История иммунной системы

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 биологических достижениях амеб, медуз, оболочников, рыб, обезьян и других первопроходцев. Как и у этих животных, наша собственная иммунная система находится в процессе тесного взаимодействия с окружающей средой и представляет собой эволюционно 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 естественно-исторический 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 эволюционные места обитания — это леса, саванны, степи и другие природные территории.

Каждый человек интуитивно способен отличить здоровую среду обитания от больной точно так же, как это делают птицы при строительстве гнезд. Как и любой 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 возле тихо журчащего лесного ручья на берегу, заросшем папоротниками, мхом и ягодными кустами. Ощущения и эмоции, связанные с этими контрастными картинами, у большинства людей совершенно разные. Деградировавшие природные ландшафты 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 использованием электроэнцефалографов, регистрирующих электромагнитную активность мозга. Анализ полученных данных позволяет сделать выводы о неврологических процессах 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 значит, что организм настроен на регенерацию в состоянии бодрствования. Анализ результатов электроэнцефалографии (ЭЭГ) с помощью современных компьютерных программ позволил отчетливо зафиксировать активизацию парасимпатической нервной системы и нейробиологическое состояние восстановительного расслабления. В то же время участники эксперимента, рассматривавшие изображения городской застройки без зеленых насаждений, демонстрировали легкую стрессовую реакцию мозга и активизацию симпатической нервной системы, то есть внутреннее возбуждение. Во всяком случае, городские пейзажи, в отличие от природных, не позволяли расслабиться с целью восстановления[96].

Одновременно в этих экспериментах было зафиксировано повышение вариабельности сердечного ритма (ВСР) у членов группы, созерцавших природу. Это дополнительный параметр, который позволяет сделать вывод о неврологических процессах. Высокая ВСР означает устойчивую и здоровую работу сердца. Интервалы между отдельными ударами пульса не всегда одинаковы. Здоровое сердце не бьется, словно метроном. Его ритм динамично меняется, приспосабливаясь к текущему моменту и его потребностям. Мысли, эмоции, визуальные и слуховые раздражители извне, запахи, движения тела заставляют сердце биться чуть быстрее или медленнее. Высокая ВСР говорит о хорошем здоровье. Только в состоянии стресса или болезни сердце бьется монотонно, вариабельность его ритма снижается. Отмеченное в эксперименте повышение ВСР подкрепляет результаты ЭЭГ, так как сердечный ритм задается главным образом взаимодействием симпатической и парасимпатической нервных систем. Повышение вариативности говорит о снижении активности симпатической нервной системы, которая ассоциируется со стрессом, и о доминировании парасимпатической нервной системы, которая отвечает за восстановление. Роль симпатической и парасимпатической нервных систем мы уже обсуждали в разделе, посвященном приматам.

Еще одно исследование, проведенное в Южной Корее с использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), подтвердило выводы шотландских ученых. Этот метод позволяет точно локализовать участки возбуждения мозга и наблюдать за ними в режиме реального времени. Полученные результаты явно указывали на активизацию парасимпатической нервной системы при рассматривании снимков с природными пейзажами[97]. 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 элементов, томограф показал активность нейронов, которую южнокорейские исследователи интерпретировали как стрессовую реакцию. Интересно, что эти изображения активизировали также участки мозга, которые отвечают за распознавание и оценку опасностей и приводят наш организм в состояние боевой готовности. Эти участки мозга вместе с симпатической нервной системой забирают энергию у иммунной системы для возможных реакций бегства и борьбы, то есть вызывают состояние, противоположное тому, которое наблюдается при рассматривании природных сцен.

Эти эксперименты говорят о том, что экоиммунология занимается также проблемами 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 клинического 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 влажности воздуха. После лечения отмечалось 40-процентное снижение клинических симптомов и воспалительных проявлений. Кроме того, увеличились производительность и объем легких. Прошло четыре месяца, прежде чем симптомы астмы вернулись к исходному уровню[98].

Вещества, содержащиеся в воздухе возле водопадов, укрепляют защитные свойства нашего мерцательного эпителия

Ученые объясняют этот эффект высокой концентрацией анионов (отрицательно заряженных ионов) кислорода, которая наблюдается вблизи водопадов. Если говорить конкретно о водопаде Кримль, то в зависимости от погоды в каждом кубическом сантиметре воздуха вблизи него содержится от 30 до 70 тысяч анионов. В отдельные дни концентрация доходит до 300 тысяч. Анионы образуются в результате трения падающей воды о воздух и скалы. Это так называемый электростатический эффект водопада. Образовавшиеся анионы связываются с мельчайшими частицами воды, плавающими в воздухе, в результате чего получается электроаэрозоль. Он висит в воздухе, словно туман, видимый невооруженным взглядом. На научном жаргоне эта аэрозольная завеса называется водопадной плазмой.

Положительное воздействие электроаэрозолей на астматиков авторы исследования объясняют следующим образом: заряженные частицы при контакте со слизистыми оболочками отдают им свой отрицательный заряд. Это ускоряет движения ресничек мерцательного эпителия и улучшает его очистительные функции. Одновременно электроаэрозоль увлажняет слизистую оболочку, что благоприятно сказывается на течении различных заболеваний дыхательных путей. Таким образом электроаэрозоли 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 вирусов и бактерий. Чем лучше работает эта защитная система, тем меньше опасность заболеть вследствие контакта с возбудителями. Кроме того, наши макрофаги лучше работают на хорошо очищенной и достаточно увлажненной слизистой оболочке, 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 лесу вдали от водопада. В результате лечения у них также уменьшились клинические 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 деревьев вырабатывается электричество, в результате чего молекулы воздуха приобретают 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 воздействием солнечного ультрафиолетового излучения. В среднем лесной воздух содержит 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 экоиммунологических взаимодействий. Воздух в здоровых экосистемах содержит разные вещества, которые укрепляют защитные силы уже на уровне механических барьеров, например слизистой оболочки и мерцательного эпителия. В городе же эти вещества отсутствуют из-за воздействия различных факторов, в том числе мелкодисперсной пыли, которая, как мы уже знаем, вдобавок ко всему повреждает наши иммунные клетки.