Пора залезть в дебри умопомрачительной сложности питания. Я хочу познакомить вас с ферментом под названием оксидаза со смешанной функцией (ОСФ), окончательно превратившим меня из редукциониста в холиста.
Поделиться знаниями о функциях ферментов, этих удивительно сложных и мощных молекул, отвечающих за каждую химическую реакцию в нашем организме, — лучшее, что я смог придумать, чтобы показать сложность воздействия питания на здоровье и ее несоответствие редукционистской модели научного поиска.
Арахис и рак печени
Как уже упоминалось во введении, моим первым официальным исследовательским проектом в качестве профессора Виргинского политехнического института в далеком 1965 году был анализ образцов арахиса на предмет наличия афлатоксина.
Незадолго до этого было доказано, что афлатоксин, вырабатываемый плесневыми грибами Aspergillus flavus, — очень сильный канцероген для лабораторных крыс.
В списке самых популярных в США продуктов арахис занимает почетное место рядом с молоком и стейками. Он помогает занять руки на светских приемах и входит в состав любимых школьниками бутербродов с арахисовым маслом и вареньем. Поэтому сама мысль, что в нем может быть плесневый канцероген, вселяла ужас. Беспокоило и то, что для развития рака печени у крыс достаточно незначительного количества афлатоксина, что делало его самым мощным химическим канцерогеном за всю историю, по крайней мере для крыc.
Задачей моей команды было узнать что-то о климатических и географических условиях, благоприятных для роста Aspergillus flavus. Мы изучили несколько съедобных растений, но сосредоточились именно на арахисе.
Вскоре декан Чарли Энджел, пригласивший меня в Виргинский институт, предложил поучаствовать в разработке национальной программы детского питания на Филиппинах совместно с манильским Департаментом здравоохранения. Проект финансировался USAID*. Одной из наших главных целей было найти сравнительно недорогой источник белка для детей, который можно выращивать в местных условиях. Очевидным ответом, по крайней мере для нас, стал арахис. Он богат белком, его любят дети, и он растет как на дрожжах в самом разном климате. Была только одна проблема: афлатоксин.
Перед тем как начать выращивать арахис и восполнить недостаток белка, надо было понять и решить проблему потенциального заражения. Поскольку раньше я занимался этим веществом, задача была поручена мне. Создав и оснастив аналитическую лабораторию в Маниле, мы с филиппинскими коллегами начали исследовать главный источник пищевого афлатоксина. Это арахис или что-то другое? Действительно ли люди, которые едят зараженные продукты, чаще болеют раком печени? Если да, можно ли убрать афлатоксин или нейтрализовать его действие, чтобы сделать арахис источником белка для бедняков?
* USAID — United States Agency for International Development — Агентство США по международному развитию. Прим. пер.
Арахисовое масло содержит афлатоксин
Мы начали искать на рынке продукты с арахисом. Лущеные орехи — самая дорогая разновидность, которую могли позволить себе только состоятельные люди (образцы мы получили на приеме в американском посольстве!), — практически не содержали афлатоксина. А дешевое арахисовое масло, которое ели в городах вроде Манилы, было сильно загрязнено. Все 29 проб, которые мы собрали, содержали в среднем 500 частиц афлатоксина на миллиард (част/млрд), а иногда и 8600 част/млрд. Эти результаты настораживали, поэтому FDA предложила установить верхнюю границу «безопасного» уровня 30 част/млрд (позже ее снизили, потому что даже такие концентрации вызывают серьезные отравления и рак у крыс, радужной форели и молодых утят).
Чтобы узнать причины огромной разницы в уровне афлатоксина в цельных орешках из посольства и арахисовом масле, я вместе с эмиссаром FDA на Филиппинах посетил маслодельный завод. Ответ был виден невооруженным глазом. Орехи в скорлупе попадали на конвейер, который проходил вдоль ряда рабочих, а затем в измельчитель и большой варочный котел. Рабочие отбирали лучшие орехи, а остальное шло в арахисовое масло. Хорошие, красивые ядра оказывались в пакетах, плохие — в бочке с маслом. Под «плохими» я подразумеваю ядра неправильного цвета, часто сморщенные, то есть, скорее всего, пораженные грибком. Они, как мы потом выяснили, содержали до 2 млн частиц афлатоксина на миллиард; даже одно зараженное грибком ядрышко могло испортить всю партию масла и поднять уровень афлатоксина выше нормы.
Благодаря дополнительному финансированию национальных институтов здравоохранения я провел быстрый поиск возможных потребителей афлатоксина и выяснил, что, как и в США, больше всего арахисового масла едят дети. Поскольку я предполагал, что практически все масло заражено, мы с сотрудниками посещали дома и спрашивали людей, едят ли они арахисовое масло, и если да, можно ли выкупить вскрытую баночку для анализа на афлатоксин. Мы просили матерей оценить, когда и сколько масла было съедено за предыдущие сутки и двое суток, и на основе этого оценивали фактическое потребление афлатоксина, а также собирали образцы мочи у всех членов семьи, чтобы в ходе дальнейших исследований измерить содержание продуктов распада афлатоксина в моче в качестве надежного маркера его потребления.
Я получил оценки потребления и выведения афлатоксина и смог показать, что его метаболиты появляются только в образцах мочи лиц, потребляющих зараженное арахисовое масло. Мы выяснили, что люди, потребляющие продукты с афлатоксином, выделяли с мочой метаболиты с доказанным канцерогенным действием в исследованиях на животных.
Фермент ОСФ (оксидаза со смешанной функцией)
В течение всего периода исследований я, как и другие ученые, считал, что афлатоксин может быть мощным канцерогеном не только для животных, но и для человека. Но я понимал и то, что пока это не доказано — по крайней мере, в независимых исследованиях. В то время мы знали, например, что мыши, в отличие от крыс, не подвержены его влиянию, а если эти близкородственные виды реагируют по-разному, возникает мысль, что люди тоже могут быть к нему устойчивы. Надо было еще многое узнать о связи афлатоксина с раком: важен ли он для человека, и если да, каков причинный механизм?
Изучая эти вопросы, я начал с допущения, что в процессе участвует фермент ОСФ, так как свидетельства его связи с афлатоксином и раком были опубликованы группой британских исследователей. Они показали, что ОСФ отвечает за превращение афлатоксина не в один, а в несколько менее канцерогенных продуктов, выделяющихся с молоком и мочой. Чем эффективнее фермент (чем выше его «активность»), тем больше обезвреживается афлатоксина; повышение активности ОСФ может снизить риск рака печени.
Примерно тогда же исследователи выяснили, что активность ОСФ можно модифицировать — ускорять, замедлять, изменять — с помощью определенных факторов, например лекарств. В нашей лаборатории мы открыли, что повышение содержания белка в пище усиливает активность ОСФ. Наверное, белок можно использовать для повышения активности ОСФ и быстрой остановки рака.
Затем я наткнулся на вышедшую в 1968 году индийскую работу, которую упоминал в главе 3. В ней было показано противоположное: высокое содержание белка в пище усиливает вызванное афлатоксином развитие опухоли. Но это невозможно! Всеми любимые белки вызывают рак? А ведь они использовали казеин — основной белок коровьего молока, самого полезного напитка в мире. Мне надо было узнать об этих результатах подробнее и либо воспроизвести их, либо забыть.
Одновременно я открыл не менее тревожный факт: рак печени на Филиппинах намного чаще возникал не у детей, потреблявших больше афлатоксина, а у ребят из богатых семей, которые ели больше белка вообще и «качественного» животного в частности. Индийское исследование связи белка с опухолями и связь животного белка с раком на Филиппинах заставило мой мир пошатнуться. Больше белка предотвращает или вызывает рак?
Возможным ключом к решению этой загадки был ОСФ — удивительный фермент, который оказался замешан и в инициации рака печени афлатоксином, и в его выведении из организма. Что происходит? Пищевой белок ускоряет преобразование афлатоксина ОСФ в нетоксичные водорастворимые производные? Или он активирует афлатоксин, создавая страшные канцерогенные метаболиты? Или и то и другое?
Мы чувствовали, что приблизились не просто к способу нейтрализации или стимулирования спровоцированного афлатоксином рака печени, и строили теории, что ОСФ может быть ключевым фактором вызова и остановки рака не только в печени, но и, возможно, в других тканях.
Это парадоксальное действие белка намекало на причину, которую мы впоследствии нашли:
ОСФ реагирует на обычную пищу. Некоторые виды питания превращают его в высокоэффективную противораковую машину, а другие заставляют вырабатывать канцерогенные побочные продукты.
Чтобы понять, как такое возможно, надо было изучить питание и его влияние на ферменты на общем уровне. Мы не только решили парадокс ОФА-афлатоксин, но и увидели, что диетологи-редукционисты не способны разобраться с этим вопросом и поэтому упускают самый мощный рычаг для борьбы с раком.
Полезная еда: развенчание мифов о здоровом питании / Колин Кэмпбелл
при участии Говарда Джейкобсона. - М.: Манн, Иванов и Фербер, 2014.
Опубликовано с разрешения издательства.