Запах настоящего мужчины
Почему тело пахнет и что с этим можно сделать
Стандартный набор подарков на 23 февраля включает в себя дезодорант. Или антиперспирант. Или между ними нет разницы? Разбираемся в том, как устроено потоотделение у человека, откуда берутся неприятные запахи, какие средства защиты от них лучше, как они зависят от погоды и чем грозят нашей коже.
Почему пот пахнет
Пусть запахи не играют в жизни человека такой роли, как у каких-нибудь кротов или крыс, некоторые из них могут быть для него крайне неприятны.
В их числе — запах пота, особенно из подмышек. Его интенсивность и (не)приятность зависят от того, какие железы его выделили и как бактерии, живущие на коже, переработали его компоненты.
Сначала о потовых железах. Это многоклеточные извитые трубочки длиной несколько миллиметров, которые расположены в глубинных слоях кожи и одним концом открываются во внешнюю среду. Существует три основных типа потовых желез, они отличаются способом выделения своего секрета, то есть пота.
Если частицы пота выходят на поверхность клетки как нейромедиаторы — мембранные пузырьки подносят их к поверхности клетки и сливаются с ней, выкидывая свое содержимое наружу, тогда это называется мерокриновой или эккриновой секрецией.
В таком поте кроме воды содержатся в основном ионы натрия и хлора — по сути, обычной соли, и пахнуть тут особо нечему. Небольшая примесь глюкозы (углевода) и пептидов, в том числе антимикробного вещества дермицидина, не дают запаха.
Бывает так, что от клетки отщепляются фрагменты, которые могут содержать не только воду и растворенные в ней соли, но и липиды, углеводы, аминокислоты и куски клеточных органелл. Это апокриновая секреция, и при ней пот, как правило, пахнет сильно.
Железы, чьи клетки выделяют пот таким способом, обычно расположены близко к волосам и сосредоточены там, где их много: в подмышках, рядом с наружными половыми органами и анусом, на голове.
Однако сразу после появления такого пота на коже он не пахнет. Учуять сами белки и липиды мы не можем, так как они нелетучи. Запах «апокриновому» поту придают бактерии (в частности, рода Corynebacterium), разлагающие органические вещества в его составе.
По-видимому, основная бактериальная мишень — аминокислоты в составе пептидных молекул. Их выбросу способствует специальный белок-транспортер, который кодируется геном ABCC11.
Одна мутация в этом гене приводит к тому, что состав белка меняется и он, по-видимому, перестает пропускать некоторые вещества. У такого человека пот не пахнет. К сожалению большинства читателей, эта мутация весьма нечасто встречается у европеоидов и негроидов, хотя у азиатов не так уж редка.
Возможен и промежуточный вариант — апоэккриновый, когда пот в одной железе выделяется и апокриновой, и мерокриновой секрецией. Он тоже обладает запахом — по причинам, указанным выше.
С возрастом соотношение желез разных типов меняется: по мере взросления растет доля апокриновых (она может достигать 50 процентов) и смешанных, снижается доля мерокриновых. К старости активность потовых желез, как правило, уменьшается.
Если бы все млекопитающие так же критично относились к запаху пота, как люди, можно было бы считать, что нам повезло. У Homo sapiens в разы больше процент мерокриновых потовых желез, чем у других зверей, поэтому «человечиной» мы пахнем далеко не так интенсивно, как собаки — «псиной».
Но поскольку большинство видов, судя по всему, не испытывают неприязни запаху своего и чужого пота, эта человеческая особенность только для нас самих и важна.
Дезодорант и антиперспирант
Получается, что избавиться от запаха можно несколькими путями: уменьшить число бактерий в местах скопления апокриновых желез, снизить интенсивность образования потенциально пахучего пота или попытаться заглушить неприятный «аромат» более приемлемым. Эти подходы можно комбинировать.
Антиперспиранты снижают объем пота, дезодоранты ослабляют запах и (или) тормозят развитие бактерий, которые его вызывают.
Управление США по контролю качества пищевых продуктов и медикаментов (FDA) рассматривает дезодоранты как косметические средства, а антиперспиранты — как лекарства, поскольку они влияют на функционирование человеческого организма.
По версии FDA, антиперспирант со стандартной эффективностью, действующий 24 часа, должен снижать интенсивность потоотделения за это время не менее чем на 20 процентов, а экстраэффективный — не менее чем на 30 процентов. Прекратить этот процесс полностью средство вряд ли может, но это и не требуется.
Действующие вещества антиперспирантов — это, как правило, соли алюминия (хлориды, хлораты и так далее). Предполагается, что они закупоривают поры — выходы потовых желез на поверхность кожи.
Французские исследователи (правда, аффилированные с одним крупным производителем косметики и бытовой химии) смоделировали потоотделение и показали, что ионы алюминия связываются с белками, а потом вместе с ними прилипают к стенкам протоков желез.
Агрегаты увеличиваются за счет присоединения белков из новых порций пота и в конечном счете закрывают просвет каналов. Несмотря на это, компоненты антиперспиранта постепенно вымываются из потовых желез. Алюминий в них не накапливается.
Дезодоранты нередко содержат спирт и за счет него дезинфицируют кожу. Также в них могут содержаться отдушки, маскирующие запах пота. Кое-кто даже предлагает применять в качестве дезодоранта пищевую соду, ссылаясь на то, что она может обладать антибактериальными свойствами.
Утром эффективнее
Поскольку дезодоранты не лекарства, их эффективность не обязательно доказывать. Для антиперспирантов это можно сделать, но выясняется, что сравнить несколько средств между собой непросто.
Стандартные тесты на людях включают нанесение антиперспирантов на подмышки добровольцев, но то, насколько конкретное средство ослабляет потоотделение, зависит от времени года, а не только от интенсивности его использования и концентрации действующих веществ. Вероятно, дело во влажности воздуха, влияющей на консистенцию антиперспиранта в месте нанесения.
Как выяснили немецкие дерматологи в 2008 году, зимой некоторые антиперспиранты в модельных условиях даже немного увеличивают объем пота, выделяемый железами в подмышках.
Они предложили альтернативу, которая, кстати, позволяет сравнивать сразу несколько продуктов — наносить антиперспиранты на кожу спины. Ее площадь больше, а потоотделение на ней не так зависит от сезона.
Другое исследование показало, что эффективность закупорки протоков потовых желез зависит от реакции среды поверхности кожи подмышек. Утром она более щелочная, вечером — более кислая, и лучше антиперспиранты работают, если их применить утром.
Четкую зависимость эффективности дезодорантов и антиперспирантов от пола того, кто их использует, не выявили. Принципы работы потовых желез у мужчин и женщин одни и те же. Кроме того, наиболее важный для потоотделения параметр — соотношение площади поверхности тела и его объема.
Вероятно, одна отдушка может подходить в качестве маскирующего запах агента лучше, чем другая, но на то, как хорошо антиперспиранты и дезодоранты блокируют выделение пота или уничтожают бактерий, они, по идее, влиять не должны.
Токсины и алюминий
Дезодоранты и антиперспиранты — бытовая химия (или даже лекарства), и, как любая химия, некоторых людей они пугают.
Кто-то приписывает алюминию роль провокатора болезни Альцгеймера, а саму идею снижать интенсивность потоотделения ругают за ненатуральность: якобы с потом выделяются токсины, а если не давать ему покидать тело, то и ядовитые вещества останутся внутри.
Проще всего разобраться с «токсинами». Да, пот — продукт выделения, подобный моче. Но моча — это бывшая кровь, тщательно профильтрованная через специально организованные для сбора организменных отбросов органы — почки. Пот такой фильтрации не проходит.
К тому же организм выделяет пот в первую очередь для того, чтобы охладиться. Звери сухих местообитаний, такие как песчанки и шиншиллы, практически не потеют: им крайне нежелательно терять драгоценную воду, а снизить температуру тела можно и другими способами. Но это не значит, что их организмы «зашлакованы».
Ну а люди с гипергидрозом, у которых активность потовых желез слишком велика, ничуть не «чище», чем остальные.
Конечно, если полностью заблокировать работу потовых желез, человеку едва ли будет хорошо, но антиперспиранты с такой интенсивностью никто не применяет.
Алюминий связывали с болезнью Альцгеймера в начале 2000-х годов, и в основном это делали авторы петиций против антиперспирантов. Они говорили, что алюминий может попасть в головной мозг через обонятельный тракт.
Аргументом в дискуссии служило исследование, в котором шести кроликам (две группы по три животных) вводили через специально проделанную в лобной кости щель растворимые полоски гельфоума, пропитанные лактатом или хлоридом алюминия в концентрации 5–15 процентов.
У трех кроликов развились гранулемы в мозге, притом в случайных местах. Однако структура этих образований не похожа на амилоидные бляшки, возникающие при болезни Альцгеймера. Кроме того, остался открытым вопрос, почему у трех остальных животных этого не произошло.
FDA выпустило документ, в котором выразило свою позицию, в том числе по вопросу связи алюминия в антиперспирантах и болезни Альцгеймера: ее нет.
Рак не страшен
Еще говорят, что парабены (соли и эфиры парагидроксибензойной кислоты, выступающие в качестве противомикробных агентов) в составе дезодорантов могут действовать подобно гормону эстрогену, который порой провоцирует рак молочной железы.
Логика в утверждениях про опухоли такая. Часто опухоль молочной железы возникает в той ее части, которая расположена ближе к подмышке. А молочные железы — это видоизменения потовых желез (вспомним утконоса, у которого молоко стекает по шерсти подобно поту).
Никто специально не смывает дезодоранты, поэтому теоретически парабены могут накапливаться в коже подмышек и, вероятно, проникать глубже. И в подмышечных впадинах, и в молочных железах расположены скопления лимфатических узлов, связанные в единую систему. Вот почему дезодоранты с парабенами обвиняют в развитии рака груди.
Не исключено, что парабены действительно влияют на риск развития рака молочной железы (хотя не все его разновидности связаны с эстрогеном). Их находят практически во всех соответствующих опухолях, причем даже у тех, кто не пользовался парабенсодержащими дезодорантами.
При этом в пораженных тканях наиболее высоко содержание метилпарабена (12,8 нанограмма на грамм), действие которого, подобное активности эстрогена, выражено в наименьшей степени по сравнению с другими парабенами и в миллион раз слабее, чем у эстрогена под названием 17β-эстрадиол.
В исследованиях, где парабены связывали с риском рака, не проверяли, пользовались ли пациенты какими-то другими средствами помимо дезодорантов. И в общем, наличие вещества в опухоли вовсе не означает, что именно оно стало причиной ее возникновения.
По всем перечисленным причинам Европейский генеральный директорат по здравоохранению и безопасности пищевой продукции в 2005 году заключил: утверждать, что использование дезодорантов с парабенами повышает риск рака молочной железы, нельзя.
Но любое средство, которое применили не по назначению, может быть опасным. Так, в ноябре 2018 в BMJ Case Reports опубликовали описание случая, когда 19-летний парень, специально надышавшись спрея-дезодоранта, погиб от остановки сердца. Она, предположительно, была вызвана бутаном в составе аэрозоля.
Но подобное могло произойти не только при использовании дезодоранта. На упаковках многих предметов бытовой химии написано «беречь от детей». Существует масса инструкций к ним, а также к лекарствам и приборам, и везде есть ограничения использования.
Другое дело что искать средства для изменения сознания человечество никогда не бросит, и риски подобных процедур нет-нет да и переоцениваются.
Подведем итог. Получается, что и дезодоранты, и антиперспиранты — подарки по крайней мере безопасные. Другое дело, что они нужны не всем, а лишь тем, у кого усиленное потоотделение и чей пот заметно пахнет. Эти множества перекрываются, но не совпадают, поскольку пахнет не весь пот, а только выделенный железами определенного типа и обработанный бактериями.
Светлана Ястребова
Как превратить поросенка в донора безопасных органов
Первый и единственный человек, которому пересадили сердце генетически модифицированной свиньи, прожил с ним всего 60 дней. Спустя полтора года врачи все еще не выяснили, почему он умер, но подозревают, что иммунная система пациента так и не смирилась с трансплантатом. Возможно, отторжения удалось бы избежать, если бы пациенту пересадили человеческий орган, выращенный с нуля, например в организме той же свиньи. Теперь китайские ученые получили первый свиной эмбрион с зачатком человеческой почки, и стало возможно оценить, что на самом деле проще: замаскировать свиную почку под человеческую или вырастить в свинье настоящую почку человека. Свиное в человеке Чужой орган в теле человека никогда не станет своим. Даже если пересадка прошла удачно, а донор — близкий родственник. Почти всегда после такой операции человеку приходится до конца жизни принимать препараты, подавляющие активность иммунной системы. Что уж говорить о случаях, когда донор — животное другого вида. Во второй половине XX века врачи немало экспериментировали с такого рода пересадками. Но оказалось, что при ксенотрансплантациях даже иммуносупрессоры не помогают. Свиные сердца и обезьяньи печени редко выдерживали дольше нескольких дней или месяцев в организме человека. Оставив эти попытки, врачи обратились за помощью к генетикам. Те предложили вывести «гуманизированных» свиней — то есть животных, чьи ткани иммунная система человека согласится признать за свои. Самое простое, что можно для этого сделать, — убрать с поверхности клеток молекулы, которых в организме человека в принципе не бывает. В случае свиных клеток это дисахаридный фрагмент из двух галактоз (галактоза-альфа-1,3-галактоза). Чтобы от него избавиться, нужно вырезать из генома свиньи ген GGTA1: он кодирует фермент, который помогает навешивать этот хвост на мембрану клетки. Нокаута по этому гену достаточно, чтобы заплатка из свиной кожи или даже целая свиная почка не вызвали немедленного отторжения после пересадки. Но если орган должен остаться в теле человека надолго, то за недели и месяцы иммунная система сможет добраться и до менее доступных незнакомых молекул. А значит нужно действовать хитрее. Например, можно вмонтировать под капсулу свиной почки небольшой кусочек тимуса. Это орган, который обучает иммунные клетки не реагировать на собственные молекулы организма. Соответственно, тимус донора мог бы обучить лимфоциты хозяина терпеливо относиться к клеткам трансплантата. Под такой защитой свиная почка может прожить в человеке не меньше месяца. А можно пойти еще дальше и перестраховаться от всех возможных осложнений сразу. Так поступили генетики из компании Revivicor. В геном свиньи, чье сердце потом пересадили человеку, они внесли целых десять изменений: удалили три гена, отвечающих за появление чужеродных молекул на поверхности;удалили ген рецептора к гормону роста (чтобы сердце не реагировало на хозяйский гормон и не разрасталось);добавили шесть человеческих генов (два тормозят воспаление, два не дают белкам врожденного иммунитета связываться с клетками, два блокируют свертывание крови). Но пациент все равно умер. Он прожил со своим новым сердцем два месяца — а потом оно внезапно стало сдавать. Врачи до сих пор не знают точно, что пошло не так. Может быть, дело было в вирусе, который носило в себе животное-донор. А может — в антителах, которые врачи назначили пациенту, когда заметили признаки инфекции (потому что собственных антител у него после иммуносупрессии почти не осталось). Или же — в свиных антителах, которые образовывались в донорском сердце и вызвали в итоге иммунный ответ. Так или иначе, иммунная система на что-то среагировала. Отторжение все-таки произошло. Человеческое в свинье Сейчас невозможно сказать, удастся ли однажды заставить свиное сердце надежно прижиться внутри человека. До сих пор была всего одна такая операция. И получатель свиной почки — тоже пока только один. Поэтому и о перспективах таких операций, и об их возможных последствиях судить рано. Но можно уверенно сказать, что человеческие органы должны приживаться лучше свиных и нести с собой меньше рисков. Если научиться их выращивать. Собирать жизненно важные органы in vitro пока не получается, зато можно попробовать вырастить их внутри живого организма — например той же свиньи. Для этого у нее нужно отключить ген, отвечающий за развитие собственного органа, и подсадить в ее зародыш клетки человека (подробнее об этом методе мы рассказывали в материале «Свиное сердце»). Если свинья выживет и нужный орган вырастет, можно будет с уверенностью сказать, что он — человеческий. Правда для этого придется решить еще одну задачу — не маскировать свиные клетки под человеческие, а наоборот, сделать так, чтобы клетки человека стали своими в зародыше свиньи и их не убили соседи. Химеру из зародышей обычно собирают, пока они находятся на самых ранних стадиях развития. Эмбрион свиньи в этот момент похож на кучку клеток, которые еще не начали распределяться по органам и тканям. В нее можно подселить эмбриональные стволовые клетки человека — они находятся примерно на той же стадии — и надеяться, что они смешаются с толпой и будут участвовать в построении органов наравне с клетками свиньи. Поскольку в таком раннем зародыше нет тканей, там нет и крови, а значит, иммунное отторжение невозможно. Но спокойно интегрироваться человеческим клеткам мешает другой механизм — клеточная конкуренция (cellular competition). Судя по всему, клетки внутри зародыша посылают соседям сигнал начинать апоптоз. И если соседи по какой-то причине не производят достаточно белков-блокаторов апоптоза — например потому что в них есть какие-нибудь поломки или им не хватает энергии, — то они погибают. Поэтому подсаженные клетки в химерных зародышах приживаются плохо, особенно если речь не о близкородственных видах животных. Рекордное содержание человеческих клеток, которого удалось добиться в химерном эмбрионе с обезьяной, — 7 процентов, с мышью — 4 процента. В химерах со свиньями человеческие клетки до недавнего времени выживали еще хуже и составляли лишь доли процента. Чтобы помочь клеткам внутри химеры выжить, ученые пробуют генетически отключить у них программу апоптоза. Так, в 2021 году американские исследователи создали культуру клеток без гена TP53, который кодирует главный белок в программе апоптоза. Когда такие клетки подсадили в зародыш свиньи, они выжили и из них даже начала расти настоящая мышца — поскольку свиней взяли с дефектом развития мышц. Теперь другая группа ученых, китайские биологи под руководством Лая Лянсюэ (Liangxue Lai), задалась целью вырастить внутри свиньи человеческую почку — потому что почки для трансплантации гораздо нужнее мышц. Для этого исследователи встроили в геном человеческих клеток конструкцию из нескольких фрагментов ДНК. Начиналась она с сигнальной последовательности, которая реагирует на присутствие конкретного лекарства (доксициклина), — то есть работу следующих за ней генов можно было запускать по команде. Дальше располагались копии двух генов, один из которых (BLC2) останавливает апоптоз, а второй (MYCN) — участвует в делении. Эта генетическая конструкция должна была не останавливать программу клеточной смерти, а, наоборот, поддерживать программу выживания. Кроме этого, клетки пометили флуоресцентным белком, чтобы их легко можно было увидеть внутри химеры. После того, как эти клетки с помощью доксициклина «запрограммировали» на выживание, их подсадили в зародыши свиньи. И по подсчетам авторов статьи, они заняли примерно десятую часть от площади эмбриона. Это не обязательно означает, что они составили десять процентов всех клеток, но точно образовали в нем заметную (под флуоресцентным микроскопом) фракцию. Чтобы из человеческих клеток выросла именно почка, свинью-хозяина тоже понадобилось модифицировать. С помощью генных редакторов исследователи сделали нефункциональными два гена (SIX1 и SALL1), которые отвечают за дифференцировку почечных клеток и образование канальцев. Без человеческих клеток зародыши свиньи с дефектами в этих генах были жизнеспособны, но почка у них развивалась хуже обычного. Попробовав собрать из зародыша отредактированной свиньи и отредактированных же клеток человека химеру, ученые получили пять жизнеспособных зародышей, которые прижились у суррогатных матерей-свиней. Через месяц ученые прервали эти беременности и извлекли эмбрионы из матки. В той области, где у них должны были располагаться почки, исследователи заметили под микроскопом ярко-красное свечение — то есть человеческие клетки заняли предназначенное им место. Зачаток почки получился человеческим чуть больше чем наполовину — доля светящихся клеток составила в нем 50–65 процентов. Двойное ГМО То, что выросло в китайском эксперименте, — это, конечно, еще не полноценная почка. Это только зачаток, причем частично построенный из клеток свиньи. К тому же, полученный с крайне низкой эффективностью — прижились всего 5 эмбрионов из 1820. Этому проекту еще очень далеко до того, чтобы догнать отредактированных свиней и их органы, которые уже пересаживают пациентам. Тем не менее, это первый зачаток человеческой почки в свинье — и вообще первый зачаток жизненно важного органа человека, полученный с помощью такого метода. А значит, можно уже сейчас представить себе, насколько эта технология экономнее по сравнению с гуманизацией свиней — по крайней мере, по части необходимых генетических правок. Свинья, которая стала первым модифицированным донором сердца для человека, несла в себе десять генетических изменений. И даже они не помогли успокоить иммунную систему нового хозяина. Возможно, следующим поколениям свиней-доноров этих правок понадобится больше. Сколько именно — до сих пор непонятно. Например, американский генетик Джордж Черч, известный своими амбициозными идеями и большими проектами, утверждал, что нужно вычистить из свиного генома все эндогенные ретровирусы — мобильные элементы, которые способны перемещаться по геному и теоретически могут «перепрыгнуть» от донорского органа в человеческие клетки. Это еще 25 дополнительных правок, то есть в сумме уже практически сорок. И это, вероятно, не предел. В химере человека и свиньи правок пока меньше: две в человеческом геноме и еще две в свином. Но Лай Лянсюэ и его соавторы подозревают, что со временем их понадобится больше. Во-первых, при нынешнем дизайне эксперимента все равно не получится вырастить почку, в которой не было бы ни единой свиной клетки. Даже если ученые добьются того, что все до единого почечные канальцы будут человеческими, останутся еще кровеносные сосуды и элементы соединительной ткани. И если мы хотим, чтобы почка была совершенно невидима для человеческого иммунитета, у свиньи-донора придется отключить еще и гены, связанные с развитием капилляров. Будет ли жизнеспособна такая свинья? И что станет с другими ее органами, где, видимо, поселятся человеческие клетки и прорастут человеческие сосуды? Во-вторых, поставленный таким образом эксперимент может оказаться этически рискованным. Что, если человеческие клетки войдут в состав не только почки, но и нервной системы? Там, конечно, они будут неконкурентоспособны — и все же это будет мозг свиньи с человеческими клетками. Научное сообщество пока не установило никакой пороговой доли человеческих клеток, после которой мозг считается человеческим. Так что любой эксперимент с химерной нервной системой может вызвать вопросы у этических комитетов. Именно поэтому исследователи остановили свой эксперимент на 28-м дне развития. И проверили, что в предшественниках головного и спинного мозга у эмбрионов встречаются только единичные клетки человека, а в зачатках половых желез — и вовсе ни одной. Лай Лянсюэ и соавторы полагают, что с этической точки зрения их метод можно сделать более безопасным — если внести еще больше модификаций в геном человеческих клеток. То есть вырезать оттуда какие-нибудь гены, ключевые для развития нервной системы и половых желез. Тогда обе части химеры окажутся неполноценными — ни одна не выживет сама по себе, а итоговый организм будет мозаикой из органов разной видовой принадлежности. Какие именно гены могли бы быть хорошей мишенью для такой редактуры, исследователи не уточняют. И на всякий случай оговариваются: новые генетические вмешательства могут помешать человеческим клеткам образовать полноценную почку. Так или иначе, понадобится еще немало экспериментов, чтобы выяснить, возможен ли здесь компромисс. Реально ли сломать достаточное число участков в геноме, чтобы исключить одновременно этический риск и риск отторжения, — и при этом оставить клетки достаточно человеческими и способными сначала выжить внутри организма свиньи, а потом спасти жизнь пациенту?