Книга: Супергены. На что способна твоя ДНК?

Мудрые клетки, мудрые гены

Клетки каждый день сталкиваются с множеством проблем. Если отбросить все научные премудрости, то клетка подобна живому воздушному шарику, наполненному водой. Но ей угрожают те же самые опасности, что и шарику с водой. Если его проколоть, вся вода выльется наружу; если его слишком сильно нагреть, он лопнет, а если он замерзнет, то покроется кристаллами льда, которые проколют тонкую оболочку. И шарику с водой, и живой клетке приходится противостоять воздействию жестокой, постоянно меняющейся окружающей среды и оставаться при этом невредимыми. На протяжении множества эпох живым клеткам приходилось решать эту невероятно сложную проблему.

И решение этой проблемы называется гомеостаз, то есть способность поддерживать стабильное состояние «здесь», независимо от того, что происходит «там». Вначале гомеостаз был примитивным. Одноклеточные организмы развивались, и у них появлялись ионные насосы (для таких химических веществ, как натрий, кальций и калий) на внешней мембране, благодаря которым они могли поддерживать надлежащий баланс химических веществ и жидкостей внутри себя. На следующем этапе они стали подвижными и могли плавать, чтобы добыть себе пищу, убегать от хищников и добраться до места, температура и освещенность которого оптимальны для их выживания. То, что живые клетки – это не просто шарики с водой, а невероятно сложно организованные формы жизни, – результат решения проблемы поддержания внутреннего баланса «здесь».

А теперь перенесемся в настоящее. Ваши клетки до сих пор «помнят», как работает это решение, благодаря ДНК. Генетическая память на протяжении долгого времени уверяет, что ни одна клетка, хоть и самая примитивная, – не воздушный шарик с водой. Живые организмы шагнули вперед, когда им стало доступно деление клеток, при котором каждая нить ДНК производит точную копию самой себя. Память была величайшим изобретением эволюции – абсолютно невидимым, и как только она появилась, у нее не было никаких поводов останавливаться. Клетки запоминали все больше и больше, у них появлялось все больше способностей, как и у нас благодаря нашему мозгу.

В данный момент ваши клетки помнят, как поддерживать в вас жизнь, и это достижение наука едва может понять, поскольку для этого необходимо огромное количество динамических взаимосвязанных и полностью синхронных событий лишь затем, чтобы поддерживать нужный баланс химических веществ внутри сердца, печени и клеток мозга. И хотя мозг, сердце и печень запрограммированы одной ДНК, они выполняют десятки собственных заданий. В соответствии с принципами новой генетики мы рассматриваем организм как сообщество, которое населяют 100 триллионов жителей (добавляя к собственным клеткам нашего организма всю огромную совокупность генов микробиомы), у каждого из которых свои интересы. У клеток сердца полно своей работы, чтобы выполнять еще и работу клеток печени, однако эта игра в «чур я первый» может ориентироваться и на распределение функций, и совместную работу, поскольку если клетка сердца устанет от сообщений от печени и мозга и выйдет из общения, она умрет.

Гомеостаз, который начался с превращения шарика с водой в клетку, столкнулся с необходимостью все большего усложнения, поскольку в сообществе появлялось все больше и больше клеток. Но по сути, ДНК твердила один и тот же урок: поддерживать баланс, сохранять стабильное состояние «здесь». Чтобы наглядно убедиться в том, насколько это важно, представьте себе заключенных, которые объявили голодовку, как было во время «волнений» в Ирландии, когда члены ИРА объявляли такие голодовки в качестве политического протеста. Организм может продержаться, сохраняя здоровый баланс, трое суток на собственных резервах сахара крови (глюкозы) в кровотоке и печени. Затем он начинает забирать сахар из жировых клеток, а примерно через три недели – из мышц, которые будут истощаться. Когда мышцы полностью истощены, начинается режим голодания, а смерть неизбежна через 30 дней при условии, что голодающий на протяжении этого времени пил только воду. Махатма Ганди, объявивший голодовку, чтобы привлечь внимание к движению за независимость Индии, провел без пищи максимум 21 день. Десять заключенных ирландских республиканцев, чья голодовка привлекла внимание всей мировой общественности в 1981 г., выжили от 46 до 73 дней. (Мы не берем в расчет людей с сильным ожирением, которые отказываются от пищи; зафиксированы медицинские рекорды выживания на протяжении примерно года без пищи, когда у человека было от 130 до 200 кг жира и белка в резерве.)

Полный отказ от пищи ведет к постепенному нарушению гомеостаза, что в результате очень скоро нарушает нормальное функционирование всех органов и систем человеческого тела, и в конечном итоге наступает смерть. Тем не менее период выживания можно продлить, если добавить к воде, которую человек пьет во время голодовки, немного сахара или соли. Тем голодающим, кто добавлял в воду небольшое количество мёда, удавалось продержаться до пяти месяцев, прежде чем они прекратили голодовку. Жизнь продлевают не только калории, но и поддержание ионного (электролитического) баланса клетки, это самый основной фактор, который даже самую примитивную клетку превращает в живую из простого шарика с водой внутри. (Примечание: мы не рекомендуем голодание на соке или воде с сахаром или мёдом в течение любого периода времени. Доводы за и против такого режима мы обсудим в другой раз.)

Обратите внимание, что у организма отработана целая система реакции на полный отказ от пищи, и он постепенно переходит от одной стратегии к другой, чтобы поддерживать баланс как можно дольше. Мы хотим подчеркнуть, что базовый механизм выживания хранился в ваших генах миллиард лет, при этом ваш супергеном следит за тем, что вы хотите сделать сейчас. Гомеостаз так же сложен, как и вы сами. И это требует шире взглянуть на связь тела и разума. На то, как вы думаете, мечтаете, воображаете, помните и учитесь у прошлого, и в то же время, как вы ожидаете и планируете будущее. Ваше тело должно собрать все это воедино в настоящем и никогда не жертвовать своими интересами, которые заключаются в выживании, и если не в процветании, то хотя бы в том, чтобы оставаться здоровым.

Обычная клетка запасает достаточно кислорода и топлива для выживания на протяжении нескольких секунд, так что защитные предохранители должны происходить извне – одним словом, в результате сотрудничества. Клетка «знает», в химическом смысле, что кислород и топливо она добудет из кровотока, так что ей не нужно «думать» об этих вещах и можно посвятить свой разум другим процессам. (Мы используем курсив для того, чтобы разграничить разум клетки от общего употребления слова, которое подразумевает работу мозга.)

Пока гомеостаз не нарушен и вы не испытываете никаких ощущений, которые показывают, что с вами не все в порядке (например, боль, уныние, переутомление, депрессия), предохранительные механизмы вашего тела не видны. Но мы можем сопоставить их с собственным опытом, и если это сделать, связь ума и тела выходит за пределы химических и биологических процессов. Ваши клетки переживают тот же опыт, что и вы, с той же целью и тем же значением. Если расписать ее в подробностях, как в списке ниже, мудрость одной-единственной клетки оказывается поразительной.