Витаминные страсти

В некой параллельной вселенной, где всегда хорошая погода и давно наступил коммунизм, молодой и перспективный ученый направил всю мощь своего превосходного ума на решение важного научного вопроса. Ученый сформулировал гипотезу, разработал эксперимент, который подтвердит или опровергнет гениальную догадку (почти наверняка, конечно, подтвердит — на то догадка и гениальная). Разумеется, в этом справедливом обществе доступно все необходимое оборудование, чтобы провести опыты любой сложности. Для эксперимента нужны люди — добровольцы, но в желающих лечь на алтарь науки тоже недостатка нет. Эксперимент проведен, получен убедительный результат, который решил мучившую многие поколения проблему раз и навсегда. Публикации, фанфары, восторг публики. Вперед, к новым научным вершинам!

В нашем несовершенном мире, где я пишу эту главу в обесточенном доме (гроза, и в поселке вырубилось электричество, но аккумулятора в ноуте хватит еще на час), научные проблемы не решаются наскоком «молодых и перспективных». Вроде и гипотеза давно сформулирована, и что за эксперимент нужен, чтобы проверить ее, понятно, и проводили эксперименты, причем много раз, — а вопрос остается открытым годами. На какие подводные камни напарываются исследователи? Или винить нужно плетущих козни злобных оппонентов? Или козни оппонентов — это в конечном итоге благо для науки?

Со времен опытов Альфреда Гесса идея о том, что африканцы сильнее подвержены рахиту, поскольку их пигментированная кожа блокирует ультрафиолет, оставалась предметом споров. Казалось бы, против статистики не попрешь. Исследования разных групп людей в разных точках планеты подтверждали, что у чернокожих ситуация с витамином D3 хуже, чем у прочих. В США среднее содержание D3 в крови белых в 1,2–1,7 раз выше, чем у афроамериканцев и латиноамериканцев. Есть подобные данные и по другим странам.

Вот одно из любопытных исследований 2000 года. Любопытно оно потому, что проводилось в южноафриканской школе-интернате для слабовидящих детей недалеко от Питерсбурга (ныне — Полокване). Помните, что у альбиносов часто возникают проблемы со зрением? Так вот, значительная часть детей в этой школе — альбиносы. Эта группа очень удобна для исследования: живут в сходных условиях и питаются одинаково. Согласно полученным данным, уровень витамина D3 в крови альбиносов выше, чем у пигментированных детей. Хоть в этом у альбиносов преимущество!

Увы, к такому исследованию можно придраться. Авторы статьи сами обращают внимание: альбиносы — плохо видящие, но зрячие, а среди прочих учащихся интерната есть и полностью слепые дети, которые редко выходят на солнце, и разницу в уровне витамина D3 можно объяснить этим. К сожалению, исследователи не сравнивают отдельно слабовидящих и слепых и не сообщают, сколько тех и других. Как видим, работа проведена, а вопросы остались. Главное, что исследование не полностью контролируемое: мы не знаем, сколько ультрафиолета получили его участники. А может быть, у альбиносов «по жизни» выше содержание D3 в крови, и солнечный свет ни при чем? Чтобы получить убедительные доказательства, исследование нужно проводить более тщательно.

Такие тщательные эксперименты были… и некоторые из них давали отрицательный результат. Вот что проделала команда датских медиков в 2010 году: группу людей в течение некоторого срока регулярно облучали определенной дозой ультрафиолета. Содержание витамина D3 в крови измерялось до и после эксперимента, кроме того, выяснялось, часто ли бывает на солнце каждый из подопытных. Как и ожидалось, у тех, кто чаще подставлял кожу солнечным лучам, уровень витамина оказался выше. А вот разницы между темнокожими и светлокожими найти не удалось: у тех и других в процессе эксперимента содержание витамина росло одинаково.

Так что же, наша гипотеза опровергнута? Но будет слишком смелым делать такой вывод на основании лишь одного эксперимента. Кстати, смелости не занимать некоторым популяризаторам науки. Например, антрополог Элис Робертс в недавно изданной на русском языке книге «Приручение» со ссылкой именно на этот опыт утверждает, что «стройная теория была разрушена», имея в виду, разумеется, гипотезу о витамине D как факторе посветления кожи. Робертс повторяет основной довод противников гипотезы: причина недостатка витамина у негров, мол, кроется не в биологии, а в неправильном образе жизни, в «избегании солнца» чернокожими гражданами. Не потому у них проблемы с витамином D, что у них темная кожа, а потому, что эти люди любят сидеть дома перед телевизором, пока более бледные Homo sapiens нежатся на солнышке.

Дорогие популяризаторы! Я уверен, вы понимаете: не стоит, прочитав пару исследований, считать, что разобрался в вопросе. В том же 2010 году шведский биолог Ларс Олаф Бьорн указал на возможные причины, по которым опыт датчан привел к отрицательному результату. По мнению Бьорна, все дело в спектре ультрафиолетовых ламп Philips TL12, которые испускают много коротковолнового излучения, с длиной волны менее 290 нм. 7-дегидрохолестерол (7-ДГХ, который должен превращаться в превитамин D3) содержится во всем эпидермисе, в том числе в некотором количестве и у самой поверхности кожи. Коротковолновое излучение не проникает в кожу глубоко, но зато эффективно преобразовывает 7-ДГХ в верхних слоях эпидермиса, в которых мало меланина, ведь самая пигментированная часть кожи залегает ниже. По этой причине ультрафиолет, испускаемый лампами типа Philips TL12, приводит к сходному росту уровня D3 и у белого, и у африканца. Однако такой спектр не похож на солнечный. В ультрафиолете, достигающем поверхности Земли, практически нет волн короче 290 нм. Именно по этой причине в других экспериментах, где использовался спектр УФ, более близкий к естественному, и обнаруживалась разница между темнокожими и светлокожими людьми.

Например, в бельгийском исследовании 2013 года добровольцев (примерно одинакового возраста, веса и рациона) однократно облучали небольшой дозой ультрафиолета группы B. Кровь брали перед облучением, а затем через один и через пять дней. В начале эксперимента все испытуемые страдали от дефицита витамина D — дело-то было в феврале, при этом у чернокожих уровень оказался ниже, чем у европейцев. После облучения у белых содержание витамина D3 в крови на второй день увеличилось (с 11,9 нг/мл до 13,3 нг/мл) и еще подросло на шестой (до 14,3 нг). У обладателей черной кожи заметных изменений обнаружить не удалось.

В нашем несовершенном мире, где множество исследователей с разных сторон штурмуют некую гипотезу и приходят к противоречивым выводам, на помощь приходит метаанализ — исследование, которое сравнивает и обобщает результаты серии экспериментов, посвященных конкретной научной проблеме. Делал ли кто-нибудь метаанализ исследований влияния цвета кожи на синтез витамина D? Есть такая работа! В 2015 году за подобный труд взялась австралийско-нидерландско-британская группа ученых. В базе данных PubMed исследователи нашли 67 научных статей подходящей тематики, из которых отобрали для анализа 12, удовлетворявших первичным требованиям (живые здоровые испытуемые, искусственный ультрафиолет, на английском языке). Голоса в исследованиях распределились в отношении 7:5 в пользу влияния цвета кожи. При этом из пяти «негативных» статей четыре опубликованы до 1991 года, а в позитивной группе — только одна столь старая статья. Справедливо считается, что чем современней, тем надежней! Кроме того, в большинстве статей, давших отрицательный результат, маленькая выборка — только в одной число испытуемых превышает 20. Напротив, в положительных статьях количество участников эксперимента, как правило, более 30 (за двумя исключениями).

Сопоставляя то, как проводились разные исследования, авторы метаанализа столкнулись с чрезвычайным разнобоем, затрудняющим сравнение. Казалось бы, не очень сложный эксперимент: взять группу людей, измерить уровень витамина D в крови, потом облучить ультрафиолетом, снова измерить, сравнить. Молодой и перспективный ученый из параллельной вселенной лишь усмехнулся бы. Однако в нашей неправильной вселенной нестыковки начались уже с процедуры фиксации цвета кожи испытуемых. Где-то людей разделяли по шкале Фитцпатрика, где-то — по чувствительности к ультрафиолету, а где-то — просто по расовому или этническому признаку. Да и сами испытуемые различались: например, в одном исследовании все они были уроженцами Южной Азии, в другом — американцами и т.д. Кроме того, использовались разные типы ультрафиолетовых ламп, разные дозы и режимы — от однократного сеанса до регулярного облучения в течение 12 недель. Облучалась разная площадь тела, и уровень витамина D тоже измерялся по-разному. Вдобавок в большинстве исследований вообще не давалось никакой информации об испытуемых — что они ели, сколько весили, чем болели?

Такое впечатление, что каждая группа исследователей старалась организовать процесс «не так, как у других». Эти нюансы по сути одного и того же опыта сделали ряд экспериментов практически несопоставимыми. В различающемся дизайне стоит искать и причины того, что результаты противоречат друг другу. Возможно, дело в типах используемых ультрафиолетовых ламп. Есть и другое объяснение: у каждого человека уровень витамина D, синтезируемого естественным путем, не может расти бесконечно — он достигает своего максимума и выходит на плато. При многократном облучении у большинства испытуемых — у кого-то раньше, у кого-то позже — это плато достигалось. Поэтому действительно можно не увидеть разницу, если только не следить за динамикой в течение всего эксперимента.

И все же по итогу авторы сочли исследования, давшие положительный результат, более убедительными. Значит, на синтез витамина D цвет кожи все-таки влияет. «Стройную теорию» разрушить не удалось!

Но, кроме этого, эксперты описали, каким должен быть идеальный эксперимент:

— максимально объективно, количественно оценивать цвет кожи;

— использовать источник ультрафиолета, приближающийся по спектру к солнечному свету;

— облучать «реалистичную» площадь тела, близкую к естественным условиям;

— измерять уровень D3 в крови испытуемых в течение всего эксперимента многократно с одинаковыми интервалами.

В параллельной вселенной такой эксперимент давно и успешно проведен.

Отправить