Как опытный исследователь, потративший годы на изучение тайн различных экосистем и их влияния на здоровье человека, я нахожу продолжающееся исследование в Солтон-Си особенно интригующим. Уникальные условия этого гиперсоленого озера представляют собой сложную и волнующую задачу — во многом это похоже на попытку решить сложную головоломку, перемещаясь по зыбучим пескам.
Весной 2018 года Дэвид Ло, 66-летний биомедицинский исследователь из Калифорнийского университета в Риверсайде, впервые оказался на берегу Солтон-Си. Особенность этого места сразу же поразила его: пляж, усеянный ракушками ракушек и порошком из рыбьих костей, заброшенный причал в нескольких милях от воды и повсюду стойкий запах разложения. «Это было похоже на сюрреалистический фон прямо из научно-фантастического фильма», — подумал он, — странно знакомый, но слегка отличающийся от того, что считается нормальным.
Более того, он также обладал привлекательным качеством. Солнце сверкало на глади спокойной воды, а вдали величественно возвышались Шоколадные горы. Первоначально он заметил: «Это не кажется вам многообещающим, например: «Ух ты, это вредная и неприятная вещь». Однако он отметил, что со временем его восприятие изменилось, заявив: «Я пришел к пониманию подробнее о ситуации».
Примерно после десяти лет расследования Ло советует посетителям озера носить маску N95 из-за опасений за свое здоровье. Похоже, что-то в воде, почве, воздухе или в сочетании этих факторов вызывает у местного населения респираторные заболевания, похожие на астму. Дети пострадали непропорционально сильно; в некоторых регионах более чем у 25% детей диагностирована астма, что более чем в четыре раза превышает средний показатель по стране по детской астме. Даже у тех детей, которым официально не был поставлен диагноз, часто проявляются симптомы астмоподобных состояний – более трети детей в определенных регионах. Хотя местные жители уже давно подозревают, что Солтон-Си представляет опасность, исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде только сейчас определяют источник проблемы. И получается то, чего не ожидали.
За последние несколько лет крупнейший водоем Калифорнии, Солтон-Си, сократился. Это снижение связано как с засухой, так и с выбором управления водными ресурсами реки Колорадо, а также с сельскохозяйственными стоками из долин Империал и Коачелла, которые питают озеро. По мере того, как уровень воды падает, появляются обширные участки того, что когда-то было подводными днами озер, известных как плайя. В результате обнажаются мелкие осадки, которые подвержены сильным ветрам в этом районе и сносятся в близлежащие города.
Некоторое время ученые осознавали связь между плохим состоянием органов дыхания в этом районе и наличием пыли. Однако недавние исследования раскрыли неожиданные подробности: главным виновником, по-видимому, является природный токсин, обнаруженный в частицах пыли. Это открытие может иметь серьезные последствия – не только для Солтон-Си, но и для аналогичных систем пересыхающих озер во всем мире.
Исследователи уже давно знают, что существует связь между наличием пыли и плохим состоянием органов дыхания в этой области.
Будучи ярым последователем, я глубоко заинтригован Майклом Кляйнманом, токсикологом-экологом из Калифорнийского университета в Ирвайне. Его идеи поистине захватывают, особенно когда он говорит о Солтон-Си. По его мнению, это может быть предвестником будущих событий, поскольку изменение климата приводит к беспрецедентным проблемам со здоровьем. По его собственным словам: «Мы станем свидетелями разворачивающихся экстраординарных событий». Далее он добавляет: «Они могли быть ранними предупреждающими знаками в этом конкретном сценарии».
Путь Ло к этому моменту был обширным и сложным, включая многие годы партнерства с разнообразной группой ученых, стремящихся решить проблему сокращения количества воды. Первоначально дискуссии с семьями, пострадавшими от изменений окружающей среды, а также с экологами, химиками и другими исследователями представляли собой обширную и взаимосвязанную головоломку, которую нужно было решить: «Существует так много частей, которые необходимо соединить вместе».
Итак, он решил соединить эти точки.
Еще до его первой поездки на озеро коллега-профессионал из медицинской школы Калифорнийского университета в Риверсайде уже начал связывать его с местными семьями, чтобы обсудить их проблемы со здоровьем. Примечательно, что среди этих семей были распространены респираторные заболевания, что не удивило Ло. Однако что его шокировало, так это отсутствие активных исследований для выявления причин этого широко распространенного заболевания.
Будучи геймером, углубляющимся в тайны моего виртуального мира, я не мог не почувствовать загадку во время семейных встреч. Многие геймеры выразили обеспокоенность по поводу проблем с дыханием их детей, связанных с нашим общим озером. Тем не менее, конкретные опасения, которые они выразили, например, потенциальное загрязнение воды пестицидами или вредными элементами, такими как мышьяк или селен, редко коррелируют с респираторными заболеваниями. Когда я начал исследовать эту загадку, я нашел больше вопросов, чем ответов. Несмотря на предупреждения ученых о рисках для здоровья, связанных с высыхающим озером, в течение многих лет почти не проводилось подробных эпидемиологических исследований по конкретному региону; следовательно, оставалось неясным, насколько широко распространена эта болезнь, как долго она протекает и ухудшается ли она с течением времени.
В 2018 году Ло получила финансирование для исследования влияния пыли Солтон-Си на здоровье мышей. На тот момент он сотрудничал с Эммой Аронсон, микробиологом-экологом из Калифорнийского университета в Риверсайде, которая завершала исследование, посвященное основному микробиому в глобальных частицах пыли. В рамках своего предыдущего проекта она установила несколько пылесборников вокруг Солтон-Си и начала собирать образцы. Ранее Ло сотрудничал с инженерным отделом Калифорнийского университета в Риверсайде для создания и строительства камер аэрозольного воздействия — больших вольеров, в которых мыши могут находиться в течение длительного времени, подвергаясь воздействию контролируемых уровней различных химических соединений. Затем лаборатория Аронсона подготовила образцы Солтон-Си для использования в этих камерах.
Когда команда Ло представила мышам экстракты пыли из Солтон-Си, у них возникла быстрая и значительная воспалительная реакция в легких. Ло выразил свое изумление, заявив: «Было поразительно наблюдать такую воспалительную реакцию всего за несколько дней». Оглядываясь назад, он признал, что первоначальные результаты должны были встревожить, а не порадовать.
Однако тяжелая реакция мышей на экстракт пыли Солтон-Си только усугубила тайну. Первоначальная гипотеза Ло заключалась в том, что пыль содержала какой-то аллерген, вызывающий астму, но эта гипотеза была быстро опровергнута. У мышей вообще не было аллергической реакции, и их иммунный ответ не соответствовал тому, что можно было бы ожидать от менее распространенной неаллергической астмы.
Сначала мы подумали: «Ух ты, наша система работает идеально». Оглядываясь назад, мы должны были бы вместо этого почувствовать тревогу.
Оказалось, что пыль из Солтон-Си может вызывать заболевание другого типа, не идентичное астме, но имеющее схожие симптомы. По словам Кезии Исраэль, исследователя, который ранее был доктором философии. Кандидат в лаборатории Ло и продолжит свою работу в качестве постдокторанта в конце августа, это заболевание еще не до конца изучено. «Мы считаем, что это совершенно новый феномен, с которым мы раньше не сталкивались», — заявила она.
Таким образом, насущным вопросом стал: что находится в пыли?
В исследовательской лаборатории Эммы Аронсон они столкнулись с запутанной дилеммой. Чтобы подготовить образцы для экспозиционных камер Ло, исследователям пришлось просеять пыль Солтон-Си с помощью фильтра, который удалял все твердые частицы и бактерии. В результате этого процесса образовалась сложная смесь потенциально тысяч различных химических соединений. Было не только сложно определить, какое соединение вызывает реакцию мыши, но и просто идентифицировать их.
«Аронсон выразил удивление от многочисленных химических вариантов, которые могут присутствовать, и позже заявил: «Если вы не знаете, что ищете, идентификация его содержимого становится довольно сложной задачей».
Команда решила подойти к своей работе в обратном порядке. Начав с лаборатории Ло, они начали сложный эксперимент с участием мышей и различных коммерчески доступных экстрактов. По сути, это была методичная попытка методом проб и ошибок отслеживать иммунные реакции мышей с целью приспособить эти реакции так, чтобы они напоминали те, которые наблюдались при изучении пыли из Солтон-Си. Благодаря этому итеративному процессу они определили потенциального виновника — бактериальный токсин, называемый липополисахаридом, обычно сокращенно называемым ЛПС.
Липополисахариды (ЛПС) составляют значительную часть клеточных мембран некоторых типов бактерий, особенно грамотрицательных бактерий. Исследования Ло показывают, что ЛПС по своей сути не вреден для человека, но вместо этого может вызывать чрезмерный иммунный ответ. Эта чрезмерная иммунная реакция, а не сам токсин, приводит к воспалению, которое может напоминать симптомы астмы. Их исследование, опубликованное в начале 2023 года, показывает, что, хотя реакции на пыль Солтон-Си имеют сходство с реакцией на ЛПС, все же существуют некоторые явные различия. В результате исследователи предполагают, что «хотя ЛПС может играть роль в воспалении, вызванном вдыханием пыли, вряд ли он является единственным виновником».
После публикации своей статьи исследователи получили набор генетически модифицированных мышей, лишенных рецепторов ЛПС, и подвергли их воздействию пыли из Солтон-Си. Интересно, что эти мыши не проявили никакой реакции. Эти предварительные результаты, все еще находящиеся на рассмотрении в журналах без рецензирования, намекают на то, что LPS действительно может быть основным ответственным агентом. Небольшие различия в реакции между пылью Солтон-Си и коммерчески доступными ЛПС, возможно, связаны с различиями в их молекулярных структурах. Как заявил Кляйнман, не участвовавший в исследовании: «Отсутствие симптомов определенно указывает на что-то важное».
Как любопытный фанат, я размышлял над удивительным открытием о том, что липополисахарид (ЛПС) может быть основным виновником воспаления. Это открытие, хотя и поучительное, вызвало множество вопросов. Исследователи все еще пытаются определить точное количество ЛПС в пыли и его однородность по всей территории. Кроме того, они не уверены в микроорганизмах, ответственных за выработку этого токсина, что затрудняет прогнозирование того, как он проникает в окружающую среду. Аронсон метко описал это как захватывающую загадку: «Оно может присутствовать в воде, может переноситься по воздуху, может находиться на пляже или может иметь значение только на границе воды и пляжа. Оно может быть ограничено одной областью моря. море или распространиться по всему морю. Это может проявиться только в летние месяцы. Возможности огромны, я считаю, что это действительно интригующая загадка.
В ходе анализа уровней ЛПС в пыли были сделаны два важных вывода. Первоначально тесты, имитирующие реакцию иммунной системы на ЛПС, показали сильную реакцию, что позволяет предположить, что либо в нашей выборке было большое количество ЛПС, либо он был исключительно мощным. Как объяснил Аронсон: «Тот факт, что он зашкаливает, не обязательно означает, что у нас много этого ЛПС, но все, что присутствует, вероятно, причинит значительный вред». Кроме того, при отборе проб из различных мест вокруг озера стала очевидной тенденция: пыль с южной оконечности содержала более высокие концентрации ЛПС, чем пыль с северной оконечности.
Как любопытный геймер, увлекающийся научными исследованиями, я изучал концентрации ЛПС в разных местах вокруг озера. В то же время я обнаружил, что меня заинтриговали симптомы астмоподобных симптомов у местных жителей, проживающих поблизости. В прошлом году я обратился в некоммерческую организацию, базирующуюся в Палм-Дезерт, под названием «Оценка и исследования здоровья сообществ» (HARC), которая специализируется на исследованиях в области общественного здравоохранения. Мы сотрудничали с HARC и врачами медицинской школы Калифорнийского университета в Риверсайде, чтобы создать анкету, посвященную диагнозам и симптомам астмы у детей в сообществах вблизи Солтон-Си.
Как обеспокоенный родитель, я нашел полученные результаты поистине поразительными. В ходе проведенного нами опроса примерно 29% семей признались, что испытывают у своих детей симптомы, похожие на астму, такие как хрипы или свистящие звуки в груди. Интересно, что менее пятой части этих семей официально диагностировали у своих детей астму, а это означает, что недиагностированные случаи могут быть более распространены, чем мы думаем.
«У них отвисли челюсти: «О боже, все встало на свои места».
Важно отметить, что симптомы не были равномерно распространены по озеру. При анализе местоположения исследователи обнаружили поразительную разницу: в общинах, расположенных вблизи южного берега, уровень официальных диагнозов астмы был значительно выше, чем в общинах, расположенных вблизи северного берега — фактически вдвое. Копнув глубже, они обнаружили, что 37% семей в южной части сообщили, что у их детей наблюдаются симптомы, похожие на астму, в то время как только 23% семей в северной части сообщили о том же.
Дэниел Полк, сотрудник HARC по исследованиям и оценкам, нашел результаты «ошеломляющими», особенно в районах, расположенных недалеко от юго-западного побережья озера.
Для Ло и его коллег-исследователей результаты исследования привлекли внимание по интригующей причине: характер симптомов астмы, по-видимому, отражает распределение ЛПС, что указывает на потенциальную связь. Примечательно, что южная часть озера служила основным притоком сельскохозяйственных стоков, богатых питательными веществами и стимулирующих интенсивную биологическую активность. Как выразился Ло: «Все эти детали встают на свои места». Питательные вещества способствуют росту бактерий, что, в свою очередь, увеличивает содержание токсинов в пыли, что потенциально может привести к симптомам астмы. В этом году на заседании Целевой группы Солтон-Си, совместной группы ученых Калифорнийского университета в Риверсайде, результаты различных исследовательских областей начали совпадать, повергнув всех в трепет: «Это было собрание, на котором у всех отвисли челюсти, как бы говоря: О боже, все сходится».
Хотя результаты указывают на то, что ЛПС является основным фактором легочных заболеваний в регионе, все же существуют серьезные предостережения. «Когда вы пытаетесь сравнить реакцию мыши с реакцией человека, есть некоторые физиологические различия, есть некоторые биохимические различия», — сказал Кляйнман. В конечном итоге, добавил он, то, что происходит «с мышами, может сильно отличаться от того, что вы видите у людей».
Ло согласился, заявив, что «Мыши не люди». Несмотря на некоторые интригующие открытия, связи и корреляции, теперь им необходимо сосредоточиться на непосредственном изучении людей. Для достижения этой цели лаборатория Ло в настоящее время готовит заявки на гранты для клинических исследований на местных детях. В ходе этого исследования они стремятся собрать образцы легочной слизи и крови, надеясь найти параллели между заболеваниями человека и мышей. Исраэль, исследователь из лаборатории Ло, отметил, что это может быть длительный процесс, который может занять несколько лет.
Тем временем, отметила она, предстоит провести значительные исследования, чтобы полностью понять это своеобразное заболевание. «Симптомы, наблюдаемые в районе Солтон-Си, не соответствуют типичной или аллергической астме», — пояснила она. «Похоже, что она отличается и от неаллергической астмы». Она продолжила: «Я считаю, что нам еще многое предстоит открыть, чтобы точно определить это заболевание».
Серьезным препятствием для исследователей является идентификация конкретного микроба или микробов, ответственных за выработку ЛПС (липополисахарида). Лаборатория Аронсона решает эту проблему, используя методы анализа ДНК. Одна из применяемых ими стратегий, называемая метагеномикой, предполагает изучение всего генетического материала из конкретного образца окружающей среды, чтобы установить количество и распространенность присутствующих видов бактерий. Кроме того, для обнаружения отдельных генов, участвующих в производстве ЛПС, можно использовать метод метагеномного секвенирования, который расщепляет фрагменты ДНК в метагеноме, как кусочки мозаики, которые разрезают и перемешивают.
Когда я погружаюсь в этот игровой мир, тайна Солтон-Си не остается без подсказок. Постоянное присутствие ЛПС в многочисленных пробах моря указывает на две возможности. Во-первых, микроорганизмы, создающие это вещество, скорее всего, являются широко распространённым видом. Во-вторых, они могут быть удивительно выносливыми существами, способными выдерживать суровые условия Солтон-Си – с его заоблачным уровнем соли и необычным химическим составом – в течение длительного времени. Я считаю, что это поможет нам сузить круг подозреваемых. Это не то же самое, что найти единственную иголку в стоге сена, но это и не гарантированная находка.
Как энтузиаст, я не могу не выразить свое волнение по поводу продолжающихся поисков по выявлению микробов, вызывающих вредный ЛПС. Это открытие может изменить правила игры в решении проблем со здоровьем, с которыми сталкивается наш регион. Если мы успешно идентифицируем эти микробы, это откроет целый мир возможностей. Мы могли бы изучить конкретные условия, в которых они процветают, и потенциально разработать стратегии, позволяющие изменить эти условия к лучшему.
Ближе к концу мая этого года Ло организовал конференцию в Калифорнийском университете в Риверсайде, посвященную влиянию пыли и частиц в воздухе на здоровье. Докладчиками были в основном аспиранты или преподаватели различных лабораторий Калифорнийского университета в Риверсайде, специализирующихся на Солтон-Си, за исключением одного основного докладчика, Молли Блаковски, которая приехала из другого штата. Молли исследует Большое Соленое озеро в штате Юта, и ее присутствие на этом мероприятии отразило растущее беспокойство исследователей Калифорнийского университета в Риверсайде: может ли токсичный ЛПС, обнаруженный в Солтон-Си, также присутствовать где-либо еще?
В недавнем разговоре с Undark Блаковски сравнил Солтон-Си и Большое Соленое озеро. Оба водоема имеют общие характеристики, такие как чрезвычайно соленые, достигают конца своих водосборных бассейнов, а также быстро уменьшаются в размерах. Кроме того, питательные вещества в результате сельскохозяйственной деятельности попадают в определенные районы обоих озер, влияя на их микробные экосистемы. Еще одним поразительным сходством является отсутствие комплексного понимания влияния озера на здоровье человека.
Несмотря на растущую обеспокоенность по поводу потенциальных последствий для здоровья процесса высыхания Большого Соленого озера, не существует существенного объема исследований, которые могли бы прояснить эти последствия. Однако Блаковски, который недавно получил финансирование для исследования, изучающего связь между выбросами пыли из озера и посещениями отделений неотложной помощи, настаивает на том, что эти опасения заслуживают внимания. «Это проблема», — заявила она. «Хотя это может и не стать немедленной катастрофой, нам следует действовать заранее, а не ждать возникновения проблем, собирая тем временем как можно больше информации». Ее надежда заключается в вере в то, что данные предоставят свои собственные убедительные доказательства.
«Если мы поймем его природу и разработаем методы его предотвращения, эти подходы потенциально могут быть применены во всем мире, в первую очередь предотвращая заболевание большого количества людей».
Помимо своих будущих исследований, посвященных посещениям отделений неотложной помощи, Блаковски также ищет партнерства с лабораторией Ло. Цель состоит в том, чтобы, возможно, предоставить пыль Большого Соленого озера для использования в камерах воздействия на мышей. Ученые с нетерпением ждут возможности наблюдать, проявляются ли у мышей симптомы, похожие на некоторые заболевания, связанные с этой конкретной пылью. Если они это сделают, как предполагает Израиль, это может иметь серьезные последствия в глобальном масштабе. В качестве примеров высыхающих территорий Израиль приводит такие места, как Аральское море, расположенное между Казахстаном и Узбекистаном, а также озеро Моно в центральной Калифорнии. В окрестностях этих районов проживают общины, сообщающие о тяжелых симптомах, похожих на астму. Исраэль отмечает, что, хотя болезнь, похоже, вызывает симптомы, похожие на астму, она может совершенно отличаться от того, что известно о регионе Солтон-Си.
Аронсон соглашается, предполагая, что «возможно, то, что мы наблюдаем сейчас, со временем станет более частым». Далее она предполагает, что, если мы сможем расшифровать это явление и разработать здесь профилактические стратегии, эти меры могут быть приняты во всем мире, чтобы защитить людей от проблем со здоровьем, с которыми в настоящее время сталкиваются те, кто живет вблизи Солтон-Си.
Однако, как подчеркивает Ло, еще многое предстоит сделать для понимания связи между этими озерными системами и здоровьем человека. Он подчеркивает, что наши вопросы новы, и может пройти некоторое время, прежде чем мы начнем находить решения.
Смотрите также
- Подождите, а Марчелло на самом деле лучший парень Эмили в «Эмили в Париже»?
- Плохая партия: почему во время «Мандалорца» над проектом «Некромант» все еще работают
- Бриджертон сильно отличается от книг с появлением Микаэлы Стирлинг.
- Марк Уолберг рассказал, что был большим поклонником Холли Берри еще до того, как объединился с ней в профсоюзе: «Мы были дружелюбны…»
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- «Это в сумке»: Лиам Галлахер намекает на воссоединение Oasis и выпуск нового альбома в преддверии тура 2025 года
- Орки, энты и вопрос мира на КОЛЬЦАХ ВЛАСТИ
- В финальном трейлере VENOM: THE LAST DANCE представлен злодей Кнулл
- Сцена с крипером Саурона предлагает нам крошки Халадриэли на КОЛЬЦАХ ВЛАСТИ
- Джей Лено присматривал за Дрю Бэрримор в молодые годы? Вот что говорит бывший ведущий сегодняшнего вечернего шоу
2024-08-30 18:00