ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

УДК 577.15:576.367

Акадезин вызывает неапоптотическую гибель опухолевых клеток

В. А. Глазунова1*, К. В. Лобанов2, Р. С. Шакулов2, А. С. Миронов2, А. А. Штиль1 "Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, 115478, Москва, Каширское ш., 24

■Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, 117545, Москва, Дорожный пр-д, 1 *E-mail: [email protected] Поступила в редакцию 27.12.2012

РЕФЕРАТ Изучено действие акадезина (5-аминоимидазол-4-карбоксамид-1-0-О-рибофуранозид) на опухолевые и неопухолевые клетки различного видового и тканевого происхождения. Установлено, что акадезин вызывает неапоптотическую гибель опухолевых клеток; чувствительность неопухолевых клеток к действию этого соединения существенно ниже. Акадезин вызывает гибель опухолевых клеток с фенотипом лекарственной устойчивости, обусловленной экспрессией транспортера Р-гликопротеина и инактивацией проапоптотического белка р53. Необходимым условием гибели клеток является активность транспортеров аденозина, тогда как функция АМР-активируемой протеинкиназы не требуется. Преимущественная гибель опухолевых клеток под действием акадезина и особенности механизма его цитотоксичности обусловливают перспективность этого соединения в качестве противоопухолевого средства. ключевые слова акадезин, гибель клеток, опухолевые клетки.

введение

Акадезин (5-аминоимидазол-4-карбоксамид-1-Р-О-рибофуранозид, АИКАР) проходит клинические испытания в качестве препарата для лечения хронического лимфоцитарного лейкоза . Важное свойство акадезина - его преимущественная токсичность для опухолевых клеток при менее выраженном повреждении неопухолевых . Ранее показали, что акадезин способен стимулировать АМР-активируемую протеинкиназу (АМРК) -важный регулятор энергетического баланса клетки, контролирующий окисление жирных кислот, метаболизм глюкозы, синтез белков, жирных кислот и холестерина . Механизм действия акадезина обусловлен его фосфорилированием аденозинкиназой с образованием ZMP (5-амино-4-имидазолкарбоксамидриботида) - промежуточного продукта de novo-синтеза пуриновых оснований . ZMP, имитируя метаболические эффекты АМР, способен активировать АМРК. Противоопухолевое действие акадезина связывают с индукцией апоптоза . Вместе с тем имеются данные о неапоп-тотической гибели клеток и АМРК-независимом механизме действия акадезина на опухолевые клетки .

В настоящей работе изучено действие акадезина на клетки млекопитающих. Показано, что акадезин вызывает гибель опухолевых клеток различного тка-

невого происхождения, в том числе клеток, устойчивых к ряду противоопухолевых средств. Механизмы гибели клеток отличаются от апоптоза; их важной особенностью оказывается необходимость транспорта аденозина. Неопухолевые клетки менее чувствительны к действию акадезина. Избирательность ци-тотоксического действия и особенности механизмов гибели опухолевых клеток могут быть важными факторами, определяющими перспективность использования акадезина в терапии опухолей.

экспериментальная ЧАСТЬ

В экспериментах использовали следующие линии клеток человека: НСТ116 (аденокарцинома толстой кишки), НСТ116р53КО (изогенная сублиния, в которой не функционирует р53), К562 (промиелоцитар-ный лейкоз), К562/4 (сублиния, полученная после селекции на выживание в присутствии доксорубицина; экспрессирован белок множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) P-гликопротеин; Pgp), MCF-7 (аденокарцинома молочной железы), MCF-7Dox (сублиния после селекции на выживание в присутствии доксорубицина; фенотип Pgp-опосредованной МЛУ), культуру фибробластов ПФЧ-2, лимфоциты крови здоровых доноров, а также клетки мыши: Р388 (лимфоцитарный лейкоз) и Sp2/0 (миелома). Реактивы приобретены в фирме «ПанЭко», Россия (кроме особо оговоренных случаев). Клетки культивировали в мо-

дифицированной Дульбекко среде Игла с добавлением 5% эмбриональной телячьей сыворотки (Bio-Whittaker, Австрия), 2 мМ L-глутамина, 100 ЕД/мл пенициллина и 100 мкг/мл стрептомицина при 37°С, 5% СО2 в увлажненной атмосфере. В экспериментах использовали культуры в логарифмической фазе роста. Лимфоциты выделяли из периферической крови доноров центрифугированием в градиенте плотности фиколла-урографина (d = 1.077 г/см3).

Акадезин получали в ГосНИИГенетика микробиологическим способом с использованием оригинального рекомбинантного штамма . Кроме того, оценивали цитотоксичность акадезина фирмы Sigma. В этой же фирме приобретены дипиридамол - ингибитор рецепторов аденозина , 5-йодтубер-цидин - ингибитор аденозинкиназы, препятствующий превращению акадезина в ZMP, и zVAD-fmk (карбобензоксивалилаланил-аспартил--фторметилкетон) - пан-каспазный ингибитор. Все соединения растворяли в диметилсульфоксиде или воде (10-20 мМ) и хранили при -20°С. В день опыта готовили разведения препарата в культуральной среде. Для оценки цитотоксичности акаде-зина использовали МТТ-тест, окраску клеток йодидом пропидия и аннексином V, конъюгированным с флуоресцеинизотиоцианатом (ФИТЦ), определение

клеточного цикла в проточной цитофлуориметрии и электрофоретический анализ целостности геномной ДHK . В отдельных опытах препаратом сравнения служил алкильный катионный глицеро-липид гас-П-{4-[(2-этокси-3-октадецилокси)проп-1-илоксикарбонил]бутил}-№-метилимидазолийиодид, индуктор апоптоза .

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Преимущественная чувствительность опухолевых клеток к акадезину

В предварительных экспериментах мы установили, что препарат акадезина, полученный микробиологическим способом, и коммерческий акадезин идентичны по физико-химическим свойствам, чистоте, стабильности при хранении и цитотоксичности (данные не приведены). Для дальнейших исследований использовали акадезин, полученный авторским способом. В табл. 1 представлена цитотоксичность акадезина для трансформированных и нетрансфор-мированных клеток (культивируемых или свежевыделенных) различного видового и тканевого происхождения.

Из данных, представленных в табл. 1, следует, что к действию акадезина наиболее чувствительны

Таблица 1. Цитотоксичность акадезина для клеток млекопитающих

^етки Акадезин, мМ

G G.125 G.25 G.5 1.G 2.G

K562 1GG* 1GG 70 46 9 G

P388 1GG 36 30 20 9 G

Sp2/0 1GG 34 29 14 G G

K562/4 1GG 1GG 72 42 8 G

MCF-7 1GG 1GG 82 50 15 2

MCF-7Dox 1GG 1GG 86 48 17 1

HCT116 1GG 1GG 50 36 23 G

HCT116p53KO 1GG 1GG 54 34 25 G

ПФЧ-2, пролиферирующие 1GG 1GG 1GG 96 96 86

ПФЧ-2, непролиферирующие** 1GG 1GG 1GG 1GG 95 92

Донорские лимфоциты 1GG 1GG 1GG 98 94 90

Примечание. Представлены результаты MTT-теста после 72-часовой инкубации клеток. "Выживаемость клеток, инкубированных без акадезина, принимали за 100%. Каждое значение - среднее пяти независимых опытов, стандартное отклонение < 0%. ""Пролиферацию фибробластов останавливали культивированием клеток до монослоя (контактное торможение деления клеток).

клетки Р388 (лейкоз мыши) и Sp2/0 (миелома мыши): при концентрации акадезина, равной 0.125 мМ, выживает ~1/3 клеточной популяции. Другие исследованные линии трансформированных клеток также гибнут под действием субмиллимолярных концентраций акадезина. Важно, что цитотоксичность акадези-на практически одинакова в случае лейкозной линии К562 и ее сублинии с Pgp-опосредованной МЛУ (К562/4). То же верно для линии аденокарциномы молочной железы MCF-7 и сублинии с МЛУ (табл. 1). Сравнение цитотоксичности акадезина в отношении линии НСТ116 и сублинии НСТ116р53КО (устойчивой к ряду ДНК-повреждающих противоопухолевых соединений) показало, что инактивация проапоп-тотического белка р53 не приводит к увеличению выживания клеток в присутствии акадезина.

Столь же важна существенно более высокая выживаемость неопухолевых клеток в присутствии акадезина: гибель донорских лимфоцитов и нетранс-формированных фибробластов практически отсутствовала даже при действии акадезина в миллимо-лярных концентрациях в течение 72 ч непрерывного воздействия (табл. 1). Таким образом, акадезин вызывает преимущественную гибель трансформированных клеток (суспензионных и эпителиальных), в том числе сублиний, устойчивых к другим противоопухолевым соединениям. Неопухолевые клетки повреждаются акадезином в значительно меньшей степени. Эти особенности обусловливают перспективность использования акадезина в качестве противоопухолевого средства. Однако для этого важно установление механизмов токсичности акадезина для опухолевых клеток.

Акадезин вызывает неапоптотическую гибель клеток

Влияние акадезина на распределение плоидно-сти клеток линии аденокарциномы толстой кишки НСТ116 изучено методом проточной цитофлуориме-трии. Через 24 ч после внесения акадезина (0.25 мМ) определяли накопление клеток в фазе S, а через 48 ч (рис. 1) - массовую гибель клеток (область слева от пика G1; гиподиплоидные ядра).

Накопление фрагментированной ДНК может быть признаком апоптотической гибели клеток, если расщепление ДНК происходит в межнуклеосомных промежутках, что видно по образованию набора фрагментов длиной 140-170 п.н. при электрофорезе. Для проверки этой возможности определяли целостность ДНК в клетках НСТ116, обработанных акадези-ном. Оказалось, что акадезин, в отличие от препарата сравнения - алкильного катионного глицеролипида , не приводит к появлению характерной для апоп-тоза «лестницы» фрагментов ДНК (рис. 2).

Флуоресценция

Рис. 1. Распределение клеток линии НСТ116 по фазам цикла при действии 0.4 мМ акадезина. А - интактные клетки; В - накопление в фазе S через 24 ч; В - накопление в области суб^1 через 48 ч

Аргументом в пользу неапоптотического механизма гибели клеток НСТ116 при действии акаде-зина служат результаты окрашивания клеток ан-нексином У-ФИТЦ и йодидом пропидия (рис. 3). Аннексин У связывает фосфатидилсерин на плазматической мембране (транслокация фосфатидил-серина из внутреннего липидного слоя мембраны

Рис. 2. Целостность ДНК в клетках линии НСТ116.

1 - Интактные клетки;

2 - акадезин, 0.4 мМ, 24 ч;

3 - алкильный катионный глицеролипид, 6 мкМ, 24 ч (контроль метода)

Рис. 3. Окраска клеток линии НСТ116 аннексином V-ФИТЦ и йодидом пропидия. Псевдоцвета: красный -интактные клетки; фиолетовый - акадезин (0.4 мМ, 24 ч); синий - алкильный катионный глицеролипид (контроль метода; см. подпись к рис. 2)

в наружный считается признаком апоптоза). Йодид пропидия способен проникать в клетки, подвергающиеся некрозу (нарушение целостности плазматической мембраны). Клетки линии НСТ116, обработанные акадезином (0.4 мМ, 24 ч), не окрашивались аннексином V-ФИТЦ; напротив, клетки накапливали йодид пропидия (рис. 3), что позволяет предположить некротический компонент механизма гибели. Сходные результаты получены при регистрации некротических клеток с помощью трипанового синего (данные не представлены). Вероятно, нарушение целостности плазматической мембраны - позднее событие при индуцированной акадезином гибели клеток. Препарат сравнения - алкильный катионный глицеролипид - вызывал характерное для апопто-за увеличение аннексин V-положительных клеток (рис. 3).

Поскольку апоптотическая гибель клеток предполагает активную роль каспаз, изучено действие пан-каспазного ингибитора zVAD-fmk на цитотоксичность акадезина. Клетки линии НСТ116 инкубировали с 200 мкМ zVAD-fmk в течение 30 мин, после чего в культуры вносили акадезин и продолжали инкубацию в течение 24 ч. Присутствие zVAD-fmk не снизило гибель клеток, что подтверждает заключение о неапоптоти-ческом механизме цитотоксичности акадезина.

Взаимодействие с рецепторами аденозина необходимо для гибели опухолевых клеток под действием акадезина

Перенос акадезина из внеклеточной среды в клетки может осуществляться транспортерами аденозина . Мы изучили эффект дипиридамола - ингибитора этих транспортеров, на цитотоксичность акаде-зина в линии клеток Р388. Оказалось, что в присутствии дипиридамола клетки нечувствительны даже к относительно высоким (до 0.8 мМ) концентрациям акадезина (табл. 2).

Для выяснения роли метаболического пути акадезин^МР-АМРК в цитотоксичности акадезина

Таблица 2. Цитотоксичность акадезина в комбинациях с дипиридамолом или 5-йодтуберцидином

Воздействие Акадезин, мМ

0 0.08 0.1 0.2 0.4 0.8

Акадезин 100* 79 З8 ЗЗ 20 18

Акадезин + дипиридамол, 5 мкМ 100 100 99 99 100 101

Акадезин + 5-йодтуберцидин, 0.05 мкМ 100 76 З9 З1 22 16

*Выживаемость (%) клеток лейкоза Р388 по данным МТТ-теста после инкубации в течение 72 ч.

(его фосфорилирование аденозинкиназой с образованием ZMP и активации AMPK) клетки инкубировали с акадезином и ингибитором аденозинкиназы 5-йодтуберцидином. Ингибитор не влиял на цитотоксичность акадезина (табл. 2). Из этого следует, что гибель клеток в ответ на акадезин не обусловлена образованием ZMP и активацией AMPK.

Таким образом, изучение механизмов цитотоксичности акадезина выявило ряд особенностей, указывающих на нетривиальный характер фармакологических эффектов этого соединения. Акадезин вызывает гибель культивируемых опухолевых клеток при существенно менее выраженном действии на неопухолевые. Акадезин токсичен для клеток с молекулярными детерминантами лекарственной устойчивости - экспрессией Pgp и нефункционирующим р53. Важно подчеркнуть неапоптотический характер гибели опухолевых клеток под действием акадезина. Эти результаты позволяют расценивать акадезин как своеобразный реагент для изучения механизмов гибели опухолевых клеток и перспективный кандидат в лекарственные средства.

Открытым остается вопрос о внутриклеточной мишени акадезина, взаимодействие с которой обусловливает гибель опухолевых клеток. Мы показали, что условием гибели клеток является функционирование транспортеров аденозина, тогда как активация АМРК не требуется. Правомерно предположить, что опухоли, экспрессирующие указанные транспортеры и рецепторы аденозина, будут наиболее чувствительны к акадезину. Роль транспорта пуриновых оснований в гибели клеток изучена недостаточно; требуется анализ дифференциальной экспрессии переносчиков и рецепторов аденозина в опухолях разного типа. Вероятно, повышенная экспрессия этих молекул окажется новым молекулярным маркером чувствительности опухолей к акадезину и критерием отбора больных для соответствующей терапии.

Работа поддержана Министерством образования и науки Российской Федерации (Государственный контракт № 16.N08.12.1010), а также частично поддержана Фондом некоммерческих программ «Династия».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Acadesine. AICA Riboside, ARA 100, Arasine, GP 1 110.

Drugs R D. 2008. V. 9. № 3. P. 169-175.

2. Jose C., Bellance N., Chatelain E.H., Benard G., Nouette-Gau-lain K., Rossignol R. // Mitochondrion. 2012. V. 12. P. 100-109.

3. Jose C., Hebert-Chatelain E., Bellance N., Larendra A., Su M., Nouette-Gaulain K., Rossignol R. // Biochim. Biophys. Acta. 2011. V. 1807. P. 707-718.

4. van den Neste E., van den Berghe G., Bontemps F. // Expert Opin. Invest. Drugs. 2010. V. 19. № 4. P. 571-578.

5. Javaux F., Vincent M.F., Wagner D.R., van den Berghe G. // Biochem. J. 1995. V. 305. P. 913-919.

6. Merrill G.F., Kurth E.J., Hardie D.G., Winder W.W. // Endocrinol. Metab. 1997. V. 273. № 6. P. 1107-1112.

7. Su R.Y., Chao Y., Chen T.Y., Huang D.Y., Lin W.W. // Mol. Cancer Therapy. 2007. V. 6. № 5. P. 1562-1571.

8. Theodoropoulou S., Kolovou P.E., Morizane Y., Kayama M., Nicolaou F., Miller J.W., Gragoudas E., Ksander B.R., Vavvas D.G. // FASEB. 2010. V. 24. P. 2620-2630.

9. The Handbook of Metabolomics. Methods in Pharmacology and Toxicology / Eds Whei-Mei Fan T. et al. 2012. V. 17. P. 439-480.

10. Walker J., Jijon H.B., Diaz H., Salehi P., Churchill T., Madsen K.L. // Biochem. J. 2005. V. 385. P. 485-491.

11. Campas C., Santidrian A.F., Domingo A., Gil J. // Leukemia. 2005. V. 19. P. 292-294.

12. Lopez J.M., Santidrian A.F., Campas C., Gil J. // Biochem. J. 2003. V. 70. P. 1027-1032.

13. Guigas B., Sakamoto K., Taleux N., Reyna S.M., Musi N., Viollet B., Hue L. // IUBMB Life. 2009. V. 61. № 1. P. 18-26.

14. Лобанов К.В., Эрраис Лопес Л., Королькова Н.В., Тяглов Б.В., Глазунов А.В., Шакулов Р.С., Миронов А.С. // Acta Naturae. 2011. T. 3. № 2 (9). С. 83-93.

15. Lysenkova L.N., Turchin K.F., Korolev A.M., Bykov E.E., Da-nilenko V.N., Bekker O.B., Trenin A.S., Elizarov S.M., Dezhen-kova L.G., Shtil A.A., Preobrazhenskaya M.N. // J. Antibiotics. (Tokyo). 2012. V. 65. № 8. P. 405-411.

16. Симонова В.С., Самусенко А.В., Филиппова Н.А., Тевяшо-ва А.Н., Лынив Л.С., Кулик Г.И., Чехун В.Ф., Штиль А.А. // Бюлл. эксп. биол. мед. 2005. Т. 4. С. 451-455.

17. Маркова А.А., Плявник Н.В., Плетнева М.В., Серебренникова Г.А., Штиль А.А. // Клин. онкогематол. 2012. Т. 5. № 2.

18. Shchekotikhin A.E., Glazunova V.A., Dezhenkova L.G., Shevtsova E.K., Traven’ V.F., Balzarini J., Huang H.-S., Shtil A.A., Preobrazhenskaya M.N. // Eur. J. Med. Chem. 2011. V. 46. P. 213-218.

19. Gadalla A.E., Pearson T., Currie A.J., Dale N., Hawley S.A., Sheehan M., Hirst W., Michel A.D., Randall A., Hardie D.G., Frenguelli B.G. // J. Neurochem. 2004. V. 88. P. 1272-1282.

Атмосфера на нашей планете, расстояние до солнца и множество других невероятных совпадений привели к тому, что на Земле может существовать жизнь в том виде, как мы её знаем. Всё это воспринимается нами как данность, и мы, спеша на работу или отдыхая за столиком в кафе, не находим ничего удивительного в нашем существовании. Но всё хорошее когда-нибудь кончается. Однажды Земля станет непригодной для поддержания той жизни, которую мы знаем. Может быть, этого не случится еще миллионы лет. Но астрофизика нам подсказывает, что катастрофа может произойти в любой момент. И учёные нашли немало причин, по которым Земля может стать безжизненной.

1) Ядро планеты остынет

Земля окружена магнитным полем, называемым магнитосферой, которая защищает нас от солнечного ветра.
Это поле создаётся благодаря вращению планеты, из-за которого жидкая железоникелевая оболочка (внешнее ядро) движется вокруг твердой металлической сердцевины (внутреннего ядра), образуя гигантский магнитный генератор.
Магнитосфера отклоняет энергетические частицы, испускаемые солнцем, изменяет их размер и форму.
Если ядро планеты остынет, то мы потеряем нашу магнитосферу – а также защиту от солнечного ветра, из-за чего он постепенно разнесёт атмосферу Земли по всему космосу.
Марс, у которого когда-то была вода и атмосфера, несколько миллионов лет назад постигла именно такая участь, и он превратился в сухой и безжизненный мир, каким мы его знаем теперь.

2) Произойдёт расширение Солнца

Солнце, а особенно наше расстояние до него – это, пожалуй, самый важный фактор, благодаря которому стало возможно существование жизни.
Однако Солнце – звезда. А звёзды умирают.
Прямо сейчас Солнце находится в середине своего жизненного пути, постоянно превращая водород в гелий при помощи термоядерных реакций.
Но это не может длиться вечно. Через несколько миллиардов лет водород в ядре Солнца закончится, и оно начнёт перерабатывать гелий.
Из-за того, что переработка гелия даёт гораздо больше энергии, Солнце начнёт расширяться, и, возможно – притягивать Землю к себе.
Мы сгорим и испаримся.
Либо так, либо расширение солнца напротив, оттолкнёт Землю, она сойдет со своей орбиты и будет обречена скитаться по космосу как планета-странник – мёртвым куском холодного камня.

3) Земля столкнётся с планетой-странником

В космосе немало планет, которые перемещаются по нему свободно, а не вращаются вокруг звезды. Планеты достаточно часто оказываются выкинуты из своих звёздных систем во время их формирования.
Недавние расчёты показывают, что количество планет-странников в Млечном Пути превосходит количество звёзд в 100 000 раз.
Одна из таких планет может приблизиться к Земле и опасно дестабилизировать её орбиту.
Или бродячая планета может столкнуться с Землёй. Причём такое уже случалось – около 4,5 млн. лет назад маленькая планета столкнулась с более крупной, что сформировало Землю и Луну такими, как мы их знаем.

4) Земля столкнётся с астероидом

В Голливуде очень любят такие сценарии.
Камни из космоса могут быть очень разрушительными – уничтожил же один из них динозавров. Хотя, конечно, для того, чтобы уничтожить планету полностью нужно гораздо больше астероидов.
Но это всё равно может произойти. Например, в течение сотен миллионов лет с момента формирования Земли астероиды сталкивались с ней очень часто. Удары были так сильны, что океаны кипели годами, а температура воздуха была выше 500 градусов по Цельсию. Жизнь на Земле тогда была одноклеточной, и была представлена в виде особо жаростойких микробов. Большая часть современных форм жизни такого бы не перенесла.

5) Земля может сблизиться с блуждающей чёрной дырой

Чёрные дыры, пожалуй, вторая по популярности в Голливуде причина смерти планеты. Легко понять почему.
Они загадочные и пугающие. Даже само их название звучит жутковато.
Мы немногое знаем о чёрных дырах, зато знаем, что они настолько массивны, что даже свет не может вырваться за пределы их горизонта событий.
Также учёные знают, что существуют чёрные дыры, свободно путешествующие по космосу. Так что не исключено, что одна из них может навестить и Солнечную систему.
Если уж свет не может вырваться из чёрной дыры, то Земля уж точно не сможет. Есть две теории того, что произойдёт с планетой после того, как она пересечёт точку невозврата достаточно большой чёрной дыры. Менее крупная просто растянет (как говорят астрофизики, «спагеттифицирует») планету.
Некоторые физики говорят, что за горизонтом событий атомы будут растягиваться до тех пор, пока не уничтожаться полностью.
Иные – что мы попадём в другую часть вселенной, а то и в другое измерение.
Но, даже если чёрная дыра не затянет в себя Землю, то пройдя достаточно близко, она может вызвать землетрясения и другие стихийные бедствия или нарушить орбиту планеты, так что мы либо покинем солнечную систему, либо упадём на Солнце.

6) Земля будет уничтожена всплеском гамма-излучения

Всплески гамма-излучения (или просто гамма-всплески) – одни из самых мощных явлений во вселенной.
Многие из них – результат коллапса звезды во время её смерти. Один короткий всплеск может содержать больше энергии, чем Солнце может выработать за всю свою жизнь.
Такой мощный поток энергии может лишить Землю озонового слоя, сделав нас беззащитными перед опасным ультрафиолетовым излучением, и запустить механизм быстрого глобального похолодания.
Гамма-всплеск, попавший в Землю 440 млн. лет назад, мог быть причиной первого массового вымирания.
Но, к счастью, Дэвид Томпсон, заместитель руководитель проекта по наблюдению за гамма-излучением, сказал, что гамма-всплески на самом деле не очень опасны.
Он сказал, что шанс того, что Земля попадёт в поток гамма-всплеска, примерно равен «шансу того, что я встречу полярного медведя у себя в туалете».

7) Вселенная распадётся на части в своём последнем «Большом Разрыве»

Это то, что может уничтожить всю вселенную, не только Землю.
Суть вот в чём: неизвестная сила, называемая тёмной энергией, заставляет вселенную расширяться всё быстрее и быстрее.
Если расширение продолжится (что очень возможно), через 22 миллиарда лет межатомные связи ослабнут, и вся материя во вселенной постепенно рассеется в виде энергии.
Но если предположить, что Большого разрыва всё же не случится, то что может произойти после глобальной катастрофы, которую не переживёт человечество?
Вполне возможно, что выживут некоторые микробы, из которых потом вновь разовьётся жизнь.
Но если уничтожение будет абсолютным, то, на крайний случай, мы можем надеяться, что где-то во вселенной есть другая разумная жизнь, которая сможет отдать нам последние почести.

Согласно определению Всемирной Организации Здравоохранения, к внезапной смерти относят случаи гибели практически здоро­вых лиц или больных, состояние которых считалось вполне удовлетворительным. Очевидно, что большинство людей имеет те или иные отклонения в состоянии здоровья, которые не оказывают существенного влияния на повседневную жизнь и не снижают её качества. Другими словами, патологические изменения со стороны органов и систем, если у таких людей и существуют, то носят стойко компенсированный характер. Таких представителей человечества относят к категории «практически здоровых». Именно в этой группе и встречается чаще всего феномен, который ученые назвали внезапной смертью. В этом словосочетании удивительно не второе слово (все люди рано или поздно умирают), а первое. Внезапная - это неожиданная смерть, которая наступает без всякого предупреждения, среди полного благополучия. Эта катастрофа не поддаётся до настоящего времени никакому прогнозированию. Она не имеет предвестников и признаков, которые могли бы насторожить врачей. Изучая многочисленные, всё более часто встречающиеся, случаи внезапной смерти, специалисты пришли к выводу, что это событие всегда имеет сосудистые причины, что и позволяет относить его к сосудистым катастрофам.

Крупный бизнесмен с типичной грузинской фамилией, из числа наследников богатства развалившегося Советского Союза, все тяготы раздела имущества уже перенёс и жил в Лондоне здоровой и правильной жизнью. Ему наверняка хватало денег на полноценное медицинское обследование, а личные врачи не пропустили бы даже подозрительного шума в области сердца. Смерть наступила внезапно и совершенно неожиданно. Ему было немного за 50. Вскрытие тела причин смерти не обнаружило.

Точной статистики внезапной смерти нет, поскольку не существует общепринятого определения этого понятия. Однако подсчитано, что в США каждые 60-75 секунд 1 человек умирает от неожиданной остановки сердца. Проблема внезапной сердечной смерти, привлекавшая внимание кардиологов в течение многих десятилетий, вновь остро встала в последние годы, когда проведённые Всемирной Организацией Здравоохранения широкие популяционные исследования продемонстрировали возрастающую частоту внезапной смерти среди взрослого, и не только взрослого, населения. Оказалось, что случаи внезапной смерти встречаются не так уж редко, и проблема эта требует пристального изучения.

При патологоанатомическом обследовании (вскрытии) умерших, как правило, не удаётся обнаружить признаков повреждения сердца или сосудов, которые могли бы объяснить внезапную остановку кровообращения. Другая особенность внезапной смерти заключается в том, что в случае оказания своевременной помощи таких больных можно оживить, и на практике это происходит довольно часто. Обычно оживление (реанимация) выполняется посредством искусственного дыхания и закрытого массажа сердца. Иногда для восстановления кровообращения бывает достаточно удара кулаком в грудь – в область сердца. Если катастрофа наступает в лечебном учреждении или в присутствии врачей службы «скорой помощи», то для восстановления кровообращения используется высоковольтный разряд электрического тока – дефибрилляция.

Внезапную смерть, в основе которой лежат патологические изменения со стороны сердца, принято называть внезапной сердечной смертью. Сердечные причины составляют основную массу случаев внезапной смерти. Основанием для такого суждения служат статистические данные, свидетельствующие о том, что патологические изменения сердца отмечаются, даже если пострадавший никогда не жаловался на состояние своего здоровья. Атеросклероз коронарных артерий можно обнаружить более чем у половины умерших в результате внезапной остановки кровообращения людей. Рубцы на сердечной мышце, которые свидетельствуют о перенесённом ранее инфаркте, и увеличение массы сердца обнаруживаются в 40-70% наблюдений. Такие очевидные причины, как свежие тромбы в коронарных артериях при внезапной сердечной смерти удаётся найти крайне редко. При внимательном исследовании (понятно, что все случаи внезапной смерти служат основанием именно для внимательного исследования) какую-нибудь патологию обнаружить удаётся почти всегда. Однако это не делает внезапную смерть менее загадочной. Ведь все изменения со стороны сердца и сосудов существуют и формируются длительное время, а смерть наступает внезапно и совершенно неожиданно. Новейшие методы исследования сердечно-сосудистой системы (ультразвуковое сканирование, спиральная компьютерная томография) обнаруживают самые мелкие изменения сосудов и сердца без всякого вскрытия тела. И эти данные показывают, что те или иные изменения можно обнаружить практически у всех людей, которые, к счастью, в большинстве своём благополучно доживают до старости.

Поскольку в случаях внезапной смерти никаких разрушений сердечно-сосудистой системы обнаружить не удаётся, остаётся предполагать, что эта катастрофа связана с нарушением функции, а не с изменением структуры сердца. Это предположение получило подтверждение с развитием и внедрением в клиническую практику методов длительного наблюдения за работой сердца (регистрация ЭКГ в течение часов и суток). Стало ясно, что внезапная смерть чаще всего (65-80%) непосредственно связана с фибрилляцией желудочков.

Фибрилляция желудочков – очень частое (до 200 и более в 1 минуту), беспорядочное сокращение желудочков сердца – трепетание. Трепетание не сопровождается эффективными сокращениями сердца, поэтому последнее перестает выполнять свою основную, насосную, функцию. Прекращается циркуляция крови, наступает смерть. Внезапная желудочковая тахикардия – учащение сокращений желудочков сердца до 120–150 ударов в минуту – резко увеличивает нагрузку на миокард, быстро истощает его резервы, что приводит к остановке кровообращения.

Вот как выглядит на электрокардиограмме срыв нормального ритма в состояние трепетания желудочков:

Как правило, за трепетанием следует полная остановка сердца вследствие истощения его энергетических резервов. Но фибрилляцию нельзя считать причиной внезапной смерти, это, скорее, – её механизм.
Принято считать, что наиболее важным причинным фактором внезапной сердечной смерти служит остро возникшая ишемия миокарда – нарушение кровоснабжения мышцы сердца, обусловленное спазмом или закупоркой коронарных артерий. Именно так: принято считать, потому что ничего другого в голову не приходит, когда специалисты рассматривают сердце как орган, потребляющий кровь подобно двигателю, потребляющему горючее. Действительно, кислородный голод приводит к нарушениям способности сердечной мышцы сокращаться, увеличивает чувствительность к раздражению, что способствует нарушениям ритма. Установлено, что нарушения нервной регуляции работы сердца (дисбаланс вегетативного тонуса) могут привести к срыву ритма. Точно известно, что возникновению аритмии способствует стресс - гормоны изменяют возбудимость сердечной мышцы. Известно также, что недостаток калия и магния оказывает существенное влияние на работу сердца и при определённых условиях может привести к его остановке. Нет никаких сомнений, что некоторые лекарственные вещества, токсические факторы (например, алкоголь) могут привести к повреждениям проводящей системы сердца или способствовать нарушениям сократительной способности миокарда. Но, при всей ясности отдельных механизмов нарушений нормальной работы сердца, множество случаев внезапной смерти не получают удовлетворительного объяснения. Вспомним хотя бы регулярно повторяющиеся случаи смерти молодых спортсменов.

24-летний французский теннисист Матье Монкур, который в ночь на вторник 7 июля 2008 года был найден мёртвым в своей квартире в пригороде Парижа, скончался от остановки сердца.

Как правило, в этой группе тренированных, отлично развитых физически молодых людей достаточно хорошо поставлено медицинское наблюдение. Маловероятно, что среди профессиональных спортсменов, сумевших добиться незаурядных успехов своими физическими усилиями, встречаются люди, страдающие серьёзными заболеваниями сердца и сосудов. Ещё труднее представить себе коронарную недостаточность у людей, регулярно переносящих огромные физические нагрузки. Относительно высокую статистику внезапной смерти среди спортсменов можно объяснить лишь явными перегрузками или применением фармакологических средств, увеличивающих физическую выносливость (допинг). По статистике, у молодых людей внезапная смерть чаще всего связана с занятиями спортом (около 20%) или возникает во время сна (30%). Высокая частота остановки сердца во время сна убедительно опровергает коронарную природу внезапной смерти. Если не во всех случаях, то – в значительной их части. Во время сна наступают физиологические изменения ритма, которые характеризуются брадикардией - снижением частоты сердечных сокращений до 55-60 ударов в минуту. У тренированных спортсменов эта частота ещё ниже.

В.Турчинский - выдающийся спортсмен и просто красивый человек, пропагандирующий и ведущий здоровый образ жизни, внезапно падает и умирает не дожив до 50 лет.

Нескольких газетных строк удостаиваются внезапно умершие известные спортсмены, политики, артисты. Но множество подобных катастроф происходит и с обычными людьми, о которых не пишут в газетах.
- Он ведь был совершенно здоров! – изумляются несколько дней потрясённые родственники и знакомые. Но неумолимая убедительность произошедшего вскоре заставляет поверить фактам: если умер, значит, был болен.

Внезапная смерть достоверно чаще настигает еще одну категорию больных – лиц, страдающих психическими заболеваниями. Исследователи связывают этот феномен с употреблением психотропных препаратов, большинство из которых оказывают влияние на проводящую систему сердца.

Известно, что внезапной смерти подвержены алкоголики. Здесь все более или менее ясно: этиловый спирт разрушает миокард и проводящую систему сердца. Однажды, лишённое энергии и ритмического управления, сердце просто останавливается после очередного запоя.

Казалось бы, теперь круг пострадавших определён: группу риска составляют люди с заболеваниями сердца, не проявляющими себя до определённого времени, спортсмены, для которых физические перегрузки являются частью образа жизни, многочисленные представители популяции, злоупотребляющие алкоголем или лекарствами.

Но в этом ряду особняком стоят случаи смерти маленьких детей – синдром внезапной младенческой смертности. Британские ученые, изучившие 325 таких случаев, пришли к выводу, что чаще всего опасность наступает на 13-ой неделе жизни. Почти всегда смерть младенца наступает во сне; чаще это происходит в холодное время года и когда малыш лежит на животе. Некоторые исследователи связывают внезапную смерть младенцев с запахами (парфюмерия, табачный дым).

При всей ясности связи факторов риска и трагических случаев внезапной смерти, основная часть внезапно умерших людей этих факторов не имела никогда. Внезапная смерть повадилась посещать вполне здоровых людей.

По данным медицинской статистики, 90 процентов внезапных смертей у людей от 25 до 45 лет происходят от тромбоэмболии легочной артерии, связанной с варикозным расширением вен.

– В нашей стране каждая вторая женщина и каждый пятый мужчина страдают варикозным расширением вен, поэтому легочная тромбоэмоблия более опасна для женщин. По научным данным, в США от этого диагноза умирает 250-300 тысяч человек в год, в Европе – 150 тысяч человек, в России – гораздо больше, приведенные мной цифры смело можно умножать на два. Хотя статистика может говорить и об обратном, потому что часто внезапные смерти от тромбоэмболии легочной артерии в нашей стране списывают на инфаркт или другие заболевания сердца, – считает Юрий Хафизов.

Чтобы избежать столь опасного заболевания – варикозного расширения вен, нужно следить за своими ногами. Первыми признаками варикоза доктор назвал беспричинные отеки ног, часто только одной из них, сосудистые звездочки, узелки на венах ног.

– Если вы заметили у себя такие изменения, советую показаться терапевту или флебологу. Кстати, в Челнах дефицита этих узких специалистов нет, – сказал нам Юрий Сальманович.

Кроме того, нужно заниматься профилактикой этого заболевания, делать специальные упражнения, носить компрессионное белье.

– Упражнения эти совершенно нетрудные, их можно делать при любой возможности – сидя на работе, стоя на остановке (см. схему). А современное компрессионное белье – гольфы, чулки, колготы – выглядит довольно привлекательно, иногда даже красивее обычного, – говорит доктор.

Но есть и другие риски внезапной смерти от легочной тромбоэмболии. Среди них можно назвать длительные перелеты на самолетах, путешествия в горы, несоблюдение водного режима, беременность. Чтобы обезопасить себя, Юрий Хафизов советует надевать в самолеты компрессионное белье, пить не менее 1,5-2 литров воды в день, не забывать о питьевом режиме в горах, беременным тоже носить специальное белье.

Не последнюю роль играет и наследственность.

– Ко мне на прием недавно пришла молодая девушка, ей чуть больше 20 лет. Она сообщила, что в семье похоронили отца, когда ему было 30 лет, брата, которому исполнилось 27. Они страдали варикозным расширением вен и внезапно умерли от тромбоэмболии. У пациентки мы обнаружили начальную стадию варикоза, которую удалось взять под контроль, теперь риск развития и у нее такого же сценария болезни значительно снижен, – говорит Юрий Сальманович.

Есть и другие, менее распространенные диагнозы, провоцирующие внезапную смерть от тромбоза – это ожирение, мерцательная аритмия, гипертоническая болезнь.

Как говорит доктор, варикозное расширение вен и тромбоэмболия – это плата человечества за прямохождение. А больше всего недуг поражает тех, кто в силу профессиональной деятельности вынужден много стоять – хирургов, парикмахеров, продавцов.

Советский летчик-истребитель Валентин Бондаренко мог бы стать первым человеком в космосе. Во всяком случае, шансы на это у него были… Но до своего первого полета он попросту не дожил: погиб по глупой случайности во время испытаний.

Первый отряд

Валентин Васильевич Бондаренко родился 16 февраля 1937 года в Харькове. Его отец, начальник цеха Харьковской меховой фабрики, в первые дни войны ушел на фронт. Вместе с матерью и старшим братом Валентин пережил немецкую оккупацию. Старшеклассником он стал заниматься в Харьковском аэроклубе. В 1954 году, после окончания школы, поступил в Ворошиловградское военно-авиационное училище, после его расформирования перевелся в Грозненское, а затем – в Армавирское училище, которое и окончил с отличием в 1957 году. Военную службу Бондаренко проходил в авиационных частях ВВС Прибалтийского военного округа.

28 апреля 1960 года сбылась заветная мечта Валентина: после тщательного отбора он был зачислен в первый отряд советских космонавтов. Из нескольких тысяч желающих отобрали всего 29 человек.

Первоначально Валентин не вошел в число шести кандидатов на космический полет на корабле «Восток». Но по разным причинам несколько отобранных будущих космонавтов выбыли из строя, и к тренировкам привлекли Бондаренко.

Нелепая смерть

В число испытаний входило десятисуточное пребывание в сурдобарокамере, целью которого было проверить реакцию на отсутствие внешних раздражителей. Считалось, что условия в камере приближены к условиям внутри космического аппарата. Располагалась она в НИИ-7 ВВС (ныне Институт авиационной и космической медицины).

По завершении эксперимента Валентину сообщили, что он может снять прикрепленные к телу медицинские датчики. В местах прикрепления остались красные следы, которые Бондаренко протер смоченным в спирте ватным тампоном. После этого молодой человек, не глядя, швырнул ватку в сторону мусорного ведра. Но по несчастливой случайности она угодила на спираль раскаленной электроплитки и тут же вспыхнула… Поскольку камера была наполнена почти чистым кислородом, пламя быстро распространилось. На Бондаренко загорелся шерстяной тренировочный костюм.

Открыть камеру быстро не удалось из-за большого перепада давления. Когда ее наконец открыли, курсант был еще жив. Врачи Боткинской больницы 8 часов боролись за его жизнь. Он скончался 23 марта 1961 года, всего за 19 дней до полета Гагарина, который вместе с товарищами по отряду несколько часов провел у него в больнице… Причиной смерти стал ожоговый шок.

Засекреченный герой

О гибели старшего лейтенанта Валентина Бондаренко нигде не сообщалось: в те времена все, что было связано с космосом, строго засекречивалось. Однако 17 июня 1961 года указом Президиума Верховного Совета СССР Бондаренко «за успешное выполнение задания правительства» был посмертно награжден орденом Красной Звезды.

На могиле Бондаренко, расположенной в Харькове на Филипповском кладбище, установили обелиск с надписью: «Светлой памяти от друзей-летчиков». Только в 80-е появилась приписка: «-космонавтов СССР».

Бондаренко оставил жену Анну и сына Александра. Какое-то время они продолжали жить в Звездном городке, где Анна работала в Центре подготовки космонавтов, потом уехали в Харьков, где у них была родня. Вплоть до достижения 16-летия Саше выплачивали за отца пенсию в 100 рублей - деньги по тем временам вполне приличные. Впоследствии Александр Бондаренко пошел по стопам отца и стал военным летчиком.

Только в 1980 году о гибели Валентина Бондаренко стала писать западная пресса. В СССР статья о нем впервые вышла в 1986 году в «Известиях». В 1991 году именем Бондаренко был назван один из лунных кратеров, а в июле 2013 года имя летчика-космонавта было присвоено школе № 93 города Харькова, где он когда-то учился.

Казалось бы, гибель Валентина Бондаренко не имеет никакого отношения к самим космическим полетам – это просто трагическая случайность. Однако без таких ошибок и трагедий космонавтика не могла бы развиваться. Кстати, эта история заставила инженеров и ученых пересмотреть конструкцию испытательной сурдобарокамеры, в частности, изменив состав и давление атмосферы, что было учтено и при дальнейшей разработке пилотируемых космических кораблей.

Сегодня в музее Первого полета, расположенном в городе Гагарин Смоленской области, на малой родине первого в мире человека, вышедшего в космос, можно увидеть сурдобарокамеру, являющуюся точной копией той, в которой погиб Валентин Бондаренко.