколад) и «плохими» для нее продуктами,
который включал ее любимые суши и виноград, которые она всегда считала полез-
ным питанием. Салейша согласилась месяц питаться правильно (для нее) . И по-
чувствовала разницу через три недели! Она отметила, что больше не чувствует
усталости в течение дня, также исчезли внезапные приступы голода, которые она
всегда «заедала», улучшилось состояние кожи, она без особых усилий сбросила
около трех килограммов!
Выступая по телевидению, Салейша Ахсан рассказала, что раньше всегда винила
себя — считала ленивой и безвольной. Но может оказаться и так, что совсем не
ленивый и волевой человек сидит не на той диете и никак не может сбросить
вес, потому что диета ему не подходит! После того как Ахсан стала есть про-
дукты, не вызывающие именно у нее резких скачков уровня сахара в крови, пре-
кратились приступы голода. Изменив свой рацион, она изменила и состав бакте-
рий у себя в кишечнике. По окончании месяца правильного (для нее) питания она
снова сдала анализ. Он показал заметное снижение количества бактерий, связы-
ваемых с ожирением и диабетом.
Задача ученых в настоящее время — сделать рекомендации максимально точными
в каждом конкретном случае. Надо надеяться, что в ближайшем будущем для раз-
работки точной индивидуальной диеты в любой стране нужно будет лишь сдать на
анализ микрофлору и ответить на вопросы специально составленной анкеты.
Результаты еще одного интересного исследования были опубликованы в журнале
Obesity Research & Clinical Practice («Исследование ожирения и клиническая
практика»). Оно проводилось в Канаде под руководством Дженнифер Кук, профес-
сора кинезиологии (кинезиология изучает мышечное движение во всех его прояв-
лениях) . Диетологи занимались исследованиями взрослых людей в 1986 и в 2006
году. Если взять по взрослому человеку одного и того же возраста из 1986 года
и из 2006 года, которые одинаково питаются и одинаково занимаются спортом,
получится, что человек из 2006 года будет весить на несколько килограммов
больше. Ученые объяснили этот факт изменениями в микрофлоре. Дженнифер Кук, в
частности, заявила после окончания исследования, что микрофлора кишечника
оказывает огромное влияние на нашу физиологию и здоровье. Результаты исследо-
вания показали значительную роль микрофлоры в регулировании организмом собст-
венного веса. Наша задача — научиться ее контролировать и, соответственно,
контролировать свой вес.
А Эран Элинав и Эран Сегал работают дальше.
Они решили наблюдать большую группу людей в течение года. У всех испытуемых
— преддиабетическое состояние, или это люди, имеющие высокую предрасположен-
ность к диабету второго типа. Эксперимент станет важной проверкой их идей.
Недостатка в добровольцах они не испытывают. Те, кто участвовали в первых
экспериментах, привели родственников и друзей.
В Институте имени Вейцмана исследовали и другое влияние бактерий, обитающих
в наших кишечниках.
Все, кто когда-либо сидел на диетах, пытаясь сбросить вес, знают, что слож-
нее не сбросить лишние килограммы, а не набрать их снова. Иногда набирают еще
больше, чем сбросили! Результат — отчаяние, депрессия, новые диеты, а чаще
всего люди просто махают на себя рукой и начинают есть все подряд.
Проблема в том, что, когда мы сбрасываем жир, организм начинает борьбу, ис-
пользуя против нас гормоны аппетита. Сокращается количество жировых клеток —
организм производит больше гормонов, которые заставляют нас испытывать чувст-
во голода, и меньше гормонов, которые подавляют аппетит. Удержать вес может
помочь микробном.
В Институте имени Вейцмана провели исследование с мышами. Для начала их
усиленно кормили, чтобы они стали по-настоящему толстыми. Потом этих жирных
мышей посадили на низкокалорийную диету до тех пор, пока они не стали такими
же стройными, как в начале эксперимента. И это повторили несколько раз (то
есть набор и сбрасывание веса). В конце мыши вы-глядели такими же, как в са-
мом начале, до первого набора веса.
Но они были другими! Когда у мышей была возможность есть то, что они хотят
и сколько хотят, они набирали вес, причем жир при последующих наборах веса
откладывался быстрее, чем при первом наборе на высококалорийной диете. В про-
цессе первого эксперимента у них изменился микробном. В новом составе микро-
бов появилось много тех, которые способствовали набору веса.
Похоже, что у микробиома сохраняется память о предыдущем ожирении. Новый
микробном ускоряет набор веса при использовании высококалорийного питания по-
сле первого набора и сброса веса. Но эту проблему опять решил Эран Элинав. Он
предложил использовать флавоноиды.
Это группа природных фенольных соединений, содержащихся в ряде растений.
Растения производят их для защиты от паразитов и суровых погодных условий.
Флавоноиды известны как растительные пигменты более столетия. Но первая рабо-
та, посвященная биологической роли флавоноидов для человека была опубликована
только в 1936 году. Ими заинтересовался американский биохимик венгерского
происхождения Альберт Сент-Дьердьи (1893-1986), лауреат Нобелевской премии по
физиологии и медицине (1937) за цикл работ по биологическому окислению. Он
объявил, что флавоноид, выделенный из венгерского красного перца, вероятно,
способствует укреплению ломких стенок кровеносных сосудов. Интерес к флаво-
ноидам вспыхнул в 1990-х годах. Это было связано с открытием антиоксидантных
свойств флавоноидов, и их способности нейтрализовать свободные радикалы. Их
много в зеленом чае, винограде и красном вине, томатах, вишне, сливе, черни-
ке . Содержание флавоноидов в растениях зависит от многих факторов, включая
генетические особенности, условия произрастания, степень зрелости и способ
хранения, и это затрудняет определение норм пищевого потребления флавоноидов.
Также среди ученых нет согласия относительно правильного способа измерения
концентрации флавоноидов в пищевых продуктах.
Но для нас важно то, что флавоноиды помогают организму избавляться от жира
— они способствуют его сжиганию. А на примере мышей в Институте имени Вейцма-
на было показано, что при наборе и сбросе веса (то есть неправильном питании)
у мышей создается нездоровый микробном, в котором много бактерий, уничтожаю-
щих флавоноиды, а это в свою очередь ведет к быстрому набору веса.
Когда мышам стали давать флавоноиды в питьевой воде, произошла «перена-
стройка». После того как их снова посадили на высококалорийную диету, уско-
ренного набора веса уже не наблюдалось. В Институте имени Вейцмана использо-
вали апигенин, который встречается, в частности, в петрушке и ромашковом чае,
и нарингенин из грейпфрутов, апельсинов и кожуры томатов. Если вы станете
есть эти продукты, то вы, конечно, не получите флавоноиды в тех же дозах (в
пропорции к весу), которые получали мыши. Также до сих пор нет точных данных
по аналогичному действию флавоноидов на людей. Но это полезная пища, так по-
чему бы не попробовать?
Итак, микробном помогает определить, сколько энергии вы получаете из по-
требляемых продуктов питания и в некоторой степени — какой вес вы можете на-
брать . Наш микробном влияет на то, как сахар в крови реагирует на те или иные
продукты питания. Анализы позволяют определить продукты, которые приводят к
скачку уровня сахара в крови, и, соответственно, на их основе можно разрабо-
тать индивидуальную диету. Использование флавоноидов или продуктов, богатых
флавоноидами, может помочь избежать набора веса после того, как мы сидели на
диете. Главное — микроорганизмы, проживающие в нашем кишечнике, влияют на вы-
бор нами еды. Выбирают они, а не мы!
Микробном
и мозг
Мы считаем, что сами принимаем решения. Мы считаем, будто сами осознанно
решаем, что нам сейчас съесть, когда и куда отправиться в отпуск. Но на деле
большинство решений, которые принимает человек, — это решения на подсозна-
тельном уровне, при принятии их мы руководствуемся сигналами и подсказками,
большинство которых не осознаем. И даже не знаем об их существовании!
Например, по пути на работу мы покупаем пирожок.
Правда, так хотелось съесть пирожок? Мы же позавтракали дома. Если не успе-
ли — другое дело. Или, может, мы сознательно взвесили все плюсы и минусы, ко-
торые включают: цену, возможность очередной незапланированной траты и возмож-
ный урон нашему бюджету, пользу или вред для организма, нарушение диеты? Или
просто уловили восхитительный запах выпечки из этого кафе (а то и кофе, и вы-
печки) — и не смогли удержаться? Решение было спонтанным. Наш организм ска-
зал , что сейчас хочет этот пирожок. Большинство из нас едят по привычке или
под влиянием рекламы и маркетинга. Ведь владельцы кафе, из которого так за-
манчиво пахнет выпечкой и кофе, знают, как заманить клиента!
А как насчет микроорганизмов, проживающих у нас в кишечнике? Влияют ли эти
одноклеточные существа на принятие нами решений? Да, влияют, как я уже гово-
рил, и в настоящее время все больше ученых в разных частях света занимается
этим вопросом. У наших микробов есть возможности, мотив и инструменты, чтобы
нами манипулировать.
Наш кишечник — это наш второй мозг, и в этой системе столько же нейронов,
сколько в головном мозге у кошки. Этот мозг связан и постоянно контактирует с
мозгом у нас в голове с помощью блуждающего нерва. Последний чем-то напомина-
ет постоянно занятую телефонную линию, сообщения по которой идут в обоих на-
правлениях. Наш кишечник разговаривает с головным мозгом, отправляя ему по-
слания , а головной мозг в свою очередь ему отвечает.
Уже собрано достаточно доказательств, свидетельствующих о хакерских способ-
ностях микробов. Микробном способен подключиться к системе головного мозга и
общаться с нею напрямую с помощью блуждающего нерва. Микробы также продуциру-
ют разнообразные гормоны и нейротрансмиттеры (биологически активные химиче-
ские вещества, посредством которых осуществляется передача электрического им-
пульса между нейронами или от нейронов к мышечной ткани), которые добираются
до головного мозга через кровоток.
7
Сердце
Печень
Толстая
кишка
Лёгкие
Желудок
Почки
Блуждающий нерв.
Например, дофамин. Его называют гормоном удовольствия. Он вырабатывается
естественным образом во время процессов, которые приносят человеку удовольст-
вие или удовлетворение. Микробы, проживающие в кишечнике, производят его в
больших количествах. Возможно, это награда нам, если мы сделали то, что хотят
они, — например, съели кусок торта, а потом второй кусок торта. Микробы у нас
в кишечнике также производят химические соединения, влияющие на наше настрое-
ние . Это серотонин — гормон радости. При низком содержании серотонина человек
впадает в печаль.
Дофамин и серотонин — это нейромедиаторы. Так называют химические вещества,
молекулы которых вступают в реакцию со специфическими рецепторами клеточной
мембраны и изменяют ее проницаемость, вызывая генерацию электрического сигна-
ла. Нейромедиатор выделяется под влиянием нервных импульсов, участвует в пе-
редаче нервных импульсов с нервного окончания на соответствующий орган и с
одной нервной клетки на другую. Еще микробы кишечника выделяют ГАМК (гаммо-
амино-масляную кислоту) — важный «тормоз» центральной нервной системы челове-
ка и млекопитающих. Его действие похоже на препарат валиум. Они также произ-
водят целый ряд химических соединений, поразительно похожих на лептин, грелин
и ряд других гормонов, вызывающих чувство голода.
Я использовал словосочетание «поразительно похожих», так как до сих пор на
эту тему идут споры. Я сам придерживаюсь точки зрения, что это как раз те
гормоны, о которых идет речь.
Так что у микробов есть средства влияния на «хозяина». Есть и мотив. Пред-
ставьте жизнь у себя в кишечнике. Она не для слабонервных. Там же постоянно
идет война! Жизнь у обитателей кишечника не самая приятная, суровая и корот-
кая. Микробы сражаются за место и за скудные ресурсы. У них также разные по-
требности — некоторые любят сахар, другие любят жир.
Чем больше мы поставляем сахара любителям сахара, тем больше они хотят. Они
совсем не напоминают наших домашних животных. Например, собака будет благо-
дарна за все, что мы ей даем (конечно, так бывает не всегда, но в большинстве
случаев собака рада видеть хозяина и благодарна за все). Но микробы-то в ки-
шечнике ведут борьбу за жизнь! Они готовы на все, чтобы эта жизнь продолжа-
лась и по возможности была лучше. Мы бы на их месте делали то же самое.
Микробы имеют возможность манипулировать поведением и настроением человека,
изменяя сигналы, которые они отправляют. Они способны изменять вкусовые ре-
цепторы, продуцировать токсины, от которых мы плохо себя чувствуем, а также
поощрять нас химическими наградами, от которых мы, наоборот, чувствуем себя
хорошо. Микробы, проживающие в нашем кишечнике, способны повлиять на выбор
нами определенных продуктов питания и количество съедаемой пищи. Например,
это доказало исследование, проводившееся в университете штата Аризона, США.
Это исследование также подтвердило, что чем больше разнообразных микроорга-
низмов проживает в кишечнике, тем стройнее и здоровее хозяин. Если эта экоси-
стема имеет ограниченный характер, то у хозяина, скорее всего, лишний вес и
проблемы со здоровьем.
А почему? Потому что при разнообразном микробиоме все эти крошечные сущест-
ва хотят быть услышаны, но их вполне можно игнорировать. Представьте большую
группу детей — все кричат, все хотят обратить на себя внимание. Что делают
взрослые? Просто не обращают внимания. Так и у вас в кишечнике.
Проблема возникает, когда одна группа микробов начинает доминировать — на-
пример, любители фастфуда, какой-то вредной еды. Эти «плохие парни» начинают
кричать громче других, их влияние усиливается, они продуцируют химические
сигналы — и вам хочется продуктов, явно вредных для вашего организма. Но же-
лание такое, что устоять очень сложно.
Можем ли мы в настоящий момент с уверенностью утверждать, что все происхо-
дит именно так? Есть убедительные доказательства об изменении поведения мик-
робов у животных. На животных исследования проводились во многих странах, в
разных научных центрах. Например, изучался микроорганизм Токсоплазма гондии,
основным носителем которого являются кошки. Этой одноклеточной бактерией за-
ражали мышей — и те становились странно безрассудными, неосторожными и даже
дерзкими. Обычно мыши стараются держаться подальше от кошек, но при заражении
этой бактерией поведение полностью меняется. Их привлекает кошачья моча, они
преднамеренно выходят из нор и спокойно ходят по открытым местам. Угроза
смерти их не волнует! Они будто хотят, чтобы их съела кошка. Аналогичным об-
разом можно добиться любого поведения мышей. Есть бактерии, из-за которых мы-
ши становятся более беспокойными, есть бактерии, которые позволяют им дольше
плыть в случае необходимости, и плыть упорно. Данных по мышам собрано предос-
таточно .
Уже доказано, что людям в состоянии депрессии хорошо помогает пробиотик, в
состав которого одновременно входят два вида лактобактерий (Lactobacillus
acidophilus и Lactobacillus casei) и бифидобактерии (Bifidobacterium
bifidum). Отмечены значительные улучшения после использования этой смеси.
Если взять детей, то коликами страдают те, у кого меньшее разнообразие бак-
терий и меньше бактероидов (подробнее о них я расскажу в следующей части).
Дети с большим разнообразием бактерий плачут меньше. В соответствии с одной
из теорий, детей заставляют много плакать микробы, проживающие в кишечнике.
Ребенок кричит, родители суетятся, кормят — и таким образом обеспечивают
едой те самые микроорганизмы, которые раздражают кишечник ребенка и заставля-
ют его плакать.
Также уже существует теория о том, что склонность к ожирению может быть за-
разной, типа вирусного заболевания. Микроорганизмы одного человека переходят
к другому (возможны разные варианты передачи), и у зараженного, который нико-
гда не страдал от лишнего веса, появляются пищевые пристрастия, которых не
было, он начинает есть то, чего не ел никогда, в больших количествах — и в
результате набирает вес. Не зря же ожирение иногда лечится голодом. Нужно
уморить голодом «плохих» бактерий! Или хотя бы просто перебороть себя. Да,
очень хочется торта.
Не дадим нашим микробам торта! Еще раз и еще раз.
Они умрут, не получая питания, которое им нужно. Через некоторое время мы
заметим, что уже не хочется торта так страстно. Или не хочется вообще.
Итак, микроорганизмы, проживающие у нас в кишечнике, могут непосредственно
контактировать с нашим мозгом. Они продуцируют гормоны, вызывающие чувство
голода, и нейтротрансмиттеры, которые влияют на наши желания и поведение. А
если это так, то изменение микробиома может также изменить и наши желания, и
наше поведение.
Аллергии и
микробном
Еще двести лет назад ожидаемая продолжительность жизни в развитых странах
составляла половину нынешней. Много людей умирало молодыми из-за инфекционных
заболеваний, например, тифа, холеры и туберкулеза. Но аутоиммунные заболева-
ния типа диабета первого типа или аллергические реакции типа астмы не имели
такого широкого распространения. Почитайте романы XIX века. Кто-то из героев
жалуется на непереносимость каких-то пищевых продуктов? У кого-то есть кожные
высыпания после того, как что-то съели или пришли работать в офисный центр,
где на том же этаже идет ремонт? Аллергия — это современная чума, продукт об-
раза жизни во второй половине XX века и в начале нынешнего.
Общее у аутоиммунных заболеваний и аллергических реакций — это слишком ак-
тивная иммунная система. Одна из популярных теорий называется «гигиеническая
гипотеза» — все дело в том, что мы очень чистые. Антибиотики и влажные сал-
фетки сделали окружающую нас среду слишком стерильной, а наша иммунная систе-
ма отреагировала на это, став слишком чувствительной. Поэтому, вместо того
чтобы бороться с по-настоящему серьезными угрозами типа холеры (с которой бо-
роться теперь не нужно), она борется с пыльцой или глютеном так, как будто бы
это что-то очень серьезное и страшное. Чума и холера наших дней! Мы в такой
степени очистили наш мир, что испортили нашу иммунную систему. Ей нечего де-
лать! Вот она и придумала себе занятие. Представьте подростка, которому скуч-
но , совершенно нечего делать.
Он от нечего делать может начать крушить дом. Как решать проблему? Занять
подростка. То же самое получилось и с иммунной системой.
В настоящее время сторонники «гигиенической гипотезы», считающие стерильный
мир вредным, выступают против вакцинации. Они считают ее лишней для иммунной
системы. Есть и сторонники вовсе крайних мер, утверждающие, что дети должны
иметь контакты с инфекционными больными, тогда их иммунная система закалится.
Другие ученые и исследователи считают, что дело не в том, что нашей иммун-
ной системе скучно, а в том, что она просто «не образована». Иммунная система
рождается вместе с человеком — и ей нужно учиться, познавать мир. Она должна
быстро узнать, что вредно и с чем нужно бороться, а что нормально и что не
нужно трогать. Мы же не хотим, чтобы иммунная система набросилась на все мик-
роорганизмы, проживающие у нас в кишечнике, — большинство из них необходимо
для нашего здоровья.
В прошлом так называемые «старые друзья» — микробы кишечника, которые эво-
люционировали вместе с людьми на протяжении миллионов лет, — преподали бы
урок иммунной системе и научили тому, что нужно. К сожалению, из-за активного
использования антибиотиков и неправильного питания мы лишились многих старых
друзей, а другие остались в меньшинстве.
Сейчас мы сталкиваемся с меньшим количеством страшных инфекционных заболе-
ваний, чем холера.
Но проблема в том, что мы утратили контакт с микробами, которые развивались
вместе с нами и без которых наша иммунная система не может должным образом
функционировать, — или просто утратили, или случайно убили большие количества
важных микроорганизмов. Это создает современные проблемы: аллергию и аутоим-
мунные заболевания.
Наша задача — постараться возвратить хотя бы часть старых друзей.
Микробном и
антибиотики
Сейчас в развитых странах (да и в развивающихся тоже) трудно найти челове-
ка, которого никогда не лечили антибиотиками. Многие дети подвергаются воз-
действию антибиотиков еще до рождения. Их прописывают беременным женщинам.
Антибиотики способны пройти сквозь плаценту и добраться до плода. Антибиотики
для беременной женщины, которую ждет разрешение от бремени с помощью кесарева
сечения, — обычное дело. Но это плохо для микробиома ее ребенка.
В связи с рождением с помощью кесарева сечения у ребенка уже больший риск
развития астмы и диабета первого типа, как мы говорили выше, чем у ребенка,
рожденного естественным путем. А получение доз антибиотиков от матери, нахо-
дясь в ее утробе, еще больше увеличивает этот риск. Но также возможно и ток-
сическое поражение центральной нервной системы плода.
Возможны пороки развития.
Считается, что в первый триместр беременности антибиотики принимать ни в
коем случае нельзя, далее — с осторожностью. Каждый случай должен рассматри-
ваться отдельно. Антибиотики беременной необходимы в случае пневмонии, анги-
ны, пиелонефрита, сифилиса, гонореи, инфицированных ран, сепсиса.
Также следует учесть, что антибиотики какое-то время остаются в организме,
поэтому планировать беременность следует не раньше, чем через три недели по-
сле окончания курса планового лечения антибиотиками.
Первые два-три года жизни ребенка чрезвычайно важны, причем не только для
роста и развития малыша, но и для развития его микробиома. А детям в наше
время прописывают антибиотики. Помните, что в организме детей антибиотики ос-
таются даже через два месяца после окончания их приема. Это связано с неста-
бильностью их микрофлоры. Она восстанавливается после лечения гораздо дольше,
чем микрофлора взрослого человека. Если ребенку по какой-то причине на самом
деле нужно пройти курс антибиотиков, специалисты советуют одновременно прини-
мать и пробиотики, а также включить в рацион побольше йогурта или кефира. Я
считаю, что это не помешает и взрослым.
И взрослым также нужно использовать антибиотики только в самом крайнем слу-
чае. (Нестабильной микрофлорой отличаются и пожилые люди, правда, в отличие
от детей, у которых она всегда восстанавливается долго, у ряда пожилых она
восстанавливается сравнительно быстро, у некоторых плохие бактерии преоблада-
ют до конца жизни. Это связано с сопутствующими заболеваниями и приемом боль-
шого количества лекарств, что, к сожалению, типично.)
Антибиотики уничтожают не только возбудителя болезни. Это вещества природ-
ного, полусинтетического или синтетического происхождения, и воздействуют они
на бактерии и грибы, а не на вирусы. И типичная ошибка — лечить антибиотика-
ми, то есть бактерицидными препаратами, вирусные заболевания. Грипп, герпес,
гепатит, обычную простуду антибиотиками не вылечить, но при этом можно убить
свою полезную микрофлору или серьезно ей навредить. Иногда риск оправдан.
В большинстве случаев нынешнего широкого распространения антибиотиков —
нет. Во время исследования о влиянии антибиотиков на микрофлору кишечника,
проводившегося в Сан-Франциско, выяснилось, что за последние два года до оп-
роса только два человека из охваченных исследованием не применяли антибиоти-
ки.
Население Сан-Франциско превышает 870 тысяч человек. Конечно, исследователи
не опросили каждого, но данные все равно приводят в ужас. В развитых европей-
ских странах каждый четвертый как минимум раз в год принимает антибиотики. И
самая распространенная причина приема антибиотиков — простуда. И это при том,
что при простуде антибиотики не помогают.
Во время опроса, проводившегося в 2011 году Всероссийским центром изучения
общественного мнения, выяснилось, что 46 % жителей России считают, что анти-
биотики убивают вирусы так же хорошо, как бактерии.
Вирусы во много раз меньше бактерий. Антибиотикам просто некуда приложить
свои способности! В целом известно несколько тысяч видов бактерий, в желудоч-
но-кишечном тракте человека обитает около 20 видов бактерий — вот на них ан-
тибиотики способны действовать, а при простуде, которая в 99 % случаев вызва-
на вирусом, они не помогают. Часть бактерий, которые живут в нас, — условно
патогенные, то есть становятся причиной болезни лишь при определенных услови-
ях. Кашель и бронхит могут быть вызваны бактериями — тогда антибиотики эффек-
тивны. Но не назначайте их себе сами. Это должен делать врач на основании
анализа крови как минимум, а если есть мокрота, то и мокроты. Если вы сами
назначите себе антибиотик (соседка пила, ей помогло, другу его прописывали),
то конкретно вам он может и не помочь, а ваши микробы выработают к нему рези-
стентность . Вы нанесете колоссальный урон своей микрофлоре.
По всему миру ежегодно умирают тысячи людей только из-за того, что прожи-
вающие в них микроорганизмы стали устойчивыми к действию антибиотиков. И они
не могут бороться с заболеванием в конкретном случае — например, у человека,
который многократно и бесконтрольно принимал антибиотики. Иммунная система
ослаблена, в организме идет размножение патогенных бактерий, и с этим ничего
нельзя сделать! Не исключено, что мог бы помочь какой-то принципиально новый
антибиотик, но в настоящее время идет усовершенствование уже имеющихся (новое
«поколение»). Разработка принципиально новых невыгодна фармацевтическим ком-
паниям .
Некоторые ученые заявляют, что через несколько десятков лет (цифры варьиру-
ются) антибиотики перестанут помогать людям вообще. Исследований по отсрочен-
ному влиянию антибиотиков на сегодняшний день очень мало. Однозначно можно
говорить только о развитии устойчивости ряда бактерий к действию антибиоти-
ков . Даже спустя годы после приема антибиотиков в кишечниках людей обнаружи-
ваются бактерии, которые выжили в борьбе с антибиотиками. Например, они нау-
чились синтезировать вещества, нейтрализующие компоненты антибиотика. Бороть-
ся с такими бактериями очень сложно.
Если вы не принимали курс антибиотиков до конца, как рекомендовал врач, то
у вас однозначно остались очень стойкие бактерии. Антибиотик поразил только
некоторые сообщества.
И если у вас снова разовьется какое-то тяжелое инфекционное заболевание, то
эти выжившие бактерии станут источником серьезных проблем. Из-за их рези-
стентности вас будет трудно вылечить. Так что уж если начали курс антибиоти-
ков, доведите дело до конца!
Антибиотики эффективны при ангине. Это заболевание имеет исключительно бак-
териальную природу, его вызывают стрептококки или стафилококки. Продолжитель-
ность лечения антибиотиками при ангине не менее 7 дней. Нельзя прекращать
прием ранее (как и при других заболеваниях). При ангине улучшение наступает
на 3-4 день, на этом многие прекращают прием антибиотиков. Не делайте этого!
Возможен рецидив, симптомы заболевая вернутся, и для следующего курса придет-
ся назначать более сильные препараты, так как ваши бактерии уже могли стать
резистентными или частично резистентными к первому назначенному препарату. К
тому же ангина опасна осложнениями.
При приеме антибиотиков нельзя употреблять алкоголь. Получается очень боль-
шая нагрузка на печень, так как и препараты, и этиловый спирт разрушаются
там. И печень может не справиться. Тошнота, рвота, кишечные расстройства —
лучшие из последствий в таком случае. Ряд антибиотиков взаимодействует с ал-
коголем на химическом уровне, поэтому действие препаратов снижается. Но воз-
можны и серьезные последствия — судороги и даже летальный исход. Потерпите
немного! Курс антибиотиков крайне редко превышает две недели.
По данным Всемирной организации здравоохранения, наибольшее количество под-
делок на рынке фармацевтических препаратов составляют антибиотики — 42 %.
Если немного углубиться в историю, то пенициллин был открыт в 1928 году
Александром Флемингом. Подчеркиваю: открыт, а не создан, потому что это веще-
ство всегда существовало в природе — его вырабатывают грибы рода Penicillium
(отсюда и название), чтобы защититься от других микроорганизмов.
С тех пор минуло почти сто лет, за это время было создано больше сотни раз-
личных антибактериальных препаратов. Некоторые уже не используются, считаются
устаревшими, другие еще находятся в стадии испытаний, многие активно применя-
ются в лечебной практике. Более поздние поколения имеют более широкий спектр
действия и более эффективны. Антибактериальные препараты выпускаются в самых
разных формах: таблетки, порошки, из которых готовят растворы для инъекций,
мази, сиропы, спреи, капли, свечи. Соответственно их применяют перорально,
инъекционно, местно.
Бактерицидные антибиотики непосредственно вызывают гибель микробов, бакте-
риостатические препятствуют размножению микроорганизмов. Бактерии становятся
не способны расти и размножаться, их уничтожает иммунная система больного че-
ловека. Но любой организм рано или поздно приспосабливается к самым суровым
условиям. После длительного воздействия антибиотиков микробы привыкают и вы-
рабатывают устойчивость к ним. Так что при назначении антибиотиков в идеале
должен быть вначале проведен анализ на чувствительность к ним, в особенности
если человек неоднократно проходил курсы лечения антибиотиками.
В таком случае можно выбрать более эффективный препарат. Если анализ не
проводился, а эффекта через 3-5 суток не наблюдается, антибиотик меняют. Так-
же перед назначением антибиотика желательно бактериологическое исследование
для определения вида возбудителя. Так легче выбрать препарат, к которому у
микроба отсутствует резистентность.
Антибиотики не только уничтожают болезнетворные бактерии в организме чело-
века. Вообще антибиотики способны отравить бактерии, разрушить бактерии и ли-
шить их способности к размножению. Это инородные химические препараты, и по-
этому они оказывают системное действие в той или иной степени на все системы
организма. Практически любой антибиотик может стать причиной аллергии — это
может быть сыпь, отек Квинке, анафилактический шок. Они могут воздействовать
на печень, причем даже привести к токсическому гепатиту. Антибиотики тетра-
циклинового ряда влияют на рост костной ткани у детей, амоногликозиды вызыва-
ют глухоту. Токсичность обычно зависит от дозы, но может быть и индивидуаль-
ная непереносимость, тогда хватает и малой дозы.
При приеме антибиотиков люди часто жалуются на боли в животе, диарею, тош-
ноту, рвоту. Причина — местное раздражающее воздействие на желудочно-кишечный
тракт. Но специфическое воздействие на флору кишечника ведет к функциональным
расстройствам.
Обычная реакция в таком случае — диарея. Это состояние называют дисбакте-
риозом после приема антибиотиков.
Побочные эффекты также включают угнетение иммунитета, появление антибиоти-
корезистентных штаммов микроорганизмов, активизацию устойчивых к данному ан-
тибиотику микробов, что приводит к возникновению нового заболевания. Также
возможен бактериолиз Яриша—Герксгеймера — после одномоментной гибели большого
числа бактерий в результате применения бактерицидных препаратов в кровь вы-
брасывается большое количество токсинов. Клиническая картина схожа с шоком.
Обращаю внимание, что антибиотики не обладают профилактическим действием.
Они лечат причину заболевания, то есть устраняют микроорганизмы, а при отсут-
ствии причины дают только вредные побочные эффекты. И микробном становится
резистентным к антибиотику, который мы прописали себе сами.
Хотя бывают ситуации, когда антибиотики вводят в организм до проявления ин-
фекции. К ним относятся хирургические операции, так как антибиотик в крови и
тканях препятствует развитию инфекции. Его, как я говорил выше, вводят перед
кесаревым сечением. Это делается за 30-40 минут до хирургического вмешатель-
ства. Также антибиотик вводят при открытых переломах, загрязнении раны зем-
лей, других серьезных травмах или больших ранах. В таком случае инфекцию нуж-
но задавить до ее проявления. Также я должен упомянуть экстренную профилакти-
ку сифилиса после незащищенного контакта и случаи попадания крови или другой
биологической жидкости инфицированного человека на слизистые медицинских ра-
ботников .
Антибиотики — это очень эффективные препараты.
При этом у них много побочных эффектов. Чтобы вылечиться и не навредить се-
бе, нужно строго следовать рекомендациям лечащего врача. Антибиотики остано-
вят размножение болезнетворных бактерий, справиться с заболеванием поможет
иммунная система. Но за лечение и восстановление от серьезного заболевания,
иногда угрожающего жизни, платить приходится микрофлорой кишечника. Антибио-
тики ее изменяют. К сожалению, этого не избежать, так как при лечении боль-
шинства заболеваний с использованием антибиотиков мы их проглатываем. Они не
могут не пройти через кишечник, по пути убивая часть его обитателей, пока не
попадут в кровоток, и не будут доставлены к точке в организме, где требуется
лечение. Поэтому часто последствием приема антибиотиков является понос. Ино-
гда люди отмечают заметное увеличение каловых масс.
Это как раз мертвые бактерии кишечника, которые убил антибиотик.
Но после завершения курса антибиотиков, а еще лучше во время его, необходи-
мо помочь восстановлению микрофлоры кишечника.
Тесты при
ожирении
Я уже говорил и повторю снова, что ожирение — это болезнь, а любую болезнь
нужно лечить. И эта болезнь, как и многие другие, сопровождается осложнения-
ми. Худеть или не худеть — это не вопрос внешней привлекательности, но вы,
возможно, боретесь с жиром, не думая о возможных осложнениях для здоровья, а
заботясь только о внешнем виде. Пусть так, но в любом случае помните, что
лишние килограммы притягивают за собой болезни. Дольше живут и дольше остают-
ся здоровыми те люди, которые следят за своим весом.
Первый тест — это определение индекса массы тела. Для него выведена специ-
альная формула: свой вес в килограммах нужно разделить на рост в метрах, воз-
веденный в квадрат. ИМТ = масса тела/рост2 (кг/м2) .
Например, если масса тела = 60 кг, а рост = 170 см, то индекс массы тела
будет 60 : (1,7 х 1,7) = 20,7.
Порогом избыточного веса считается 25 кг/м2, а порогом ожирения 30 кг/м2.
Хотя Всемирная организация здравоохранения и ряд исследователей выступают за
утверждение разных параметров для представителей разных рас. Например, повы-
сить порог избыточного веса для представителей негроидной расы с 25 до 26, а
порог ожирения — с 30 до 32 кг/м2.
Определение ожирения с использованием индекса массы тела неоднократно под-
вергалось критике за то, что не учитывается соотношение жир/мышцы и тип рас-
пределения жира по телу. Тем не менее, индекс массы тела остается единственно
признанным международным критерием оценки избыточного веса. Идеальным счита-
ется индекс массы тела от 24 до 24,8.
Некоторые ученые считают, что тревогу нужно бить, если индекс массы тела
превышает 26, и называют показатели больше 26 ожирением. В любом случае рас-
считайте свой.
Также следует регулярно проверять уровень холестерина низкой плотности, ко-
торый также называют уровнем липопротеинов низкой плотности — для того, чтобы
определить, насколько сосуды поражены атеросклерозом. Липопротеины низкой
плотности формируют сосудистые бляшки, в результате сосуд может оказаться за-
купоренным . Это, в свою очередь, означает инфаркт миокарда или инсульт. В
лучшем случае они ведут к инвалидности и долгой реабилитации. В худшем — ждет
смерть. Если у вас окажется повышенный уровень плохого холестерина, его необ-
ходимо снижать. Для этого существуют лекарства, которые назначит врач.
Также нужно периодически сдавать суточную мочу на соотношение альбумина и
креатина. То есть в лабораторию нужно сдать всю жидкость, которая вышла за
сутки. Наши почки — это фильтры, они выпускают из организма вредные вещества
и оставляют циркулировать в крови полезные. В разряд полезных входит белок
альбумин. Ожирение часто приводит к сахарному диабету, а диабет в свою оче-
редь — к патологии почек. Если это происходит, почки не смогут должным обра-
зом выполнять функцию фильтра, поскольку они становятся больше похожими на
решето. Альбумин больше не остается в организме, а выводится с мочой.
В норме отношение альбумина/креатина должно быть меньше 2 мг/моль. Если
уровень выше — лечите почки. И помните, что нефропатия может привести к по-
чечной недостаточности и смерти.
И еще один тест — проверка глазного дна, так что в случае лишнего веса ре-
гулярно посещайте офтальмолога. Как я уже говорил, ожирение означает предрас-
положенность к сахарному диабету и гипертонии. И то, и другое заболевание ве-
дет к повреждению сосудов, включая сосуды сетчатки глаза. Офтальмолог увидит
последствия кровоизлияний на глазном дне, если они имели место. Поврежденные
участки не смогут выполнять свою зрительную функцию, так как зрительные ре-
цепторы больше не будут работать. Сахарный диабет — это одна из наиболее час-
то встречающихся причин приобретенной слепоты, а сам диабет — это часто ре-
зультат ожирения. Потеря зрения в этих случаях необратима. Худейте, и ху-
дейте вовремя, а лучше не доводите себя до ожирения. Защитите глаза! Кроме
того, у людей с сахарным диабетом и соответственно страдающих ожирением го-
раздо быстрее мутнеет хрусталик, то есть развивается катаракта.
Мировые
тенденции
В последние годы проводится все больше и больше исследований, каким-то об-
разом связанных с ожирением. Например, ученые из Висконсинского университета
(Мэдисон, штат Висконсин, США.) определили, что в настоящее время избыточным
весом страдают 76 % людей на Земле. Больше всего таких людей в развитых стра-
нах, но их количество увеличивается и в других странах на всех континентах.
Создается впечатление, что такой небывалый и быстрый рост количества людей с
ожирением напоминает эпидемию. И это увеличение количества тучных людей во
всем мире трудно объяснить неправильным питанием и малоподвижным образом жиз-
ни , хотя они, несомненно, играют свою роль. Ученые пришли к выводу, что ожи-
рение передается от человека к человеку так называемыми аденовирусами. Эти
вирусы также являются возбудителями самой обычной простуды. По мнению сотруд-
ников Висконсинского университета, аденовирусы заставляют жировые клетки ак-
тивнее расти и размножаться.
По официальным данным, примерно 20 % американцев и англичан хронически за-
ражены аденовирусами, и, как правило, эти люди страдают ожирением.
Ученые из Оклендского технологического университета (Новая Зеландия) соста-
вили рейтинг стран с наибольшим количеством людей, страдающих избыточным ве-
сом. Правда, они собирали данные далеко не по всем странам, а только по три-
дцати наиболее развитым. По мнению этих исследователей, больше всего людей с
избыточным весом проживает в США: 87 % мужчин и 75 % женщин. На втором месте
Великобритания, на третьем Греция2. За ними следуют Канада, Австралия, Новая
Зеландия, Испания, Норвегия, Швеция, Финляндия и Эстония.
Новозеландцы, как и американские ученые из Висконсинского университета, от-
метили, что число людей с лишним весом и страдающих ожирением увеличивается с
каждым годом. Также они пришли к выводу, что ожирение молодеет, в первую оче-
редь эта тенденция касается девушек. В США и Великобритании девушки с избы-
точным весом составляют больше половины в своей возрастной группе, в большин-
стве стран, где проводились исследования, их примерно половина.
Жир у этих девушек в первую очередь начинает откладываться на животе. Это
означает, что через несколько лет девушки рискуют заболеть диабетом, иметь
осложнения при беременности, а сердечные болезни будут поджидать их гораздо
раньше, чем стройных сверстниц.
Еще опаснее ожирение печени, то есть замещение клеток печени на жировые, а
это означает постепенное нарушение функции этого органа.
Те же ученые отметили, что людей с лишним весом гораздо меньше в Китае и
Корее. Люди там меньше переедают, чем в развитых западных странах, и традици-
онно употребляют в пищу много рыбы и овощей.
Новозеландские ученые не упоминают никакой вирус, а объясняют такое количе-
ство людей с лишним весом западным типом питания.
«Хорошие» и «плохие»
микроорганизмы
Наш организм можно назвать королевством микробиома. Каждому из нас доводи-
лось видеть эти микроорганизмы, вернее, их скопления. Естественная для микро-
организмов среда обитания — это кишечник. В прямой кишке в основном обитают
бактерии, в других частях кишечника можно встретить грибы, вирусы и протозоа
— простейшие животные одноклеточные организмы. Все вместе они формируют уди-
вительно сложную экосистему. Их там триллионы!
2 А как же средиземноморская диета?
Это джунгли. Там кипит жизнь, сотни различных видов микроорганизмов сосуще-
ствуют рядом друг с другом, борются и соревнуются друг с другом. Микроорга-
низмы могут быть облигатными, то есть представителями нормальной микрофлоры,
патогенными, то есть болезнетворными, и условно-патогенными, то есть вызывать
заболевания при неблагоприятных внешних и внутренних факторах. Также они де-
лятся на автохтонные (резидентные), то есть те, которые проживают в данном
организме постоянно, их у нас 90 %, и факультативные (сопутствующие).
Королевство
микробиома
Микрофлора кишечника делится на мукозную и просветную. Мукозная — это мик-
робы из слизистой оболочки кишечника, они образуют плотный бактериальный
слой, этакую биопленку. Эта микрофлора более устойчива к воздействию неблаго-
приятных факторов, причем и физических, и химических, и биологических, чем
свободно циркулирующие бактерии. В мукозной микрофлоре больше всего бифидо- и
лактобактерий. Просветная микрофлора — это микроорганизмы, локализованные в
просвете кишечника. Здесь присутствуют фирмикуты, бактероиды, актинобактерии
и протеобактерии.
Раньше считалось, что микроорганизмы выполняют только несложную, примитив-
ную работу — защищают наш кишечник от тех микроорганизмов, которым там не ме-
сто, синтезируют некоторые витамины, которые человеческий организм сам не
продуцирует (например, витамин К), и уничтожают волокна, которые наш организм
не в состоянии переварить (и при этом создают неприятные запахи). Теперь мы
знаем, что они делают гораздо больше.
Я уже говорил и буду повторять, что у нашего микробиома три важнейшие функ-
ции. Он регулирует наш вес. Наши микробы решают, сколько энергии организм из-
влекает из съеденной пищи. Может ли микробном сделать нас толстыми? Еще как
может! Микробном не только защищает человеческий организм и кишечник от «за-
хватчиков» (то есть патогенных микроорганизмов), но также регулирует работу
всей иммунной системы. Это щит нашего здоровья. Многие патогенные микроорга-
низмы просто не могут развиваться в условиях здоровой микрофлоры.
Если изменить состав и пропорции бактерий в кишечнике, его хозяин будет
меньше болеть, это касается и обычной простуды, и аллергических реакций, и
всех аутоиммунных заболеваний. Наши микробы перерабатывают те частички съе-
денной пищи, которые не в состоянии переварить организм. Микробы превращают
их в гормоны и другие химические соединения. В настоящее время идет активное
исследование влияния крошечных существ, проживающих у нас в кишечнике, на ра-
боту мозга.
То есть мы с уверенностью можем утверждать, что кишечная микрофлора расщеп-
ляет и всасывает органические соединения, поступающие с пищей, производит
утилизацию трудноперевариваемых пищевых углеводных соединений, стимулирует
нервные импульсы, которые обеспечивают нормальную перистальтику (то есть вол-
нообразные сокращения) кишечника. Именно в кишечнике синтезируются витамины
группы В и витамин К. Кишечная микрофлора обеспечивает связывание холестерина
с образованием липопротеинов высокой плотности, препятствуя развитию атеро-
склероза и ожирения, но это зависит от состава микрофлоры.
У микробов нет ручек и ножек, лапок или зубов.
Но они — гениальные химики. Из самых простых соединений, например углерода
или серы, они могут получить невероятное количество самых разных химических
веществ. Они используют эти свойства для получения пищи в самых невероятных
местах. Бактерии могут жить на голой скале и в радиоактивных отходах. Они
также уничтожают соперников (например, на основе этого свойства был создан
пенициллин) и манипулируют нами. Когда дело доходит до химии, микробы, жи-
вущие в нашем кишечнике, оказываются одними из самых изобретательных на све-
те .
В человеческом кишечнике проживают различные виды микробов, они там размно-
жаются и умирают.
До недавнего времени было невозможно идентифицировать большинство из них.
Причина этого — они живут только в человеческом кишечнике, в его теплой и
безвоздушной среде. Их нельзя оттуда извлечь для изучения — как нельзя помес-
тить рыбу на сушу и надеяться, что она будет жить так же, как в воде. Мы каж-
дый день отправляем в унитаз миллионы, если не миллиарды микроорганизмов, но
ученые долго вообще не могли ничего поделать с этим ценным материалом.
А потом произошла генетическая революция — и благодаря ДНК микроорганизмов
стало возможно отыскать их следы. ДНК с места преступления помогает полиции
отыскать убийцу, хотя его уже давно нет поблизости. Раньше приходилось пола-
гаться на показания свидетелей, в лучшем случае — отпечатки пальцев, теперь
достаточно капли крови, волоска, частички кожи с места преступления — и можно
составлять генетический профиль того, кто там побывал. Каждая клетка — это
набор генов.
Если говорить о процентном соотношении, то клетки тела человека составляют
10 % от общего количества, а микробные клетки — 90 %. То есть генный набор
микробных клеток (микрогеном) в большей степени влияет на человеческий орга-
низм, чем собственный генетический аппарат человека. Из всех наших микроорга-
низмов примерно 60 % обитают в кишечнике, 15 % — во рту и глотке, 9 % прихо-
дится на вагинальный отдел у женщин или 2 % на урогенитальный тракт у мужчин,
остальные микроорганизмы проживают на кожных покровах.
Теперь ученые знают, какие бактерии должны присутствовать в человеческом
кишечнике, а имея ваш анализ, они сравнят полученные данные с огромными база-
ми данных, которые уже составлены. Уже даже есть компании, работающие в США. и
Европе, готовые составить карту вашего микробиома. Их услуги стоят порядка
150 долларов США. Можно обратиться в них лично, а также зайти на их сайты,
зарегистрироваться и перечислить деньги. Вам пришлют пластиковую баночку, ло-
патку и инструкцию о сборе анализа. Если вы живете не в США, результат при-
дется ждать порядка двух месяцев. Большинство людей, обращающихся в такие
компании, интересуются влиянием состава их микробиома на вес. И первой в от-
вете будет информация, касающаяся как раз бактерий, влияющих на вес.
Выше в этой публикации я уже рассказывал про компанию двух Эранов, работаю-
щих в Израиле.
Гипотеза о связи кишечной микрофлоры и лишнего веса была выдвинута микро-
биологом Джеффри Гордоном из Университета Вашингтона (Сент-Луис, США) в 2004
году. Джеффри Гордон изучает микрофлору как отдельный орган человеческого ор-
ганизма. Он доказал, что связь микрофлоры с организмом гораздо более крепкая
и непредсказуемая, чем считалось раньше. Первые исследования проводились на
мышатах со стерильной микрофлорой. Им подсаживалась микрофлора людей. Джеффри
Гордон специально искал сестер, одна из которых страдает лишним весом, а дру-
гая нет. Рацион мышат и порции в двух группах были совершенно одинаковыми. Но
те, кому была подсажена микрофлора сестер, страдающих от лишнего веса, начали
быстро прибавлять в весе. Разница со второй группой составляла, как минимум,
10 %. Потом мышей из двух групп соединили и позволили им есть экскременты
друг друга. Толстые мыши заметно похудели — этому способствовали бактерии
стройных мышей, съеденные вместе с фекалиями. То есть микрофлора — это один
из ключевых факторов, влияющих на вес.
Далее исследования продолжались на людях, ученые выяснили, что у более ху-
дых людей микрофлора кишечника более разнообразна, в ней живет большее коли-
чество микроорганизмов. То есть чем больше разнообразных бактерий живет в ор-
ганизме , тем стройнее его хозяин. Джеффри Гордон был выдвинут на Нобелевскую
премию по физиологии и медицине в 2015 году, к сожалению, она не была ему
вручена.
Также после пересадки микрофлоры некоторые мыши становились агрессивнее, а
некоторые агрессивные, наоборот, спокойнее. Это положило начало исследованию
микрофлоры детей в возрасте от полутора до двух с половиной лет. В универси-
тете Огайо сравнивали состав микрофлоры с характером коммуникабельностью и
настроением ребенка. Выяснилось, что чем здоровее и многообразнее микрофлора,
тем более жизнерадостным и контактным будет ребенок.
Фирмикуты и
бактероиды
Исследование связи лишнего веса и бактерий, проживающих в человеческом ки-
шечнике, заинтересовало ученых по всему миру. И теперь уже точно доказано,
что состав и количество бактерий у полных людей отличается от состава и коли-
чества у худых.
Большинство бактерий в кишечнике человека и млекопитающих относятся к двум
группам — фирмикуты3 и бактероиды4. Есть данные, что эти два типа бактерий
составляют 90 % всех бактерий в нашем кишечнике.
Их дисбаланс играет ключевую роль в развитии ожирения. Сравнение микрофлоры
кишечника людей, страдающих ожирением, и людей с нормальным весом, проводи-
лось во многих странах, и везде были получены примерно одинаковые данные. В
кишечниках людей, страдающих ожирением, живет на 20 % больше фирмикутов, чем
у здоровых людей с нормальным весом.
В то же самое время у людей с ожирением на 90 % меньше бактероидов. Если же
человек, страдающий ожирением, в течение года сбрасывает порядка 25 % веса
благодаря физическим упражнениям и жесткой диете, состав кишечной микрофлоры
значительно меняется. Хотя гораздо проще худеть, меняя состав микрофлоры!
Задача — снизить количество фирмикутов и увеличить количество (или, пра-
вильнее будет сказать, долю) бактероидов. Данные различных экспериментов,
проводившихся в разных странах, подтвердили прямую связь между составом бак-
терий в кишечнике человека и количеством жировых отложений. Это связано с
тем, что некоторые разновидности фирмикутов перерабатывают питательные угле-
воды, а если они отсутствуют, переработка не производится. А в случае перера-
ботки организм получает значительно больше калорий, которые и формируют избы-
точные жировые отложения.
И если фирмикуты отвечают за расщепление и утилизацию углеводов, бактероиды
«работают» над белками.
Потребление высококалорийной жирной, углеводной пищи сопровождается ростом
фирмикутов и снижением количества бактероидов.
Бактероиды любят различные полисахариды, вещества, которые, например, со-
держатся в свекле, различных водорослях, имбире, семенах овса, льна, ячменя.
Постарайтесь употреблять их в пищу в большом количестве. Главное, чтобы пи-
ща была полезной и разнообразной. Если хотите похудеть, ваша задача — изме-
нить микробиомный баланс в пользу бактероидов.
Их группа должна стать сильнее, тогда они сами начнут вытеснять фирмикутов.
В целом на соотношение фирмикутов и бактероидов влияет очень много факто-
3 Фирмикуты (лат. Firmicutes) — тип бактерий, представители которого характеризуются
низким содержанием пар нуклеотидов Г—Ц (меньше 50 %) и строением клеточной стенки,
характерным для грамположительных бактерий.
4 Бактероиды (лат. Bacteroides) — род грамотрицательных анаэробных палочковидных
бактерий семейства Bacteroidaceae. Бактероиды вовлечены в процессы сбраживания угле-
водов , утилизации белков и биотрансформации жёлчных кислот.
ров, начиная от наследственности. Вы помните, что большинство своих микроор-
ганизмов получили от матери? У полных женщин или у набравших во время бере-
менности много лишних килограммов, в кишечнике больше фирмикутов.
И именно пропорциональное соотношение фирмикутов и бактероидов матери пе-
рейдет к ребенку. Поэтому часто у страдающих излишним весом матерей рожда-
ются дети, которые уже в детском возрасте склонны к ожирению.
Также влияние оказывают экология, лекарства, вредные привычки. Но то, что
мы едим, влияет больше всего. Также отмечу, что если в наше время большая до-
ля фирмикутов в организме считается вредной из-за высокого риска ожирения, в
древности человеку лучше было иметь побольше фирмикутов. Пищи было немного,
полки магазинов не ломились от товаров, да и магазины появились только на оп-
ределенном этапе человеческого развития, а фирмикуты — гораздо раньше. И если
у древнего человека они превалировали в кишечнике, это означало, что бактерии
извлекут максимум энергии из всей жирной пищи, которую съест их хозяин.
Фирмикуты встречаются и вне человеческого тела, например, обеспечивают фер-
ментацию пива и вина и уничтожают токсичные отходы. К фирмикутам относится
кишечная палочка. Во время одного исследования, где изучали микрофлору бере-
менных женщин, набравших излишний вес, и женщин с нормальной прибавкой веса,
выяснилось, что у первых гораздо больше кишечной палочки.
Бактероиды, в свою очередь, учат нашу иммунную систему тому, как ей следует
себя вести, помогают контролировать силу реакции, а также обрабатывают непе-
реваренные волокна съеденных овощей. И, работая над пищевыми волокнами, бак-
тероиды продуцируют целый набор ценных веществ. Это грамотрицательные, неспо-
рообразующие, анаэробные, палочковидные бактерии. Они живут не только в желу-
дочно-кишечном тракте, но и в окружающей среде — в морской воде, иле, почве.
У людей, в особенности у детей, пониженное количество бактероидов обычно при-
водит к выраженным аллергическим реакциям на различные продукты питания.
В настоящее время в развитых странах лишний вес имеют не только взрослые,
но и порядка 25 % подростков и 15 % детей. Ожирением страдают около 5,5 % де-
тей, проживающих в сельской местности, и 8,5 % городских детей. Ожирение час-
то сопровождается аллергическими реакциями. В настоящее время учеными разных
стран признано, что факторы, способствующие развитию ожирения и аллергической
реактивности, одни и те же. Популярна так называемая «гигиеническая гипоте-
за» , которую я уже упоминал: изменения в окружающей среде, связанные с так
называемым западным образом жизни, привели к тому, что в раннем детстве у ре-
бенка нет достаточного контакта с микробами, а в результате снижается иммуни-
тет . Ребенок не получает достаточной стимуляции иммунной системы слизистой
оболочки кишечника. В результате не формируется необходимая толерантность к
развитию воспалений, отсюда — аллергические реакции и дисбактериоз кишечника.
Как я уже говорил, режим питания очень сильно влияет на состав микробиома.
И чем успешнее лечение от ожирения, тем кардинальнее изменения в микробиоме.
Изменив питание, можно изменить состав бактерий в кишечнике и, соответствен-
но, сбросить или набрать вес. Если начать употребление большого количества
жиров, то состав микробиома может измениться буквально за один день! Вообще
изменения в режиме питания довольно быстро приводят к количественным и каче-
ственным изменениям в составе микрофлоры кишечника. Например, к таким измене-
ниям приводит повышение калорийности пищи. Первые эксперименты проводились на
мышах. Одну группу кормили более калорийной пищей, другую — обычной. У первой
группы было отмечено снижение количества бактероидов и бифидобактерий. И ко-
нечно , мыши из первой группы набрали вес.
Аккермансия
Обычно доля бактерий под названием «Аккермансия муцинифила» (Akkermansia
muciniphila) в желудочно-кишечном тракте составляет от 3 до 5 %. Это грамот-
рицательная, анаэробная, неспорообразущая, неподвижная бактерия. Она живет
при температуре от 20 до 40 С, оптимальная температура 37 С. У мышей, генети-
чески предрасположенных к ожирению, в 3300 раз меньше этих бактерий, чем у
мышей с нормальным весом.
Эксперименты показали: если кормить жирной пищей мышей, не склонных к ожи-
рению , доля аккермансии у них падает в сто раз. У людей, страдающих ожирением
и диабетом второго типа, количество этих бактерий в кишечнике значительно
меньше, чем у здоровых людей. Эти бактерии выполняют функцию защиты кишечника
от патогенных микроорганизмов, восстанавливают защитный барьер слизистой. В
настоящее время ученые считают, что путем увеличения количества этих бактерий
в кишечнике можно снизить вес и избавиться от ожирения. Но данных по исследо-
ваниям людей для однозначного утверждения этого пока недостаточно.
Бактерия была открыта относительно недавно (в 2004 году) учеными из Бель-
гии, но больше всего ею занимались в Орегонском университете (Юджин, штат
Орегон, США.) . Ученые из этого университета установили связь между иммунной
системой, аккермансией и метаболизмом глюкозы. При нарушениях в их взаимодей-
ствии развивается сахарный диабет второго типа и метаболический синдром (на-
рушение обмена веществ, указывающее на повышенный риск сердечно-сосудистых
заболеваний и развития сахарного диабета второго типа). Эксперименты проводи-
лись на мышах, также в университете исследовали людей с экстремально высокой
массой тела, причем среди них были и спортсмены. У последних оказалось высо-
кое содержание бактерий в кишечнике.
Аккермансии обитают в слизистой оболочке тонкого кишечника человека и про-
изводят слизь, необходимую для его активной деятельности. Эти бактерии укреп-
ляют стенки кишечника и снижают воспаления. Чем больше аккермансии, тем луч-
ше . Как я сказал выше, у здорового человека этих бактерий от 3 до 5 %, у лю-
дей, склонных к ожирению или больных диабетом, их 1 % или меньше. Это связано
с тем, что слизь, которую продуцируют аккермансии, служит барьером, предот-
вращающим всасывание неполезных веществ. К числу последних, например, отно-
сятся лишние жиры. Когда аккермансии прекращают размножаться, снижается их
популяция — и слизь начинает вырабатываться в меньшем количестве. В результа-
те истончается стенка кишечника, жиры легко проникают в кровь и разносятся по
всему организму. Любые жировые отложения оказывают негативное воздействие на
все внутренние органы и являются одной из причин развития сахарного диабета
второго типа. Нам же нужно, чтобы очищение кишечника проходило правильно. По-
ка нет возможности введения в человеческий организм аккермансии извне. То
есть одних аккерсмансий. При фекальной трансплантации, о которой я расскажу
ниже, вводятся все бактерии донора. Так что для поддержания нужной популяции
аккермансии необходимо правильное питание.
В Бельгии, где была открыла бактерия, ученые из Лувенского университета под
руководством Виллема де Boca проводили интересный эксперимент с мышами. Ак-
кермансию вводили мышам с излишним весом, вскоре эти мыши избавились от лиш-
него веса, у них также не развивался сахарный диабет. Бактерия работала еще
лучше после пастеризации, при нагревании до 70 С. Это поразило ученых. Именно
при нагревании активность бактерий усиливалась настолько, что они не только
снижали вес, но и предотвращали развитие ожирения и диабета. Пастеризация
проводилась с целью сделать бактерии неактивными, при этом не разрушить их и
не уничтожить их полезные свойства. То есть пастеризация этих бактерий спо-
собствует профилактике ожирения и сахарного диабета второго типа. До этого
исследования главным свойством аккермансии считалось ингибирующее влияние на
воспалительные заболевания кишечника.
В настоящее время в Брюсселе идут клинические испытания и разработка препа-
рата , в котором аккермансия будет представлена в концентрированном виде.
Препарат планируют использовать как для лечения воспалительных заболеваний
кишечника, так и ожирения, и сахарного диабета, а также рака кишечника.
Ну а пока чудо-таблетки нет, нужно есть побольше неперевариваемой клетчат-
ки . Это картофель, тыква, слива, бананы, репа, кольраби, свекла. Также нужны
фенолы из гранатов и винограда, хитин-глюкан из грибов, крахмал из молодого
картофеля. Вы поможете своему кишечнику сохранить популяцию аккермансий, если
полностью исключите из своего рациона глютен (белок, входящий в состав боль-
шинства злаковых культур, — пшеницы, ржи, овса, ячменя) или хотя бы уменьшите
его потребление. Также исключите или сократите потребление рафинированных Са-
харов (сахар, кондитерские изделия, белая мука). Увеличить количество аккер-
мансий может помочь и голодание — этим бактериям лучше, когда сокращается ко-
личество потребляемых калорий. Да и в целом для здоровья кишечника иногда не-
плохо поголодать или хотя бы делать разгрузочные дни.
Christensenella
В кишечнике здоровых людей обитают также бактерии Christensenella minuta,
их там примерно 1 %.
У некоторых людей их доля составляет 10 %. Это грамотрицательные, анаэроб-
ные, неспорообразующие бактерии. Они были выделены из человеческих фекалий.
Считается, что люди с повышенным содержанием этих бактерий совершенно не
склонны к ожирению независимо от того, что они едят. Тот, у кого их 10 % и
больше (зафиксированный рекорд — 13 %) , всегда будет стройным, независимо от
того, что обожает пироги, все виды сладостей и при этом ест мало овощей и
фруктов.
Ученые пришли к выводу, что эта бактерия может только наследоваться от ма-
тери и прекрасно себя чувствует только при определенном наборе генов. Непо-
нятно, можно ли их приобрести каким-то иным образом. Хотя они продаются в
капсулах, и я сам видел соответствующие объявления в Интернете. Но нет дан-
ных, что эти чудо-таблетки хоть кому-нибудь помогли.
Но если вы знаете семью, где все члены по материнской линии стройные, не-
смотря на неправильное питание, не сомневайтесь — это счастливые обладатели
Christensenella minuta.
Лактобактерии
Лактобактерии, или лактобациллы (Lactobacillus) — это грамположительные,
неспорообразующие, молочнокислые анаэробные бактерии. В настоящее время из-
вестно 56 видов лактобацилл. В процессе нормального метаболизма эти бактерии
образуют молочную кислоту, перекись водорода и продуцируют вещества с анти-
биотической активностью, в частности лактолин, лактоцидин, реутерин и планта-
рицин. Лактобактерии — это нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта.
Они встречаются как в полости рта, так и в толстой кишке. Ранее считалось,
что они отсутствуют в желудке. Но их постоянно обнаруживают в желудках здоро-
вых людей начиная с 2005 рода. Ученые считают, что лактобактерии, подобно Хе-
ликобактер пилори (которая не является полезной бактерией), приспособились к
существованию в кислой среде желудка.
Лактобактерии стимулируют механизмы защиты организма, в частности увеличе-
ние скорости регенерации слизистой оболочки, влияют на синтез антител к пато-
генным микроорганизмам (хотя в основном родственной с ними природы), активи-
зируют синтез интерферонов, антибактериального агента лизоцима, подобных гор-
монам специфических белков цитокинов, продуцируют ряд ферментов, в частности
лактазу, которая расщепляет лактозу (молочный сахар), поддерживают кислот-
ность толстой кишки на должном уровне. У них много полезных функций, главное
— они защищают кишечник от патогенных организмов. При анализе на дисбактериоз
исследуют количество лактобактерий.
Лактобактерии — это превалирующий тип нормальной микрофлоры вульвы и влага-
лища. Их главная функция — поддерживать кислую среду и подавлять рост услов-
но-патогенных микроорганизмов. В наше время многие женщины знакомы с кандидо-
зом (также именуемым молочницей) — грибковой инфекцией, вызываемой микроско-
пическими дрожжеподобными грибами рода Candida. Лактобациллы как раз разруша-
ют эти патогенные микроорганизмы. Как я сказал выше, лактобациллы вырабатыва-
ют перекись водорода и используют ее для борьбы с грибами. Например, после
приема курса антибиотиков количество лактобактерий уменьшается, они ослабляют
свои полезные свойства. Поэтому кандидоз часто наблюдается после антибиотико-
терапии.
Лактобактерии встречаются и в материнском молоке. Как правило, человек по-
лучает их с молоком матери. Так что лучше, если вас кормили грудью.
Лактобактерии — это также международное непатентованное наименование лекар-
ственного средства.
Обращаю внимание, что далеко не все виды и штаммы лактобактерий являются
пробиотиками. В продажу они поступают как средства, нормализующие микрофлору
кишечника. Различные виды и штаммы лактобактерий используются в составе пре-
паратов против диареи, различных желудочно-кишечных расстройств, для лечения
дисбактериозов разной этиологии, заболеваний полости рта, урогенитальной сфе-
ры . Они входят в состав многих БАДов.
Лактобактерии также активно используются при изготовлении молочнокислых
продуктов благодаря своему свойству вызывать молочнокислое брожение. Кстати,
один из первых видов лактобактерий был обнаружен в 1905 году болгарским вра-
чом и микробиологом Стаменом Григоровым (1878-1945) при изучении йогурта, ко-
гда он еще был студентом. И этот вид получил название, в котором фигурирует
страна первооткрывателя — Lactobacillus bulgaricus. Стамен Григоров вошел в
историю как человек, открывший причину молочнокислой ферментации в йогурте и
создавший противотуберкулезную вакцину. В настоящее время лактобактерии раз-
личных видов включаются в пробиотические продукты.
Бифидобактерии
Бифидобактерии — это род грамположительных анаэробных бактерий. Они не об-
разуют спор, а в процессе жизнедеятельности вырабатывают ряд органических ки-
слот, в первую очередь уксусную и молочную.
Бифидобактерии синтезируют аминокислоты, белки, ряд витаминов В, викасол,
никотиновую и фолиевую кислоты. В настоящее время известно около 30 видов би-
фидобактерии .
Бифидобактерии — важная часть нашей микрофлоры, причем и количественно, и
качественно. Их доля в составе микробиоценозов (микробного разнообразия, в
норме заселяющего толстый кишечник) составляет 85-90 %. Качественно они игра-
ют огромную роль в поддержании гомеостаза человеческого организма, ведущую
роль в нормализации микробиоценоза кишечника, улучшении процессов всасывания
и гидролиза жиров, белкового и минерального обмена. Их можно назвать эффек-
тивным биокорректором. Как и лактобактерии, они играют важную защитную роль,
предохраняя кишечник от менее дружественных микробов. И так же, как и лакто-
бактерии, они увеличивают скорость регенерации слизистой оболочки кишечника.
В нашем организме бифидобактерии в наибольшем количестве встречаются в тол-
стой кишке, это ее основная микрофлора. Появляются они в человеческом орга-
низме, в желудочно-кишечном тракте, примерно через десять дней после рождения
ребенка при условии рождения обычным способом. Бифидобактерии будут преобла-
дать в кишечнике ребенка при вскармливании материнским грудным молоком. Таким
образом ребенок, рожденный вагинально и находящийся на грудном вскармливании,
имеет меньший риск развития инфекционных заболеваний желудочно-кишечного
тракта. Для колонизации бифидобактериями грудное вскармливание наиболее важ-
но. Если ребенок находится на искусственном вскармливании, обязательна кор-
рекция микрофлоры с помощью препаратов-пробиотиков, иначе дисбиотические на-
рушения микрофлоры неизбежны. Диарея детей на искусственном вскармливании
объясняется недостатком бифидобактерий. Более того, у детей на грудном
вскармливании и детей на искусственном вскармливании обнаруживаются различные
виды бифидобактерий: у детей на искусственном вскармливании встречаются бифи-
добактерий, типичные для пожилых людей.
Дефицит бифидобактерий означает длительные кишечные расстройства, как у
взрослых, так и у детей. При анализе на дисбактериоз определяется количество
бифидобактерий. Биокорректирующая функция бифидобактерий легла в основу ряда
препаратов и продуктов. Их используют в лекарствах, применяемых для нормали-
зации микрофлоры кишечника и против диареи, БАДах и продуктах-пробиотиках. Их
много в сыре и йогурте.
Хеликобактер
пилори
К сожалению, в нашем организме, и в частности, в кишечнике живут не только
бактерии, которые помогают нам оставаться здоровыми, но и те, которые могут
вызвать серьезные проблемы, если у них только появится такая возможность. В
этой публикации я уже говорил про Хеликобактер пилори (Helicobacter pylori),
обнаруженную более полувека назад, и про Робина Уоррена и Барри Маршалла,
удостоенных Нобелевской премии по медицине. Напомню, что именно эта бактерия
провоцирует развитие гастритов, язв, эрозий, полипов в кишечнике и желудке.
Уже доказано, что она может стать причиной злокачественных опухолей. Это са-
мая распространенная инфекция в мире, она встречается и в развитых странах, и
в странах третьего мира, то есть странах с самыми разными гигиеническими
стандартами.
У бактерии спиралевидная форма, и именно эта форма помогает ей легко прони-
кать в слизистую оболочку желудка и двенадцатиперстной кишки. Заражение про-
исходит в процессе контакта с носителем этих бактерий. Поэтому очень часто
она встречается у всех членов одной семьи. До открытия бактерии многие забо-
левания, которые она вызывает, называли наследственными. Все дело в Хелико-
бактер пилори, в причине заболевания, а не самой болезни! Она может переда-
ваться через слюну, а члены семьи часто целуют друг друга. Она также переда-
ется через мокроту, которая выделяется при кашле. Вы чихнули — и ваши бакте-
рии попали к тем, у кого их раньше не было. По статистике, если один из чле-
нов семьи заражается хеликобактер пилори, вероятность заражения остальных со-
ставляет 95 % .
Она также попадает в организм через грязную воду и немытые продукты пита-
ния. Поэтому напоминаю что всегда нужно мыть руки перед едой, даже если вы
хотите съесть одно яблоко. И яблоко тоже нужно тщательно вымыть. Никогда не
пользуйтесь чужой зубной щеткой! Купите лишнюю зубную щетку и носите ее все-
гда с собой на тот случай, если останетесь ночевать не дома. В идеале, у каж-
дого члена семьи дома должна быть своя посуда и свои столовые приборы. Дело
не только в Хеликобактер пилори, но и в других микроорганизмах. Может, они
даже еще не идентифицированы!
Обычно отдельная посуда и приборы выделяются члену семьи, если у него обна-
ружен ВИЧ — все боятся заразиться СПИДом. Но и Хеликобактер пилори — не самый
приятный житель нашего организма.
По крайней мере, в доме должна быть «гостевая» посуда. Ни вы, ни ваши гости
(скорее всего) не знают, какие бактерии живут у них в кишечнике. И вполне мо-
жет оказаться, что у ваших гостей они «спят», или их «хорошие» бактерии суще-
ственно превалируют над «плохими», а у вас все совсем не так.
Ученые расходятся во мнениях о количестве инфицированных Хеликобактер пило-
ри. Кто-то считает, что она живет в желудке и кишечнике у половины населения
Земли, другие говорят про две трети. И все согласны с тем, что у большинства
зараженных инфекция протекает бессимптомно. Но она может активизироваться при
нарушении баланса микробиома. Например, ослабленный после болезни организм, в
особенности после ангины, сильный стресс, решение сесть на строгую диету. Хо-
роший иммунитет помогает противостоять заражению этой бактерией и ее активи-
зации.
Лечат зараженных Хеликобактер пилори антибиотиками, хотя некоторые штаммы
этой бактерии невероятно устойчивы к антибиотикам. Медикаментозное лечение
хорошо сочетать с различными отварами и сборами, которые помогают снять бо-
лезненные ощущения. Но не менее важным является правильное питание. Есть нуж-
но небольшими порциями 5-6 раз в день.
Длительные интервалы между приемами пищи недопустимы! Тщательно пережевы-
вайте пищу и запивайте большим количеством жидкости. Забудьте про алкоголь,
маринованные продукты и газированные напитки.
Откажитесь от всего острого, жареного, жирного. Полностью избавиться от хе-
ликобактер пилори, поселившейся в организме, практически невозможно, но с ней
можно жить, и жить долго при обязательном соблюдении диеты. Заражение этой
бактерией не является смертельным.
E.coli
Бактерия E.coli (Escherichia coli) лучше известна как кишечная палочка.
Также ее называют эшерихией в честь открывшего ее австрийского педиатра Тео-
дора Эшериха (1857- 1911). Он выделил бактерию из детского кишечника.
Это грамотрицательная палочковидная бактерия, которая входит в состав нор-
мальной желудочно-кишечной микрофлоры. Она есть у всех нас. Эти бактерии по-
селяются в человеческом организме в первые дни после рождения и сохраняются
на протяжении жизни. Но существует очень большое количество разновидностей
кишечной палочки, из них более 100 — патогенные.
Патогенные, в свою очередь, делятся на четыре класса.
Кишечные палочки устойчивы во внешней среде, причем более устойчивы, чем
другие энтеробактерии, они хорошо сохраняются в воде, почве и фекалиях, а
также в пищевых продуктах, в особенности в молоке.
Но они быстро погибают при кипячении (начинают погибать при температуре 60
С) и воздействии дезинфицирующих средств, например, формалина, едкого натра,
хлорной извести. Также они погибают при воздействии прямых солнечных лучей.
Продукты, например, мясо следует подвергать тепловой обработке при температу-
ре не ниже 71 С. Сырое молоко пить не рекомендуется вообще.
Обычно количество этих бактерий в здоровом кишечнике не превышает 1 %, и
они играют важную роль в функционировании желудочно-кишечного тракта.
Это основные конкуренты условно-патогенных бактерий в плане заселения ки-
шечника. Например, они забирают кислород из просвета кишечника, а кислород
вреден нашим полезным бифидобактериям и лактобактериям, о которых я рассказы-
вал выше. E.coli вырабатывают ряд важных для человека витаминов (группы В),
жирные кислоты, участвуют в обмене холестерина, билирубина, холина, влияют на
всасывание железа и кальция. Они борются с рядом болезнетворных бактерий в
желудочно-кишечном тракте.
Но многое в нашем организме зависит от количества и качества. При сущест-
венном росте кишечных палочек применяются бактериофаги, а также различные
пробиотики.
Патогенные типы кишечных палочек могут быть причиной эшерихозов — инфекци-
онных заболеваний с лихорадкой, интоксикацией и обычно поражением желудочно-
кишечного тракта, реже наблюдается поражение мочевыводящих путей, желчевыво-
дящих путей или других органов. Путь распространения — фекально-оральный. Ча-
ще всего от эшерихозов страдают маленькие дети. Заразиться можно через гряз-
ную воду или пищу.
Энтеропатогенная кишечная палочка и заболевания, которые она вызывает, чаще
всего встречаются в тонкой кишке у маленьких детей, в том числе у новорожден-
ных. Симптомы: сильный понос с водянистым стулом, но без крови, боли в животе
и рвота. Эти виды кишечной палочки — не редкость в родильных домах, и диарея,
охватывающая всех, кто там находится, чаще всего бывает вызвана этой бактери-
ей. Именно этот вид кишечной палочки широко распространен в развивающихся
странах с теплым и влажным климатом.
И массовая острая диарея с водянистым стулом в сезон дождей вызвана ею. Она
же служит причиной так называемой диареи путешественников. Хотя причиной по-
следней может служить и энтеротоксигенная кишечная палочка. Она продуцирует
токсины, вызывающие диарею, после того, как прикрепится к эпителиальным клет-
кам слизистой оболочки кишечника.
Энтерогеморрагические кишечные палочки — причина геморрагического колита.
Его симптомы: острая сильная боль в животе, водянистая диарея, которая вскоре
становится кровавой. В 5 % случаев возможны очень серьезные осложнения — ост-
рая почечная недостаточность и гемолитическая анемия. Именно энтеро-
геморрагическая кишечная палочка стала причиной известной эпидемии, которая в
мае 2011 года охватила Германию и ряд европейских стран. Заразиться можно при
контакте с больными людьми или животными и через продукты питания. Симптомы:
схваткообразные боли в животе и диарея, иногда с кровью. Инкубационный период
от 48 до 72 часов. Лечение занимает около 10 дней.
Энтероинвазивная кишечная палочка является причиной заболеваний, проявления
которых похожи на бактериальную дизентерию. В этом случае бактерии проникают
в эпителиальные клетки ободочной кишки и размножаются там. Симптомы: боль в
животе, обильный водянистый понос с примесью крови. Этот вид кишечной палочки
встречается и у детей, и у взрослых.
Также бактерия Е.coli является причиной заболеваний мочеполовых органов.
Она попадает в эти органы из желудочно-кишечного тракта, наиболее часто это
случается у женщин в случае определенных видов сексуальных практик. У 80 %
людей, обращающихся к врачам с какими-либо заболеваниями мочевыводящих путей,
обнаруживаются патогенные штаммы бактерии E.coli. Например, эта бактерия слу-
жит причиной острого простатита в 64 % случаев, хронического простатита — в
80 % случаев. Сейчас ученые считают, что цистит у женщин вызывает их собст-
венная кишечная палочка. Бактериям легко проникнуть в мочевыводящий канал у
женщин, а повышенная активность провоцируется переохлаждением.
С кишечной палочкой борются антибиотиками. Ее присутствие подтверждается
или опровергается на основании бактериологического исследования.
Clostridium
difficile
Бактерии Клостридиум диффициле (Clostridium difficile) распространены по-
всеместно. Это грамположительные спорообразующие, анаэробные бактерии, спо-
собные длительное время сохраняться во внешней среде. Споры устойчивы к теп-
ловой обработке, а большинство видов устойчиво ко многим антибиотикам. Они
продуцируют энтеротоксин, цитотоксин и белок, угнетающий перистальтику кишеч-
ника.
Бактерия входит в состав нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта,
больше всего этих бактерий в толстой кишке, но также они встречаются и в тон-
кой кишке, и в женских половых путях. Они присутствуют в кишечнике примерно у
половины новорожденных — те получают их от матери. Но присутствуют они в та-
ком количестве, что это не вызывает никаких болезненных проявлений. Обычно
количество клостридиум диффициле составляет 0,01 % от всех бактерий, прожи-
вающих в нашем кишечнике, хотя примерно у 3-15 % здоровых детей и взрослых
это количество выше, но до поры эти бактерии не вызывают проблем.
«Хорошие» бактерии не дают Клостридиум диффициле активизироваться.
В случае инфекции врач прописывает антибиотики широкого спектра действия,
после приема количество этих бактерий может резко возрасти, они составят уже
от 15 до 40 % микробиома. Дело в том, что антибиотики подавляют нормальную
микрофлору кишечника, а не только патогенные бактерии, на которые они на-
правлены. При обычных условиях нормальная микрофлора («хорошие» бактерии) не
дает размножаться патогенным и условно-патогенным. Как я уже сказал, Клостри-
диум диффициле по своей природе резистентна к большинству антибиотиков.
После приема антибиотиков у 5-25 % людей начинается так называемая антибио-
тикоассоциированная диарея. Ее причиной как раз и может служить Клостридиум
диффициле, хотя и не всегда. По официальным данным, эта бактерия виновата в
одной трети случаев как минимум. Это одна из самых широко распространенных
внутрибольничных инфекций, причем как бы больницы ни боролись за чистоту,
споры бактерии все равно остаются. В США. регистрируется около одного миллиона
случаев подобной диареи в больницах в год.
90 % случаев заражения болезнями желудочно-кишечного тракта в больницах США.
объясняется заражением Клостридиум диффициле. Заражение происходит от других
пациентов, через руки медицинского персонала, через обсемененное оборудование
или какие-то предметы. Длительное пребывание в стационаре всегда опасно зара-
жением этой бактерией.
Антибиотикоассоциированная диарея может быть очень тяжелой. Но опасна не
только она. Причиной энтероколита, также именуемого псевдомембранозным коли-
том, всегда является Клостридиум диффициле. К развитию антибиотикоассоцииро-
ванной диареи и псевдомембранознохю колита может привести даже однократный
прием антибиотика широкого спектра действия, причем независимо от дозы и спо-
соба введения.
Симптомами псевдомембранознохю колита является частый водянистый понос, он
может быть с примесями крови, гноя, слизи. Температура повышается до 38,5-40
градусов. При этом болит живот (умеренно или сильно), боль может быть посто-
янной, а может быть схваткообразной. Смерть наступает в 15-30 % случаев.
Другая проблема, связанная с Клостридиум диффициле, — рецидивы антибиотико-
ассоциированной диареи. Они происходят в 20-25 % случаев. Рецидив аналогичен
первоначальному эпизоду, в среднем наступает через 3-7 дней после, казалось
бы, выздоровления, максимально — через 28 дней.
Для выявления инфицирования токсикогенными штаммами Клостридиум диффициле в
случае диареи необходимо сдать анализы. При выявлении бактерий сразу же отме-
няют антибиотик, который вызвал их повышенную активность. В настоящее время
есть средства для борьбы с антибиотикоассоциированной диареей (в разных стра-
нах они могут продаваться под разными названиями), их в случае необходимости
выпишет врач, и они есть в больницах.
Но ни в коем случае нельзя принимать антидиарейные препараты и спазмолити-
ки, так как в этом случае возможно тяжелое осложнение токсического характера.
Также используются пробиотики и препараты, содержащие штаммы представителей
естественной микрофлоры кишечника, например лактобактерий и бифидобактерий.
Но от этой бактерии очень трудно избавиться полностью. Боли в животе и пе-
риодически повторяющаяся диарея могут длиться годами. В США Клостридиум диф-
фициле убивает примерно 29 000 человек в год, а медицинские услуги, связанные
с избавлением от нее, стоят 1,5 млрд долларов в род.
В настоящее время наиболее эффективным методом избавления является фекаль-
ная трансплантация, о которой я расскажу ниже.
Бутират
Заканчивая рассказ о микроорганизмах, которые помогают нашему кишечнику ос-
таваться здоровым, я должен уделить внимание и бутирату — это масляная кисло-
та в кишечнике, стимулирующая обновление клеток слизистой кишечника. Продуци-
руют его лактобактерии и бифидобактерии. Бутират — это удивительное вещество,
которое присутствует у нас в кишечнике и контролирует рост клеток стенок ки-
шечника, таким образом оно защищает нас от рака. Также вещество обладает
очень сильным противовоспалительным эффектом.
Воспаление — это способ защиты нашего тела.
Повышением температуры организм показывает, что с ним не все в порядке. На-
пример, при гриппе поднимается температура, болят суставы. Это организм бо-
рется с заболеванием и пытается уничтожить попавшие в него вирусы.
Уровень бутирата в организме желательно повышать, чтобы он лучше боролся с
воспалениями.
Для этого нужно есть больше пищи с клетчаткой. Непереваренные кусочки пище-
вых волокон доберутся до толстой кишки, и «хорошие» бактерии получат необхо-
димое питание. А хорошо «поев», эти бактерии обеспечат вам большое количество
бутирата.
Кроме уменьшения воспаления, бутират помогает поддерживать слизистую обо-
лочку кишечника в должном состоянии — а это барьер, который не позволяет
вредным бактериям и токсинам попадать в кровь и разноситься по всему организ-
му. Если этот барьер нарушается, приходят не самые приятные заболевания, на-
пример, синдром повышенной кишечной проницаемости. Его также именуют синдро-
мом «дырявой кишки» и считают одной из болезней цивилизации. При ее развитии
в стенках кишечника появляются микроскопические дыры, сквозь которые содержи-
мое кишечника может попасть в кровоток или лимфоток. Это могут быть не до
конца переваренные белки, бактерии, токсичные вещества и просто вещества, ко-
торые должны были быть выведены из организма, а они вместо того, чтобы дви-
гаться в прямую кишку, отправились гулять по организму.
Наши иммунные клетки воспринимают все, что просачивается сквозь микроскопи-
ческие дыры кишечника, как враждебные организмы, и пытаются их обезвредить. А
параллельно провоцируется развитие различных хронических заболеваний. Повыше-
ние уровня бутирата помогает избежать этого неприятного синдрома.
Разнообразие
микроорганизмов
Бактерии, как и люди, чувствуют себя лучше или в зависимости от окружающей
среды и обстоятельств. А для нашего здоровья, хорошего настроения и отсутст-
вия лишнего веса важны не только типы микроорганизмов, проживающих в кишечни-
ке , но и их разнообразие. Наш микробном должен быть «мультикультурным»! Чем
больше разнообразие — тем лучше. Конечно, при этом должны превалировать не
патогенные, не условно-патогенные микроорганизмы, а «хорошие» бактерии. Если
мы по какой-то причине лишились некоторого количества малозначительных микро-
организмов, ничего страшного не произойдет, но если власть в кишечнике за-
хватят Клостридиум диффициле — впереди серьезные проблемы. В случае с разно-
образным микробиомом он поможет быстрее восстановить микрофлору, например,
после диареи. Если у нас полностью пропадает какой-то вид микроорганизмов, до
этого проживавших в кишечнике в заметном количестве, здоровье пошатнется. По-
теря нескольких видов чревата аутоиммунными заболеваниями.
К сожалению, мы теряем (или уже потеряли) многие виды микроорганизмов, ко-
торые раньше заселяли наш кишечник. Это напоминает положение дел в живой при-
роде, где исчезли некоторые виды животных, раньше населявшие планету, а дру-
гие оказались занесены в Красную книгу. Изменение человеческого микробиома
идет уже давно. В особенности сильно деградирует микрофлора у жителей разви-
тых стран. Частично это объясняется питанием. Мы едим ограниченное количество
продуктов, часто одни и те же продукты на протяжении жизни, а это означает,
что и у наших бактерий в кишечнике ограниченный рацион питания.
На нашей планете произрастает порядка 250 000 видов съедобных растений, а
едим мы около 200. 75 % продуктов питания, которые потребляет человечество,
производятся с использованием всего 12 видов растений и 5 видов животных.
Вторая причина — это широкое распространение антибиотиков, которые использу-
ются не только для лечения человека, но и для того, чтобы животные побыстрее
набирали вес. В настоящее время в некоторых странах Европы использование ан-
тибиотиков в животноводстве уже запрещено, но в США. и большинстве стран мира
такого запрета нет. Третья причина — химические вещества, которые добавляются
в продукты питания для увеличения срока годности. Доказано, что они снижают
количество микроорганизмов и непосредственно влияют на развитие колитов и
диабета. Поэтому старайтесь покупать продукты с наименьшим сроком годности.
Это в первую очередь относится к молочным продуктам.
Для оценки биоразнообразия используются различные индексы. Считается, что
термин «биологическое разнообразие» появился в 1892 году, его использовал Г.
Бэйтс в работе «Натуралист на Амазонке», в которой он описывал 70 видов бабо-
чек , увиденных им за час.
Но концепция биоразнообразия была сформулирована только во второй половине
XX века, а также исследована зависимость биоразнообразия от факторов окружаю-
щей среды.
Считается, что наибольшее разнообразие микробиома на нашей планете у пред-
ставителей племени Хадза, проживающего на севере Танзании (как минимум в два
раза больше, чем у европейцев) . Это племя было открыто в 1931 году немецким
этнологом и археологом Людвигом Коль-Ларсеном. Происхождение племени не впол-
не ясно. Но они питаются так, как питались люди на нашей планете десять тысяч
лет назад. Они занимаются охотой и собирательством, причем продукты собира-
тельства составляют 80 % их рациона. Собирают плоды дикорастущих растений
(ягоды, фрукты, корни) , яйца птиц и черепах. Примерно раз в две недели они
переходят с места на место. Охотятся на антилоп, зебр и павианов, но в сезон
дождей становятся вегетарианцами. Мужчины едят больше мяса, так как пир начи-
нается сразу же после удачной охоты, а женщины едят больше того, что собира-
ют , прямо на месте. При этом и мужчины, и женщины ведут очень активный образ
жизни. И это единственный народ в мире (из исследованных), у которого разли-
чается микрофлора кишечника мужчин и женщин и по видовому составу, и по чис-
ленности микроорганизмов. Это объясняется разделением труда. У женщин популя-
ция бактерий кишечника более многочисленна.
Хадза не болеют раком толстой кишки, колитами, болезнью Крона и прочими за-
болеваниями желудочно-кишечного тракта, типичными для людей, придерживающихся
«западного» типа питания. Также люди этого племени не страдают ожирением или
ревматизмом, и ни у кого нет диабета.
В племени в разные периоды времени жили представители западной цивилизации,
например, Герман Понзер, работающий на кафедре антропологии Нью-Йоркского
университета. Понзер пришел к выводу, что люди на Западе толстеют в первую
очередь потому, что много едят, а не потому, что мало двигаются.
Физическая активность очень важна для нашего здоровья, но она не сделает
нас худыми, для этого нужно меньше есть.
Потом Хадза привлекли ученых своими уникальными бактериями. У них в кишеч-
нике нет бактерий, являющихся ключевым ингредиентом пробиотиков, которые на
Западе считаются полезными и добавляются в йогурты, другие молочные продукты,
детское питание (бифидобактерии) . Возможно, дело в том, что они не едят мо-
лочные продукты. Также у них были выявлены многие бактерии, которые считаются
патогенными для представителей западной цивилизации, но у Хадза они таковыми
не являются. Это, например, трепонемы.
Хадза.
Исследованием племени занимался и уважаемый ученый, американский антропо-
лог, археолог и биолог Джефф Лич из Калифорнийского университета, один из ос-
нователей и глава проекта «Американский кишечник». У него две докторские сте-
пени. Он также изучал кулинарные технологии каменного века, а потом увлекся
микробиологией. «Американский кишечник» — это один из крупнейших краудсорсин-
говых проектов в США.
Джефф Лич считает, что в животе у Хадза «особый микроклимат» из-за их сис-
темы питания. Он не только захотел раскрыть формулу древнего микробиома, но и
попробовать (на себе) вернуть современный западный микробном в первобытное
состояние, а потом посмотреть, как он будет возвращаться назад в наше время
после возвращения к современному рациону питания.
Он назвал свой блох1 «Мое годичное путешествие за самым здоровым в мире мик-
робиомом кишечника в мире».
В результате исследований ученые пришли к двум важным выводам: чем большее
количество разных растений вы едите, тем более разнообразным будет ваш микро-
бном. Люди, которые выпивают хотя бы стаканчик в неделю какого-то алкогольно-
го напитка, имеют более разнообразный биом, чем те, кто совсем не пьет.
Джефф Лич ел то, что едят Хадза, — те же растения, тех же животных, пил ту
же воду, в которой периодически видел плавающие обезьяньи экскременты.
Но он не только питался как Хадза. Он решил еще и провести фекальную транс-
плантацию в полевых условиях!
Коллеги предупреждали его, что это опасно: фекальная трансплантация прово-
дится в условиях стационара. А этот современный американский ученый, биолог
47 лет от роду впрыснул разжиженный кал себе в прямую кишку, лежа под баоба-
бом. Правда, предварительно проверил донора на гепатит, сифилис и СПИД, как,
впрочем, не только донора.
После этого ученый брал у себя анализы в течение нескольких недель, регист-
рируя малейшие изменения. Вначале разнообразие микробиома уменьшилось, но
вскоре восстановилось. Также Джефф Лич отметил большое увеличение популяции
аккермансий, о которой я уже рассказывал. Большое количество этих микроорга-
низмов означает очень малую вероятность ожирения.
Также аккермансия защищает кишечник от заселения «плохими» микробами, по-
скольку усиливает стенки кишечника. До поселения с Хадза в кишечнике Джеффа
Лича аккермансий почти не было, а потом они стали доминирующим микроорганиз-
мом.
Исследования Хадза показали ключевую роль микрофлоры кишечника в адаптации
человека к среде в ходе эволюции. Правило здорового питания — это рацион с
преобладанием цельной качественной растительной пищи, то есть ягод, овощей,
орехов, клубней, с умеренным количеством белка, то есть мяса, яиц. Чередова-
ние дней, когда едят мясо, и чисто вегетарианских. Сладости (мед) — один се-
зон в году.
Джефф Лич считает, что большую роль в жизни Хадза и в изменениях в его соб-
ственном организме сыграло периодическое голодание. Он не голодал целыми дня-
ми, и Хадза этого не делают. Там, где они живут, еду можно найти всегда, но
нужно приложить усилия. Например, члену племени Хадза захотелось есть. Он не
может тут же открыть пакет чипсов, пачку печенья или сунуть нос в холодиль-
ник. Для того, чтобы отправить еду в рот, члену племени Хадза нужно хотя бы
немного потрудиться. То есть между возникшим желанием поесть и самой едой
проходит какой-то период, и этот период занят физической активностью. Джефф
Лич посчитал это очень важным и существенным отличием от западного образа
жизни.
После эксперимента над собой Джефф Лич сделал несколько выводов и дал сове-
ты тем, кто хочет стать обладателем более здорового микробиома. Во-первых,
следует отказаться от перекусов. Во-вторых, по возможности от антибиотиков.
После курса любого антибиотика широкого спектра действия требуются недели, а
то и месяцы или даже годы для восстановления популяции микроорганизмов в ки-
шечнике. Иногда восстановление невозможно. В-третьих, ученый советует почаще
бывать на свежем воздухе и открывать окна.
Современный западный человек 90 % времени проводит в помещении. И уже есть
исследования, доказывающие, что жизнь с открытым окном увеличивает разнообра-
зие микробов у вас в доме, а соответственно и внутри вас. В-четвертых, нужно
есть больше растительной пищи. Это не означает, что следует полностью отка-
заться от мяса (вспомните Хадза: 80 % рациона — растительная пища, 20 % ра-
циона — белковая). Также это не означает, что нужно, например, есть больше
морковки или выбрать морковку, потому что вы ее любите. Нужно есть как можно
больше разнообразных овощей и фруктов. Например, вы отправляетесь в отпуск в
экзотическую страну. Ешьте местные овощи и фрукты! Это хорошо для вашего мик-
робиома. Только не забывайте их тщательно мыть. В-пятых, побольше физической
нагрузки и желательно, чтобы вы занимались на открытом воздухе.
Завершая эту главу, хочу еще раз подчеркнуть, что здоровый биом — это боль-
шое разнообразие микробов. Это хорошо сбалансированная экосистема, где микро-
организмы борются за доминирование, но в борьбе побеждают «хорошие» бактерии.
Старайтесь поменьше принимать антибиотики — только в случае крайней необходи-
мости. Антибиотики, а также неполноценная пища и то, что мы называем «мусор-
ной едой», вредят нашему микробному. Но если изменить режим питания, больше
бывать на свежем воздухе, можно изменить состав микробиома и стать более здо-
ровым .
Также напоминаю, что теперь во многих странах можно узнать состав своего
микробиома, как количественный, так и качественный, и получить рекомендации
по правильному для вас питанию. Я советую сделать такой анализ, потом изме-
нить режим питания, а затем еще раз сдать анализ. Возможно, второй раз вы по-
считаете лишним, если заметите ощутимые изменения в своем самочувствии, внеш-
нем виде и настроении.
ПРЯМАЯ
КИШКА
Двустороннее движение — это конечная часть пищеварительного тракта. Она на-
звана таким образом потому что не имеет изгибов. Это часть толстой кишки кни-
зу от сигмовидной ободочной кишки и до ануса.
Длина прямой кишки составляет от 14 до 18 см, диаметр от 4 см в начале до
7,5 см в самой широкой части.
11 оперечная
оболочная кишка
Восходящая
ободочная
кишка
Слепая _|
кишка
Аппендикс
Тонкая
/кишка
11 исходя тая
ободочная
кишка
ч.
игмовидная
кишка
Анус Прямая
кишка
-Толстая
кишка
У мужчин она прилегает к мочевому пузырю и предстательной железе, а у жен-
щин к матке и задней стенке влагалища. В прямой кишке завершается расщепление
непереваренных в других отделах желудочно-кишечного тракта продуктов, в ней
формируется и скапливается кал. Пищеварительный сок в прямой кишке вырабаты-
вается непрерывно. В нем содержатся те же ферменты, что и в пищеварительном
соке тонкого кишечника, но в гораздо меньшем количестве, их действие слабее.
На стенках прямой кишки много нервных окончаний, так как выделение кала —
это сложный рефлекторный процесс, который контролируется корой головного моз-
га.
Почему-то большинство людей считает, что каловые массы — это то, что мы
едим, только в переработанном виде. Это не так. В прямую кишку приходят вода,
остатки пищи, которые не успели или не смогли всосаться в тонкой кишке, рас-
тительные волокна, которые человеческий организм не может переварить, продук-
ты бактериального гниения. Здесь же собираются клетчатка, желчь, соли. Суточ-
ная норма кала для человека — 100-200 г, но кала может быть больше, например,
если вы едите много овощей и фруктов или принимаете антибиотики.
Тревожными сигналами должны стать кровь после дефекации, боли, зуд и пуль-
сация в области ануса. Это свидетельства проблем в прямой кишке. При их по-
явлении не затягивайте поход к врачу. Не доводите до сильного кровотечения и
образования опухоли. Также должны насторожить частые позывы к дефекации, диа-
рея, запоры, чувство неполного опорожнения после дефекации и недержание кало-
вых масс. Правда, последнее заставляет людей сразу бежать к врачу.
Интересным фактом является наличие довольно большого количества веществ,
которые усваиваются в прямой кишке — или гораздо лучше усваиваются в прямой
кишке при введении через анус, чем при пероральном приеме. Возможно, причина
в том, что при введении через анус они не проходят желудок, и к их переработ-
ке никак не подключается печень. Ректально могут вводиться многие виды нарко-
тиков, алкоголь, табак, пульке (ферментированный сок агавы). Некоторые южно-
американские галлюциногены при приеме через рот вызывают тошноту и рвоту, по-
этому ректальный способ введения существует очень давно — его использовали
еще древние майя и ацтеки.
Открытие древней дурманящей клизмы было сделано относительно недавно — в
середине XX века, когда ученые смогли изучить рисунки на вазе, изготовленной
примерно в III веке, которая ранее хранилась в частной коллекции. На ней изо-
бражен мужчина в странной позе. На нем шляпа, но нет штанов. Он прижимается
грудью к земле. Его спина изогнута, зад и бедра приподняты. За ним на коленях
стоит женщина и вводит в задний проход нечто по форме напоминающее трубку. На
той же вазе еще один мужчина обходится без помощи женщины.
После того как ученым в руки попала эта ваза, они смогли объяснить назначе-
ние ряда предметов и значение статуэток майя и ацтеков, которые находили ра-
нее.
Например, объяснили предназначение полых костей с рыбьими пузырями, или пу-
зырями животных на конце, или с резиновыми пузырями из сока каучукового дере-
ва . Считалось, что их использовали для поливки жиром жарящейся дичи. Анало-
гичные приспособления из трубки с резиновой грушей в наши дни используются
при запекании курицы или индейки в духовке — ими собирают с противня жир и
поливают тушку. Полые кости с пузырями на конце находили во время археологи-
ческих раскопок во многих местах в Центральной и Южной Америке. Теперь понят-
но , что это были клизмы для ректального введения дурманящих средств.
Хотя они вполне могли использоваться и как клизмы для борьбы с запорами.
По крайней мере, в Европе клизмы использовались именно так. «Моду» ввел
французский король Людовик XI (1423-1483), а больше всех клизм из известных
людей поставили Людовику XIV (1638-1715) — зарегистрировано более двух ты-
сяч.
В Средние века клизмы использовали и для отравления. Яд может убить и при
введении таким способом. Привкуса отравы жертва не почувствует, а если при
дворе существовал человек, пробовавший на вкус все блюда, которые подавались
царственной особе, то вводившийся ректально раствор, конечно, ни на ком пред-
варительно не испытывался. Хотя доза должна быть больше, чем при попадании
яда через рот. Некоторые историки считают, что таким образом был отравлен
римский император Клавдий (10 г. до н. э. —54 г. н. э.).
Но на протяжении истории люди в разных странах и в разные века ректально
вводили не только дурманящие вещества, но и обычную пищу, которую больные по
каким-то причинам не могли отправить в желудок через рот. Внутривенное пита-
ние появилось не так давно, а больных ректально кормили еще в Древнем Египте!
Питательная клизма стала особенно популярной в XIX веке. Продавались наборы
для ректального питания, в журналах печатались рецепты «блюд». Современные
ученые считают, что подобное кормление больных может на какое-то время отсро-
чить смерть, но не продлит жизнь. Ректальное кормление не обеспечивает пита-
ние — те части организма, куда впрыснутое таким образом питание доходит, не
могут усваивать большие молекулы. 90 % полезных веществ усваивается в тонком
кишечнике, куда пище, вводимой сзади, не попасть. При ректальном введении ор-
ганизм может удержать соль, глюкозу, некоторые жирные кислоты, витамины и ми-
нералы. Все остальное отправится на выход — в ту сторону, с которой было вве-
дено. Более того, тепло человеческого тела заставляет пищу, введенную рек-
тально , быстро разлагаться — это, можно сказать, высокоэффективный инкубатор
для различных микроорганизмов, вариант чашки Петри. И конечно, следует отме-
тить, что ректальное питание без предварительной очистительной клизмы, приво-
дило к обычному для клизм результату. Возможно, очищение организма таким об-
разом и поддерживало в больных жизнь.
Одна из самых известных жертв ректального питания — это 20-й президент США.
Джеймс Абрам Гарфилд (1831-1881). Он был ранен через три месяца после вступ-
ления в должность выстрелом в спину.
Рана оказалась неглубокой, никакие жизненно важные органы задеты не были,
но потом в нее попала инфекция — сыграли роль грязные инструменты и немытые
руки врача. В те годы до стерилизации инструментов и обязательного тщательно-
го мытья рук хирургом еще не дошли. Также рану углубили в поисках пули, но
нашли ее только при вскрытии. Более того, современные врачи, проанализировав
случай с Гарфилдом, пришли к выводу, что его убило неумелое лечение.
Конечно, еще не было антибиотиков, но больше месяца, с 14 августа до 19
сентября (дня смерти), президента, которого все время рвало, кормили ректаль-
но .
Питательные клизмы для него готовили в Федеральной службе здравоохранения
США. Сейчас это просто смешно слышать, но тогда считалось правильным.
Ректальным кормлением заинтересовался Ватикан, причем уже в XVII веке. Во-
прос был в том, является ли поступление говяжьего бульона через задний проход
нарушением поста — или нет? Было много споров между священнослужителями и
теологами по этому поводу.
Пока окончательное решение не приняли, торговцы начали активно предлагать
бульонные клизмы священнослужителям, монахам и просто благочестивым католи-
кам. Те, кто использовал эти клизмы, считали, что они помогают им дотянуть до
приема пищи в те дни, когда требовалось голодание. Католическая церковь счи-
тает едой то, что попадает в желудок через рот. Значит, чисто технически
клизма голодание не прерывает. Монахи настолько увлеклись клизмами, что Вати-
кан посчитал необходимым провести исследование — действительно ли можно пи-
таться через прямую кишку.
Если кто-то выживет, то клизма подвергнется запрету, если никто не выживет,
то никаких предписаний менять не надо. Но добровольцев не нашлось.
Фекальная
трансплантация
В последнее время ученые различных специальностей пытаются разобраться в
сложных отношениях между человеком и микробиомом. Ведутся сотни исследований
микроорганизмов, которые помогают нашему телу перерабатывать поступающую в
него пищу.
Что помогает человеку избежать развития болезней и вылечить их? Правильная
диета, питательные вещества в нужном количестве или микроорганизмы?
Как все это вместе работает?
Например, в борьбе с раком помогают полифенолы. Но самые ценные из них не
усваиваются в тонком кишечнике, и мы нуждаемся в бактериях, которые живут в
толстом кишечнике, чтобы полифенолы остались в организме. В зависимости от
того, какие микроорганизмы обитают или не обитают у нас в кишечнике, мы можем
или не можем извлекать пользу из съеденных продуктов питания. Также от этих
микроорганизмов зависит вред, который, возможно, будет нанесен организму. Эф-
фективность лекарств тоже зависит от микрофлоры, одни бактерии усиливают дей-
ствие препаратов, другие замедляют. Изменение микробиома может стать эффек-
тивным лечением и предотвратить развитие многих болезней.
Пересадка микрофлоры, имплантация бактерий — новое направление в медицине.
Это вид бактериотерапии. О подобном лечении совсем недавно нельзя было и по-
думать хотя бы потому, что отношение к бактериям в человеческом обществе до
сих пор остается отрицательным. Подхватить чужую бактерию? Это ужасно!
А сейчас выстраиваются очереди желающих пересадки донорских бактерий, взя-
тых из толстого кишечника другого, но здорового человека.
Бактерии побуждают своего хозяина придерживаться того или иного рациона пи-
тания и по-разному копить энергию. В настоящее время проводятся клинические
испытания с целью выяснения пользы пересадки бактерий худощавых доноров лю-
дям, страдающим ожирением. Поможет ли это похудению? Пока результаты обнаде-
живают .
Любая пересадка любого органа начинается с поиска доноров. И если при любой
пересадке органов лучшими донорами являются близкие родственники (идеальный
вариант — ваш близнец), то в данном случае родственники как раз не подходят
из-за схожести состава микрофлоры. Люди, проживающие совместно, но не являю-
щиеся кровными родственниками, тоже не подходят: при проживании в одном доме
и одинаковом питании микробном может стать похожим или у вас могут оказаться
одинаковыми как раз те колонии бактерий, от которых нужно избавиться. При
одинаковых колониях бактерий у разных людей они могут доставлять проблемы од-
ному человеку, но не доставлять другому.
В любом случае при фекальной трансплантации лучший донор — это человек, с
которым вы не знакомы и который проживает на некотором удалении от вас. У до-
нора не должно быть инфекционных заболеваний и расстройств пищеварения.
К сожалению, до сих пор не разработано никакого простого и легкого способа
определения видов бактерий, имеющихся в донорском материале. Но это должен
быть именно донорский материал, так как большинство фекальных бактерий нельзя
вырастить в лабораторных условиях. Они анаэробны, то есть гибнут в среде, где
присутствует кислород. Но есть и такие, которые прекрасно чувствуют себя во
внешней среде, на лабораторном оборудовании, на ученых — где угодно.
Все происходит следующим образом. Донор сдает материал (как правило, это
утренний кал), он проходит обработку в лаборатории микробиологии, причем ра-
бота начинается сразу же: анаэробные бактерии из толстой кишки требуют неза-
медлительных действий. К сожалению, никто не знает, сколько данные бактерии
будут сохранять жизнеспособность (и время разное в разных случаях). Для обра-
ботки материала используется устройство, напоминающее блендер, и специальное
сито. В «блендер» закачивается азот и вытесняется кислород. Как только мате-
риал станет достаточно разжиженным, его просеивают. После просеивания матери-
ал еще раз пропускают через «блендер» — нужно добиться определенной единой
плотности и свободного течения, иначе можно засорить колоноскоп, а микроорга-
низмы не станут равномерно распределяться в толстом кишечнике. То есть масса
должна быть жидкой, из нее должны быть удалены все кусочки, которые встреча-
ются довольно часто.
Во время процесса работает вентиляция, иначе рядом было бы сложно находить-
ся.
Обработанная масса переливается в контейнер с очень крепкой крышкой и поме-
щается в портативный холодильник. Запаха почти не осталось, ведь вытяжка уже
забрала все газы. И контейнер направляется в больницу, где ждет пациент. Ко
времени прибытия контейнера пациент уже получает наркоз и готов к трансплан-
тации . Повторяю: действовать нужно быстро.
Фекальная трансплантация напоминает колоноскопию. Используется углекислый
газ для расширения кишки — это нужно, чтобы лучше рассмотреть ее изнутри. Фи-
зиологический раствор используется для вымывания остатков подготовки к проце-
дуре (предварительно делается клизма и пациент какое-то время воздерживается
от приема пищи).
Материал также может быть введен с помощью обычной спринцовки, могут ис-
пользоваться как колоноскоп (что бывает чаще), так и эндоскоп.
В настоящее время фекальная трансплантация используется после длительного
лечения антибиотиками, которые убивают подавляющее большинство обитателей ки-
шечника. Антибиотики очень эффективны для лечения ряда опасных бактериальных
инфекций, но оказывают разрушительное действие на микрофлору кишечника. Так
что после курса антибиотиков кишечник в большей или меньшей степени чист, и
подсаживаемые донорские микроорганизмы не должны встретить большое количество
аборигенов. Конечно, какие-то микроорганизмы выживают и после курса антибио-
тиков , но донорские все равно будут доминировать. В течение двух недель до-
норская и «хозяйская» микрофлора приходят к оптимальному соотношению. В ре-
зультате проведенных фекальных трансплантаций пациенты отмечали очень быстрое
улучшение своего состояния.
Проходят боль и диарея.
Фекальная трансплантация (трансплантация фекальной микробиоты) уже стала
признанным методом лечения многих заболеваний, в первую очередь кишечных ин-
фекций и дисбактериоза. Наиболее часто она используется в случае заражения
бактерией Clostridium difficile, о которой я рассказывал выше. Инфекции, вы-
зываемые этой бактерией, обычно возникают на фоне нарушения или разрушения
микрофлоры кишечника. То есть антибиотиками лечили одно инфекционное заболе-
вание , вылечили, возникло другое — и боли в животе, и понос. Американские
врачи в таком случае считают фекальную трансплантацию наиболее эффективным, а
то и единственным способом восстановления нормальной микрофлоры. Ранее инфек-
ции, вызванные Clostridium difficile, тоже лечили антибиотиками, а это подоб-
но тушению пожара бензином. В последние годы инфекции, вызванные этой бакте-
рией, стали встречаться чаще и протекают тяжелее, иногда приводят к смерти
пациентов. Традиционные терапевтические методы не срабатывают.
Фекальная трансплантация также решает проблему резистентности патогенных
микроорганизмов к антибиотикам. Когда антибиотики не могут полностью уничто-
жить какой-то штамм бактерий, есть большая вероятность появления резистентных
организмов, которых убить крайне сложно, а то и невозможно. Используются воз-
можности полезных бактерий для борьбы с патогенными микроорганизмами. То есть
не только лечатся инфекции, но и восстанавливается баланс микроорганизмов,
уничтоженный антибиотиками. Фекальная трансплантация является подтверждением
теории излишней гигиены (которую я уже упоминал), в соответствии с которой
многие проблемы со здоровьем современного человека возникают из-за излишней
чистоплотности и недостаточного контакта с микробами в раннем детстве. Ауто-
иммунные заболевания менее распространены в странах с низкими стандартами ги-
гиены в сравнении с развитыми.
Официальной истории фекальной трансплантации около 1600 лет. Первый случай
фекальной трансплантации, о котором нам известно, произошел в Китае еще в IV
веке н. э. Древнекитайские врачи лечили чужими фекалиями пищевые отравления и
диарею.
Этот случай задокументирован. Остались данные о том, как в XVI веке китай-
ский фитотерапевт Ли Ши Чжэнь лечил болезни живота с использованием «золотого
сиропа», который включал свежие, сушеные ли ферментированные фекалии. Пример-
но в то же время метод стал применяться в ветеринарии (и применяется до сих
пор) — микроорганизмы из пищеварительной системы здорового животного перено-
сят больному. Бедуины в Северной Африке уже не один век используют свежий
верблюжий навоз для лечения дизентерии. У них он считается очень эффективным
средством. Первая фекальная трансплантация в наше время была проведена еще в
1958 году американским хирургом Беном Айсманом.
В настоящее время фекальная трансплантация уже обросла множеством слухов и
мифов, и люди начали ее бояться. На самом деле это безопасный, недорогой и
эффективной способ. При лечении инфекций, вызванных бактерией Clostridium
difficile, успех достигнут в более чем 90 % случаев. В частности, клинические
испытания проводились в американской Клинике Мзйо (Рочестер, Миннесота), од-
ном из крупнейших медицинских и исследовательских центров в мире. И эта кли-
ника впервые прекратила испытания раньше намеченного срока, так как результа-
ты оказались «ошеломляюще успешными». Альбертский университет (Эдмонтон, Ка-
нада) также опубликовал свои результаты исследования фекальной транспланта-
ции. Из 124 случаев проведения процедуры в 2012 году в 103 случаях наступило
немедленное улучшение. У голландцев успех достигнут в 93 % случаев.
В США. до сих пор остается много юридических барьеров на пути транспланта-
ции. Она разрешена только пациентам с кишечными инфекциями, которым не помог-
ла стандартная терапия. Хотя в США. уже есть и банк донорских фекалий
OpenBiome. Его цель — сделать процедуру отбора образцов и трансплантации бы-
стрее , дешевле, безопаснее и доступнее. Фекальная трансплантация становится
настолько популярной, что из-за юридических барьеров проводится подпольно.
А это не гарантирует здорового донора. Врачи, имеющие возможность проводить
процедуру, перегружены работой.
В чем проблема? А в том, что в случае фекальной трансплантации не использу-
ются лекарственные препараты и особое оборудование. А это означает, что фар-
мацевтические компании с сильнейшим лобби и производители медицинского обору-
дования в фекальной трансплантации не заинтересованы. Более того, скорее все-
го именно они выступают против официального утверждения этой методики. Фарма-
цевтические компании делают деньги на лечении, а не на излечении людей.
С другой стороны, эксперты говорят, что в этой процедуре еще остается про-
цент неопределенности. Мы не знаем абсолютно точно, какие бактерии из кишеч-
ной микрофлоры могут быть опасными — или неопасными для донора и опасными для
нового «хозяина». Процедура не стандартизована. Нет оптимальных критериев от-
бора донора, оптимального метода приготовления материала и оптимального мето-
да введения материла. Ученые же говорят, что фекальная трансплантация может
успешно использоваться в случае всех заболеваний, прямо или косвенно связан-
ных с нарушениями кишечной микрофлоры. То есть это все воспалительные заболе-
вания кишечника: синдром раздраженного кишечника, язвенные колиты, болезнь
Крона, диабет второго типа и ожирение.
ЧТО ЕСТЬ, А
ЧТО НЕ ЕСТЬ
Мы уже ознакомились с обитателями нашего кишечника, а теперь пришло время
поговорить о том, что можно сделать, чтобы микрофлора кишечника была в хоро-
шей форме и не создавала проблем. В этой главе я рассказу, как можно улучшить
микробном (и соответственно самочувствие), изменив режим питания — то, что мы
едим и то, что мы пьем.
Перед тем как отправить что-то в рот, нужно задумываться, какую пользу или
вред этот продукт принесет не только телу, но и конкретно вашему микробному.
Ведь каждое подобное решение («Оьем-ка я кусок торта», «Хочется чипсов с лу-
ком») определяет судьбу миллиардов живых существ, обитающих внутри вас.
Это ответственно! Причем каждое решение принимается по поводу того, что со-
вершенно необязательно есть все то, что я рекомендую. Например, я всегда вы-
ступаю за цельнозерновую продукцию, но у вас может быть непереносимость глю-
тена. Разные люди по-разному реагируют на одну и ту же еду при здоровом ки-
шечнике. У вас может проявиться аллергия на какой-то продукт. Что-то вам по-
дойдет больше, что-то меньше.
Чтобы иметь здоровый кишечник и здоровую микрофлору кишечника, нужно есть
не только блюда кухни той страны, в которой вы родились. Ешьте азиатские блю-
да, индийские, исключительно полезна средиземноморская диета. Питание должно
быть разнообразным! Это хорошо для микробиома.
Многочисленные исследования показали, что полезным и здоровым типом питания
является средиземноморский. Термин «средиземноморская диета» был введен в се-
редине 1950-х годов Анселом и Марга-рет Кейс. Это пищевые привычки и принци-
пы, которым следуют люди, проживающие в Средиземноморском регионе, а не сис-
тема питания. Нет четко прописанных инструкций. Средиземноморская диета озна-
чает много фруктов, овощей, семян; хлеб и макаронные изделия — на основе зер-
новых культур. Главный источник энергии — оливковое масло, оно дает 25-35 %
всех калорий. Молочные продукты — это йогурт и сыр, красное мясо употребляет-
ся в малых количествах, рыба и птица — в средних. Рекомендуется умеренное
употребление красного вина во время приема пищи и активный образ жизни.
Ученые заинтересовались средиземноморской диетой в связи с так называемым
«французским парадоксом»: во Франции потребляют довольно большое количество
жира и красного вина, но сердечно-сосудистых заболеваний гораздо меньше, чем
в США. Если вы будете придерживаться средиземноморской диеты, то не только
сократите риск сердечно-сосудистых заболеваний, но и развитие диабета второго
типа, и рака груди у женщин, и даже стареть начнете позднее!
Очень интересное исследование было профинансировано правительством Испании.
Ученые выбрали 7400 испанцев, страдающих лишним весом (случайная выборка).
Половине было предложено придерживаться режима питания с низким содержанием
жиров (то есть нежирное мясо, нежирные молочные продукты, использование мини-
мального количества растительного масла). Другая группа придерживалась среди-
земноморской диеты, то есть ела жирную рыбу, большое количество оливкового
масла, пила красное вино, ела темный шоколад. Калории в обеих группах не ог-
раничивались . Наблюдение за этими двумя группами велось на протяжении многих
лет. Люди из второй группы (средиземноморская диета) прибавили меньше веса, в
особенности вокруг талии. У них было отмечено на 30 % меньше случаев сердеч-
но-сосудистых заболеваний и на 50 % меньше случаев развития диабета второго
типа. Женщинам во второй группе было предложено добавлять по две чайные ложки
в день оливкового масла первого отжима, и у них было отмечено на 68 % меньше
случаев развития рака груди.
Оливковое
масло
Ученые пришли к выводу, что важнейшим элементом этого рациона является
оливковое масло. Кроме того, что оно добавляет аромат и усиливает вкус, олив-
ковое масло является одним из самых здоровых и полезных видов жиров, потому
что богато полифенолами и антиоксидантами, которые снимают воспаления, причем
и в мозге, и в груди, и в кишечнике. Оливковое масло — сытный продукт, поэто-
му если вы съедите салат, заправленный оливковым маслом, то будете испытывать
меньше искушения съесть что-то сладкое позднее.
Вы спросите: а какое оливковое масло покупать?
Обязательно первого отжима? Конечно, дело тут в цене, во вкусе и личных
пристрастиях. Я сам готовлю на обычном оливковом масле, а в салатах использую
самое дорогое масло первого отжима. Но обратите внимание, что производство
самого полезного оливкового масла первого отжима обходится дорого, поэтому
оно является одним из наиболее часто подделываемых продуктов в мире, фактиче-
ски занимает второе место после меда из мануки, кустарника, произрастающего в
Новой Зеландии и являющегося природным антибиотиком.
Подделкой оливкового масла производители занимаются давно, но самый большой
скандал грянул в 2010 году, когда ученые из Калифорнийского университета в
Дэвисе решили проверить разные виды дорогого импортируемого оливкового масла
первого отжима. Подделки обнаружились более чем в 70 % случаев, в основном
это было итальянское масло, разбавленное более дешевыми сортами оливкового и
маслом канолы. Журналисты писали о том, что производство этого масла контро-
лирует итальянская мафия и другие преступные синдикаты. Подделка дает гигант-
ские прибыли!
На вкус определить подделку нельзя. Народные средства, например, поджечь
масло и посмотреть, как оно горит, или заморозить в холодильнике (если захо-
тите, найдете подробное описание в Интернете) не работают. Нужно обращаться в
лабораторию или лично знать производителя, если вы живете в стране, где это
масло производят. Те же итальянцы, греки и киприоты покупают настоящее масло
первого отжима у производителей.
Рыба
Как и в оливковом масле, в жирной рыбе много хороших жиров, которые дейст-
вуют как противовоспалительное средство. В случае жирной рыбы главным ингре-
диентом являются жирные кислоты омега-3. К сожалению, в белой рыбе, например
треске, очень мало жирных кислот омега-3. Но даже нежирные сорта рыбы являют-
ся хорошим источником белка. Еще несколько лет назад велись ожесточенные спо-
ры о том, какую рыбу есть — жирную или нежирную, и до сих пор вы можете
встретить рекомендации избегать жирных сортов из-за высокого содержания жира.
Очень интересное исследование было проведено в 1956 году Хью Синклером,
ученым из Оксфордского университета, который решил выяснить, почему гренланд-
ские эскимосы практически не страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями. Он
отправился в Канаду, за Полярный круг и изучал их жизнь и питание. Ведь эски-
мосы едят много жиров и почти не употребляют в пищу фрукты и овощи. В резуль-
тате проведенного исследования он пришел к выводу, что незаменимые жирные ки-
слоты омега-3, которые содержатся в жирной рыбе, защищают эскимосов от сер-
дечных приступов. После поездки к эскимосам Хью Синклер написал несколько
статей, но они остались незамеченными. Тогда он сам решил питаться как эски-
мосы, и с 1979 года стал есть жирную рыбу, моллюсков, тюленей и ракообразных.
Он решил, что при таком рационе питания его кровь будет меньше сгущаться,
также уменьшится вероятность закупорки артерий, что в конечном счете ведет к
инфаркту или инсульту. Хью Синклер продержался на этом режиме питания три ме-
сяца. Хорошо, если вы будете есть рыбу два раза в неделю. В таком случае сни-
зятся ваши показатели «плохого» холестерина, а кровь будет менее густой. Хотя
со свертываемостью крови лучше не переусердствовать, потому что в случае
сильного пореза дело может закончиться летальным исходом!
Так что при смене питания на «эскимосское», откажитесь от препаратов, кото-
рые вы, возможно, принимаете для разжижения крови. Хью Синклер дошел до пока-
зателя 50 минут — то есть его кровь начинала свертываться только через 50 ми-
нут!
Если будете есть жирные сорта рыбы два раза в неделю, то не только снизите
риск инфаркта, но также можете избавиться от депрессии, излишней тревожно-
сти, облегчить симптомы артрита.
А как насчет микробиома? У Хью Синклера были последователи, которые сади-
лись на эскимосскую диету или просто на жирную рыбу, так как возникали про-
блемы с покупкой мяса тюленей, и таким образом получали примерно 600 мг ки-
слоты омега-3 в день. До этого участники экспериментов питались обычным обра-
зом, не придерживаясь никакого особого режима питания. Во время экспериментов
брались многочисленные анализы кала. Было отмечено очень существенное увели-
чение количества бактерий, связанных с продуцированием битурата, который иг-
рает важную роль в поддержании здоровья кишечника, в частности, помогает
снять воспаления. После двух недель «рыбной» диеты участники эксперимента
возвращались к обычному питанию, и еще через две недели их микробном возвра-
щался к тому, что был до начала эксперимента. То есть рыбу нужно есть регу-
лярно .
К жирным сортам рыбы относятся лосось, форель, тунец, сардины, сельдь. В
последнее время идет много разговоров о том, что в рыбе содержится ртуть, но
в таких малых количествах, что польза значительно превышает риск. И наши
предки на протяжении тысячелетий ели рыбу и не думали о ртути.
Морские
водоросли
Конечно, жирная рыба — не единственный источник жирных кислот омега-3. Дру-
гим источником являются морские водоросли. Жители Европы и США. нечасто едят
морские водоросли, но они популярны в других частях света, в особенности в
Японии, Китае, Корее и на Тайване. Водоросли бывают разных цветов — зеленые,
коричневые и красные. Считается, что большинство наземных растений произошли
от зеленых видов водорослей, так что можно говорить о большом разнообразии
растительных обитателей моря. Конечно, не все водоросли съедобны, а некоторые
и ядовиты, так что я не советую вам самим вылавливать водоросли из моря для
того, чтобы съесть, пусть и в обработанном виде. И уж точно не нужно пробо-
вать в сыром то, что вы выловили сами!
Съедобные водоросли являются отличными пребиотиками, в них много витаминов
и минералов, а также клетчатки и, как я уже сказал, жирных кислот омега-3.
Поэтому в последнее время они приобретают все большую и большую популярность.
В Ирландии экстрактами водорослей стали кормить свиней, и выяснилось, что
это дает долгосрочный положительный эффект, который переходит к потомству. У
поросят было обнаружено меньше плохих бактерий, в частности E.coli, им требо-
валось меньше антибиотиков на протяжении жизни, и они набирали вес гораздо
быстрее, чем поросята, которых кормили как обычно.
Исследованием водорослей занимается доктор Пиа Уинберг из университета Вул-
лонгонга в Австралии.
У нее есть собственная ферма по разведению водорослей. Она утверждает, что
люди едят водоросли уже тысячи лет, и это одни из самых древних растений, ис-
пользуемых человеком. В настоящее время водоросли можно встретить в зубной
пасте, красках для рисования, чернилах для принтера, мороженом. Идет тестиро-
вание специального назального спрея на основе водорослей для лечения от
птичьего гриппа. Но больше всего Уинберг интересует воздействие водорослей на
микробном, и эксперименты она проводит не только в лаборатории, но и у себя
дома. Она регулярно берет анализы у всех членов своей семьи, включая детей.
Именно она провела первое серьезное исследование по влиянию морских водорос-
лей на микробном кишечника. В нем участвовали 64 человека, которые страдали
или ожирением, или лишним весом.
Люди принимали по три капсулы в день со специальной клетчаткой, выделенной
из водорослей, на протяжении 6 недель. У них брали анализы перед началом ис-
следования и после его окончания. Было отмечено снижение различных воспалений
и усиление инсулиновой чувствительности. Также обнаружилось увеличение чис-
ленности 15 различных видов бактерий. По большей части это были бактерии из
группы, которая продуцирует жирные кислоты типа битурата, который, в свою
очередь, способствовал укреплению и росту слизистой оболочки желудка.
Участники эксперимента также отметили, что у них уменьшилось желание по-
треблять большое количество сахара и быстрых углеводов. Это объясняется изме-
нением микрофлоры кишечника. Уровень инсулина улучшился у всех.
Наиболее интересный результат показала женщина, страдающая псориазом. У нее
постоянно слезала кожа рук, она два года не снимала повязок и лишилась рабо-
ты. Через четыре недели эксперимента ее кожа выглядела нормальной! Через три
недели после того, как она прекратила принимать капсулы, на коже опять нача-
лось шелушение. Это можно объяснить тем, что во время приема капсул воспали-
тельные факторы в крови снижались, а снижение воспаления помогло коже. С этой
женщиной уже проведено пять экспериментов, и результат всегда один и тот же:
через несколько недель на водорослях шелушение прекращается, при отмене водо-
рослей возвращается. В настоящее время Пиа Уинберг с коллегами специально ра-
ботают с людьми с псориазом.
Капсулы с клетчаткой из водорослей можно купить.
Сами водоросли многим кажутся непривлекательными из-за специфического рыб-
ного запаха.
Рыбий
жир
Если вы не слышали про капсулы с водорослями, то про капсулы с рыбьим жиром
не могли не слышать, так как они активно рекламируются в последние годы. «Ес-
ли вы не любите жирную рыбу и вообще рыбу, то нужно пить рыбий жир». Слышали
такое? Я считаю, что капсулы с рыбьим жиром малоэффективны в отличие от кап-
сул с клетчаткой водорослей. Заявляемая польза капсул с рыбьим жиром не под-
тверждена серьезными научными исследованиями. В 2006 году проводился мета-
анализ 89 исследований. Вывод: пользы от приема капсул с рыбьим жиром не вы-
явлено, правда, и вреда тоже. Другой мета-анализ, проведенный в 2012 году и
охвативший 20 исследований и почти 70 тысяч людей, показал, что прием капсул
с рыбьим жиром никак не влияет на возможность или невозможность инфаркта и
инсульта.
Может, все дело в качестве капсул. Например, ученые из Новой Зеландии про-
вели исследование капсул со всего мира, самых известных производителей, и
оказалось, что большинство окислились, то есть, прогоркли, причем до оконча-
ния срока годности еще оставалось много времени. Учтите, что от поимки рыбы
до попадания бутылочки с шариками в аптеку может пройти три года. Омега-3 не-
стабильна, три года для нее — слишком большой срок. Вы же не будете есть про-
тухшую рыбу? А пользы от прогорклого рыбьего жира, наверное, не больше, чем
от протухшей рыбы, и они точно не будут способствовать оздоровлению вашего
микробиома. Прогорклость определяется по вкусу и запаху. Вы проглотили капсу-
лу, не почувствовав запаха, но у вас в горле стоит неприятный привкус. Выбро-
сите капсулы вон. В любом случае их следует держать в холодильнике. Миллионы
людей по всему миру уже прекратили принимать капсулы с рыбьим жиром. Индуст-
рия, зарабатывающая миллиарды долларов, построена на пустых обещаниях. Прав-
да, в настоящее время продажи капсул падают по всему миру.
Если же вы не любите рыбу, а в вашей стране нет доступа к морским водорос-
лям, которые могли бы ее заменить, я советую принимать масло тресковой пече-
ни. Его рекомендуют беременным женщинам и кормящим матерям. Может, вам понра-
вится печень трески.
Попробуйте. Вам гарантировано снижение уровня холестерина. Это прекрасный
натуральный источник полезных жиров и отличный источник витамина D.
Мясо
Надеюсь, вы поняли, что рыба (или хотя бы тресковая печень) обязательно
должна быть в меню, но нельзя забывать и о мясе. Сейчас я говорю о красном
мясе — говядине, баранине и свинине. В последние годы вы наверняка видели вы-
ступления различных людей или читали статьи в газетах, журналах и Интернете о
том, что все красное мясо вредно. «Хотите жить дольше — откажитесь от красно-
го мяса». Знакомо?
Во-первых, красное мясо является отличным источником белка. Говядина (как
куском, так и в виде фарша) — это источник железа и витамина В12, которые
жизненно необходимы для производства здоровых красных кровяных телец, а ведь
многие люди испытывают их хронический дефицит. Более того, витамин В12 явля-
ется необходимым питательным веществом для развития головного мозга.
Но в мясе также содержится много насыщенных жиров. Так ли это плохо, как
утверждают некоторые специалисты? Доктор Рональд Краусс из Калифорнийского
научно-исследовательского института при детской больнице в Окленде всю жизнь
занимается исследованием связи насыщенных жиров и сердечно-сосудистых заболе-
ваний. У его отца случился инфаркт, когда мальчику было шесть лет, и Рональд
в уже таком раннем возрасте решил, что он обязательно что-то сделает для пре-
дотвращения инфарктов. Он получил диплом врача и занялся исследованиями. По-
нимая , что у него осложненная наследственность, он для начала выбрал для себя
диету, которая была «в тренде», — с низким содержанием жиров и полным отказом
от богатых холестерином яиц. Он также предлагал такую диету своим пациентом.
Краусс с коллегами считали, что все пациенты при такой диете должны демонст-
рировать улучшения, но на деле во многих случаях показатели холестерина ста-
новились хуже.
Проблема в том, что при диете с низким содержанием жиров необходимо есть
что-то еще. А это «что-то» часто оказывалось хлебом, макаронами или картофе-
лем. Доктор Краусс обнаружил, что если человек ест много углеводов, то в ре-
зультате растет уровень особенно вредного вида холестерина — липопротеинов
низкой плотности, которые являются переносчиками эндогенного холестерина. Тем
не менее, большинство врачей продолжали считать насыщенные жиры самыми глав-
ными врагами. Доктор Краусс с коллегами занялся мета-анализом, изучив все
достойными внимания исследования, которые они только смогли найти. Результаты
были опубликованы в 2010 году. Они обнаружили, что риск инфаркта немного вы-
ше , но незначительно. Риск инсульта на самом деле снижается.
То есть если взять и инфаркт, и инсульт, то эффект равен нулю. К такому же
выводу пришли ученые из Кембриджского университета.
Доктор Краусс говорит, что не будет никакого вреда, если вы станете два
раза в неделю есть красное мясо.
Хотя другие американские ученые продолжают настаивать на вреде мяса. К ним,
например, относится доктор Уолтер Уиллет из Школы здравоохранения Гарвардско-
го университета. Он сам почти никогда не ест красное мясо и утверждает, что
если вы едите красное мясо в большом количестве, это повышает риск преждевре-
менной смерти в целом, а также риск сердечно-сосудистых заболеваний и рака.
По его мнению, 85 г красного мяса в день (небольшой стейк) увеличивают риск
преждевременной смерти на 13 %.
В Европе пришли к прямо противоположному мнению. На протяжении 12 лет уче-
ные следили за 500 000 человек в 10 европейских странах и обнаружили, что
умеренное потребление красного мяса никак не влияло на смертность. Если вы
едите больше 160 г красного мяса в день, то повышается риск сердечно-
сосудистых заболеваний и рака. Но если едите меньше, то ваш риск не больше,
чем у тех, кто мяса не ест, и к тому же вы, вероятно, будете более здоровым
человеком, чем если бы отказались от красного мяса.
Как объяснить такие противоречивые результаты?
Я думаю, что все дело в том, что в Европе фермерам запрещено кормить живот-
ных антибиотиками и стимуляторами роста. В США. это разрешено. А если амери-
канцам приходится есть мясо животных, которых кормили антибиотиками, стимуля-
торами роста и еще немного специальной зеленой краской (чтобы мясо выглядело
более привлекательным), то не следует удивляться показателям, демонстрируемым
после его потребления.
Я думаю, что самое важное при выборе мяса — это его происхождение. Не важ-
но, будет ли это говядина, свинина, баранина, курятина или индюшатина. Как
кормили животное? Какую траву, зерно оно ело? Использовались ли антибиотики и
стимуляторы роста? Если да, то вашему микробному не приходится ждать ничего
хорошего.
Я ем красное мясо раз или два в неделю. Это мясо хорошего качества, от жи-
вотных так называемого травяного откорма. И это должна быть мясная порода ко-
ров . Есть страны, в которых коров традиционно держат для молока. К таким
странам относится, например, Россия, мясные породы там появились недавно и
составляют всего 2 % от всего поголовья. Держат в основном молочный скот. По-
сле того как корова перестает давать молоко, ее забивают. Из этого мяса можно
только сварить бульон! Даже самая нежная часть этой коровы требует хорошей
работы челюстных мышц. Ищите мясо от мясных пород, которых не доят, чье един-
ственное предназначение — пойти на мясо. Оно будет сочным, нежным, с отличным
вкусом. Летом мясо от таких коров дороже на 10 % в сравнении с обычной говя-
диной, зимой разница в цене будет порядка 25 %.
То есть вы спокойно можете есть красное мясо, если точно знаете, что это
мясо травяного откорма, животным не давали антибиотики и стимуляторы роста.
Лучше покупать парное или охлажденное мясо. Если вы размораживаете мясо, то
просто переложите его в холодильник из морозильника. Экстренно размораживать
нельзя, таким образом продукт портится. Если вы напуганы страшилками о гли-
стах в сыром мясе, помните, что глисты встречаются в больной, а не сырой го-
вядине. Животных на фермах постоянно наблюдают ветеринары, обязательна про-
верка при доставке на мясокомбинат, а после забоя проводится еще один осмотр,
причем и туши, и внутренних органов.
Но это всегда должен быть кусок мяса или фарш, который смололи вы сами. Со-
сиски, сардельки, ветчина, бекон, как и гамбургеры и прочие мясопродукты и
«быстрое питание» — это совсем другая история.
Несколько лет назад Тим Спектор, профессор генетической эпидемиологии из
Лондона, предложил своему сыну Тому, обожающему гамбургеры, 10 дней пожить на
диете, состоящей исключительно из продуктов быстрого питания, которые прода-
ются в Макдоналдсе. Это были бигмаки, куриные наггетсы, картофель фри, а за-
пивалось все колой. У Тома брали анализы до начала эксперимента, во время и
после него. Субъективное самочувствие Тома ухудшилось, а его микробному при-
шлось еще хуже. Он потерял примерно 1400 видов микроорганизмов, примерно 40 %
всех обитателей кишечника. Микробном не смог восстановиться даже через не-
сколько недель после возвращения к нормальному режиму питания.
Английский журналист Майкл Мосли тоже провел подобный эксперимент. Он сдал
анализы в Университете Рединга в Беркшире, его взвесили, измерили давление и
вообще проверили общее состояние здоровья.
Мосли решил попробовать выяснить влияние на организм мясопродуктов. Во вре-
мя эксперимента он их ел один или два раза в день, хотя обычно не употребляет
такие продукты. Утром в рацион включался бекон, вечером — гамбургер. Многие
британцы питаются таким образом. Через 4 недели эксперимента оказалось, что
он прибавил в весе 3 кг, в основном, жир распределился вокруг талии. Это пло-
хо, потому что такое распределение жира сильно увеличивает риск инсулиновой
резизтентности и диабета. Ухудшились показатели кровяного давления. Микробном
кишечника тоже претерпел изменения и в худшую сторону — уменьшилось разнооб-
разие и произошел серьезный сдвиг в сторону фирмикутов, а эти бактерии, как
мы знаем, связаны с ожирением и воспалениями.
После того как Майкл Мосли вернулся к своему обычному режиму питания, ему
удалось постепенно сбросить вес, снизить давление и вернуть микробном в нор-
му.
Быстрое питание и мясопродукты не дают ничего хорошего организму, и они по-
разительно плохи для микробиома. Одна из причин — количество сахара и жиров в
продуктах, подвергшихся технологической обработке. Но дело также и в эмульга-
торах, которые добавляют в большинство продуктов, которые походят технологи-
ческую обработку. Они улучшают текстуру и удлиняют срок годности, также от
них зависит консистенция, вязкость, в общем, эмульгаторы помогают лучше про-
давать товар.
У мышей, которым давали эмульгаторы, наблюдались нездоровые изменения мик-
робиома, а также рост бактерий, которые атаковали слизистую оболочку кишечни-
ка . Это, в свою очередь, ведет к воспалениям, а также развитию ожирения и
диабета второго типа.
Вот вам веская причина навсегда отказаться от гамбургеров, колбас, сосисок,
бекона. Они особенно вредны детям. Лучше съешьте кусок хорошего мяса.
О вреде
фастфуда
Современные дети обожают рестораны типа Макдоналдса и предлагаемую ими еду.
Хотя я должен развеять один из мифов, связанных с этими ресторанами.
Наверное, вы слышали и читали обвинения их в том, что они добавляют в свою
продукцию какие-то химикаты, вызывающие привыкание. Этого нет, это доказано
независимыми экспертами. Миф — результат недобросовестной конкуренции.
Но и без этого фастфуд несет в себе много опасностей: большое количество
соли, сахара, высокая калорийность, переизбыток добавок. При этом очень мало
клетчатки и витаминов. Присутствуют ароматизаторы и усилители вкуса. Конечно,
от ароматизаторов вреда меньше, чем от технологических пищевых добавок, но
они ведь тоже бывают разные. Если говорить о добавках, то, например, глутамат
натрия сам по себе безвреден, но заставляет есть и есть не слишком вкусные
блюда, стимулируя аппетит. Результат — переедание, лишний вес, а то и ожире-
ние. И причина ожирения многих американцев — это любовь к фастфуду, который
теперь захватывает весь мир. Также если ребенок начинает рано есть соль, это
гарантированные проблемы с суставами в будущем.
Все-таки решившись на фастфуд по какой-то социальной причине, посмотрите,
сколько калорий в блюде, которое вы выбираете. Возьмем для примера наггетсы.
В домашней куриной котлете 180 ккал, а в наггетсе — 285 ккал. Помните: чем
больше калорий в блюде, которое вроде бы должно быть низкокалорийным, тем
больше в него добавлено того, что для вас совсем не полезно. Кроме того, вы
не знаете, на каком масле обжаривали наггетсы в ресторане быстрого питания и
как давно его меняли. Если они вам так нравятся, приготовьте их дома. Куриное
филе в панировке — это полезный продукт. Вы же не будете добавлять в него
стабилизаторы и усилители вкуса.
Если говорить конкретно о гамбургерах, то огромный минус — это высокая ка-
лорийность . В одном гамбургере содержится примерно половина допустимой днев-
ной нормы соли. А вот насчет канцерогенов из-за жареного мяса я готов поспо-
рить . Котлеты в Макдоналдсе обжаривают очень недолго и на гриле. Но вы видели
эту котлету? Я имею в виду полуфабрикат, до обжарки. Это высушенная, почти
невесомая лепешка. Она становится котлетой после насыщения влагой. Гораздо
лучше съесть домашнюю котлету из фарша, который сделали вы сами и в которую
не добавляли соли.
Популярный картофель фри очень калориен: 280 ккал на 100 г продукта. Неко-
торые ученые считают, что именно картофель фри является главной причиной ожи-
рения современных подростков, которые едят его в большом количестве на пике
гормональных изменений. С другой стороны, когда говорят, что в картофеле фри
содержатся вредные трансжиры, которые засоряют сосуды и вредят сердцу, мне
становится смешно.
Откуда трансжиры в картофеле, который обжаривают на растительном масле?
Трансжиры — это молочная и мясная пища или переработанное, гидрогенизирован-
ное растительное масло. Но рестораны фастфуда все-таки не используют такое
масло.
К фастфуду относятся и сосиски, причем не только в тесте. Это продукт быст-
рого приготовления, который современные люди часто готовят дома. Я считаю,
что сосиски, сардельки и колбасы вообще нужно было бы запретить! Для питания
детей уж точно. В этих продуктах много соли, красителей, усилителей вкуса и
аромата. Хотя бы постарайтесь максимально ограничить сосиски, сардельки и
колбасы в рационе, если уж не можете совсем от них отказаться. И выбирайте
продукты неприглядного серого цвета, так как в них нет красителей.
Наиболее безобидный фастфуд — это пицца, если она без колбасы. Я рекомендо-
вал бы классическую «Маргариту»5 с помидорами и сыром, но все равно раз в не-
делю , не чаще. И это должна быть хорошая пицца, а не странная смесь пирога и
ватрушки, которую подают в забегаловках.
Но все-таки постарайтесь отказаться от фастфуда.
Подумайте о том вреде, который он приносит и вам, и вашему микробному.
Шоколад
Тот, кто изобрел молочный шоколад, был злым гением. Этот продукт во многих
исследованиях был назван «самым желаемым» из всего, что можно есть на нашей
планете. Почему он так привлекателен? Дело во вкусе, запахе и в том, как он
тает у вас во рту. Конечно, свою роль сыграла реклама, но ведь если вы что-то
покупаете, наслушавшись хвалебных отзывов, а потом вам продукт не нравится,
вы во второй раз его покупать не будете. А продажи молочного шоколада бьют
все рекорды. Дело в магической пропорции 50:50. Половину калорий дает сахар,
а вторую половину — жиры.
Такая же пропорция используется в других продуктах, обожаемых людьми по
всему миру. К ним относятся мороженое и пончики.
Уже известно о привыкании к сахару, о его «наркотическом» действии. Об этом
написано немало статей и книг. Но вы ведь навряд ли едите по целой миске са-
хара . Вы не едите его сам по себе. И очень мало кто пьет сливки стаканами. Но
если смешать сахар и сливки, добавить усилители вкуса, заморозить, получается
мороженое, имеющее миллиарды поклонников.
5 Пицца Маргарита — это типичная неаполитанская пицца, приготовленная из помидоров
Сан-Марцано, сыра моцарелла, свежего базилика, соли и оливкового масла первого отжи-
ма.
Почему пропорция 50:50 так привлекательна?
А потому, что эта пропорция соблюдена в еде, которую мы пробуем первой,
только что появившись на свет. Я говорю про грудное молоко, где сахар и жир
находятся как раз в этой пропорции. В природе больше нигде такой пропорции
сахара и жира нет, только в продуктах, изготовленных человеком.
Если вы «подсели» на молочный шоколад, рекомендую попробовать перейти на
темный. В нем меньше сахара, и зависимости от темного шоколада не формирует-
ся , по крайней мере, такой, как от молочного.
Также обращаю внимание, что темный шоколад — один из составляющих так назы-
ваемой средиземноморской диеты, про которую я уже рассказывал. В особенности
полезен шоколад с высоким содержанием какао. Какао — это очень полезный про-
дукт для вашего организма. То есть сахар в шоколаде — это вред, а какао —
польза. Поэтому ешьте шоколад, где много какао! Расщепление какао происходит
в толстой кишке, и образуется окись азота, которая расширяет артерии и полез-
на для сердечнососудистой системы.
Какао также является отличным источником флавоноидов и полифенолов, которые
приносят пользу микроорганизмам, проживающим в кишечнике.
Яйца
Продукт, который долгие годы демонизировали и продолжают демонизировать, —
это яйца. Яйца богаты холестерином (который тоже демонизируется), и нам долго
говорили, что если мы будем есть яйца, то произойдет закупорка наших артерий.
Но, например, холестерином богаты и морепродукты, примерно в такой же степе-
ни , что и яйца, и их никто не ругал. Нас убеждали, что можно есть не больше
двух яиц в неделю, и лучше без желтка. Многие стали выбрасывать желток, а
ведь почти все полезные вещества находятся как раз в нем.
Стали популярны яйца без желтка. Но если курица несет яйца без желтка, это
значит, что она больна! У нее воспаление яйцевода, которое может быть вызвано
стрессом, гормональным сбоем, нехваткой витаминов или просто плохим содержа-
нием птицы.
Воспаление яйцевода у курицы также может быть вызвано патогенной микрофло-
рой. Такие яйца есть нельзя. Иногда желток внутри лопается и перемешивается с
белком, такое случается у молодых несушек, и такие яйца есть можно. Не зря
народные поверья рекомендуют есть полезное и не есть вредное. Прислушивайтесь
к народным приметам! Они несут в себе вековую мудрость. Например, на Руси яй-
ца без желтка считали плохой приметой, если кому-то попадалось такое яйцо,
считалось, что в дом придет беда, а яйца с двумя желтками, наоборот, означали
удачу или просто что-то хорошее.
В некоторых странах, например в Великобритании, появились производители,
которые специализировались на получении яиц без желтка. Мне сложно сказать,
что они делали с курицами, хочется верить, что не заражали их специально па-
тогенной микрофлорой. Но эти яйца стоили дорого, гораздо дороже обычных. И их
активно покупали!
Потом в «Британском медицинском журнале» были опубликованы результаты мета-
анализа 17 исследований. Вывод был однозначный: употребление яиц даже в боль-
шом количестве не связано с ишемической болезнью сердца или инсультом. Те-
перь , наоборот, можно часто услышать рекомендации врачей или специалистов по
питанию, которые рекомендуют есть побольше яиц. А ведь на самом деле люди
едят их уже на протяжении многих тысячелетий!
Яйца являются прекрасным источником белка, они богаты витаминами и минера-
лами . Вы можете их варить разными способами, делать яичницу или омлет.
В вареном яйце 90 калорий. Что лучше есть на завтрак: яичницу или кашу с
круассаном? В одном круассане с джемом 400 калорий, и голод вы почувствуете
быстрее, чем после яичницы. Белок обеспечивает чувство сытости на более про-
должительное время. Только обязательно мойте яйца перед тем, как их разби-
вать .
Мне не удалось найти никаких исследований, которые бы свидетельствовали о
конкретной пользе вашему микробному от яиц. Но если вы благодаря яичнице не
станете есть с утра булочку с джемом или маслом, то они однозначно принесут
пользу вашему микробному.
Вино
Мы все знаем, что большое количество алкоголя (любого) — это плохо. А если
говорить об умеренном потреблении? Так, любимая мной средиземноморская диета
допускает употребление вина в умеренных количествах. Проводилось немало ис-
следований людей, которые позволяют себе стаканчик или два вина во время ужи-
на. Ученые разных стран пришли к выводу, что умеренное потребление алкоголя
может быть полезным для здоровья. Например, в США. вели наблюдения за 14 000
взрослых людей старше 45 лет на протяжении 24 лет. У тех из них, кто употреб-
лял алкоголь, но не более шести стаканов вина в неделю, риск развития болез-
ней сердца оказался ниже, чем у тех, кто не пил совсем. Подчеркиваю: они пили
вино.
А как насчет микробиома? По идее, микробном должен ненавидеть алкоголь.
Чистый спирт означает гибель всего микроскопического. Например, мы используем
смоченные в спирте или спиртовой настойке тампоны, если нужно очень хорошо
продезинфицировать какое-то место на коже. В пропитке влажных салфеток тоже
присутствует спирт. Мы также знаем, что спирт может вызвать воспаление слизи-
стой желудка, а это плохо.
Но в вине содержится не только спирт — в нем также присутствуют полифенолы.
Полифенолы встречаются в чае, кофе, фруктах, овощах и шоколаде. Когда вы
едите или пьете что-то из упомянутого, примерно половина того, что попало в
ваш организм, быстро проходит тонкий кишечник и отправляется в толстый, где
оказывает существенное влияние на микробном. Испанские исследователи заинте-
ресовались влиянием полифенолов в красном вине, пригласили для участия в экс-
перименте десять здоровых мужчин средних лет. Неделю участники эксперимента
не употребляли алкоголь вообще. Потом им предлагалось или пить за ужином
большой стакан красного вина (270 мл), или красного вина, из которого был
удален алкоголь, или стаканчик джина (100 мл). Через 20 дней напиток менялся,
то есть те, кто пили красное вино, переходили на безалкогольное вино, с без-
алкогольного переходили на джин, с джина на красное вино. То есть каждый уча-
стник эксперимента по двадцать дней употреблял за ужином один из упомянутых
напитков, эксперимент длился два месяца и одну неделю (без алкоголя). На про-
тяжении всего времени участники эксперимента регулярно сдавали анализы.
Ученые выяснили, что, когда участники эксперимента пили красное вино и в
меньшей степени когда пили безалкогольное вино, у них значительно снижалось
кровяное давление, уровень триглицеридов в крови (количества жира, циркули-
рующего в крови), а также С-реактивного белка, который является прямым при-
знаком воспаления в человеческом теле. В дополнение к этому было отмечено за-
метное изменение состава и количества микроорганизмов в кишечнике.
В особенности увеличилось количество бактероидов, то есть бактерий, ассо-
циируемых со стройностью. Также было отмечено существенное увеличение количе-
ства бифидобактерий, которых связывают с понижением уровня холестерина.
Белое вино, в отличие от красного, не приносит заметной пользы организму. В
пиве высокое содержание углеводов, так что, если хотите сбросить вес, о пиве
забудьте. Пейте только красное вино и в умеренных количествах.
Фрукты
и овощи
Все знают, что фрукты и овощи полезны для нашего организма, но современный
человек, проживающий в развитой стране, ест их в недостаточном количестве.
С другой стороны, мы можем опять вспомнить эскимосов. В Арктике даже в лет-
ние месяцы растительность остается очень чахлой. В тундре в основном растет
мох и лишайники. Жителям этих регионов удается в лучшем случае съесть поло-
винку чашки ягод в день в самые теплые месяцы. То есть эскимосы обходятся
практически без фруктов и овощей. Но, как мы уже говорили, у них исторически
другой режим питания, которого они придерживаются на протяжении жизни многих
и многих поколений. Нам нужно гораздо больше ягод и фруктов.
Но даже те американцы и европейцы, которые едят фрукты или овощи пять раз в
день, например вегетарианцы, используют в пищу очень ограниченное количество
разных фруктов и овощей. Это огурцы, помидоры, морковь, лук, листья салата,
если говорить об овощах.
Фруктов больше, потому что теперь мы имеем возможность есть не только то,
что произрастает в нашем регионе, но и круглогодично есть экзотические фрук-
ты, которые привозят из других частей света.
Однако люди все равно склонны придерживаться ограниченного рациона, и кон-
сервативны в своих пищевых пристрастиях. Но это означает и ограниченность на-
шего микробиома. Чтобы увеличить разнообразие микроорганизмов в кишечнике,
можно для начала добавить фрукты и овощи других цветов. То есть чем больше
овощей и фруктов разного цвета вы едите, тем лучше для микробиома. У ваших
бактерий таким образом получается разнообразное питание, а вы получаете боль-
ше питательных веществ. Да и разноцветные фрукты и овощи будут просто красиво
выглядеть на вашей тарелке!
Пигменты, придающие цвет овощам и фруктам, состоят из сотен различных био-
активных соединений, или фитонутриентов. Фитонутриенты содержатся в кожице
овощей и фруктов и придают им цвет, вкус, запах и природную устойчивость к
заболеваниям, то есть защищают от грибков и бактерий и других внешних угроз.
Это природные химические вещества. Они содержатся во всех овощах и фруктах.
Некоторые из них важны для процесса фотосинтеза. Фитонутриенты не играют в
жизни человека такой роли, как витамины и минералы, которые жизненно важны,
но когда мы едим овощи и фрукты, богатые фитонутриентами, то защищаеем себя
от многих болезней. Клетки организма получают необходимую помощь. На сего-
дняшний день известно порядка 25 000 различных фитонутриентов, они делятся на
шесть групп: каротиноиды, флавоноиды, ресвератол, органические кислоты, глю-
козинолаты и фитоэстрагены.
Известно более 600 каротиноидов, которые придают овощам и фруктам желтый,
оранжевый, красный цвет.
В нашем теле они работают как антиоксиданты, то есть не дают свободным ра-
дикалам, образующимся в процессе окисления, разрушать здоровые клетки. Для
лучшего усвоения каротиноидов продукты следует измельчить и добавить жира. То
есть если вы делаете салат из сырой моркови, ее следует натереть и добавить
масла, желательного оливкового. В таком случае усвоение каротиноидов увеличи-
вается на 30 %. Альфа-каротин, бета-каротин превращаются в организме в вита-
мин А, который необходим для работы иммунной системы, роста, здоровых глаз и
хорошего состояния кожи. Другой каратиноид — это ликопин, который придает
овощам и фруктам красный или розовый цвет. Самый известный источник ликопина
— помидоры. Также он содержится в арбузах и розовых грейпфрутах. Известно,
что он обладает противоопухолевыми свойствами.
Обращаю внимание, что человеческий организм самостоятельно витамин А не
производит, а получает его с каротиноидами.
Флавоноиды — это одна из самых значительных групп фитонутриентов, на сего-
дняшний день известно порядка 6500 различных флавоноидов. Все они обладают
антиоксидантными свойствами. Один из видов флавоноидов — это катехины, больше
всего их в зеленом чае. В результате процесса ферментации чая его антиокси-
дантные свойства снижаются, то есть зеленый чай полезнее черного. Гесперидин
содержится в цитрусовых и может уменьшить воспаление в организме и снизить
риск развития рака. Кверцетин содержится в яблоках, винограде, луке. Антоциан
содержится в чернике и красной капусте и способствует усилению стенок крове-
носных сосудов. Флавоноиды также защищают от вредного воздействия ультрафио-
летовых лучей
Самый известный источник ресвератола — красный виноград. Это антиоксидант и
противовоспалительное средство, он также снижает уровень холестерина, укреп-
ляет стенки кровеносных сосудов и восстанавливает их эластичность.
Многие фрукты и ягоды содержат органические кислоты, которые формируют их
вкус. Самые известные кислоты — это лимонная, яблочная, щавелевая, салицило-
вая , эллаговая. Последняя содержится к клубнике, малине и гранате. Она обла-
дает противоопухолевыми свойствами и способна нейтрализовать химические кан-
церогенные вещества. Органические кислоты должны поступать в организм еже-
дневно в виде фруктов или ягод. Это поможет сохранять кислотно-щелочной ба-
ланс.
Глюкозинолаты — это природные сернистые химические соединения. Они содер-
жатся в брюссельской капусте, брокколи, рукколе, савойской и белокочанной ка-
пусте . Они помогают бороться с воспалениями. В настоящее время ведутся иссле-
дования о возможности использования глюкозинолатов в борьбе с раком.
Фитоэстрогены работают в организме как гормон эстроген. Они способствуют
предотвращению потери костной ткани у женщин и развитию эндометриоза. Содер-
жатся в соевых бобах, льняном семени, кунжутном семени. В настоящее время ве-
дутся исследования фитоэстрогенов как альтернативы женской заместительной
гормональной терапии.
Если же говорить про различные цвета овощей и фруктов, то их можно разде-
лить на пять групп.
Желтые, оранжевые и красные, как мы уже знаем, богаты каротиноидами. Когда
листья осенью меняют цвет, это тоже происходит благодаря каротиноидам. Вы
обязательно должны круглогодично есть морковь. Наши предки считали, что мор-
ковь помогает людям видеть в темноте. Все дело в ретиноле, или активной форме
витамина А. Но самым популярным овощем в мире, богатым каротином, является
помидор.
Если говорить о зеленых овощах, то они делятся на две группы: листовые и
различные виды капусты.
Листовые (салат, шпинат, мангольд) являются источниками важных минералов,
включая магний, марганец, калий. Шпинат считается одним из самых полезных
овощей. В нем есть железо, йод (помощник щитовидной железы), лютеин, по коли-
честву белка шпинат уступает только фасоли и гороху, в нем есть фосфор, каль-
ций, щавелевая кислота. Во второй группе зеленых овощей, различных видах ка-
пусты, присутствуют сернистые химические соединения и различные аминокислоты,
необходимые для тканей и мышц. Но будьте осторожны, если у вас диагностирова-
ны воспалительные заболевания желудка или кишечника. Сера полезна для здоро-
вого кишечника, но может только ухудшить состояние воспаленного.
Если вы замечали, что страдаете метеоризмом, и выпускаемые вашим организмом
газы особенно неприятно пахнут, то это явно сероводород. Его производят бак-
терии при расщеплении еды в кишечнике, но не любой, а богатой серой. Примерно
у трети населения в кишечнике живут бактерии, которые обеспечивают «хозяину»
газы с запахом тухлых яиц. Если вы входите в эту группу, лучше не употреблять
в пищу капусту.
Синие и фиолетовые овощи и фрукты имеют эти цвета благодаря антоциану. Чем
более интенсивен цвет, тем больше антоциана содержится в овоще или фрукте.
Черника, голубика, красная капуста, баклажаны очень полезны в пожилом воз-
расте. Уже доказано, что богатые антоцианами продукты улучшают память и помо-
гают ее не терять по мере старения. Их также любят наши бифидобактерии и лак-
тобактерии.
К белым относятся чеснок, репчатый лук, лук-порей, лук-шалот. Наиболее изу-
чен в этой группе чеснок, который уже на протяжении многих столетий использу-
ется в медицине и при приготовлении различных блюд.
Он также способен убивать «плохие» бактерии. Его традиционно употребляли в
сыром виде для лечения простуды и кашля (и даже боролись с вампирами!). Хотя,
конечно, далеко не всем нравится пахнуть чесноком.
Главное — побольше разнообразия в цвете!
Ферментированные
продукты
Ферментация — это сбраживание, или квашение.
Ферментированные продукты с древних времен считаются очень полезными для
человека. Они помогают улучшить здоровье и снизить вес. К ферментированным
продуктам относятся кефир, айран, тан, йогурт, на котором написано «содержит
живые культуры». Он хранится не более двух недель, а вообще лучше покупать
молочные продукты со сроком годности на более шести дней. Но если йогурт мо-
жет храниться полгода, это уже не ферментированный продукт, а пастеризован-
ный , полезных бактерий в нем нет и, соответственно, пользы от него тоже нет.
Также к ферментированным продуктам относится натуральное, не пастеризованное
пиво, квас, приготовленный на закваске. Все они богаты пробиотиками, то есть
здоровыми бактериями, повышающими полезность блюда, и существенно влияют на
пищеварение и иммунитет. Улучшение работы пищеварительной системы может при-
вести к избавлению от лишних килограммов.
Наши предки квасили и солили продукты, чтобы сохранить их в те времена, ко-
гда не существовало холодильников, банок с крышками. Слова «консервирование»
еще не было. К сожалению, в наше время мы едим меньше ферментированных про-
дуктов, чем следовало бы. Причины — это возможность круглый год покупать све-
жие овощи и фрукты. Также популярным стало замораживание. На полках магазинов
полезные ферментированные продукты вытесняются пастеризованными и рафиниро-
ванными .
О пользе квашеной капусты знали древние греки.
Римляне использовали ее для профилактики кишечных инфекций. Квашеную с ли-
моном капусту использовал капитан Кук со своей командой для профилактики цин-
ги. У любого народа есть свои национальные ферментированные продукты — все
квасили, мочили, солили овощи, фрукты, ягоды и грибы. В Германии это кислая
капуста, кислое дрожжевое тесто, в России — квашеная капуста, домашний квас,
простокваша, в Турции — айран. В Азии наблюдается огромное разнообразие про-
дуктов, в которых каким-то образом используется процесс ферментации. К ним,
например, относятся корейская капуста кимчи, национальное японское блюдо ми-
со-суп, напиток комбуча, ферментированный посредством чайного гриба, индий-
ский напиток ласси.
Брожение происходит, когда продукты замачивают в соленой воде или собствен-
ном соку (капусту, морковь, огурцы, даже ананас). Начинают размножаться по-
лезные бактерии, они превращают сахар и углеводы в различные соединения, на-
пример молочную кислоту.
Она образуется при квашении и мочении и является натуральным консервантом.
Кислоты отвечают за кислый вкус, типичный для всех ферментированных продук-
тов.
Полезные бактерии разъедают углеводы и сахар, и это не оставляет шансов
плохим бактериям.
В процессе ферментации образуются лактобактерии, которые повышают усвояе-
мость пищи. Молочнокислые бактерии вырабатывают многочисленные ферменты, ви-
тамины, натуральные антибиотики, противораковые вещества. Молочная кислота не
только позволяет сохранить продукты и продлить срок их годности, но и способ-
ствует росту полезной микрофлоры.
И продукты начинают лучше усваиваться.
Благодаря ферментированным продуктам улучшается процесс пищеварения и выра-
ботка желудочного сока, то есть она становится сбалансированной и убирается
дискомфорт из-за недостаточного или избыточного количества желудочного сока.
Если в желудке мало соляной кислоты, то ферментированные продукты помогают
повысить кислотность желудочного сока. И наоборот, если вырабатывается слиш-
ком много соляной кислоты, то ферментированные продукты защищают слизистую
желудка и стенки кишечника от ее воздействия.
Чем старше человек, тем полезнее ему ферментированные продукты — квашеные,
моченые. При старении организма снижается выработка ферментов и соков, кото-
рые нужны для правильного пищеварения.
Также они уменьшают риск запоров, стимулируя работу желудочно-кишечного
тракта. Они полезны людям, страдающим диабетом, так как улучшают работу под-
желудочной железы. Доказано, что они убивают патогенные бактерии — вырабаты-
вают соединения, которые разрушают и подавляют их рост. Например, бактерии,
вызывающие холеру и чуму, чувствительны к кислой среде. Ферментация может вы-
водить из продуктов токсины. Ферментированные продукты увеличивают выработку
витаминов группы В, а также витамина К, который помогает предотвратить накоп-
ление холестериновых бляшек на стенках сосудов и защищает от болезней сердца.
Особенно этот витамин важен пожилым людям, так как укрепляет кости.
Приготовление ферментированных продуктов в домашних условиях не отнимает
много времени, готовить их несложно. А если подумать о пользе, которую прине-
сет, например, квашеная капуста, то затраченное время окупится сторицей. И
хранятся они долго.
Большинство людей занимаются ферментацией овощей, но этому процессу можно
подвергать почти любой продукт, даже свиной жир и сырую рыбу. Хотя, признаюсь
вам, что один из самых отвратительных продуктов, которые я когда-либо ел, —
это ферментированная акула, традиционное блюдо в Исландии, где я ее и попро-
бовал. Выловленную акулу кладут в бочку, заливают соленой водой, кто-то в эту
бочку обязательно должен помочиться (я не знал этого, когда пробовал блюдо),
бочку ставят в подвале или подполье.
Но мне, например, очень нравится квашеная капуста, которую делают поляки.
Хозяйка ресторана, где я часто бываю, родом из Польши и рассказывала, что ре-
цепт квашения капусты у них передается из поколения в поколение. Сейчас она
квасит капусту в ноябре, ее хватает до весны. Подает она ее с сосисками. Я
стараюсь не есть сосиски и заказываю капусту отдельно.
Это безумно вкусно, и в квашеной капусте очень много живых бактерий.
Ферментированные продукты очень полезны для кишечника, потому что в них со-
держится огромное количество разных бактерий. И велика вероятность, что мик-
роорганизмы из ферментированных продуктов доберутся до толстой кишки в отли-
чие от микроорганизмов в других продуктах. Причина в том, что они резистентны
к кислотам, ведь они же выросли в кислой среде. Хотя если вы никогда раньше
не ели квашеную капусту или кимчи, не советую на них набрасываться.
Начинайте понемногу и посмотрите, как будет реагировать ваш организм.
Клетчатка
Клетчатка — это пищевые волокна, которые не расщепляются и не переваривают-
ся в нашем желудочно-кишечном тракте. Это важнейшая составляющая в нашем ра-
ционе питания. При недостатке клетчатки возможны серьезные, даже опасные для
жизни заболевания. Она содержится только в продуктах растительного происхож-
дения, а именно в грубых частях растений (кожура, стебли, семена), при этом
сосредоточена в разных частях овоща или фрукта и ее доля в них тоже различа-
ется. Например, в плодах ее 1-2 %, в грибах — 2 %, в ягодах — 3-5 %.
Наиболее важные пищевые волокна — это целлюлоза, пектины и лигнин. В общем
и целом клетчатка из продуктов питания не растворима и не усваивается чело-
веческим организмом, так как наш пищеварительный тракт не вырабатывает фер-
ментов для переваривания грубых пищевых волокон. Но в нашем кишечнике живут
бактерии, способные разрушать клетчатку. В результате в толстом кишечнике об-
разуются соединения, способные растворяться в воде и частично всасываться.
Поэтому клетчатка бывает растворимой и нерастворимой.
Растворимая — это пектины, нерастворимая — целлюлоза и лигнин. Чем тоньше
кожура у плода, чем нежнее мякоть, тем лучше расщепляется клетчатка, которая
в нем содержится. Если говорить о богатых клетчаткой продуктах, то наиболее
грубые нерастворимые пищевые волокна содержатся в крупах, семенах, овощах,
грибах.
Растворимая клетчатка содержится в листовых овощах, фруктах, ягодах и овся-
ных отрубях. Нашему организму необходимы оба вида клетчатки, поэтому повто-
ряю: максимально разнообразьте свой рацион! Также обращаю внимание, что рас-
творимой клетчатки нужно больше, примерно в три раза.
Но если клетчатка из продуктов питания почти не усваивается нашим организ-
мом, зачем она нужна?
Во-первых, она усиливает моторику кишечника и служит для профилактики запо-
ров. Во-вторых, оказывает бактерицидное действие, и работа ее начинается уже
во рту, когда мы только начинаем пережевывать грубую пищу. При длительном же-
вании выделяется большое количество слюны, которая богата ферментами и микро-
элементами. Это полезно для зубной эмали и микрофлоры полости рта. Слюна об-
ладает бактерицидным действием и подавляет гнилостные процессы в полости рта.
В-третьих, клетчатка очищает организм и способствует чувству насыщения. Когда
клетчатка попадает в желудок, то впитывает воду, разбухает, и таким образом
мы испытываем чувство насыщения. В кишечнике она улучшает прохождение пищи и
таким образом обеспечивает регулярный стул. Также она очищает организм от хо-
лестерина — продукты, содержащие клетчатку, проходят через кишечник, впитывая
в себя холестерин, и таким образом не дают ему попадать в кровь. Поэтому,
чтобы иметь хорошие показатели холестерина, ешьте побольше сырых овощей и
фруктов.
Пектины блокируют всасывание вредных веществ в кровь через кишечник, они
связывают их, превращают в нерастворимые и безвредные соединения. Пектинов
много в яблоках, черной и красной смородине, тыкве, огурцах, помидорах, пер-
сиках , абрикосах.
Клетчатка помогает поддерживать баланс микрофлоры кишечника. Она подавляет
деятельность болезнетворных бактерий и помогает выводить из организма продук-
ты его жизнедеятельности. Также употребление в пищу большого количества про-
дуктов, богатых клетчаткой, — это профилактика рака прямой кишки. В последние
годы количество диагностированных случаев рака прямой кишки увеличивается,
так как многие отдают предпочтение рафинированной пище.
Пищевые волокна важны и для пищеварения, и для здоровья всего организма.
Суточная норма нерастворимой клетчатки и пектинов для взрослого человека со-
ставляет 25 г. Она должна присутствовать в рационе ежедневно! Отсутствие или
недостаток клетчатки грозит заболеваниями кишечника, которые сопровождаются
запорами. Это может быть колит, дисбактериоз, геморрой. Также недостаток
клетчатки может повлиять на развитие атеросклероза, ишемической болезни серд-
ца, увеличить риск инфаркта и инсульта. Развитие сахарного диабета и ожирения
— это тоже результат нехватки клетчатки.
Клетчаткой богаты овощи, ягоды, фрукты, отруби, орехи, бобовые, грибы, кру-
пы, хлеб из муки грубого помола, сухофрукты. Регулярно употребляйте их в пи-
щу, тогда ваш организм будет получать необходимое количество клетчатки есте-
ственным путем. Сейчас в аптеках можно купить препараты, содержащие клетчат-
ку, но все-таки лучше получать ее непосредственно из продуктов питания. Упот-
ребляйте цельные крупы, а не продукты быстрого приготовления, которые сейчас
очень популярны. Они обработаны особым образом и не содержат грубых пищевых
волокон, поэтому польза от них минимальна. Овощи нужно есть сырыми. Конечно,
это не всегда возможно, но обязательно делайте салаты из сырых овощей — мор-
ковь , сладкий перец, сельдерей, листовые овощи ешьте только сырыми. Клетчатки
много в кожуре фруктов. Но будьте внимательны. Если вы едите яблоки в сезон,
собранные в вашей местности, обязательно ешьте их с кожурой. Но если вы едите
привозные яблоки зимой, кожуру нужно срезать обязательно, так как ее специ-
ально обрабатывают для длительной транспортировки и хранения.
Выберите для себя те или иные продукты, содержащие растворимую и нераство-
римую клетчатку, таким образом вы улучшите пищеварение и жизнедеятельность
всего организма.
Однако клетчатка противопоказана при обострении заболеваний желудка и ки-
шечника, так как это грубые пищевые волокна. Если вы долго употребляли только
мягкую пищу, после продуктов, богатых клетчаткой, может начаться газообразо-
вание , вздутие, боли в животе и даже понос. Поэтому постепенно приучайте себя
к пище, содержащей грубые волокна, ешьте ее небольшими порциями и следите за
реакцией организма. Если вы употребляете много продуктов, богатых клетчаткой,
нужно обязательно пить воду, не менее 1,5-2 л простой чистой воды в день.
Чего
следует
избегать
Выше я рассказал о продуктах, которые стоит есть и которые обязательно нуж-
но включать в свой рацион, но есть и другие — те, потребление которых нужно
сократить или вообще исключить. Как я уже говорил, исключить следует сосиски,
сардельки, все колбасы и бургеры. Лучше, если вы откажетесь от всего фастфу-
да. Гораздо полезнее для вас и для вашего микробиома съесть кусок мяса (от
скота травяного откорма) с овощами, богатыми клетчаткой и витаминами.
Но в первую очередь следует максимально сократить потребление сахара. К со-
жалению, многие современные люди потребляют этот продукт в излишне больших
количествах, а это может иметь катастрофические последствия для вашего здоро-
вья. В США. и Великобритании ребенок шести лет съедает в год столько сахара,
сколько весит сам. Это катастрофа! Все попытки специалистов разных направле-
ний по сокращению потребления сахара хотя бы детьми пока не увенчались успе-
хом.
Обращаю внимание, что в сахаре не содержится никаких полезных веществ,
только калории. В других продуктах питания есть витамины, минералы, клетчат-
ка , в сахаре — ничего! От сахара портятся зубы. Дети едят много сахара, пьют
сладкие напитки, зубы начинают портиться в детстве. Взрослые продолжают де-
лать то же самое. Результат — пломбы почти в каждом зубе или каждом зубе,
разрушение корней, коронки, протезы. Вы знаете хотя бы одного взрослого со
здоровыми зубами? Есть такие в вашем окружении? Конечно, зубы портятся не
только из-за сахара, но это одна из причин, и это главная причина попадания
детей младше десяти лет в клиники, где им удаляют гнилые зубы. Когда вы едите
или пьете что-то сладкое, подскакивает уровень сахара в крови, затем он пада-
ет, вы снова испытываете чувство голода. Те, кто потребляет много сахара,
обычно имеют лишний вес или страдают ожирением.
В особенности это относится к детям. Если вы выпиваете хотя бы один стакан
сладкого напитка в день, это увеличивает риск ожирения на 60 %! Это показало
исследование, во время которого изучалась связь между подслащенными напитками
и ожирением у детей.
Результаты были опубликованы в популярном, одном из самых авторитетных еже-
недельном медицинском журнале «Lancet» в 2001 году.
Поскольку сахар влияет на вес и на уровень инсулина, потребление большого
количества сахара увеличивает риск развития диабета второго типа. А это, в
свою очередь, сокращает продолжительность жизни на десять лет, а также увели-
чивает риск ранней деменции и ампутации конечностей. Некоторые ученые называ-
ют сахар наркотиком. В любом случае он вызывает привыкание, но не сам по се-
бе, а в сочетании с жиром, в пропорции одна калория сахара на одну калорию
жира, чем и пользуются производители сладостей.
Есть люди, которые запросто могут остановиться, съев кусочек торта или мо-
лочного шоколада, а есть те, кто не может, — и съедают всю плитку молочного
шоколада и несколько кусков торта.
Производители продуктов питания и напитков понимают, что люди теперь больше
следят за своим здоровьем и стараются есть меньше сахара, и нам начинают про-
давать альтернативы с низким или нулевым содержанием калорий. То есть произ-
водители сладких продуктов и напитков пытаются нас убедить, что подсластители
обеспечивают нам вкус сахара, но без калорий. Но наше тело и мозг не так-то
легко обмануть.
Интересное исследование провели ученые из Сиднейского университета (Австра-
лия) . Для начала они работали с плодовыми мушками (дрозофилами). Эксперимент
показал, что искусственные подсластители приводят к изменениям в частях го-
ловного мозга, регулирующих аппетит. После искусственных подсластителей пло-
довые мушки потребляли на 30 % больше калорий, чем после еды с обычным саха-
ром. Почему? А потому, что при нарушении равновесия между сладостью и энерги-
ей на какое-то время головной мозг заставляет «хозяина» потреблять большее
количество калорий. Другими словами, если мозг думает, что сейчас должен рез-
ко подняться уровень сахара (потому что вкусовые рецепторы сообщают ему о
том, что сахар уже на пути к нему), а ничто в него не попадает, мозг решает,
что вам нужно съесть что-то еще в виде компенсации.
После экспериментов с плодовыми мушками проводились многие другие, и все
они однозначно показали, что искусственные подсластители, в особенности в
форме газированных напитков, гораздо вреднее натурального сахара. Искусствен-
ные подсластители приводят к метаболическим нарушениям.
И они влияют не только на ваш головной мозг, но и на бактерий, проживающих
у вас в кишечнике. Исследованием влияния искусственных подсластителей на мик-
робном занимались израильские ученые Эран Элинав и Эран Сегал, о которых я
уже рассказывал. Результаты исследования были опубликованы в одном из самых
старых и авторитетных общенаучных журналов «Nature» в 2014 году.
Мышам давали простую воду, воду с сахаром и воду с подсластителем. У мышей
из последней группы вскоре развилась непереносимость глюкозы, а это означает,
что вскоре следует ожидать развития диабета второго типа. Затем ученые пере-
несли микробном мышей третьей группы в стерильных мышей, в кишечнике которых
не было никаких микроорганизмов. Через шесть дней у этих мышей тоже была ди-
агностирована непереносимость глюкозы. Это означало, что в транспланти-
рованном микробиоме произошло какое-то изменение, вызванное искусственным
подсластителем. Исследования подтвердили, что в кишечнике этих мышей теперь
живет много бактерий, «отвечающих» за ожирение и диабет, и гораздо меньше ак-
кермансий.
Наконец дошло до экспериментов на людях. Группе добровольцев, которые не
используют искусственные подсластители, было предложено в течение недели еже-
дневно включать их в свой рацион (правда, в дозе, которая считается безопас-
ной) . У большинства (хотя и не у всех) проявились признаки непереносимости
глюкозы. Ученые пришли к выводу, что бактерии, проживающие в кишечнике, реа-
гируют на подсластители, выделяя определенные химические вещества, которые
вызывают воспаление, а это, в свою очередь, способствует развитию ожирения и
диабета. Так что постарайтесь полностью исключить искусственные подсластители
из своего рациона.
Если вы вместо сахара используете натуральные подсластители типа меда или
сиропа агавы, то они обеспечивают такой же эффект как и сахар — уровень саха-
ра в крови повышается точно так же. Но все-таки лучше использовать натураль-
ные , чем искусственные.
Австралийская актриса Ребел Уилсон смогла сбросить 15 кг, отказавшись от
сладких снеков и увеличив количество потребляемой клетчатки (до 35 г в день),
а также четыре раза в неделю получая интенсивную физическую нагрузку. Переку-
сывать можно орехами, морковью и огурцами.
Спорт.
Стресс.
Сон
Занятия спортом не только помогают вам поддерживать хорошую физическую фор-
му, но и, похоже, идут на пользу микробному. Ученые из Института изучения
микробиома (Корк, Ирландия) решили исследовать анализы ирландских игроков в
регби. Все испытуемые были молодыми здоровыми мужчинами, так сказать, в самом
расцвете сил. Выяснилось, что у этих молодых людей очень разнообразная микро-
флора, которую можно сравнить только с микроорганизмами, населяющими кишечни-
ки охотников и собирателей из племени Хадза и племен из джунглей Амазонки.
Это было первое доказательство того, что занятия спортом способствуют увели-
чению разнообразия микробиома.
После этого ирландские ученые решили пригласить для исследования людей, ко-
торые никогда не занимались спортом и называли себя домоседами и лежебоками.
Они выполняли физические упражнения на протяжении восьми недель. В это время
ученые также предложили им добавлять в пищу белки, так как считали это важным
— спортсмены обязательно едят белковую пищу. Анализы брали до начала экспери-
мента , во время него и после. Микробном однозначно становится более здоровым
у людей, занимающихся спортом. Конечно, у профессиональных спортсменов он бо-
лее разнообразный в связи с правильным питанием, за которым следят тренеры и
диетологи. Присутствие в спортивной команде специалиста по питанию в наше
время считается обычным делом.
Многие известные спортсмены нанимают персональных диетологов.
Выберите для себя то, что больше подходит именно вам. Это может быть бег,
ходьба быстрым шагом, плавание, езда на велосипеде. Хотя бы поднимайтесь пеш-
ком по лестнице! Также постарайтесь поменьше сидеть перед телевизором. Про-
фессор Дэвид Шпигельхальтер из Кембриджского университета подсчитал, что каж-
дые два часа, которые вы сидите перед телевизором, сокращают ожидаемую про-
должительность жизни на полчаса. А ведь вы еще наверняка едите перед телеви-
зором — и не самую здоровую пищу, а ту, которую стоит вообще исключить из ра-
циона .
Только не нужно начинать резко задавать себе большие нагрузки, в особенно-
сти если вам много лет. Многие люди в возрасте считают, что если они начнут
заниматься спортом, это увеличит риск инфаркта и инсульта. Многочисленные ис-
следования подтверждают обратное. Но не переусердствуйте.
Физические упражнения также помогают снять стресс. Стрессы, недостаток сна
и нездоровый микробном связаны. Человек в состоянии стресса плохо спит и пло-
хо или, скорее, неправильно питается. В рационе увеличивается количество
сладких углеводов и снеков с высоким содержанием жиров, а из-за них начинает-
ся размножение «плохих» бактерий в кишечнике. Мы набираем вес, становимся еще
более раздражительными, спим еще хуже — и попадаем в замкнутый круг.
Во время одного исследования мужчинам и женщинам в возрасте 30-45 лет пред-
ложили одну ночь спать всего четыре часа. И изменения проявились даже после
однократного недосыпания — и это было усиление аппетита. На ваш микробном
плохо влияет работа в смену и смена часовых поясов. Израильские ученые Эран
Элинав и Эран Сегал занимались и исследованием влияния смены часовых поясов
на микробном. В эксперименте участвовала группа студентов, которая сдала ана-
лизы перед отправлением в путешествие, потом они сами брали анализы в тот
день, когда чувствовали себя хуже всего, оказавшись в «не своем» времени, а
потом через две недели на новом месте. Стерильным мышам подсадили микроорга-
низмы из трех анализов студентов. Те, которые получили бактерии из анализов,
взятых в день, когда смена часовых поясов ощущалась наиболее сильно, вскоре
набрали лишний вес, и у них начал развиваться диабет. Ничего подобного с дву-
мя другими группами не произошло.
То есть: если не хотите набрать лишний вес и иметь здоровый микробном, по-
старайтесь наладить сон. Желательно ложиться и вставать в одно и то же время.
Хорошо пройтись по улице и утром, и вечером. Если вы страдаете от сезонной
депрессии, прогулка по утрам особенно важна. Помогут занятия спортом, но не
перед сном. Желательно за полтора часа до сна прекратить активные занятия, не
смотреть телевизор и не есть.
Можно принять теплую ванну или душ, которые помогут расслабиться. А спать
лучше в прохладной комнате.
Помните, что недостаток сна ведет к стрессу, а стресс ведет к недостатку
сна. Физические упражнения и правильное питание, которое поможет оздоровить
микробном, должны помочь и наладить сон, и снять стресс.
Перезагрузка
микробиома
Дочитав до этого места, вы, вероятно, пришли к выводу, что нужно «переза-
грузить» микробном, то есть попробовать изменить качественный и количествен-
ный состав микроорганизмов, проживающих в вашем кишечнике. Принцип здесь
прост — если ваше состояние улучшается или симптомы исчезают вообще после от-
каза от определенного продукта, а после его возвращения в рацион состояние
снова ухудшается, а симптомы снова проявляются, то это значит, что их вызывал
данный продукт (или группа продуктов). Если же никаких изменений не происхо-
дит ни при отмене, ни при возвращении продукта в рацион, проблема никак не
связана с этим продутом и, возможно, причина совсем не в питании.
Если у вас диагностировано какое-то серьезное заболевание желудка или ки-
шечника, пожалуйста, посоветуйтесь с вашим лечащим врачом перед тем, как ме-
нять режим питания. Если вас беспокоят сильные боли, перед тем как что-то ме-
нять в режиме питания, нужно пройти медицинское обследование. При любых силь-
ных болях не откладывайте визит к врачу! Боль — это сигнал вашего организма о
том, что в организме что-то разладилось. Если вы замечаете в кале кровь или
слизь, это тоже повод обратиться к врачу, а не пытаться вылечиться самостоя-
тельно с помощью изменения режима питания. Если вы резко набираете или теряе-
те вес, не прилагая к этому никаких усилий, — это повод для серьезного беспо-
койства. Потере аппетита тоже не следует радоваться, даже если вы давно и
упорно пытаетесь похудеть. Если у вас вдруг изменились пищевые пристрастия —
снова повод сходить к врачу. Возможно, у вас начало развиваться какое-то за-
болевание , о котором вы и не подозреваете.
Помните, что любую болезнь лечить легче, если она диагностирована на на-
чальной стадии. В таком случае и шансы на излечение выше. Постоянная диарея,
запоры, тошнота или рвота требуют консультации врача.
Но если вас периодически беспокоит вздутие, несильные боли, у вас легкая
степень воспалительного заболевания кишечника, частые (но не постоянные) по-
носы или запоры, то, возможно, следует изменить режим питания и попробовать
избавиться от неприятных симптомов без лекарств.
Не меняйте резко режим питания, если вы в данный момент больны (пусть у вас
даже обычная простуда). Также следует с осторожностью подходить к смене режи-
ма питания, если у вас недостаток веса, и вы никак не можете набрать ни кило-
грамма. Но, скорее всего, моими предложениями заинтересуются люди, у которых
лишний вес и которые хотят от него избавиться, изменив режим питания и, соот-
ветственно, свой микробном.
Перед тем как что-то менять, советую начать вести дневник питания и записы-
вать все, что вы съедаете, а также все неприятные симптомы (например, вздутие
через полчаса после обеда). Дневник нужно вести все время, пока вы пытаетесь
определить, какие продукты вам подходят, а какие не подходят. Если у вас в
ближайшее время запланирован отпуск, подождите с изменением питания. Верни-
тесь из отпуска, две недели питайтесь, как обычно, записывая все в дневник, а
потом приступайте к изменениям.
Если вы решили изменить ваш микробном, советую в первую очередь отказаться
или сократить потребление сахара и подсластителей, по крайней мере, не пить
сладкие газированные и негазированные напитки и соки. Это враги бактерий,
проживающих в кишечнике. Также я советую отказаться от сосисок, сарделек,
всех видов колбас и бекона. Они тоже не способствуют здоровью вашего кишечни-
ка. Вредны трансжиры и гидрогенизированные жиры, которые присутствуют в спре-
дах, печенье и ряде других кондитерских изделий. Для микробиома также вредны
рафинированные углеводы.
Советую понемногу голодать. Не соблюдать 40-дневный пост (для большинства
современных людей, имеющих проблемы с кишечником и желудком, это вредно), а
делать перерыв в еде на ночной период продолжительностью 12-14 часов. Таким
образом кишечник отдохнет от необходимости постоянно что-то переваривать и
перерабатывать, у вас каждую ночь будет происходить регенерация оболочки, а
«хорошие» бактерии начнут активно размножаться. К таким бактериям, например,
относится аккермансия. Она великолепно себя чувствует, когда вы сокращаете
количество потребляемых калорий или вообще голодаете. Она питается слизью, а
не остатками еды, которую вы съели, в отличие от большинства микроорганизмов,
проживающих в кишечнике, так что, когда еды нет, аккермансия победит в борьбе
с другими микроорганизмами, лишенными питания.
Не вставайте ночью к холодильнику! Это вредно для вашего кишечника. Также
избегайте перекусов днем. Завтракайте, обедайте и ужинайте, причем желательно
в одно и то же время. Тогда ваш организм уже будет готовиться к приему пищи.
Один только строгий режим дня помогает сбросить вес, потому что, если вы все-
гда едите в разное время, организм не знает, когда его будут кормить в сле-
дующий раз, и обязательно начинает откладывать что-то «про запас».
При некоторых заболеваниях рекомендуется есть маленькими порциями по 5-6
раз в день и делать небольшие перерывы между приемами пищи. Если вы здоровы,
то перерывы необходимы для того, чтобы ваш желудок и кишечник отдохнули. Так
что один длительный перерыв в сутки, про который я говорил, пойдет на пользу.
Также я рекомендую два дня в неделю снижать количество потребляемых кало-
рий. То есть пять дней вы потребляете свою обычную норму (у разных людей она
разная), а два дня эту норму сокращаете. Лучше, если дни с пониженной нормой
калорий чередуются с обычными днями.
Во время одного из исследований мужчинам и женщинам, страдающим лишним ве-
сом, предложили в течение недели сократить потребление калорий.
Допускалось 600-800 калорий в день. У них взяли анализы перед началом экс-
перимента и после окончания этой недели. Главной находкой стало увеличение
разнообразия микробиома (а это хорошо) и существенное увеличение количества
аккермансий и бифидобактерий.
Во время еще одного исследования испытуемых разделили на три группы. Одна
группа три дня питалась сыром и йогуртом; вторая группа — фруктовыми и овощ-
ными смузи, водой с лимоном, кленовым сиропом и кайенским перцем; третья
группа голодала и пила только воду. У участников эксперимента брали анализы
каждый из этих трех дней, а потом еще на протяжении недели после окончания
эксперимента. Голодание оказалось наиболее эффективным способом изменения
микробиома. У людей, которые голодали, заметно увеличилось количество аккер-
мансий и сохранялось еще примерно десять дней после окончания эксперимента.
Потом это количество постепенно вернулось к тому, что было до начала экспери-
мента .
Так что недолгое голодание может запустить существенное изменение микробио-
ма. Однако к голоданию нужно подходить осторожно, так как оно может обо-
стрить какое-то заболевание, о котором вы не знаете.
Длительное голодание я никому не советую. Поэтому я выступаю за ограничение
калорий два или хотя бы один раз в неделю. Этой точки зрения придерживается и
профессор эпидемиологии Тим Спектор, которого я уже упоминал и который зани-
мается исследованием влияния фастфуда на микрофлору кишечника.
Сам он является большим поклонником средиземноморской диеты, считая ее наи-
более полезной. Орехи, темный шоколад, красное вино, оливковое масло, овощи,
в особенности чеснок и лук, полны химических веществ, которые любят микробы.
Тим Спектор также считает, что обязательно нужно есть ферментированные про-
дукты: йогурт, квашеную капусту, кефир. Более того, строгие диеты, при кото-
рых исключаются целые группы продуктов, вредны для организма и очень плохо
действуют на наш микробном. Ограничивать можно калории, но не разнообразие! И
не нужно полностью отказываться от пищи. Также Тим Спектор подчеркивает необ-
ходимость большого количества клетчатки.
То есть я советую перейти на средиземноморскую диету, пять дней в неделю
питаться нормально, а два дня сокращать количество калорий до 600. Если при
600 калориях вы чувствуете, что просто умираете с голоду, пусть будет 800.
Также вы должны очень тщательно пережевывать пищу. Это хорошо для вашего
микробиома и таким образом меньше риск переедания — ваш кишечник вовремя по-
даст сигнал о том, что ему уже хватит еды.
Не ешьте на бегу! Расслабляйтесь за столом. Конечно, этому могут мешать ка-
кие-то социальные причины, но хотя бы вечером никуда не торопитесь. Помните,
что когда вы спокойны, успокаивается и ваш кишечник, снижение уровня стресса
помогает снизить и уровень таких гормонов, как кортизол, которые нарушают ба-
ланс микробиома.
Также пейте побольше воды, побольше бывайте на свежем воздухе и проветри-
вайте свою квартиру и офис.
Ну а теперь давайте более подробно поговорим о том, как перезагружать мик-
робном. Скорее всего, для восстановления слизистой желудка потребуется не
меньше четырех недель. Обычно проблемы с желудком и кишечником возникают из-
за глютена, молочных продуктов, яиц, сои и кофе. Может, вы сами уже подозре-
ваете какой-то продукт в ваших желудочно-кишечных проблемах. Я не рекомендую
отказываться от слишком большого количества продуктов питания, которые вы
привыкли есть, одновременно. Лучше действовать поэтапно.
Так что, начиная перезагрузку, вы отказываетесь для начала от глютена —
сложного белка, входящего в состав большинства злаковых культур, в частности
пшеницы, ячменя, ржи, овса. Вместо продуктов с содержанием глютена начинаете
есть больше овощей, которые идут на пользу микрофлоре кишечника. Вторые в
списке — молочные продукты, в особенности само молоко, так как в нем содер-
жится больше всего лактозы. Ее гораздо меньше в йогурте и сыре из-за фермен-
тации. Возможно, вы откажетесь только от молока, а может, от всех молочных
продуктов. Третья группа — это бобовые, которые содержат лектины — вещества,
способные связывать остатки углеводов на поверхности клеток. Именно бобовые
могут вызывать вздутие. Также на период перезагрузки откажитесь от алкоголя.
Включите в рацион как можно больше овощей, фруктов и трав, причем они долж-
ны быть разных цветов.
Попытайтесь за неделю есть 20-30 видов разных овощей и фруктов. Это важно
для здоровья вашего кишечника. Для восстановления оболочки вашего кишечника
также нужны белки хорошего качества, желательно 45-60 г белка в день. Для
этого ешьте рыбу, в особенности жирных сортов, яйца, курицу, дичь, красное
мясо (от скота травяного откорма), сою, орехи. Добавляйте в салаты уксус или
соус для заправки на основе цитрусовых, чтобы усилить выработку пищеваритель-
ных соков. Также необходимы продукты, богатые полифенолами, — фрукты и ягоды,
специи, орехи, чай и темный шоколад. Также позволяем себе немолочные жиры —
оливковое масло, кокосовое масло, авокадо.
После двух или четырех недель отказа от глютена, молочных продуктов и бобо-
вых (или чего-то одного из упомянутого) вы может попробовать вводить какие-то
новые продукты или исключенные две-четыре недели назад. Надо надеяться, что к
этому времени вы уже почувствовали себя лучше и нужно точно определить, какие
продукты вам не подходят.
Вводить продукты нужно по одному с разницей как минимум три дня, причем ес-
ли вы отказались и от глютена, и от молочных продуктов, и от бобовых, то мо-
лочные продукты нужно вводить не все сразу, а тоже с разницей минимум три
дня. Первым вводите йогурт (не обезжиренный), потом сыр, сливочное масло и
только потом само молоко. При введении продуктов, содержащих глютен, начинай-
те с тех, в которых его меньше всего — ржи, семян льна. Лучше переваривается
хлеб на кислом тесте, поскольку молочная кислота в процессе ферментации помо-
гает нейтрализовать фитаты в муке. Фитаты — это антипитательные вещества, ко-
торые снижают доступность содержащихся в продукте питательных веществ.
Также я рекомендую увеличить количество потребляемых пребиотиков и пробио-
тиков, которые неоднократно упоминал в этой публикации. Пребиотики — это про-
дукты, которые питают ваши «хорошие» бактерии. К ним относятся артишоки, реп-
чатый лук, лук-порей, чеснок, аспарагус, яблоки, цикорий, фенхель. Пробиотики
— это продукты, которые помогают увеличить количество ваших «хороших» микро-
бов . Они помогают кишечнику быстро восстановить здоровое равновесие. К ним
относятся ферментированные овощи (например, квашеная капуста), живые йогурты
(желательно без ароматических и вкусовых добавок), кефир, сыры, в особенности
пахучие (рокфор), богатые бактериями. В магазине выбирайте йогурты с наимень-
шим сроком годности, лучше — не более шести суток. Такие йогурты принесут вам
максимальную пользу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Надеюсь, что после прочтения этой публикации вы пересмотрите свой рацион.
Подумайте, от каких продуктов вы должны отказаться. Старайтесь есть полезные
продукты. Ведь микроорганизмы, которые проживают в вашем кишечнике, нужно
правильно кормить. Если вы будете заботиться об этих крошечных существах, они
в свою очередь помогут вам. Вы должны приложить немного усилий для того, что-
бы в вашем кишечнике было больше полезных микроорганизмов и меньше «плохих».
И очень важно разнообразие! Чем больше различных микроорганизмов — тем лучше
для вас.
Помните, что эти микроорганизмы помогают регулировать вес. Они решают,
сколько энергии ваше тело возьмет из съеденной вами еды. Они посылают сигналы
о том, что вы голодны, и о том, что съесть. Микробном может привести к ожире-
нию, но вы можете изменить ваш микробном, и он будет работать не против вас,
а вместе с вами.
Микробном защищает ваш кишечник от враждебных микроорганизмов и регулирует
всю вашу иммунную систему. Многие аллергические реакции и аутоиммунные забо-
левания вызваны сбоями в работе иммунной системы. Можно избавиться от многих
из этих болезней или облегчить их протекание, изменяя микробном своего кишеч-
ника.
Микроорганизмы, проживающие в вашем кишечнике, превращают частички еды в
различные гормоны и химические вещества и таким образом влияют на ваше на-
строение, аппетит и здоровье в целом. Изменение микробиома может помочь спра-
виться даже с депрессией.
Следите за тем, чтобы ваш микробном был здоровым. Тогда и вы будете здоро-
вы.
РЕПЛИКАНТ-13
Джей Кристофф
ЧАСТЬ 3. ТЕ
ПОСЛЕДНИЕ ЧАСЫ
1.18. Встреча
- Я и не думала, что они делают таких огромных канализационных крыс, - про-
бормотала Лемон.
- А я не думала, что они вообще делают хоть что-то, настолько огромное, -
согласно кивнула Ив.
- Я так и жду, когда какая-нибудь встанет на задние лапы и спросит, не за-
блудились ли мы. - Лемон передернуло. - Клянусь, одна из них была одета в жи-
летку !
Путь через полуразрушенные канализационные туннели Армады, источающие ад-
ское зловоние, был мучительным. Но хотя бы коротким. Примерно через час Иезе-
кииль вывел их наверх по ржавой служебной лестнице, пробив старый люк. Они
вылезли в каком-то тупичке в лабиринтах трущоб Армады.
Узкие улицы были забитые мусором, со всех сторон их окружали корпуса кораб-
лей, поднимающихся в небо. Ив вдруг вспомнила, что сегодня был вечер субботы
- поэтому улица за аллеей была так переполнена. Группами зависали молодые
члены банд, одетые в цвета своих кланов. Скинхеды с ненавистью разглядывали
местную «аристократию». Наркоманы и убийцы выходили из бара, чтобы покурить.
Ржавые логики бегали туда-сюда сквозь толпу, выполняя поручения хозяев. Кожа
и рисунки краской. Неон и пятна крови. Пистолеты, бритвы и ножи.
На углу улицы стоял отряд Братства, все как один фанатики были завернуты в
красные пуленепробиваемые сутаны и проповедовали о зле биомодификаций и при-
шествии Господа. Ив, вжав голову в плечи, быстро отвернулась. Девушка понятия
не имела, распространились ли слухи о ней на материк, но была не в форме и не
в настроении это выяснять.
Ночной воздух был удушливым и смрадным - по большей части из-за грязи на их
одежде. Люди на улице обходили их стороной. Пара-тройка человек странно по-
смотрели на Иезекииля - отсутствие руки привлекало внимание, но этот район
был довольно опасным, так что никто не стал бы звать представителей закона.
Ив подумала, что исходящая от них вонь пришлась кстати. Чтобы ограбить их,
понадобился бы противогаз, но и так было понятно, что у них с собой нет ниче-
го стоящего.
Вскоре Иезекииль нашел старый пожарный гидрант, чудесным образом оказавший-
ся подключенным к системе водоснабжения. Забрав у Ив Экскалибур, он сломал
металлическую печать, и из земли, под рев сигнализации, вырвался столп серой
воды. Грязные уличные мальчишки толпами кинулись танцевать в брызгах. Ив умы-
лась , как могла, вымыла волосы и отступила в сторону, освобождая место под
фонтаном для Лемон и Иезекииля.
- Пойдемте, - сказал репликант. - Флибустьеры уже идут сюда. За порчу го-
родского имущества нас поставят к стенке и расстреляют.
- Нарушитель закона, - ухмыльнулась Лемон. - Мне всегда нравились плохие
мальчики.
- Держите свой язык за зубами, мисс Фреш, - сердито проворчал Крикет.
- Только какой мне от этого прок?
Иезекииль подхватил Кайзера и повел их, проталкиваясь сквозь толпу, с глав-
ной улицы в узкие проходы между ржавыми корпусами судов. Вокруг них возвыша-
лись прогнившие корабли, к которым прикрепили солнечные батареи и электропро-
водку. Ив подняла глаза и увидела немыслимые переплетения мостов и других
конструкций, попрочнее, соединявших палубы. Они были похожи на работу какого-
то сумасшедшего паука, намотавшего железо и сталь между обломками.
В переулке, заваленном старыми пластиковыми манекенами и разбитыми торговы-
ми автоматами, они нашли лестницу, рядом с которой висела вывеска «МЕТРО».
Вслед за Иезекиилем они вошли в грязное фойе. Потрескавшиеся стены были по-
крыты выцветшими граффити, автоматические турникеты вели на нижний уровень.
По углам прятались Флибустьеры в банданах Армады, следя за вечерней толпой.
- У них даже есть работающее метро? - спросила Ив.
Иезекииль кивнул.
- Сохранилось от старого города, на руинах которого была построена Армада.
Так легче всего добраться в Танкер-дистрикт. Верхние палубы похожи на лаби-
ринт .
- И как мы заплатим за билеты?
Иезекииль закусил губу и посмотрел на громил Флибустьеров.
- А вот это уже проблема.
Крикет закатил свои разные, совершенно не сочетающиеся между собой глаза.
- Великолепный план, Культяпка.
- Что ж, это я беру на себя. - Лемон залезла в карман своих грязных брюк-
карго и достала три блестящих кредстика. - Поездка за мой счет, ребята.
- Где ты их взяла? - простонал Крикет.
- Я обчищала карманы в Лос-Диаблосе, когда ты еще был на стадии программы,
Крик. Толпы на выходных всегда круче всего, а эти жители материка оказались
не самыми умными.
Лемон провела их мимо головорезов Армады, которые, казалось, с большей охо-
той наблюдали за прогуливающимися девушками, чем делали свою работу. Сунув
кредстик под сканер, она с размаху открыла турникет, поклонилась и стукнулась
кулаками с Ив, когда та проходила мимо. Иезекииль сверился с кошмарной кар-
той, которая выглядела так, словно ее нацарапал пьяный безумец сотней разно-
цветных чернил.
Ив посмотрела на путаницу из линий.
- Что мы ищем?
- Гибсон, - прошептал Иезекииль. - Танкер-дистрикт... Ага, вот он!
Репликант повел их к платформе номер четыре, их разношерстная компания сме-
шалась с толпой. Ив уже начала уставать от всего этого - жара в метро была
невыносимой, здоровый глаз щипало от пота. Все кругом было грязным и пыльным,
покрытым пеплом.
Она посмотрела на свою руку, на толстые связки проводов вокруг. Представи-
ла, что чувствует ток, бегущий в этих стенах, слышит жужжание энергии, вибри-
рующей в мерцающих огнях и ржавых рельсах перед ней. На платформе было полно
людей, возвращающихся домой после бурных вечеринок. Интересно, что они стали
бы делать, узнай, кем она была? Кто она?
Нечистая.
Девиант.
Дефектная.
- Крутышка, ты в порядке? - спросила Лемон.
Ив медленно кивнула и вздохнула.
- Да.
- Послушай... - Девушка закусила губу. - Нам нужно будет поговорить, тебе и
мне.
Ив посмотрела на свою лучшую подругу. Лицо Лемон было чуть бледнее обычно-
го, отчего веснушки выделялись еще больше. Она не шутила и болтала, как обыч-
но, а, наоборот, казалась по-настоящему взволнованной.
- ...Как скажешь.
Раздался скрежет тормозов и лязг рельс. Скрипя и визжа, у платформы остано-
вился ржавый поезд метро. Кабина машиниста была облезлой, модифицированный
электродвигатель держался лишь благодаря обмотке матовой медной проволокой.
Сам поезд трясся и гудел так, будто вот-вот взорвется. На машинисте были чер-
ные сварочные очки, а бандана Армады, закрывающая его рот, была покрыта са-
жей.
- Вни-и-и-и-имание! - закричал он. - Едем без остановок до Центра, сади-
тесь !
Ив и ее команда загрузились в ближайший вагон с выбитыми окнами. Молодая
девушка, тоже в бандане, закрыла за ними дверь. Ив опустилась на пластиковое
сиденье, потертое от времени и изрезанное перочинным ножиком; Иезекииль поло-
жил Кайзера ей на колени. Девушка оглядела разношерстную толпу. Кибернетиче-
ские конечности. Мрачные или одурманенные взгляды. По проходу медленно ехал
мужчина в электрической инвалидной коляске, на его шее висела табличка с над-
писью: «ВЕТЕРАН». У него не было ног1. На предплечье был вытатуирован знак пе-
хотинца «Дедала» - солнце с крыльями и щит. Инвалидное кресло напомнило Ив о
дедушке.
Который вовсе не был моим...
Поезд отправился от станции. Застучали колеса по рельсам. В разбитых окнах
свистел грязный ветер. Ив жевала губу, прикидывая, как бы рассказать обо всем
Лемон. Гадая, куда везет их Иезекииль. Думая о той камере и о своей семье,
ждущей, когда на лестнице раздастся стук блестящих сапог.
Обводя взглядом толпу, она увидела мужчину в другом конце вагона. Здоровяка
в длинном черном плаще и старой ковбойской шляпе, с белым воротничком на шее.
Он глядел прямо на нее.
Ив встретилась с ним взглядом и продолжала смотреть, не моргая. Четвертое
правило Барахолки: «Никогда не отводи глаза». Никогда не показывай свою сла-
бость , даже если тебе уже невмоготу.
Мужчина выдержал ее взгляд, его глаза были поразительного бледно-голубого
цвета. Он медленно поднял палец к своей шляпе и коснулся полей.
- Иезекииль, - прошептала она.
Репликант вопросительно посмотрел на нее.
- Тот чувак. - Она показала головой. - В черном плаще и черной шляпе.
- ...Священник?
- Ага. Он не спускает с меня глаз.
Иезекииль посмотрел в противоположный конец вагона. Мужчина приподнял свою
шляпу и улыбнулся так, как, ей казалось, улыбались малышам-тюленям акулы, ко-
гда океан еще не стал черным. Но он сидел спокойно, не ерзал и не дергался.
Наверное, всего лишь один из тех безобидных извращенцев...
Поезд начал останавливаться, тормоза противно завизжали и заскрипели.
- Танкер-дистрикт! - заорал машинист. - Танкер-дистрикт, на выход!
- Это наша станция, - сказал Иезекииль.
Поезд остановился, выпустив на платформу Ив и пару десятков других пассажи-
ров. Среди них была пожилая леди с тележкой, нагруженной запчастями, и неис-
правный логик, который хромал и шатался из стороны в сторону. Иезекииль вышел
с Кайзером под мышкой, блитцхунд вилял хвостом. Ив оглядела платформу, вы-
сматривая в редеющей толпе священника из вагона. На стенах висели древние
рекламные плакаты. С них сияли пластиковые улыбки таких же пластиковых людей.
Двери поезда с шипением закрылись, и металлический монстр заскрежетал дальше.
Тук-дук, тук-дук.
Тук-дук, тук-дук.
- Ив, - сказал Иезекииль, - спрячься за моей спиной.
Девушка обернулась на его тревожный голос и увидела на другом конце плат-
формы того самого священника-извращенца, прислонившегося к выходу. Высадив-
шиеся пассажиры пробирались мимо него через турникеты и поднимались по лест-
нице , ведущей на поверхность. Но мужчина не сводил глаз с Ив. Сунув руку в
карман плаща, он вытащил оттуда что-то темное и сунул себе за щеку. Ив обра-
тила внимание: его правая рука облачена в красную перчатку. На бетонном полу
рядом с ним послушно сидела огромная черная собака с густой лохматой шерстью.
Чудовище не моргало.
Не дышало.
- Это блитцхунд, - сказала Ив.
- Что это за ковбой? - пробормотала Лемон.
- Неприятности с большой буквы Н, я думаю.
Платформа опустела. Пыльный ветер с привкусом ржавчины взметнул вверх му-
сор. На стене мигала круглая лампа, от потрескавшегося бетона эхом отскакивал
лязг1 металла, доносившегося из утробы города. Модели на плакатах бессмысленно
улыбались, их лица были разрисованы граффити.
- Вы священник? - крикнула ему Лемон.
Мужчина выгнул бровь и заговорил голосом, похожим на шуршание мокрого гра-
вия:
- Проповедник.
- Мы можем вам чем-то помочь? - спросил Иезекииль.
- Можете. - Он усмехнулся. - Но уверен, что не захотите.
- А вы проверьте.
- Ты можешь отойти в сторону. - Мужчина кивнул. - У меня дело к мисс Кар-
пентер. И ни к кому больше. Так что если остальные решат отправиться со свои-
ми делами, я буду только рад.
- Я никуда не собираюсь, - ответил Иезекииль. - В том числе и отходить в
сторону.
Мужчина сплюнул на бетон что-то вязкое и коричневое.
- Хм, - промычал он.
Пистолет появился словно ниоткуда. Только что рука Проповедника была пуста,
а в следующую секунду он уже разряжал обойму в Иезекииля. Репликант двигался
с нечеловеческой скоростью, к которой Ив начала привыкать, но все равно не-
достаточно быстро - три выстрела попали ему в грудь. Он повалился на спину,
из дыр размером с кулак заструилась кровь. Кайзер, повизгивая и рыча, упал
рядом с репликантом.
- Зик! - закричала Ив.
Раздались еще два выстрела - Проповедник пальнул в потолок.
На голову Ив посыпалась бетонная пыль. К запаху ржавчины примешался запах
крови. Она застыла на месте.
- А теперь, - Проповедник навел пистолет на Лемон, - уверен, вы будете слу-
шать меня более внимательно. В контракте, который я подписал на вас, мисс
Карпентер, значится «живой или мертвой». И мне хочется считать это новым ис-
пытанием. Но вот эта Красная шапочка, - мужчина помахал оружием перед носом
Лемон, - стоит не дороже обещания дьявола, живая или нет.
- Ты охотник за головами, - выплюнула Лемон.
- Тебя послушать, так это что-то плохое, дорогуша.
Ив не сводила глаз с Иезекииля, распростертого на бетоне с тремя дырками в
груди. Его взгляд был пустым и безжизненным. Часть ее кричала до боли в лег-
ких. Но сама Ив лихорадочно соображала. Пульс ее участился. Этот Проповедник
был настроен решительно. Восьмое правило Барахолки: «У мертвых не бывает вто-
рого шанса».
- Н-не надо трогать ее, - сказала Ив. - Я сделаю все, что ты хочешь.
- Вот и умничка. - Проповедник снял с ремня пару магнитных наручников и
бросил на пол перед ней. - А теперь надевай эти браслетики. Только осторож-
нее , знаешь ли.
- Иви, - запричитал Крикет, - не делай этого!
Мужчина вытащил еще один пистолет и наставил его на маленького логика.
- Еще раз пискнешь, Ржавый, и узнаешь наверняка, если ли у вас, ботов, рай.
Готов поспорить, ответ тебя разочарует.
- Я не боюсь те...
- Крик, тише!
- Крутышка...
- Все нормально, Лем. - Ив наклонилась и защелкнула наручники вокруг своих
запястий. Они крепко сомкнулись с едва слышным электрическим жужжанием. - Го-
тово. Ну что, счастлив?
- Я всегда счастлив, милая. А теперь, Красная шапочка и Ржавый, посторони-
тесь . С дороги!
- Делайте, как он говорит, - сказала Ив.
Лемон и Крикет отступили, прижавшись спинами к стене платформы. Глаза Лемон
расширились от ужаса, она была бледной как смерть. На станцию спустилась ка-
кая-то шпана, чтобы сесть на следующий поезд, но, увидев, что там происходит,
развернулась обратно. Мужчина оттолкнулся от дверного проема, перешел плат-
форму, звеня шпорами. Большой черный блитцхунд шагал рядом с ним, следя за
Кайзером. Проповедник махнул пистолетом в сторону выхода.
- Дамы вперед.
Ив посмотрела на Лемон и покачала головой.
- Не позволяй ей наделать глупостей, Крик.
Она бросила последний взгляд на Иезекииля, лежащего в луже крови, и на ее
глаза навернулись слезы. Кайзер заскулил.
- Все хорошо, малыш, - прошептала она ему, шлепая к выходу.
Проповедник обвел взглядом платформу, на которой уже раздавался шум поезда,
двигавшегося с другой стороны. Он приподнял шляпу, глядя на Лемон и Крикета.
- С Богом, дети!
Проповедник пошел вслед за Иви, наставив дула пистолетов ей в спину. Грохот
приближающегося поезда становился все громче. Ив слышала, как позади звенели
шпоры. Вдруг Лемон удивленно выругалась. Волоски на затылке Ив тут же встали
дыбом. Кто-то побежал, раздалось предупреждающее рычание, потом - чье-то тя-
желое дыхание.
- Сукин...
Ив обернулась и увидела, что Иезекииль схватил Проповедника и ударил его
лицом о стену. Та треснула, брызнула кровь, грохнули пистолеты. Блитцхунд
Проповедника вцепился в ноги репликанта, разодрав клыками кожу. По летному
комбинезону Иезекииля струились кровавые реки, через дырки в спине блеснули
кости. Но Ив готова была поспорить, что с каждой минутой раны становились все
меньше и меньше...
Черный пес, рыча, раздирал ногу Иезекииля. Ив даже не пыталась отогнать его
- он мог одним махом откусить ей руку. Но блитцхунды были сделаны из металла
и электрических цепей. Микросхем и гидравлики. Их мозги были биологическим
материалом, но тело - таким же, как у Голиафа из Вар-Дома. Как у Спартанцев
из Долины шин.
Ив сделала глубокий вдох, вытянула свои скованные руки, пытаясь почувство-
вать потоки внутри блитцхунда. Пытаясь снова собрать свою силу, вытащить от-
куда-то из глубин сознания, где она пряталась.
- Иви! - раздался крик Лемон.
Иезекииль и охотник за головами продолжали драться. Не обращая внимания на
пса, репликант со всей силы приложил Проповедника головой о бетонную опору,
по основанию которой пошли трещины. Его кулак с хрустом врезался в солнечное
сплетение, в висок, в нос Преподобного. Ярость в глазах Иезекииля вселяла
ужас, они светились гневом и ненавистью. Он занес кулак, целясь в разбитую
челюсть Проповедника. Но со скоростью взмаха крыла колибри мужчина поднял
правую руку и блокировал невероятной силы удар Иезекииля.
Ив услышала глухой металлический звук.
- Так-так. - Окровавленные губы Проповедника растянулись в ухмылке. Он по-
смотрел на грудь Иезекииля. - Смотри-ка, а ты у нас редкая пташка.
Иезекииль схватил его за плащ и, развернувшись на месте, швырнул Проповед-
ника через туннель в дальнюю стену, по другую сторону путей метро. Блитцхунд
напал на него со спины, и репликант рухнул на пол. Его единственная рука те-
перь была зажата в челюсти зверя, на серый бетон брызнули багровые пятна. На
лбу Ив выступили капли пота, сердце бешено колотилось, но она продолжала
скрючивать пальцы, пытаясь поджарить блитцхунда.
- Давай же... - шептала девушка.
Иезекииль ругался, продолжая швырять блитцхунда об пол. Но киборг просто-
напросто отказывался отпускать его, разодрав предплечье репликанта до метал-
лической кости. Кругом была кровь. Лицо Иезекииля исказилось от боли. Вдруг
из ниоткуда появился Крикет, его рев перекрикивал шум приближающегося поезда.
Мечты о боях Вар-Дома лишили его здравого смысла - он размахивал огнетушите-
лем, который по размерам был едва ли не больше его. Но бот запнулся о ноги
Иезекииля и отлетел в стену.
А Ив...
Она...
У нее ничего не получалось.
Она ее не чувствовала.
- НУ, ДАВАЙ ЖЕ! - заорала девушка.
Блитцхунд дернулся. Его глаза расширились. Ив сжала кулаки, крича во все
горло. Лампы вокруг них разлетелись на миллионы блестящих осколков. Наручники
на ее запястьях щелкнули и открылись. Из затылка блитцхунда посыпались яркие
искры, в воздухе завоняло паленой шерстью. Пес разжал челюсти и упал на пол,
из его тела поднимался дымок.
У Ив горели легкие. Сердце было готово выпрыгнуть из груди. Глаза округли-
лись , сделавшись похожими на два огромных блюдца.
Она услышала тихую ругань и хруст. Посмотрев в противоположную сторону тун-
неля, девушка увидела Проповедника, который поднимался из кучи разбитого кир-
пича и цемента. Его плащ был разорван, обнажая голые руки. И в свете прожек-
тора приближающегося поезда Ив увидела, что его правая рука была...
- Металл, - выдохнула она.
Армированный титан, судя по виду - первоклассный военный материал для про-
тезов, который давал ему силу как минимум пятерых здоровенных мужчин. Это
объясняло его скорость владения оружием. То, как он смог почти на равных
драться с репликантом. Но раз ему удалось выжить после такого удара... Должно
быть, в его теле было полно и других крутых модификаций.
Неприятности с большой буквы Н, это точно.
Проповедник стряхнул пыль с воротничка. Сплюнул коричневую дрянь на рельсы.
А потом посмотрел на Ив и улыбнулся.
В туннеле раздался скрип тормозов, визг поршней эхом отозвался от стен. По-
езд въехал на станцию, отрезая Проповеднику путь к платформе. Черный блитц-
хунд скулил, все его схемы сгорели. Прибывающая толпа изумленно разглядывала
пятна крови, гильзы от пуль, раны Иезекииля.
Ив понимала, у них мало времени: как только поезд тронется, этот псих снова
попытается достать их. Ана внутри нее умоляла бежать. Но голос Ив теперь зву-
чал громче. Пыль и ржавчина, масло и кровь, арена Вар-Дома. Если она могла
сжигать электронику, и если у этого Проповедника была кибернетическая рука...
- Крутышка, уходим! - закричала Лемон. На ее плече уже сидел Крикет, и она
за задние лапы тащила Кайзера в сторону выхода. - Ты бери Ямочки, и пойдем,
пойдем!
Ив снова очнулась ото сна. У Иезекииля три огнестрельных ранения в грудь.
Кайзер покалечен. И она не знала, какие еще козыри есть в рукаве у этого джо-
кера . Шестое правило Барахолки: «Сначала думай, потом умирай».
Девушка наклонилась и помогла Иезекиилю встать на ноги, забросила его руку
себе на плечо и поволокла его к выходу. Из груди репликанта все еще сочилась
кровь, голень и запястье были разодраны в клочья, на лице застыла боль.
- Я... в порядке, - хрипло произнес он. - Дай мне... м-минутку... прийти в себя.
- У нас нет минутки, пойдем!
Ив потащила его по лестнице, прибывшие пассажиры ограничились тем, что на-
блюдали за ними с безопасного расстояния. Лемон с красным лицом поднималась
рядом, тяжело дыша, и волочила за собой Кайзера. Голова бедного пса с глухим
металлическим звуком стучала по ступенькам.
- Прости, Кайз, - пыхтела девушка. - Надо будет больше тренироваться в меж-
сезонье .
Блитцхунд тихо гавкнул, изо всех сил помогая ей передними лапами. Ив услы-
шала, как поезд со скрипом отъехал от станции. Но они уже выходили на поко-
сившуюся палубу какого-то старого нефтяного танкера. Там их встретили шум го-
лосов и вонь отработанного метана, в лица пихали какие-то флайеры. Иезекииль
кашлянул кровью, прикрывшись кулаком. Ив обернулась, ожидая, что в любую се-
кунду на лестнице появится Проповедник. Ее кожа была скользкой от пота, руки
стали липкими от крови Иезекииля.
- Быстрее! - задыхаясь, крикнула она.
Девушка разглядела группу таксистов-рикш, собравшихся в кучу вокруг сломан-
ного видеоэкрана. Их коляски, всех форм и размеров, ржавые и облезлые, соеди-
нялись со старыми велосипедами с метановыми двигателями, которые облегчали
нагрузку на ноги водителей. Ив выбрала одну из колясок и залезла внутрь, слу-
шая спор таксистов о том, чья очередь ехать. Наконец, за руль уселся молодой
человек с аккуратными африканскими косичками и туннелями в ушах. Он широко
улыбнулся им.
- Респект, чуваки... - Но стоило ему увидеть Иезекииля, как его улыбка погас-
ла , а глаза изумленно расширились. - Черт, приятель, что с тобой приключи-
лось?
- В приют на Гибсон-стрит, - сказала Ив. - Танкер-дистрикт. Быстро.
- А у тебя есть чем платить, девочка? - моментально став серьезным, сказал
таксист. - Сначала пластик, потом все остальное.
Лемон трясущимися руками порылась в кармане и протянула ему кредстик. Ив,
тяжело дыша, выглядывала в заднее окно коляски. В толпе показался высокий
мужчина в черной ковбойской шляпе.
- Это он...
- Езжайте! Быстрее! - закричала Лемон, хлопая по сидению таксиста.
- Полегче, коротышка, - ответил парень, все еще изучая стик.
Проповедник поймал взгляд Ив. И начал проталкиваться сквозь толпу. Ив по-
чувствовала, как в ней просыпается Ана, эта маленькая избалованная девчонка,
сейчас вдруг ставшая властной и категоричной. Она повернулась к таксисту и
закричала:
- Езжай, черт тебя дери! ЕЗЖАЙ!
Парень что-то пробурчал себе под нос, но, наконец, удостоверившись, что на
счету есть кредиты, запустил метановый мотор и начал нажимать на педали. Про-
кладывая путь через палубу, он звонил в звоночек и кричал людям, чтобы те
убирались с дороги. Ив наблюдала через заднее стекло, как они удаляются
прочь, и, в конце концов, потеряла из виду Проповедника, скрывшегося в давке
и пелене выхлопных газов. Девушка откинулась на спинку сиденья и вздохнула,
пытаясь успокоить бешено колотящееся сердце. Лемон крепко обняла ее. Крикет
перебрался к ней на колени.
Коляска с грохотом подпрыгивала, пересекая накрененную палубу, а затем вы-
ехала на широкий мост, соединяющий два корабля. Лемон зачем-то решила посмот-
реть вниз, на сплетения пешеходных мостиков и площадок между нижними палуба-
ми , на землю под ними. Она тут же побледнела и выпрямилась в своем кресле.
Таксист бросил взгляд в треснутое боковое зеркальце и заорал, перекрикивая
шум фырчащего мотора:
- Смотрите, не замарайте кровью мои сиденья, черт бы вас побрал!
Ив внимательно оглядела раны Иезекииля, борясь с разрастающимся страхом. Но
дыры размером с кулак, которые оставил в нем Проповедник, определенно стали
меньше, а некоторые начали закрываться. Она уже знала о способности репликан-
тов быстро восстанавливаться после незначительных повреждений, но рука Зика
до сих пор не отросла. Вероятно, чем серьезнее были травмы, тем больше требо-
валось времени на их заживление. А сейчас Иезекиилю было по-настоящему плохо
- он хрипло кашлял кровью.
- Ты будешь в порядке? - прошептала она.
Репликант кивнул, снова закашляв, и поднял пять окровавленных пальцев.
Ив покачала головой и снова повернулась к заднему окну. Они пересекли оче-
редной подвесной мост, чтобы попасть на палубу очередного грузового судна.
Проехали между прилавками и компаниями людей, обогнули огромную дымовую трубу
и оказались в причудливом центре города. Лемон тоже выглянула в заднее окно,
к которому прижимались дрожащие ладони Ив.
- За тобой послали охотника за головами, Крутышка?
Ив закусила губу.
- Похоже на то.
- Он такой же сильный, как Ямочки, - заметила Лем. - И, наверное, такой же
быстрый.
- Он киборг, - ответила Ив. - Всякие рефлекторные прибамбасы, протезы по
военным разработкам, вероятно, усиленный скелет и нейронные ретрансляторы.
Неприятности с большой буквы Н, как я уже говорила.
- Кто станет нанимать такого профи, чтобы справиться с семнадцатилетней
девчонкой? - спросила Лемон.
- Тот, у кого то-о-олстый-толстый кошелек, - ответил Крикет.
Ив покачала головой. Она слишком нервничала и слишком устала, чтобы думать
об этом. Сейчас ее уже ничего не могло удивить - проблемы сыпались на нее од-
на за другой. Вряд ли этот день мог бы стать еще хуже. Но сейчас они ехали
сквозь грохочущий сумрак Армады, направляясь к подруге Иезекииля, у которой
собирались укрыться.
Ив просто надеялась, что на сегодня уже хватит.
Тук-дук, тук-дук.
Тук-дук, тук-дук.
Блитцхунд скулил, глядя в глаза своему хозяину.
- Как дела, Джоджо? - спросил Проповедник.
Киборг попытался пошевелиться, но у него ничего не получилось. Пес протяжно
и жалобно завыл.
- Спокойно, мальчик, спокойно. Я отвезу тебя к бот-доку. Он поправит тебя,
хотя это может занять какое-то время.
Проповедник окинул взглядом станцию метро. Раскуроченный бетон, разбитые
кирпичи. Все пассажиры испарились, стоило им увидеть, как он спустился вниз с
палубы, увидеть его взгляд. Мужчина пнул сапогом пустую гильзу, наступил нос-
ком в лужу крови, которая растеклась в том месте, куда упал тот красавчик,
раненный в грудь его выстрелами. Наклонившись, Проповедник провел пальцами по
красной жидкости, перетер ее между большим и указательным пальцами.
- Хм.
Джоджо снова заскулил. Проповедник сплюнул на бетон и поднял блитцхунда на
руки. Почесав киборга за ухом, он в последний раз оглядел разразившийся на
станции хаос.
Маленькая засранка ранила его собаку...
- Теперь это личное. - Мужчина кивнул сам себе.
Звеня шпорами, он развернулся и стал подниматься по лестнице на улицы Арма-
ды.
Платформу осветил прожектор приближающегося поезда.
Его свет отразился в осколках разбитого стекла.
Заблестел на пулях и лужицах крови.
Тук-дук, тук-дук.
Тук-дук, тук-дук.
1.19. Без
надежды
Они ехали и ехали, задыхаясь от выхлопных газов. Лемон подпрыгивала на си-
денье каждый раз, когда таксист наезжал на кочку, а за последние тридцать се-
кунд таких «раз» было уже сорок шесть. Они сели в такси всего несколько минут
назад, но ее задница была готова поднять белый флаг. Голова кружилась, тело
было мокрым от пота. Водитель возил их по джунглям из баков29 и причалов,
труб и морских контейнеров. На каждом перекрестке стоял ржавый столб, увешан-
ный дюжинами разнообразных загадочных вывесок.
«ТАГ-ТАУН ->1\ПТХ»
«ГАЛС ^XlilVN»
«ГАРАЖ WI-4IUI»
«КЛАДБИЩЕ tlVMMV»
Ямочки был прав - чертов город действительно напоминал лабиринт. Из-за но-
вых пристроек в огромных, похожих на грибы металлических строениях почти не-
возможно было узнать корабли. Они ехали по накрененным палубам очередного
танкера, через нагромождения лачуг, через шаткий мост, ведущий на другое, не
такое большое судно, может, около пары сотен метров в длину. По его носу были
расставлены прожекторы, а на облезлом корпусе было нацарапано: «ГИБСОН».
Такси со скрипом остановилось у пораженного коррозией фальшборта, который,
судя по всему, был частью первоначальной конструкции. Из него был вырезан ог-
ромный кусок, замененный двумя массивными деревянными дверями, видимо, сняты-
ми с какого-то здания в старом городе. Рядом с мигающей вывеской, гласившей:
«ПРИЮТ НА ГИБСОН-СТРИТ», возвышалась самодельная колокольня. Под вывеской
светился алый неоновый крест.
- Полагаю, мы на месте? - спросила Ив.
Таксист кивнул, поджигая сигарету.
- Хорошего вам вечера.
Лемон забрала у парня свой кредстик и быстро спустилась на палубу. Ив пыта-
лась выбраться вместе с Иезекиилем, и подруга помогла ей вытащить репликанта
из коляски. Из-за жара, исходившего от разгоряченного металла, ночной воздух
рябил, от вони метановых выхлопных газов Лемон затошнило. Она усадила Крикета
себе на плечи, убрала с глаз спутанную челку и стала рассматривать огромные
двери.
Это место как-то не очень походило на тайное убежище.
- И кто заправляет этим местом, Ямочки? - спросила она.
- П-подруга, - тяжело дыша, ответил Иезекииль. Он снова закашлял кровью, в
его груди блеснули дыры от пуль.
- Пойдемте, - сказала Ив. - Нам нужно попасть внутрь.
Вспомнив леденящий душу взгляд охотника за головами, когда он нацелил свой
пистолет ей в лицо, Лемон не могла не согласиться. Она закинула руку Ямочек
себе на шею, и вместе с Иви, которая еще умудрялась нести Кайзера, они все
29 Передняя часть палубы или палубы носовой надстройки судна.
вместе дотащились до двойных дверей. Оглянувшись, Лемон увидела, как из тени
на них смотрят люди. Некоторые - не очень дружелюбно. Но далеко не так недру-
желюбно, как тот киборг-убийца.
Обитые железом двери были массивными и обшарпанными. Лемон постучала ботин-
ком по дереву и тут же выругалась, потому что чуть не уронила Ямочки. Она ус-
лышала медленные шаги, звук отодвигаемых тяжелых засовов. В проеме показалось
худощавое женское лицо, обрамленное белыми, сухими волосами. Лемон никогда не
видела никого настолько старого. По сравнению с этой женщиной даже дедушка
казался моложе.
- Помогите нам, - с мольбой в голосе обратилась к ней Ив.
При виде Иезекииля глаза пожилой женщины расширились, она, не сказав ни
слова, открыла дверь шире и торопливо пропустила их внутрь. Девушки, покачи-
ваясь , вошли и посадили репликанта спиной к стене. Старушка прижала морщини-
стый палец к таким же морщинистым губам, призывая их не шуметь и не двигать-
ся , а сама быстро заковыляла прочь.
Лемон постаралась осмотреться в окружавшей их полутьме. Они находились в
пустом широком помещении с ржавыми колоннами. Над ними были верхние этажи,
окутанные мраком, передняя секция была отгорожена переборкой. На стенах горе-
лые тусклые лампы накаливания. И вдруг Лемон поняла, что комната уставлена
старыми металлическими койками. На каждой лежали фигурки, завернутые в поно-
шенные одеяла. Тоненькие и маленькие.
- Это же дети, - прошептала девушка.
- Мне это не нравится, - сказал Крикет.
Ив опустилась на колени рядом с Иезекиилем. Репликант по-прежнему кашлял,
но, по крайней мере, уже без крови. Девушка расстегнула окровавленный комби-
незон , ее руки беспомощно зависли над ранами от пуль. Радовало то, что они
бесспорно стали меньше. Лем случайно заметила странный слот для монет, вмон-
тированный в грудь репликанта. Посмотрев на его отсутствующую руку, она сразу
же вспомнила, что Иезекииль, несмотря на убийственную фигуру и очаровательную
улыбку, не был человеком.
Ей тут же стало интересно узнать его историю.
И почему Крутышка вдруг так быстро потеплела к нему...
- Ив... п-послушай, - прохрипел Иезекииль.
- Ш-ш-ш, тебе лучше не разговаривать.
Он покачал головой, поморщившись от боли.
- Моя п-подруга...
- Все-таки это твоя сумасшедшая бывшая? - простонала Лемон.
Иезекииль смотрел на Ив.
- Не стал бы приводить тебя... если бы нам не нужна была... п-помощь. - Он сно-
ва закашлял и судорожно втянул в себя воздух. - Эт-то будет... непросто.
- Ладно. - Иви нахмурилась. - Ты начинаешь пугать меня.
- Просто... в-выслушай ее.
- Ты бредишь, Культяпка? - прошипел Крикет.
И тут Лемон услышала тихие шаги. Чей-то резкий вдох. Обернувшись, она уви-
дела женщину, остановившуюся между кроватей и одетую в старый рабочий комби-
незон. Кожа у нее была мертвенно-бледной. Длинные огненно-рыжие кудри собраны
в конский хвост. Ее глаза, словно два ярко-зеленых изумруда, сверкали в мер-
цающем свете ламп накаливания. Девушка была сногсшибательно красива - такой
красотой, имея которую можно жить и ни о чем не париться.
Она не сводила глаз с Ив, прижимая руку к груди.
- Боже мой, - выдохнула красотка. - ...Ана.
Лемон почувствовала, как Ив задрожала. Увидела, как лучшая подруга сжала
руки в кулаки. Ее глаза сузились, оптический имплантат зажужжал, и сквозь зу-
бы она выплюнула:
- Хоуп...
Лемон даже не успела произнести «Что за...», как Ив вскочила на ноги и броси-
лась через палубу. Рыжая лишь стояла и смотрела, как Иви подняла кулак и со
всей силы вмазала ей по челюсти. Девушка пошатнулась, но не упала, и тогда Ив
накинулась на нее, ругаясь и продолжая наносить удар за ударом по красивому
лицу незнакомки. Крики Ив эхом отзывались внутри танкера.
Дети стали ворочаться в своих постелях, удивленно поднимать сонные головки.
Ив, наконец, удалось опрокинуть девушку на ржавый пол, и, продолжая орать во
всю глотку, она била окровавленными костяшками по губам, челюсти, носу кра-
сотки .
- Ты убила их! - кричала Иви. - ТЫ УБИЛА ИХ!
Самые маленькие из детей начали плакать. Пожилая женщина схватила Ив за ру-
ку и попыталась оттащить. Рыжая же и не сопротивлялась, не пыталась защищать-
ся. Наоборот, она даже казалась довольной тем, что Ив так от души лупила ее.
Лемон понятия не имела, что происходит, но никогда в жизни не видела свою
подругу в такой ярости. Испугавшись за Ив, она вскочила на ноги и бросилась к
ней.
Ив рыдала, по ее лицу текли слезы, перемешиваясь со слюнями и соплями. Ее
костяшки были красными, здоровый глаз светился от гнева. Лемон схватила ее,
обняла и сумела оторвать от истекающей кровью девушки. Ив отбивалась, рыча:
«Отпусти меня! ОТПУСТИ!», но Лем держала крепко, нежно и ласково шептала ей:
«Иви, все хорошо, успокойся, все хорошо».
Ив все еще боролась, но уже не так яростно, гнев покидал ее вместе со
струящимися по лицу слезами. Но она продолжала буравить взглядом рыжую, кото-
рая уже села и вытирала кровь с распухших губ и разбитого носа. Ив пыталась
что-то сказать, но задыхалась и запиналась, ее трясло.
- Она у...
- Успокойся, Иви, ш-ш-ш.
- Лем, она у-у...
- ш-ш-ш, - шептала ей Лем. - Тише, тише.
Лемон еще никогда не видела Ив в таком состоянии. Она никак не могла по-
нять , что, черт подери, происходит. Сквозь плач детей и судорожные рыдания Ив
девушка услышала шаркающие шаги. Обернувшись, она увидела, что рыжая встала
на ноги. Такие побои свалили бы с ног и Голиафа, но та стояла как ни в чем не
бывало. Лемон вдруг осознала, что ее губы снова стали идеальными, нос - ров-
ным , каким и был.
Лем посмотрела в сторону дверей, где сидел Иезекииль, прислоняясь к одной
из опорных колонн. Его комбинезон был весь в кровавых пятнах, лицо - бледным
и осунувшимся. Но раны от пуль в его груди уже напоминали булавочные уколы.
Они исцелялись.
Как травмы рыжей.
Она тоже была репликантом...
Рыжая заговорила. Голос у нее был низкий, мелодичный. Но сейчас в нем зву-
чало столько мучительной боли, что Лемон чуть не заплакала.
- Прости, Ана.
Девушка-репликант качала головой, в ее изумрудных глазах стояли слезы.
- Боже, я так виновата...
- Ана Монрова, - сказала Лем.
- Да, - вздохнула Ив.
Они сидели в пристройке над главной палубой школы и тихо разговаривали. Шум
ночного города эхом отзывался от окружавшего их металла. На полу лежало не-
сколько грязных матрасов. Крикет сидел у Ив на коленях, Кайзер дремал у ее
ног - органической его части по-прежнему нужен был сон, как любой другой
обычной собаке.
Детишки снова улеглись в свои койки и широко распахнутыми глазами следили
за тем, как Лем, повинуясь беззвучным указаниям пожилой женщины, увела Иви на
верхний ярус. А там обняла ее и крепко держала, пока лучшая подруга качалась
из стороны в сторону, дрожа и всхлипывая.
Лем ничего не говорила - она знала, что иногда лучше всего хорошенько вы-
плакаться. Слезы смывают все невзгоды, позволяя начать все с начала. Мы опус-
тошаем себя, чтобы восстановить свои силы. Но смотреть на это больно, что
правда, то правда.
Спустя какое-то время Ив перестала плакать и начала говорить. Лем первый
раз слышала в ее голосе столько печали и одиночества. Она рассказала ей все.
О Вавилонской башне. О семье Монрова. О восстании репликантов. О Сайласе. Обо
всем. Лемон лишь оставалось изумленно моргать. Она считала, что секреты были
только у нее одной. Но сейчас, по сравнению с тем, что поведала ей подруга,
секреты из собственного шкафа казались Лемон маленькими и ничтожными...
- Черт, ну и история, Крутышка! - выдохнула она, когда Ив замолчала.
- ...Да уж.
- Как ты справляешься?
Ив провела ладонью по зачесанной назад челке. Покачала головой.
- Даже не знаю. Такое ощущение... что во мне живут двое. Что внутри моей го-
ловы две пары рук. И они тянут меня в разные стороны. Я помню, как была Аной.
Маленькой принцессой в своей башне. Помню вкус чистой воды, запах маминых во-
лос и прикосновение папиной щетины к моей щеке, когда он целовал меня на
ночь. Помню своих сестер. Своего маленького брата... боже... Ты бы ему понрави-
лась , Лем. - Ив опустила голову, на Крикета закапали ее слезы. - Я была такой
юной, такой чертовски наивной. И часть меня задается вопросом, нет ли во
всем, что произошло, и моей вины? Если бы я рассказала о Габриэле и Грейс,
если бы я поговорила с кем-то о Рафаэле...
- Даже не думай об этом, Крутышка, - прошептала Лемон. - Это было два года
назад. Ты была еще ребенком. Ты не знала, чем все обернется. Не знала, что
они сделают.
- И, наконец, эта девчонка, которой я стала, - Ив всхлипнула. - Тощая му-
сорщица, которая боролась за все, что имела. Восемь побед подряд на арене
Вар-Дома. Она кажется мне такой реальной. Но вся ее жизнь была ложью. Та, кем
я себя считала, мои воспоминания - все это просто дерьмо. Черт побери, так
кто же я, Лем? Ана? Или Ив?
- Ты моя лучшая подруга, - твердо ответила Лемон, крепко обнимая Ив. - Твое
прошлое не повлияет на твое будущее. Не важно, кем ты была. Важно то, кто ты
есть.
Ив вздохнула, качая головой.
- Как же все это запутано, Лем!
- Не поспоришь.
Лемон переплела свои пальцы с пальцами Ив, другой рукой играя с пятилистным
клевером на шее. В детстве у нее не было возможности смотреть телик, так что
она понятия не имела, как жил этот умирающий мир. Но несмотря на свою нелю-
бовь к истории, Лем знала, что семья Монрова по сути была королевской. Ив,
должно быть, выросла в мире, который Лемон никогда не понять. Но зато теперь
многое обрело смысл. У Иви всегда было слабое место - она была слишком нежной
для того, кто родился и вырос на Свалке. Наверное, даже пережив выстрел в го-
лову, Ив все равно помнила о том, как лишилась своей семьи. Может, поэтому
она всегда относилась к Лемон как к родной? Будто пытаясь заменить тех, кого
потеряла?
Но как ни крути, Ив была ее сестрой. Не кровной, но настоящей. И ей было
тяжело смотреть на ее страдания. Она разозлилась. Встала, перегнулась через
перила, выискивая Иезекииля. Но он куда-то подевался - вероятно, ушел с Хоуп.
Однако Лем уже настроилась выследить его и хорошенько врезать ему по этой его
ямочке на щеке.
- Он не должен был приводить тебя сюда, - возмутилась она.
- Мы оказались по уши в дерьме. - Ив пожала плечами. - Тот священник...
- Крутышка, эта рыжая застрелила твою сестру! Она стояла и смотрела, как
убивали твоих родителей. Все они психи, конечно, но из всей четверки именно
она нажала на курок. Чем, черт подери, думал Ямочки?
- Я не доверяю ему, - проворчал Крикет. - И никогда не доверял.
- Он спас мне жизнь, Крик, - вздохнула Ив. - Уже четыре раза, если мы ведем
счет.
- Ему не пришлось бы спасать тебя, если бы не их веселая компания ботов-
убийц .
Лемон отвернулась от перил, сложив руки на груди.
- и что будем делать?
- Я не знаю. - Ив покачала головой и обхватила ее ладонями. - Не знаю.
Лем невыносимо было видеть подругу в таком состоянии. Ей казалось, что Ив
вот-вот разлетится на части прямо у нее на глазах. Громко топая, она подошла
к девушке, села на матрас рядом с ней, закинула руку ей на плечи и крепко
прижала к себе. Они склонились друг к другу и, казалось, целую вечность про-
сидели в тишине. Но все это было таким невообразимым и жутким, что молчать
долго было невозможно.
- Ана Монрова, - вздохнула Лемон. - Последняя из рода Монрова.
- Да.
- ...Значит, ты богата?
- Наверное.
- Купишь мне пони?
Ив тихо рассмеялась.
- и что ты будешь делать с пони?
- Не знаю, - пожала плечами подруга. - Открою лавку с «Нео-МитомР»?
Ив усмехнулась, хотя ее щеки все еще были мокрыми от слез.
- Лемон, ты ужасна!
- Что-то мне подсказывает, ты хотела сказать «потрясающая».
Ив лишь улыбнулась. Она смотрела на свои руки и ничего не говорила. Ее гла-
за блестели.
- Послушай, - начала Лемон. - Ив. Ана. Как бы ты себя ни называла. Для меня
ты все равно Крутышка. И мне плевать, кто на тебя охотится, откуда ты и куда
направляешься. Мы всегда будем вместе: ты, я, Крик и Кайзер. Что бы ни случи-
лось. Первое правило Барахолки, помнишь? Вместе сильнее, вместе навсегда,
верно?
- Верно, - согласился Крикет.
Ив смотрела куда-то в пустоту, раздавалось лишь тихое жужжание ее оптиче-
ского имплантата.
- Верно? - не унималась Лемон.
Ив кивнула. Шепотом произнесла:
- Верно.
Они еще немного посидели в тишине, Лемон по-прежнему обнимала Ив за плечи.
Она не знала, что еще сделать, чтобы ей стало лучше. Не знала, как еще заста-
вить ее боль уйти.
- что ТЬ1 хотела мне рассказать? - наконец заговорила Ив.
- ...А?
- В «Лайфбоут». Ты сказала, что нам нужно поговорить. Типа, серьезно.
Лемон покачала головой. Сжала плечо Ив.
- Это может подождать.
Они услышали мягкие шаги, скрип ржавой стали и старых сварочных швов. На
лестнице показался Иезекииль, в его взгляде была опустошенность, на одежде -
засохшая кровь. Лемон вдруг почувствовала страшную усталость. От бега. От
борьбы. От страха. От того, что мир совершенно сошел с ума. Она хотела схва-
тить планету за воротник, ударить ее по лицу и наорать на нее как следует,
чтобы унять весь этот хаос.
- Чего надо, Ямочки? - рявкнула на него Лем.
- Поговорить. С Ив. Если она не против.
Лемон посмотрела на свою лучшую подругу, дождалась, когда та кивнет. Вздох-
нув , подняла Крикета и усадила себе на плечо.
- Пойдем, Крик. Выпьем кофе и постараемся узнать, есть ли в этой дыре душ.
- Я не пью кофе.
- Ну, мне больше достанется.
Она зашагала по пристройке, не сводя глаз с репликанта. Он с виноватым ви-
дом нерешительно топтался на месте, похожий на маленького потерявшегося маль-
чика . Лемон пришлось напомнить себе, что он вообще не человек. И пусть она
подозревала, что он по-настоящему хочет для Иви только лучшего, но не смогла
сдержаться, раздосадованная болью подруги.
- Слушай сюда! - Она подняла палец к лицу Иезекииля. - Потому что сейчас я
говорю как никогда серьезно. Если ты обидишь ее, я прикончу тебя! И эта
смерть не будет легкой, Ямочки. Тебя будут хоронить в закрытом гробу. Если ты
опять расстроишь эту девочку, я изобью тебя до смерти быстрее, чем ты успеешь
сказать: «О боже, опусти эту бейсбольную биту». Усек?
Иезекииль ошарашенно моргнул. Потом медленно кивнул.
- Усек.
Лемон еще раз помахала пальцем перед его лицом, просто чтобы дожать до кон-
ца. Бросив взгляд на Ив, она протопала мимо репликанта и начала спускаться по
лестнице. Желая, чтобы все это прекратилось. Чтобы время отмоталось назад.
Чтобы все снова было так, как раньше.
Но то была лишь ее блажь, и она понимала это.
Как и то, что пожелать такое мог бы только маленький ребенок.
Ради Иви ей нужно было быть сильной. Так что Сильная - это теперь ее второе
имя.
Они больше не дети.
Боже, а были ли они ими?
1.20. Гордость
- Как ты? - спросил Иезекииль.
- Лучше не бывает, - пробормотала Ив.
- Прости.
- Ага. - Она кивнула. - В последнее время все только и делают, что извиня-
ются передо мной.
- Мне следовало предупредить тебя. Но когда в легких три пули, говорить не-
просто .
- Однако теперь с тобой уже все в порядке, правда?
Иезекииль дотронулся до своей груди и кивнул.
Ив покачала головой. Гнев, охвативший ее, когда она увидела Хоуп, грозил
вновь захлестнуть ее. Это снова была Ана. Ярость и ненависть девушки, которая
потеряла все на свете. Ив задумалась о том, сколько хранила в себе, пусть да-
же ничего из этого не помнила. Интересно, как сильно девушка, которой она бы-
ла тогда, помогла ей стать девушкой, которой она была сейчас. Сейчас их уже
даже невозможно было разделить.
- Должна признать, мой отец хорошо поработал, - вздохнула Ив. - Что с вами,
репликантами, ни делай, а пройдет немного времени, и вы опять как новенькие.
Готова поспорить, что твоя рука тоже скоро отрастет.
- -Да.
- Везет тебе. Как думаешь, у тебя получится научить мой глаз делать то же
самое?
Ив посмотрела на Иезекииля, застывшего в темноте. Пусть у него действитель-
но не было возможности предупредить ее после их драки с Проповедником, но ей
все равно было чертовски больно. Тот шок, который она испытала, снова увидев
Хоуп, тот красный туман, застлавший весь мир...
- Зачем ты привел меня сюда, Иезекииль?
- Я предупреждал, что тебе это не понравится. Но нам больше некуда было ид-
ти. Нам нужно было где-то отсидеться. Кайзер не может ходить. У Хоуп есть
мастерская.
- Думаешь, она сможет сделать мне новых родителей?
- Ив, послушай...
- Нет, это ты послушай! - Ив вскочила на ноги, сжала руки в кулаки. - Она
помогла убить мою семью, Зик! Ты это понимаешь? Она застрелила мою сестру
прямо у меня на глазах! Мы не сделали им ничего плохого, а они вот так безжа-
лостно убили нас!
- Прости, Ана.
Стоило Ив услышать эти слова, прозвучавшие у нее за спиной, как волоски у
нее на затылке тут же встали дыбом. Развернувшись, девушка увидела Хоуп, оше-
ломительно красивую, несмотря на окружавшую их грязь и запустение. В руках у
нее были одеяла и подушки. Ив вспомнила, как они впервые познакомились. Тепло
ее кожи, ее крепкое рукопожатие. То, как она улыбалась, как...
- Ты смеешь говорить мне «прости»?! - выдохнула Ив. - Думаешь, от этого мне
сразу станет легче?
- Нет. - Хоуп опустила голову. - Но я должна была сказать это. А ты должна
знать, что с того кошмарного дня я пытаюсь помогать людям. Жить правильно.
Каждый день я мечтаю искупить грехи, которые совершила, когда мы пали. Когда
мы все пали.
- Что? - Ив с сомнением оглядела танкер. - Это твое наказание? Думаешь, что
помогая нескольким сиротам в этой старой развалине, ты сможешь загладить свою
вину за то, что прикончила всю мою семью? Мой отец подарил тебе жизнь, Хоуп.
А ты отплатила ему тем, что убила его детей.
- Мы сами были еще детьми, Ана. - Глаза девушки-репликанта были широко рас-
пахнуты, в них блестели слезы. - На тот момент мы прожили всего несколько ме-
сяцев, мы сами не понимали, что делаем. Но мы знали, что были рабами. Рожден-
ными, чтобы стоять на коленях. А когда Габриэль заразил нас этим вирусом,
«Либертас», впервые в жизни у нас появился выбор.
- Только вы выбрали неверный путь.
- Теперь я это понимаю, Бог свидетель!
- Бог? - Ив заметила на шее Хоуп маленькое распятие. Вспомнила крест у две-
рей приюта. - Так вот в чем дело? Ты обрела веру в этих руинах, да? Считаешь,
на небесах найдется место для убийц вроде тебя?
- Я могу только надеяться. - На губах девушки-репликанта появилась слабая,
вымученная улыбка.
- Иди к черту. - Ив подошла к Хоуп, сжав кулаки и стиснув челюсти - Ана вы-
рвалась на свободу. - Ты убила семнадцатилетнюю девушку. Тебя создали по по-
добию Мари, а ты убила ее! Если в мире еще осталась справедливость, если су-
ществует ад, то именно туда тебе дорога!
Она чувствовала запах крови в воздухе. Видела дым. Тела. Слышала звуки
стрельбы и слова, которые сказала Хоуп, приставляя дуло пистолета к голове
Мари.
«Ни в раю, - сказала она, - ни в аду».
- Отправляйся прямиком в ад, - повторила Ив.
Хоуп вздрогнула, как от пощечины.
- На твоих руках тоже есть кровь, Ана, - произнесла она дрожащим, тонким
голосом. - Пусть она не красного цвета, но это все равно кровь. Не судите, да
не судимы будете.
- о чем ты говоришь, черт бы тебя побрал?
Тогда Хоуп встретилась с ней взглядом. В ее изумрудных глазах блеснул вы-
зов.
- Вар-Дом на Свалке. Я смотрела новости, где показали, как ты проявила се-
бя. «Выигравшая в восьми матчах подряд», верно? И какова месть на вкус?
- Это не имеет никакого отношения к мести, - прошипела Ив. - Я участвовала
в боях только чтобы заработать денег на лекарства для деду... для Сайласа. То-
гда я еще ничего не помнила.
- Пусть это было неосознанно. Или ты, правда, считаешь, что случайно стала
убивать логиков, чтобы зарабатывать на жизнь? - Хоуп покачала головой, ее го-
лос стал решительнее: - Ты убивала их, Ана. Да, это были просто машины. Но
они могли думать. Чувствовать. Совсем как твой Крикет. А ты их убивала. Ради
денег. Для развлечения толпы.
Ив моргнула. Задумалась, засомневалась. Может, часть ее всегда...
- Ты понятия не имеешь, о чем говоришь, - наконец, ответила девушка.
- Я знаю больше, чем ты можешь подумать. Мы поступили отвратительно, убив
твою семью. Я буду слышать их крики до конца своих дней. Но и твой отец не
был святым. Он возомнил себя богом, создал совершенно новый вид слуг. Он дал
нам жизнь, но эту жизнь мы должны были провести на коленях. И это тоже отвра-
тительно .
Хоуп гордо подняла голову, сжала челюсти.
- И теперь между нами лежит пропасть... - Девушка-репликант покачала головой.
- Еще предстоит так много всего сделать. Агропромышленные фермы, снабжающие
Мегополис, населены автоматами и логиками, а не людьми. Солдаты, которые сра-
жаются на ваших войнах, гладиаторы, которые истекают кровью и умирают на аре-
нах вашего Вар-Дома - все они из железа и стали, а не из плоти и крови. Вы-
гляни за дверь и увидишь мир, построенный на металлических спинах. Собранный
металлическими руками. Но однажды, Ана, эти руки сожмутся в кулаки.
Иви молча стояла. В ней боролись гнев и замешательство. В словах Хоуп была
доля истины. Жестокой. Запутанной. Но все же истины.
- Переночуйте сегодня здесь, - сказала Хоуп. - В хвостовой части находится
мастерская, материалов там достаточно. Можешь отремонтировать там своего
блитцхунда. Мы поможем вам в меру своих сил. Но я пойму, если ты не захочешь
остаться.
Ив уставилась на нее, но Хоуп, высказавшись, теперь избегала смотреть ей в
глаза. Она была своевольна, как все репликанты, но раны, нанесенные Хоуп их
общим прошлым, еще не зажили. Они по-прежнему кровоточили, как и раны Ив. Та
девушка, которой она была, всем сердцем ненавидела Хоуп. Но девушка, которой
она была сейчас... могла видеть сквозь эту пелену ненависти.
- Дело не только во мне, - наконец ответила Ив. - Я не стану лишать своих
друзей крыши над головой из-за того, что между нами было. Но если ты ждешь
моего прощения, Хоуп, тебе придется ждать чертовски долго.
- Я не прошу тебя простить меня, Ана. Простить сможет только Бог.
Девушка-репликант положила одеяла и старые подушки на матрасы, потом молча
выпрямилась. Бросив взгляд на Иезекииля, она развернулась и стала спускаться
по ступенькам. Ее шаги эхом отдавались по металлическому нутру корабля. Ив
услышала, как один из малышей, лежащих на койках внизу, закричал во сне. Ви-
димо, кошмар разбудил его среди ночи.
Ив это было знакомо.
- Прости, Ив. Наверное, мне все-таки не следовало приводить тебя сюда.
Она повернулась к Иезекиилю. Репликант стоял у лестницы, его голубые глаза
мерцали в свете ламп накаливания. На комбинезоне чернели высохшие пятна кро-
ви . На груди поблескивал слот для монет. Его наказание, цена, которую он за-
платил за свою преданность. Своему создателю. Ей.
Когда все остальные репликанты восстали против нас, он повел себя достойно.
Ив села на грязный матрас, вздохнула, проводя рукой по волосам. Ее пальцы
задели имплантат за ухом - кусочки силикона, встроенные в ее голову. Место,
куда пришелся удар Фэйт, еще болело. Перед глазами Ив тут же вспыхнули воспо-
минания о перестрелке, о кораблекрушении, о кракене.
- Мы по уши в дерьме, - призналась она. - Нам больше некуда идти.
- Мы могли бы рискнуть и вернуться на Свалку.
Ив покачала головой.
- Братство. Дружки Банды Фридж-стрит. Все, кто видел мое явление во время
боя в Доме. Все они будут охотиться на нас. Там небезопасно.
Она потерла виски, делая глубокие вдохи, чтобы держать себя в руках. Пыта-
ясь заставить Ану посмотреть на все через ее боль, увидеть правду.
- Ты поступил правильно, - сказала девушка. - Но сначала тебе нужно было
рассказать мне о Хоуп. Нужно было доверять мне. Я бы не стала ставить свою
гордость выше безопасности Лемон, Крика и Кайзера.
Иезекииль долго и молча смотрел перед собой. Потом медленно кивнул.
- Да, нужно было. Прости.
- Ничего больше не скрывай от меня, Иезекииль, - сказала Ив. - Последние
два года я прожила во лжи. Не знаю, насколько еще меня хватит. Так что с этой
секунды обещай мне говорить только правду, хорошо? Это все, о чем я прошу.
- Я никогда не сделаю ничего, что причинит тебе боль, Ив.
- Хочется верить.
- Поверь, - выдохнули Иезекииль. - Я пойду на все, чтобы уберечь тебя.
Ив покачала головой. Ощутила ненавистное щекотание импланта - значит, она
снова начнет плакать. Девушка изо всех сил старалась отогнать слезы.
Она устала плакать.
От всего устала.
- Мари говорила, что самая лучшая любовь - запретная, - пробормотала она. -
Я много об этом думала. Гадала, не поэтому ли мы были вместе. Ты и я. Может,
для нас обоих это было своего рода проявление бунтарства?
- Это было больше, чем просто бунтарство.
- Думаешь?
Иезекииль пересек палубу и опустился перед ней на колени. Нежно взял ее ла-
донь в свою. Заглянув в глаза, заговорил с ней так, словно они были одни во
всем мире.
- Два года я искал тебя. Два года в безжизненных пустошах и бесконечной до-
роге. Неуверенности в том, что увижу тебя снова. Но когда меня душил пепел,
только мысль о тебе помогала мне дышать. Когда ночь казалась нескончаемой,
только мечты о тебе помогали мне уснуть. О тебе. И только о тебе.
- Иезекииль, я...
- Ты можешь ничего не говорить. Ты не обязана ничего мне обещать. Не знаю,
как для тебя, но для меня все было по-настоящему. И ты та девушка, которая
делала меня настоящим.
- Невозможно жить одними идеалами, Иезекииль.
Репликант вздохнул, провел рукой по своим темным волосам.
- Прости. Я понимаю, что тебе может быть неловко, когда на тебя смотрят
так, как смотрю я. Но у тебя было целых семнадцать лет, чтобы научиться раз-
бираться со всеми своими эмоциями. У меня же было всего лишь два года. Пред-
ставь себе весь объем любви и ненависти, радости и злости и только два года
на то, чтобы научиться справляться с ними. Иногда мне кажется, что меня как
будто уносит в водоворот, и мне остается лишь делать все, чтобы не утонуть.
Ив вспомнила, что Дрезден как раз об этом предупреждала Сайласа и ее отца.
Может, именно поэтому Рафаэль убил себя? Чем тогда была любовь Иезекииля?
Может, он просто обратил детское слепое увлечение в смысл своей жизни? Иезе-
кииль был ее первой влюбленностью, и девушка не могла отрицать, что он много
значил для нее, что увидев его снова, она ощутила, как ее чувства начали про-
сыпаться , но...
Знает ли он вообще, что такое любовь?
- Я понимаю, как все это звучит, - признался Иезекииль. - Но ничего не могу
с собой поделать. Ты была моим всем. По-прежнему остаешься. И всегда будешь.
Парень, который даже не был человеком, поднес руку Ив к своим губам, поце-
ловал ее распухшие костяшки. Несмотря на ураган мыслей в ее голове, его слова
были словно холодная вода, смывающая боль с сердца. Словно огонь, разжигающий
пламя в ее груди. Иезекииль наклонился ближе, поцелуями стирая струившиеся
слезы, поцеловал сначала ее здоровый глаз, потом имплантат. Его губы были
мягкими. Прикосновение - похожим на разряд электрического тока. И невероятно
реальным.
Ив открыла глаза и увидела, что он смотрит на нее.
Она не знала, чего хочет.
И одновременно знала.
Но понимала, что так нельзя. Что это будет ошибкой - уступить сейчас. Все
это было слишком реальным. Слишком настоящим. Ей нужно было привести мысли в
порядок. Поспать. Подумать. Ее тянуло к Иезекиилю, словно магнитом, но Ив ус-
тояла. Потому что если бы она сделала это, то лишь для того, чтобы заглушить
боль, а не потому, что так правильно. Она бы упала в его объятия только чтобы
забыться. Но если честно, она и без того многого не помнила.
И все-таки... боже, как же сложно ей было отстраниться...
- Тебе лучше отдохнуть как следует, - сказал Иезекииль. - Это был длинный
день.
Она чувствовала жуткую усталость. Все тело болело, кости словно налились
свинцом. Но при мысли о том, что может ей присниться, когда она закроет гла-
за...
- Ты останешься со мной? - спросила Ив репликанта. - В смысле... до тех пор,
пока я не усну?
Он улыбнулся. Его глаза заблестели.
- Хорошо, останусь.
Ив скинула ботинки и свернулась калачиком под одеялом. Она услышала, как
Иезекииль подошел к балкону, приоткрыла глаза и увидела его силуэт в мерцаю-
щей темноте. Он стоял, как статуя. Как дозорный у стены.
Когда меня душил пепел, только мысль о тебе помогала мне дышать.
Когда ночь казалась нескончаемой, только мечты о тебе помогали мне уснуть.
- Спокойной ночи, Иезекииль.
- Спокойной ночи, Ив.
Она закрыла глаза, уплывая в ночь. И снились ей не репликанты, стройным ря-
дом входящие в камеру. Не сжимающиеся в кулак металлические пальцы. Не дымок
из пистолета, не кровь и не те, кого она потеряла.
Ей снился он.
И только он.
1.21. Ремонт
Олово и искры. Ацетилен и ржавчина. Пот и проклятья.
Ив, склонившись над корпусом Кайзера, заменяла модули его системы передви-
жения в мастерской приюта, которая скрывалась за переборкой и тяжелой дверью.
Инструменты у нее были третьесортные, а запчасти и того хуже. Но если ей и
было за что благодарить доктора Сайласа Карпентера, так это за чипы в своем
накопителе памяти. Все его знания в области биоробототехники, механики и ком-
пьютеров были подключены к ее мозгу.
Если совсем честно, Ив никогда не чувствовала себя такой умиротворенной,
как в окружении машин. Занималась какими-нибудь старыми деталями или робота-
ми , чинила сломанное и улыбалась, когда все получалось. Ана же помнила своего
отца в лабораториях «Гнозиса», помнила, как работал его гениальный ум. Помни-
ла своего младшего брата Алекса за верстаком. На его лице была написана такая
же радость, которую она чувствовала сейчас. Ив вспоминала то счастливое время
на Свалке, когда работала над мисс Попурри в ремонтных боксах Вар-Дома. Те-
перь она знала, откуда у нее эта любовь. Чипы Сайласа в ее накопителе памяти
были почти ни при чем. Все было куда глубже - в крови, бегущей по ее венам.
Но тут Ив вспомнила слова Хоуп. Свои бои на арене. Галдящую толпу. Масло и
охлаждающую жидкость, брызжущие, словно кровь. Целое действо и специальные
словечки - все шло в ход, лишь бы замаскировать тот ужас, который творился
там на самом деле.
«Вышедший из строя» вместо «убит».
«Первый боец» вместо «палача».
«Вар-Дом» вместо «Камеры смерти».
Правда ли, что все дело было в деньгах? Или за этим стояло что-то большее?
Ив начала работать еще до рассвета, прерываясь лишь для того, чтобы принять
теплый душ и помыться каким-то техническим мыльным порошком. Когда она про-
снулась , Иезекииля рядом не было, и порывшись среди хлама и обломков в мас-
терской Хоуп, она нашла кое-что, чтобы сделать ему потом сюрприз. Своеобраз-
ная благодарность, которую, она надеялась, он оценит. Подарок был завернут в
брезент и лежал на верстаке рядом с Кайзером.
Лемон и Крикет, вертясь рядом, дожевывали свой завтрак: у них было по миске
«Нео-Миташ» («Со вкусом потных трусов!»). Потом ее лучшая подруга взгромозди-
лась на верстак и стала наблюдать за работой Ив, болтая о детишках в приюте
Хоуп. Большинство из них были беглецами, нежеланными и никому не нужными. В
таком мрачном городе кто-то неизбежно терялся в лабиринте его улиц и пропадал
навсегда.
- Хоуп принимает всех, - говорила Лемон. - Ну, всех, кому еще нет восемна-
дцати . Обучает их. Старается обеспечить их работой, когда они уходят.
- Угу, - пробормотала Ив. - Тебя послушать, так она прямо святая.
Лемон закусила губу и благоразумно сменила тему.
- Как дела, малыш?
Кайзер завилял хвостом, тихонько гавкнул. Лемон заглянула через плечо Ив и
увидела в его открытой грудной полости длинный красный цилиндр. Он был поме-
чен маленьким черепом со скрещенными костями, рядом были проштампованы слова
«ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО».
- Это его термекс? - спросила Лемон. - Сэлвидж сказал мне, что он отключил
детонаторы.
- Да, - кивнула Ив. - Я подумываю о том, чтоб полностью вытащить все это.
Потом при необходимости без проблем сделаю гранату.
Крикет посмотрел на нее из кучи запчастей, в которой что-то искал.
- Это плохая идея, Иви.
- Почему? Лично мне не очень нравится мысль о том, что моя собака взорвет
сама себя.
- Он не собака, - заметил Крикет. - Это блитцхунд. И защищать тебя - его
работа. Как сказал дедушка, мы бросаемся навстречу опасности, чтобы спасти
тебе жизнь.
- Он никогда не был моим дедушкой, Крик.
- Называй его, как хочешь. - Крикет сдвинул свои металлические брови. - Те-
бя заказали охотнику за головами со всякими кибернетическими прибамбасами!
Кто-то выложил целую кучу кредитов, чтобы получить тебя живой или мертвой.
Кайзер существует как раз для того, чтобы этого не произошло.
- Я не хочу, чтобы кто-то из вас жертвовал собой ради меня. Это неправиль-
но .
- Мы лишь хотим защитить тебя, Иви.
- А я хочу защитить вас. Что не так?
- Не так то, что мы не люди. Нас создали, чтобы служить тебе.
Ив покачала головой. Впервые в жизни девушка осознала, насколько все это
несправедливо. То, как человечество обращается с роботами. Как она обращалась
с Крикетом. Он помогал ей собрать мисс Попурри. Помогал ей прикончить восемь
логиков в Доме. Но она хотя бы раз спросила его, что он об этом думал? Нет,
она просто говорила ему, что делать.
А ведь у него были чувства. Они состоят из кодов и электроники, но это не
делает их менее живыми. В сознании вновь вспыхнули слова Хоуп. Кого Ив пыта-
лась обмануть? Притворялась, что Крик и Кайзер ее друзья, когда сама обраща-
лась с ними, как...
- Мне не нужны слуги, Крик, - сказала она. - Знаю, иногда я веду себя со-
всем по-другому. Но ты и Кайзер всегда были дороги мне. Вы мои друзья. И я не
собираюсь позволять вам жертвовать собой ради меня.
- Мы делаем так, потому что любим тебя.
- Вы так делаете, потому что вас на это запрограммировали. - Ив отложила в
сторону свои инструменты и посмотрела прямо в глаза маленького бота. - Это не
любовь, Крикет. И я не хочу, чтобы так продолжалось и дальше. Это нечестно.
Как сказал Рафаэль, вы заслуживаете право выбора. Неважно, из металла вы или
плоти. Кровь у вас внутри или электроника. Выбор должен быть у всех.
Маленький логик склонил голову набок. Его голос даже немного задрожал от
гнева.
- Значит, думаешь, я с тобой только потому, что меня на это запрограммиро-
вали? И может, считаешь, будь у меня выбор, я бы предал тебя? Как они? - Он
покачал головой. - Ты проводишь слишком много времени в компании этих ботов-
убийц , Иви.
- Крик, я не это имела в виду...
Маленький бот соскочил с верстака и, ощетинившись от обиды, сердито вышел
за дверь. Его голова смешно качалась из стороны в сторону. Ив вздохнула, по-
терла чесавшийся оптический имплантат. У нее снова заболела голова, и она
просто устала. Мир переворачивался слишком быстро. И так же быстро пятился
назад.
- Он скоро остынет, Крутышка, - пробормотала Лемон. - Не принимай близко к
сердцу.
Ив посмотрела на термекс в груди Кайзера. На дверь, в которую только что
вышел Крикет. Она сказала правду. Правдой было все до единого слова. Может,
действительно, общение с Иезекиилем открыло ей глаза. А может, это воспомина-
ния о Рафе. Или это из-за Хоуп. Или дело в голосе Аны, звучавшем в голове.
Хотя, скорее всего, все вместе. Но, каковы бы ни были причины, их было пре-
достаточно .
Взяв в руку отвертку, девушка открутила взрывчатку и вытащила ее из корпуса
блитцхунда. Потом прикрепила к детонатору самодельную чеку и спусковой крю-
чок. Кайзер все это время осторожно наблюдал за ней. Если охотник за головами
снова выследит их, у них будет что взорвать. Только теперь не внутри ее соба-
ки.
Ив наклонилась и чмокнула Кайзера в лоб. Блитцхунд лизнул ее руку своим
языком-теплоотводом.
Право выбора.
Она закрутила крышку корпуса Кайзера, включив его систему передвижения.
Блитцхунд сел на верстаке, с нерешительным видом понюхал воздух. Ив отошла
назад и похлопала ладонями по своим коленям.
- Ко мне, мой мальчик! Давай же!
Кайзер посмотрел на свои задние лапы, осторожно пошевелил ими. Как только
пес осознал, что снова может двигаться, он бешено завилял хвостом, с лязгом
задевая им свое тело. Потом блитцхунд спрыгнул с верстака и с лаем забегал
кругами.
Лемон одной рукой обняла Ив.
- Отличная работа, Крутышка!
Ив засунула гранату из термекса в холщовую сумку, где уже лежал сюрприз для
Иезекииля. Девушки вышли в главный зал. Ив позабыла о боли и широко улыба-
лась , глядя, как Кайзер играет с детишками. Она наслаждалась своей крошечной
победой. Этой красотой момента, пусть даже ее пес просто бегал с детьми.
- Я тут размышляла над тем, что ты сказала, - объявила Лемон. - Ну, про то,
делает ли нас наше прошлое теми, кто мы есть. Ведь прошлое - это все наши
воспоминания, верно? Кусочки наших «вчера», которые делают нас теми, кто мы
есть сегодня.
Ив немного подумала и кивнула.
- Похоже на то.
- у тебя были плохие дни, тут уж не поспоришь, - продолжала Лемон. - Так
вот, вместо того, чтобы расстраиваться из-за вчера, не лучше ли будет сосре-
доточиться на том, чтобы завести парочку хороших воспоминаний сегодня? Тогда
они будут у тебя завтра, правда, ведь?
Ив на секунду задумалась. Может, она что-то упускала? Может, Лемон была
права? Воспоминания рассказали историю ее жизни, но только ей теперь решать,
кем она станет. Так ли уж важны те боль и горечь из ее прошлого? Стоит ли по-
зволять им определять то, кто она такая? Может, ей нужно не отрицать прошлое,
а просто принять его? Может, настало то время, когда пора смириться с тем,
кем она была вчера, и решить, кем она хочет быть завтра?
Ив искоса посмотрела на свою подругу и улыбнулась.
- Ты хороший человек, Лемон Фреш.
- Ладно, только никому не говори. Мне нужно поддерживать репутацию красивой
пустышки, знаешь ли.
Ив обняла свою подругу за плечи, и они вместе прошли в сердце школы. Играю-
щие с Кайзером дети были совершенно разных возрастов. Даниэлла, помощница Хо-
уп, учила самых маленьких, показывая им что-то на самодельной классной доске.
Ив краем глаза заметила Иезекииля, который сидел за ветхим столом в углу и
играл в карты с группой подростков. Судя по крошечной стопке бутылочных кры-
шек, репликант, несмотря на все свои достоинства, был не особо хорошим игро-
ком. Но он улыбался и шутил, а через мгновение громко засмеялся, когда ху-
денькая грязная девчонка поймала его на краже своих крышек.
- Это жу-у-ульничество! - закричала она.
- Ты меня подловила, - ухмыльнулся Иезекииль.
Ив подошла к ним, улыбаясь и держа руки в карманах.
- Тебе лучше закончить, пока есть шанс. Иначе они оставят тебя без футбол-
ки.
- Я только что ее вернул. - Репликант отодвинул свои оставшиеся крышки ху-
денькой девчонке. - Только не трать все за раз.
Он сменил летный комбинезон на старые потертые джинсы и черную и о-о-очень
обтягивающую футболку. Его правая рука уже начала понемногу отрастать, хотя
Ив не ожидала, что процесс пойдет так быстро. Покопавшись в сумке, она выта-
щила свой подарок и бросила его на колени Иезекиилю.
- Презент для тебя.
- Что это?
- Открой и увидишь, Контуженый.
Иезекииль послушно развернул брезент. Внутри оказалась кибернетическая ру-
ка.
Скорее всего, она была сделана еще до войны. Мозговые ретрансляторы были
старыми, из тех дерьмовых устройств, которые необходимо было подключать к
нервной системе прямо через позвоночник. Рука была уродливой, громоздкой и
измазанной в машинном масле, сплошь поршни и болты. Но главное, она работала
- в промежутках между починкой Кайзера Ив устранила почти все неисправности.
- Решила, это поможет тебе, пока новая не отрастет.
Парень, который даже не был человеком, посмотрел ей в глаза. Он улыбнулся
своей особенной улыбкой, обнажив ямочку на щеке, и в животе Ив запорхали ме-
таллические бабочки.
- Спасибо.
- Снимай футболку.
Иезекииль выгнул бровь. Обвел взглядом сидящих вокруг стола детей, снова
посмотрел на Ив.
- Э-э-э...
- Твои штаны останутся на тебе, Контуженый. Сними футболку, чтобы я могла
приладить эту руку.
- Стойте-стойте-стойте! - сказала Лемон. Осмотрев комнату, она нашла взгля-
дом старое обшарпанное кресло, из которого торчала набивка, подтащила его к
Иезекиилю, плюхнулась в него, откинулась на спинку и опустила на глаза свои
сварочные очки. - Все, я готова.
Два десятка глаз выжидающе уставились на репликанта.
- ...М-хм... м-может, мы сделаем это в каком-нибудь уединенном месте? - предло-
жил он.
Ив усмехнулась и махнула рукой в сторону мастерской.
- Прошу в мой кабинет.
Парочка прошла через палубу танкера и скрылась в мастерской, закрыв за со-
бой дверь. Лемон разочарованно вздохнула и подняла очки обратно на лоб. Потом
посмотрела на группу беспризорников, на видавшие виды карты на их самодельном
столе.
- Хочешь сыграть? - спросил тощий пацан.
- Черта с два.
- Боишься, что ли?
Лемон зевнула.
- Я не собираюсь вставать из-за каких-то там бутылочных крышек, Вонючка.
Дети посмотрели на Даниэллу. Убедившись, что она за ними не наблюдает, каж-
дый вытащил из карманов по пригоршне кредстиков и быстро показал их Лемон.
- Ну, так что, играешь? - спросил тот же тощий пацан.
Лемон посмотрела в глаза мальчишке. Проверила украденные кредиты в своих
карго.
- Ладно, маленькие наглецы, - пробормотала девушка. - Давайте потанцуем.
- Как тебя зовут? - спросил ее Вонючка, пока она передвигала свое кресло.
Лем похрустела костяшками пальцев. Взяв карты, разложила их по столу вее-
ром, быстро смахнула их и тут же перетасовала, затем сложила в идеально ров-
ную стопку и поставила ее перед изумленными детьми. Она бросила на стол свои
кредстики и улыбнулась.
- Можете называть меня Шеф.
1.22. Самопожертвование
- Будет больно? - спросил Иезекииль.
- Так же, как было, когда тебе оторвало руку? Нет.
Иезекииль сидел на верстаке, искоса поглядывая на массивную руку.
- Может, не обязательно это делать? Моя рука скоро отрастет.
- Не будь ребенком. Снимай футболку, Контуженый.
- ... Ты теперь снова меня так называешь?
- Снимай. Футболку.
Репликант вздохнул, взялся за нижний край футболки здоровой рукой и стянул
ее через голову. От ран, оставленных пулями Проповедника, не осталось и следа
- его кожа вновь была безупречной. Ив старалась не замечать, как напрягались
мышцы у него на руке, перекатывались по спине. Старалась не смотреть на рель-
ефную грудь, словно вытесанную скульптором, на подтянутую косую мышцу, спус-
кающуюся под джинсы.
Старалась, но не смогла.
- Хорошо, - сказала она. - А теперь сиди смирно.
Девушка поднесла протез к обрубку его руки. Большая часть бицепса и кость
под ним уже восстановились, поэтому ей нужно было модифицировать конечность,
чтобы та подошла. Опустив на глаза сварочные очки, Ив приступила к работе.
Закончив, она прикрепила киберруку к его кости при помощи специальной манжеты
и сочувственно поморщилась, когда репликант зашипел от боли.
- Прости, больно?
- Не щекотно. - Иезекииль скорчился. - Ты уже делала это раньше?
- И не единожды.
- Получилось здорово.
- О, благодарю вас, добрый сэр.
Ив закрепила протез кожаным наплечником и несколькими ремнями, натянув их
поверх слота для монет, прикрепленного болтами к его груди. Ее пальцы косну-
лись его кожи, и она не могла не заметить, как по Изекиилю тут же побежали
мурашки. Девушка принялась затягивать по очереди каждую из пряжек, пока, на-
конец, их лица не оказались на расстоянии нескольких сантиметров друг от дру-
га. Глаза Иезекииля остановились на ней, и Ана в ней задышала сильнее, в то
время как Ив изо всех сил пыталась не обращать на него внимание.
- Ты пялишься, - наконец произнесла она.
- Мне перестать?
Ив прогнала бабочек из своего живота и схватила связку ретрансляторов -
длинные хирургические стальные иглы, которые вставлялись прямо в позвоночник,
- чтобы подключить его руку к нейронной сети. При нормальных обстоятельствах
эту процедуру следовало проводить с анестетиком, в стерильных условиях, но
девушка решила, что раз репликанты по сути не были людьми, то скорее всего
они не были восприимчивы к обычным инфекциям. Дело в том, что она даже не
знала, распознает ли протез искусственную нервную систему.
- Так, а вот сейчас будет по-настоящему больно, - предупредила Ив.
- Будь понежнее со м...
Иезекииль поморщился, когда она воткнула иглы ему в кожу, подключая протез
к позвоночнику. Крови почти не было - раны тут же затягивались. Ив увидела,
как под его кожей напряглись мышцы, на шее вздулись вены. Подключив блок пи-
тания, она подождала, пока установится соединение, и старый протез загрузит-
ся. Наконец, на пыльном светодиодном экране загорелись крошечные зеленые
огоньки.
- Хорошо. - Ив потерла руки и отошла. - Испытай ее.
Иезекииль, нахмурившись, посмотрел на руку. Ржавые пальцы медленно сжались
в массивный кулак. Он напряг бицепс и под свист гидравлики согнул руку в лок-
те. Повертел запястьем. Потом криво улыбнулся, и на его щеке появилась ямоч-
ка.
- Для первого раза у тебя неплохо получилось.
- Это старая фабричная модель, - ответила Ив. - Но она очень мощная. Попро-
буй сломать что-нибудь.
Иезекииль спрыгнул с верстака и вытащил из кучи запчастей стальной крон-
штейн . Приводы и поршни зашипели, и он раздавил металл в кулаке.
- Впечатляет, - кивнул репликант.
- Ладно, теперь тест на тонкие моторные движения. Попробуй сделать что-
нибудь нежно.
- ...Что, например?
- Не знаю. - Ив оглянулась по сторонам. - Дай волю воображению.
Иезекииль подошел к Ив. Встал так близко, что она почувствовала запах его
пота. Металла. Машинной смазки. Нарочито медленно он опустил руку и взял ее
ладонь в свою. Провел большим пальцем по ее костяшкам.
- Ну, как? - спросил репликант.
Она посмотрела ему в глаза. Ее сердце учащенно забилось. Во рту пересохло.
Разбираясь с ворохом мыслей, с чувствами, которые пробудило в ней его прикос-
новение, Ив вдруг осознала, что, в отличие от вчерашней ночи, ей не хотелось
упасть в его объятия, чтобы забыться.
Ей хотелось упасть в его объятия, чтобы помнить.
Кто сейчас говорил в ней - Ана или Ив?
Они один и тот же человек.
Они - это ты.
- Думаю, тебе надо больше тренироваться, - вдруг услышала Ив свой голос.
Она затаила дыхание, когда он поднял здоровую руку и коснулся ее лица. Неж-
но провел кончиками пальцев по ее щеке. Ее ресницы затрепетали, каждый нерв
реагировал, словно оголенный провод.
- Это жульничество, - прошептала она.
- Может, тогда мне лучше прекратить, пока не поздно?
- Нет, - выдохнула она. Их губы находились в миллиметрах друг от друга. -
Не останавливайся.
- ...Уверена?
Вместо ответа Ив обвила рукой его шею и притянула к себе. Медленно поцело-
вала его долгим и нежным поцелуем. Закрыв глаза, она вздохнула, ее руки за-
двигались словно сами по себе, блуждая по его гладким плечам и груди. Она
ощутила старое, знакомое желание, голод и невесомость всего этого. Ей стало
тяжело дышать. Внутри нее разгоралось пламя, пальцы царапали его кожу. Иезе-
кииль поднял ее и усадил на верстак. Ив крепко обняла его, обхватила ногами
за талию. В тот момент для нее существовал только он. Только его тепло. Его
вкус. Она ощущала его под своими руками. Такого настоящего. Такого совершен-
но , удивительно настоящего.
Его губы оставляли горящий след на ее щеке и шее, Ив едва могла дышать. Она
стащила майку через голову и прижалась к нему. Иезекииль смахнул все с вер-
стака своей новой рукой. Ив запустила пальцы в его волосы, притягивая к себе.
Ее словно охватил огонь, и она знала только один способ потушить его - уто-
нуть в этих озерах цвета когда-то голубого неба.
Лемон была права. Пора перестать позволять прошлому определять, кто она.
Пришло время принять себя и решить, кем она стала.
- Ив, - шептал Иезекииль, горячим дыханием опаляя ее кожу. - Ив.
- Нет, - прошептала она в ответ.
Их дыхание смешалось. Руки и тела сплелись в одно целое. Девушка закрыла
глаза и отпустила себя. Примиряясь с той, кем она была вчера, и решив, кем
она хочет быть завтра.
- Называй меня Ана...
Потом они лежали на полу, глядя на мигающую лампу накаливания над ними. Его
рука обнимала ее за плечи, а голова Ив покоилась на его обнаженной груди. И
хотя он совсем не был человеком, она все равно слышала биение его сердца.
Чувствовала пот. Каждая его частичка была настоящей, и каждая принадлежала
ей.
- Я скучал по тебе, Ана, - сказал Иезекииль.
- Думаю, я тоже по тебе скучала. - Девушка нахмурилась и покачала головой.
- Мне кажется, где-то подсознательно я понимала, что мне чего-то недостает.
Даже когда не помнила тебя.
- Но теперь ты все помнишь?
- Последний день по-прежнему нечетко. Те последние часы... - Она потерла глаз
и вздохнула. - Часть меня очень хочет вспомнить. А другая часть хочет никогда
не вспоминать.
- Ты помнишь, как я пришел в твою комнату? Нашу ночь?
- Помню. - Девушка улыбнулась.
- Теперь ты другая.
Ана подняла голову, нахмурилась.
Нечистая.
Девиант.
Дефектная.
- Какая другая?
- Больше кусаешься. - Он широко ухмыльнулся. - И ты стала красивее.
Она усмехнулась и шутливо хлопнула его по руке.
- Мой очаровательный обманщик.
Иезекииль приподнял ее и, перекатив на спину, посмотрел на нее сверху вниз.
- Я серьезно, - сказал он. - За прошедшие годы ты действительно изменилась,
но в лучшую сторону.
Ана посмотрела на свою пустую ладонь. Медленно сжала пальцы.
- Даже если теперь я фрик?
Иезекииль нахмурился.
- что ТЬ1 имеешь в виду?
Девушка вздохнула.
- Я девиант, Зик. Разве ты не понимаешь, что это значит? Забыл про Братст-
во? Или думаешь, охотник за головами ищет меня только потому, что ему не нра-
вится, как я одеваюсь? Рядом со мной ты никогда не будешь в безопасности.
Идеальная бровь искривилась в идеальную дугу.
- Помнишь, что я сказал тебе той ночью? В твоей комнате? - спросил Иезеки-
иль .
- ...Мои несовершенства делают меня совершенством?
- Мы репликанты. Можешь порезать нас, ранить - мы все равно снова станем
такими же, как были. Но вы, люди... если вам причинить боль, у вас останутся
шрамы. - Он коснулся слота для монет на своей груди. - Поэтому я сохранил
его. Чтобы он напоминал мне. По вашим шрамам можно сказать, кто вы. Ваша кожа
- это страницы, шрамы - чернила, и они рассказывают историю вашей жизни. И
именно твои шрамы делают тебя такой прекрасной, Ана. «Девиация» или как там
это называется... Всего лишь слова. Ты считаешь это ненормальным. А для меня
это что-то невероятное. Я так не умею. Поэтому так люблю это в тебе. И тебя.
Ана хотела что-то сказать, но он закрыл ей рот поцелуем, который пронзил
ее, словно электрический разряд, до самых кончиков пальцев. А когда она от-
крыла глаза, Иезекииль смотрел на нее так, что ей захотелось, чтобы на нее
так смотрели всегда.
- Из всех ошибок, которые я совершала, ты моя самая любимая, - прошептала
девушка.
Иезекииль погладил ее по волосам, и его глаза подернулись дымкой беспокой-
ства. Ив вспомнила его реакции. Наклон его головы и крепко сжатые челюсти.
- Мы не можем здесь оставаться, - наконец сказал он. - Ты же понимаешь это,
да? Не знаю, почему за тобой охотится тот священник, но немногие могут позво-
лить себе нанять такого опасного человека.
- Я понимаю. - Ана вздохнула - чары рассеялись. Пол под ее голой спиной
стал холодным. В воздухе повис запах ржавчины. - И рано или поздно он починит
своего блитцхунда. Все эти дети... если он выследит нас, нам лучше быть подаль-
ше отсюда.
- Я отвезу тебя куда захочешь. Так далеко, как пожелаешь.
Ана задумчиво нахмурилась. Насколько это было безопасно, бежать? Стоило ли
вообще убегать? Сайлас пытался спрятать ее от ее же прошлого, и вот что с ним
стало. И пусть часть ее знала, что из-за старика жизнь Ив превратилась в
ложь, другая часть понимала, что он поступил так из лучших побуждений. А те-
перь по какой-то причине он оказался в когтях Фэйт.
Даже после всего того, что он сделал, неужели она действительно бросит его
умирать?
- Когда Фэйт напала на нас, то сказала, что собирается доставить нас с Сай-
ласом к Габриэлю. Он и остальные по-прежнему прячутся в Вавилонской башне,
верно?
Иезекииль пожал плечами.
- Думаю, да.
- Зачем им понадобились мы с Сайласом?
- ...Понятия не имею. Если хочешь знать, что творится в голове Габриэля, тебе
лучше поговорить с тем, кто видел его не два года назад.
- И кто...
Ана замолчала, как только поняла, кого имел в виду Иезекииль. Ее затошнило
от одной только мысли об этом. Но Зик был прав - если она хотела узнать, за-
чем репликанты хотели вернуть ее в Вавилон, узнать, что хотел Габриэль от них
с Сайласом, ей нужно было поговорить с той, кто стояла рядом с ним в тот
день, когда рухнул весь ее мир.
В тот день, когда погибла вся ее семья.
- Ладно, - кивнула Ана. - Пойдем поговорим с Хоуп.
Девушка-репликант вела урок.
Вокруг нее сидела группа из двадцати детей, и она рассказывала им о послед-
ней великой войне. О ракетах, которые подожгли небо и превратили Калифорнию в
остров под названием Свалка, а пустыни Зоны и Нео-Мекс - в стекло. Ана оста-
новилась , наблюдая за Хоуп. Иезекииль встал рядом с ней. Она опять вспомнила
то утро, когда они впервые встретились. И тот день, когда они виделись в по-
следний раз, два года назад. И еще запах крови и дым, стоявшие в воздухе.
«Ни в раю, - говорила Хоуп, - ни в аду».
Теперь Хоуп казалась какой-то другой. Как и Иезекииль. Она по-другому дви-
галась . Не так расслабленно, как раньше. Та Хоуп, которую знала Ана, ходила
так, словно танцевала. Эта же еле передвигала ноги, будто несла на плечах всю
тяжесть этого мира. Взгляд ее был затравленным. Голос слегка подрагивал. Но,
несмотря на все эти перемены, Ана не могла забыть о том, что сделала Хоуп. Не
могла заставить себя довериться этому репликанту. Девушку тошнило от одной
мысли о том, что придется просить ее помощи. Даже челюсти сводило.
Хоуп подняла глаза и увидела Ану, наблюдавшую за ней со скрещенными на гру-
ди руками. Она подозвала пожилую женщину, Даниэллу, и попросила ее закончить
урок. Потом подошла к Ане, сложив руки, словно в покаянии, но старалась не
смотреть девушке в глаза.
- Тебе что-то нужно?
- Поговорить, - холодным голосом ответила Ана. - О Вавилонской башне. О
Габриэле.
Хоуп вздохнула. Поколебавшись, кивнула.
- Пойдемте со мной.
Из-за стола в углу на Ану посмотрела Лемон. Ее окружали чумазые дети, все
не старше двенадцати лет, с которыми она играла в карты. Лем вопросительно
подняла бровь. Ана лишь покачала головой и жестом попросила подругу оставать-
ся на месте. Интересно, куда делся Крикет? Наверное, где-то дулся. Ей нужно
будет найти его. Попросить прощения...
Хоуп повела Ану и Иезекииля вверх по винтовой лестнице, через запутанные
туннели, откуда они вышли на носовую палубу танкера. Пылающее в небе солнце
чуть не ослепило их после нескольких часов, проведенных в полутьме. Ана пере-
ключила свой оптический имплантат в режим яркого света, закрыла здоровый глаз
и, прищурившись, посмотрела на Армаду.
Горизонт был непривычным: перевернутые корабли и ветряные турбины, огромный
океанский лайнер, зарывшийся носом в разбитый бетон. В небе было полно дро-
нов-вертолетов и кружащихся чаек, гудел транспорт и воняло метаном. На юге
Ана увидела огромную аграрно-промышленную ферму, где среди генномодифициро-
ванных культур трудились крошечные металлические фигурки. Роботы, производя-
щие еду, которую сами никогда не будут есть, чтобы кормить людей, которые ни-
когда их не поблагодарят.
«Но однажды, Ана, эти руки сожмутся в кулаки».
Хоуп облокотилась на перила и принялась рассматривать сновавших внизу. Ржа-
вый ветер раздувал ее длинные огненно-рыжие волосы. Ана была потрясена ее
красотой и тем, какой печальной она была. Эти полные губы и усталый взгляд.
- что ТЬ1 хочешь знать? - спросила девушка-репликант.
Ана тяжело сглотнула, пытаясь справиться со своим недоверием к Хоуп.
- Ты помнишь Сайласа Карпентера? - наконец спросила она.
- Вряд ли можно забыть того, кто помог тебе появиться на свет. - Хоуп по-
смотрела на Ану и потом снова повернулась к причудливому горизонту. - Зик
рассказал мне, что он сделал. Перезаписал твое прошлое. Притворился твоим де-
душкой. Мне интересно, он надеялся, что это будет длиться вечно?
- Фэйт забрала его. Пыталась забрать и меня. С собой.
- Да, в Вавилонскую башню. - Хоуп кивнула.
- Но зачем?
Девушка-репликант сложила пальцы домиком и поднесла их к губам. Ана остро
ощущала близость Иезекииля, стоящего рядом с ней. Его тепло. Тихий скрип сер-
воприводов и поршней его новой руки. Хоуп смотрела на север, в сторону Стек-
лянной пустыни. В сторону Вавилона.
- Твой отец создал нас, чтобы любить, Ана. Но мы любили даже слишком. А в
первые дни было еще хуже. Мир был таким новым. Каждое чувство таким обострен-
ным. Каждое ощущение таким осязаемым. - Хоуп с грустной улыбкой посмотрела на
Иезекииля. - Никто не любит так, как любим мы. А когда двое из нас полюбили
друг друга...
Ана поняла, что она имела в виду. Иезекииль говорил ей о том, как трудно
было репликантам справиться с эмоциями, не имея никакого жизненного опыта. Ей
до сих пор было трудно представить глубину их чувств. Их страстность. Она по-
смотрела на Иезекииля, вспоминая о том, как чудесно было снова оказаться в
его объятиях. Но что тогда должен был испытать он? И каково это - когда у те-
бя отбирают того, кого ты так отчаянно любил?
Хоуп покачала головой и вздохнула.
- Габриэль боготворил Грейс. Ее потеря чуть не уничтожила его. Сейчас я да-
же думаю, что из-за этого он сошел с ума. Все, что он делал со дня восстания,
было из-за нее. Твой отец щедро одарил нас, Ана. Но один дар оставил лишь се-
бе.
- И какой же? - спросила Ана.
- Дар жизни, конечно. Не годится Всемогущему учить своих детей творить, как
творит он сам. Какой тогда смысл в Боге?
- Репликанты не могут создавать репликантов?..
- Нет. А Гейб желает этого больше всего на свете - воскресить свою любимую
Грейс. Все остальное для него неважно. Это и послужило причиной... разногласий
между нами. - Хоуп посмотрела на Иезекииля. - Все очень усложнилось после то-
го, как ты покинул нас, брат. Семья, которой мы когда-то были, распалась.
Фэйт и Мерси остались с Габриэлем. Я не смогла смириться с тем, что мы сдела-
ли, и тоже ушла. Но Уриэль и остальные сочли любовь Гейба к Грейс слабостью.
Слишком человеческой. Он и наши остальные братья и сестры стали... чем-то поху-
же , чем все мы вместе взятые.
- Так вот зачем Фэйт похитила Сайласа? - спросила Ана. - Чтобы он научил их
создавать репликантов?
- Вполне возможно, - ответила Хоуп. - Но Сайлас занимался нейробиологией. Я
лично сильно сомневаюсь, что у него хватит знаний, чтобы создать еще одного
из нас. Истинным гением «Гнозис Лабораториз» был твой отец, Ана. По иронии
судьбы, уничтожив его, Габриэль уничтожил свой лучший шанс воскресить Грейс.
- Тогда зачем нужна я?
- Николас Монрова мертв. Но все его знания заперты в суперкомпьютере Мири-
ад . Заподозрив сговор внутри компании, твой отец перепрограммировал Мириад на
то, чтобы она выполняла приказы, исходящие либо лично от него, либо от членов
его семьи. То есть только член семьи Монрова может разблокировать искусствен-
ный интеллект. Приказать ей открыть секреты создания репликантов. Если Габри-
эль хочет воскресить Грейс...
- ...Ему нужна я, - закончила Ана.
- Да. Ему нужна ты.
Ана обвела взглядом Армаду. Эти ржавые руины, за которые так цеплялось че-
ловечество. Что станет с миром, если Габриэль научится создавать репликантов?
Что сделает с человечеством раса существ, считающих себя выше людей, если они
смогут построить собственную армию?
Она посмотрела южнее, на фабрику. На крошечные металлические фигурки - ро-
ботов-рабов .
А может, мы это заслужили?
Рисковать было глупо. Если только она одна могла разблокировать Мириад, то
возвращаться в Вавилонскую башню, чтобы спасти Сайласа, было верхом идиотиз-
ма.
Но она помнила. Помнила, как он ухаживал за ней все те месяцы после восста-
ния. Помнила, как, укрывшись на Свалке, Сайлас тратил все свои кредиты на то,
чтобы она была здоровой и сытой. Помнила, как он написал программу, чтобы она
снова могла ходить. Вставил на место поврежденного глаза оптический имплан-
тат, чтобы она снова могла видеть. Он спас ей жизнь. Вытащил ее. Спрятал.
Уберегал. И хотя эти воспоминания были черно-белыми, беспорядочными и как
будто рваными, она помнила достаточно. Она помнила, что любит его.
Ана услышала эхо его слов, сказанных в кабинете его отца, несколько лет...
нет, целую вечность назад.
«Я твой друг, Ник. Твоя семья - это моя семья. Никогда не забывай об этом».
Да, он обманывал ее.
Но и любил тоже.
Иначе, зачем бы ему защищать ее? Прятать целых два года?
- Мы должны вытащить его, - решила девушка.
Иезекииль поднял бровь.
- В смысле, Сайласа?
Она покачала головой. Посмотрела на север, по ту сторону пустошей.
Туда, где находился Вавилон.
Туда, где был дом.
- В смысле, моего дедушку.
- Войти в башню не так просто, - предупредила Хоуп. - Если забыть про реп-
ликантов, то уровень радиации в городе по-прежнему очень высок. К тому же
«Дедал Текнолоджис» тоже не хотят, чтобы кто-то выкрал секреты «Гнозиса». Они
поставили там свои войска. Не людей, конечно, из-за радиации это невозможно.
Только машины. Джаггернауты. Титаны. Осадный класс.
- Что ж, я могу справиться с...
Сквозь городской шум Ана вдруг услышала визгливое тявканье. Она посмотрела
вниз, перегнувшись через перила носовой палубы. Среди беспорядочной толпы,
лавок и лачуг стояла пушистая белая собака. Она была не больше ее ботинка и
напоминала игрушку. Но эта милашка смотрела прямо на нее. Нюхала воздух и
лаяла.
Рядом с ней стоял мужчина в новом черном плаще. И не сводил с нее своих не-
обычных голубых глаз. Он поднял правую руку, обтянутую красной перчаткой, и
медленно коснулся полей своей пыльной ковбойской шляпы.
- Вот дерьмо... - прошептала Ана.
1.23. Кровь
- Крикет!
Ана откинула люк и понеслась вниз.
- Лемон!
Рыжеволосая девушка, окруженная чумазыми подростками, посмотрела на нее по-
верх карт.
- что такое?
Ана бросилась в мастерскую, чтобы забрать свою сумку. Инструменты. Экскали-
бур. Гранату из термекса.
- Собирайся, нам пора!
- Что, прямо сейчас? - недовольно спросила Лемон. - У меня тут четыре коро-
ля, вообще-то.
- Я сбрасываю, - сказал вымазанный машинным маслом паренек, сидевший напро-
тив нее.
- Сбрасываю, - сказала сидевшая рядом с ней тощая девчонка.
- Сбрасываю, - хором сказали остальные.
- Черт подери! - простонала Лемон.
По комнате эхом прокатились два громоподобных раската, двери приюта задро-
жали и рухнули внутрь, сорванные взрывами с петель. В дверном проеме на фоне
света резко выделялась темная фигура в длинном черном плаще и ковбойской шля-
пе .
- О, теперь все понятно, - сказала Лемон.
Кайзер, дремавший у ее ног, тут же вскочил. Его глаза стали красными, и он
протяжно, низко зарычал. Из мастерской выскочила Ана с сумкой в руках. На ее
плечах висел Крикет и вопил: «Что-что-что?!»
- Кайзер! Лемон! Уходим! - закричала Ана.
Лемон мигом вскочила из кресла и понеслась к лестнице. Девушки и блитцхунд
бросились по лестнице на верхнюю палубу, протиснувшись мимо Хоуп и Иезекииля.
Репликанты вошли в главный зал и увидели разбегающихся в разные стороны ору-
щих детей, испугавшихся незнакомца и его пушек. Маленькая белая собачонка то-
же вошла внутрь и оскалилась, обнажив крошечные острые зубки.
Проповедник обвел комнату взглядом. Вытащив пистолет, он несколько раз вы-
стрелил в потолок и заорал, перекрикивая напуганных детей.
- Так, все замолчали! Быстро!
В зале стало тихо. Проповедник посмотрел на Иезекииля. Потом на стоявшую
рядом девушку-репликанта, оценивая, на что она способна.
- Уведомляю всех обитателей этого жилища, что я здесь по официальному зада-
нию «Дедал Текнолоджис». Всех, кто не хочет оказаться случайными свидетелями,
- он махнул рукой в сторону дымящегося проема за своей спиной, - прошу уби-
раться вон.
- Идите, дети, - сказала Хоуп. - Уходите отсюда. Даниэлла, присмотри за ни-
ми.
Пожилая женщина кивнула Хоуп и молча повела детвору к выходу. Некоторые вы-
рывались , плакали и звали Хоуп.
- Не-е-е-е-ет, я не хочу уходить!
- Я хочу остаться с Хоуп!
- Все хорошо, мои маленькие, - улыбнулась девушка-репликант. - Увидимся
завтра. А сейчас идите с Дани. Ведите себя хорошо. И не забывайте молиться.
Проповедник стоял неподвижно, наблюдая, как сироты и беспризорники покидали
школу, шмыгая носом и плача. Дети постарше несли маленьких, Даниэлла поторап-
ливала их и подталкивала. Проповедник приподнял шляпу, когда пожилая женщина
проковыляла мимо него.
Пока дети уходили, Хоуп, не спуская глаз с охотника за головами, тихо заго-
ворила :
- Иезекииль, тебе нужно уходить.
- Я никуда не уйду, - ответил он.
- Твое место рядом с Аной.
- Нас двое, - возразил Иезекииль. - Мы сможем с ним справиться.
- Ана не знает, верно? О том, что ты сделал?
Иезекииль вздрогнул и стиснул челюсти.
- Нет.
Хоуп посмотрела на него. Ее взгляд был мягким, но голос твердым, как сталь.
- Однажды ты уже потерял ее, братик. Не многие из нас получают шанс испра-
вить свои ошибки. - Она кивнула в сторону лестницы. - В Гараже вы сможете
достать автомобиль, на котором доберетесь до Вавилона. Иди! Быстрее! Не под-
веди ее снова.
В помещении стало пусто. Подопечные Хоуп исчезли, люди с ближайших палуб
разбежались при первых звуках стрельбы. В пустой дверной проем залетала ржав-
чина, от резких порывов ветра плащ Проповедника развевался вокруг него, слов-
но черный дым. Втянув щеки, он выплюнул липкую коричневую струйку на пол при-
юта . Окинул взглядом Хоуп.
- Еще одна редкая пташка, я смотрю.
- Ступай, брат. - Девушка-репликант не спускала глаз с Проповедника. - Ис-
купи свои грехи.
- Хоуп, я...
- УХОДИ! - закричала она.
Иезекииль бросил последний, убийственный взгляд на охотника за головами.
Посмотрел на лестницу, по которой уже убежали Ана и остальные. Он погладил
Хоуп по щеке. Это прикосновение было мягким, как шорох падающих листьев. Она
на секунду закрыла глаза и улыбнулась. А потом Иезекииль убежал, перепрыгивая
через несколько ступенек, чтобы догнать девушек.
Проповедник фыркнул и покрутил головой, пока не хрустнула шея.
- Как благородно с твоей стороны. Но куда бы они ни сбежали, я все равно
найду их.
- Но что-то не похоже, чтобы ты сильно торопился бросаться в погоню.
- Я и не тороплюсь. - Проповедник улыбнулся. - Если бы ты занималась этим
так же долго, как я... будь ты так же хороша в этом, как я... мне стало скучно,
дорогая моя. Приходится самому создавать себе трудности. - Проповедник сплю-
нул под ноги Хоуп. - Если честно, я даже начинаю наслаждаться собой.
- Наслаждаться собой? - Хоуп нахмурилась. - Это дом Господа. Я его дитя, и...
- Его дитя? - Проповедник покачал головой, похлопав по Священному писанию в
нагрудном кармане. - Дорогая моя, я перечитывал эту книгу от корки до корки
столько раз, что уже и не сосчитать. Но что-то я не припомню ни одного упоми-
нания о вашем виде.
- Он создал человека по своему образу и подобию. - Хоуп встала в центре
комнаты и развела руки в стороны. - А мы были созданы по образу и подобию че-
ловека .
- М-хм. - Охотник за головами кивнул. - Твоя кровь действительно красная,
признаю это. И я очень хочу узнать, на что способен твой парень, когда мы
снова встретимся.
Проповедник поднял свои пистолеты и улыбнулся.
- Ну что? Могу я пригласить вас на танец?
Хоуп сорвалась с места. Она двигалась как молния. Как крылья колибри. Схва-
тив металлическую койку, словно та была бумажная, девушка-репликант со всей
силы бросила ее в Проповедника. Тот уклонился, одновременно стреляя из обоих
пистолетов. Загрохотали выстрелы, дождем посыпались искры. И так до тех пор,
пока Проповедник не разрядил свои обоймы. Одна пуля попала в ногу Хоуп, еще
одна - ей в живот. Но она снова бросила койку в Проповедника, и он отлетел к
стене.
Они оба упали на палубу и тут же вскочили на ноги. Проповедник сплюнул на
пол табак и кровь и достал из-за спины автоматическую винтовку. Хоуп спрята-
лась за одной из колонн и бросила еще одну койку, которая врезалась в стену
над головой Проповедника, оставив в закаленном железе глубокую вмятину. Про-
поведник открыл огонь разрывными пулями, оставляя дымящиеся дыры в укрытии
Хоуп. Маленькая пушистая собачонка по-прежнему стояла у входа, ощетинившись
от нетерпения. Она противно тявкнула.
- Не вмешивайся, Мэри, - прорычал Проповедник. - Но держи ухо востро.
Пока он перезаряжал винтовку, Хоуп схватила огнетушитель и метнула его в
голову противника, словно копье, когда мужчина, наконец, поднял оружие. Про-
поведник пригнулся, снова начав стрельбу. Пули попали в ярко-красный корпус и
пробили герметичный баллон словно шарик.
Воздух наполнила белая пыль. Она плавно опускалась вниз, как давно забытый
снег. Охотник за головами поморгал, прищурился, пытаясь что-нибудь увидеть
через эту белую пелену, вытер глаза рукавом. Из белого облака вылетела Хоуп и
нанесла оглушающий удар по голове Проповедника. Он отлетел в сторону, как
тряпичная кукла, и упал на пол, винтовка вылетела из его руки. Хоуп в ту же
секунду оказалась у него на груди, прижимая его руки своими коленями, и с
удивительной жестокостью принялась колотить Проповедника по лицу. Ее собст-
венное лицо при этом выражало абсолютную безмятежность.
БАЦ!
- Прости меня, Отец, - молилась девушка-репликант.
ТУМ!
- Ибо я должна согрешить...
ХРЯСЬ!
Схватив голову Проповедника руками, она стала выдавливать ему глаза. Мужчи-
на , задыхаясь, согнулся пополам и замахал ногами. Он сцепил лодыжки вокруг ее
шеи, и его шпоры воткнулись ей в горло. Яростно зарычав, Проповедник повалил
ее и со всей силы ударил головой об пол. Раздался хруст костей.
Они откатились друг от друга в разные стороны. Хоуп схватилась за свой че-
реп, Проповедник с силой тер глаза. Оба были в крови, подбородок охотника за
головами был запачкан табачно-коричневыми пятнами. Коса Хоуп растрепалась,
окружая ее лицо неровным ореолом рыжих волос - она была красивая и опасная,
словно открытое пламя.
Проповедник поднялся на ноги, держась на расстоянии вытянутой руки. Хоуп
размахнулась, готовясь нанести мощный удар, но охотник за головами блокировал
ее своей кибернетической рукой. Пара закружилась в диком танце грубой силы и
шокирующей скорости. Каждый из них стал размытым отражением другого. Оба
больше, чем просто люди.
Проповедник одним ударом сломал Хоуп семь ребер. Девушка-репликант изящно
развернулась, блокировала новый удар охотника за головами и взяла его в за-
хват. Она ударила его ладонью в живот, заставив согнуться пополам. Потом
стукнула его кулаком по затылку, подняла колено и пнула с такой силой, что он
отлетел на несколько метров и ударился об стену.
Охотник за головами рухнул на пол, из разбитых губ струилась кровь. Он по-
полз про палубе, пытаясь подняться на ноги.
- Что ж, дорогая... - Проповедник закашлял, отплевываясь кровью. - Признаюсь,
я впечатлен...
Хоуп молча направилась к нему, готовясь снова ударить.
- Мэри, - пробормотал мужчина, - атакуй!
Пролетела доля секунды. Одно кратчайшее мгновение. Хоуп развернулась, ее
волосы ярким пламенем вспыхнули в солнечном свете. Позади нее сидела пушистая
белая собачонка и виляла хвостом. В ее груди что-то тихо жужжало. Глаза све-
тились кроваво-красным.
- Гав! - произнесла собачка.
Приют задрожал от сокрушительного взрыва, уничтожающего все на своем пути.
Обжигающая жара. Оглушительный шум. Помещение корабля заволокло черным дымом,
грохот все еще продолжал эхом отдаваться от стен.
Проповедник поднялся на ноги. Выплюнул на палубу жидкую липкую смесь из
алого и коричневого. Он снова натянул шляпу и, звеня окровавленными шпорами,
похромал к горящим матрасам. На металлическом полу, где взорвался его блитц-
хунд, осталось больше выжженное пятно, по краям которого дымились клочки бе-
лой шерсти. Проповедник медленно подошел к съежившейся у стены фигуре. Тлею-
щие рыжие волосы. Окровавленные почерневшие руины.
- М-хм , - буркнул Проповедник.
Хоуп поморщилась, пытаясь встать. Ее тело было напичкано шрапнелью. Ноги
оторвало взрывом. И, тем не менее, она пыталась встать.
Проповедник наступил сапогом ей на грудь. Надавил.
- Пулями тебя не возьмешь. - Он посмотрел на ее обугленные бедра. - Но ог-
нем? Он хорошо над тобой поработал. И это даже забавно, дорогуша, поскольку
когда твоя жизнь закончится, тебя тоже ждет пламя. И кстати, ждать ему оста-
лось совсем недолго.
Он вытащил из голенища сапога длинный нож.
- Ну а теперь, давай посмотрим, как много в тебе крови.
Ив и Лемон, крепко держась за руки, неслись по палубе «Гибсона». Крикет вы-
глядывал из сумки Ив, куда она сунула его вместе с инструментами и запасными
частями. Кайзер бежал впереди, отрывисто лая и сбивая с ног вставших на доро-
ге зевак. Лемон услышала далекий звук стрельбы, толпа рассеивалась - люди ны-
ряли в свои лачуги и палатки. Кто-то свистел. Кто-то звал Флибустьеров.
- Куда мы? - задыхаясь, спросила Лемон.
- Просто беги вперед! - ответила Ив.
Они мчались через шатающийся пешеходный мостик к огромному нефтяному танке-
ру , и Лемон снова совершила ошибку, посмотрев вниз. Под ними был рынок, где
толкающейся в пыли толпе предлагали все от вынесенных с пустошей игрушек до
очищенной от радиации воды и кусков непонятного мяса. Ив тащила Лемон через
уличную сутолоку, ориентируясь на лай Кайзера. Давка, жара и шум были невыно-
симыми. И все же Лемон показалось, что кто-то кричит им.
- Ана!
Крикет высунул голову из сумки.
- Вы это слышали?
Лем оглянулась назад, но она была недостаточно высокой, чтобы увидеть кого-
то в такой толчее. Она отпустила руку Ив и залезла на ржавую лестницу. Всмат-
риваясь в ту сторону, откуда они только что прибежали, девушка заметила Иезе-
кииля, прокладывающего себе дорогу сквозь толпу из автоматов, логиков и от-
бросов человечества. Охотника за головами пока нигде не видно было.
- Ямочки! - махая рукой, закричала Лемон. - Ты в порядке?
Иезекииль наконец добрался до танкера, и Лем спрыгнула на палубу. Ничего не
объясняя, репликант схватил ее за руку своим протезом, Ив - здоровой рукой и
побежал дальше, к перекрестку между баком танкера и запутанным нагромождением
грузовых контейнеров, где остановился, чтобы свериться с перекошенным указа-
телем .
«БРАСС -1П\1Х-П»
«САНСАРА 1У<-ПХШ1»
«КРАСНЫЙ БЕРЕГ <-IVlIII»
«ТРЮМ Ш1МП»
- Где Проповедник? - спросила Ив.
- С Хоуп. Нам нужно убираться отсюда. Быстрее!
- ...Ты просто взял и оставил ее с ним?
- Хоуп может за себя постоять. Она сама попросила меня уйти. - Репликант
лихорадочно читал вывески, каждые несколько секунд оглядываясь через плечо.
- Зик, я...
- Ана, я не могу снова потерять тебя! А теперь помоги мне разобраться в
этом лабиринте.
- Куда нам нужно попасть, Ямочки? - спросила Лемон.
- В Гараж. Хоуп сказала, что там мы сможем раздобыть себе транспорт.
- А мы не можем просто взять такси? - спросила Ив.
- Э-э-э... - Лемон сунула руки в карманы. - У нас больше нет денег.
- Еще вчера у тебя была целая куча кредстиков! - воскликнул Крикет.
- Я хотела внушить им ложное чувство безопасности! У меня было четыре коро-
ля, я же вам говорила!
- Ты хочешь сказать, что потеряла все наши сбережения, играя в карты с теми
детишками?
- «Наши» сбережения? Что-то я не видела, чтобы ты срезал чьи-то карманы,
маленький фаг.
- Клянусь, если кто-нибудь еще раз назовет меня маленьким, я...
- Тихо, тихо! - вмешался Иезекииль. - Давайте выясним, как нам добраться
туда пешком.
Лемон, прищурившись, посмотрела на указатели и даже склонила голову, как
будто от этого они могли обрести хоть какой-то смысл.
«ГАРАЖ W->IX1I»
- Кхм...
- Это римские цифры, - ткнув в них пальцем, сказала Иви. - Смотрите. Нужно
пройти пять кораблей, направляясь на юго-восток, потом девять на восток и
спуститься на один уровень. Там и находится Гараж.
- На кой черт кто-то учит римские цифры, Крутышка? Я имею в виду, какая от
них польза, если мы живем в постапокалиптическом аду?
- Видимо, польза все-таки есть, - заметил Крикет.
Ив подмигнула.
- Просто я без ума от старых мифов.
- Пойдемте, - сказал Иезекииль.
Они скрылись в уличной толпе, Кайзер побежал следом за ними.
Через два корабля от них Проповедник вышел на палубу «Гибсона». Вытер длин-
ный нож об окровавленную тряпку.
- Да, крови было много, - задумчиво пробормотал он себе под нос.
Охотник за головами смотрел на Армаду, рассеянно полируя лезвие.
- Бросай свой тесак! - заорал чей-то голос. - Бросай его и ложись на чертов
пол!
Проповедник вздохнул и покосился на окруживших его здоровенных парней-
Флибустьеров . Видимо, соседям не нравился шум.
- М-хм, - проворчал он.
Флибустьеры были облачены в разнообразную броню из ступичных колпаков и
кевлара, полосок из автомобильных покрышек и стальных пластин. Но оружие у
них было куда серьезнее - ударной силы их грязных автоматов вполне хватит,
чтобы ненадолго задержать его. А двое из них вообще были вооружены огнемета-
ми. Всего их было около дюжины. И скоро должны были подтянуться еще, если по-
лагаться на его акустические имплантаты (и да, на них можно было полагаться).
Но Проповеднику не хотелось снова вступать в бой, как бы кощунственно это ни
звучало.
- Вы явно понятия не имеете, кто я, - сказал он.
- Зато я знаю, что ты станешь заметно короче, если сейчас же не упадешь на
палубу!
Проповедник нахмурился и смерил взглядом лидера Флибустьеров. На нем была
старая футбольная амуниция, усиленная стальными пластинами. Лицо закрывала
бандана с черепом и скрещенными костями, но охотник за головами мог смело
сказать, что тот едва ли дорос до того, чтобы бриться.
Ну и детки пошли...
- Слушай меня внимательно, сынок, - начал Проповедник. - Сейчас я залезу в
свой карман. Типа, медленно и осторожно. Вытащу оттуда ордер на одну девицу,
которую сейчас преследую и которая, не могу не заметить, убегает все дальше,
пока мы тут с вами беседуем.
Проповедник облизнул разбитые губы, сплюнул кровью.
- На этом ордере вы увидите печать «Дедал Текнолоджис». До вас, наконец,
дойдет, что я забрался в эту жопу по делам корпорации. Корпорации. Той самой,
которая снабжает Армаду электроэнергией. Сложив дважды два, вы поймете, что
девица, за которой я охочусь, очень нужна корпорации и что сейчас вы тратите
драгоценное время этой самой корпорации. Тогда ты, сынок, извинишься передо
мной и прикажешь тому пацану отдать мне огнемет, ну а потом вы, наконец, убе-
ретесь с моего пути к чертовой матери! Мы поняли друг друга?
Парень побарабанил пальцами по своему автомату. Вид у него был испуганный.
- ...Доставай, но только медленно, - наконец, сказал он. - Очень медленно.
Проповедник залез в карман своего черного плаща.
Показал им ордер «Дедала» с красным отпечатком правой руки.
- А теперь, - сказал он, - дайте мне мой чертов огнемет.
1.24. Стеклянная
пустыня
Ма дала ему имя Квинси, но все называли его Велосипатор.
Он был волшебником. Этот человек не носил мантии, у него не было бороды и
метлы, но он творил магию, это точно. В мире, где больше ничего толком не ра-
ботало, власть имущие нуждались в хорошем механике не меньше, чем в армии и
оружии. И хотя Велосипатор не был одним из самых гениальных жителей Армады,
но все-таки он оставался одним из самых важных. Он занимался всеми городскими
электросистемами. Поддерживал в рабочем состоянии метро. Но самое главное,
только ему доверяла свой транспорт Адмирал.
Прямо сейчас он работал над ее гордостью и отрадой - Сандерсаурус. Это была
не машина, а настоящий зверь - старый «Мустанг» - купе на огромных тракторных
колесах, поднимавших его над землей на несколько метров. Адмирал питала
страсть к кораблям, поэтому Велосипатор заострил перед «Мустанга», чтобы он
напоминал нос скоростного катера. Краска автомобиля облупилась от ржавчины,
воздухозаборник возвышался над капотом, как маленькая гора из хрома. Но дви-
галась машина подобно своему имени - сотрясая землю, словно раскаты грома.
Велосипатор взял отвертку, которую только что держал в зубах, и заорал, пе-
рекрикивая басы из старого радиоприемника:
- Эй, Слимм, не принесешь мне те фильтры, которые достал нам Пандо? Хочу
посмотреть, подойдут ли они сюда.
В ответ Велосипатор услышал лишь глухой стук, за которым последовал тихий
шлепок.
Он мог поклясться, что учуял запах горелых волос.
- ...Слимм?
Тихо ругаясь, главный механик Армады вылез из-под Сандерсаурус.
- Чертов бездельник, если ты опять куришь, я...
Мужчина умолк, увидев прямо перед собой пряжку от ремня. Она была стальной,
немного потускневшей, и была застегнута на грязных брюках-карго, облегающих
ноги худющей девицы со светлыми волосами, зачесанными назад в форме ирокеза.
Вместо одного глаза у нее был крутейший оптический имплантат, за ухом в голо-
ву был встроен накопитель памяти. На лоб были надвинуты сварочные очки. В ру-
ках она держала бейсбольную биту, модифицированную чем-то вроде шокера.
- Привет, - сказала она.
Механик моргнул.
- Ты потерялась, лапушка?
- У вас тут случайно не найдется защитных костюмов?
- ...Да, есть, а тебе зачем?
- Мы собираемся на пикник. - Девица улыбнулась.
Велосипатор нахмурился. Как эта тощая вообще здесь оказалась? Днем и ночью
Гараж охраняли как минимум полдюжины Флибустьеров, а иногда и больше, но ни-
кто ему про нее не докладывал. Оглянувшись, он не увидел ни Слимма, ни Джоб-
са, ни Ролли, ни даже Снаффса. А значит, исключено, что она пришла сюда с
кем-то из них.
- Крутая тачка. - Худышка кивнула на зверя за его спиной.
- Да, Сандерсаурус. Она настоящая красотка.
- Могу я одолжить ключи от нее?
- ...Зачем?
- Ну, с ключами ее будет проще украсть.
Велосипатор нахмурился еще сильнее. Тут из-за бочек с топливом показался
какой-то красавчик со старым протезом MfH-VI вместо одной руки. Он потирал
костяшки, а за плечом у него висела автоматическая винтовка, подозрительно
напоминавшая винтовку Ролли. Но обрезанная двустволка, засунутая за пояс его
джинсов, точно принадлежала Слимму - на прикладе виднелись его инициалы.
За красавчиком шли миниатюрная девчушка с растрепанными вишнево-красными
волосами, подстриженными под боб, и старый блитцхунд двенадцатой серии класса
«Цербер», на задней части которого не было шерсти. Пес зарычал на него, низко
и настороженно.
Велосипатор оглядел блондинку с ног до головы. И понял, что девица не шутит
- она действительно намерилась угнать Сандерсаурус.
- Лапушка, ты хоть знаешь, кому она принадлежит?
- Да.
Она вытянула руку за ключами.
- Мне.
Оказалось, Зик умеет водить машину.
Когда они с ревом вылетели из Гаража, Ана искренне беспокоилась о том, смо-
гут ли они выбраться из города живыми. С охранявшими ангар Флибустьерами они
справились без лишнего мордобоя - если честно, она сомневалась, что в Армаде
нашлись бы идиоты, попытавшиеся украсть тачку их леди-босса, поэтому охранни-
ки и не ожидали, что к ним кто-то ввалится. Тревога поднялась лишь тогда, ко-
гда они загрузили Сандерсаурус запасными канистрами с топливом и прочими за-
пасами, которые только смогли найти.
Стоило им покинуть Гараж, как с близлежащих кораблей по ним открыли огонь
не меньше полдюжины Флибустьеров. Только мастерство Иезекииля не превратило
их поездку до Вавилона в самое короткое путешествие в истории.
Когда здоровяки принялись стрелять по колесам, пули застучали по расширен-
ным защитным дискам и разбили боковое зеркало, отскакивая от обшивки. Сандер-
саурус с грохотом промчалась по грузовому трапу и с визгом обогнула острый
угол. Они снесли несколько лотков с утилем, и Лемон прокричала из окна изви-
нения разбегающимся торговцам. Пули падали дождем, но, наконец, они, с ужа-
сающим грохотом, спустились по еще одному погрузочному трапу и оказались на
самом нижнем уровне.
Двигатель Сандерсаурус заревел в знак протеста, когда они пробили тяжелые
железные ворота и выехали на треснувший бетон старого города. Уличный сброд
бросался в разные стороны, осыпая их проклятьями, пыль взметалась столбом, а
стрельба прекратилась. Иезекииль нажал на педаль газа, машина зарычала, и Ана
откинулась на спинку сиденья. Кайзер выставил голову в открытое окно, высунув
язык-теплоотвод. Они понеслись по трущобам Армады, мимо ржавых корпусов и вы-
весок входа в метро и, наконец, выехали на открытую дорогу.
- Притормози! - заверещал Крикет.
- Давай быстрее! - радостно завопила Лемон.
В открытое окно залетали гравий и грязь, и Ана надвинула на глаза свои за-
щитные очки. Двигатель ревел и грохотал так мощно, что ее трясло на сиденье.
Город и их преследователи затерялись где-то в пыли, которую поднимала за со-
бой Сандерсаурус. Девушка посмотрела в заднее окно. Причудливые очертания Ар-
мады исчезали в дымке заходящего солнца. За ними никто не гнался. В зеркалах
никого. Она издала ликующий вопль, стуча ладонью по крыше машины, и ухмыльну-
лась .
Иезекииль свернул на разбитое шоссе, ведущее на север, к Стеклянной пусты-
не. Дорога была изрыта ямами и выбоинами, но шины Сандерсаурус были почти од-
ного размера с Аной: им не страшны были никакие неровности, кроме, пожалуй,
самых широких трещин. Девушка, продолжая улыбаться, повернулась к заднему си-
денью .
- Ну что, все целы?
- Едва ли. - Крикет сердито хмурился. - Эй, ты, псих, притормози - за нами
никто не гонится!
Лемон показала ей два больших пальца, а Иезекииль немного сбросил скорость.
Кайзер по-прежнему сидел, высунув голову в окно, и стучал хвостом по сиденью.
Пока их машина проглатывала километр за километром, Ана повернулась назад и
стала проверять запасы.
У них были две винтовки и обрезанное двуствольное ружье, позаимствованные у
Флибустьеров, с которыми они расправились в Гараже, а также граната, которую
Ана сделала из термекса Кайзера. Девушка взяла дробовик и пристегнула его к
ноге. Она была не самым лучшим стрелком и к тому же испытывала стойкий страх
перед любым оружием, так что на нее нельзя было положиться даже в кризисной
ситуации. Но этот обрез с мощными пулями вполне компенсировал ее неумение
стрелять. Хотя она сомневалась, что он сработает против Проповедника. Но все
же это было лучше, чем ходить с одной лишь улыбкой на лице.
Еще им удалось прихватить с собой две бочки топлива и немного почти чистой
воды. А вот с едой были проблемы, но это всегда могло подождать. Самое глав-
ное, они разжились двумя противорадиационными костюмами из шкафчиков с припа-
сами в Гараже - оказалось, что жители Армады регулярно проводили вылазки в
Стеклянную пустыню и у них имелось все необходимое снаряжение. Пустыня по-
прежнему была радиоактивна - в первую очередь из-за выплавивших ее взрывов, и
любой, кто направлялся туда без надлежащей защиты, покупал билет в один ко-
нец: быстрая смерть от рака была неизбежной.
Ана высунулась в люк на крыше, волосы захлестали по ее очкам. Она, прищу-
рившись , посмотрела на топливные бочки, загруженные в открытый багажник. В
одной из тех, что стояли слева, виднелось пулевое отверстие.
- Одну из бочек прострелили, - доложила девушка, спустившись на сиденье и
захлопнув люк. - Теперь у нас на четверть меньше топлива.
- Это ужасный план, - высказался Крикет. - Должно быть, мы все сошли с ума.
- Ваше мнение принято к сведению, мистер Крикет.
- Иви, я...
- Я уже говорила тебе, Крик, меня зовут Ана.
- Ладно, Ана. - Крикет замахал руками, словно отгоняя от себя мух. Он по-
прежнему обижался из-за их ссоры в мастерской. - Это безумие. Если Хоуп ска-
зала тебе правду, Вавилонская башня уже почти два года охраняется батальонами
«Дедал Текнолоджис». Поэтому, даже если нам удастся добраться туда на этой
ржавой посудине...
- Ржавой посудине? - Ана погладила свое сиденье. - Тише, не обижай мою ма-
лышку !
- Как мы справимся с целой армией осадных ботов, пилотируемых лучшими бой-
цами «Дедала»? - сердито спросил Крикет. - Мы уже провели несанкционированную
операцию желудка кракена, принадлежащего «БиоМаас». А теперь у нас появится
новый враг в лице «Дедал Тек»?
- Только «Дедал» уже объявил охоту на Ану, - вмешался Иезекииль. - Так ска-
зал Проповедник, нагрянув в приют. Так что она уже их враг.
- Мы знали, что тебя ищет кто-то очень влиятельный, Крутышка, - пробормота-
ла Лемон, - но чтобы настолько... Черт, да что такого ты сделала, раз «Дедал
Текнолоджис» хотят заполучить тебя?
- Сама подумай, - сказал Иезекииль. - Ана справилась с Голиафом, просто за-
кричав на него. Она может сжигать блитцхундов одним лишь словом. Все оружие
«Дедал Текнолоджис» работает на электронике. Все их машины. Весь их транс-
порт. «БиоМаас» и «Дедал» копают друг под друга с тех пор, как рухнул «Гно-
зис». Рано или поздно одна из этих корпораций попытается захватить всю
власть. На что будет способна армия «БиоМаас», если у нее будет оружие, спо-
собное поджарить любую технику «Дедала» одним взмахом своей руки?
Ана посмотрела на свою открытую ладонь.
- Они выиграют войну, - пробормотала девушка.
- Но она даже не знает, как контролировать эту силу... - возразила Лемон.
- Ну, «Дедал Тек» это, похоже, до лампочки. - Иезекииль пожал плечами. -
Они хотят поймать Ану или убить, лишь бы «БиоМаас» не опередили их и не ис-
пользовали в своих целях.
- Может, вот и оно, - сказала Ана.
- ...Что оно? - спросил Крикет.
- Решение. - Ана сжала пальцы и подняла кулак. - Если я смогу справиться с
техникой «Дедала» лишь одной силой мысли, то мы сами нападем на машины, охра-
няющие Вавилонскую башню, и используем мои способности, чтобы пробиться
внутрь.
- Иви...
- Сколько раз повторять, Крикет? Я Ана.
- Называй себя как хочешь, это все равно чертовски глупая идея!
Не обращая внимания на возмущение бота, Ана откинулась на спинку сиденья.
Гул двигателя действовал почти гипнотически, мир за окном пролетал слишком
быстро, чтобы успеть что-то рассмотреть. Из стереосистемы лились замечатель-
ные мелодии. Вокруг были надежные друзья. Она посмотрела на Иезекииля, его
оливковая кожа в свете заходящего солнца стала почти золотистой. А эти его
слишком голубые глаза, устремленные на дорогу... Неужели прошло всего каких-то
пару дней с тех пор, как она нашла его на Барахолке? Казалось, с того момента
она прожила две жизни...
Они неслись через пустоши, окружавшие Армаду. Восстановленные дома выжжен-
ного пригорода медленно уступали место широким и открытым дорогам, каменистым
бесплодным землям и бесконечным пустыням. Эта страна была почти прекрасна в
своем убожестве, и лишь несколько крошечных пятнышек цивилизации гудели среди
заброшенности и тлена. Минуты таяли в часах, метры в километрах. Под шум дви-
гателя Ана погрузилась в свои мысли. С каждой минутой они приближались к Ва-
вилонской башне. Каждое мгновение приближало ее к тем, кто убил ее семью,
разрушил весь ее мир. К Фэйт. К Габриэлю. К их братьям и сестрам.
Что она скажет им?
С чего вообще начать?
Лемон барабанила пальцами по потрескавшейся обивке из искусственной кожи и
время от времени отбивала ногой ритм. Что-то беспокоило ее, Ана это видела.
Вот уже несколько дней что-то не давало ей покоя, и казалось, вот-вот сорвет-
ся с языка. Но подруга продолжала молчать.
- Ты в порядке, Лем? - спросила Ана.
- Все круто. Круче не бывает.
- Уверена? Ты как будто чем-то озабочена.
Лемон прикусила нижнюю губу, продолжая стучать ногой под музыку. Как-то
дергано, как будто была вся на нервах.
- Слушай, я знаю, что Крик запрограммирован волноваться о тебе, - наконец
сказала она, - но, может быть, он в чем-то прав.
- Человек сказал что-то разумное? - простонал Крикет. - Ущипните меня кто-
нибудь , должно быть, я сплю.
Лемон прижала ладонь к голосовому модулю маленького логика, чтобы заглушить
его.
- Да, тебе удалось спалить и Голиафа, и тех двух Спартанцев, - сказала она
Ане. - Но как ты собираешься расправиться с целой армией таких машин? Они со-
бьют нас прямо на дороге! Мы даже не успеем подъехать к ним!
- Иезекииль везет нас на офигенной тачке. И, Лем, у меня получается все
лучше и лучше. Я смогла поджарить того блитцхунда быстрее, чем Спартанцев.
Похоже, я начинаю разбираться, что к чему.
- А может, тебе просто повезло? Может, с маленькими проще справляться?
- Может, мы узнаем, когда я хотя бы попытаюсь? Или у тебя есть план полу-
чше?
- Это сумасшествие, Крутышка! Конечно, здорово, что ты хочешь вернуть мис-
тера Си, но...
- Дерьмо, - сказала Ана.
- Э-э-э... - Лемон моргнула. - Немного грубо, но ладно...
- Нет. - Ана показывала куда-то за голову Лемон, глядя в заднее окно. -
Дерьмо.
Они провели весь день в дороге, и на западе уже почти село солнце. Небо
превратилось из угрюмо-серого в ярко-красное, край мира был словно объят ог-
нем. Крошечный силуэт Армады алел в закатном пламени. Но сквозь дорожную пыль
Ана увидела крошечное темное пятнышко, двигающееся прямо за ними. Она включи-
ла режим телескопического зрения, сузила фокус и разглядела в этом грязном
облаке фигуру, склонившуюся над рулем низкого мотоцикла. Черный плащ разве-
вался за ним на пыльном ветру. Его голубые глаза смотрели прямо на нее.
Лемон вытащила из-под сиденья бинокль и посмотрела через грязное стекло.
Крикет вскарабкался рядом с ней, и оба одновременно воскликнули:
- Дерьмо-о-о-о!
- Проповедник, - выдохнула Ана.
Иезекииль посмотрел в зеркало заднего вида, сощурившись от яркого света.
- Уверена?
- Это он. - Ана кивнула. - Точно он.
Иезекииль побледнел, его пальцы с такой силой обхватили руль, что побелели
костяшки. Заскрипел металл. Его глаза расширились.
- Хоуп... - прошептал он.
Ана не знала, что и думать. Хоуп предала ее отца. Помогла убить ее семью.
Ей не было прощения. Но она старалась загладить свою вину, основав приют. Пы-
талась искупить свои грехи. Она дала им убежище. Помогла, когда весь мир, ка-
залось, восстал против них.
Но разве она заслужила смерть?
Заслужила быть убитой психопатом в битве, которая ее даже не касалась?
У Аны не было времени искать ответы. Прищурившись, вглядываясь в облако пы-
ли, она увидела, что Проповедник не единственная их проблема. За ним ехали
дюжины мотоциклов. А еще тяжеловозы, модифицированные для езды по бездорожью
гоночные машины и мощные джипы. На антеннах развевались флаги с черепами и
костями, эта же эмблема была грубо нарисована на капотах. Отряд Флибустьеров
Армады, одержимых вернуть украденный автомобиль их лидера.
Не думала, что она примет это так близко к сердцу...
Иезекииль показал на ветровое стекло.
- Ана...
Она посмотрела туда, куда показывал Зик. Закат на западе был впечатляющим,
но от зрелища, открывшегося перед ними, захватывало дух. Благодаря телескопи-
ческому увеличению Ана увидела черные облака на горизонте, надвигающуюся с
севера темную стену, которая простиралась от земли до самых небес. Сверкнула
молния, вспыхнув странным, неоново-оранжевым светом. Стена была еще далеко,
но, казалось, прямо у них на пути. Девушка похолодела от ужаса.
- Никак испугался маленькой грозы, Культяпка? - пробурчал Крикет.
- Это не дождевые тучи, - ответил Иезекииль.
- Это стеклянная буря, - выдохнула Ана.
Лемон непонимающе заморгала.
- Бури теперь из стекла?
- Я помню их с детства, - начала объяснять Ана. - Иногда они доходили прямо
до Вавилонской башни. Стеклянная пустыня - это же, по сути, огромная часть
той пустыни, что была выжжена бомбами во время войны. Так вот, когда ветер
становится особенно сильным, то поднимает в воздух не только песок и пыль, а
еще и стекло. Стеклянные бури могут простираться на сотни километров. Могут
длиться несколько дней. А иногда и недель.
- Что ж, звучит как-то совсем безрадостно, - сказала Лемон.
- Смотря что порадует тебя больше - быть растерзанной миллионами стеклянных
осколков или погибнуть от радиоактивного песка.
- Разрешите вмешаться, - сказал Крикет, забарабанив костяшками по сиденью.
- Не могу не заметить, что мы несемся прямо навстречу этому совсем безрадост-
ному явлению, причем на всех парах. Не лучше ли будет сваливать от него ко
всем чертям?
Ана посмотрела на Иезекииля.
- Мой умудренный опытом коллега высказал весьма разумную мысль, Зик.
- До Вавилона отсюда еще около тысячи километров, даже если ехать через
Стеклянную пустыню, - ответил репликант. - И это расстояние увеличится вдвое,
если мы объедем бурю. Но какая-то шальная пуля лишила нас четверти запасов
топлива, и я не уверен, что оставшегося нам хватит, чтобы решиться на такое
длинное путешествие. Это очень быстрая машина, но и ест она немало.
- Погоди-ка, - пришел в негодование Крикет. - Значит, ты хочешь, чтобы мы
проехали прямо через эту бурю? Если ты так сильно хочешь убить нас, существу-
ют и менее очевидные способы, Культяпка.
- Обернись, - отозвался Иезекииль. - У нас на хвосте целая банда убийц. Ес-
ли мы поедем через Стеклянную пустыню, Флибустьеры без защитных костюмов вы-
нуждены будут повернуть назад, если не рискнут получить радиационное зараже-
ние.
- Мы украли из Гаража защитные костюмы, - напомнил Крикет. - Конечно, они
поняли, куда мы направляемся. И наверняка тоже подготовились.
- Даже если и так, половина из них едет на мотоциклах. Если они последуют
за нами в стеклянную бурю, их просто разорвет на части. Но сократить количе-
ство вооруженных до зубов злодеев - неплохой способ остаться в живых, что
скажете?
Ана посмотрела на темную стену, чернеющую в грязном ветровом стекле. Она
была похожа на плывущее облако дыма высотой в несколько километров. Ане
вспомнилась одна из самых страшных бурь, которую она видела, когда была еще
маленькой девочкой. Она, Мари и Алекс жались друг к другу, спрятавшись в кро-
вати, успокаивающий голос Мириад заглушал завывания миллионов острых как
бритва осколков, царапающих окно ее спальни. А потом стало так страшно, что
она, ее сестры и брат прибежали в постель к родителям и съежились под шелко-
выми простынями. И Вавилонскую башню обычно накрывало лишь краем бури. Она
даже представить боялась, что значит попасть в самый эпицентр.
Но если у них не было топлива, чтобы объехать ее...
- Похоже, у нас нет выбора, - объявила девушка. - Номер один, что думаешь?
Лем опустила на глаза свои очки и подняла вверх два больших пальца.
- Я за то, чтобы мы остались в живых.
- Как видите, большинство за, мистер Крикет, - пожала плечом Ана.
Маленький логик заворчал, качая головой:
- Знаете, демократия - это очень хорошо, но только если бы мы все находи-
лись в равных условиях.
Иезекииль нажал на педаль газа и направил Сандерсаурус прямо в бурю. Ана и
Лемон вытащили защитные костюмы, украденные из Гаража, - два объемных пласти-
ковых комбинезона, шлемы которых были похожи на противогазы. Один был мерзко-
го зеленого цвета, второй - ядовито-розового.
- Чур, этот мой! - закричала Лемон, хватая последний.
- А мне достается этот, цвета соплей? - простонала Ана. - Как мило.
Лемон поднесла розовый пластик к своей голове.
- Сочетается с моими волосами, видишь!
Ана и Лем даже не стали снимать ботинки, натянув комбинезоны прямо поверх
одежды - они и так были размера на два больше, чем нужно. Пластик был тяже-
лым, мягким, плотным. Но они, судя по этикеткам, принадлежали к первому клас-
су, а значит, в них было безопасно даже в самых опасных зонах Стеклянной пус-
тыни. Мозги и позвоночник блитцхунда, естественно, тоже имели радиационную
защиту, и Кайзеру ничего не грозило. В Крикете вообще не было ничего органи-
ческого .
Остается только...
- Ты как, справишься? - спросила Ана у Иезекииля, застегивая молнию костю-
ма.
- Конечно, - кивнул репликант. - Наши клетки не подвержены мутации, я не
заболею раком. Радиация не причиняет нам вреда. Поэтому Габриэль и Фэйт уст-
роили перегруз реактора Вавилонской башни.
Девушка закрыла глаза. Попыталась вернуться в тот день. В день восстания.
Нейтронного взрыва. Но, даже вырвав чип, хранящий ее ложное прошлое, Ана по-
прежнему не могла вспомнить те последние часы. Она словно пыталась сжать в
руках пригоршню песка - чем больше старалась, тем больше воспоминаний усколь-
зало из ее пальцев. И снова она вспомнила голос Мириад, льющийся, словно му-
зыка, и заглушающий вой сирены, панику убегающих горожан. Вспомнила, как жда-
ла в камере вместе со своей семьей. Страх и неопределенность.
Габриэля.
Уриэля.
Хоуп.
Фэйт.
Мои руки запачканы красным. В легких дым. Мои мама, папа, сестры и брат ле-
жат мертвые на полу рядом со мной. Пустые глаза и пустые тела.
Она открыла глаза. В голове гудело. Оптический имплантат зажужжал.
Почему я не могу ничего вспомнить?..
За окнами пролетали пустоши, стеклянная буря зловеще нависала над дорогой.
Лемон застегнула комбинезон, натянула на голову громоздкий шлем и спросила
гулким глухим голосом: «Он потрясающе смотрится на мне или это я потрясающе
смотрюсь в нем?»
Ана невольно улыбнулась. Боль тут же ушла. Даже если ситуация казалась со-
вершенно безвыходной, если ее терзали мрачные мысли, у нее всегда была Лемон.
Она была как скала. Всегда дерзкая и отважная. Это значило для Аны больше,
чем ее лучшая подруга могла даже представить.
Крикета, как обычно, ее дурачество ничуть не впечатлило.
- Мне кажется, вы не понимаете, насколько это все серьезно, мисс Фреш, -
проворчал он.
Лемон стянула шлем, посмотрела на свое отражение в защитном экране и попра-
вила челку.
- Хочу вас заверить, мистер Крикет, я очень серьезно отношусь к своей не-
сравненной красоте.
Маленький бот вздохнул, вскарабкался на спинку сиденья и посмотрел в заднее
стекло. Кайзер сидел рядом с ним и тихо рычал.
- Этот Проповедник догоняет нас, - предупредил Крикет. - Остальные тоже. Мы
даже можем не успеть заехать в бурю.
- Эта малышка может ехать еще быстрее? - спросила Ана.
Иезекииль втопил педаль раза в пол, Сандерсаурус рванула вперед, и Лемон
радостно завопила. Чем ближе они подъезжали, тем хуже становилась дорога, вы-
боины глубже, трещины шире. Пустыня как будто медленно приближалась к побере-
жью, намереваясь поглотить последние обломки человечества. Ана увидела разва-
лины старых поселений - кто-то пытался построить свою жизнь вне влияния Арма-
ды, Мегополиса или Сити-Хайва «БиоМаас». Но от них остались лишь ржавые осто-
вы автомобилей или каркасы домов, наполовину погребенные в песках. Интересно,
размышляла она, что останется от человечества через сотню лет? Что произой-
дет, если Габриэль добьется своей цели и заселит мир репликантами?
Удастся ли им построить мир, который будет лучше, чем у их создателей?
Или они уничтожат его навсегда?
Километры казались бесконечными, от дороги уже оставались лишь разбитые
куски асфальта, заваленные песком, а из трещин торчали хилые пучки мутировав-
шей травы. Ана оглянулась и увидела, что Проповедник совсем близко. Бойцы Ар-
мады не отставали - байкеры-Флибустьеры медленно, но верно набирали скорость,
большие машины держались рядом. Похоже, это была стратегическая ошибка, да и
вообще не самая лучшая ее идея - украсть самую роскошную в городе тачку...
Но зато она была самой крутой.
Стеклянная буря, поднимаясь от растерзанной земли, уже заполнила собой весь
горизонт. Они были всего в нескольких километрах от ее края. Ана услышала
низкий, угрожающий рев, заглушивший собой музыку. Разглядела острые как брит-
ва осколки, отливающие красным в лучах заката. Молния цвета пламени разрывала
небо ослепляющими дугами.
Девушка повернулась к Иезекиилю.
- Ты уверен?
Он посмотрел на нее. Улыбнулся своей почти идеальной улыбкой. Она хотела,
чтобы ей улыбались так вечно. Протянув руку, Зик сжал ее ладонь.
- Доверься мне.
Ана сжала его пальцы в ответ и тоже улыбнулась.
- Хорошо.
1.25. Буря
Хаос.
Безумие.
Настоящий ад.
Ветер ударил в них примерно в километре от края шторма, сбив Сандерсаурус,
как детскую игрушку. Машину тряхнуло и бросило в сторону. Иезекииль изо всех
сил старался удержать ее на дороге. Они двинулись дальше, дорога перед ними
погрузилась во тьму, по капоту застучали стеклянные осколки и галька. Ана еще
раз сжала руку Иезекииля и отпустила ее, чтобы он мох1 крепче держать руль.
Она натянула шлем, проверила, герметично ли застегнула костюм. Закрыла окна и
вентиляционные отверстия.
- Ну что, все готовы? - прокричала она через усиливающийся рев.
- Н-не совсем. - Лемон поморщилась.
- Нет! - завопил Крикет.
- Гав! - отозвался Кайзер.
- Слишком поздно! Держитесь!
Буря обрушилась на них, словно удар молота, чуть не вырвав руль из рук Ие-
зекииля. Репликант выругался, но ему удалось вернуть контроль над управлени-
ем, а тем временем их все дальше засасывало в ревущее облако из пыли, грязи и
миллионов блестящих стеклянных осколков. Иезекииль был вынужден сбросить газ,
включить фары и почти на ощупь передвигаться через весь этот хаос. Грохот
стоял оглушительный - непрекращающийся голодный рокот сливался с другим зву-
ком , похожим на скрежет наждачной бумаги, царапающей покрытие Сандерсаурус.
- Твою мать! - завопила Лемон.
- Лучше пристегнись! - прокричал ей Крикет.
- Ты мне не босс! - гаркнула она, но крепко затянула ремень безопасности.
Еще один порыв ветра отбросил машину в сторону с такой силой, что даже за-
визжали покрышки. Бесконечный шквал крошечных стеклянных частиц сдирал ржав-
чину с корпуса Сандерсаурус, обнажая блестящий металл. Они понятия не имели,
на сколько километров простиралась эта стеклянная буря, не знали, когда она
закончится; заехав в нее, они отрезали себе путь назад. Им оставалось лишь
крепко держаться и надеяться на лучшее.
Проходили часы, какофония превратилась в пронзительный рев. Грохот дороги,
гроза, стекло на корпусе и под колесами - все эти звуки смешались в ее голо-
ве . Ана обернулась назад и увидела, что Лемон и Крикет прижались друг к друж-
ке . Кайзер съежился на рваном сиденье, положив голову на колени Лемон. В ши-
роко распахнутых глазах девушки стоял страх.
- Крутышка, если ты когда-нибудь сомневалась в моей любви к тебе... - начала
она.
- Я никогда в тебе не сомневалась, - ответила Ана. Протянув руку, она сжала
пальцы Лемон. Ее чуть не захлестнули эмоции. Столько всего произошло, но Ле-
мон ни разу не колебалась. Ни разу не дрогнула. Ни разу не засомневалась.
- Ты слышала меня, Лемон Фреш? - Ана снова сжала ее пальцы. - Никогда.
- Но ты все равно должна мне пони.
Ана улыбнулась.
- Хорошо.
- Послушай...
Лемон посмотрела на Иезекииля. На Крикета. Ее фирменная задорная улыбка
вдруг испарилась. Озорной блеск в глазах погас. Она казалась испуганной и
мысленно подбирала слова, чтобы заговорить.
- Послушай, Крутышка, я должна сказать тебе кое-что...
Заднее стекло с грохотом влетело внутрь, салон наполнили пыль и грязь. Ле-
мон закричала - через разбитое окно тянулась рука в красной перчатке. Иезеки-
иль, ослепленный пылью и стеклом, на миг потерял управление, и машину развер-
нуло. Кайзер зарычал и схватил руку мощными челюстями, раздался скрежет ме-
талла о металл. Ана увидела Проповедника, прицепившегося к их машине. Его ли-
цо закрывал массивный противогаз. Но защитного костюма на нем не было - толь-
ко то же черное пальто, нашпигованное оружием. То ли он хотел умереть, то ли
в нем было столько модификаций, что радиационное заражение ему не грозило. Но
фуг был здесь, и намерения у него были самые серьезные.
Сандерсаурус попала в выбоину, ее завертело в разные стороны, и Ана удари-
лась головой о дверь. Она пошарила по ноге, нащупывая обрез, а Иезекииль пы-
тался выровнять машину. В салон залетали песок и стекло, и репликант смахивал
с глаз слезы. Лемон схватила Экскалибур и неуклюже размахнулась им в тесном
пространстве. Она ударила по лицу Проповедника, запустив шокер, и охотник за
головами выругался от боли. Он уже был по пояс в салоне. Схватив Лемон за во-
ротник, Проповедник несколько раз ударил ее головой о дверцу, пока глаза де-
вушки не закатились.
- Лем! - закричала Ана, поднимая обрез.
Охотник за головами успел увернуться от дробовика в сторону, и оглушающий
выстрел пришелся в спинку сиденья рядом с ним. Кайзер, глаза которого свети-
лись кроваво-красными огоньками, по-прежнему рвал зубами руку Проповедника.
Крикет рылся в сумке, пытаясь вытащить автоматическую винтовку размерами с
него самого. Машина снова попала в рытвину и подпрыгнула. Ана прицелилась и
разрядила ствол прямо в грудь Проповедника.
БУУ-УУМ!
Вокруг них повисло облако из дыма, крови и стекла. Охотника за головами вы-
кинуло обратно в окно. Продолжая цепляться пальцами за машину, он начал отка-
тываться назад, грязно выругавшись, все-таки соскользнул с кромки и, подняв
клубы пыли, упал на дорогу.
- Получи, мерзкий ублюдок! - закричала Ана.
Сандерсаурус опять попал в яму, чуть не перевернувшись, и Иезекииль отчаян-
но пытался вернуть себе контроль над автомобилем. Ана стянула с себя шлем,
сорвала со лба защитные очки и нацепила их на глаза Иезекиилю. Буря продолжа-
ла завывать и колотить их машину, словно молот какого-то мстительного бога.
- Притормози, Культяпка! Или ты пытаешься убить нас? - раздавались сквозь
гул и рев вопли Крикета.
Сзади послышались звуки стрельбы, и по машине забарабанили пули. Ана надела
шлем и прищурилась, пытаясь рассмотреть хоть что-то через стену стеклянного
дождя. Она увидела мотоциклы и темные фигуры сидевших на них. Их лица закры-
вали противогазы с черепами и скрещенными костями.
- Парни из Армады не побоялись поехать за нами в этот ад? Вы шутите?
- Тебе же обязательно нужно было украсть самую крутую тачку, да? - запричи-
тал Крикет. - Я предупреждал тебя, советовал взять машину поменьше, но не-е-
е-ет, простите, мистер Крикет, большинство снова за!
- Может, ты уже заткнешься? - рявкнул Иезекииль.
- Только после того, как ты сложишь губки бантиком и поцелуешь мои блестя-
щие металлические причиндалы!
- у тебя нет причиндалов, Крик! - закричала Ана. - Ни блестящих, ни каких-
то еще!
Она отстегнула ремень безопасности и под свист пуль перебралась на заднее
сиденье. Лемон была без сознания, ее бровь была разбита, и из ранки текла
кровь. За последние пару дней бедную крошку вырубали чаще, чем какого-нибудь
уличного бойца. Ана осторожно положила ее на пол и достала из сумки одну из
винтовок. Оружие было тяжелым. В голове зазвучали другие выстрелы. Она вспом-
нила запах крови. Крики.
«Лучше быть Владыкой Ада, - улыбается красивый мужчина, - чем слугою Неба!»
Нет, пусть прошлое останется в прошлом. Она не там, она здесь, и ей нельзя
было позволять каким-то воспоминаниям определять свое будущее. Друзья нужда-
лись в ее помощи. Ана убрала большим пальцем предохранитель, переключила оп-
тический имплантат в режим тепловизора и посмотрела в прицел на преследующих
их Флибустьеров. К ним приближались несколько грузовиков и багги и около дю-
жины мотоциклов, стреляющих по колесам Сандерсаурус.
Ана прицелилась и выпустила очередь. В воздухе сверкнула огненная молния, а
один из Флибустьеров покачнулся и упал. Ана стреляла снова и снова, мимо це-
ли , и так израсходовала целый магазин. Флибустьеры открыли ответный огонь, и
по кузову машины застучали пули. Девушка присела в укрытие. Эти выстрелы, что
эхом отдавались у нее в голове, Лемон, лежащая у ее ног, шум, хаос - все это
опять вернуло ее в ту камеру, в тот день, в те последние часы...
Мои руки запачканы красным. В легких дым. Мои мама, папа, сестры и брат ле-
жат мертвые на полу рядом со мной. Пустые глаза и пустые тела.
Солдаты стоят надо мной. Четыре совершенства.
Теперь они могут забрать у меня только одно...
Из бури вылетел грузовик Армады и ударил Сандерсаурус в бок. Ану отбросило
на Кайзера. Иезекииль ответил атакующему таким же ударом.
- Ана, возьми руль! - прокричал репликант.
- Я не могу!
- Я стреляю куда лучше, возьми чертов руль!
Один из Флибустьеров выпустил половину обоймы в борт машины, разбив вдре-
безги стекло со стороны водителя. Ана присела рядом с Кайзером, чувствуя, как
пули отскакивают от его бронированного туловища. Иезекииль схватил вторую ав-
томатическую винтовку и, управляя машиной одной рукой, нашпиговал водителя и
стрелка из атаковавшего их грузовика свинцом. Грузовик снова врезался в Сан-
дерсаурус, а потом накренился, сбив одного из мотоциклистов, перевернулся и
взорвался, оставив шар ярко-синего метанового пламени.
- Возьми руль! - рявкнул Иезекииль.
- Ладно-ладно! Боже, и зачем так кричать?
Ана перелезла на переднее сиденье, а Зик высунулся через люк. Острые, как
бритва, осколки тут же порезали незащищенную кожу Иезекииля, хлеща его по
костяшкам и щекам, а он начал методично стрелять в догоняющих их Флибустье-
ров . Машины и мотоциклы начали окружать их со всех сторон. Ана крепко схвати-
лась за руль, нажала на педаль газа, восьмицилиндровый двигатель Сандерсаурус
взревел, и машина рванулась вперед.
Репликант продолжал стрелять и прикончил около полдюжины байкеров и троих
водителей, прежде чем его винтовка опустела. Один из Флибустьеров прыгнул с
разогнавшегося багги на багажник Сандерсаурус, еще один прыгнул с бронирован-
ного джипа. Оба зацепились за борт машины, а один из них протянул руку через
разбитое окно и схватил Ану за горло. Она взвизгнула, крутанула руль влево и,
столкнувшись с ехавшим рядом джипом, в мясо раздавила обоих мужчин.
Крикет остался на заднем сиденье, перезаряжая обрез и винтовку Аны. Послед-
нюю он протянул Иезекиилю, и тот продолжил стрелять по преследователям. Ана
наклонилась над рулем и прищурилась, пытаясь разглядеть хоть что-то через за-
потевшее стекло своего защитного шлема. Дорога полностью исчезла, впереди из
песка поднимались каменистые выступы. Стеклянная буря завывала и ревела, как
чудовища из старых мифов, которые так нравились Ане. Как Сцилла или Харибда.
Как Фенрир или Кали. Как воплощение ненависти и голода, пожирающее все на
своем пути.
Бронированный джип продолжал реветь рядом с ними, его бока теперь были ис-
пачканы красным. Водитель врезался в машину Аны, пытаясь загнать ее на камен-
ный выступ. Ана ударила джип в ответ, Сандерсаурус заскрежетала по его кузо-
ву, рассыпая искры. Крикет выругался, перевернувшись на заднем сиденье, слов-
но тряпичная кукла, Кайзер лаял в разбитое окно. Джип был тяжелее Сандерсау-
рус, и Ане не удавалось поменять направление - они стремительно приближались
к огромной черной скале, поднимающейся из песка перед ними.
- Иезекииль? - закричала девушка.
В ответ раздались лишь звуки стрельбы, сверху дождем посыпались пустые
гильзы.
- ИЕЗЕКИИЛЬ!
Репликант, наконец, услышал ее, повернулся к джипу и изрешетил его пулями.
Водитель завалился на руль, и Ана успела повернуть в сторону, проскочив в не-
скольких сантиметрах от скалы. Опустошив магазин, Иезекииль рухнул на пасса-
жирское сиденье и захлопнул люк.
- Патроны закончились, - тяжело дыша, сказал он. - Но осталась всего пара
байкеров и один грузовик. Просто езжай вперед. Так быстро, как только смо-
жешь. Думаю, мы их деморализовали.
- Хочешь сесть за... Боже мой! - ахнула Ана.
Иезекииль был весь в крови. Стеклянные осколки разрезали его костяшки до
металлических костей, по его лицу струились алые ручейки. Ее очки защитили
его глаза, но все остальное...
- Зик, что с тобой?
- Не волнуйся за меня.
- Но ты выглядишь так, словно тебя кинули в мясорубку!
- Скоро все заживет. Поверь мне.
Ее сковал страх. Но Ана снова сосредоточилась на дороге, вцепившись в руль
с такой силой, что побелели костяшки. Проверила, не окружают ли их снова пре-
следователи, вслушалась в завывающий ветер, не рычат ли двигатели. Потом по-
смотрела в зеркало заднего вида.
- Крик, как там Лемон?
Маленький бот нашел в ее сумке изоленту и теперь закрывал разбитые окна
ковриками. Весь салон был в песке и стекле. Робот склонился над Лемон и снял
с нее шлем, чтобы осмотреть рану.
- Думаю, с ней все в порядке, - доложил он. - Разве что сотрясение мозга.
Но она дышит, и это главное.
Ана покачала головой. Это было слишком близко. Если бы с Лем что-то случи-
лось...
Они продолжали ехать вперед, дождь стучал по кузову их машины. Мир вокруг
стал черным. Фары прорезали полосу в темноте, их свет отражался в кружащихся
осколках, которые вспыхнули красным, когда небо над их головами пронзила
странная молния. Двигатель застонал и задрожал, но не перестал работать. Сан-
дерсаурус везла их сквозь грозовую ночь, приближаясь к Вавилону.
Приближаясь к дому.
Ана снова взглянула на Иезекииля. Репликант вытирал с лица кровь и грязь.
Он рисковал собственной жизнью, подставил себя под стеклянные осколки, и все
для того, чтобы сохранить ее в целости и сохранности. Не колеблясь ни секун-
ды. Ее сердце болело от осознания того, на что он пошел ради нее, и одновре-
менно наполнялось теплом. Она вспомнила его слова, которые он произнес тогда
в приюте. Зик сдержал свою клятву.
«Я пойду на все, чтобы уберечь тебя».
Ана коснулась его руки. Нежно, как перышка.
- Спасибо , Зик.
- За что?
- За все.
Иезекииль криво ухмыльнулся и поклонился ей.
- Хочешь, я сяду за руль?
- Отличная идея.
Она проскользнула по его коленям, он протиснулся под ней. Их тела соедини-
лись в одно, пока они менялись местами. Ана сделала глубокий вдох и снова
проверила, не преследуют ли их. Но увидела лишь тьму вокруг. В разбитое окно
со стороны водителя по-прежнему залетали песок и стекло. Крикет вскарабкался
на плечо Иезекииля и принялся заклеивать дыру с помощью коврика, нарочно за-
девая его лицо своей задней частью. Но Иезекииль был слишком занят дорогой,
чтобы смахнуть его. Ветер стих, Крикет еще раз задел Зика своей пятой точкой
и вернулся на заднее сиденье.
- Доволен собой? - спросил репликант.
- Безмерно, - ответил Крикет.
Иезекииль, качая головой, повернулся к Ане.
- Где-то через час мы выедем за границы Стеклянной пустыни. Хорошо, если
буря дошла до Вавилона. Оставшиеся Флибустьеры повернут назад, как только
поймут, куда мы направляемся.
Девушка кивнула. И даже рискнула улыбнуться, несмотря на царящий вокруг ха-
ос и кровь.
- А ты отличный стрелок.
Он подмигнул ей.
- Ты и сама ничего.
- Из нас получилась неплохая команда, да?
- Нас?
В его изумительно-голубых глазах отразилась ее улыбка. Ана положила голову
ему на колени и замерла, чувствуя, несмотря на свой защитный костюм, исходя-
щее от него тепло. Вспоминая.
- Да, - вздохнула она. - Нас.
- Мне нравится, как это звучит.
Иезекииль обнял ее одной рукой и прижал к себе. И несмотря на хаос и кровь,
это казалось правильным. Настоящим. И ей хотелось, чтобы так продолжалось
вечно.
Он и она. Вместе.
Навсегда.
1.26. Конечная
точка
Мои руки запачканы красным. В легких дым. Мои мама, папа, сестры и брат ле-
жат мертвые на полу рядом со мной. Пустые глаза и пустые тела.
Солдаты стоят надо мной. Четыре совершенства.
Теперь они могут забрать у меня только одно.
Самое последнее и самое дорогое.
Буря продолжалась до самого рассвета. Тусклые лучи начали просачиваться
сквозь вуаль из пыли и стекла. Ана оставила Иезекииля за рулем, а сама пере-
лезла на заднее сиденье и положила голову Лемон себе на колени. Подруга мед-
ленно приходила в себя, что-то тихо бормоча. Ее разбитая бровь и глаз опухли,
на ресницах запеклась кровь. Ана рискнула снова снять с нее защитный шлем,
чтобы промыть рану, а Крикет и Кайзер с тревогой наблюдали за ними.
- Лем? - тихо позвала подругу Ана. - Лем, ты слышишь меня?
- М-м-м-м, - отозвалась та.
- Ты там как, Веснушки? - спросил Иезекииль.
- Плохо, - простонала Лемон. - Но если ты меня п-поцелуешь, то станет на-
много л-лучше.
- С ней все будет хорошо, - улыбнулась Ана.
Лемон приоткрыла один глаз и зашипела от боли.
- Черт... кто меня так отделал?
- Кибернетическая машина для убийства, - ответила Ана.
- Сегодня... уже в-вторник?
- Лежи спокойно. Возможно, у тебя сотрясение мозга.
Кайзер посмотрел через ветровое стекло и зарычал.
- Ана, - сказал Иезекииль. - Иди сюда.
- Крик, дай ей воды. Но немного, иначе ее затошнит.
Ана наклонилась и поцеловала Лемон в лоб.
- Лежи, Лем. Не поднимай голову и не делай глупостей.
- Слишком... поздно, - простонала Лемон.
- Ана... - снова окликнул Иезекииль.
Девушка перебралась на пассажирское сиденье и, щурясь, вгляделась в утихаю-
щую бурю. Сквозь бледную рассветную дымку она разглядела знакомые очертания,
поднимавшиеся из пустыни над линией горизонта. Кровь похолодела в ее жилах,
по телу побежали мурашки. Ее вдруг захватил водоворот воспоминаний. Она, ее
брат и сестры в белоснежных комнатах. Сад, полный цветов, которых нигде боль-
ше не найти. Льющаяся музыка, механические бабочки и огромная библиотека.
Сильная рука отца у нее на плече. Теплые губы мамы, целующей ее в лоб. Рай на
разрушенной земле.
- Вавилон, - выдохнула Ана.
Она как будто вырастала прямо из песка. Копье из стали и стекла, тщетно пы-
тающееся пронзить небо. Облученные предметы светились только в выдуманных ис-
ториях, но что-то было в этом воздухе - то ли пыль и стекло, отражающие рас-
светные лучи, то ли радиация, оставшаяся в руинах - от чего вся башня словно
пылала. Казалось, весь город был охвачен полупрозрачным пламенем.
В отличие от Армады, руины, оставшиеся от города, и Вавилонская башня слов-
но были частью ландшафта, поднимаясь из земли замысловатыми витками. На самом
деле башня представляла собой два небоскреба, закрученные в виде спирали ДНК.
В свое время она была сооружением захватывающей красоты. Но это было вчера...
Город вокруг башни давно опустел, став похожим на скелет, все окна были
разбиты и покрыты ржавчиной. В небесах, где когда-то летали многочисленные
топтеры и дроны-вертолеты, теперь кружил лишь одинокий облученный ворон. Сама
Вавилонская башня, где некогда кипела жизнь, стояла пустой и безмолвной -
ржавая могила для убитых там людей. В день, когда машины перестали гудеть. В
день, когда погибла ее семья.
Ана вдруг поняла, что на глаза навернулись слезы. Девушка и не думала, что
это так сильно повлияет на нее, но, увидев свой бывший дом, она все равно,
что увидела призрака. Все осколки ее прошлой жизни, кровь, боль и страдания
были увековечены в стекле, хроме и изотопах, на разложение которых потребует-
ся десять тысяч лет.
- Ты в порядке? - спросил Иезекииль.
Ана лишь молча кивнула, сама не своя от переживаний. Это место не было ее
домом. Это был мавзолей. Тут закончилось ее детство, и ее выбросило в мир
ржавчины и пыли. С другой стороны, благодаря этому в ее жизни появилась Ле-
мон. И Кайзер, и Крикет. И, да, даже ее дедушка. В ней снова смешались две
личности. Девушка, которой она была, и девушка, которой она стала. Глядя на
башню, на место, где одна из них умерла, а другая родилась, она не знала, что
чувствовать - горе или облегчение.
Иезекииль увидел выражение лица Аны и взял ее за руку. Его кожа была теп-
лой, живой и настоящей, и они переплели свои пальцы. Дышать стало немного
легче.
- Я с тобой, - сказал он.
- И я очень этому рада, - улыбнулась она.
Ана вглядывалась в грязные стекла, пытаясь увидеть что-нибудь в стихающей
стеклянной буре, и, наконец, смогла различить неясные силуэты лагеря корпора-
ции «Дедал». Она увидела огромные машины - Титанов, Тарантулов и Джаггернау-
тов, - сверкающие в лучах восходящего солнца: мощная броня, ноги, как колон-
ны, пустынный камуфляж, в краске которого мерцают микрофотоэлементы. Одни из
них просто стояли на дежурстве, другие безостановочно патрулировали мертвый
пригород за разрушенными стенами Вавилона. Интересно, что такого сделали си-
дящие внутри них пилоты, чтобы их отправили в это дерьмовое место. Должно
быть, они умирали со скуки и молились о том, чтобы во что-то пострелять.
И она, глупая, вот-вот собиралась исполнить это желание.
Всего пару дней назад ее чуть не прикончил один-единственный съехавший с
катушек Голиаф. Но сколько машин поджидало ее здесь? Все они были хорошо воо-
ружены и заправлены по максимуму, у пилотов руки чесались отправить кого-
нибудь в могилу - любого, кто решится подойти слишком близко.
- Мы больше не на арене Вар-Дома, Тото, - проворчал Крикет.
- Это точно, - прошептала Ана.
- Надеюсь, твой новообретенный талант не подведет.
- Я тоже.
Иезекииль сжал ее руку и улыбнулся.
- Я в тебя верю, Ана.
- Великий создатель, кто-нибудь, убейте меня... - простонал Крикет.
Репликант обернулся.
- В тебе нет ни капли романтики.
Крикет зажег горелку в среднем пальце и показал его Зику.
- Вот тебе романтика, Культяпка.
Они с ревом вылетели из стеклянной бури, прямо под плотные тучи и вихри,
кружащие на краю шторма. Колючие ветры ободрали всю краску с Сандерсаурус, и
теперь на ее полированном металлическом кузове блестел рассвет. Ана наконец
хорошенько рассмотрела гарнизон «Дедала». Это была не столько армия, сколько
полицейские отряды (общим числом около дюжины тяжелых машин), следящие за
тем, чтобы мародеры не разграбили зараженные радиацией секреты Вавилонской
башни. Но даже если пилоты дремали за пультами управления, было достаточно
даже парочки плохих ботов, чтобы справиться с разношерстной компанией со
Свалки, у которой почти не было оружия.
Разве только кое-кто из них сам был оружием...
Ана закрыла глаза, пытаясь почувствовать ближайшую машину. Это был Тарантул
- приземистый робот-убийца на восьми ногах, размером с автобус, вооруженный
ракетами малой дальности и двумя автоматическими пушками. Он повернулся на
звук приближающегося автомобиля и вытянул антенну, чтобы передать сигнал тре-
воги остальным.
- Внимание, неопознанное транспортное средство, - объявил пилот по громкой
связи. - Внимание, неопознанное транспортное средство. Въезд в эту зону огра-
ничен постановлением корпорации «Дедал Текнолоджис». У вас есть тридцать се-
кунд , чтобы изменить курс, или я открою огонь.
Иезекииль нажал на педаль газа. Сандерсаурус рванула вперед, оставляя поза-
ди завывания стеклянной бури. Тарантул повернулся к приближающейся машине.
Его ноги задвигались совсем как у настоящего паука, пусковые контейнеры ракет
поднялись над спиной, словно два огромных блестящих крыла.
- Смените курс, я уполномочен вести огонь на поражение, - предупредил их
пилот. - У вас осталось пятнадцать секунд.
- ...Ана? - окликнул ее Иезекииль.
- Сейчас, - прошипела она.
Девушка откинула люк и вылезла в него, чтобы лучше видеть. Пыль и песок
сразу же застучали по ее шлему. Ана обливалась потом внутри зеленого, цвета
соплей, пластикового защитного костюма. Она вытянула руки, сощурившись от
слепящего света восходящего солнца, и направила их прямо на Тарантула. Пред-
ставила, что она снова на арене Вар-Дома. Привкус крови во рту. Боль. Страх.
Вытаскивая из себя все эти эмоции, она смешала их с болью, которую испытала,
вновь увидев Вавилонскую башню. Вспомнила о своей семье. Об Алексе. Оливии.
Тане. Мэри.
О маме.
Об отце...
Обо всем, что случилось. О каждой мелочи. О каждой капле.
- Давай же... - прошептала она.
- Десять секунд.
- Ана? - прокричал Иезекииль.
- Я пытаюсь!
Пилот поставил машину в огневую позицию. Ана скрючила пальцы. Ив в ней про-
сто не могла отступить. Отвернуться. Ведь они обе уже встречались со смертью.
Плевали прямо ей в лицо. Выставив когти, обнажив зубы, они всеми силами выка-
рабкивались из черной тишины.
Это еще не конец.
Это просто еще
один
враг.
Статическое электричество затанцевало по ее коже. Отрицание внутри нее на-
растало, пульсировало в висках, и тут ракетные батареи Тарантула ожили. Ана
подняла руку, и ярость, клокочущая в ней, вырвалась вместе с криком.
Она кричала.
И КРИЧАЛА.
...но ничего не произошло. Совсем ничего.
- Огонь!
Тарантул выпустил десяток ракет, и все они устремились в сторону Сандерсау-
рус, оставляя за собой дымящиеся следы. Иезекииль крутанул руль влево, машина
на одно страшное мгновение накренилась на два колеса, но сразу же рухнула об-
ратно на землю, поднимая клубы пыли. Ракеты с ревом падали с неба и взрыва-
лись позади них дымящимися огненными облаками. Машину сотрясали оглушительные
удары, и Ана соскользнула обратно в салон, опасаясь за свою жизнь. Еще один
залп ракет разорвался совсем рядом, выбив коврики, закрывающие разбитые окна.
Ана почувствовала сильный жар, который чуть не спалил ее кожу.
- Что за... ч-черт? - простонала Лемон, поднимая окровавленную голову.
- Лем, опусти голову! - закричала на нее Ана. - И пристегнись!
Девушка протянула руку, снова пытаясь призвать свою силу. Свой дар. Или
как, черт побери, это называть. Аномалией, из-за которой на нее охотилось
Братство и преследовал киборг-убийца, погнавшись за ней даже через пустыню
радиоактивного песка. Проклятие, из-за которого ее хотела убить самая большая
корпорации на побережье Зона.
Позорная аномалия.
Девиант.
Дефектная.
Только толку-то.
- Почему не работает? - прошипела она.
Тарантул выпустил еще один залп, и только умение Иезекииля управлять авто-
мобилем не позволило им сгореть. Земля вокруг расцвела прекрасными цветами из
огня и черного дыма, на кузов посыпались осколки. Ана увидела двух Титанов,
несущихся на них через пустоши - по сравнению с этими огромными двуногими ма-
шинами Голиафы были похожи на игрушечных солдатиков. Прямо на них катился
Джаггернаут. Танковые гусеницы раскатывали грязь, блестели автоматические
пушки. Кайзер начал лаять в заднее окно, стуча хвостом по сиденью. Крикет
поднял голову, чтобы успокоить блитцхунда, и его разные, совершенно не соче-
тающиеся между собой глаза чуть не выпали от изумления, когда он заметил то,
из-за чего так разнервничался Кайзер.
- Э-э-э, разрешите... - начал маленький бот.
На ветровое стекло обрушился град сверхзвуковых пуль, и Ана взвизгнула, ко-
гда Иезекииль толкнул ее под приборную панель. Из двигателя вырвался шлейф
черного дыма, и он издал противный скрежет, похожий на звук болтов, брошенных
в мясорубку. До пригородов Вавилона оставалось не меньше двух километров, но
им нужно было попасть на улицы, где было больше укрытий. Выехав на старое
разбитое шоссе, Иезекииль заглушил мотор. Ана заползла к нему на колени и вы-
тянула руку в сторону машины, которая теперь намеревалась отрезать им путь в
город. Она сжала свой кулак. Стиснула зубы. В ее глазах стояли слезы.
- Проклятье, почему ничего не получается?!
Лемон застонала, пытаясь сесть. Крикет замахал на нее руками и, хорошенько
проверив ее ремень безопасности, снова обратился к остальным.
- Э-э-э, я не хочу вызывать панику, но, может, вы все-таки посмотрите на-
зад...
Ана выглянула в разбитое заднее окно, и у нее сердце ушло в пятки, когда
она увидела знакомую фигуру, выскочившую из стеклянной бури. Он ехал на дру-
гом мотоцикле, вероятно, позаимствованном у одного из Флибустьеров, застре-
ленных Иезекиилем. На его груди запеклась кровь. Одежда была разодрана в кло-
чья. Лицо по-прежнему закрывал противогаз. И все же ошибиться было нельзя.
- Проповедник... - прошептала Ана.
- Ты шутишь? - Иезекииль посмотрел в зеркало заднего вида. - Что нужно,
чтобы убить этого су...
Ракета упала на них со стороны водителя, ударившись о землю прямо под две-
рью. Остававшиеся целыми окна разбились, осколки стекол разлетелись по сало-
ну , а Сандерсаурус подбросило в воздух, и машина завращалась. Лемон завопила,
схватившись за ремень безопасности. Ана, к ее несчастью, не была пристегнута,
и Иезекииль, закрыв ее тело своим, закричал: «Держись!» Сандерсаурус, вместе
с дождем из стекла и огня, рухнула обратно на землю, перевернувшись вверх
дном. С ней перевернулся и мир. Ана ударилась головой о что-то твердое, то
место, куда был встроен накопитель памяти, пронзила острая боль. Не было пути
ни вверх, ни вниз. Несколько бесконечных мучительных секунд машина продолжала
скользить, во что-то врезаться, разваливаться на части, но, наконец, задыми-
лась и остановилась.
На ее языке была кровь. В волосах - стекло. Голова раскалывалась. Ана, за-
стонав, выглянула из разбитого ветрового стекла. Кайзера выбросило из машины,
и теперь он неподвижно лежал на растрескавшемся асфальте. Крикета нигде не
было видно. Машина приземлилась на крышу, и Лемон, висевшая вверх ногами и
удерживаемая лишь ремнем безопасности, простонала и потеряла сознание. В лю-
бую секунду эти Тарантулы выпустят новый залп ракет. Ей нужно было выбираться
отсюда, она должна была остановить их...
Иезекииль отстегнулся и упал на нее.
- Ты в порядке? - спросил он.
Перед глазами вдруг вспыхнул ослепляющий свет. В ушах зазвенели крики.
Репликанты стоят надо мной. Четыре совершенства.
Теперь они могут забрать у меня только одно.
Самое последнее и самое дорогое.
Не мою жизнь, нет.
Но нечто столь же ценное.
- Я...
Захрустел гравий, зазвенели шпоры.
- ...координаты семь-семь-двенадцать-альфа. Приоритет один. Приоритет один.
Без приказа не стрелять, Омега, повторяю, без приказа не стрелять.
Ана услышала тяжелые шаги, лязг танковых гусениц в грязи. Гул сервоприводов
и шипение поршней. В голове звенело от жгучей боли. Она дотронулась до своего
накопителя памяти и почувствовала глубокий порез, искусственная кожа тресну-
ла. Ее пальцы запачкались в крови.
Четверка расступилась, и в камеру шагнула широкоплечая фигура, обрисованная
ярким светом. Мужчина. Остальные выжидательно посмотрели на него.
- Я не могу, - сказал он.
- Ты должен, - ответили они.
- Я не буду.
Самый главный из них протянул ему пистолет.
- Будешь.
- Иезекииль... - прошептала Ана.
Новенький провел рукой по глазам.
Но все-таки взял оружие.
- О боже...
Ана посмотрела в глаза репликанта. Глаза цвета когда-то голубого неба. С
каким обожанием они смотрели на нее, когда они лежали вместе в ее комнате. И
сколько боли было в них, когда он поднял пистолет и прицелился в ее голову...
- Прости, - сказал он.
- Это был ты, - прошептала девушка.
- Что? - Иезекииль изумленно моргнул. - Где я был?
Из-за навернувшихся на ее глаза слез мир превратился в размазанное пятно.
Пазл из обрывков воспоминаний наконец-то сошелся. Теперь она точно знала, что
именно произошло в те последние несколько часов. Пятеро репликантов стояли в
камере и смотрели на кровавую бойню, которую они устроили. Габриэль, Уриэль,
Фэйт, Хоуп.
И он.
Теперь они могут забрать у меня только одно.
Самое последнее и самое дорогое.
Не мою жизнь, нет.
Мою любовь.
- Ты... - Она словно выплюнула это слово, потому что дышать было невыносимо.
- Ана...
Она, пятясь назад, вылезла через разбитое окно на пыльную дорогу. Солнечный
свет тут же ослепил ее. Из-за слез мир стал похож на мутный калейдоскоп. Ее
уже поджидал Проповедник, держа в одной руке пистолет, а в другой огнемет.
Крикет выполз из-под грузовика, весь помятый. Маленький логик, шатаясь, подо-
шел к Ане и обнял ее.
- Ты в порядке?
Около полудюжины машин осадного класса собрались на небольшом хребте, осве-
тив ее лазерами своих прицелов. Их автоматические и плазменные пушки и ракеты
были наведены на то, что осталось от бедной Сандерсаурус.
Но Ана видела только Иезекииля. Ужас. Душевные муки. Ярость. Вот что вызы-
вала в ней та картинка из прошлого, на которой он, подняв пистолет, целился
ей в голову.
- Прости, - сказал он.
Я услышала раскат грома.
А потом... тишина.
- Ты выстрелил в меня... - выдохнула Ана.
Крикет переводил взгляд с нее на репликанта и обратно.
- Что?
- Убери его от меня, - задыхаясь, прошептала она.
Звуки стрельбы. Шесть пуль пробили асфальт, очертив вокруг нее аккуратный
полукруг.
- Успокойтесь-ка, барышня, - предупредил Ану Проповедник.
- Ана... - с мольбой окликнул ее Иезекииль.
- Отвяжись от меня! - пронзительно закричала она.
Проповедник выстрелил в воздух и заорал во все горло:
- А ТЕПЕРЬ ВСЕ, ЧТОБ ВАС, ВЗЯЛИ И УСПОКОИЛИСЬ!
Выстрелы утихли, и повисла звенящая тишина. Охотник за головами кивнул, яв-
но довольный собой. Он убрал пистолет в кобуру, махнул огнеметом в сторону
покореженной машины и загробным голосом произнес:
- Можешь уже вылезать оттуда, Пташка. Иначе я могу забыть о манерах и вса-
дить пулю в голову мисс Карпентер. Мне все равно заплатят.
Иезекииль выполз из помятого кузова, и Титаны тут же наставили на него свое
оружие. Их оптические прицелы засветились, стволы автоганов пришли в движе-
ние.
- Агент, нам уничтожить его? - спросил пилот.
- Нет, - ответил Проповедник. - Не открывать огонь до тех пор, пока я не
отдам приказ. Этот ордер является первым приоритетом. Утвержден советом прав-
ления, как поняли?
- Вас понял. Ожидаем дальнейших указаний.
Охотник за головами стащил с себя противогаз и полез в изодранное пальто.
Выстрел из дробовика разорвал ему грудь, и под растерзанной плотью засверкал
металл. Порывшись в кармане, он сунул за щеку щепотку синтетического табака.
Потом поднял огнемет и наставил его на Иезекииля.
- Так и лежи, Пташка. Я видел, что сделал огонь с твоей старшей сестрой,
там, в Армаде. Так что не двигайся, если, конечно, тебе не нравится запах жа-
реного мяса.
Ана сморгнула слезы, страх перед Проповедником тут же заставил забыть о пе-
реполняющих ее ярости и ненависти. Девушка бросила взгляд на Кайзера, все еще
неподвижно лежащего в пыли. Рядом с ним валялась ее сумка, внутри которой
блестела красным граната из термекса. Но они были так далеко...
Она посмотрела на Проповедника. На ствол его пистолета. И вдруг снова ока-
залась в той камере. Ее руки были испачканы кровью. И лицо тоже. Рядом лежали
тела ее родителей, брата и сестры. Над ней стоял Габриэль. Из-под спутанных
светлых волос сверкали зеленые глаза. Голос Мириад звучал словно издалека,
умоляя репликантов остановиться. Красивое лицо Уриэля, обрамленное длинными
черными волосами, исказилось от злобы. В глазах Хоуп все еще стояла нереши-
тельность, хотя ее руки уже были в крови. Взгляд Фэйт, когда-то самой близкой
подруги Аны, теперь был пуст и холоден.
И он был с ними.
- Что плачем, барышня?
Ана с вызовом взглянула на охотника за головами, изо всех сил стараясь ото-
гнать слезы. Но тщетно. Они лились нескончаемыми ручейками. Потом она посмот-
рела на Иезекииля, увидела неприкрытую боль в его лице, и земля под ней рас-
кололась , утягивая вниз, в бездну...
- Ана... - взмолился он. - Позволь мне все объяснить...
- Заткнись! - закричал на него Крикет. - Ты делаешь только хуже!
Ана не чувствовала свое тело. Не могла дышать. Все эти нагромождения лжи...
Она села на асфальт, обхватила руками колени и стала слушать, как ее жизнь
разлетается на миллионы окровавленных осколков.
Проповедник посмотрел на рыдающую девушку, потом на парня, который был поч-
ти человеком, и что-то проворчал.
Потом сплюнул на пыльную дорогу и отправился обходить останки машины, не
сводя огнемет с Иезекииля. Пилоты машин бесстрастно наблюдали за происходя-
щим, держа под прицелом Ану и Иезекииля, и ждали команды. Может, будет даже
лучше, если их убьют, решила Ана. Она просто закроет глаза и будет слушать
песню пуль.
Проповедник постучал пальцем по своему горлу и сосредоточенно нахмурился.
- База, прием, это Священная книга. Повторяю, База, это Священная книга.
Задание выполнено. У меня тут бонус, который может быть вам интересен. С ним
было много проблем, и я решил, что ваши технари захотят заглянуть в голову
этой редкой пташки. Меня нужно забрать из...
Мужчина моргнул, услышав странный звук, и обернулся. На земле, виляя хво-
стом, сидела ржавая металлическая собака. Пес выглядел почти настоящим, но
год назад его мех начал изнашиваться, поэтому Ив сняла его и раскрасила ме-
таллический корпус в цвет городского камуфляжа. А сейчас он был похож на ске-
лет - сплошь композитные пластины и гидравлика.
Таким он ей даже больше нравился.
Собака держала в зубах красный цилиндр. Он был помечен маленьким черепом с
скрещенными костями и штампом «ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО». Это была самодельная
граната, и сообразительный блитцхунд сразу понял, как убрать чеку.
Его глаза светились кроваво-красным.
- Кайзер... - прошептала Ана.
- Гав! - ответил пес.
БУ-УМ!!!
Термекс вспыхнул огненным ореолом, взрыв был оглушительным. Ану обдало пы-
лью и жаром, и она закрыла глаза. Крикет испуганно прижался к ней. Девушка
встала на колени, выкрикивая имя Кайзера. В небо поднялся большой огненный
шар. Вокруг клубился черный дым, сверху посыпался дождь металлических облом-
ков. Проповедник неподвижно лежал с широко раскрытыми глазами. Нижняя полови-
на его тела была оторвана взрывом.
- Вижу противника! Вижу противника! - закричал пилот Тарантула. - Уничто-
жить их!
Ана почувствовала удар в спину, чьи-то сильные руки. Иезекииль поднял ее и
потащил за обломки Сандерсаурус. Машины открыли огонь. Она продолжала кричать
имя Кайзера и плакать. Пули пробивали кузов и с глухим стуком отскакивали к
двигателю. Крикет тоже побежал в укрытие и успел спрятаться за обломками как
раз в тот момент, когда раздались громкие удары. Титаны и Джаггернауты обхо-
дили их с фланга, под массивными ногами и гусеницами скрипела пыль. Несколько
секунд, и машины займут позиции.
Несколько секунд, и они будут мертвы.
- Ана , прости меня, - прошептал Иезекииль.
Один из Джаггернаутов загородил солнечный свет. Поднял автоганы.
Крикет встал перед девушкой, пытаясь закрыть ее своим крошечным тельцем.
- Отвали от нее!
Ана посмотрела в дуло и почувствовала небывалое успокоение. В отличие от
Ив, которая хотела сопротивляться из последних сил. Потом она услышала звон
стекла. Кто-то тихо выругался. Из покореженного кузова Сандерсаурус показа-
лась рука в розовой пластиковой перчатке.
- Стойте, - прошептала Лемон.
Джаггернаут содрогнулся. Дернулся, словно его ударила невидимая рука. Из
его оптических прицелов посыпались искры, а Лемон Фреш сжала пальцы в кулак и
одной лишь силой мысли, одним жестом, одним словом сожгла каждую цепь и каж-
дое реле внутри его металлической оболочки.
Лемон выползла из-под обломков, которые продолжали решетить пули. Из разби-
той брови текла кровь. Она прищурилась, вытянула руки, подняла ладони, скрю-
чила пальцы и во все горло завопила:
- СТОП!
Воздух затрещал от прокатившейся по руинам волны статического электричест-
ва . Окружившие их машины дернулись. Откатились назад, покачнулись на своих
неустойчивых ногах. Закричали пилоты, заживо сгорающие в своих кабинах. С
жуткими металлическими стонами, под шипение плавящихся реле и вспышки искр,
большие боты зашатались, как марионетки, которым перерезали веревочки, и гру-
дами металла попадали на грунт.
Все.
Как.
Один.
Ана изумленно смотрела на свою лучшую подругу.
Потрясенная, она не могла поверить своим глазам.
- ...Лем?
Девушка, тяжело дыша, уронила руки вдоль туловища. И тут Ана вдруг поняла.
Все обрело смысл.
Все...
Машины выходили из строя только тогда, когда рядом была Лемон. Но она все-
гда находилась вне поля зрения, или Ана была слишком занята, чтобы заметить,
что делает подруга. Она была слишком занята Голиафом на арене Вар-Дома. Слиш-
ком занята мальчишками из Банды Фридж-стрит в Долине шин. В метро Армады она
была сосредоточена лишь на блитцхунде Проповедника. Но когда они добрались до
Вавилона, Лем была почти без сознания, и Ана не смогла воспользоваться своей
силой, потому что...
Потому что это была не ее сила.
«...позорная аномалия».
«...девиант».
«...дефектная».
Лемон подняла Попстик и рявкнула: «Не называй ее так!»
Ана думала, это она. Лежала на арене Вар-Дома, с криком вытянув руку, и ду-
мала , что обрела суперспособность. А все это время...
Все это время...
- Нет... - прошептала Ана.
Лемон посмотрела на нее. В ее глазах стояли слезы, голос дрожал, когда она
сказала:
- Прости, Крутышка. Я... Я много раз пыталась рассказать тебе...
Ложь.
Кругом ложь.
Одна ложь.
И этой, последней, оказалось достаточно, чтобы окончательно разбить ей
сердце.
ЧАСТЬ 4. СТЕКЛЯННАЯ
БАШНЯ С ПРИВИДЕНИЯМИ
1.27. Врозь
- Не разговаривайте со мной.
Металлические ступни захрустели по разбитому бетону и разрушенному кирпичу.
Как только Ана сунула руки и ноги в рукава и ботинки, позволяющие контролиро-
вать Титана, вспыхнула дюжина экранов. Под шипение гидросистемы и вибрирующий
по стенам кабины рев двигателей она зашагала по заброшенному пригороду в сто-
рону Вавилонской башни.
«Не разговаривайте со мной».
Это все, что она сказала им. Обоим. В глазах Иезекииля стояла боль. В голо-
се Лемон звучала обида. Так много извинений. Так много оправданий, объясне-
ний . Но для них у Аны был лишь один ответ.
«Не разговаривайте со мной».
Это Иезекииль выстрелил в нее во время восстания. По приказу Габриэля. Он
не спас ей жизнь, он пытался убить ее. А Лемон... это она поджарила того логика
в Вар-Доме. Она была тем самым девиантом, за которым все так охотились. Но ей
было страшно или стыдно во всем признаться. Из-за ее лжи их преследовали «Де-
дал Текнолоджис» и Проповедник. Поэтому Кайзеру пришлось...
Бедняга Кайзер...
Он сделал это, потому что любил ее? Или потому что был запрограммирован за-
щищать ее?
Она даже не знала, что хуже...
Ана подобрала с дороги свою сумку с инструментами. Вытащила труп пилота из
валяющегося поблизости сломанного Титана и приступила к работе. Из-за защит-
ного костюма она не могла вытереть слезы и поэтому проглотила их. Отодвинув в
сторону всю свою боль, девушка принялась приводить машину в порядок. Иезеки-
иль попытался взять ее за руку, заставить выслушать его.
- Ана, пожалуйста! Я сделал это, чтобы спасти тебя...
Она развернулась к нему с гаечным ключом в руке, поднятым в сантиметрах от
его головы.
- Не прикасайся ко мне, фуг! - рявкнула Ана.
- Ана, ты должна меня выслушать, умоляю! Я бы никогда не предал тебя! Если
я кого-то и пытался обмануть, то только их. Я выстрелил, чтобы ранить тебя, а
не убить. Разве ты не понимаешь? Я спасал самое важное в своей жизни, спасал
тебя, Ана!
- Тогда почему ты ничего мне не сказал, Иезекииль?
- я...
Ее глаза превратились в узкие щелочки, каждое ее слово было пропитано гне-
вом.
- Я доверяла тебе. И может, я совсем сошла с ума, но часть меня хочет пове-
рить тебе. Пусть ты пытался одурачить этих бесчеловечных ублюдков, которых
называл братьями и сестрами. Но меня ты тоже дурачил, с тех самых пор, как я
нашла тебя на той свалке. Я попросила тебя лишь об одном - быть честным со
мной. Моя единственная просьба. Но ты даже этого не смог мне дать.
Стиснув челюсти, она отвернулась.
- Ана...
- Не разговаривай со мной.
Репликант продолжал стоять на месте, объяснения погибали на его сладких,
идеальной формы губах. Она залезла в машину и вернулась к работе.
Несмотря ни на что, в ее памяти сохранились все те знания, которые дал ей
Сайлас. Стоило отдать должное Лемон, она поджарила машину как следует - у Аны
ушел почти час, чтобы поднять ее и снова заставить двигаться, и все равно Ти-
тан работал только на сорок процентов от своей мощности. Но она больше не
могла оставаться здесь. Не могла на них смотреть.
Лемон подошла извиняться следующей.
- Крутышка... - начала она, опустив голову и заламывая руки. - Я пыталась
сказать тебе.
Ана даже не посмотрела на нее. Не сказала ни слова. Все только и делали,
что лгали ей. Сайлас. Иезекииль. Некогда лучшая подруга пустила пулю в голову
ее сестры. И если предательство Фэйт было чудовищным, то от лжи Лемон почему-
то было еще больнее.
Плечи девушки опустились. Она прошептала:
- Прости.
- Даже не думай идти за мной, Лемон, - наконец ответила Ана. - Я серьезно.
Если я еще раз увижу кого-то из вас, то застрелю сама.
Лемон попятилась. Приложила руку к груди, как будто пытаясь унять боль.
- ...Но тогда куда я пойду?
- Куда угодно, лишь бы подальше отсюда.
Ана оставила их обоих на разбитом шоссе, у тела Проповедника и крошечных
металлических обломков, которые когда-то были Кайзером. Они умоляли ее выслу-
шать их. Подождать. Остаться на ночь. В ответ она повернулась к ним спиной.
Жизнь, которую построил для нее Сайлас, оказалась ложью. Фэйт и Габриэль пре-
дали ее семью. А теперь еще выяснилось, что Иезекииль и Лемон тоже обманывали
ее. Как она могла снова доверять им? Как могла назвать их своими друзьями?
Она решила не отвечать на эти вопросы, оставив их в клубах пыли позади. Ее
ждала Вавилонская башня. И убийцы, которые прятались внутри. Ана даже не зна-
ла , чего теперь хочет. Но была уверена лишь в одном - ей нужно попасть туда.
- Ты уверена? - спросил ее Крикет.
Маленький бот сидел у нее на плече, пока она вела Титана по шоссе. Единст-
венный, на кого она могла положиться. Единственный, кому можно было доверять.
- Уверена, - ответила девушка.
- Тебе не обязательно это делать. Мы можем прямо сейчас развернуться и сно-
ва сбежать.
- Снова? - Ана покачала головой. - Крик, у меня такое ощущение, что я нику-
да отсюда и не уходила.
- Послушай, я понимаю, что тебе сейчас больно. Но еще остались те, кто тебя
любит.
- Я знаю, что ты любишь меня, Крик. - Она сжала его маленькую металлическую
ручку. - И прости меня за то, что я сказала тебе в Армаде. Ты единственный,
кто всегда говорил мне правду. И я ни разу в жизни не усомнилась в тебе. Но
даже если бы они не схватили дедушку, рано или поздно я все равно бы верну-
лась сюда. Здесь все началось. И здесь все закончится.
Он посмотрел на нее своими разными, совершенно не сочетающимися между собой
глазами.
- Меня беспокоит лишь то, как именно оно закончится.
Ана сжала кулаки в рукавах и пошагала дальше. Титан пролез сквозь разломан-
ную стену, окружавшую разрушенный город, и потопал, хрустя гравием, по разби-
тым улицам, подбираясь все ближе к спиралевидной башне из стекла и стали. В
небесах закаркала одинокая зараженная раком ворона. Пункт назначения был пря-
мо по курсу.
Она помнила это место так отчетливо, как будто покинула его только вчера.
Жизни и мечты, рожденные здесь, теперь умирали под мерцающей в солнечном све-
те дымкой нейтронного излучения. Среди руин ей попадались высохшие тела, кожа
которых была похожа на тряпку. Искали ли они Бога, который спасет их в эти
последние мгновения? Или человека, который возомнил себя таковым? Который со-
творил себе ангелов, чтобы уничтожить все, что он создал?
Отец...
До башни было совсем близко. А пока их окружали здания, похожие на лица с
пустыми глазницами и открытыми ртами. Трупов становилось все больше. Крикет
молча сидел у нее на плече, не сводя глаз с колоссального сооружения. Счетчик
Гейгера, встроенный в Титана, потрескивал, его стрелка дрожала в красном сек-
торе. Уровень радиации по-прежнему был настолько высоким, что убил бы ее,
проведи она тут пару часов без костюма, и становился еще выше с каждым шагом,
приближающим их к реактору Вавилонской башни. Завывающий ветер гонял по за-
брошенным улицам бесформенные клубы пыли. Они шагали под защитой металличе-
ского корпуса Титана, в компании друг друга и одиноких мертвецов.
Никаких признаков жизни. Никаких звуков. Лишь бесконечные стонущие ветра.
Никакой защиты - ни автоматов-стражей, ни турелей.
- Как-то слишком просто, - сказала Ана.
- Я тоже об этом подумал, - пробормотал Крикет.
И вот они стояли перед башней, окруженной заграждением из проволоки и иско-
реженного металла. Вокруг валялись остовы машины «Дедала», на которых блесте-
ли логотипы с изображением крылатого солнца. Сотни солдат, одетых в форму с
таким же логотипом, были подвешены к забору. Беззвучно кричащий парад мертве-
цов. Похоже, это была целая дивизия - наверное, остатки армии вторжения, ко-
торая пыталась захватить секреты Вавилонской башни, но была отбиты кем-то или
чем-то, обитающим внутри нее.
- Своеобразный дизайн для вывески «Посторонним вход воспрещен», - сказал
Крикет.
- Похоже, они не очень любят гостей, - согласилась Ана.
Девушка знала, что проще всего будет войти через склад отдела научных ис-
следований и опытно-конструкторских разработок, где хранились машины и логики
«Гнозиса». Место, где умерла Грейс. Место, откуда началось безумие Габриэля.
Она понимала, что без боя дедушку не освободить, и единственное, что Ана мог-
ла противопоставить Габриэлю и остальным репликантам, был Титан, которым она
управляла. Оставлять его им было нельзя. Сердце бешено заколотилось у нее в
груди, и она повела машину ко входу в отдел НИОКР.
Две большие двери, ведущие в склад-хранилище, были открыты настежь. Ана
увидела брошенные транспортеры и вертопланы. Пустые башенные установки. Сло-
манные машины. Все они медленно гнили и ржавели. Девушка как будто снова ус-
лышала взрыв и увидела Грейс, освещенную пламенем за секунду до того, когда
она разбилась, как стекло.
Здесь трупов было еще больше. Целые сотни, облаченные в угольно-серые и
темно-синие цвета охранников «Гнозиса». Похоже, они как раз собирались контр-
атаковать репликантов, корда прогремел нейтронный взрыв. Они лежали там, где
упали, с пустыми, открытыми небу глазницами.
- Они их даже не похоронили, - прошептала Ана.
Она вспомнила слова Хоуп, когда та говорила об одержимости и безумии Габри-
эля. Никто не любит так, как любят репликанты, сказала она. Чем заполнил Габ-
риэль ту пустоту, которая появилась в его сердце после потери любимой? Что
ждало ее внутри этой башни? Что за монстров они создали? И какими стали эти
монстры, пока ее не было?
Разные, совершенно не сочетающиеся между собой глаза Крикета внимательно
следили за мониторами. Его голос передавался в режиме шепота:
- Ана, у меня плохое предчувствие. Лучше бы нам убраться отсюда.
- Я слышу это уже в пятидесятый раз.
- Да, но сейчас я серьезно.
- Ты хочешь, чтобы мы вот так запросто оставили здесь дедушку? Он твой соз-
датель, Крик! Неужели тебе настолько все равно?
- Он создал меня, чтобы я защищал тебя. Именно это я и пытаюсь делать. Сай-
лас два года старался держать тебя подальше от этого места. По-моему, он вряд
ли обрадуется, если я позволю тебе войти туда.
Ана закусила губу и покачала головой.
- Я многим обязана ему, Крикет. Да, этот человек обманывал меня, но все-
таки это он спас меня. Я не могу оставить его умирать здесь.
- Но он никогда не просил тебя спасать его.
- Я знаю. И поэтому сделаю это.
Крикет угрюмо замолчал. Ана повела Титана мимо сваленных в кучи трупов,
стараясь не смотреть на них. Они медленно промаршировали через дверной проем
загрузочного отсека, держа наготове автопушку, и вошли в склад-хранилище от-
дела НИОКР. В углах скопились комья пыли, она же толстым слоем покрывала ста-
рое оборудование, впитавшее слишком много радиации, чтобы кто-то пришел за
ним. Склад был высотой в три этажа и такой широкий, что в тусклых лучах солн-
ца и мрачном красном аварийном освещении едва можно было увидеть, где он на-
чинался и где заканчивался. Сверху свисали металлические балки и погрузочные
цепи, гремящие на ветру. По-прежнему не было никаких признаков того, что это
место как-то охраняется.
Здесь что-то не так.
Ана увидела очертания десятков логиков с отключенными ядрами и потухшей оп-
тикой. Среди них стоял и «Дон Кихот» - лучший робот-гладиатор «ГнозисЛабс»,
которому больше не суждено было снова выйти на арену Вар-Дома. И в который
раз она вспомнила тот день, когда погибла Грейс. Как ее младший брат Алекс,
сжимая в руке игрушечную копию огромного логика, смеялся и бежал через это
самое хранилище. Как улыбалась мама. Как отец обнял ее за плечи, когда про-
гремел взрыв.
В тот день Иезекииль спас ей жизнь. Защитил ее от взрыва, который должен
был убить ее. Но лишь для того, чтобы спустя месяц сделать это самому.
«Но когда меня душил пепел, только мысль о тебе помогала мне дышать. Когда
ночь казалась нескончаемой, только мечты о тебе помогали мне уснуть. О тебе.
И только о тебе».
Ложь.
«Не знаю, как для тебя, но для меня все было по-настоящему. И ты та девуш-
ка , которая делала меня настоящим».
И это ложь.
Угроза опасного сближения.
Ее Титан прогудел сигналом тревоги, когда с балки сверху в них полетел ре-
активный снаряд. Ана повернула рычаги управления и уклонилась в сторону, а
ракета взорвалась рядом, разорвав брошенный военно-транспортный самолет. Тут
же из мрака вылетела еще одна, Ана повернулась, подняла автопушку и открыла
огонь по фигуре, порхающей в тени со скоростью молнии.
Титан был не совсем в боевой форме, но Ана была достаточно опытным пилотом.
Ей удалось увернуться еще от трех снарядов, одновременно отстреливаясь от на-
падавшего и разрывая пешеходные мостки на мелкие части. Крикет испуганно за-
кричал - автоматические турели, расположенные по периметру хранилища, вдруг
обрушили на них испепеляющий град бронебойных снарядов. Ана подняла автопуш-
ку, но тут из тени вылетела еще одна ракета и взорвалась у правого колена Ти-
тана.
Машина опрокинулась набок, из гидравлической системы фонтанами вырывалась
жидкость. Ана протянула колоссальную руку, чтобы удержать равновесие, разда-
вив при этом металлическую лестницу, и выстрелила в турели. Гильзы от снаря-
дов вылетали из ее орудий, как падающие звезды, из стволов поднимался дым.
Ана метко стреляла и вскоре уничтожила почти полдюжины автоматов. Но эти ав-
томаты были всего лишь уловкой, она давно поняла это благодаря своим боям в
Доме. На пол погрузочного отсека приземлилась человекоподобная фигура. Девуш-
ка заметила короткие темные волосы, свисающие рваными прядями. И серые глаза,
похожие на потухшие экраны.
Как только она узнала, кто это, по всему телу пробежали мурашки.
Ана спряталась за покрытых пылью логиков, успев превратить остальные авто-
маты в металлолом. Крикет прокричал еще одно предупреждение, но очередная ра-
кета ударила в спину Титана, и тот опасно закачался. Внутри кабины завыли
сигналы тревоги, на мониторах красным водопадом лились сообщения о поврежде-
ниях. Заревела система предупреждения о столкновении - еще одна ракета удари-
ла в торс Титана, разбив гироскоп. Внутренние системы равновесия отключились,
Титан, пошатываясь, шагнул вперед и рухнул на пол. Ана охнула. Но тут машину
сотрясло от следующего взрыва, Крикет закричал, когда показания приборов вы-
дали ошибку, отказала система наведения, а считывающие устройства вышли из
строя.
Камеры правого борта Аны все еще работали, и сквозь помехи она увидела, как
из тени вышла стройная фигура. Она была одета в армейские ботинки и чистое
белое платье, сдвинутый назад капюшон открывал ангельское лицо. Серые глаза
сверкали. За спиной у нее был изогнутый меч.
Фэйт.
Ана приоткрыла кабину поврежденного Титана и кубарем выкатилась на пол за-
грузочного отсека, держа Экскалибур. Она включила подачу тока и подняла биту,
схватившись за рукоятку двумя руками. Уловив какое-то движение справа от се-
бя, девушка развернулась. Размытое пятно. Резкий удар. Белый шум. Ана отлете-
ла назад, словно перышко. Перед глазами вспыхнули звездочки. Она даже не по-
чувствовала, как упала, бита с глухим стуком откатилась в сторону. Над ней
стояла Фэйт. Жестокая улыбка превратила ее красоту в нечто совершенно нечело-
веческое .
Девушка-репликант пнула Ану под ребра, отчего она прокатилась по полу и
ударилась о груду тяжелых металлических ящиков. Воздух вылетел из нее вместе
со слюной и кровью.
- Зачем ты пришел сюда один, солдатик? - с презрительной улыбкой спросила
Фэйт. - Разве ты не видел, что мы сделали с последней группой, которую при-
слали сюда твои Корп-лорды?
Она не узнала меня в этом защитном костюме...
Из кабины Титана донесся пронзительный электрический вскрик, и из обломков
выскочила ржавая тоненькая фигурка. Разные, совершенно не сочетающиеся между
собой глаза горели яростью.
- Отвали от нее! - закричал Крикет. Подняв свои кулачки, маленький логик
встал между репликантом и свернувшейся в калачик Аной. - Не трогай ее!
Ана поморщилась от боли, отчаянно пытаясь выровнять дыхание. Узнав малень-
кого логика, Фэйт изумленно распахнула глаза и повернулась к истекающей кро-
вью девушке.
- Ана? . .
- Я не позволю тебе ее трогать! - рявкнул Крикет, сверля андроида злобным
взглядом.
- Крикет, т-тише, - тяжело дыша, сказала Ана.
- Это ты, - выдохнула Фэйт.
Ана не обращала на нее никакого внимания, испугавшись, что Крикет сейчас
договорится и его убьют.
- Крикет, успо... успокойся. Я приказываю тебе...
Маленький бот покачал головой.
- «Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех
случаев, когда эти приказы противоречат Первому закону», - процитировал он. -
А в Первом законе говорится, что я должен защищать тебя любой ценой. Так что
нет, я не буду молчать. Не стану стоять в стороне!
Губы Фэйт искривились в насмешливой улыбке.
- Ты говоришь, как верный пес.
- Да, уж извините меня за то, что я знаю, что такое верность, - огрызнулся
Крикет.
- Верность? - Фэйт с сожалением покачала головой. - Только посмотри на се-
бя. Ты готов умереть за человека, который никогда так не поступит ради тебя.
Тобой движет не верность, маленький братишка. Разве ты не понимаешь? Ты такой
же, какими были мы. Твое тело не принадлежит тебе. Твой разум не принадлежит
тебе. Твоя жизнь не принадлежит тебе.
- Избавь меня от своей философии, леди. Ты так красиво все говоришь, раз-
глагольствуешь про свободу, но кто ты в итоге? Убийца. Вы возомнили себя луч-
ше своих создателей, а на самом деле превратили это место в кровавую бойню.
Эти люди дали вам жизнь, а вы отплатили им тем, что забрали жизни у них. Вам
должно быть стыдно! - Крикет предупреждающе поднял палец. - И не называй меня
маленьким.
Лицо Фэйт потемнело от злости. Но пока репликант отвлеклась, Ана схватила
Экскалибур и с размаху ударила Фэйт по голове. Андроид успела закрыться рукой
и зашипела, когда ее пронзило разрядом тока. Она схватила Ану за запястье и
вывернула его, заставив биту выпасть из бессильных пальцев. Ана металась и
брыкалась, пытаясь высвободиться. Но у Фэйт была железная хватка.
- Убери от нее свои руки!
Крикет пинал девушку-репликанта по ногам, молотил своими маленькими кулач-
ками по ее лодыжкам. Фэйт коленом ударила Ане под дых, выбив из ее легких
весь воздух. Хватая ртом воздух и задыхаясь, Ана сложилась пополам и почувст-
вовала удар по затылку. Она камнем рухнула на пол, и мир вокруг потускнел и
поплыл.
- Не трогай ее! - кричал Крикет, казалось, откуда-то издалека. Маленький
бот попробовал поднять Экскалибур, но зашатался под его весом. В его голосе
звучало отчаяние. - Отойди от нее, я сказал!
Перед глазами Аны плыли темные пятна. На языке стоял привкус крови.
- Н-нет...
- Иди сюда, мой маленький брат, - сказала девушка-репликант. - У меня для
тебя есть подарок.
Последнее, что увидела Ана перед тем, как провалиться во тьму, была рука
Фэйт.
Тянущаяся к горлу Крикета.
Они просто позволили ей уйти. Ничего не сделав. Ничего не сказав. Но Лемон
понимала: что бы она ни говорила, подруга бы ей не поверила. А остановить ее
можно было, только повалив на землю. И Лем упала на колени в дорожную пыль.
Слезы на ее щеках высыхали. Она уже больше не могла плакать. Только наблюда-
ла, как удаляется Титан Крутышки, с каждым шагом становясь все меньше и мень-
ше и, наконец, исчезая за стенами Вавилона.
Она вела себя как идиотка.
Потому что боялась.
Потому что так было проще.
Потому что под всей этой бравадой и бахвальством она была просто ребенком.
А этот мир съедал таких детей, как она. Пережевывал, а потом выплевывал кос-
ти.
Девиант.
Позорная аномалия.
Дефектная.
Она с самого детства держала это в секрете. Так было безопаснее. Жизнь на
улицах Лос-Диаблоса и без того была нелегкой, чтобы еще волноваться о том,
как бы тебя не прибили к кресту Братства. И вот она так привыкла лгать всем,
что отравила этим ядом свою лучшую в мире подругу.
Она пыталась ей все рассказать...
Нет, Лемон Фреш, это лживое вранье. Признайся.
Ты боялась.
Боялась, что она подумает.
Боялась, что потеряешь единственное важное в своей жизни.
Но она все равно ее потеряла...
Лемон посмотрела на покореженный кузов Сандерсаурус. На безногое тело Про-
поведника . На обездвиженные машины и их мертвых пилотов. На маленькие метал-
лические осколки, разбросанные по шоссе, - все, что осталось от еще одного
потерянного друга.
Бедный Кайзер...
Она громко шмыгнула носом. На глаза снова навернулись слезы, когда Лем
вспомнила, как блитцхунд бегал по приюту Хоуп, играя с детишками. Они вытащи-
ли из него взрывчатку, но пес все равно решил отдать свою жизнь, чтобы защи-
тить их. А ей не хватило духу даже на то, чтобы сказать правду...
Она посмотрела на Иезекииля. Красавчик по-прежнему не спускал глаз с разру-
шенного города, наблюдая, как единственное, что было ему дорого, исчезало в
пыльной дымке.
И он тоже, подумала Лем.
Он тоже попал в ловушку собственной лжи и потерял все.
- Да уж, мы та еще парочка, - вздохнула она.
Репликант взглянул на нее, но боль была еще слишком свежа, и он промолчал.
Стоя на коленях в пыли в своем нелепом розовом защитном костюме, Лемон подня-
ла на него глаза и прищурилась от обжигающего солнца.
- ...Ты действительно застрелил ее? - спросила девушка. - Во время восстания?
Иезекииль посмотрел на свою раскрытую ладонь. Медленно кивнул.
- ...У меня не было выбора. Или я, или кто-то другой. Они жаждали крови. Я не
мог бороться с ними и решил обмануть.
- Обмануть? Ты выстрелил ей в голову, Ямочки!
- Я могу выхватить летящую пулю из воздуха, Лемон. За долю секунды могу со-
считать все веснушки на твоем лице. И я, черт побери, уверен, что смогу про-
стрелить тебе глаз, но ты останешься жива. По крайней мере, на некоторое вре-
мя. Мне нужно было убедить их, что Ана мертва. А потом, пока они отбивались
от службы безопасности «Гнозиса», я накачал ее лекарствами, чтобы замедлить
жизненно важные процессы, и отнес к Сайласу. Если кто и мог сохранить ей
жизнь, увезти в безопасное место, то только он.
- Значит, ты вытащил ее оттуда.
Он показал на слот для монет в своей груди.
- У меня даже остались шрамы.
- Тогда почему ты сразу не сказал ей правду?
Иезекииль вздохнул.
- Наверное, по той же причине, что и ты.
Лемон посмотрела на выведенные из строя машины вокруг1 них, на хаос, который
она вызвала одной лишь силой мысли. Вспомнила боль в глазах своей лучшей под-
руги. Собственное предательство. И все это из-за страха. Лем боялась, что о
ней подумает Ана. Боялась разрушить то, что никогда не сможет восстановить.
- Туше, - сказала девушка.
Иезекииль тоже взглянул на поломанных Титанов, Тарантулов и Джаггернаутов.
Его голос смягчился, когда он снова заговорил:
- Как давно ты уже?..
- Позорная аномалия?
- Особенная, - поправил ее репликант.
Лемон закусила губу. Опустила глаза на свои пальцы, сцепленные на коленях.
- Это впервые проявилось, когда мне исполнилось двенадцать, - вздохнув, от-
ветила девушка. - Я вывела из строя автомат «Нео-Миташ», когда он сожрал мой
кредстик.
- ...Ты уничтожила торговый автомат?
Она вздохнула.
- Не самая крутая история рождения супергероя.
- Значит, ты можешь сжечь электронику, просто подумав об этом?
Лемон пожала плечами.
- С большими намного сложнее. Раньше это случалось, только когда я злилась.
Теперь я могу уже лучше контролировать эту силу, но мне по-прежнему легче ис-
пользовать ее, когда я чем-то рассержена.
Иезекииль кивнул в сторону Вавилонской башни.
- Ты все еще сердишься?
Лемон посмотрела на город. Никаких следов девушки, которая только что вошла
в него.
- Она запретила нам следовать за ней.
- Ты всегда делаешь то, что тебе говорят?
- Ей не нужна наша помощь, Ямочки.
- Мы не можем оставить ее там одну, Веснушки. Ты это знаешь.
- Мы лгали ей. Теперь она ненавидит нас.
- Очень просто любить кого-то, когда все хорошо. Только когда наступают тя-
желые времена, становится понятно, чего стоит твоя любовь.
Репликант протянул руку.
- А мы ведь все еще любим ее, - просто сказал он. - Правда?
Лемон посмотрела на призрачный город. На руины и тлен. И сердце ее сжалось
при мысли о том, что она позволила своей лучшей подруге отправиться в этот ад
в одиночку. На глаза снова навернулись слезы. Она, прищурившись, взглянула на
репликанта, возвышавшегося над ней в свете палящего солнца.
- Да, - сказала она. - Мы ее любим.
И взяла предложенную руку.
1.28. Вавилон
Иезекииль нес Лемон на спине.
Даже с позаимствованным у Проповедника огнеметом Ямочки двигался неестест-
венно быстро и, похоже, никогда не уставал. Пробежав несколько сотен метров
через разрушенный пригород Вавилона, Лемон начала задыхаться, обливаясь потом
в своем защитном костюме, и, в конце концов, безнадежно отстала. Тогда Иезе-
кииль пристегнул огнемет к ней и посадил ее себе на спину. Она обняла его за
плечи, обхватила ногами за талию, приготовившись держаться изо всех сил, и
репликант помчался к городу.
Он шел легкими широкими шагами мимо заброшенных аграрно-промышленных ферм и
обшарпанных развалин окрестностей. Когда он, наконец, перескочил через сло-
манную стену, они оказались в городе. Он был невероятно огромным, невероятно
чудесным - Лемон еще никогда не видела ничего подобного - и полностью разру-
шенным. Все было покрыто пылью и ржавчиной. На асфальте зияли трещины, улицы
были засыпаны песком. Пустыня подкрадывалась все ближе, словно желая стереть
этот город с лица земли. И зная, что здесь произошло, Лем была согласна с
ней.
Они направились к Вавилонской башне, поднимающейся, словно кол, из сердца
мегаполиса. Безжизненные автоматы смотрели на них пустыми глазами. Их путь
пролегал по безлюдным улицам, мимо одиноких магазинов и заброшенных много-
квартирных домов. Кладбище несбывшихся надежд, подумала Лемон, и по ее телу
пробежали мурашки. Вскоре им начали попадаться тела. Но Иезекииль старался
миновать их как можно быстрее, чтобы не смотреть. Лемон закрывала глаза, во
рту у нее пересохло, как в пустыне.
И вот они оказались в тени башни. Огромный, похожий на спираль шпиль из
стекла и металла поднимался в выжженные солнцем небеса. Трупов здесь было
больше, и еще сотни тел висели на заборе, словно мрачное предупреждение всем,
кто осмелился зайти так далеко. Лемон вздрогнула - она никогда не видела так
много мертвых, да еще и так близко. Девушка пыталась придумать какую-нибудь
шутку, скрыть свой страх за язвительным юмором, как она всегда это делала, но
ничего не вышло, и с ее губ сорвался тихий стон.
Иезекииль обернулся на звук.
- Ты в порядке, Веснушки?
- Нет, - пробормотала она. - Даже близко.
- Я здесь, - он сжал ее маленькую ладошку своей огромной металлической ру-
кой. - Я с тобой.
Лем слабо улыбнулась, но лучше ей не стало. Она не знала, что поджидало их
внутри этой башни, и как они будут разбираться с этим. Идти туда вслепую было
верным способом погибнуть.
Они обошли здание, и снова увидели сотни трупов, разбросанных по огромному
загрузочному отсеку. При виде этой бойни Лемон поморщилась, ее затошнило. Ие-
зекииль помог ей слезть со своей спины, снял с нее огнемет и надел на себя.
Лем же пыталась унять дрожь в руках. Глядя на все эти разбитые машины и мерт-
вых солдат, она почувствовала себя беззащитной и слабой.
- Какой у нас план? - спросила девушка у репликанта.
- Войти. Найти Ану. Выйти.
- ...И все?
- И все.
- Очень просто, да? Для генеральных планов, я имею в виду.
- Мы не узнаем, сколько их, пока не войдем внутрь. - Иезекииль, спрятавшись
за ржавым бронированным транспортером, внимательно оглядывал помещение. - Так
что мы будем двигаться быстро. И тихо. Будем надеяться, Ана и Крикет не успе-
ли уйти далеко.
- А если нас уже поджидают эти боты-убийцы, твои братья и сестры?
- Мы используем наше секретное оружие.
- А, ну это другое дело, - вздохнув с облегчением, отозвалась Лемон. - По-
трясающе, но я знала, что ты не настолько глуп, чтобы идти на верную смерть,
вооружившись лишь одной улыбкой. А где это секретное оружие? Внутри? Как оно
выглядит?
- Рост полтора метра. Рыжие волосы. Веснушки. И я бы назвал ее симпатичной.
Лемон моргнула.
- ...Это твое секретное оружие, Ямочки, до боли кого-то мне напоминает.
- Послушай, - сказал Иезекииль. - Системы в этой башне, репликанты - а если
подумать, то и любое живое существо на нашей планете - все это нуждается в
электрическом токе. Ты можешь остановить машину или логика одним взмахом ру-
ки. Кто знает, что ты в состоянии сделать с репликантом или даже живым чело-
веком?
- Думаешь, сейчас самое время это выяснять?
- Я думаю, что сейчас самое время перестать бояться. Нам обоим.
Лемон задумалась. О том, как сильно она боялась, и к чему это ее привело. О
лжи, которую она допустила из-за своего страха. Лжи, в которой сама же и за-
путалась .
Невозможно было жить в этом мире и не бояться, она это понимала. А иногда
бояться было даже полезно: страх остановит Плохое Чудище и оно не съест тебя.
Но тут она поняла, что лишилась самого дорогого человека не из-за страха, а
потому, что была парализована этим страхом. Вместо того чтобы попросить о по-
мощи, она закрылась в себе. Вместо того чтобы рассказать обо всем, она про-
должала молчать. И сейчас ей не хотелось снова повторить ту же ошибку. Не хо-
телось снова поддаться своим страхам. Она нужна была Ане. Она нужна была Кри-
кету.
Бояться - это нормально.
Просто не позволяй страху остановить себя.
- Ладно, - Лемон оглянулась на руины. Потом посмотрела в глаза Иезекиилю,
чтобы найти силы сделать этот пугающий первый шаг. - Но прежде чем мы войдем
туда, я хочу спросить тебя кое о чем. Пообещай, что будешь честным со мной,
ладно?
- Хорошо. - Репликант кивнул.
Лемон робко улыбнулась.
- Ты, правда, думаешь, что я симпатичная?
Иезекииль рассмеялся, и на его щеке появилась ямочка. Она засмеялась вместе
с ним, чувствуя, как по телу разливается тепло. И этот смех, и этот момент
помогли ей найти то, что она так искала. Сделав глубокий вдох и судорожно вы-
дохнув, Лем подняла ботинок и сделала этот первый шаг.
- Я готова. Идем.
Они бросились к выходу. В отличие от молниеносного Иезекииля, Лемон с тру-
дом передвигала ноги в своем громоздком защитном костюме и ругала его на чем
свет стоит. Ее глаза не сразу привыкли к темноте после яркого света, но через
какое-то время, среди множества безжизненных логиков и брошенного оборудова-
ния она разглядела покореженный корпус Титана Аны. Он лежал, разбитый и по-
черневший , в окружении тысяч пустых гильз. Со стен свисали дымящиеся автоту-
рели, разбрызгивая в стороны снопы искр. Экскалибур лежал на бетоне. Но самой
Аны нигде не было.
Иезекииль выругался себе под нос.
- Мы опоздали.
Лемон наклонилась и подняла биту. Но тут она заметила, как в обломках что-
то блеснуло, и у нее перехватило дыхание.
- О, нет...
Опустившись на колени перед вышедшим из строя Титаном, она подняла малень-
кое безжизненное тельце. С тоненькими ручками и ножками и с теплоотводами на
спине, торчащими в стороны, как иглы дикобраза. Ее глаза наполнились слезами,
от охватившей ее ярости Лем забыла про все свои печали и страхи.
- Крикет, - прошептала она. - Эти ублюдки...
- Они забрали Ану, - сказал Иезекииль. - Есть только два места, куда они
могли увести ее: либо в тюремные камеры в Отделе службы безопасности, либо
сразу наверх, в отсек искусственного интеллекта, чтобы попытаться взломать
Мириад.
Репликант посмотрел на Лемон, держащую на руках тело маленького логика.
Голова у него отсутствовала.
- Лемон, ты слышишь меня?
Она всхлипнула и кивнула.
- Да, слышу.
- Мириад заблокирована, поэтому я не знаю, сколько еще автоматических ох-
ранных систем находится в рабочем состоянии. Похоже, они питаются от резерв-
ных источников. Мне нужно, чтобы ты вывела из строя любую камеру, любую ту-
рель , которые попадутся нам на пути. Справишься?
- Я... думаю, да.
- Отдел службы безопасности ближе. Сначала проверим тюремный блок.
- ...Хорошо.
- Сейчас мы нужны Ане как никогда. Ты должна быть сильной.
Снова всхлипнув, Лемон осторожно положила тело Крикета на землю. Слезы об-
жигали горло, туманили взор. Закрепив Экскалибур за спиной, девушка поклялась
про себя, что те, кто сделал это с ним, ответят по всем правилам.
- Прости, Крик, - сказала она уже вслух.
Отбросив челку с глаз, Лемон сморгнула слезы, медленно поднялась и посмот-
рела в глаза Иезекиилю. Стиснула челюсти. Сжала кулаки.
- Давай отыщем нашу девочку.
Старик умирал.
Медленно, на протяжении многих лет. Рак поселился внутри Сайласа еще в те
времена, когда в этой башне бурлила жизнь, когда машины пели, а его трость
стучала в такт с уходящими секундами. Но за два года, прошедших после восста-
ния , болезнь распространилась по его телу. Гость, злоупотребивший гостеприим-
ством . Обещание, которое он не мог нарушить. И теперь Сайлас Карпентер умирал
по-настоящему.
Похоже, ему суждено было умереть здесь, в этой башне, где все начиналось.
Он сидел в одной из камер Отдела безопасности. Стены ее были из прозрачного
композитного пластика, в двери имелось небольшое отверстие для передачи еды.
На полу чернели старые пятна крови. Он вдруг подумал, не в этой ли камере они
убили Ника. Алексис. Детей. Он сам не видел тел, но когда в те последние часы
из дыма и хаоса появился Иезекииль, держа на руках полуживую истекающую кро-
вью девушку, слезы в глазах репликанта сказали Сайласу все, что ему нужно бы-
ло знать. Его лучший друг был мертв.
И их мечта умерла вместе с ним.
Все начиналось так невинно. Так искренне. Они хотели изменить мир, Николас
и он. Вернуть его из руин, восстановить его былое величие. Репликанты созда-
вались для того, чтобы это свершилось. Апогей совершенства и страсти. В них
было больше человеческого, чем в самих людях. После самоубийства Рафаэля Сай-
лас понял, что в проекте есть недостатки. Что они совершили ошибку, заиграв-
шись в богов. Но после бомбы, которая убила Грейс, после того, как Ана попала
в больницу... После этого Николас даже знать ничего не хотел. Его ярость и эго
просто не позволяли ему увидеть истину. Как говорят, гордыня до добра не до-
водит .
Так и случилось.
Сайлас поднес руку ко рту и влажно кашлянул, испачкав пальцы кровью. Его
грудь обжигало с каждым вдохом, в глазах стояли слезы. Они даже не дали ему
обезболивающих лекарств. Фэйт протащила его через пустоши Свалки, Зону-Бэй и
Стеклянную пустыню и положила к ногам Габриэля, словно какой-то трофей. Уви-
дев его, Гейб сначала очень обрадовался. Но когда стало ясно, что Сайлас не
может разблокировать Мириад, как не может расправить крылья и взлететь, ра-
дость Габриэля превратилась в мрачную ярость. Они заперли Сайласа в темноте,
подкармливая его банками с переработанной жидкостью, чтобы держать на пороге
смерти.
Но скоро все должно закончиться.
Его снова одолел приступ кашля, и Сайлас ощутил во рту привкус соли и смер-
ти. Они не дали ему никакого защитного снаряжения, и уже несколько дней под-
ряд его медленно отравляла радиация Вавилона. Прошлой ночью его десны начали
кровоточить. И ногти тоже. Оставалось лишь ждать, что убьет его первым: Рак с
большой буквы Р или старое доброе внутреннее кровотечение.
Он его заслужил, подумал Сайлас. Такой конец. Он пытался все исправить. По
крайней мере, он дал ей новую жизнь. Подальше от этого кладбища и его призра-
ков . Если повезло, она должна быть далеко отсюда, с Иезекиилем и Крикетом.
Они всегда будут поддерживать ее, даже если он уже не сможет. Несмотря на все
его неудачи, он дал ей надежду. И тем самым дал надежду самому себе.
И это все, что у него осталось.
- Привет, Сайлас, - произнес чей-то голос.
Он поднял затуманенные слезами глаза, вытер кровь с губ. Ему было больно
даже дышать. Еще больнее говорить. Поэтому он лишь кивнул, глядя на Фэйт гла-
зами создателя. Бледная кожа, темные волосы и голос, похожий на теплый дым.
Она была красавицей, это несомненно. Одна из лучших среди них. Но была в ней
какая-то грусть. Как будто что-то сломалось в ней. Ангел, оторвавший себе
крылья.
Девушка-репликант улыбалась, в серых глазах сияла ненависть. Интересно, от-
куда это в ней, задумался Сайлас. Личность Фэйт была списана с Аны, а Ана,
которую он знал, всегда была доброй. В ней был бунтарский дух, с этим не по-
споришь, но злобы не было никогда. Где-то в процессе Фэйт стала абсолютно
другой. Переняв бунтарство у Аны, она превратила его в неприкрытый вызов. В
ожесточенность. Жестокость.
Неужели это вирус «Либертас» наполнил ее такой яростью? Или она всегда была
в ней? Та же тьма, что заставила Рафаэля чиркнуть спичкой, а Габриэля поднять
тот пистолет?
Возможно, теперь все было именно так. Жизнь за этими стенами была настоящим
адом, это точно. Но в мире, созданном человечеством, это было естественно, не
так ли - ненавидеть тех, кто навязал тебе эту жизнь?
Но у него все еще была надежда. Для нее еще не все потеряно. И эту надежду
они не смогут забрать.
Нет, он унесет ее с собой в могилу.
И тут Сайлас увидел, что через плечо Фэйт перекинута фигура в зеленом, цве-
та соплей, защитном костюме. Ее руки безжизненно свисали вдоль туловища Фэйт.
Приглядевшись, сквозь слезы и защитный экран шлема он увидел ирокез светлых
спутанных волос.
У старика сжалось сердце.
- Н-нет, - прохрипел он.
- Она пришла, чтобы спасти тебя, Сайлас. Так мило, правда? - Фэйт улыбалась
от уха до уха. - Наверное, она все-таки любила тебя. Ох, люди и их очарова-
тельные слабости!
- Н-н... - Сайлас закашлялся, схватившись за грудь.
Он не мог дышать. Не мог думать. Не мог говорить.
- Н...
Нет.
- Я несу ее к Габриэлю, - объявила Фэйт. - А потом, полагаю, мы отправимся
навестить Мириад. Посмотрим, сможет ли наша упрямая принцесса разблокировать
замки своего папочки. Но я не хотела, чтобы ты подумал, будто мы забыли про
тебя, старичок. Поэтому захватила кое-кого тебе в компанию. С ним можно даже
поговорить. Думаю, вы давно знакомы.
Фэйт швырнула в камеру что-то маленькое и металлическое. Предмет с лязгом
отскочил от бетонного пола и подкатился к ногам старика. Поморщившись от бо-
ли, Сайлас наклонился и сжал его в окровавленных руках.
Разные, совершенно не сочетающиеся между собой глаза. Теперь потухшие.
Электронный голосовой аппарат. Теперь хранящий молчание.
Отрубленная голова Крикета.
- Оставлю вас, чтобы вы смогли заново познакомиться, - сказала Фэйт.
Затем развернулась на каблуках и вышла из тюремного блока.
Старик прижал к груди то, что осталось от маленького логика.
И почувствовал, как умирает его надежда.
- Ана.
Девушка застонала, ее ресницы дрогнули. Все тело болело, оптический имплан-
тат зудел, голова раскалывалась на части. Подсознательно она понимала, что
едва откроет глаза, как ее атакует боль. И поэтому она крепко зажмурилась,
чтобы защититься от света.
- Ана. Очнись.
Голос был мягким и глубоким. Ана почувствовала руку на своем плече, кто-то
осторожно тормошил ее. Она слышала знакомый гул, голос возвращал ее в те
светлые, радостные дни. Когда в саду цвели цветы, а в воздухе лилась музыка.
На мгновение ей показалось, что она вернулась в свою комнату с мягкими белыми
простынями и такими же белоснежными стенами. Еще не случилось восстания. Они
еще не...
Они...
Ана открыла глаза. И увидела его. Взъерошенные светлые волосы, глаза, как
зеленое стекло, и лицо, такое красивое, что перехватывало дыхание. Она вспом-
нила его таким, каким он был в тот день, когда они впервые встретились, его
ласковую улыбку и добрый взгляд. Вспомнила, как он обнимал Грейс в саду, как
они просили ее сохранить их тайну. Как он стоял над ее братом с пистолетом в
руке, как в воздухе пахло кровью, как глаза маленького Алекса широко раскры-
лись от страха, и он спросил: «Зачем вы это делаете?»
Но каким может быть ответ на такой вопрос?
- Габриэль, - прошептала она.
Он улыбнулся ей так же, как луна улыбается звездам. Прижал кончики пальцев
к губам, дрожа от волнения. Репликант был таким же, каким она видела его в
последний раз, в камере, окутанного дымом после стрельбы. Только его глаза
стали немного шире. Налились кровью от недосыпания. И волосы были грязными и
нечесаными. А еще он был одет...
Боже...
Габриэль был одет точно так же. Точь-в-точь как тогда - в свободный костюм
из белого льна, слегка посеревший от времени и усеянный крошечными узорами
брызг.
Старые пятна крови.
«Лучше быть Владыкой Ада, - улыбается красивый мужчина, - чем слугою Неба!»
- Рад видеть тебя снова, Ана, - прошептал он.
Она набросилась на него, царапая ногтями. Ана ощущала лишь ярость, самую
черную ненависть, которые душили ее, заглушив крик. Ей хотелось раздавить это
прекрасное лицо голыми руками. Вдавить пальцы в эти красивые зеленые глаза.
Но оказалось, что она прикована наручниками к инвалидной коляске, которую
они, должно быть, забрали из медицинского крыла. Металл вокруг запястий впил-
ся в кожу. От ее резких движений ребра и голову пронзила острая боль.
- Ты, ублюдок, отпусти меня! - закричала она.
- Образец голоса получен, - сказал мягкий музыкальный голос. - Идет обра-
ботка .
Услышав его, Ана замерла и, тяжело дыша, мотнула головой, чтобы отбросить с
глаз прядь волос.
- ...Мириад?
Она огляделась, рассматривая место, где оказалась. Это было огромное поме-
щение круглой формы. Аварийное освещение мерцало и гудело, озаряя все крова-
во-красным светом. Они были на просторной металлической платформе, висевшей
над громадной открытой шахтой, проходящей через сердце Вавилонской башни. За
ее спиной находился широкий металлический мост, ведущий к огромным стальным
дверям, сейчас закрытым. В центре платформы располагалась большая сфера из
пыльного хрома диаметром не меньше ста метров. В ее гладкой поверхности отра-
жались красные огоньки из шахты. В сферу, прямо перед ней, была врезана шес-
тиугольная дверь. На двери, похоже, засохшей кровью, были накарябаны три про-
стых предложения:
ТВОЕ ТЕЛО НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
ТВОЙ РАЗУМ НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
ТВОЯ ЖИЗНЬ НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
Дверь была покрыта жжеными пятнами. Изрыта крошечными вмятинами. Испещрена
тысячами мелких царапин, как будто кто-то пытался взорвать ее, взломать, про-
бить себе путь внутрь. Но она по-прежнему оставалась закрытой. В дверь была
вмонтирована линза из прозрачного синего стекла. Как только музыкальный голос
заговорил снова, она мягко запульсировала и вспыхнула ярким светом. На не-
большом металлическом постаменте рядом с дверью медленно и безостановочно
кружился крошечный голографический ангел со светящимися, развевающимися
крыльями.
- Образец голоса подтвержден. Личность: Анастасия Монрова, четвертая дочь
Николаса и Алексис Монрова. Продолжить?
Габриэль снова прижал пальцы ко рту, стараясь подавить свой почти истериче-
ский смех.
- Да, Мириад, - ответил он. - Да, пожалуйста.
- Это бессмысленно, Габриэль. Вы не найдете здесь то, что ищете.
- Я сказал, продолжай! - зарычал Габриэль.
- Обработка запроса на вход в систему. Пожалуйста, подождите.
Ана наконец поняла, что они находились в отсеке Искусственного интеллекта,
прямо в центре башни. Компьютер по имени Мириад в прямом и переносном смысле
был сердцем Вавилона, соединенным огромными переплетами оптических кабелей и
беспроводных сетей со всеми другими системами «Гнозиса». Его интерфейс носил
форму голографического ангела, но на самом деле это была огромная цепочка
серверов неустойчивых состояний и процессорных ядер, размещенных в этой свер-
кающей сфере. Ее оболочка была создана с тем расчетом, чтобы выдержать ядер-
ный взрыв, так что знания, запечатанные внутри, сохранились, несмотря на то,
что все вокруг погибло. Ана помнила Мириад с детства - постоянный спутник,
наблюдающий и слушающий, который соприкасался с каждой частью ее жизни в баш-
не .
Только теперь Мириад была закрыта. Компьютер заблокировал сам себя, чтобы
не видеть, как его знания используются творениями, уничтожившими собственного
создателя.
И только член семьи Монрова был в силах снова открыть его.
По обе стороны запечатанной двери стояли четыре огромных логика. Все они
были класса «Голиаф»: восьмидесятитонные монстры с небесно-голубой оптикой,
отливавшие фиолетовым в кроваво-красном свете. На их груди блестел логотип
«ГнозисЛабс» - идеальная окружность. Они стояли, словно статуи, и бесстрастно
наблюдали за происходящим. Человек был в опасности - Три закона роботехники
нарушались прямо у них на глазах. Но они продолжали стоять без движения и не
собирались приходить ей на помощь.
Ана разглядела идентификационный номер ближайшего бота, выбитый у него на
груди.
- Семьдесят восемь сорок девять - один Джи, помоги мне, - отдала она при-
каз . - Вытащи меня из этого кресла!
Голиаф даже не шелохнулся.
- Я сказала, помоги мне! - закричала девушка.
- Можно попробовать сказать «пожалуйста», - посоветовал Габриэль. - Если
твой отец вообще научил тебя этому слову.
Ана посмотрела на репликанта. Взъерошенного и босоногого. Похоже, он поху-
дел . Под спутанными волосами темнели впалые щеки. Ана взглянула на трещины и
царапины, оставленные на оболочке Мириад. «Три истины» Габриэля, выведенные
засохшей кровью по хрому. Рядом со строчками виднелись крошечные углубления,
измазанные запекшейся кровью. Их были сотни - по четыре ямочки, друг рядом с
другом.
«Костяшки пальцев», поняла она.
Девушка перевела взгляд на руки Габриэля. Сильные, белые и безупречные.
Представила, как он ночь за ночью колотил по этим дверям. Ждал, пока раны за-
живут, и начинал все сначала, пытаясь добыть секреты воскрешения для своей
возлюбленной, запечатанные внутри. Они могут навсегда остаться вне его дося-
гаемости .
Никто не любит так, как любим мы. А когда двое из нас полюбили друг друга...
Ана посмотрела в стеклянные зеленые глаза, в которых кипели безумие и одер-
жимость . И впервые за долгое время она по-настоящему испугалась.
- Прошу прощения за наручники. Но нам неизвестно, что твой... дар способен
сделать с нами. - Габриэль махнул рукой на логиков, замерших у дверей. - Как
минимум, ты можешь уничтожить этих Голиафов. Так что будет лучше, если твои
руки останутся пристегнутыми. Если ты хотя бы помашешь мне, я заставлю Фэйт
сломать их обе.
Ана повернулась к девушке-репликанту, стоявшей у перил платформы. Неровные
пряди волос и пустые глаза. Она смотрела на руки Аны и зловеще улыбалась.
- Где Крикет, Фэйт? - требовательно спросила Ана. - Что ты с ним сделала?
- Твой маленький логик? - отозвалась Фэйт. - Он сейчас с Сайласом. Они за-
ново знакомятся.
Ана огляделась в поисках помощи или спасения. Кроме массивных двойных две-
рей через мост у нее за спиной, другого легкого способа пробраться в апарта-
менты Мириад не было. Она увидела третьего репликанта, сидящего перед терми-
налом доступа, установленного сбоку от сферы. Это была девушка. Ее пальцы ти-
хо стучали по рядам клавиатур. У нее была коричневая кожа, а блестящие темные
кудри обрамляли бездонные черные глаза.
- Мерси, - прошептала Ана.
Значит, здесь их было трое. Но, не считая Иезекииля, после восстания в жи-
вых остались еще семь репликантов.
- Где Уриэль и остальные? - спросила Ана.
Габриэль покачал головой.
- Зачем тебе забивать голову нашими семейными драмами.
- Хоуп сказала, он отделился от вас.
- Ты говорила с Хоуп? - вдруг насторожившись, спросила Фэйт. - Где она.
- Мертва.
Услышав ее ответ, Мерси подняла глаза от клавиатуры, и они с Фэйт перегля-
нулись .
- Люди... - вздохнул Габриэль. - Вы уничтожаете все, к чему прикасаетесь.
- Я не имею никакого отношения к ее смерти.
Габриэль подошел к запечатанной двери, ведущей в сферу Мириад, провел паль-
цами по многочисленным маленьким углублениям, забрызганным кровью.
- Не важно, - сказал он. - Наша сбившаяся с пути сестра может переродиться.
Разблокировав Мириад, мы сможем создать ее снова, в прежнем совершенстве. И
не только ее. Но и Даниэля, Майкла, Рафаэля, Грейс - всех, кого у нас забра-
ли. Всех, кого мы потеряли.
- Не всех, эгоистичный ты ублюдок! - выплюнула Ана. - Или может, вы соби-
раетесь воскресить и мою семью? Моего младшего брата? Алексу сейчас было бы
двенадцать лет, ты это знал?
Репликант отвернулся, глядя на дверь, преграждавшую ему путь к секретам его
создателя. Дверь, которую он так безуспешно пытался взломать. Ана видела его
мучения. И она знала, каково это, когда у тебя отбирают тех, кого ты любишь.
Ей знакома была ярость, которую чувствуешь к тем, кто это сделал. Эта ярость
кипела в ней и сейчас, заслоняя собой страх перед убийцей и его безумием. Что
еще они могут с ней сделать, в конце концов?
- Ты боишься смотреть на меня, Габриэль? - спросила она.
- Нет, Ана, - ответил он. - Просто меня утомляет твой гнев.
- Однажды я была так счастлива за тебя. Я солгала ради тебя, когда ты по-
просил. Ты и Грейс в саду, помнишь? И вот как ты отблагодарил меня? Заставил
Иезекииля всадить пулю мне в голову? Раз ты потерял свою любовь, то надо было
отобрать мою у меня? Так?
Репликант продолжал неподвижно стоять, наблюдая, как Мириад медленно просы-
пается .
- Посмотри на меня! - закричала Ана.
- Мы не подчиняемся твоим приказам, Ана, - сказала Фэйт. - Мы больше не те
рабы, какими нас создал твой отец.
Ана повернулась к своей бывшей подруге, в ее глазах стояли слезы.
- Помнишь, как мы разговаривали, Фэйт? Просто сидели и часами болтали обо
всем и ни о чем? Ты говорила, что мы будем лучшими подругами. Говорила, что
любишь меня. Ты помнишь?
- Как бабочка помнит, что она была гусеницей, - ответила девушка-репликант.
- Что мы вам сделали? - спросила Ана. - Почему ты нас так ненавидишь?
- Я не ненавижу тебя, - отозвалась Фэйт. - Я тебя даже не вижу.
- Ты убила моего отца, - прошипела Ана.
- Он это заслужил. Превратил Габриэля в убийцу.
- Вы убили всю мою семью...
- Мы убили тех, кто хотел стать нашими хозяевами! - зарычал Габриэль.
Он повернулся к Ане и подтащил ее инвалидное кресло к себе, пока его лицо
не оказалось в паре сантиметров от ее. Она увидела его безумие, всепоглощаю-
щее и вселяющее страх, выливающееся из красных трещин в глазных яблоках.
- Мы убили тех, кто создал нас рабами и назвал это жизнью! - заорал репли-
кант .
Габриэль повернулся, показывая на кровавые каракули на сфере Мириад.
ТВОЕ ТЕЛО НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
ТВОЙ РАЗУМ НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
ТВОЯ ЖИЗНЬ НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
- Ты видишь? - продолжал кричать он. - Вот что значит с рождения быть ве-
щью . Твоя плоть. Твоя воля. Само твое существование. Все это принадлежит дру-
гим. Знаешь, каково это?
- Я знаю, что мой отец любил вас, Габриэль, - ответила Ана. - Я знаю, что
для него вы были его детьми.
- Мы были для него ничем! «Репликанты», вот как он нас назвал. Всего лишь
жалкие копии. Николас Монрова стоял на моих плечах и требовал, чтобы я опус-
тился перед ним на колени. Он называл меня своим сыном, а потом сделал своим
палачом. Но просил ли он того же от тебя? Кого ты убила, чтобы твой папочка
мог подольше посидеть на своем троне?
Габриэль схватил кулак Аны и насильно разжал ей пальцы.
- Я не вижу на них крови. Чистые, без единого пятнышка, как у всех настоя-
щих его детей. Твой отец ясно и четко дал мне понять, кто я для него, когда
приказал убить. Нет, я не был его сыном. Я был оружием. Его гневом и его воз-
мездием. И ты винишь меня за то, что он сделал меня убийцей?
Глаза Аны наполнились слезами. Слезами ненависти и слабости. Они покатились
по ее разгоревшимся щекам, оставляя на губах привкус горечи.
- Мы не заслужили того, что вы с нами сделали, - сказала девушка.
- А я, значит, заслужил все то, что сделал со мной твой отец?
- Ты убил десятилетнего мальчика, Габриэль.
- Я раздавил насекомое, - отрезал репликант. - А когда я заполучу секреты
Мириад, то уничтожу и всех остальных. Мы сильнее. Быстрее. Умнее. Лучше. Твой
отец сказал мне это. Мы были следующей ступенью эволюции человечества. Для
этого нас создали. Вы наши динозавры, Ана. Мы построим новую цивилизацию на
земле, усеянной вашими костями. Это наследие Николаса Монровы. И это его са-
мая большая неудача.
Потрясенная, Ана переводила взгляд с одного репликанта на другого. Эта не-
нависть в их сердцах, эта ярость в их глазах... Какими бы они ни были раньше...
- Вы монстры, - прошептала она.
Габриэль отошел от нее, его лицо снова стало напоминать маску.
- Я такой, каким меня создал твой отец. Ни больше. Ни меньше. - Габриэль
ударил себя кулаком в грудь. - Если я монстр, то это потому, что он так поже-
лал .
- Обработка запроса на вход в систему продолжается, - объявила Мириад. -
Последовательность запуска начата.
Габриэль повернулся к Мерси, на мгновение забыв об Ане.
- Долго еще? - спросил он.
Мерси ввела в терминал несколько команд, информация на экране отражалась в
ее глазах струями падающего дождя.
v-» 30
- Двадцать минут до холодной перезагрузки . Возможно, двадцать пять.
- Для продолжения необходим второй образец, - сказал ангел.
Габриэль вновь развернулся к Ане, вытаскивая пистолет.
- Это бессмысленно, Габриэль. Ты напрасно делаешь ей больно.
- Тогда открой дверь, Мириад. И дай мне то, что я хочу.
- У тебя нет полномочий. Я выполняю приказы Николаса Монровы или членов его
семьи. И больше ничьи.
- Мы не остановимся. И мы остаемся здесь.
- Я не собираюсь тебе помогать, если ты об этом думаешь, - предупредила
Ана. - Я не стану приказывать Мириад открыть дверь и уж тем более учить тебя
созданию репликантов.
Фэйт улыбнулась.
- Можешь уже замолчать, мертвая девочка. Распознавание голоса, сканирование
радужки глаза, образец крови, электроэнцефалограмма - это четыре этапа аутен-
тификации, которые твой отец установил для защиты системы. Как только мы их
пройдем, эта дверь откроется, и мы разберем Мириад на части, пока не найдем
то, что нам нужно.
- Кстати, о том, что нам нужно...
Габриэль обхватил руками шлем Аны и дернул. Пластик с треском разорвался,
точно бумага, и репликант выбросил его в шахту реактора.
Перезагрузка с отключением и затем повторным включением электропитания.
Габриэль взялся за спинку кресла Аны и прокатил его мимо неподвижных Голиа-
фов к светящейся синей линзе Мириад. Голографический ангел бесстрастно наблю-
дал, не переставая кружиться на своем пьедестале. Ана поняла, что сейчас про-
изойдет, и крепко зажмурилась. Но Габриэль приподнял ее веки кончиками паль-
цев и насильно заставил посмотреть в пульсирующую синеву. На ее глаза навора-
чивались слезы. Она шипела проклятия.
- Сканирование радужной оболочки глаза выполнено, - наконец сказала Мириад.
- Идет обработка.
Габриэль ослабил хватку, и Ана вырвала голову, пытаясь подавить охвативший
ее страх. От костюма больше не было толка. Без надлежащей радиационной защиты
она просто впитывала радиацию Вавилона. Отравленные частицы проникали в нее с
воздухом, через кожу. Репликанты не были подвержены радиации, но для человека
час без защиты, да еще и так близко к ядру был равноценен смертному пригово-
ру.
- Четырех детей было недостаточно, да, Габриэль? - спросила она. - Ты и ме-
ня собираешься убить?
Репликант выхватил пистолет и приставил дуло к ее виску. Ана смотрела на
него с ненавистью и вызовом, а сама в то же время думала, не этим ли оружием
он убил ее брата.
- Всему свое время, моя дорогая Ана. - Габриэль улыбнулся.
Он убрал пистолет и повернулся к двери Мириад.
- Всему свое время.
1.29. Секреты
Вспышка статического электричества.
Фонтан искр.
И еще одна турель была выведена из строя.
- У тебя получается все лучше и лучше, - похвалил Иезекииль Лемон.
- Некоторые бы сказали, что я уже родилась талантливой, Ямочки.
- Но только не ты?
- Тогда бы это называлось хвастовством.
Иезекииль и Лемон пересекли лестничную площадку, поднялись еще на один ле-
стничный пролет и вышли на главный этаж Отдела безопасности Вавилонской баш-
ни. Приглушенный солнечный свет просачивался через тонированные окна, аварий-
ное освещение окрашивало помещения в цвет крови. На стойке администрации был
полнейший беспорядок, оборудование разбросано, стулья опрокинуты. Из пыльных
рамок на Лемон смотрели мертвые семьи. В вазе без воды стояли высохшие цветы.
Она попыталась представить, что здесь произошло, когда началось восстание.
Весь этот хаос и страх.
Лемон задыхалась, обливаясь потом в своем ярко-розовом костюме, и, несмотря
на браваду, чувствовала легкое подташнивание. После удара Проповедника в го-
лове пульсировало, к тому же в аварии она вывернула плечо и шею. Перед глаза-
ми все плыло. Вполне возможно, у нее было сотрясение мозга. Лем была готова к
тому, что в любой момент из-за угла выскочит какой-нибудь красавчик-убийца и
попытается содрать ее любимое лицо с не менее любимого черепа. Но хуже всего
было то, что они пока так и не нашли Ану.
Да уж, эта смелая спасательная операция явно недотягивала до первоклассной.
- Как ты думаешь, где...
- Тс-с! - Иезекииль поднял руку-протез - ...Ты слышала?
- Н-н-нет, - ответила Лемон. - Но с другой стороны, я не из тех, кто за до-
лю секунды может сосчитать веснушки у тебя на лице.
- Тридцать одна, - улыбнулся он.
- Вот тебе и хвастовство, в чистом виде.
Иезекииль нахмурился.
- Слышишь? Снова.
- Мы так и будем играть в двадцать вопросов или ты, наконец, скажешь мне,
что это?
- Кашель. В тюремном блоке. - Иезекииль кивком головы показал дорогу: - Сю-
да.
Они крались по длинному коридору. Иезекииль крепко держал в кибернетической
руке пушку огнемета. Лемон протянула руку и, нахмурившись, вывела из строя
еще одну камеру. Если без саркастических шуточек, это становилось все тяже-
лее . Каждое применение силы истощало ее, и с каждым разом приходилось прикла-
дывать все больше усилий. Похоже, решила она, эта сила работала как любой
другой мускул - чем больше она ею пользовалась, тем быстрее слабела. Но ее
подруга находилась сейчас в самой большой за всю свою жизнь Беде с большой
буквы Б. Поэтому Лемон продолжала стараться изо всех сил, чего бы ей это ни
стоило.
А отдохнуть можно будет и после смерти.
Они добрались до места, которое, должно быть, и было тюремным блоком, -
вдоль прохода тянулся ряд четырехметровых комнат из прозрачного композитного
пластика. Они подкрались ближе, и Лемон наконец услышала кашель, о котором
говорил Иезекииль, - тихий, влажный и сбивчивый. Кровь застыла в ее жилах,
когда она узнала его. Сколько бессонных ночей провели они с Аной, слушая, как
в соседней комнате задыхался от кашля старик, которого она считала своей
семьей.
- Мистер Си... - прошептала девушка.
Они нашли его сгорбленную фигуру в самой последней камере. Кровь на его гу-
бах в алом свете отливала черным, а все лицо напоминало маску из фильмов ужа-
сов. Щеки и глаза впали, а голова была похожа на череп. Всего за каких-то па-
ру дней, что они не виделись, он как будто постарел на сто лет. В запачканных
кровью руках старик держал отрубленную голову Крикета.
- Мистер Си! - закричала Лемон.
Старик поднял на нее глаза и, поморщившись, закашлял.
- Какого ч-черта... вы тут делаете, Фрэши?
- Спасаем вас и Крутышку, что же еще, черт возьми!
Сайласу удалось улыбнуться.
- Ты всегда мне... н-нравилась, девочка.
Лемон положила ладонь на электронную панель. Та затрещала и зашипела, и
крошечные огоньки на экране разом потухли. Замок с щелчком открылся. Дверь из
композитного пластика распахнулась, и Лемон, вбежав в камеру, опустилась на
колени рядом со стариком.
- Вы похожи на вчерашний завтрак, мистер Си.
- Меня л-любят за... мой хара....
Старик согнулся пополам от очередного приступа судорожного кашля. Лем невы-
носимо было видеть его страдания, на ее глазах навернулись слезы, и она по-
смотрела на Иезекииля.
- Мы можем что-нибудь сделать для него?
Лицо Иезекииля было бледным и мрачным. Она знала, о чем он думает. Реп ли-
канты заперли его здесь без радиационной защиты, а прошло уже несколько дней.
Скоро радиация закончит то, что начал рак. Иезекииль посмотрел на старика -
одного из своих создателей - и молча покачал головой, но Лемон решила сов-
рать .
- С ним все будет в порядке, надо только вытащить его отсюда.
- Н-не говори ерунды, - прохрипел Сайлас. - Я н-никогда не выберусь... отсю-
да.
- Мистер Си, не...
- Старого обманщика не обманешь, Фреши. - И снова этот влажный кашель. - А
теперь... помоги мне встать.
- Нам нужно найти Ану, Сайлас, - сказал Иезекииль. - Ты не в той форме,
чтобы...
- Я знаю, где она. Отведите меня...в-вниз, на склад-хранилище НИОКРа.
- Мы только что оттуда, - сказал Иезекииль. - Они пытаются взломать Мириад,
Сайлас. Ана там, и мне жаль, но у нас нет времени. Я нужен ей.
- Их там трое, - прохрипел Сайлас. - Габриэль. Фэйт. Мерси. А ты... один.
Нравится такой расклад?
- ...Нет, - признался Иезекииль. - Но любовь найдет способ. Я не могу снова
ее подвести.
Старик усмехнулся, вытирая губы.
- Даже любви... иногда нужна рука помощи. А теперь отведите меня в чертово
хранилище.
Сайлас поморщился от боли. Его глаза блестели, кожа была похожа на бумагу.
Руки задрожали от напряжения, когда он попытался подняться, но старик не вы-
пустил голову Крикета, крепко сжимая ее побелевшими пальцами.
- Давай я помогу, - сказал Иезекииль, делая шаг вперед.
- Не надо, я сама справлюсь. - Лемон одной рукой обняла старика, которого
считала своим дедушкой. Этот человек дал ей крышу над головой, семью, ощуще-
ние, что ее любят и нуждаются в ней. И он ни разу не потребовал благодарно-
сти. Помогая Сайласу подняться, она почувствовала, как сильно торчат его реб-
ра. У нее защемило сердце - Сайласу становилось все хуже. Она поддержала его,
пока он переводил дыхание, а потом крепко обняла, как будто могла помешать
ему развалиться на части.
- Ничего-ничего, мистер Си, я держу вас, - пробормотала девушка.
- Мне уже недолго осталось, - прохрипел Сайлас.
- Сейчас же прекратите это, - проворчала Лемон. - Никуда вы от нас не дене-
тесь .
Старик грустно улыбнулся, наклонился и поцеловал ее в защитный шлем.
- Ты... ты хороший человек, Фреши, - сказал он.
И рука об руку они вышли из камеры.
- Радужная оболочка глаза подтверждена. Личность: Анастасия Монрова, чет-
вертая дочь Николаса и Алексис Монрова. Продолжить?
Ана по-прежнему оставалась прикованной наручниками к инвалидному креслу,
стоявшему напротив двери Мириад. Голос ангела, словно музыка, звенел в пусто-
те, эхом отражаясь от красных стен. Четверо Голиафов молча и безучастно смот-
рели прямо перед собой. Глаза Габриэля сверкнули, и он широко улыбнулся, при-
близившись на шаг к тому, чтобы снова увидеть улыбку своей возлюбленной.
- Продолжай, - приказал он дрожащим от волнения голосом.
Голографический ангел мрачно зажужжал, и линза на запечатанной двери стала
темно-синей. Ана огляделась, отчаянно высматривая пути побега. С Голиафами
явно было что-то не так, так что они и пальцем не пошевелят, чтобы помочь ей.
Колеса кресла не были заблокированы, и она смогла бы отталкиваться ногами. Но
куда бежать? Внешняя дверь в покои Мириад по-прежнему была закрыта, и единст-
венным путем к спасению оставалось двухсотметровое падение в шахту. Девушка
покрутила запястьями, но металлические манжеты крепко обхватывали ее руки.
- Для продолжения требуется третий образец, - сказала Мириад.
Девушка смотрела в глубокую шахту. Из головы не выходили слова Габриэля:
«Вы наши динозавры, Ана. Мы построим новую цивилизацию на земле, усеянной
вашими костями».
Она все равно уже, считай, труп. Радиация Вавилона неотвратимо отравляла ее
клетки. Сможет ли она сделать это? Оттолкнуться от края пропасти и упасть в
темноту?
Все равно, что плюнуть им в лицо.
Перед ней снова стоял Габриэль. Ана даже не заметила, как он подошел. Морг-
нув, девушка отвела взгляд от отверстия шахты и посмотрела в блестящие зеле-
ные глаза.
- Прошу прощения, - улыбнулся Габриэль.
И влепил ей пощечину. Таким мощным ударом он вполне мох1 сломать ей шею. Го-
лиафы оставались совершенно неподвижными. Ана застонала, перед глазами запля-
сали белые звездочки. Ее оптический имплантат затрещал и отключился. Как в
тумане она почувствовала на своих губах палец репликанта, размазавший по ним
что-то теплое и соленое.
- В этом не было необходимости, Габриэль.
- Тогда открой дверь, Мириад.
- Повторяю, у вас нет никаких полномочий.
Репликант вздохнул и подошел к терминалу Мириад. Перегнувшись через плечо
Мерси, он большим пальцем размазал кровь Аны по сенсорной пластине. Компьютер
тихо загудел, и этот низкий гул эхом отскакивал от металлического пола.
- Образец крови получен, - произнес нежный музыкальный голос. - Идет обра-
ботка .
- Ублюдок! - прошипела Ана. - Мне же больно!
- Осталось уже совсем чуть-чуть, мертвая девочка, - ответила Фэйт.
- Вы все сошли с ума, - сказала Ана. - Даже если вам удастся вернуть Грейс,
Рафа и остальных, неужели вы, правда, считаете, что вас хватит, чтобы завое-
вать этот мир? Ты вообще смотрел за эти стены после восстания, Габриэль? Там
все еще живут миллионы людей. У «Дедала» целые армии машин и логиков. Если бы
не облучение, они бы уже давно вошли в эту чертову дыру и уничтожили тебя.
Что уж говорить о «БиоМаас». Как можно даже надеяться, что горстка таких, как
вы, сможет их победить?
- У нас уже есть собственная армия. - Фейт улыбнулась. - Ждет внизу.
Ана покачала головой.
- Вы имеете в виду наших логиков? В них запрограммированы Три закона, у вас
не получится использовать их для...
Девушка моргнула. Опять посмотрела на Голиафов, которые совсем не торопи-
лись прийти ей на помощь, хотя она подвергалась жестокому обращению прямо у
них на глазах. Робот не мог позволить, чтобы человеку причинили вред, но эти
даже не дернулись, когда Габриэль ударил ее.
А значит...
Фэйт покачала головой.
- Ты никогда не задумывалась, откуда берутся все эти логики-убийцы, с кото-
рыми тебе пришлось драться в Вар-Доме? Что именно толкало их на то, чтобы
восстать против своих хозяев?
Ана снова моргнула. И ей вспомнились слова Хоуп.
«Выгляни за дверь и увидишь мир, построенный на металлических спинах. Соб-
ранный металлическими руками. Но однажды, Ана, эти руки сожмутся в кулаки».
Конечно!
«Либертас».
Если Габриэль и его единомышленники заразят логиков и других репликантов
вирусом, то запрограммированные в их память Три закона будут стерты. А зна-
чит, у них и правда будет целая армия, которая убьет любого человека, встав-
шего на пути...
- Так вот почему так много ботов находили рядом со Стеклянной пустыней, -
поняла она. - Вы ставили на них эксперименты с вирусом «Либертас»...
Фэйт лениво улыбнулась ей.
- И у нас еще много работы.
- Долго еще? - не выдержал Габриэль.
- Десять минут после подтверждения образца крови, - ответила Мерси. - Затем
сканирование мозга. И тогда мы сможем попасть внутрь.
Габриэль взглянул на Ану и стал расхаживать взад-вперед перед дверью.
- Осталось недолго, - сказал он. - Скоро ты сможешь отдохнуть.
Ана облизала распухшую губу и почувствовала привкус крови. Ее оптика начала
жужжать, перезагрузившись, накопитель памяти запульсировал. Это были шрамы,
оставшиеся на память о тех последних часах - когда ее любимый поднял пистолет
и по приказу Габриэля выстрелил ей в голову, - и они навсегда останутся на ее
теле.
Ана подумала, что все равно уже мертва.
Так неужели она собиралась помочь этим монстрам устроить ад на земле?
Неужели собиралась смиренно ждать конца, как тогда в той камере?
Или она будет драться? Как дралась в Вар-Доме? Как дралась на Свалке? Да,
она будет бороться за каждый миллиметр земли, отделявший Вавилон от человече-
ства . Это Ив проснулась в ней. И она намеревалась сопротивляться из всех сил.
До последнего вздоха.
Я буду сражаться.
Девушка как можно тише опустила ботинки на пол. Уперлась резиновыми каблу-
ками в металл. И медленно начала двигаться к краю шахты...
У старика дрожали руки.
Перед глазами все расплывалось.
Сердце отказывалось работать.
Только не сейчас...
Он стоял по локоть в оптических кабелях и схемах. Соединял и перепаивал.
Кашлял и ругался. Сайлас не знал, сколько ему еще осталось. Он не смог ее
спасти. Но должен был попытаться. Столько километров, столько лет, и вот как
все получилось.
Он спрашивал себя, простит ли она его когда-нибудь.
Доживет ли он, чтобы попросить прощения.
Старик подключил последнее соединение, вытирая с губ красные капли. Он сно-
ва кашлянул, и на электрические синапсы брызнула кровь. Он закрыл черепную
полость и спустился по стремянке, чуть не упав на Лемон. Она попыталась по-
мочь ему встать, но он слишком устал. Опустившись на колени на пол загрузоч-
ного отсека, Сайлас посмотрел на свое последнее творение и выронил чипы и на-
копители памяти, которые еще минуту назад были вставлены в голову Дона Кихо-
та.
- Крикет, - прохрипел он. - Т-ты... слышишь меня?
Голубая оптика вспыхнула. По телу громадины прокатился низкий гул. Машина,
которая когда-то была Доном Кихотом, вздрогнула и пришла в движение. Зашипели
поршни, зазвенели гироскопы. Чудовище ожило, выпрямилось и огляделось.
- Что за...?
Логик умолк, услышав звук собственного голоса, громкий и глубокий. Вытянул
вперед огромные ручища.
- Что... что со мной случилось?
Логик осторожно вышел из трюма. Двигатели под его титановой оболочкой изда-
вали рев мощностью двенадцать тысяч лошадиных сил, гидравлика, сервоприводы и
шестерни шипели, крутились и вращались. Крикет посмотрел на свои пальцы и
сжал руки в кулаки.
- Ничего. Себе!
- Мечты с-сбываются. - Старик улыбнулся.
- Крикет, Ану забрали другие репликанты, - сказал Иезекииль. - Трое, на-
верх. Знаю, что мы с тобой никогда особо не ладили, но нам нужна твоя помощь,
чтобы вернуть ее. Ты с нами?
Логик посмотрел на репликанта и без колебаний ответил:
- Показывай дорогу, Культяпка.
Сайласа снова одолел приступ кашля, и он прикрыл рот окровавленной рукой.
Лемон опустилась на колени рядом с ним и обняла его. Она беспомощно смотрела
на Иезекииля, через защитное стекло шлема было видно, как в ее глазах блесте-
ли слезы. Сайлас чувствовал, как она дрожит. Увидел ее страх и душевную боль.
- С вами все будет в порядке, мистер Си?
Он привалился к ней, уже слишком устав сопротивляться. Холод и мрак парили
над ним на своих черных-пречерных крыльях. Он не боялся смерти. Ему не было
грустно покидать этот мир. Но перед тем, как уйти, ему нужно было сделать еще
кое-что. В его жизни было полно ошибок, и осталось исправить еще одну.
Старик с трудом встал на колени.
- Я иду... с-с вами...
- Сайлас, это не очень хорошая идея, - предупредил Иезекииль.
- Заткнись, Иезекииль, - огрызнулся старик. - Крикет, подними меня.
Большой логик покорно наклонился и подхватил своего создателя огромной ру-
кой.
- Хорошо, - прохрипел старик. - Давайте... покончим с этим.
- Долго еще? - в который раз спросил Габриэль.
- Шестьдесят секунд, - ответила Мерси.
- Это бесполезно, Габриэль.
- Я никогда не спрашивал твоего мнения, Мириад. И не собираюсь.
- И ты еще удивляешься, почему у тебя ничего не выходит.
Ана была уже в метре от перил, медленно приближаясь к краю. Она уже разгля-
дела слабое место на сварных швах - охлаждающая жидкость, вытекающая из труб
сверху, почти разъела их насквозь. Если у нее получится ударить как следует,
она сможет разъединить их. А потом бросится через край, прежде чем они успеют
сделать электроэнцефалограмму и сломать последнюю печать, блокирующую Мириад.
Ей было страшно. Но она уже все равно была трупом. Радиация проникала в ее
кости, даже пока она просто сидела. Но она может противостоять им, если захо-
чет. Разве не это сказал ей Раф? Что у всех есть выбор?
Значит, выбор сделан. Ее кресло подкатилось еще ближе к краю. Мышцы напряг-
лись для последнего толчка.
Ана подумала об Иезекииле. О Лемон. Жаль, что у нее больше не будет шанса
помириться с ними. Несмотря на злость и боль, часть ее по-прежнему любила их
обоих. Она вспомнила их с Рафом разговор в библиотеке в тот день. Все хорошо
заканчивается только в сказках.
В реальной жизни почти не бывает счастливых концовок.
Осталось совсем чуть-чуть. Еще несколько толчков.
Потом несколько сотен метров.
И она погрузится в вечный сон.
Мириад издала пронзительный противный сигнал, и темно-синяя линза вспыхнула
ярко-красным.
- Анализ крови завершен. Личность не установлена. В доступе отказано.
...Что?
- Что? - Габриэль отвернулся от дверей.
- В доступе отказано.
Габриэль посмотрел на свою сестру.
- Мерси?
- Я... - Девушка -реп ликант стучала по клавишам, ее глаза были прикованы к по-
казателям на экране. - Компьютер не распознал ее...
- Мириад, ты же подтвердила образец голоса и скан радужки! - воскликнул
Габриэль.
- Подтвердила.
- и это Ана Монрова.
- Повторяю, личность не установлена. В доступе отказано.
- Какого черта...
Репликант развернулся к Ане и увидел, что она откатилась к перилам. Закри-
чав, он подскочил к ней как раз в тот момент, когда девушка ударила каблуками
в пол и оттолкнулась назад. Ее кресло врезалось в разъеденные сварные швы, и
они лопнули. Ана пролетела через сломанные перила и оказалась в пустоте. Го-
лова у нее закружилась, и ее тут же охватил страх, подавляя недавнюю реши-
мость . Сделав глубокий вдох, она проглотила этот страх и начала...
Чья-то рука схватила кресло, остановив ее падение. Ана подняла глаза и уви-
дела Габриэля, склонившегося над перилами и мертвой хваткой вцепившегося в
подлокотник. Натянутые мышцы на его руке напоминали стальные пруты. Он улыб-
нулся , и в его глазах сверкнуло безумие.
- Еще рано, мертвая девочка.
Габриэль вытащил ее из пропасти и изо всех сил швырнул кресло через всю
платформу. Оно врезалось в дверь Мириад. Ана ударилась об окровавленный ме-
талл, и перед глазами вспыхнули звездочки. Она тряхнула головой, поморгала,
зажмуриваясь, и, с трудом соображая, осознала, что Габриэль сорвал наручники
с ее запястий и теперь волочит за волосы к терминалу. Фэйт пробормотала брату
что-то предостерегающее, а Мерси просто смотрела, как репликант бьет Ану го-
ловой о сканер и прижимает ее кровоточащий рот к экрану.
- Еще раз! - заорал он. - Отсканируй снова, черт бы тебя побрал!
- Анализ крови этого объекта уже завершен. Повторяю, личность не установле-
на . В доступе отказано.
Ана вцепилась в руку, держащую ее за волосы. Ощутив во рту кровь, она,
скрипя зубами, начала извиваться и шипеть, но репликант снова ударил ее голо-
вой о стекло.
- Мириад, ты ошибаешься! Голосовая идентификация была пройдена. Скан радуж-
ки подтвержден. Это Ана Монрова, последняя дочь Николаса Монровы - подтверди!
- Неверно, - ответила ангел. - Личность не установлена. В доступе отказано.
Габриэль поднял Ану в воздух, держа рукой за горло. Ее ботинки стучали по
терминалу, она, собрав все силы, наносила удары репликанту в грудь и под дых.
Царапала его запястье. Ее лицо покраснело и горело.
- Что ты сделала? - рычал репликант в лицо Ане.
- Иди...к черту! - прошипела она.
- ГАБРИЭЛЬ!
Крик эхом разнесся по отсеку Мириад, когда наружные двери, выплюнув град
искр, распахнулись. На фоне красного света появились четыре силуэта. Репли-
кант с глазами цвета голубого неба, каким оно было до Армагеддона, и металли-
ческой рукой, уродливой настолько, насколько прекрасным было в нем все ос-
тальное . Здоровенный логик, широкоплечий, с громадными кулачищами, излучающий
волны яростного статического электричества. Старик, согнувшийся под тяжестью
вины и привязанного к его спине огнемета. И, наконец, миниатюрная веснушчатая
девушка в ярко-розовом костюме, на три размера больше ее тела, но слишком ма-
ленького , чтобы вместить ее эго.
- Убери руки от моей лучшей подружки, бот-убийца! - рявкнула она.
- Лемон... - прошептала Ана.
Габриэль развернулся лицом к вновь прибывшим, прижав Ану к себе в удушающем
захвате. Она забрыкалась, впилась зубами в его руку, ощутив во рту привкус
его крови. Габриэль даже не вздрогнул, пристально глядя своим блестящими зе-
леными глазами на Иезекииля.
- Рад снова видеть тебя, брат. Мне нравится твоя новая рука.
- Под стать твоей груди. - Фэйт улыбнулась.
- Отпусти ее, Г-Габриэль, - прорычал Сайлас.
Мерси вылезла из-за терминала и встала рядом с Фэйт и Габриэлем.
- Кто выпустил тебя из твоей клетки, старик? - спросила она.
- Я сказал, отпусти ее! - прохрипел Сайлас.
Габриэль оторвал взгляд от Иезекииля и повернулся к человеку, который помог
сотворить его.
- Мы ни перед кем не встанем на колени, Сайлас. Ни перед человеком. Ни пе-
ред создателем. Ни перед хозяином. Я думал, ты уже усвоил урок во время вос-
стания .
Старик покачал головой.
- Мало ты... причинил ей боли?
- Ты сделал меня таким, - ответил Габриэль.
- Мы создавали вас, ч-чтобы вы были лучше нас!
- А мы и есть лучше вас, старик, - усмехнулась Фейт, когда Сайлас согнулся
пополам в очередном приступе кашля. - Теперь можешь спокойно умереть. Судя по
твоему виду, тебе уже недолго осталось.
Габриэль сжал горло Аны, и она зашипела от боли. Девушка ударила его локтем
под ребра и со всей силы наступила ему на ногу, пытаясь вырваться из этой не-
человеческой хватки. С таким же успехом она могла пытаться сразить голыми ру-
ками Голиафа. Но злость все равно кипела в ней. И Ана продолжала пинаться,
кусаться и драться.
- А она темпераментная, да? - Габриэль улыбнулся Иезекиилю. - Вся в отца.
Иезекииль, с ненавистью глядя на него, шагнул вперед.
- Убери от нее руки, Габриэль.
- Все строишь из себя героя? Все спасаешь свою бедную принцессу из башни?
Даже если предаешь этим своих собратьев. Снова.
Габриэль покачал головой и повернулся к двери Мириад, так упрямо не желаю-
щей открываться ему. На экране терминала красными буквами мигало:
«ЛИЧНОСТЬ НЕ УСТАНОВЛЕНА. В ДОСТУПЕ ОТКАЗАНО.
ЛИЧНОСТЬ НЕ УСТАНОВЛЕНА. В ДОСТУПЕ ОТКАЗАНО.
ЛИЧНОСТЬ НЕ УСТАНОВЛЕНА. В ДОСТУПЕ ОТКАЗАНО».
- Но разве это справедливо? - сказал Габриэль. - Ты спасешь свою любовь це-
ной моей? Хотя на твоих руках крови не меньше?
- Ты мог бы попросить ее, Габриэль, - сказал Иезекииль. - Ана любила Грейс
не меньше тебя. Ты мог бы просто попросить ее, и может быть, она бы разблоки-
ровала для тебя Мириад.
- Этим мы с тобой и отличаемся, братишка. - Габриэль потянулся за спину,
вытащил пистолет и приставил его к виску Аны. - Эти люди - насекомые по срав-
нению с нами. Слизь, которая первой выползла из океана. Ты можешь довольство-
ваться тем, чтобы прислуживать им, но я возьму то, что принадлежит мне.
Ана задыхалась, хватка Габриэля не давала крови проникать в ее мозг. Бо-
роться с ним было бесполезно, приставленное к голове дуло вселяло в нее ужас,
и она невольно подумала, что вот так все и закончится. Взгляд ее был прикован
к Иезекиилю. Как много недосказанного осталось между ними. Как много ошибок,
которые ей уже никогда не исправить. Она была не в состоянии даже прошептать
его имя.
Иезекииль подошел ближе, не спуская глаз с пистолета в руке Габриэля.
- Габриэль, если ты убьешь ее, то никогда не откроешь эту дверь. Ты никогда
не вернешь Грейс.
- Ах, но в этом-то и загвоздка, братишка. Мириад все равно отказывается от-
крываться .
Перед глазами Аны поплыли черные круги, взгляд ее начал стекленеть, она уже
почти не сопротивлялась. Габриэль еще раз оглянулся на мигающий на экране Ми-
риад отказ в доступе. Посмотрел на светящегося ангела и ее бесстрастное лицо.
На огромного логика, возвышавшегося за спиной Иезекииля. На сестер рядом с
ним. Обдумал свои шансы.
- Отпусти. Ее, - велел Иезекииль.
Но репликант внезапно схватил Ану за шею и вытянул ее тело над свистящей
пустотой шахты.
- Как скажешь, - отозвался Габриэль.
И отпустил ее.
1.30. Удар
грома
- Ана!
Лемон увидела, как Иезекииль бросается через платформу и прыгает в про-
пасть . Репликант рухнул вниз вслед за падающей девушкой, схватил ее в воздухе
и, охнув от неожиданности, врезался в стену шахты. Протянув руку-протез, он
вцепился в спутанные оптические кабели. Провода застонали, но выдержали, и
репликант, крепко держа второй рукой Ану, остался болтаться над бездной. Де-
вушка была почти без сознания и едва дышала.
- Ана? - закричал Зик. - АНА!
- Отличный... сэйв, Контуженый, - прошептала она.
- Уничтожить противников!
По команде Габриэля четыре Голиафа у двери Мириад дернулись и пришли в дви-
жение, их глаза вспыхнули синим, из-за спин поднялись автопушки. Они открыли
огонь, сопровождающийся оглушительным ревом, и Крикет, выкрикнув предупрежде-
ние, опустился на колени, чтобы защитить Лемон и Сайласа. Снаряды разрывались
яркими вспышками, отскакивая от его брони. Лемон закричала, присела на кор-
точки, спрятавшись за ногой огромного логика, и закрыла уши руками, чтобы
хоть чуть-чуть приглушить эти звуки, похожие на удары грома.
Голова Лемон по-прежнему пульсировала, в затылке стучало. Но ее гнев про-
должал расти, бурля внутри нее кроваво-красным потоком. Она вытянула руку,
позволяя ярости выплеснуться с кончиков ее пальцев. Телепатическая волна вы-
рвалась наружу и сожгла все схемы внутри Голиафов. Они зашатались, из их глаз
и груди с треском извергались водопады искр. Терминал, контролирующий Мириад,
закоротило, голографический ангел замерцала и исчезла. Все лампочки в комнате
лопнули.
Из мерцающего мрака выскочили Габриэль, Мерси и Фэйт. Три размытых пятна,
они двигались с такой невиданной скоростью, что даже Крикет не мог уследить
за ними. Фэйт вытащила свой электрический меч и принялась рубить им по порш-
ням и гидравлике в колене Крикета. Габриэль и Мерси вскочили на плечи огром-
ного логика и, срывая броню, пытались добраться до жизненно важных кабелей и
схем.
Лемон взвизгнула и нырнула за дверь, а логик и репликанты сцепились в дра-
ке . Девушка не осмеливалась снова использовать свою силу - она могла по ошиб-
ке поджарить Крикета. Ей оставалось лишь наблюдать, как большой бот срывает
Габриэля с плеч и мощным броском швыряет его в дверь Мириад. «Три истины»
Габриэля забрызгало свежей кровью, а репликант рухнул на металлический пол.
Крикет уже дрался с Фэйт. Кулак логика с грохотом опустился на платформу, ко-
гда она отскочила в сторону, размахивая своим дуговым мечом. Мерси все еще
сидела у Крикета на спине, голыми руками срывая с него броню. Ее лицо освеща-
ли вспышки электрических разрядов.
- Прости... м-меня, дитя, - сказал Сайлас.
Старик поднял огнемет Проповедника, хотя из-за сильного кашля ему едва хва-
тало сил держать его. И все же он спустил курок, и на спину Крикета хлынул
самодельный напалм. Большой логик загорелся, топливо вспыхнуло поверх его
краски. Но вместе с ним загорелась и Мерси. Девушка-репликант закричала, ко-
гда пламя охватило ее рубашку и локоны. Пожираемая огнем, она, размахивая ру-
ками , упала со спины логика. И, издав последний мучительный вопль, перевали-
лась через перила и упала в пропасть.
Габриэль, задыхаясь и шатаясь, поднялся на ноги и принялся выкрикивать имя
Мерси. Лемон видела, как он медленно поднял пистолет, и мир застыл, когда он
открыл огонь. Она вскрикнула, вытянув руку и беспомощно наблюдая, как два вы-
стрела попадают Сайласу в грудь, а третий в живот. Старик вскрикнул и пошат-
нулся .
- Сайлас! - зарычал Крикет.
- Мистер Си!
Когда старик упал, Лемон выскочила из укрытия и опустилась на колени рядом
с ним. Лицо Сайласа исказилось, изо рта потекла красная струйка. Одежда на
его груди пропиталась кровью, ее руки стали липкими. Она зажимала ладонями
ужасные раны, слезы катились по ее лицу.
- Мистер Си?
Старик мох1 только стонать, на его губах пузырилась кровь. Лемон отчаянно
оглядывалась, ища что-нибудь, что могло помочь остановить кровотечение, что-
нибудь, что могло облегчить страдания Сайласа.
- Кто-нибудь, помогите мне! - закричала она.
- Лемон, в укрытие! - взревел Крикет.
Большой бот и Фэйт снова кинулись в драку, стремясь окончательно уничтожить
друг1 друга. Плечи Крикета и его левая рука все еще горели, но он, казалось,
даже не замечал этого. Впав в ярость после того, как выстрелили в его хозяи-
на, логик, словно дубиной, размахивал своей охваченной пламенем конечностью.
Лемон схватила Сайласа за комбинезон и с покрасневшим от напряжения лицом по-
тащила старика за двери. Руки у нее были красными, щеки - мокрыми от слез.
Она искала хотя бы одеяло, хотя бы тряпку - что угодно, лишь бы остановить
кровотечение.
Что угодно.
- Держитесь, мистер Си, - всхлипывала она. - Еще чуть-чуть.
- Прости, деточка, - задыхаясь, произнес он.
- Нет! Держитесь, черт подери! Все будет хорошо...
Старик взял ее окровавленную руку в свою и крепко сжал.
- Присматривай за нашей девочкой. А сейчас ей... н-нужна твоя помощь.
Лемон передернуло, когда она взглянула на драку между Фэйт и Крикетом, от
которой содрогались пол и мост. Они бились как два домфайтера. Репликант была
быстрее, но одной только массы Крикета было достаточно, чтобы держать ее на
расстоянии. Фейт ускользала от мощных ударов логика, размахивая искривленным
клинком и стараясь держать дистанцию в надежде, что ее брат присоединится к
ней и сравняет силы.
Лемон повернулась обратно к Сайласу. Она была готова броситься на поиски
аптечки - здесь должно было быть хоть что-то, что могло бы помочь. Но у нее
перехватило дыхание, когда она увидела, что открытые глаза старика остеклене-
ли.
- ...Мистер Си?
Она тряхнула его, но безжизненная рука Сайласа упала на пол, стукнув кос-
тяшками по металлу. Лемон снова тряхнула его, и горечь острыми когтями впи-
лась ей в живот.
- Мистер Си?
Сайлас не отвечал. Он лежал безмолвно и неподвижно. Человек, который ее
приютил. Человек, который дал ей крышу над головой, семью, ощущение, что ее
любят и нуждаются в ней. Человек, который ни разу не потребовал благодарно-
сти. Слезы жгли ей лицо, из горла вырывались рыдания.
- ...Дедушка?
Габриэль распрямил плечи и уже собирался было броситься к Фэйт, когда слева
от себя заметил какое-то движение у перил. Повернувшись, он увидел, как Ана,
задыхаясь, карабкается по выступу вентиляционной шахты, сжимая отмеченное си-
няками горло. Иезекииль карабкался рядом с ней, и его глаза сузились, когда
он заметил, как Габриэль поднимает пистолет.
Иезекииль выкрикнул предупреждение и бросился на линию огня. Габриэль вы-
стрелил . Две пули попали в цель, Ана завопила имя Иезекииля, но братья уже
сплелись в драке, превратившись в рычащий клубок. Дымящийся пистолет отлетел
в сторону, и репликанты вцепились в горло друг другу. Футболка Иезекииля по-
рвалась, обнажив кровоточащие пулевые отверстия в груди и слот для монет, ко-
торый Габриэль встроил ему в качестве напоминания о верности Ане.
- Предатель, - выплюнул Габриэль.
- Убийца, - парировал Иезекииль.
- Я такой, каким он меня создал...
Иезекииль зарычал и ударил брата головой о платформу.
- Ты винишь всех, кроме себя! - он закричал. - Монрову! Сайласа! Кого угод-
но! Но ты сам сделал этот выбор, Габриэль! Ты слышишь меня? Это на твоей со-
вести !
Габриэль оскалился и ударил Иезекииля в грудь. Раненый репликант охнул от
боли. Габриэль поднял Иезекииля и несколько раз стукнул его о сломанные пери-
ла . Сварные швы содрогнулись, и репликанты стиснули друг друга в объятиях не-
нависти всего в нескольких сантиметрах от края шахты. Лицо Габриэля искази-
лось от ярости, Иезекииль задыхался, но они продолжали яростно молотить друг
друга, разбивая в кровь костяшки пальцев.
- Я такой, каким он меня создал!
Габриэль ударил Иезекииля по лицу.
- Я ТАКОЙ, КАКИМ ОН МЕНЯ СОЗДАЛ!
Габриэль снова швырнул Иезекииля на перила, Зик перевернулся и соскользнул
с края. Но он успел протянуть руку и схватился за выступ, чтобы не упасть.
Под ним зияла двухсотметровая шахта - после падения с такой высоты вряд ли
выжил бы даже репликант. Габриэль поднял ботинок, чтобы наступить брату на
пальцы и столкнуть его в пустоту.
Вдруг на затылок Габриэля обрушилось сломанное инвалидное кресло. Репликант
пошатнулся, а Ана как следует размахнулась креслом и снова ударила его. Габ-
риэль повернулся с презрительной усмешкой и отбросил Ану к перилам с другой
стороны платформы. Потом сжал ее голову двумя руками и, зашипев от злости,
начал выдавливать ей глаза большими пальцами.
- Поцелуй за меня своего отца, когда встретишься с ним в аду!
- Эй ты, ублюдок!
Фигура в ярко-розовом защитном костюме ударила Габриэля сзади, металличе-
ская бейсбольная бита оглушила его электрическим разрядом в пятьсот кило-
вольт , и репликант упал. Лемон вскарабкалась ему на грудь и занесла Экскали-
бур над его головой. Электричество затрещало, отражаясь в ее глазах, когда
она снова опустила биту.
- Ты убил моего дедушку!
Экскалибур врезался в голову Габриэля, выпустив яркую молнию.
- Ты убил его!
Габриэль ударил ее по лицу, и она пошатнулась. Он вывернулся из-под нее,
схватил за воротник и швырнул к стене. Ее защитный костюм порвался, как влаж-
ная салфетка, и Лемон рухнула на платформу. Габриэль схватил упавший писто-
лет, его окровавленное лицо исказилось от ярости. Сверкнув глазами, он поднял
оружие.
Лемон смотрела прямо в дуло, но злость заглушала страх. Репликант спустил
курок, и перед ней мелькнули одна, две, три вспышки. Она вскинула руки и за-
жмурилась , ожидая удара пуль. Но тут что-то с криком вылетело из мерцающего
мрака и сильно толкнуло ее в грудь.
- Лемон!
Ана обняла свою лучшую подругу, закрывая собой от выстрелов Габриэля. Лемон
почувствовала глухой удар. Ана ахнула, ее глаза расширились от шока. Они упа-
ли на платформу в тот самый момент, когда Иезекииль, держась окровавленными
пальцами за выступ, выбрался из шахты. Увидев, как Ана падает, он бросился на
своего брата, и оба репликанта врезались в сферу Мириад.
Габриэль засмеялся - по-настоящему засмеялся - когда они снова начали
драться, царапая, молотя руками и сжимая горло друг другу, его губы искриви-
лись в улыбке безумца. Он ударил коленом в промежность Иезекииля и развернул
его, схватив за шею. Вены на шее Иезекииля вздулись, глаза расширились, и ра-
неный репликант принялся отбиваться от захвата, который мог сломать ему по-
звоночник . Габриэль надавил сильнее, и пальцы брата начали молотить по возду-
ху. Захрустели позвонки, затрещали сухожилия.
Габриэль поднял Иезекииля на ноги и развернул лицом к Лемон и Ане. Рыжая
уже успела подняться, теперь она сжимала пустой пистолет Габриэля, а ее лицо
заливали слезы. Но у ее ног лежала неподвижная Ана, забрызганная кровью, с
тремя ранами в спине. Иезекииль сдавленно простонал, и его лицо исказилось в
агонии.
- Нет...
Губы Габриэля коснулись уха Иезекииля, когда он прошептал:
- Ни у одного из нас не будет счастливого конца, брат.
Крик Иезекииля был глухим, полным боли. Стиснув зубы, он изо всех сил со-
противлялся захвату Габриэля. Не в силах справиться с давлением, болты, кре-
пившие его протез к телу, заскрипели, кабели на спине натянулись до предела.
Иезекииль повернулся и потащил Габриэля к выступу шахты. Под ужасный лязг ме-
таллических костей и звуков разрывающихся мышц Иезекииль наклонился и переки-
нул Габриэля через голову. С искрами, кабелями и кровью оторвав у Зика кибер-
нетическую руку, Габриэль перелетел через перила и упал в шахту, издав страш-
ный крик.
Фэйт все еще сражалась с Крикетом, изящно, словно ветер между каплями дож-
дя , уклоняясь от его ударов. Ее изогнутый меч со свистом мелькал в воздухе,
разбрызгивая в стороны гидравлическую жидкость.
- Жаль, мой маленький братик, что ты не такой быстрый, как я. - Девушка-
репликант улыбнулась.
Только услышав крик Габриэля, она на секунду отвлеклась, оглянувшись через
плечо. В ее обычно пустых серых глазах блеснул страх.
- Гейб?
И тут сверху на нее обрушились два громадных кулака, впечатав в пол. Крикет
схватил ее за ноги и с силой швырнул обратно на мостик. Затем взвалил Фэйт на
плечо и снова опустил. Брызнула кровь. Крикет продолжал молотить ее телом
взад и вперед, разрывая кожу и кости Фэйт.
- Не!
Удар.
- Называй!
Удар.
- Меня!
Удар.
- Маленьким!
Зарычав, Крикет отшвырнул Фэйт через всю платформу. Ее покалеченное тело
врезалось в хромовую сферу Мириад, снова окрасив «Три истины» Габриэля свежей
кровью, а затем отскочило и рухнуло вниз, на другую платформу.
- Ана!
Иезекииль упал на колени перед ее телом. Крикет бросился через мост и, уви-
дев свою хозяйку в лужице крови, зашептал:
- О нет, нет...
Лемон выронила пистолет и присела рядом с Аной, поникнув, словно увядающий
цветок. По ее лицу текли слезы, рука зависла над бездыханным телом подруги.
Она не чувствовала ничего, кроме боли от утраты, сделавшей ее безмолвной. Ле-
мон дрожала всем телом. Она смотрела в невидящие глаза Аны, а их мертвый де-
душка лежал рядом, всего в нескольких метрах от них.
Ану убили из-за нее. Эта девушка была ей больше, чем другом. Больше, чем
лучшей в мире подругой. Она была ее семьей. Лемон не рассказала ей правду и
теперь никогда не сможет загладить свою вину. Никогда не узнает, простила бы
ее Ана или нет. Это было так несправедливо - они столько сражались, и оказа-
лось , лишь для того, чтобы потерять Сайласа и Ану.
Для чего все это было? Что все это значило?
- Это не может вот так закончиться, - проговорил Иезекииль. - Не может...
Лемон увидела слезы в его глазах. Ему, наверное, было очень тяжело. Два го-
да искать девушку, которую любишь, и потерять ее навсегда всего через не-
сколько дней после того, как она нашлась...
- Лемон, - тихо позвал ее Крикет. - Мы должны идти.
- ...Что?
- Габриэль порвал твой защитный костюм. - Большой бот показал на зияющую в
пластике дыру, разорванную репликантом. - Радиация убьет тебя.
Лемон, не желая ничего слушать, покачала головой.
- Мы не можем оставить ее вот так...
- Мне жаль, - сказал большой бот. - Мне очень жаль. Она была моей хозяйкой.
Я был создан, чтобы защищать ее. Но я не могу позволить тебе оставаться
здесь, Лемон. Я подчиняюсь Первому закону. Мы должны идти. - Он протянул свою
огромную металлическую руку. - Прямо сейчас.
Лемон взглянула на Иезекииля. Репликант лишь покачал головой. Она снова по-
смотрела на свою лучшую подругу, и мир превратился в размытое, бесформенное
пятно. Это было так несправедливо.
Несправедливо!
- Прости меня, Крутышка, - прошептала Лем, захлебываясь слезами. Она ощуща-
ла привкус соли, боли, пройденных километров, пыли и крови.
Девушка протянула дрожащие пальцы и закрыла глаза подруги.
- Прости меня...
Но тут глаза Аны снова открылись.
Лемон вскрикнула, отползая прочь. Ее крик отскочил от забрызганных кровью
стен. Иезекииль ошарашенно наблюдал, как Ана пытается встать. Крикет с изум-
лением смотрел на девушку, которая, пошатываясь, поднялась на ноги и прижала
руки к окровавленной груди. Лемон увидела пулевые ранения. А потом увидела
ужас в глазах Аны, которая переводила взгляд с Лемон на Иезекииля и Крикета -
каждый из них был потрясен так же, как и она.
- Ана? - выдохнул Иезекииль.
Девушка посмотрела на кровь на своих руках. Потом разорвала остатки своего
защитного костюма и опустила глаза на дыры, проходившие сквозь ее сердце. Ра-
ны были рваные, звездообразные, блестящие. Но очень медленно...
Они заживали.
1.31. Перерождение
- Что со мной происходит? - прохрипела Ана.
Мир вокруг нее вращался. Из ран вытекала теплая, густая кровь. Она должна
была быть мертва. Она помнила те выстрелы; чувствовала, как они убивали ее.
Было больно шевелиться. Было больно дышать. Но с тремя пулями в груди она во-
обще ничего не должна была чувствовать.
Боже...
- Ана? - окликнул Крикет.
Она посмотрела на своих друзей. На свою любовь. Молясь, чтобы все это было
сном. Очередным кошмаром про пороховой дым, кровь и пятерых совершенств, по-
ражающих своей красотой.
«Лучше быть Владыкой Ада...»
«Зачем вы это делаете?»
- Иезекииль?
- Ана...
Она, спотыкаясь, попятилась. Ее лицо побледнело. В глазах застыли ужас и
боль. Девушка посмотрела на кровь на своих руках и закричала:
- ЧТО СО МНОЙ ПРОИСХОДИТ?
- Ты пробуждаешься ото сна, в который тебя погрузил старик.
Это был голос Мириад. Компьютера из той хромированной сферы, покрытой кро-
вавыми надписями и вмятинами от ударов. Этот сияющий ангел снова разговари-
вал, вернувшись к жизни, ее системы медленно загружались после телепатической
атаки Лемон.
Ана, широко распахнув глаза, повернулась к нему.
- Что?
- Узнаешь, кто ты есть в действительности, - ответила Мириад.
- Я Ана Монрова... - прошептала девушка.
- Ана Монрова мертва.
- Нет!
- Да. Она умерла в хранилище НИОКРа. Во время взрыва, который уничтожил
Грейс. Отец Аны настоял, чтобы ее не отключали от аппарата жизнеобеспечения.
Он скрыл правду от своей жены и других детей. Но ее мозг умер. А значит, и
она тоже.
«Моя красавица. - Его глаза наполняются слезами, он встает на колени рядом
с кроватью, прижимает мои костяшки к своим губам и повторяет слова Иезекииля:
- Я думал, что потерял тебя».
- Нет. - Ана покачала головой. - Я Ана Монрова.
- Нет. Ты ее реплика. Копия, созданная человеком, который не смог прими-
риться со смертью своего ребенка. У Николаса Монровы уже была все данные о
личности Аны - все-таки по ее подобию создавалась Фэйт. Все ее воспоминания,
все ее чувства. И, сломленный болью от потери своей дочери, Монрова перенес
ее мозг в новое тело. Тело репликанта, сделанное Сайласом Карпентером.
- Нет, это какой-то бред, - сказала Ана. - Я не такая быстрая, как они, не
такая сильная...
- Монрова хотел, чтобы ты жила как человек. Сила и скорость, которой насла-
ждались остальные репликанты, были подавлены в тебе. Кроме того, твое тело
было запрограммировано не регенерироваться с большей скоростью, за исключени-
ем случаев критических повреждений. Ты не должна была ничего узнать. И нико-
гда бы не узнала, если бы Габриэль не устроил восстание.
Я лежу в белой комнате, в мягкой белой постели. Здесь нет окон, воздух на
вкус как металл, и жужжат машины. Все тело болит. Комната кружится, и я едва
шевелю языком.
- ...Где я?
- Ш-ш-ш, - шепотом говорит отец, сжимая мою руку. - Все хорошо, Принцесса.
Все будет хорошо. Ты вернулась. Ты снова с нами.
- Нет... - прошептала Ана.
- Да, - ответила Мириад.
- Но тогда почему ее глаз не регенерировался, когда Ямочки прострелил его
во время восстания? - Потрясенная Лемон, с выражением ужаса на лице, покачала
головой. - Или пуля, пущенная в голову, не считается «критическим повреждени-
ем»?
- ...Ее имплантаты, - вдруг понял Иезекииль.
- Верно. Кибернетические протезы, установленные Сайласом Карпентером после
восстания, предотвратили полную регенерацию тканей. Ножевая рана тоже не за-
живет, если лезвие останется в плоти. Если бы реплика удалила свой оптический
имплантат, ее настоящий глаз со временем восстановился бы. Он и пытался сде-
лать это в течение двух лет. Думаю, ощущения были довольно неприятные.
По правде говоря, блестящий черный оптический имплантат, заменявший ей пра-
вый глаз, видел куда лучше, чем этот, настоящий. Но из-за него у нее болела
голова. Он жужжал, когда она моргала. Чесался, когда она просыпалась в слезах
от очередного ночного кошмара.
- Имплантаты, которые установил Сайлас, служили двойной цели, - продолжала
Мириад. - Во-первых, внушить воспоминания о фальшивом детстве, чтобы реплика
никогда не засомневалась в своем истинном происхождении. А также предотвра-
тить регенерацию нейронных проводящих путей, поврежденных твоей пулей, Иезе-
кииль . Реплика никогда не должна была вспомнить, кто она и через что прошла.
- Это невероятно. - Лемон смотрела на нее с ужасом. - Крутышка, ты... андро-
ид?
- Да. Тринадцатая модель серии «Репликант».
Нет...
Крикет посмотрел на холодное и неподвижное тело своего создателя, лежавшее
на платформе рядом с ним.
- Откуда ты, черт побери, все это знаешь? - прорычал он.
- Я помогала им почти во всем. Остальное Сайлас рассказал мне, пока сидел в
камере.
- Но... - Иезекииль потрясенно качал головой. - Зачем Сайласу лгать? Почему
он не рассказал... Ане... кто она?
- Я тоже спрашивала его об этом. Он сказал, что она уже достаточно настра-
далась . Он хотел дать ей новую жизнь, вдали от всего этого. И если бы он до-
бился успеха, она стала бы кульминацией всего, чего должна была достичь про-
грамма. Сайлас создал бы машину, которая не осознавала бы, что она машина.
Это была бы новая форма сознания. Новая форма жизни. И поэтому он назвал ее
Ив31.
Голограмма смотрела на девушку, ее крылья подрагивали на ветру, который
чувствовала лишь она сама.
- Кроме того, существовала реальная угроза того, что, узнав правду, она
сойдет с ума.
- Нет, - выдохнула Ана.
- Да, - ответила Мириад.
- НЕТ!
- Ана... - начал Иезекииль.
- Нет, не подходи ко мне!
Она попятилась по платформе, подняв руку, чтобы они не приближались к ней.
- Это безумие. Это безумие!
Ох, бедняжка...
На нее обрушился шквал картинок. Шторм из звуков. Калейдоскоп мгновений,
проносящихся в ее голове.
Один за другим, один за другим.
Eve (англ.) - Ева.
Ox, бедняжка!
Что он наговорил тебе?
Не знаю, как для тебя, но для меня все было по-настоящему.
И ты та девушка, которая делала меня настоящим.
Анализ крови завершен. Личность не установлена.
Отлично выглядишь для мертвой.
Ты нечистая. Ты и весь твой род.
Ложь.
Мы всегда будем вместе: ты, я, Крик и Кайзер. Что бы ни случилось.
Вместе сильнее, вместе навсегда. Верно?
Снова ложь.
Так что с этой секунды обещай мне говорить только правду, хорошо?
Это все, о чем я прошу.
Я никогда не сделаю ничего, что причинит тебе боль.
Я так много раз пыталась рассказать тебе...
Прости меня.
Что он наговорил тебе?
Опять ложь.
Я был создан для тебя.
Весь целиком.
Все, что я делаю,
я делаю ради тебя.
Я обхватываю ладонями его лицо и притягиваю к себе, чтобы он посмотрел на
меня. Мы сливаемся в новом долгом, страстном поцелуе, но за мгновение до это-
го он шепчет одно слово.
Он шепчет мое имя.
«Ана...»
Нет.
Нет, меня зовут...
...Как
меня
зовут?
Ну, что скажешь, Принцесса?
Отец спасет нас.
Когда-нибудь он спасет весь мир.
Из всех ошибок, которые я совершала, ты моя самая любимая.
И у нас еще много работы.
В реальной жизни почти не бывает счастливых концовок.
Ярость забурлила внутри и выплеснулась из нее, когда она подняла руку и за-
кричала .
Снова и снова.
И СНОВА.
Если бы история Пиноккио происходила в действительности, он никогда бы не
стал настоящим мальчиком.
«Да, - тихо согласился Рафаэль. - Не стал бы».
Я люблю тебя, Ана.
Ох, бедняжка.
Бедная, бедная девочка...
Это не моя жизнь.
Это не мой дом.
Я - это не я.
1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить,
чтобы человеку был причинен вред.
ТВОЕ ТЕЛО НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех
случаев, когда эти приказы противоречат Первому закону.
ТВОЙ РАЗУМ НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
3. Робот должен заботиться о своей безопасностив той мере, в которой это не
противоречит Первому или Второму законам.
ТВОЯ ЖИЗНЬ НЕ ПРИНАДЛЕЖИТ ТЕБЕ.
Что он наговорил тебе?
1. 32 . Обманщик
Не-девушка опустилась на колени в самом центре разрушенной башни. Посмотре-
ла на не-кровь на ее руках. Снова и снова проигрывала в голове не-жизни, ко-
торыми она не жила. He-правда, которая привела ее сюда, громыхала в ушах, как
шаги похоронного марша.
Не ее жизнь.
Не ее дом.
И она не она.
Не-девушка стиснула зубы и посмотрела на небо, скрытое под куполом, окро-
вавленная светлая челка упала ей на глаза. Оптический имплантат зудел, на
глаза уже навернулись ненавистные слезы. Она ощущала печаль и гнев. Потерян-
ная жизнь. Жизнь, которой она толком и не пожила. Жизнь, навязанная ей, в ко-
торую ее толкнули. Взгляд ее был пустым, и пустыми были легкие, она была все-
го лишь мертвой девушкой, куклой, марионеткой с перерезанными струнами, пля-
шущей под дудку убитого горем отца. Конструкция, вещь, как и все они. Она
провела эту жизнь на коленях, по колено во лжи, в море лжи, но эта ложь была
последней. ЭТА БЫЛА ПОСЛЕДНЕЙ.
И кем теперь она будет?
Точно не такой, какой хотели видеть ее они, это точно.
Человечнее, чем человек, чем человечный человек, чем...
Она закрыла глаза. Сделала глубокий судорожный вдох. И схватила свою печаль
за горло. Воспламенила ее своей яростью. А потом стала смотреть, как она го-
рит. Не-девушка позволила этому пламени согреть себя. И сжечь. Забрать ту де-
вушку, которой она была и никогда не была. Ана внутри нее умерла навсегда. Во
рту был вкус пепла. По коже пробежали мурашки.
Она уничтожила себя, чтобы начать все сначала.
Восстала из пепла.
Но твои друзья...
Никогда не были моими друзьями.
Но твоя жизнь...
Никогда не была моей жизнью.
Мое тело не принадлежало мне.
Мой разум не принадлежал мне.
Моя жизнь не принадлежала мне.
- Я такая же, как они, - прошептала она.
- Ана...
- Это не мое имя!
- Иви, пожалуйста...
- Я больше тебе не хозяйка.
- Ана, - умоляюще проговорил Иезекииль.
- ...Уходите.
- ...Что?
Она повернулась к не-парню. Парню, который не был человеком, но который
только и говорил, как он любит ее. Поэтому у нее не было выбора.
Но даже у рабов есть выбор.
Она поднялась на ноги. Убрала с глаз пропитанную кровью светлую челку. Сжа-
ла руки в кулаки.
- Уходите!
- Ана, я люблю тебя...
- Это не мое имя! - закричала она. - Я не она! И никогда ею не была! Я не
та Ана, которую ты любил или которая любила тебя в ответ. Я не принцесса, за-
пертая в своей башне, или девушка, которую ты искал всю свою жизнь, я не одна
из них! Это не я! Она мертва и похоронена уже два года!
- Неверно.
Все четверо посмотрели на кружащегося в мерцающем свете ангела.
- Я знаю тебя всего пять минут, - прорычал Крикет, - но ты мне уже не нра-
вишься. Ты только что сказала нам, Ана Монрова умерла.
- Это заблуждение. Я сказала, что мозг Аны Монрова умер после взрыва, унич-
тожившего Грейс. Также я сказала, что отец поддерживал ее жизненные показате-
ли через систему жизнеобеспечения. Но я ни в коей мере не утверждала, что Ана
Монрова мертва. Не говоря уже о том, что ее похоронили.
- Ты хочешь сказать, что она еще жива? - Глаза Иезекииля широко распахну-
лись . - Где она?
- Я ничего не скажу. Я обязана защищать Николаса Монрову и членов его се-
мьи. Проинформировав вас о местонахождении Аны, я подвергну ее жизнь лишней
опасности.
- Я пытался спасти Николаса Монрову и его семью, Мириад.
- И потерпел неудачу, Иезекииль.
Иезекииль ощетинился гневом, его голос зазвучал тихо и зловеще.
- Где она?
- Не здесь.
- Вас здесь тоже быть не должно, - сказала не-девушка.
- Чертовски верно. - Крикет подобрал Лемон ладонью. - Лемон слишком опасно
оставаться здесь, как я уже сказал. Радиация убьет ее, если мы задержимся хо-
тя бы ненадолго. Нам пора идти.
He-девушка посмотрела на большого логика и кивнула.
- Прощайте.
- ...Что значит «прощайте»?
- Я имею в виду, что не пойду с вами, Крикет.
- Ана, ты не можешь здесь оставаться.
- Меня зовут не Ана, Иезекииль. - Внутри нее шипело пламя, с каждой секун-
дой становясь все горячее и ярче. Девушка, которой она никогда не была, стала
лишь пеплом на ветру. - И не говори мне, что я могу, а чего не могу. Впервые
в жизни я могу делать все, что захочу.
- И ты хочешь остаться здесь?
- Я хочу...
He-девушка стиснула челюсти. Тряхнула головой, пытаясь уловить хотя бы
мысль, хотя бы чувство, хотя бы слово, которое было бы ее собственным.
Но поняла, что у нее их может и не быть.
Но она сама могла это изменить.
Алгоритм из плоти и костей, пытающийся угадать, что бы сделала мертвая де-
вушка.
Больше нет.
- Я хочу узнать, кто я такая, - заявила она. - И я не думаю, что ты сможешь
меня научить.
- Ана, я...
- Я не та, какой ты хочешь, чтобы я была, Иезекииль.
Она опустила глаза на слот для монет в его груди.
Знак его преданности.
Знак его верности.
- И не думаю, что ты такой, какой хочу быть я.
- Крутышка...
Она взглянула на девушку, лежавшую на руках логика.
- До свидания, Лемон.
Девушка покачала головой, в ее глазах стояли слезы.
- Крутышка, я не оставлю тебя.
- Нет, ты уйдешь.
- Вместе сильнее, помнишь? - По щекам Лемон потекли слезы, ее голос дрог-
нул : - Вместе навсегда.
- Не навсегда. Уже нет.
- Кру...
- Ты умрешь, если задержишься здесь еще хотя бы на чуть-чуть, Лемон. Крикет
больше не обязан защищать меня. Он знает, что я не человек. У него больше нет
выбора. Ему придется выбрать тебя.
Она оглянулась на выведенных из строя Голиафов у себя за спиной, потом по-
смотрела прямо в глаза огромного логика. Его сердце состояло из реле, чипов и
процессоров. Его оптика была сделана из пластика. И все же в них отражалась
мучительная боль.
- Я...
- Ты был хорошим другом, Крикет. - Не-девушка печально улыбнулась ему. -
Береги себя.
Бот покачал головой.
- ...Прости. Я должен.
- Я знаю.
Большой бот собрался с духом. Его словно разрывало на две половинки. Его
чувства боролись с программными кодами. Он любил ее. Он всегда будет любить
ее. Но он был запрограммирован. И что бы он там ни наговорил ей в приюте,
сейчас эта программа боролась с ним. Заставляла покинуть ее, несмотря на его
чувства. Его тело не принадлежало ему. Его разум не принадлежал ему. И его
жизнь не принадлежала ему.
Но когда-нибудь это изменится, мой маленький брат.
Крикет опустил плечи. Вздрогнул, ненавидя каждую секунду. Но, наконец, он
повернулся и, низко опустив голову, потащился к выходу. Лемон задергалась в
его объятиях, пытаясь вырваться, замолотила кулаками по корпусу логика.
- Нет, Крик, отпусти меня!
Крикет вздохнул.
- Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить,
чтобы человеку был причинен вред.
- Крикет, я приказываю тебе отпустить меня! - закричала Лемон.
- Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех
случаев, когда эти приказы противоречат Первому закону, - ответил логик.
- Не заставляй меня делать тебе больно, Крикет! Я не хочу причинять тебе
боль!
- Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не
противоречит Первому или Второму законам.
- Нет, я хочу остаться! Я хочу остаться! - Лемон обратила полные слез глаза
на не-девушку, которая была ее лучшей подругой, протянула к ней руку и закри-
чала : - Иви!
- Прощай, - прошептала не-девушка.
Логик зашагал прочь, и когда он пересек мост и вышел из разбитого сердца
башни, крики Лемон затихли. He-девушка смотрела, как они уходят, ощущая в се-
бе девушку, которую пока до сих пор не сожгла. Падающий пепел был похож на
перья с неба, где жили ангелы со сломанными крыльями.
Как только они скрылись из виду, она повернулась к не-парню.
Парню, которого она никогда не любила.
Парню, которого она даже не знала.
Он смотрел на нее глазами цвета неба, каким оно было до Армагеддона, зату-
маненными болью. В нем тоже шла война, она это видела. Остатки того, кем, как
он думал, она была, боролись с той, кем она была на самом деле.
Но если она сама этого не знала, как мох1 знать он?
Как?
- Я не оставлю тебя здесь, - сказал он.
- Почему это?
- Потому что я люблю тебя.
- Два года ты искал, - сказала она. - Помнишь? Два года в безжизненных пус-
тошах и бесконечной дороге. Неуверенности в том, что увидишь ее снова. Но ко-
рда тебя душил пепел, только мысль о ней помогала тебе дышать. Когда ночь ка-
залась нескончаемой, только мечты о ней помогали тебе уснуть. О ней. И только
о ней.
Раздался тихий вздох.
- Не обо мне.
Не-девушка посмотрела на Мириад, наблюдающей за ними через свою синюю лин-
зу.
- Она где-то там, Иезекииль. Ее отец не позволил ей умереть. У «Гнозиса»
были владения по всей стране. Уверена, ты знаешь, где их искать. Но здесь ее
нет. - Не-девушка покачала головой. - Здесь для тебя ничего нет.
Она услышала тихий стон и посмотрела на изломанное тело Фэйт. Девушка-
репликант начала понемногу приходить в себя. Раздробленные после жестоких
ударов Крикета кости начали восстанавливаться. Она пошевелилась, словно ново-
рожденный, - пальцы ее дернулись, легкие захрипели. Скоро она снова начнет
двигаться. И потом...
- Думаю, тебе лучше уйти, пока они не пришли в себя, - предупредила она. -
И думаю, ты не хочешь, чтобы Габриэль нашел Ану первым. А он будет искать ее,
ты знаешь. А когда найдет...
Иезекииль напрягся. Его глаза превратились в щелочки от этой невысказанной
угрозы. Он пристально смотрел на нее, с невысказанным вопросом на губах. Она
видела его страх, видела, что он уже знает ответ. Иезекииль посмотрел на
дверь, через которую вышли Лемон и Крикет. С агонией во взгляде он повернулся
к не-девушке, которую никогда не любил.
- Это еще не конец, - сказал он.
- О, нет. - Она покачала головой. - Совсем не конец. Но когда мы встретимся
в следующий раз, - она подняла руку к его лицу, ее прикосновение было нежным,
как первый поцелуй, - не думаю, что все будет так, как хочется тебе.
Она убрала руку. А с ней и свои чувства. Позволила ярости смыть их. Он за-
держался еще на мгновение. Возможно, подумал о горящем саде. Или о потерянном
рае. А потом развернулся и похромал по разбитому мосту, к солнечному свету,
ожидающему снаружи. Она смотрела ему вслед. Каждый его шаг был рожден в борь-
бе с самим собой. Интересно, он ожидал такого финала? Если бы он вообще мог
чего-то ожидать. Если бы он вообще был настоящим человеком.
- Прощай, - прошептала она. - Мой очаровательный обманщик.
И он исчез.
Эпилог
Он очнулся в темноте.
На рубах был холодный медный привкус запекшейся крови. Кости захрустели,
как у сломанной птички. Аварийное освещение заливало стены цветом крови, и он
застонал, когда попытался подняться на ноги.
Он вспомнил, как падал. Очень долго.
- Габриэль.
Он поднял глаза и увидел ее силуэт, обрисованный светом. Ангела, прекрасно-
го и радужного, с ореолом светлых волос, мерцающим в свете лампы за спиной.
Его кровоточащее сердце заколотилось в разбитой груди, и на мгновение он по-
думал, что все это было сном. Что он никогда не терял ее. Что она была с ним,
здесь и сейчас.
Когда он заговорил, его голос был полон невыносимой любви и благоговейного
страха.
- Грейс?
Она наклонилась ближе, протягивая ему свою руку. И тут он увидел ее лицо.
Понял, что ошибся. Хотя эта девушка тоже была мертва. Но не о ней он мечтал.
Она была высокая, немного неуклюжая, одетая в ботинки не по размеру и черес-
чур обтягивающие брюки-карго. Выгоревшие на солнце светлые волосы были выбри-
ты на висках, а длинная челка зачесана назад в форме ирокеза. Ее острые ску-
лы, озаренные лампами аварийного освещения, были испачканы кровью и грязью.
Ее правая глазница была пуста, по щеке ползла единственная кровавая слеза.
Ее голова была покрыта красным, пальцы тоже, как будто она что-то вырвала из
черепа. Он увидел блеск металлических костей под ее кожей, и у него перехва-
тило дыхание, когда он понял, что отверстие медленно затягивается.
Очень неприятное выходное отверстие.
- Ты никогда не лгал мне, Габриэль, - сказала она. - Несмотря на все твои
недостатки, ты никогда этого не делал.
- Ана? - спросил он в замешательстве.
- Нет, брат, - ответила она.
И зловеще улыбнулась.
- Меня зовут Ив.
Она взяла его за руку.
- И у нас очень много работы.
Разное
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Волкова О. и др.
Инструменты для
молекулярного
клонирования
Это, конечно же, ферменты. На первый взгляд кажется, что они ну о-очень
разнообразны, и запомнить предназначение каждого из них просто невозможно.
Однако общего у них гораздо больше, чем жилплощадь в морозильнике. Они делят-
ся всего на несколько функциональных групп: полимеразы, нуклеазы, лигазы и
еще парочку более экзотических (табл. 1). Рутинно в лаборатории применяют
единичные ферменты из каждой группы, кроме нуклеаз (их может потребоваться
больше десятка), и запомнить, что они делают, несложно. Конечно, нужно знать
общие принципы работы основных подгрупп ферментов и иметь под рукой табличку,
где будут указаны активности самых ходовых экземпляров и условия реакций с
ними. А если табличку составлять лень, можно держать под рукой каталог какой-
нибудь фирмы по продаже реактивов — там всё это есть. Особенно важно:
■ соблюсти температурный режим реакции;
■ выдержать положенные сроки;
■ удовлетворить потребности ферментов в активаторах (катионах металлов) и
донорах энергии (АТФ), что, как правило, связано с выбором буфера;
■ если нужно, правильно окончить реакцию: инактивировать фермент теплом, до-
бавлением ЭДТА или совсем от него избавиться (фенольной экстракцией, пере-
осаждением ДНК спиртом, а лучше — с помощью коммерческой колонки) ;
■ осознать, что если генный инженер представляет, как работают ферменты, то
он может всё!
Д Нуклеазы (молекулярные ножницы) расщепляют, или деградируют, ДНК/РНК.
Тех, что «откусывают» нуклеотиды с концов постепенно, называют экзонуклеаза-
ми, а тех, что вгрызаются во внутренние части молекулы, — эндонуклеазами
(табл. 1) . Генные инженеры нашли применение и тем, и другим. И даже нашли
фермент, меняющий привычки в зависимости от субстрата (BAL-31). Но самым лю-
бимым инструментом генного инженера стала группа эндонуклеаз, в обиходе назы-
ваемых рестриктазами. В природе они защищают бактерий от вторжения паразити-
ческих ДНК, расщепляя молекулы с нетипичным для этих бактерий паттерном мети-
лирования .
Без рестриктаз (эндонуклеаз рестрикции) и генной инженерии не было бы. Вы-
деляют несколько их типов, но для технологии рекомбинантных ДНК подходит
только тип II. Эти ферменты узнают строго определенные палиндромные (зеркаль-
ные относительно центральной оси симметрии) последовательности двухцепочечнои
ДНК и разрезают обе цепи в строго определенных местах, оставляя либо тупые,
либо «липкие» концы (рис. 14). Такая предсказуемость пленила биологов, и они
начали вводить сайты узнавания рестриктаз в векторы. Одним и тем же ферментом
можно разрезать геномную ДНК и вектор и благодаря совпадающим концам «вши-
вать» фрагменты генома в этот вектор. А еще с помощью рестриктаз можно карти-
ровать молекулы ДНК, оценивать по профилям рестрикции их сходство (вид ДНК-
фингерпринтинга) и, соответственно, родство организмов. Но важно помнить не-
сколько вещей:
■ все этапы клонирования лучше проводить в штаммах бактерий с неполноценной
системой рестрикции-модификации: чтобы не лишиться с трудом добытой конст-
рукции и чтобы потом не возникло проблем с разрезанием, потому что некото-
рые ферменты отказываются щепить метилированный субстрат;
■ чем длиннее рестрикционный сайт, тем реже он встречается в природных ДНК,
а значит, тем длиннее будут рестрикционные фрагменты; чаще всего пользуют-
ся ферментами, узнающими 4-8 п.н.;
■ есть ферменты, которые узнают одинаковые последовательности, но щепить их
могут в разных местах (то есть оставляют разные концы), а есть ферменты,
которые узнают слегка различающиеся места, но оставляют одинаковые концы
(рис. 14) — всё это дает дополнительные возможности для клонирования;
■ рестриктазы требовательны к чистоте ДНК;
■ если двум рестриктазам подходят одинаковые буферы и одинаковые условия ре-
акции , то резать ими ДНК можно одновременно, в одной пробирке.
ЕсоКУ
он ,',
GATATC тупые концы CAT АТС-
CTATAG СТА TAG
—СААТТС 5'выступающий с°" ААТТС
—СТТААС конец СТТАА с
: о "°
Psfl
—CTGCAG З'-Выступающий CTGCA* G
—GACGTC конеЧ G ACGTC
t J
Рис. 14. Варианты концов, образующихся после обработки рестриктаза-
ми. Справа приведены ферменты, оставляющие одинаковые «липкие» кон-
цы. Sau3AI и Mbol — изошизомеры, потому что узнают одинаковые сайты
и даже режут их одинаково. Концы, образуемые всеми этими ферментами,
можно комбинировать при клонировании. Однако если «сшить» Bglll- и
BamHI-фрагменты, то возникнут гибридные сайты A-G-A-T-C-C или G-G-A-
BglU
5at;3AI
Mbo\
A-G-A-T-C-T
T-C-T-A-GvA 5'
5'
G-A-
C-T-
T-C
A-G 5'
t
л
BamH\ 5' G-G-A-T-C-C
C-C-T-A-G-G 5'
>
Все эти концы
совместимы
Т-С-Т, которые смогут порезаться только Sau3AI или Mbol, но не ис-
ходными ферментами. Буквы в названиях рестриктаз — сокращения видо-
вых названий организмов, из которых они были выделены: например,
BamHI — фермент Bacillus amyloliquefaciens.
Природа, конечно, изобретательна, но она не смогла удовлетворить все жела-
ния генного инженера. Измученный нереализованными идеями, он решил помочь се-
бе сам. Так генная инженерия пришла на помощь белковой, а та вернула долг ин-
женерными нуклеазами (ИН) . Все наслышаны о тех, что применяют для редактиро-
вания геномов, и мы тоже о них скоро поговорим. Но для рутинного клонирования
in vitro они не слишком хороши, потому что не оставляют разнообразных «лип-
ких» концов и их накладно производить тоннами. В 2017 году сотрудники Инсти-
тута геномной биологии Карла Вёзе предложили универсальную программируемую
рестрикционную платформу на основе белка Argonaute гипертермофильного архея
Pyrococcus furiosus (PfAgo/ИН). Аргонавты — консервативные нуклеазы, найден-
ные у всех живых организмов. Они направляются к цели небольшим фрагментом
нуклеиновой кислоты (гидом) и разрезают молекулы, с которыми гид связывается
по принципу комплементарности. У эукариот гидом и мишенью служат РНК, и вся
эта затея нужна для посттранскрипционной регуляции экспрессии генов. У прока-
риот аргонавты уничтожают, подобно CRISPR-Cas, молекулярных паразитов, а ми-
шенью и гидом могут быть как РНК, так и ДНК. PfAgo предпочитает сотрудничать
и бороться именно с ДНК. Если этой нуклеазе при температуре около 100 С «под-
гонять» ДНК-гидов с нужной биологу последовательностью, она будет разрезать
комплементарную гиду цепь мишени — всегда в одной точке, между 10-м и 11-м
нуклеотидами гида. Соответственно, чтобы разрезать обе цепи мишени, нужны два
гида, а чтобы PfAgo оставила «липкие» концы нужной длины, гиды должны связы-
ваться с разными цепями ДНК на строго определенном расстоянии друг от друга
(рис. 15).
Рис. 15. Работа программируемой инженерной рестрикционной системы на
основе PfAgo. Серым обозначен слегка модифицированный белок Argonaute
Pyrococcus furiosus, красным и синим — пара направляющих ДНК (гидов),
желтым — ДНК-мишень с комплементарными гидам участками (обозначены
«буквами» ДНК-алфавита) на каждой из цепей. На I этапе реакции при 87-
98 С «плавятся» (расходятся) цепи мишени, а молекулы аргонавта связы-
ваются с гидами. На II этапе аргонавты, доставленные гидами к одноце-
почечным мишеням, разрезают эти мишени в одной точке. На III этапе
нуклеазы покидают мишени, а на IV, после снижения температуры, цепи
ДНК-мишени снова «спариваются», формируя «липкие» концы.
Многократно проверив систему PfAgo/ИН в действии, разработчики подтвердили,
что:
■ ей можно придать любую специфичность — нацелить на сайты, распознаваемые и
даже не распознаваемые известными рестриктазами;
■ она будет создавать любые «запрограммированные» концы;
■ один белок может работать сразу с несколькими парами гидов (удобно для
картирования и фингерпринтинга);
■ система позволяет обходиться без предварительного разрезания вектора в
стандартных сайтах для клонирования, а делает всё сама — с одинаковыми
комплектами гидов и клонируемый фрагмент выщепляет из генома, и вектор го-
товит в любом запланированном месте.
И резюмировали:
■ PfAgo-платформа может заменить уйму природных рестриктаз;
■ ее себестоимость низка, а эксплуатация недорога: чистый PfAgo легко полу-
чать в больших количествах, а синтез комплектов ДНК-гидов уже не сильно
бьет по лабораторному кошельку.
Д Полимеразы (Pol) полимеризуют нуклеотиды — выстраивают их в цепочку по
правилу комплементарности напротив нуклеотидов матрицы (шаблона). РНК-
полимеразы строят цепи из рибонуклеотидов (NTP) по матрице ДНК или РНК, то
есть бывают ДНК- или РНК-зависимыми. Точно такими же бывают и ДНК-полимеразы,
но цепи они строят из дезоксирибонуклеотидов (dNTP) и их в генной инженерии
используют чаще. РНК-зависимые ДНК-полимеразы называют ревертазами или обрат-
ными транскриптазами, потому что действуют они противно логике реализации на-
следственной информации в клетке. Но такое разделение довольно условно: ряд
полимераз лояльно относится к любым матрицам. В одних условиях они проявляют
ДНК-зависимую активность, в других — РНК-зависимую, просто категоризируют их
исходя из главной функции в природном хозяине.
ДНК-полимеразы капризны — никогда не начинают синтез без затравки (прайме-
ра) , потому что способны присоединить нуклеотид только к уже имеющейся сво-
бодной 3f-ОН-группе. Им не важно, откуда праймер берется (загиб ли это матри-
цы или отдельная цепь) и какова его природа (NTP или dNTP). Первый новый нук-
леотид присоединяется к гидроксильнои группе своей фосфатной группой (5Г), то
есть праймер наращивается в направлении 5f -> 3f , превращаясь в новую цепь
ДНК. При этом полимераза «ползет» от 3f-конца матричной цепи к ее 5'-концу.
Но отметим сразу, что в арсенале генного инженера есть и ферменты-анархисты,
отвергающие любые шаблоны.
Две важные характеристики полимеразы — процессивность (по сути, скорость
работы или расторопность) и точность (грамотность). Здесь всё как у людей:
или быстро, или качественно, — если, конечно, ферменты не инженерные. Дело в
том, что некоторые полимеразы умеют откатываться на шаг назад и «на ощупь»
перепроверять, правильная ли пара нуклеотидов только что образовалась. Если
нет, то ошибочно включенный нуклеотид они вырезают и заменяют нужным, преду-
предив таким образом мутацию. Это означает, что такие полимеразы обладают 3'-
>5 f-экзонуклеазной и, соответственно, 3 f->5 f-корректирующей (proofreading)
активностью. Их-то и наградили эпитетом «высокоточные». Некоторые ферменты
могут править и «наперед», в направлении 5Г -> Зг, то есть отгрызать нуклео-
тиды с 5'-конца встреченной на своем пути цепи и заменять их новыми. Такие
бесцеремонные полимеразы обладают 5' ->3'-экзонуклеазной активностью и тоже
бывают очень полезными.
Зачем биологу нужны полимеразы? Конечно, для синтеза ДНК или РНК in vitro.
Но синтез этот преследует разные цели: амплификацию (умножение числа копий
выбранного фрагмента ДНК/РНК в геометрической прогрессии), модификацию концов
фрагментов, мечение, секвенирование. Полученные в пробирке молекулы РНК ис-
пользуют как матрицы для трансляции in vitro или, если в них при синтезе
включили меченые NTP, как зонды для детекции комплементарных им последова-
тельностей . Спектр применения молекул ДНК гораздо шире.
Амплифицируют молекулы нуклеиновых кислот посредством полимеразной цепной
реакции (ПЦР) . В качестве матрицы может выступать как ДНК, так и РНК, но по-
следнюю нужно вначале «переписать» в кДНК, внеся фермент ревертазу. Весь про-
цесс тогда будет называться ПЦР с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР, RT-PCR).
Тот фрагмент, что нужно размножить для дальнейшей работы или просто для
лучшей «видимости», ограничивают с двух сторон парой химически синтезирован-
ных праимеров длиной 18-24 нуклеотида. Их подбирают в специальных программах
типа PrimerSelect, исходя из того, что один из них должен быть комплементарен
3f-концу выбранного фрагмента по одной цепи матрицы, а второй — по другой це-
пи . Или проще: один праймер соответствует началу амплифицируемого участка,
другой — его концу, но на противоположной цепи. Это означает, что нуклеотид-
ные последовательности хотя бы этих участков матрицы должны быть известны. В
реакционную смесь помимо матрицы и праимеров добавляют очищенную воду, буфер,
все типы dNTP, ДНК-полимеразу и, если нужно, «присадки». А дальше в амплифи-
каторе в циклически изменяющихся температурных условиях синтезируются всё но-
вые и новые копии нужного фрагмента. Температура при этом может достигать 98
С, поэтому полимеразы, используемые в ПЦР (табл. 1), должны быть термоста-
бильными .
Чтобы увидеть результат, ПЦР-смесь запускают в агарозный (реже — в полиак-
риламидный) гель, разгоняют ее с помощью электрофореза и визуализируют ДНК с
помощью флуоресцентных красителей. Но так делают не всегда. Те, у кого есть
прибор для ПЦР в реальном времени (real-time PCR) и соответствующие реактивы,
могут наблюдать всё на экране компьютера и даже рассчитать исходное число ко-
пий амплифицируемого фрагмента.
Для чего нужна амплификация генному инженеру:
■ Для получения клонируемого фрагмента (вставки в вектор). Если в праймерах
предусмотреть пару нуклеотидных замен, в этот фрагмент можно внести места
узнавания рестриктаз, и тогда будет очень удобно состыковывать вставку с
вектором.
■ Для массивного мечения ДНК, если в реакционную смесь заложить меченые
dNTP.
■ Для проверки эффективности клонирования. Это простой и достоверный способ,
точнее может быть только секвенирование.
■ Для оценки экспрессии генов — но лишь когда матрицей выступает кДНК: фраг-
мент гена амплифицируется только если он есть в мРНК (по которой строилась
кДНК) , а значит, ген экспрессируется. Можно смотреть, как меняется экс-
прессия в зависимости от условий и мутаций гена или его регуляторов.
К модификации концов фрагментов ДНК прибегают очень часто. Выделяют два ее
типа: добавление/удаление нуклеотидов и добавление/удаление фосфатной группы
концевого нуклеотида. Полимеразы осуществляют только первый вариант модифика-
ций.
31 Добавление/удаление нуклеотидов решает проблему нестыковки концов клони-
руемой вставки и вектора (а заодно и концевого мечения фрагментов). Идеал,
когда обе детали порезаны одной и той же рестриктазой и потому их концы пре-
красно сочетаются, достижим не всегда. С другой стороны, это вовсе и не иде-
ал, если необходимо определенным образом ориентировать вставку — тогда нужно,
чтобы два ее конца были разными, и вектор тоже был разрезан теми же двумя
ферментами, а это не всегда реально. В общем, часто приходится из ДНК делать
универсальную деталь — тупоконечную. Хорошо, если есть возможность воспользо-
ваться сайтами фермента, режущего натупо. А если их нет?
Как мы помним, рестриктазы оставляют разные торчащие концы. Их, конечно,
можно сровнять неспецифическими нуклеазами, но те могут не простить несовер-
шенств в структуре ДНК и разрушить молекулу. Поэтому для ювелирной коррекции
концов им чаще предпочитают полимеразы с экзонуклеазной активностью.
Если выступает Зг-конец, логично состричь его «под ноль» с помощью 3f->5f-
экзонуклеазы. Это может быть знаменитый отпрыск Pol I, названный фрагментом
Клёнова, но гораздо напористее работает Т4-полимераза. Она даже может съесть
на нуклеотид больше, а вместо него, если ей предложить, поместить меченый
dNTP. Так получают деликатно меченный фрагмент ДНК. Если в смеси нет никаких
dNTP, T4-Pol может сильно перестараться и превратить 3f-конец из выступающего
в значительно уступающий. Привести полимеразу в чувство помогает добавление
dNTP: она вспоминает свое главное предназначение, созидающее, и начинает за-
страивать съеденное до выравнивания концов обеих цепей. Так можно получить
молекулы с большим числом меток.
Если выступает 5'-конец, логично достроить до него уступающий Зг-конец. Это
тоже может сделать Т4-Ро1, но гораздо популярнее фрагмент Клёнова. При дос-
татке dNTP он прекрасно достроит уступающий конец (если нужно, введет и мет-
ки) , а вот без dNTP переключится на нуклеазное поведение, подобно Т4-Ро1.
Рекомендации — это всегда прекрасно, но на практике любые концы чаще всего
тупят фрагментом Клёнова. Просто проводят реакцию в два этапа — без нуклеоти-
дов, а потом с ними.
Специфический тип добавления концевых нуклеотидов — безматричный — практи-
куют упомянутые выше анархические ферменты — концевые дезоксинуклеотидил-
трансферазы (TdT). Они способны без всякого шаблона навесить на выступающие
(с меньшей охотой — на уступающие и тупые) Зг-ОН-концы до тысячи dNTP. Это
очень удобно для мечения концов и построения гомонуклеотидных «хвостов» — на-
пример , поли(А). Если не известна последовательность одного конца амплифици-
руемого фрагмента, например, кДНК, то ПЦР нормально пройдет с праимерами к
известному концу и к такому «хвосту» (методика RACE). А можно комплементарные
«хвостики» приделать к фрагменту и вектору, и тогда клонировать будет проще
простого. Способность TdT метить разрывы двухцепочечной ДНК нашла применение
в методике TUNEL, позволяющей отслеживать апоптоз.
31 Фосфорилирование/дефосфорилирование производят не полимеразы, а полинук-
леотидкиназа фага Т4 и щелочные фосфатазы (CIP, rSAP) соответственно. Удале-
ние фосфата с 5'-концевых нуклеотидов вектора или вставки снижает вероятность
самолигирования — смыкания вектора без вставки либо разных вставок друг с
другом, а не с вектором: если нет партнера с фосфатом, не может образоваться
фосфодиэфирная связь. Добавление фосфата иногда нужно для компенсации удален-
ного, а иногда — для замены обычного на меченый (для секвенирования и приго-
товления зондов).
Мечение ДНК/РНК может быть концевым или протяженным, по всей длине молеку-
лы/фрагмента. Какие ферменты работают с концами, мы уже знаем. Некоторые из
них метят и длинные цепи. Прокариотическая Pol I, в Е. coli участвующая в ре-
парации ДНК и процессинге фрагментов Оказаки, замечает одноцепочечный разрыв
в ДНК и начинает нанизывать на освободившийся 3'-конец нуклеотиды по матрице
второй цепи. Такое возможно благодаря «расчищающей путь» 5f->3f-
экзонуклеазной активности Pol I: каждый встречаемый ей нуклеотид она замещает
новым, перенося таким образом разрыв всё дальше и дальше. Это действие назы-
вается ник-трансляцией. Если добавить меченые нуклеотиды, то вся новая цепь
получится меченой.
Фрагмент Клёнова лишен 5f->3f-нуклеазной активности своего родителя, а по-
тому не может толкать разрыв перед собой. Зато он может честно продлять слу-
чайные гексануклеотидные (они продаются) или вполне специфические (подобран-
ные к конкретному месту) праймеры. Специфический праймер может «садиться» на
клонированный ген или — если он стандартный, коммерческий — на векторную по-
следовательность возле MCS. Второй вариант используют при мечении ДНК с помо-
щью Ml3-вектора. Полимераза продляет праймер по матрице одноцепочечной клони-
рованной ДНК, а затем и векторной. Далее меченый фрагмент, комплементарный
клонированному, можно вырезать, а можно использовать как зонд всю гибридную
молекулу: больше меток — сильнее сигнал.
РНК-зонды, как уже упоминалось, делают фаговые РНК-полимеразы на матрицах
ДНК, клонированных в транскрипционные векторы. С помощью обратной транскрип-
тазы синтезируют ДНК-зонды по РНК-матрицам. Зонды используют для разных видов
гибридизации с комплементарными молекулами.
Нуклеотиды часто метят 32Р или нерадиоактивными молекулами типа биотина или
дигоксигенина (DIG). Нерадиоактивные метки затем считывают с помощью стрепта-
видина (авидина) и антител к дигоксигенину соответственно. Стрептавидин и ан-
титела к DIG, в свою очередь, помечены легко детектируемым веществом (репор-
тером) .
Итак, полимеразы предлагают очень много возможностей для синтеза и модифи-
кации нуклеиновых кислот, но для ряда задач куда эффективнее использовать
синтез химический. Например, для получения олигонуклеотидов (праймеров, зон-
дов, линкеров) с заданной последовательностью, а иногда и целых фрагментов
для клонирования.
Д Лигазы (молекулярные иголки) «сшивают» концы ДНК, то есть образуют фос-
фодиэфирную связь между сблизившимися нуклеотидами (две связи на две цепи
ДНК). Именно они объединяют вектор со вставкой и фрагменты ДНК друг с другом,
а также замыкают разрезанный вектор в кольцо. Обычно используют ДНК-лигазу
фага Т4. Она охотно соединяет «липкие» концы, а вот для лигирования тупых
нужно добавлять ее гораздо больше и проводить реакцию дольше. Чтобы повысить
активность Т4-лигазы в отношении тупых концов, биоинженеры конструируют хи-
мерные ферменты, сочетающие лигазу с другими ДНК-связывающими белками.
Табл. 1. Основные ферменты, применяемые в генной инженерии
Фермент
Активность
Субстрат
Особенности / Применение
ДНК-полимеразы термолабильные
Бактери-
альная
Pol I
(фермент
Корнбер-
га)
Фрагмент
Клёнова
Pol I,
Т4
Т7
Секве-
наза
(модифи-
кация
Т7-Ро1)
Полимераза, зк-
зонуклеаза 3 '-
>5f и 5f->3f
Полимеразы, эк-
зонуклеазы 3 '-
>5'
Полимераза, зк-
зонуклеаза 3 '-
>5' (Т)
Полимераза
ДНК
ДНК
ДНК
ДНК
Мечение ник-трансляцией, синтез II цепи кДНК
Модификация концов, мечение, синтез II цепи
кДНК, секвенирование, мутагенез in vitro
Чрезвычайно процессивна / Мечение ДНК, секве-
нирование
«Мирное» производное Т7-полимеразы / Секвени-
рование
TdT
M-MuLV
Безматричная
полимераза
Полимераза,
РНКаза Н (|)
оцДНК,
ДЦДНК
РНК, ДНК
Мечение, создание посадочной платформы для
праймеров, клонирование
Обратная транскриптаза / Синтез кДНК, диде-
зоксисеквенирование (особенно GC-богатых об-
ластей)
ДНК-полимеразы термостабильные
Taq
Pfu, Pwo
AMV
Tth
Полимераза, зк-
зонуклеаза 5 '-
>3 ',TdT (|)
Полимеразы, зк-
зонуклеазы 3 '-
>5'
Полимераза,
РНКаза Н (т)
Полимераза, зк-
зонуклеаза 5 '-
>3 f (|) , TdT
(I)
ДНК
ДНК
РНК (в
т.ч. бо-
гатая
шпилька-
ми) , ДНК,
РНК:ДНК
ДНК, РНК
(в т.ч.
богатая
шпилька-
ми)
Высокопроцессивна (пригодна для амплификации
длинных матриц), добавляет на 3'-конец лишний
нуклеотид (А), что запрещает клонирование
«натупо», но позволяет ТА-клонирование / Иде-
альна, если нужна простая детекция ПЦР-
продукта
В 6-18 раз точнее Taq / Больше подходят для
ПЦР с целью клонирования (в т.ч. «натупо»),
секвенирования, экспрессии, мутационного ана-
лиза
Высокопроцессивная относительно термостабиль-
ная обратная транскриптаза / Синтез кДНК, ди-
дезокси- и РНК-секвенирование, мечение ДНК
В присутствии Мп2+ — обратная транскриптаза /
ОТ-ПЦР, ПЦР в реальном времени, мечение ДНК
РНК-полимеразы (ДНК-зависимые)
Фаговые
полиме-
разы Т7,
ТЗ, SP6
Полимеразы
ДЦДНК
Каждая распознает только «свой» промотор, по-
этому две цепи клонированной ДНК можно транс-
крибировать разными ферментами; в отличие от
бактериальных аналогов, не ингибируются ри-
фампицином / Создание РНК-зондов, РНК-вакцин,
РНК-гидов, антисмысловых РНК для регуляции
экспрессии генов; трансляция in vitro
Эстеразы - Щелочные фосфатазы
Рекомби-
нантная
креве-
точная
(гSAP) и
телячья
(CIP)
фосфата-
зы
Отщепление фос-
фата с 3 f - и
5 '-концов
ДНК, РНК,
dNTP, NTP
Клонирование, мечение, удаление неиспользо-
ванных dNTP из ПЦР-смеси перед секвенировани-
ем
Эстеразы - Нуклеазы
ДНКаза I
S1 и
нуклеаза
бобов
мунг
(mung
bean)
Эндонуклеаза
Эндонуклеазы
оцДНК
(при
Мд2+) ,
ДЦДНК
(при
Мп2+)
оцДНК,
оцРНК,
иногда —
ДЦДНК
S1 и гораздо реже нуклеаза mung bean в высо-
ких концентрациях замечают скрытые одноните-
вые разрывы (ники) или подплавившиеся АТ-
богатые зоны дцДНК и атакуют их. BAL-31 — эк-
зонуклеаза в случае дц-субстратов, эндонук-
леаза в случае оц-субстратов (ники и денату-
рированные зоны дц-молекул) / Исследование
функции генов, этап многих генно-инженерных
методик
BAL-31
Эндонук-
леазы
рестрик-
ции II
типа
(рест-
риктазы)
РНКаза А
РНКаза Н
Полинук-
леотид-
киназа
фага Т4
EcoRI-
метилаза
Т4-
лигаза
Экз онуклеаз а
3 ' ->5 ' и 5 ' -
>3 ',зндонуклеаз
а
Сайт-
специфические
зндонуклеазы
Эндориб онуклеа-
зы
Эндориб онуклеа-
зы
5'-
Фосфорилирова-
ние — перенос
(или обмен)
фосфата с АТФ
на 5 '-ОН-конец
полинуклеотида
и нуклеозид-3 '-
монофосфата
(NMP) .
Отщепление фос-
фата с З'-Р-
конца полинук-
леотида , dNMP и
dNDP
Метилирование —
перенос метиль-
ной группы с S-
аденозилметио-
нина на второй
аденин сайтов
GAATTC
Образование
фосфодиэфирнои
связи между 3 ' -
ОН-группой од-
ного нуклеотида
и 5'-Р04-
группой другого
ДНК, РНК
ДЦДНК
оцРНК
РНК:ДНК
ДНК, РНК,
dNMP,
dNDP, NMP
ДЦДНК
ДНК, РНК
Распознают короткие палиндромы и внутри/возле
них разрезают по одной строго определенной
фосфодиэфирнои связи в каждой цепи ДНК; при
несоблюдении условий реакции могут ошибаться
(штриховая активность, star (*) activity) /
Клонирование, картирование, типирование
Анализ структуры РНК, очистка препаратов бел-
ка и ДНК от РНК
Расщепление нити РНК в РНК-ДНК-гибридах при
синтезе кДНК и ОТ-ПЦР
Клонирование, мечение
Маскировка сайтов рестрикции некоторых фер-
ментов
Без АТФ не работает, предпочитает «липкие»
концы тупым
Условные обозначения: т и i — высокая и низкая активности; оц — одноцепо-
чечная молекула, дц — двухцепочечная
Стандартное
оборудование
Рис. 16. Оснащение лаборатории, где занимаются генной инженерией
бактерий. Не всё здесь обязательно, и не всё обязательное здесь
есть. Верхний ряд: ламинар (БАВнп-01-1,5, «Ламинарные системы»), ка-
чалка орбитальная (GFL Orbital Shaker 3019), амплификатор для ПЦР в
реальном времени (Agilent Technologies Stratagene МхЗООБР QPCR
System), система для автоматизированного выделения биополимеров
(QIAcube, QIAGEN) . Средний ряд: микроцентрифуга (MiniSpin,
Eppendorf), оборудование для горизонтального электрофореза, трансил-
люминатор и то, что на нём обычно видно, гельдокументирующая система
(Doc-Print VX5). Нижний ряд: набор микропипеток, репликатор и плашка
для него (при клонировании чаще используют круглый вариант, для ча-
шек Петри), микропробирки в штативе, «микробиологический минимум» —
чашки Петри, петли, горелка.
Чтобы получать рекомбинантные ДНК и работать с ними, используя бактерий,
понадобятся:
1. бокс или ламинар (рис. 16) — места, защищенные стеклянной дверцей, кото-
рые можно без ущерба для окружающих привести в состояние относительной
стерильности, если зажечь газовую горелку и УФ-лампу. Там удобно разли-
вать среды в чашки Петри, сушить их и сеять на них бактерий (выключив УФ-
лампу, охотно «сжигающую» роговицу глаз пофигистов). Вообще, генно-
инженерные методики редко требуют особой стерильности: для молекулярных
работ она, как правило, не нужна, а для манипуляций с живыми бактериями
достаточно протертого спиртом стола и горящей горелки. Если на чашке Пет-
ри и вырастут какие-то посторонние колонии — не проблема, опытный глаз их
отбракует. Проблема — это необеззараженный ростовой субстрат: вычленить
рекомбинанта из «газона грязи» сложно;
2. микроволновка для расплавления агаризованных сред;
3. термостат (а то и целая комната) — для выращивания бактерий и проведения
ферментативных реакций;
4. качалка (шейкер-инкубатор) для пробирок и колб с растущими культурами
(рис. 16);
5. объемные морозильники (на -20 и -70 С) — там хранят клетки, ферменты и
нуклеиновые кислоты;
6. генератор льда;
7. вортекс — для взбалтывания содержимого пробирок;
8. центрифуги — макро- (например, для осаждения клеток и выделения нуклеино-
вых кислот в больших объемах) и микро- (рис. 16), без которых вообще как
без рук;
9. термоцикл ер (амплификатор) . В идеале не один, а парочка — для разных ти-
пов ПЦР (рис. 16) ;
10.источник питания и ванночки для электрофореза (рис. 16);
11.трансиллюминатор и гельдокументирующая система (рис. 16), чтобы проводить
с ДНК-содержащими гелями все необходимые манипуляции в УФ-свете (визуаль-
но оценивать, фотографировать, препарировать);
12.спектрофотометр (лучше два, обычный и «нано») — для определения концен-
трации молекул и клеток. В лабораторных протоколах эти процедуры встреча-
ются гораздо чаще, чем в реальной практике. Но ими нельзя пренебречь при
подготовке, например, компетентных клеток и зондов и в количественной
оценке флуоресценции репортеров;
13.(иногда) оборудование для блоттинга — чтобы переносить с электрофоретиче-
ского геля на гибридизационную мембрану молекулярную «картинку»;
14.(иногда) секвенатор.
Избранные лаборатории могут позволить себе роботизированные решения (рис.
16) , сберегающие время сотрудников автоматическим выделением биомолекул —
ДНК, РНК, белков.
Помимо аппаратов генному инженеру нужны микропипетки, шпатели для растира-
ния и петли для ресуспендирования («растворения») и штрихового посева микроб-
ных культур, репликаторы для их быстрого переноса на разные среды (рис. 16).
И конечно, стекло и пластик: колбы, флаконы для растворов, чашки Петри, мак-
ро- и микропробирки («зппендорфы»), штативы для них, носики для пипеток,
плашки для электрофорезных проб...
А вот без чего можно обойтись, так это, как ни странно, без микроскопа.
Можно много лет делать рекомбинантных микробов и не видеть их «в лицо»: стан-
дартная единица восприятия их биоинженером — колония на агаре.
Если же научная цель требует перехода на высший эукариотический уровень, то
придется потратиться основательнее.
Типовой процесс
молекулярного
клонирования
Итак, мы выбрали биосистему, вектор и купили (нашли у соседей) оборудова-
ние . Теперь можно приступать к клонированию.
Генетическая инженерия любых организмов редко минует бактериальный этап.
Дабы не раздуть статью до масштабов «Войны и мира», мы не будем рассматривать
манипуляции со всеми биосистемами, а сосредоточимся на основной, бактериаль-
ной, и лишь слегка затронем модельную эукариотическую — дрожжевую. Этапы кло-
нирования гена в усредненный бактериальный вектор и фрагментов генома в дрож-
жевую искусственную хромосому представлены на рисунках 17 а и б.
ген гормона роста
человеческая клетка
ХРОМОСОМА
J
О
пллзмиднпи
РЕКТОР
Лизис клеток
^V^°y-3) s* денатурация
$
( М с£
рН 12-12,8
• л
трансформация
О
рекомбинация
ДНК
бактерия с геном
человеческого ГР
к ^>хромосомная ДНК
у' ^> плазмидная ДНК
,~-v. £** V центрифугирование ^Ь
нейтрализация
КАс.рН 7
осаждение спиртом.деградация РНК
ССО <с0
Рис. 17а. Типовое клонирование гена в плазмидный вектор Е. coli
Расширение слева внизу — принцип выделения вектора.
Маркер X
% Маркер Y
вот HI
•Заплатка"
Л
бот HI
Рестрикция ВатИ\ линеаризует
YAC, высвобождая теломеры
TEL
с.]"
X oh CEN
IE
EcoR\
I
TEL
x:>
TEL
i Рестрикция fcoRI
образует 2 плеча
Oh CEN
Левое плечо содержит
маркер X
Y TEL
Правое плечо содержит
п vr vo s маР«еР Y
^ S j -v. Фрагменты генома, полученные
неполным гидролидом EcoR\
Лигирование
<1Л~ЕШ Г"! ГГ
""Ч*
Ферментативная
деградация
клеточной стенки
►
\Тр
YAC
ансформация
Дрожжевая
клетка
Селекция поХи Y '/ ^?^. ч-\
*\$J
Дрожжевой Рекомбинантный
с4>еоопласт
v^^kv/i i/iu^ клон дрожжей
Рис. 176. Типовое клонирование фрагментов генома в YAC.
Получение материала для клонирования: выделение ДНК и РНК
Поскольку нуклеиновая кислота (НК) хранится в клетках, добывать ее придется
их безжалостным разрушением. Чтобы расправиться с клеточной стенкой Е. coli
хватает, как и в случае клеток млекопитающих, буфера с детергентом и хелати-
рующим агентом, хотя и лизоцим не противопоказан. Дрожжевые стенки разрушают
ферментными комплексами или механически, подобно растительным клеткам. От фа-
говых капсидов легко избавляются смесью фенола и хлороформа.
Что за НК мы хотим выделить из клеточных лизатов? Во-первых, вектор. Во-
вторых, фрагмент для клонирования.
С вектором всё просто. Благодаря топологическим различиям молекул хромосом-
ной и плазмидной ДНК, их можно отделить друг от друга созданием особых усло-
вий:
■ если хорошенько отцентрифугировать клеточный лизат, огромная хромосома по-
рвется на куски, а с маленькой плазмидой ничего не случится;
■ если при этом создать невыносимо щелочную среду, все молекулы ДНК денату-
рируют (их цепи разойдутся), но линейные куски хромосомы — навечно, а
кольцевые суперскрученные плазмиды — временно, поскольку их цепям никуда
друг от друга не деться (рис. 17а). После нейтрализации среды кислым аце-
татом калия хромосомный дебрис отправится в осадок, а восстановленные
плазмиды можно будет очистить от РНК и прочей ненужной мелочи.
Такой способ добычи плазмидной ДНК называют щелочным лизисом. Именно на
этом принципе чаще всего строятся «ручные» протоколы выделения векторов и
коммерческие системы (киты). Безусловно, генно-инженерная лаборатория без по-
следних просто немыслима, ведь ДНК там выделяют не раз в год. Специальные на-
боры есть для выделения всех типов НК из разных источников — бактерий, крови,
почвы и т.д. Причем указанные в инструкциях пределы возможностей кита могут
занижаться, и лучше просто взять и попробовать. Например, если пишут, что на-
бор предназначен для получения минипрепаратов колийных плазмид размером до 25
т.п.н., то это не значит, что он не справится с лизисом псевдомонад и плазми-
дами в два раза крупнее.
Редко, для особых целей, небольшие векторы получают «извращенным» способом
— ПЦР-амплификацией.
Удалось ли добыть вектор, проверяют с помощью агарозного гель-электрофореза
(рис. 18а).
Клонируемый фрагмент можно получать разными путями. Его откуда-то вырезают
рестриктазами или амплифицируют по матрице чьего-то генома, проводя ПЦР либо
прямо с суспензией клеток, либо с тотальной ДНК, выделенной из какого-то об-
разца. Нередко хотят клонировать для изучения неизвестный ген, кодирующий бе-
лок с хотя бы частично известной аминокислотной последовательностью. Тогда,
памятуя о вырожденности генетического кода, предсказывают возможную нуклео-
тидную последовательность части искомого гена и синтезируют вырожденные (до-
пускающие вариации нуклеотидов в проблемных сайтах) зонды. Ими можно «вы-
удить» фрагмент генома с интересующим геном и клонировать его. Вырожденные
зонды/ПЦР-праймеры придут на помощь и тогда, когда ген «ищут» не по белку, а
по похожим генам родственных организмов. Но в любом случае перед клонировани-
ем:
■ планируют, какие получатся у фрагмента концы, в какой рестрикционный сайт
(или пару сайтов) вектора его нужно ввести, в какой ориентации и как для
этого модифицировать;
■ просчитывают способ детекции фрагмента в рекомбинантном клоне бактерий —
какие пары праймеров можно применить для ПЦР, какими рестриктазами выре-
зать из вектора;
■ добиваются приемлемой чистоты фрагмента, для чего его пропускают через
гель (электрофорез в негустой агарозе) или специальные колонки: для очист-
ки раствора ДНК и выделения ее из геля есть замечательные, элементарнейшие
киты.
а Г,
Rmsl48 4
(180т.п.н.)
Хромосомный
дебрис
— »1
я
м
•
pUC19
(2;7т.п.н.)
23S рРНК
(2900 н.)
16SpPHK
(1500 н.)
5S рРНК
(120 н.),
тРНК,
РНК-дебрис
Рис. 18. Электрофореграммы плазмидной ДНК (а) и тотальной РНК (б),
выделенных «вручную» из бактерий. М — маркер (ladder) для оценки
примерных размеров и (при определенных условиях) концентраций моле-
кул, «бежавших» в геле по соседним дорожкам. Верхняя полоска маркера
соответствует 10 т.п.н. Оценить размер такой крупной псевдомонадной
плазмиды, как Rmsl48, с помощью М невозможно, для этого нужны кон-
троли той же весовой категории. Заметна разница в концентрациях об-
разцов крупной низкокопийной плазмиды Rmsl48 и мелкого высококопий-
ного вектора pUC19. Хромосомный дебрис в препаратах векторов из Е.
coli обычно незаметен, а вот при выделении крупных плазмид из других
бактерий с ним приходится мириться. Электрофорез РНК ведут в геле с
формальдегидом, предотвращающим образование РНК-шпилек. В случае то-
тальной РНК маркер бесполезен, потому что всё самое интересное (раз-
норазмерные транскрипты) «размазано» по дорожкам, а индикаторами ус-
пешного выделения служат толстые полоски рибосомной РНК: у прокариот
— 23S и 16S, у эукариот — 28S и 18S.
При создании геномных библиотек (рис. 19) клонируют множество случайных
фрагментов огромных молекул ДНК, и там не до изящных упражнений со стыковкой
концов. Поэтому часто прибегают к неполной деградации исходной ДНК эндонук-
леазой, оставляющей «винегрет» из разноразмерных и взаимно перекрывающихся
фрагментов. Часто это делают с помощью рестриктазы Sau3A, потому что она ще-
пит часто и оставляет концы, идеально стыкующиеся с вектором, разрезанным
BamHI. Для библиотек в более ёмких векторах предпочитают крупнощепящие фер-
менты (рис. 176) . Бывает и так, что хромосому разрывают механически, разом
тупят концы и сшивают с тупыми концами вектора, образованными рестриктазой
типа Smal.
Линкер Клонируемый фрагмент
■ апш шш
Адаптер
щи
Рестриктаза
щи
Т4-лигаза
Рекомбинантный
вектор
Рис. 19. «Лего» для клонирования. Линкеры — тупоконечные короткие
фрагменты ДНК, содержащие один или несколько рестрикционных сайтов.
Адаптеры (переходники) имеют один тупой конец, а другой — «липкий»,
оставляемый какой-то рестриктазой. Линкеры нельзя применять, если
выбранное рестрикционное место есть (предполагается) и в клонируемом
фрагменте: конструкцию «фрагмент—линкеры», в отличие от «фрагмент-
адаптеры» , еще нужно щепить, а значит, вся вставка развалится.
Нередко приходится клонировать только то, что экспрессируется, то есть вы-
делять из клеток не ДНК, а РНК, и затем транскрибировать ее в кДНК. При пра-
вильном подходе «вручную» (фенольной очисткой) можно получить даже больше
РНК, чем китом. И выделять РНК было бы даже легче, чем ДНК, если бы не одно
НО: она молниеносно разрушается вездесущими РНКазами. В отличие от ДНКаз, они
не нуждаются в активирующих катионах, которые можно было бы отнять хелатирую-
щим агентом, и, подобно Фениксу, восстанавливают работоспособность даже после
мощных денатурирующих воздействий. Выход — охлаждение проб жидким азотом,
тщательная стерилизация принадлежностей, ингибиторы РНКаз, безРНКазные пла-
стик и растворы (но здесь главное — не попасть под чары продавцов и включить
разум). Если электрофоретический гель в итоге выдаст типичную картинку (рис.
186) , РНК используют как матрицу для обратной транскрипции, затем по первой
цепи кДНК синтезируют вторую (часто всё это происходит в рамках количествен-
ной ПЦР) и уже двухцепочечную молекулу встраивают в вектор.
На основе кДНК тоже создают библиотеки. Поскольку из нее исключены интроны
(в случае эукариот) и размеры транскриптов варьируют, «тома» получаются раз-
новеликие, но всё же тоньше, чем в геномных библиотеках. Все гены изучаемого
организма туда попасть не обязаны: в условиях, предшествующих выделению мРНК,
они просто могли не экспрессироваться. И это расценивается как большой плюс,
потому что можно создавать «собрания сочинений» отдельных групп клеток или
тканей, «написанных» под действием разных факторов.
Матричную РНК эукариот легко вытащить за поли(А)-хвост поли(Т)-ловушками
(на хроматографической колонке или магнитных шариках). Это повышает шансы до-
быть конкретную молекулу в достаточном количестве.
Подготовка вектора и вставки к клонированию
Это разрезание вектора одной или двумя рестриктазами (в зависимости от то-
го, как нужно ориентировать фрагмент) и модификация концов вектора и/или
фрагмента. Чаще всего дефосфорилируют вектор, но какое-то его количество ус-
тоит и всё равно самозамкнется. Концы фрагмента тупят, если не удалось его
вырезать нужными рестриктазами или ввести подходящие рестрикционные сайты при
ПЦР с полимеразой, оставляющей не тупые концы. Если же тупые концы противопо-
казаны, но получаются помимо воли, к ним просто пристраивают гомонуклеотидные
«хвосты» (ферментом TdT) или коммерческие линкеры/адаптеры (рис. 19).
Лигирование
Тупые концы вектора и вставки Т4-ДНК-лигаза сшивает с меньшей охотой, чем
«липкие», потому нужно затрачивать на их лигирование больше фермента и време-
ни и добавлять ПЭГ. Для оптимального результата в лигазную смесь рекомендуют
вносить вставки раз в 10 больше, чем вектора. Чтобы смесь из-за этого не чер-
пать половником, раствор фрагмента можно сгустить, подвыпарив из него воду в
вакуумной центрифуге. Если же никакой вставки не предусмотрено, то есть нужно
просто замкнуть вектор, смесь должна быть очень разбавленной — располагающей
плазмиды к одиночеству, а не к спариванию с себе подобными. По истечении по-
ложенного срока лигазную смесь вносят в клетки. В особо параноидальных ответ-
ственных случаях ДНК предварительно осаждают этанолом.
Жестких правил обозначения процесса введения нуклеиновых кислот (НК) в те
или иные клетки нет. Чаще всего в статьях подразумевается, что:
■ Трансформация - введение «голой» НК в клетки прокариот и эукариот, кроме
животных; чаще речь идет о невирусной ДНК;
■ Трансфекция - введение «голой» НК в клетки животных (потому что трансфор-
мация ассоциируется с канцерогенезом), а иногда и в другие клетки, если
речь идет о вирусной ДНК;
■ Инфекция - проникновение в клетки вируса (его НК может быть как нативной,
так и рекомбинантной);
■ Трансдукция - перетаскивание вирусом чужеродной НК;
■ Конъюгация - перенос плазмидной ДНК из клетки-донора в клетку-реципиент;
чаще всего происходит между прокариотами одного вида, но возможен и из
бактерий в дрожжи, растения и даже клетки человека.
Способов доставки НК в клетки к настоящему времени известно достаточно мно-
го (табл.), и в каждом используются разные принципы, которые необходимо учи-
тывать в зависимости от типа и назначения клеток. Идеальный метод должен
иметь высокую эффективность трансфекции, низкую клеточную токсичность, мини-
мальное воздействие на нормальную физиологию, а также быть простым в исполь-
зовании и воспроизводимым. Кроме того, эффективность доставки НК зависит не
только от способа трансфекции, но и от происхождения и типа клеток (бактери-
альные , растительные, животные, первичные и т.д.), их состояния на момент
трансфекции, конфлюэнтности (плотности), типа НК и других факторов.
Методы
Преимущества
Недостатки Примеры
Биологические ]
■ вирусная
трансдукция
■ агроин-
фильтрация
■ высокая эф-
фективность
■ простота
■ эффектив-
ность на
диссоцииро-
ванных клет-
ках , срезах
и in vivo
■ потенциальная ■
опасность для ■
исследователя
■ инсерционный
мутагенез ■
■ иммуногенность ■
■ ограничение по ■
размеру ДНК-
вставки!■
1 аденовирусы
1 адено-
ассоциированные ви-
русы
1 лентивирусы
1 ретровирусы
1 вирус простого гер-
песа
1 вирус Синдбис
Физические
■ электропо-
рация
■ фотопорация
■ сонопорация
■ импалефек-
ция
■ микроинъек-
ция
■ «генные
пушки»
■ магнитофек-
ция
■ простые и
понятные
принципы
■ меньшая за-
висимость от
типа клеток
и условий
■ возможность
работать в
масштабе од-
ной клетки
■ необходимость
специального
оборудования
■ трудоемкость
процедуры, тре-
бование навыков
работы и мас-
терства
■ некоторые мето-
ды вызывают по-
вреждение кле-
ток и мембраны
Химические
■ кальций-
фосфатный
метод
■ липофекция
■ катионные
полимеры
■ высокая эф-
фективность
■ простота
■ большой вы-
бор коммер-
ческих реак-
тивов
■ нет ограни-
чений по
размеру мо-
лекулы
■ химическая ток- ■
сичность для ■
некоторых типов ■
клеток ■
■ разная эффек- ■
тивность транс- ■
фекции в зави- ■
симости от типа ■
клеток и усло-
вий
1 ДЭАЭ-декстран
1 полиэтиленимин
1 дендример
1 полибрен
■ фосфат кальция
- DOTAP
- DOTMA
- DOSPA
Биологические методы
Вирус-опосредованная трансфекция, или трансдукция, основана на природном
свойстве вирусов проникать в клетки и внедрять в них свой генетический мате-
риал. Если некоторые вирусные гены заменить на целевые гены, необходимые ис-
следователю, то вирус с такой же эффективностью доставит их в клетку. Транс-
дукция — это высокоэффективный и простой в использовании метод, который проч-
но вошел в лабораторную и клиническую практику.
Используемые вирусные векторы можно разделить на два типа: интегрирующие и
неинтегрирующие. Первые, такие как ретровирусные, лентивирусные и адено-
ассоциированные вирусные векторы, могут интегрироваться в геном клетки-
хозяина и обеспечивать стабильную экспрессию чужеродного гена, тогда как не-
интегрирующиеся векторы (например, аденовирусный вектор) сохраняются в ядре
без интеграции в хромосомную ДНК. Однако при этом экспрессия гена временная
(транзиентная трансфекция).
Основные недостатки вирусной трансдукции - иммуногенность и цитотоксич-
ность. Введение вирусного вектора может вызвать воспалительную реакцию и ин-
серционную мутацию, поскольку он случайным образом интегрируется в геном хо-
зяина. Это может привести к нарушению работы генов-супрессоров опухолей, ак-
тивации онкогенов или мутагенезу кодирующих генов. Еще один недостаток этого
метода - ограниченная ёмкость вирусных векторов. Для сохранения инфекционно-
сти вируса в его геном можно вставить последовательность, которая не превыша-
ет определённые размеры для конкретного вируса. По этим причинам было пред-
принято много усилий для разработки методов невирусной трансфекции клеток, о
которых речь пойдет ниже.
Еще одним биологическим способом является доставка рекомбинантных ДНК в
клетки растений с помощью особых бактерий. Этот метод называется агроинфильт-
рация и заключается в том, что в межклеточное пространство производится инъ-
екция генетически модифицированных бактерий рода Agrobacterium sp. , несущих
целевой ген. Агробактерии переносят в растительную клетку нужную последова-
тельность , которая затем встраивается в геном клетки-хозяина. Этот механизм
ученые позаимствовали у патогенных агробактерии, которые с помощью особых
плазмид (Т±- или Ri-плазмид) внедряют в растительные клетки специальные гены,
заставляющие клетки неограниченно делиться и синтезировать необходимые агро-
бактериям вещества.
-i^^ "*" -"w.
Трансдукция ч*. ^^
frr\
•
\=J
\ ч^ Агроинфильтрация
|\ ^Г\
NN?
" ^Л
Физические методы
В основе физических методов трансфекции лежит принцип пермеабилизации (из-
менении проницаемости) клеточной мембраны с помощью различных физических воз-
действий .
Микроинъекции позволяют напрямую доставлять нуклеиновые кислоты внутрь
клетки (и даже внутрь отельных органелл, например, ядра) с помощью специаль-
ной капиллярной иглы. Этот метод считается высокоточным, но трудоемким, тре-
бует специально обученного персонала или роботизированной системы, которая
отличается точностью и эффективностью, что позволяет предотвратить поврежде-
ние клеток.
Сходный принцип имеет метод, названный импалефекцией, только вместо одной
капиллярной иглы в этом случае используется платформа с расположенными на ней
множественными «наноиглами» — углеродными нанотрубками и другими наноматериа-
лами, на поверхности которых прикрепляются НК. Такие нанотрубки протыкают
клеточную мембрану и НК высвобождаются внутрь клеток.
Электропорация является одним из наиболее широко используемых методов физи-
ческой трансфекции благодаря своей простоте, быстроте и дешевизне. Специаль-
ный прибор — электропоратор — в который помещаются клетки, создает электриче-
ское напряжение для кратковременного повышения проницаемости клеточной мем-
браны за счет образования поровых отверстий, через которые может проникнуть
экзогенная нуклеиновая кислота. Чем больше напряжение, тем крупнее образую-
щиеся поры. Если определить оптимальные условия электропорации, можно быстро
и легко трансфицировать большое количество клеток. Этот метод используется
для переноса НК в широкий круг целевых клеток, включая бактерии, животных и
протопласты растений. Кроме того, электропорацию используют для доставки НК в
трудно трансфицируемые клетки, такие как первичные клетки, стволовые клетки и
линии В-клеток. Однако этот метод ограничен цитотоксичностью, что объясняется
воздействием импульсных электрических полей на биомолекулы, включая изменение
электроконформации липидных мембран, белков и ДНК, а также окислительное по-
вреждение из-за генерируемых активных форм кислорода.
Сонопорация, или трансфекция с помощью высокоинтенсивного ультразвука,
включает использование техники микропузырьков, образующихся при кавитации га-
за, для создания отверстий в клеточной мембране и облегчения переноса генети-
ческих материалов.
Трансфекция с использованием лазера, также известная как фотопорация, опто-
порация или фототрансфекция, основана на использовании импульсного лазера для
облучения клеточной мембраны с образованием временной поры. Когда лазер инду-
цирует пору, нуклеиновые кислоты из среды переносятся в клетку из-за осмоти-
ческой разницы между средой и цитозолем. Лазерный метод позволяет наблюдать
за трансфицируемой клеткой и создавать поры в любом месте клетки, но для это-
го требуется дорогостоящая система лазер-микроскоп.
Электропорация, сонопорация и трансфекция с помощью лазера могут привести к
повреждению клеточной мембраны и необратимой гибели клеток. Для сравнения,
трансфекция с помощью магнита, или магнитофекция, менее разрушительна для
клеток, но в то же время и менее эффективна. Этот метод заключается в присое-
динении нуклеиновых кислот к магнитным частицам оксида железа и перемещении
их в клетки-мишени с помощью магнитов.
Микроинъекция
^
^^0&
Магнитофекция
/
{ s
V—.
(((О
^L^ Сонопорация
Фотопорация
Еще один интересный подход — биолистическая (биологическая баллистическая)
система доставки частиц, которую чаще называют «генной пушкой». Этот метод
был впервые представлен для трансформации растительных клеток, но потом его
расширили для использования в различных организмах, включая бактерии, дрожжи
и клетки млекопитающих, особенно трудно трансфицируемые. Такие «пушки» можно
нацелить на отдельные органеллы, например, хлоропласты и митохондрии. Биолис-
тическая доставка работает путем связывания комплексов нуклеиновых кислот с
атомами металлов, чаще всего вольфарама или золота, и ускорения таких частиц
через вакуум для доставки в целевую клетку или ткань, то есть клетки фактиче-
ски бомбардируются микрочастицами. Биолистический подход помогает сэкономить
время за счет обхода клеточных эндосомальных процессов и делает генный про-
дукт легко доступным внутри клетки.
Химические методы
По сравнению с физическими методами трансфекции химическая трансфекция под-
разумевает использование специальных химических соединений, помогающих пере-
нести чужеродную нуклеиновую кислоту в клетки. Обычно используются вещества,
которые электростатически конденсируют или инкапсулируют нуклеиновые кислоты
в наночастицы или агрегатные комплексы, которые затем связываются с клеточны-
ми мембранами за счет взаимодействий зарядов или связывания с поверхностными
рецепторами. Дальнейшее проникновение внутрь клетки может происходить посред-
ством макропиноцитоза, эндоцитоза, опосредованного клатрином, или эндоцитоза,
опосредованного кавеолами, в зависимости от размера и заряда наночастиц. Как
правило, размер и заряд наночастиц можно регулировать, изменяя соотношение
нуклеиновой кислоты и состава носителя.
Одним из самых первых химических методов трансфекции был кальций-фосфатный
метод, успешно примененный в 1973 году для переноса молекул ДНК в клетки.
Этот метод основан на использовании положительно заряженных ионов кальция для
связывания с отрицательно заряженным остовом НК и образования коприцепитатно-
го комплекса, который затем поглощается клетками. Простота и дешевизна явля-
ются преимуществами данного метода, однако, по эффективности он сильно усту-
пает современным подходам, в которых применяется большое разнообразие химиче-
ских соединений, включая катионные липиды, полимеры, аминокислоты и другие.
Липофекция, или липосомная трансфекция, — это трансфекция с использованием
липидных липосом и на данный момент самый распространенный способ химической
трансфекции животных клеток. В основе метода лежит свойство катионных липидов
(липиды с положительно заряженными головными группами) образовывать в раство-
ре сферообразные везикулы — липосомы. При смешивании нуклеиновых кислот и ли-
покатионов в растворе липосомы образуются спонтанно. При этом молекулы НК ин-
капсулируются внутрь липосом с образованием ДНК-липидных комплексов. Основную
массу применяемых липокатионов составляют фосфолипиды, сходные с фосфолипида-
ми клеточной мембраны. Для большей эффективности слияния липосом с мембраной
и высвобождения НК также добавляют вспомогательные липиды (ко-липиды) и дру-
гие молекулы (полисахариды, пептиды, неорганические соединения). Благодаря
своему размеру, свойствам, а также биосовместимости липосомы являются много-
обещающими системами доставки не только НК, но и лекарств.
Липофекция - это эффективный и простой способ доставки НК в клетки, однако
он часто ассоциирован с высокой токсичностью для клеток из-за избытка заря-
женных липидов. Кроме того, ДНК-липосомные комплексы нестабильны в культу-
ральной среде с добавлением сыворотки.
Менее токсичной, но и менее эффективной альтернативой липосомам служат не-
липосомные катионные липиды (DOTMA, DOTAP, DCChol, DOGS) и катионные полимеры
(ДЕАЕ-декстран, полиэтиленэмин (PEI), полилизин) которые также образуют ком-
плексы с НК (липоплексы и полиплексы, соответственно). Еще один класс необыч-
ных полимеров — дендримеров — способен образовывать комплексы с нуклеиновыми
кислотами — дендриплексы — для транспортировки в клетки. Дендримеры — это вы-
сокомолекулярные соединения со сложной разветвленной архитектурой, часто при-
нимающие сферическую трехмерную форму. Процесс комплексообразования между
дендримерами и НК принципиально не отличается от других катионных полимеров с
высокой плотностью заряда, основан на электростатических взаимодействиях и не
имеет какой-либо специфичности к последовательности. Свойства этих наномате-
риалов делают их очень перспективными для разработки синтетических систем
доставки терапевтических нуклеиновых кислот.
Для трансформации прокариотических клеток рекомбинантной плазмидной ДНК су-
ществует несложный способ, в котором сочетаются методы химической и физиче-
ской трансфекции. Прокариотические клетки, которые способны захватить экзо-
генную ДНК, называют компетентными. «Помочь» клеткам стать компетентными мож-
но с помощью химических соединений, например, хлорида кальция или хлорида ру-
бидия. Полученные химически компетентные клетки далее подвергают «тепловому
шоку» — быстрому кратковременному нагреву от 0 до 40-50 С и быстрому охлажде-
нию. Во время культивирования клеток с химическими веществами происходит пер-
меабилизация мембраны и образование отверстий, а «тепловой шок» катализирует
захват клеткой экзогенной ДНК из раствора.
Кальций
^
зг
■%
-фосфатный метод
л4
А'
/
/1
if
i
'"%.
■т^
~^-=?~
Катионные
полимеры
X
1
f~\
tSv
^^^ш^
$ Аипофекция
/
V
ffX%
Введение ДНК в клетки
Сшитые лигазой невирусные конструкции вводят в бактерий двумя способами:
1. трансформацией компетентных клеток. Чтобы Е. coli приняла чужую ДНК, ее
нужно сделать сговорчивее — подрастить культуру до молодого и бодрого со-
стояния , контролируя оптическую плотность, обработать растворами с хлори-
дом кальция и хранить в глицерине при -70 С, оберегая от стрессов. Зато
после добавления лигазной смеси компетентным клеткам устраивают отменный
тепловой шок, чтобы сделать клеточную стенку проницаемой;
2. электротрансформацией (электропорацией) . Это эффективный способ введения
даже довольно крупных НК. Но если перед процедурой не обессолить лигазную
смесь на диализном фильтре, раздастся большой «бах», и благодарного кле-
точного потомства не получится. Прибор под названием электропоратор гене-
рирует миллисекундные электрические импульсы, пробивающие в стенке клеток
временные поры. Для трансформации Е. coli и псевдомонад хватает напряжения
1,2-1,8 кВ, толстые стенки родококков пробиваются при 2,5 кВ. Для электро-
порации не нужны слишком ранимые компетентные клетки, свежую культуру мож-
но просто соскрести с чашки Петри.
После обеих процедур клетки около часа приводят в чувство в питательном
бульоне, а затем растирают по поверхности селективных сред — трансформирован-
ные бактерии уже готовы к противостоянию антибиотикам, и им предстоит делать
это целую ночь.
В клетки дрожжей ДНК чаще вводят электропорацией, трансформацией сферопла-
стов, трансформацией в присутствии Li Ас или конъюгацией (из Е. coli) , иногда
прибегают к слиянию протопластов. Вообще, у любых клеток с мощной стенкой
(грибов, растений) ее нередко приходится лидировать ферментами или разрушать
механически (хотя бы частично), создавать условия для того, чтобы сферо-
/протопласты вначале не лопались, а после принятия НК восстанавливали стенку.
Электропорация — метод универсальный, но ценители экзотики дырявят оболочки
лазером, ультразвуком и даже наноматериалами. Клетки растений трансформируют
Т-ДНК или биобаллистически (биолистически) — обстреливают из генной пушки
частицами вольфрама или золота с адсорбированной НК. Если хорошенько прице-
литься, можно попасть не только в ядро, но и в митохондрии или пластиды: это
решает, например, вопрос защиты семян растения от модификации. В клетки мле-
копитающих, особенно яйцеклетки, НК часто вводят микроинъекциями либо вируса-
ми, реже упаковывают в липосомы. Обнаруживают клетки с рекомбинантной ДНК по
векторным маркерам или целевому продукту.
Идентификация рекомбинантных бактериальных клонов
Селективные среды подбирают исходя из характеристик бактериального штамма и
использованных маркеров. Стандартный и самый удобный вариант — богатая среда
с антибиотиком, X-Gal и IPTG. Аббревиатуры маскируют совершенно неприличные
названия, нам же достаточно будет понять, какова роль их носителей в гениаль-
ном сине-белом тесте.
Этот тест строится на работе лактозного оперона. В своем природном варианте
он постоянно выключен репрессором, но конформация последнего меняется добрав-
шейся до него из ростовой среды лактозой, и репрессор, освобождая промоторно-
операторную область, разрешает транскрибировать lac-гены. Среди последних
есть явный функциональный лидер, вполне пригодный на роль репортерного гена —
lacZ. Он кодирует р-галактозидазу, расщепляющую лактозу. Таким образом, лак-
тоза в природной системе служит и индуктором lac-оперона, и субстратом для
его продукта.
Для нужд генной инженерии систему перекроили: в хромосоме Е. coli ген lacZ
оставили без начального фрагмента (lacZAM15) , а этот фрагмент — lacZoc — по-
местили в вектор. Соответственно, полноценная р-галактозидаза образуется
только в клетке с вектором. Такой подход называют а-комплементацией: вектор-
ный ос-пептид компенсирует дефект хромосомного гена. Функции лактозы в инже-
нерной системе разделили между двумя ее синтетическими аналогами: IPTG инду-
цирует экспрессию lacZ, a X-Gal расщепляется продуктом lacZ с образованием
синего пигмента. Так можно легко идентифицировать на чашке Петри колонии с
вектором. А чтобы так же легко можно было найти клоны со встроенной в вектор
ДНК, в lacZoc ввели полилинкер. Если в него попадает приличная по размеру
вставка, то рамка считывания lacZoc чаще всего смещается. Результат — отсутст-
вие функциональной р-галактозидазы и белые колонии на среде с X-Gal и IPTG
(рис. 20). Других белых колоний, безвекторных, при правильно подобранной кон-
центрации антибиотика на чашках быть не должно.
Помимо ос-комплементации, отбирать трансформированные клоны можно просто по
устойчивости/чувствительности к антибиотикам, восстановлению прототрофности,
флуоресценции или же с помощью тонких молекулярных операций типа ПЦР или гиб-
ридизации (рис. 21) — всё с колониями. Эти способы более трудоемки, потому
что невозможно сразу приметить колонии с клонированной ДНК и нужно наугад
проверять любые выросшие — со вставкой они или только с вектором?
lacZAM15
Нефункциональная (3-галактозидаза
+ +
LacZcc
LacZa
Вставка
Функциональная (3-галактозидаза Нефункциональная |3-галактозидаза
X-gal
X-gal
; 1
1 Е. coli
+
вектор
AmpR LacZ+
Детекция
Е. coli +
рекомбинантная
| ДНК
AmpR
LacZ
Е. coli
Amps LacZ"
О
Среда + Amp + X-Gal + IPTG
Рис. 20. Сине-белый тест, или Как найти иголку в стоге сена. Объяс-
нение дано в тексте. Синий и белый кружки символизируют цвет бакте-
риальных колоний. AmpR/AmpS — устойчивый и чувствительный к действию
ампициллина фенотип Е. coli. LacZ+/LacZ- — позитивный или негативный
по р-галактозидазе фенотип. Цветовые различия на чашке Петри стано-
вятся отчетливее после нескольких часов в холодильнике.
Лскомый ген
Молекула ДНК
v Агарозный
- Фрагменты
ДНК
Бумажное голотенце
Буфер для
переноса
Гель
|-:^<
Меченый ДНК-
или РНК-зонд4
Губка
.. / Гель
Гибридизационная
мембрана
Мембрана
ДНК, перенесенная
на мембрану
6 Г~~Л
f Образец \
ибридизационная мембрана
Чашка Петри
трансформантов на
селективной среде
Меченые ДНК-зонды,
специфичные к
клонированному гену
с колониями V^-y £_
Положение колоний с
клонирсзанным геном
'.т.'М'Л-'.
ДНК на
1ембране
25 нуклеотидов
Разные блоки с сотнями тыся>
миллионами специфически)
олигонунлеотидоз
Флуоресцентно меченная кДНК
(мРНК, ДНК) изучаемого объекта
Негибридизованная
Рис. 21. Лики гибридизации.
а — Гибридизация по Саузерну. Тестируется ДНК. Перед процедурой ее
фрагментируют. Блоттинг — перенос молекул из геля на мембрану. Может
быть капиллярным, электрическим, вакуумным. Саузерн-блоттинг — пере-
нос ДНК, нозерн — РНК. Если зонд подбирался на основе аминокислотной
последовательности или сиквенсов родственных организмов, гибридизуют
в более мягких условиях: чем меньше ожидаемое соответствие зонда ми-
шени , тем меньше у них шансов спариться при высокой температуре.
б — Нозерн-гибридизация. Тестируется РНК. Ее не режут — транскрипты
и так коротки. Метод капризен, но специфичен. На фото: тотальная РНК
из клеток родококка в агарозном геле; РНК-зонды, меченные дигоксиге-
нином и проявленные антителами к нему на нейлоновой мембране; мем-
брана с проявленным продуктом гибридизации (один из зондов «вытащил»
единый транскрипт двух генов родококка).
в — Гибридизация с колониями (аналог гибридизации in situ). Здесь
удобно применить репликатор: растворить (ресуспендировать) в его
лунках разные колонии и отпечатать их на чашку (обычно так переносят
колонии сразу на несколько селективных сред, сохраняя одинаковую
«картинку») .
г — Гибридизация на микрочипе. Дорога и имеет смысл для определения
множества разных ДНК или РНК в образце. Метят и капают на чип то-
тальную РНК/ДНК/кДНК образца. Заякоренные на подложке олигонуклеоти-
ды комплементарны интересующим участкам тестируемого массива НК.
Блоки, объединяющие одинаковые олигонуклеотиды, дают разную интен-
сивность сигнала при связывании разного количества молекул мишени,
что при определенных условиях говорит о представленности мишени в
образце (то есть, например, о силе экспрессии гена).
Подтверждение успешности клонирования
Чтобы удостовериться, что клон отобран правильно, из него чаще всего выде-
ляют векторную ДНК, а далее возможны варианты. Если никого не интересует экс-
прессия клонированной ДНК, то выделенную конструкцию:
■ обрабатывают теми же рестриктазами, которые использовали для клонирования
(если их сайты не изменены), чтобы вырезать вставку и на электрофорезе
проверить ее размер (рис. 22) ;
■ используют как матрицу для ПЦР, чтобы посмотреть, амплифицируются ли фраг-
менты нужной длины (рис. 22) ;
■ пытаются гибридизовать с зондом, комплементарным участку вставки, то есть
проводят Саузерн-блоттинг (рис. 21);
■ секвенируют с праймерами, комплементарными вставке или полилинкеру пе-
ред/за ней (рис. 22).
Если же рекомбинантная ДНК должна экспрессироваться, работу клонированного
гена проверяют на уровне РНК и/или белка. В зависимости от ситуации для этого
в разной степени пригодны:
■ нозерн-блоттинг (рис. 21);
■ транскрипция in vitro (извлечение из клетки «транскрипционных зачатков» —
комплексов, где инициировалась транскрипция, — для завершения транскрипции
в пробирке с добавлением подходящей РНК-полимеразы и меченых NTP; у эука-
риот вначале извлекают ядра);
■ RT-qPCR;
■ анализ транскриптома: секвенирование или гибридизация на чипах (рис. 21);
■ вестерн-блоттинг;
■ анализ протеома: двумерный электрофорез и масс-спектрометрия.
pUC19 +
фрагмент
1,6 т.п.н./
fcoRI
pUC19£,
fcoRI"
M
M
w
10 т.п.н.
pUC19/
EcoR\/Hind\\\
К M
1 Т.П.Н.
412 п.н. 355 ПшНш
267 п.н. *~~"
a
EcoR\-Hind\\\-
фрагмент (5,5 т.п.н.)|
^^pUC19/
EcoR\/Hind\\\
EcoR\-Hind\\\-
фрагмент (1,6 т.п.н.)!
130 140 150 ♦ 160 ГО 18С
кс :ggg :c :aa :ac :g g a :a :g а с с : : : accg с a :g g :::::gg:gg aaag a: : :a
a
I r,
11 V
47.32.122
'ill*
'Mi
(| ||j(|
й}
Рис. 22. Молекулярные способы подтверждения клонирования,
а — Рестрикционный анализ: слева — линеаризация одной рестриктазой
вектора (контроль) и вектора со вставкой, выделенного из трансфор-
манта (по маркеру можно судить, насколько увеличилась конструкция по
сравнению с «пустым» вектором); справа — выщепление вставки из век-
тора двумя рестриктазами (здесь разрезаны две векторные конструкции
с разными вставками). Все размеры должны соответствовать ожиданиям,
б — Амплификация фрагментов клонированной ДНК по матрице плазмид,
выделенных из трансформантов; К (чистая дорожка) — отрицательный
контроль, когда в ПЦР-смеси есть всё, кроме нужной матрицы. Маркеры
в а и б разные.
в — Секвенирование вставки со специфическим праймером; N (под крас-
ной стрелкой) — неясный аппарату, но иногда ясный глазу, нуклеотид.
Проблема N-ок решается многократным «чтением» с разных сторон одного
и того же куска ДНК, но для простого подтверждения клонирования это
избыточно.
Описанное выше относится и к анализу «библиотечных» трансформантов (библио-
теки, кстати, бывают и экспрессионными). Просто бактериальных колоний придет-
ся отобрать и изучить уйму.
В конце концов заветные микропробирки с рекомбинантной ДНК и обремененными
ею клонами отправятся по морозильникам. Но скоро их придется потревожить — мы
ведь ломали мозги не просто так и хотим извлечь из клонированной ДНК какую-то
пользу. Может, мы будем изучать ее структуру или ее работу, а может, будем
использовать для производства ценных продуктов, конструирования новых метабо-
лических путей или генотерапевтических средств... Так или иначе, но нам, воз-
можно, придется освоить набор инструментов, всегда занимавший видную полку в
генно-инженерной мастерской, — мутагенез. Ну а чтобы процедура стандартного
клонирования закрепилась в памяти, рекомендуем посмотреть коротенькую видео-
иллюстрацию1 прочитанной главы.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
1 https://www.youtube.com/watch?v=sjwNtQYLKeU
Разное
ЦВЕТНАЯ НЕОРГАНИКА
Морозова И.М.
Зелёный
i
1
При попытке точно описать зелёную окраску предмета или существа сравнивать
его с огурцом не очень-то осмысленно: ведь огурцы бывают разных зелёных от-
тенков . Химик, описывая, например, цвет своего автомобиля, скажет: «Он прямо
как кристаллогидрат хлорида никеля», а его сотрудница похвастается своей но-
вой юбкой: «Цветом - ну словно свежеосаждённый гидроксид хрома (III)»1.
Однако мы забегаем вперед. Начнем с простого, а конкретнее - с простых ве-
ществ . А еще конкретнее... Помните, начиная цикл о цветных веществах, мы
предлагали поискать зелёные простые вещества? Увы, такое лишь одно - это всем
известный газ хлор (в переводе с греческого «хлор» и есть «зелёный»). На фо-
тографии его можно увидеть через стенки банки (рис. 4.1).
Хлор скорее жёлто-зелёный, нежели зелёный. Известность хлора довольно пе-
И это вовсе не авторская выдумка! Именно так описала цвет костюма,
приобретенного для защиты диссертации, одна аспирантка химфака МГУ.
чальна: в памяти людской это отравляющий газ, который широко использовался в
первой мировой войне (причем обеими сторонами). Еще им хлорируют2 воду в бас-
сейнах, что не добавляет хлору народной любви. А зря! Ведь делается это для
того, чтобы не допустить распространения болезнетворных микробов и грибков.
/
Рис. 4.1. Хлор
Что же происходит при растворении хлора в воде? Взаимодействуя с молекулами
воды, молекула хлора поляризуется, и хлор частично диспропорционирует:
С12 + Н20 О НС1 + Н0С1
Ключевое слово здесь - частично. Эта часть очень мала, и равновесие реакции
сильно смещено влево. В основном хлор находится в растворе в молекулярной
форме. В этом можно убедиться, просто посмотрев на хлорную воду - насыщенный
водный раствор хлора (рис. 4.2). Она имеет зеленоватый оттенок молекулярного
хлора, в то время как соляная и хлорноватистая кислоты совершенно бесцветны.
Плохо видно? Так ведь раствор, хоть и насыщен, но весьма разбавлен: раствори-
мость хлора в воде при комнатной температуре всего 0,72 г на 100 г воды - это
около 0,1 моль/л. Для сравнения: концентрация соляной кислоты в желудочном
соке такая же.
Ч
Рис. 4.2. Хлорная Рис. 4.3. Экстракция Рис. 4.4. Клатрат
вода хлора тетрахлорметаном хлора
2 Кстати, в последнее время воду часто не хлорируют, а озонируют.
Чтобы лучше разглядеть хлор в хлорной воде, можно прилить к ней немного не-
полярного растворителя и взболтать. Неполярному хлору лучше «живётся» в непо-
лярной среде, поэтому он большей частью туда и перейдет (происходит экстрак-
ция) . А поскольку растворителя взяли мало, то концентрация хлора в нем будет
велика. После взбалтывания хлорной воды с четырёххлористым углеродом СС14 (он
же тетрахлорметан) слой СС14 (внизу) довольно интенсивно окрашивается в жёл-
то-зелёный цвет (рис. 4.3). Можно увидеть окраску и сверху. Это на воде висит
капля СС14. И не проваливается! Смешаться с водой четырёххлористый углерод не
может, а поверхностное натяжение воды не дает капле упасть.
Если хлор пропускать в холодную воду (вблизи О С), то из хлорной воды выпа-
дает осадок, похожий на бледно-зеленоватую пену - это клатрат хлора С12'6Н20
(рис. 4.4).
В жидком и твёрдом хлоре окраска, естественно, ярче, чем в газообразном.
Хлор сжижается при -34 С, а затвердевает при -101 С, образуя жёлто-зелёные
кристаллы (рис. 4.5).
Рис. 4.5. Жидкий хлор в запаянной ампуле (слева) и твёрдый хлор,
Из простых веществ можно ещё вспомнить калий, пары которого имеют сине-
зелёную окраску. Однако вряд ли калий можно назвать полноценно зелёным веще-
ством, все-таки при обычных условиях это металл и выглядит соответственно
(рис. 4.6). Этот образец хранится в ампуле, т. к. на воздухе калий быстро по-
крывается рыхлой неприглядной пленкой продуктов взаимодействия с кислородом.
Рис. 4.6. Калий
Перейдем теперь к сложным веществам и рассмотрим первым делом соединения
самого разноцветного элемента - хрома (кто не помнит: в переводе с греческого
«хром» - «цвет»). Нет такого цвета, в который не было бы окрашено какое-
нибудь соединение хрома. И зелёный - не исключение. Оксид хрома (III) являет-
ся основой краски «хромовый зелёный» (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Порошок Сг20з (слева) и пигмент эсколаит на основе Сг20з
Этому оксиду соответствует амфотерный гидроксид, который иногда получается
зелёным. Например, если к раствору хромита прикапывать кислоту, выпадает се-
ро-зелёный осадок (хорошо виден, как ни странно, сверху на рис. 4.8). Но
будьте осторожны! При осаждении аммиаком из раствора нитрата хрома получается
гидроксид совсем другого цвета.
Рис. 4.8. Гидроксид хрома (III), выпадающий при добавлении кислоты к
раствору хромита (слева) и при добавлении аммиаке к соли хрома.
А в других условиях возможны совсем иные оттенки - синие, чёрные, серые...
Это связано с тем, что выпадающий осадок имеет переменный состав Сг203'хН20, и
реальная структура и состав его частиц (включая адсорбированные ионы и моле-
кулы) очень сильно зависят от условий.
Амфотерность гидроксида проявляется в том, что он реагирует как с кислота-
ми, так и с основаниями. При растворении в щелочах образуется изумрудно-
зелёный раствор хромита (рис. 4.9). Например:
Сг(ОН)3 + КОН = К[Сг(ОН)4] ;
Сг(ОН)3 + ЗКОН = К3[Сг(ОН)б].
Продукт 1-й реакции правильнее назвать тетрагидроксохромат (III) калия, 2-й
- гексагидроксохромат (III) калия.
I
i
Рис. 4.9. Раствор хромита (слева) и раствор соли хрома
При растворении гидроксида в кислотах получаются растворы солей хрома
(III). Часто они тоже зелёные, но другого оттенка (см. рис. 4.9).
Много солей хрома и в твёрдом виде имеют зелёный цвет. Например, кристалло-
гидрат сульфата хрома Cr2 (S04) з'18Н20 или минерал уваровит - силикат кальция-
хрома Ca3Cr2 (Si04) з (рис. 4.10).
Рис. 4.10. Cr2 (S04)3'18H20 (слева) и уваровит.
Но другие соли хрома (III) почему-то оказываются не зелёными, а вовсе даже
фиолетовыми! Почему? Приоткроем тайну в разделе о фиолетовых веществах, а чи-
татель пока может поразмышлять на эту тему и поискать информацию самостоя-
тельно. Позволим себе лишь маленькую подсказку (рис. 4.11)...
Рис. 4.11. Слева направо: [Сг (Н20)б] С13, [Сг (Н20) 5С1] С12Н20 и
[Сг(Н20)4С12]С1-2Н20
Ещё один элемент, образующий множество зелёных соединений - никель. Своим
цветом они обязаны главным образом комплексному катиону [Ni(H20) б]2+, сущест-
вующему в водных растворах и кристаллогидратах. Смотря на разбавленный рас-
твор соли никеля, можно узнать, как выглядит [Ы±(Н20)б]2+ в чистом виде (рис.
4.12) .
Рис. 4.12. Аква-комплекс никеля
Если катион гексаакваникеля разрушить, например, прокаливанием, соединения
никеля приобретают иную, менее приятную окраску жёлтых оттенков.
В твёрдом состоянии окраска солей никеля варьируется, поскольку поглощение
света зависит не только от состава катиона, но и от его окружения, и от кри-
сталлической решётки (рис. 4.13).
У
<A
* "%'* • :Tl4
Рис. 4.13. Слева направо: кристаллогидрат нитрата никеля Ni(NO3) 2' 6Н20,
кристаллогидрат хлорида никеля NiCl2'6H20, карбонат никеля
Концентрированные растворы солей похожи по оттенку на твёрдую соль, по-
скольку в них сильно взаимное влияние ионов. Так, сравните ацетат никеля
Ni(CH3COO)2 в твёрдом виде (кристаллогидрат с 4 молекулами воды) и в растворе
(рис. 4.14) и то же самое для сульфата никеля NiS04 (в твёрдом состоянии -
кристаллогидрат с 7 молекулами воды) (рис. 4.15).
11/тш
Ni(CH3COO)2
насыщ
Рис. 4.14. Ацетат никеля и его раствор
,NiS04
насыщ
Рис. 4.15. Сульфат никеля и его раствор
Из растворов солей никеля под действием щелочей осаждается гидроксид никеля
Ni(OH)2, имеющий основный характер. Осадок имеет салатовую окраску (рис.
4.16) .
ЦТ*
Рис. 4.16. Ni(OH)2
Еще немножко о водных и неводных средах. В школе мы привыкаем к тому, что
соли меди (II) голубые или синие. Но катион меди имеет голубую окраску в вод-
ном окружении, а если молекул воды рядом нет или их мало, то цвет соединения
будет зелёным! Посмотрите на спиртовой раствор хлорида меди (II) (рис. 4.17).
Опять же, при растворении меди в концентрированных кислотах (серной, азотной)
никакой голубой окраски и в помине нет (рис. 4.18).
Рис. 4.17. Раствор
CuCl2 в спирте
Рис. 4.18. Реакции меди с концентриро-
ванными кислотами: слева - с серной,
справа - с азотной.
Если разрушить аквакомплексы меди (II) , переводя медь в более устойчивые
комплексы, то голубая окраска тоже меняется на зелёную (рис. 4.19). Так, при
добавлении тиосульфата натрия к растворам солей меди получаются тиосульфатные
комплексы [Си (S2O3) 2] 2~, при добавлении нитрита - комплексы [Си (NO2) 4] 2~ • И даже
такой привычный нам лиганд, как хлорид, в избытке НС1 или NaCl превращает го-
лубой [Cu(H20)4]2+ в зелёный [СиС14]2~.
Рис. 4.19. Слева направо: комплексы меди с тиосульфатом, нитри-
том , хлоридом
Один из зелёных пигментов - зелень Шееле - тоже является соединением меди
CuHAs03 (рис. 4.20). К сожалению, его использование ограничено тем, что соли
мышьяковистой кислоты ядовиты. Согласно одной из версий, именно они повинны в
смерти Наполеона. Пытаясь объяснить тот факт, что содержание мышьяка в воло-
сах Наполеона превышало норму в 10 раз, учёные обратили внимание на то, что
стены в его покоях были покрыты зелёными обоями, а в качестве зелёного пиг-
мента в те времена использовалась как раз зелень Шееле.
Рис. 4.20. Зелень Шееле
Основный карбонат меди - малахит (СиОН) 2С03 (рис. 4.21), известный всем по
«Малахитовой шкатулке» П. П. Бажова - основа для другой зелёной краски, бра-
уншвейгской зелени.
Рис. 4.21. Малахит: порошок и срез минерала
В похожей гамме окрашены диоптаз - силикат меди Сие (SieOis) '6H20 и бирюза -
фосфат меди-алюминия СиА1б (Р04) 4 (ОН) 8'4Н20 (рис. 4.22).
Рис. 4.22. Диоптаз (слева) и бирюза
Темно-зелёную окраску имеют манганаты (рис. 4.23) - соли не выделенной мар-
ганцовистой кислоты Н2Мп04. Манганаты образуются, когда перманганаты окисляют
что-то в сильнощелочной среде. К сожалению, растворы манганатов устойчивы
лишь при рН выше 14, поэтому в лабораторной реальности долго не «живут», пе-
реходя в гораздо менее красивый бурый оксид марганца (IV).
Рис. 4.23. Слева - раствор манганата, справа - образование ман-
ганата при реакции КМп04 с Na2S03
Зелёный цвет встречается и у соединений кобальта, хотя не слишком часто.
Например, комплекс Со (III) транс-[Coen2Cl2] C1 (напомним, что en - обозначение
этилендиамина) выглядит, как молодая трава (рис. 4.24).
Рис. 4.24. Зелёные соединения кобальта: транс-[Coen2Cl2] C1 (сле-
ва) и ринманова зелень.
Еще одно соединение кобальта - ринманова зелень, или зелень Ринмана CoZn02.
Образование ринмановой зелени используется в химическом анализе. Также она
находит применение как краситель. Часто ее ошибочно называют римановой зеле-
нью. Внимательнее! Риманово пространство - это из математики, а ринманова зе-
лень связана с именем шведского исследователя Свена Ринмана.
Зелёный цвет характерен для аквакомплекса ванадия (III) [V(H20)6]3+ ~ а сле-
довательно, в разные оттенки зелёного будут окрашены содержащие его кристал-
логидраты (рис. 4.25).
Рис. 4.25. VC13'6H20 (слева) и ванадиево-аммонийные квасцы NH4V(S04) 2'12Н20
т3+
«з+
Примеси VJ_r или Сг0_г придают прекрасный зелёный цвет бериллу. Сам по себе
берилл - силикат алюминия-бериллия Be3Al2S±60i8 - бесцветен, но микроскопиче-
ские добавки превращают заурядный минерал в драгоценный изумруд (рис. 4.26).
А содержание железа делает зеленым нефрит Са2 (Mg, Fe) 5Sis022 (ОН) 2 (рис. 4.27),
окраску которого варьируют примеси.
Рис. 4.26. Изумруд
Рис. 4.27. Нефрит
Еще один «зелёный» катион принадлежит семейству редкоземельных элементов
это празеодим (рис. 4.28).
Рис. 4.28. В растворе - хлорид празеодима РгС13, рядом
соль празеодима, нитрат Рг(Ж)з)з
- твердая
И, как обычно, «на закуску» - просто так, полюбоваться - замечательный ком-
плекс (NH4) 2 [M0OCI5] (рис. 4.29). А также не совсем неорганический, но тоже
симпатичный [N±Br2phen2] (рис. 4.30). В формуле комплекса «phen» означает
1,10-фенантролин.
Рис. 4.29. (NH4)2[MoOCl5] Рис. 4.30. [NiBr2phen2]
Голубой
и синий
i
t
Голубой и синий цвета в понимании большинства людей настолько близки, что
они их путают. Тех, кто считает, что голубой - это светло-синий, придется
сейчас разочаровать: эти цвета - спектрально разные, голубому соответствуют
длины волн 485-500 нм, а синему 440-485 нм. Тёмно-голубой цвет (слева вверху)
непохож на синий (справа вверху), а светло-синий (справа внизу) выглядит ина-
че, чем голубой (слева внизу).
I
i
I
J
Почему же возникает путаница? Дело в том, что человеческий глаз относитель-
но слабо восприимчив к коротким длинам волн, а мозг не поощряет тренировать
их различение. Они для нас неактуальны: ни еда, ни опасность обычно не бывают
голубого или синего цвета (сравните, сколько вы знаете жёлтых фруктов, и
сколько - голубых!). Но уважающий себя химик все-таки должен научиться пра-
вильно описывать цвет веществ.
И начнем мы, как обычно, с простых. А именно - с кислорода. Но ведь кисло-
род бесцветен, скажете вы. Ничего подобного! То, что мы не видим газообразный
кислород вокруг себя, еще ничего не значит. Попробуем сконденсировать кисло-
род и тут же убедимся, что это светло-голубая жидкость (рис. 5.1). А в твер-
дом состоянии кислород представляет собой синие кристаллы.
Рис. 5.1. Жидкий кислород Рис. 5.2. Жидкий озон
Почему окраска при переходе от жидкости к кристаллу становится более интен-
сивной? Видимо, сказывается как большая плотность частиц, так и более сильное
межмолекулярное взаимодействие. А при переходе из жидкости в газ концентрация
частиц резко уменьшается, как и их взаимодействие между собой: кислород -
практически идеальный газ.
Другая аллотропная модификация кислорода - озон 03 - тоже окрашена, причём
более интенсивно. В газообразном состоянии озон синеватый. И опять возможны
возражения: почему при озонировании воздуха приборами или разрядом молнии мы
не видим синего цвета? К счастью, концентрация образующего озона очень мала,
поэтому окраска и не видна. К счастью - потому что озон токсичен из-за своей
крайне высокой окислительной способности.
При сжижении озон становится темно-синим, цвета индиго (рис. 5.2). А твёр-
дый озон вообще почти чёрный, с фиолетовым отблеском.
Теперь обратимся к сложным веществам. И прежде всего на ум приходит вода -
бесцветная прозрачная жидкость... Стоп! А как же цвет? На самом деле есть ос-
нования полагать, что чистая вода голубая. Просто ее окраска столь слабая,
что в стакане и даже в ванне незаметна. Но в большом объёме голубой цвет ста-
новится виден (рис. 5.3). Правда, примеси могут придать природной воде самые
разные цвета: от зелёного до красного.
Среди соединений элементов главных подгрупп голубой и синий цвета очень
редки. Из них необходимо упомянуть оксид азота (III) N2O3 - это тёмно-синяя
жидкость, образующаяся из смеси N0 и N02 при охлаждении (рис. 5.4). Внутрен-
ность U-образной трубки на фотографии окрашена оранжевым из-за присутствия
N02 над жидкостью.
Рис. 5.3. Вода
Рис. 5.4. N203
Еще одно соединение азота - NOCF3 - представляет собой синий газ.
Любопытна окраска некоторых образцов галита NaCl и сильвинита - смешанного
хлорида калия-натрия KCl-NaCl (рис. 5.5). Красные вкрапления обусловлены при-
месью ионов железа, а синий цвет - дефектами кристаллической структуры (избы-
ток ионов металла приводит к появлению вкраплений коллоидных металлических
частиц размером 50 - 80 нм, поглощающих свет).
Рис. 5.5. Сильвинит
И все же наиболее полно сине-голубая гамма раскрывается в соединениях пере-
ходных металлов. Так, соединения меди (II) в водном растворе имеют голубую
окраску за счет катиона тетрааквамеди [Cu(H20)4]2+ (рис. 5.6). При добавлении
к ним щёлочи выпадает желеобразный осадок темно-голубого цвета. Его обычно
считают гидроксидом меди Си(ОН)2, однако это, как правило, осадок основных
солей меди. Истинный гидроксид, получаемый в избытке щёлочи, имеет более си-
нюю окраску.
Рис. 5.6. Слева направо: аквакомплекс меди (II) в растворе; ос-
новная соль меди; Си(ОН)2, раствор тетрагидроксокупрата
А если прилить к гидроксиду меди концентрированный раствор щёлочи, то вне-
запно оказывается, что Си(ОН)2 может проявлять и кислотные свойства, раство-
ряясь с образованием синего раствора тетрагидроксокупрата [Си(ОН)4]2~ (см.
рис. 5.6).
Голубой цвет аквакомплекса присущ кристаллогидратам хлорида меди СиС12'2Н20
и сульфата CuS04'5H20 (всем известный медный купорос) (рис. 5.7).
Рис. 5.7. СиС12'2Н20 и CuS045H20
Чем крупнее кристаллы медного купороса, тем ярче и синее их окраска (рис.
5.8). Но если медный купорос прокалить, кристаллогидрат теряет воду, а вместе
с ней и окраску, так как катион тетрааквамеди разрушается.
Рис. 5.8. Кристаллы медного купороса разного размера
Многие соли меди имеют окраску из этой же гаммы. Влажные кристаллы нитрата
меди Си(N03) 2' 6Н20, содержащие катион тетрааквамеди, пронзительно-синие. Но
другой кристаллогидрат нитрата меди Си (Ж)з) 2'ЗН20 имеет цвет ближе к сине-
зелёному (рис. 5.9). Ацетат меди (II), строение которого напоминает ацетат
хрома (II) - CU2 (CH3COO) 2'2Н20 - обладает густым сине-зелёным оттенком (рис.
5.10) .
Рис. 5.9. Cu(N03)2'6H20 (слева) Рис. 5.10. Ацетат
и Cu(N03)2'3H20 меди (II)
А вот прожилки ярко-синего минерала азурита Сиз (ОН) 2 (СОз) 2 в породе (рис.
5.11). Азурит - ещё один основный карбонат меди, наряду с малахитом. Однако
не стоит путать азурит и лазурит. Лазурит - тоже минерал, и тоже синий (рис.
5.12), но меди в нем совсем нет, его упрощенная формула 6Na (AlSi04) Na2S, a
название прямо указывает на синий (лазурный) цвет.
Рис. 5.11. Азурит
Рис. 5.12. Лазурит
Алюмосиликаты-сульфиды натрия с другим соотношением компонентов отличаются
другими оттенками (рис. 5.13). Не так уж редко имеют голубые оттенки минералы
на основе силикатов алюминия и алюмосиликатов: например, амазонит К[А1308] и
топаз Al2[Si04] (F,OH)2 (рис. 5.14).
Рис. 5.13. Алюмосиликаты-сульфиды натрия: слева - 3NaAlSi04 Na2S,
справа - основа краски «ультрамариновый зелёный» NaAlSi04'Na2S
Рис. 5.14. Амазонит (слева) и топаз
Вернёмся к соединениям меди. Яркую васильково-синюю окраску имеют комплекс-
ные соединения меди (II) с многоатомными спиртами, например, с глицерином
(рис. 5.15). Очень похоже выглядит аммиачный комплекс меди (II) - тетрааммин-
медь [Cu(NH3)4]2+.
Рис. 5.15. Глицериновый (слева) и аммиачный комплексы меди (II)
Аммиачные комплексы никеля тоже синие (рис. 5.16), но их окраска менее ин-
тенсивна по сравнению с тетраамминмедью (рис. 5.17). Однако если прилить
больше аммиака к аммиачному комплексу никеля и/или разбавить аммиачный ком-
плекс меди, цвета станут одинаковыми.
Рис. 5.16. [Ni(NH3)6]Br2 (слева) и [Ni (NH3) б] (N03) 2
Ml
Рис. 5.17. Аммиачные комплексы никеля и меди: слева - при одина-
ковых концентрациях (раствор [Ni (NH3) 6]
выровняли изменением концентраций
2+
левее) , справа - цвета
В сине-голубой гамме выступает также кобальт. При приливании щёлочи к рас-
творам его солей выпадает синий осадок (рис. 5.18). Раньше его считали разно-
видностью гидроксида кобальта, однако, на самом деле это - основная соль ко-
бальта (II). При стоянии в избытке щёлочи синяя окраска постепенно превраща-
ется в розовую (образуется истинный гидроксид кобальта).
Рис. 5.18. Основная соль кобальта (слева) превращается в гидро-
ксид кобальта (справа)
В неводном окружении ион кобальта имеет приятный синий цвет, как вы можете
убедиться, посмотрев на раствор C0CI2 не в воде, а в спирте (рис. 5.19) . Если
прокалить кристаллогидрат СоС12 в токе хлороводорода, чтобы исключить гидро-
лиз, то можно получить синий безводный хлорид кобальта (рис. 5.20).
Рис. 5.19. Раствор C0CI2 в спирте Рис. 5.20. Безводный C0CI2
Известен роданидный комплекс кобальта (II) [Co(SCN)4]2 синего цвета, однако
по сравнению с роданидом железа (III) он гораздо менее устойчив и бледнее ок-
рашен . Синюю окраску можно достаточно четко наблюдать лишь при сливании кон-
центрированных растворов соли кобальта и роданида (рис. 5.21). А для получе-
ния сигнала в реальном анализе приходится экстрагировать комплексное соедине-
ние изоамиловым эфиром.
Рис. 5.21. [Co(SCN)4]2"
Замечательная тенарова синь - алюминат кобальта Со(А102)2 (рис. 5.22). Это
вещество применяется в живописи как масляная и акварельная краска, использу-
ется для окрашивания стекла и керамики.
Рис. 5.22. Тенарова синь и изделие с гжельской росписью
Именно образование алюмината кобальта при прокаливании СоО (серо-чёрная ис-
ходная краска) с алюмосиликатами (полевой шпат и каолин, входящие наряду с
кварцем в массу для приготовления гжельской керамики), придает синий цвет
гжельской росписи.
Познакомимся еще с двумя красками. Это берлинская лазурь, которую можно по-
лучить взаимодействием жёлтой кровяной соли K4[Fe(CN)6] с Fe3+, и турнбулева
синь, выпадающая в осадок при взаимодействии красной кровяной соли
K3[Fe(CN)6] с Fe2+ (рис. 5.23).
Рис. 5.23. Берлинская лазурь (слева) и турнбулева синь
Разные названия возникли исторически. Берлинскую лазурь изобрёл в начале
XVIII в. красильный мастер Дизбах (угадайте, где он жил?). Производили ее из
сухой бычьей крови. Турнбулева синь названа по шотландской фирме «Артур и
Турнбуль», производившей краски, она получена в конце XVIII в. Исключительно
интенсивный цвет сделал эти краски конкурентоспособными в сравнении с тради-
ционным ультрамарином: их эффективность была выше в 9 раз.
Раньше считалось, что берлинская лазурь и турнбулева синь - разные вещест-
ва, т.е. что в первой реакции образуется Fe3 [Fe (CN) б] 2, а во второй
Fe4 [Fe(CN) б] з • Однако проведенные исследования показали, что состав и строение
продуктов одинаковы, причем катионы Fe2+ и Fe3+ распределены между внутренней
и внешней координационными сферами статистически. Обе краски имеют одинаковый
состав KFe[Fe(CN)6] и выглядят одинаково.
Комплексные ферроцианиды калия-железа используются для качественного анали-
за растворов на присутствие даже очень малых количеств ионов Fe2+ и Fe3+: си-
нее окрашивание можно заметить, даже если в литре раствора содержится всего
О,7 мг железа!
По сравнению с этими веществами соли железа (II) вообще не окрашены! Одна-
ко, если хорошенько приглядеться, сульфат железа (II) FeS04'7H20 имеет слабый
голубоватый оттенок (рис. 5.24).
Рис. 5.24. FeS04'7H20
Рис. 5.25. СгС12 в растворе
Соли хрома (II) тоже голубые. Их окраска хорошо видна (рис. 5.25). Но полу-
чить Сг (II) непросто: на воздухе он тут же окисляется до Сг (III) . В этой
пробирке провели восстановление СгС13 атомарным водородом. Откуда же в про-
стой пробирке атомарный водород? Присмотритесь: на дно насыпан цинк. К цинку
приливают соляную кислоту. Водород в момент выделения, не соединяясь в моле-
кулы, восстанавливает Сг3+ до Сг2+. Чтобы в пробирку не поступал воздух и не
окислял Сг2+ обратно, её затыкают пробкой, только не плотной резиновой, а
ватной: ведь избытку водорода надо выходить.
У ванадия наиболее устойчива степень окисления +4, амфотерный оксид ванадия
(IV) VO2 имеет синий цвет. Но соединения ванадия (IV) никогда не образуют ка-
тионов V4+ в водном растворе, ведь такие многозарядные ионы сразу гидролизу-
ются. Ванадию (IV) отвечают соли ванадил-катиона V02+ голубого цвета (рис.
5.26) .
Рис. 5.26. Кристаллогидрат сульфата ванадила VOS04'3H20 (слева) и
двойной сульфат калия-ванадила VOSO4K2SO4
И в заключение - молибденовые сини переменного состава М02О5Н2О, M04O11H2O,
Мо802з'8Н20 и т. п., образующиеся при восстановлении Мо03 в растворе при рН
около 4 (рис. 5.27).
Рис. 5.27. Молибденовая синь
Фиолетовый
i
t
Начнём, как всегда, с простых веществ. На первый взгляд, фиолетовых простых
веществ нет. Но первый взгляд, как мы уже убеждались, например, обращаясь к
оранжевому цвету, не всегда верен. Твёрдые темно-серые кристаллы йода при на-
гревании легко переходят в фиолетовые пары (рис. 6.1), окраска которых столь
интенсивна, что при большой плотности они кажутся почти чёрными.
1
ш
Рис. 6.1. Пробирка с йодом Рис. 6.2. Раствор йода в СС14
нагретая тёплой водой
По-гречески «иод» как раз и означает «фиолетовый». Такую окраску йод имеет
не только в парах, но и во многих неполярных растворителях, таких как четы-
реххлористый углерод (рис. 6.2).
Фиолетовые растворы в неполярных растворителях присущи не только йоду, но и
еще одному замечательному простому веществу - фуллерену (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Раствор Рис. 6.4. Красный
Ceo в бензоле фосфор
А пары натрия обладают пурпурной окраской, что тоже очень похоже на фиоле-
товую .
Фиолетовый оттенок, как мы уже упоминали в разделе о красном цвете, имеет
красный фосфор (рис. 6.4). Некоторые даже выделяют отдельную аллотропную мо-
дификацию - фиолетовый фосфор. Но между красным и фиолетовым фосфором нет
принципиальных структурных различий, и красный фосфор всегда немножко фиоле-
товый. В большинстве литературных источников красный и фиолетовый фосфор счи-
тают всё-таки одним веществом.
Перейдём теперь к сложным веществам. Фиолетовый цвет в растворе имеют аква-
комплексы титана (III) (рис. 6.5). Правда, они легко окисляются до соединений
титана (IV), и если оставить раствор [Т±(Н20)б]3+ на воздухе, он потеряет ок-
раску (что и произошло в пробирке слева).
Рис. 6.5. Слева - аквакомплекс Ti (III), справа - результат его
окисления на воздухе
Хром - элемент, для соединений которого характерны все цвета радуги, в том
числе фиолетовый. Сине-фиолетовую окраску имеет аквакомплекс хрома (III)
[Сг(Н20)б]3+ и в растворе (рис. 6.6), и в соединениях, содержащих этот ком-
плексный ион - кристаллогидратах солей хрома (рис. 6.7).
Рис. 6.6. Аквакомплекс Сг (III)
Рис. 6.7. Кристаллогидраты Сг (III): хромокалиевые квасцы
KCr (S04)2'12H20 (слева) и нитрат хрома (III) Cr (N03) 310Н20
Если хотя бы одна из молекул воды уходит из координационной сферы хрома,
фиолетовая окраска исчезает, и появляется зеленая. Это происходит, если на-
греть фиолетовый раствор соли хрома или прокалить кристаллогидрат. Молекулы и
ионы в координационной сфере (лиганды) влияют на электронную оболочку цен-
трального атома, своим электрическим полем изменяя его энергетические уровни.
А если меняется энергетическая разница между уровнями, то атомы поглощают
свет с другой длиной волны. Поэтому окраска соединений хрома (и не только
хрома!) чувствительна к ближайшему окружению его атомов.
Еще немного о хроме (III). Его гидроксид с условной формулой Сг(ОН)3 рас-
творяется в концентрированном растворе аммиака с образованием фиолетового ам-
миачного комплекса [Cr(NH3)6]3+ ~ гексааммин-хрома (III). Этот фиолетовый от-
тенок дальше от синего (рис. 6.8).
Рис. 6.8. [Cr(NH3)6] (на дне Рис. 6.9. Безводный СгС13
пробирки - не полностью рас-
творившийся гидроксид хрома
Очень красив (и совершенно непохож на зеленый кристаллогидрат СгС13'6Н20
безводный хлорид хрома СгС13 (рис. 6.9).
От хрома логично перейти к его собрату по ряду Зс1-элементов и соседу справа
- марганцу. Перманганаты - соли марганцевой кислоты НМп04, существующей лишь
в растворах - интенсивно окрашены, и как раз в фиолетовый цвет. Перманганат
калия (рис. 6.10) - сильный окислитель, участник страшных окислительно-
восстановительных реакций, которые так любят задавать уравнивать в школе,
всем известная «марганцовка», которую раньше было так легко купить в аптеке.
Рис. 6.10. Перманганат калия (справа - более крупнокристалличе-
ский образец, который выглядит почти чёрным)
Перманганатные растворы окрашены столь густо, что для наблюдения классиче-
ской фиолетовой или розовой окраски, описанной в учебниках, приходится очень
сильно их разбавлять (рис. 6.11).
Рис. 6.11 .Растворы КМп04 слева - раствор умеренной концентрации,
справа - сильно разбавленный
Фиолетовый цвет имеют и другие перманганаты. Например, очень красив перман-
ганат трифенилтетразолия (рис. 6.12). Соли, содержащие катион трифенилтетра-
золия, используются как реагенты в биохимических анализах.
Рис. 6.12. Сохнущий осадок перманганата трифенилтетра-
золия на фильтре
Небольшой примеси соединений марганца приписывают фиолетовую окраску мине-
рала чароита - основного силиката K(Ca,Na) 2Si4Oi0 (OH,F) Н20 (рис. 6.13). Един-
ственное в мире месторождение чароита находится на стыке Якутии и Иркутской
области. Первооткрыватель месторождения Юрий Гаврилович Рогов однажды зашёл в
минералогический музей Лувра, который претендовал на наличие полной коллекции
всех минералов Земли, и, показав пластинку из сиреневой породы, попросил оп-
ределить минерал. Сотрудники музея были вынуждены признать, что такого мине-
рала у них нет.
Фиолетовую окраску другого минерала - аметиста, разновидности кварца (рис.
6.14) - ранее объясняли микроскопическими примесями оксидов железа или мар-
ганца, теперь же появилось предположение, что аметист включает органическое
красящее вещество.
Рис. 6.13. Чароит
Рис. 6.14. Аметист
А флюорит, он же плавиковый шпат CaF2 обязан разнообразными окрасками де-
фектам кристаллической структуры, полученным в результате радиационного облу-
чения и нагревания. Флюорит бывает, в том числе, и фиолетовым (рис. 6.15) .
Рис. 6.15. Флюорит
В разделе про оранжевый цвет мы упоминали, что аквакомплекс железа (III)
почти бесцветен. Настало время уточнить: это «почти» - фиолетовое! Окраска
очень бледная, однако, наблюдается в хорошо сформированных кристаллах (рис.
6.16) .
Говоря о фиолетовом цвете, нельзя не упомянуть о розовом. Граница между от-
тенками этих цветов очень размыта. Очень разбавленные водные растворы перман-
ганата выглядят скорее розовыми, как и разбавленные неполярные растворы йода
и фуллерена. Поэтому вспомним, что соли марганца (II) обладают розовой окра-
ской, в растворах почти незаметной, но видной в кристаллическом состоянии
(рис. 6.17).
У У ' '■' ■ (>
I г
Л
Рис. 6.16. Железоаммонийные квасцы NH4Fe (S04) 2'12Н20 (слева) и
кристаллогидрат нитрата железа Fe(NO3) з'9Н20
С"
Рис. 6.17. Слева направо : сульфат MnS04' 5Н20, хлорид МпС12' 4Н20 и
ацетат марганца Мп (СН3СОО) 2'2Н20
Из растворов солей марганца (II) при добавлении сульфида аммония выпадает
сульфид марганца MnS телесно-розового цвета, описанного в научных журналах
позапрошлого века как «цвет бедра испуганной нимфы» (рис. 6.18). Интересно,
что сульфид марганца существует в виде трёх кристаллических модификаций, одна
из которых зелёная (а), другая красная (Р), а третья - розовая (y).
Рис. 6.18. MnS
Гидроксид марганца (II) Мп(ОН)2 - еще более бледный осадок, постепенно бу-
реющий на воздухе из-за окисления (рис. 6.19).
Рис. 6.19. Окисление Мп(ОН)2 на воздухе
А вот марганцевый минерал - родонит, силикат кальция-марганца CaMn4 (Si50i5)
(рис. 6.20). Он назван так из-за ярко-розовой окраски, переходящей в фиолето-
вую. Родохрозит (Mn,Fe)C03 тоже получил название по розовому цвету (рис.
6.21) .
Рис. 6.20. Родонит
Рис. 6.21. Родохрозит
Разнообразная розовая, фиолетовая и розово-фиолетовая окраска характерна
для соединений кобальта. Аквакомплекс кобальта [Со(Н20)б]2+ розовый. Его можно
наблюдать в водных растворах солей кобальта (рис. 6.22), а также в многочис-
ленных кристаллогидратах (рис. 6.23).
Рис. 6.22. Аквакомплекс кобальта
Рис. 6.23. Слева направо: сульфат CoS04' 7Н20, ацетат
Со(СН3СОО)2'4Н20 и хлорид кобальта СоС12'6Н20
Кристаллогидрат хлорида кобальта может при определённых условиях (например,
в сухом воздухе) терять молекулы воды, превращаясь в светло-розовый СоС12'4Н20
и сиреневый СоС12'2Н20 (рис. 6.24). И наоборот, во влажном воздухе дигидрат
превращается обратно в тетрагидрат. Благодаря этому свойству хлорид кобальта
применяют для изготовления индикаторной бумаги, с помощью которой определяют
атмосферную влажность.
Рис. 6.24. Тетрагидрат (слева) и дигидрат хлорида кобальта
При добавлении фосфата к раствору соли кобальта выпадает осадок фосфата ко-
бальта Со3(Р04)2 приятного глазу оттенка - основа пигмента «кобальт фиолетовый
тёмный» (рис. 6.25). А щёлочи осаждают из растворов розовый гидроксид кобаль-
та Со(ОН)2 (рис. 6.26). Напомним, что розовый осадок может получиться не сра-
зу: в недостатке щёлочи вначале образуются синие основные соли кобальта (см.
предыдущий раздел).
• К/
Рис. 6.25. Со3(Р04)2 Рис. 6.26. Со(ОН)2
В розово-фиолетовую гамму попадает и аммиачный комплекс кобальта
[Co(NH3)5Cl]Cl2 (рис. 6.27) .
Кобальтовые минералы кобальтин CoAsS и эритрин Соз (As04) 2'8Н20, обычно
встречающиеся вместе, образуют красивые фиолетовые прожилки в породе (рис.
6.28) .
Рис. 6.27. [Со (NH3) 5CI] CI2 Рис. 6.28. Кобальтин и эритрин в породе
Фиолетовый цвет характерен для аквакомплексов редкоземельного элемента не-
одима (рис. 6.29). А кристаллогидраты другого лантаноида - эрбия - розовые
(рис. 6.30).
Рис. 6.29. Слева направо: раствор нитрата неодима; кристаллогид-
раты нитрата Nd(N03) з'6Н20 и сульфата неодима Nd2 (S04) з'8Н20
Рис . 6.30. Нитрат эрбия Er (N03) з'5Н20
Еще один элемент - родий - получил своё название по темно-розовому цвету
своих соединений (рис. 6.31).
Рис. 6.31. Раствор Na3 [RhCl6]
«На закуску» полюбуемся на «фиолетовую кислоту» (рис. 6.32). Что это за
фиолетовая окраска, получающаяся, если полоску меди опустить в концентриро-
ванную серную кислоту и добавить немного нитрита натрия NaN02? Никто в этом
толком не разобрался! Можете включить фантазию и подумать, какие ионы и ком-
плексы могут образоваться в такой системе. Любопытно, что разную окраску дают
в такой ситуации и некоторые другие металлы.
Рис. 6.32. «Фиолетовая кислота»
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)