О клетках в нашем организме. Часть первая.

нервные клетки

Шаг между великим и смешным одинаков в обе стороны. И потому осмеянная, на трех- десяти языках поруганная затея, мечта-золушка порой возвращается к нам прекрасной и удивительно современной идеей. Только выглядит она уже иначе: идеи, как люди, подвластны времени. Так и с гомункулусом — искусственным, в банке выращенным человечком.

Живое существо в банке! Лет триста вышучивали ученые эту безумную затею Парацельса, а теперь всерьез взялись за ее осуществление. Никто, правда, не намерен разводить людей в инкубаторах, да и сама мысль о гомункулусе рождена не заботой о продолжении человеческого рода. Природа решила эту задачу куда проще надежнее. Но в стеклянной, ничем, кроме прозрачных стенок, не ограниченной купели раскрывается одна из самых волнующих, жгучих тайн жизни: невидимый ваятель лепит здесь из разных тканей части живого организма. (А вообще биологические процессы в любой клетки протекают с удивительной точностью, которой позавидовали бы даже самые совершенные часы Romanson, которые можно приобрести в интернет магазине «Мир часов»).

О, это было зрелище! Такого биологи не видели еще со дня создания микроскопа. На их глазах клеточные громады, тесня друг друга, надвигались пласт на пласт: быстрорастущие, стремительные, они переползали, огибали, а иногда вклинивались в соседние початки — и весь этот движущийся, безнадежно запутанный клубок вдруг вызревал в готовую деталь: глаза, почки, сердца…

Так вот куда направлено творчество природы: из бесформенной массы клеток она ваяет законченный, как морем отшлифованный голыш, рабочий орган. Зародышевая неразбериха — только видимость; юная, развивающаяся ткань неуклонно, словно по рельсам, продвинется к назначенному месту. И столкнувшись с другими ростками, указывает им верную дорогу, да и сама узнает у соседей, куда держать дальше. Между динамичными, бок о бок растущими сообществами клеток все время идет какой-то загадочный диалог — он не прекращается до конца жизни.

Клетка — существо чрезвычайно общительное. Больным лучевой болезнью ввели в вену донорский костный мозг, кроветворные клетки сначала разбрелись кто куда, но, постранствовав, все до единой собрались в трубчатых костях: здесь их законное место. Такая же история с красящими, пигментными да, вероятно, со всеми другими клетками. И как бы ни были они порой разнолики (а в организме нет и двух абсолютно одинаковых клеток), свои всегда отыщут братьев, соберутся вместе.

На этой удивительной способности клеток воссоединяться в коллективы — и держится наше тело. В самом деле, мы так привыкли к нему, столь уверены в его прочности, что порой не грех и подумать, как сложен, на чем стоит весь этот теплый, обвитый дом, где суждено нам безысходно прожить свой век. Ведь клетки живут друг подле друга, собираются в органы ткани вовсе не потому, что накрепко склеены.

Поэтам не нужно искать образ вечного движения, изменчивости: он всегда перед нами, вернее, в нас. Тело не знает постоянства, здесь нет ни одной навечно встроенной детали, ни одной пожизненно замурованной клетки — все связи динамичны, на диво переменчивы. Клетки в постоянном движении, все время перегруппировываются. Мы даже не подозреваем обо всех их странствиях.

А внутренний распорядок неизменен. Как бы клетки не суетились, собранные из них органы и ткани словно отлиты в мастерской скульптора. И главное всегда на своих местах. Рука остается рукой, глаз — глазом, нос тоже не меняет формы. Клеточные косяки путешествуют по телу из конца в конец, а оно неизменно. Разумеется, скажете вы, что ж тут особенного? Я — это всегда я, мой друг тоже не хамелеон какой-нибудь.

Согласен, но сколько сменилось в вас клеток. Одной кожи сошло, наверное, полпуда. Организм все это восполнил и, главное, аккуратно уложил каждую новую клетку к ее соплеменницам.

Нет, нелегкое это дело — всегда оставаться самим собой. Крепок наш дом, хоть и не сцементированы кирпичи, да кладка ладная. С нее и начнем; как клетки собираются воедино? По каким приметам узнают они собратьев, что удерживает их вместе — мышечные с мышечными, нервные с нервными?

ДИНАМИКА ЖИВОЙ КЛЕТКИ

Едва родившись, клетка тут же должна обеспечит себя пропитанием, наладить собственное изготовление белков и ферментов, приготовиться к продолжению рода и в дополнение ко всему отыскивать себе подобных. Для такой работы нужен большой запас энергии и, конечно, хороший двигатель. Но в том-то и дело, что даже через электронный микроскоп при огромном увеличении не удалось разглядеть ничего похожего на мотор. Вот загадка: движение без двигателя! Мечта фантаста, осуществленная в самом простом и древнем элементе жизни.

Энергия не уходит в клетке попусту, на трение и прочие непроизводительные расходы, — целиком превращается в движение. И не куда-нибудь, не слепое тыканье в разные стороны, а по выверенному, будто в анатомическом атласе подсмотренному пути. Ни одна клетка не злоупотребляет своей свободой, несвязностью с товарищами по ткани, куда бы ее ни занесло, пристраивается к своим.

Простенькое существо — гидра, а стоит вывернуть ее наизнанку, все клеточки разом приходят в движение: покровные спешат наружу, внутренние, пищеварительные устремляются вглубь тела. И ни одна не спутает дороги, не займет чужой площади. В человеке клетки тоже не сидят на месте, и хоть его, конечно, не вывернешь, как перчатку, есть немало примеров их направленного, целеустремленного движения. Лицевой нерв скажем, никогда не потянется к глазу, блуждающий, вопреки своему названию, не забредет в бицепс или диафрагму. Среди сотен мускулов каждая нервная ветка отыскивает свой и, обходя препятствия, упорно растет ему навстречу. Так что же все-таки движет и управляет этими неугомонными странницами?

Скорей всего оболочка — тончайший мешочек, в котором заключено все клеточное хозяйство. Раньше ей и внимания-то не уделяли: что особенного? — обыкновенная упаковка, вроде целлофанового кулька. И взгляд микроскописта, нацеленный на ядро и его свиту, скользил мимо узкой, в тысячные доли миллиметра, пограничной полоски. А на поверку мешочек оказался с фокусом: в нем самом скрыты сложные механизмы, управляющие клеткой.

Оболочка — это не просто обшивка, даже не корпус утлого суденышка клетки, здесь ее машинное отделение и рубка рулевого. В клеточной стенке заложены отличные навигационные приборы и целых два — на «носу» и «корме» — тянущих устройства. Так что ядро со всем его окружением — всего-навсего пассажиры, очень важные, влиятельные, но не такие уж независимые: лопни оболочка — тут им и конец. А она, хоть и крепка, действительно, то и дело дает течь, едва приметную, но способную потопить весь этот микроскопический кораблик.

Но нет, не гибнет клетка, не хлынула в ее трюмы посторонняя влага: наоборот, через пробоины вытекает протоплазма. Словно щупальцы потянулись от клеткиного тела, миг — и потащили его за собой.

Есть у клетки «тягачи» и посильнее — те, что установлены на обоих концах ее. У них назначение особое — растягивать ее, как резину. Каждый двигатель тянет клетку в свою сторону, а она в это время быстро наращивает белковые запасы, делит поровну наследственное вещество и, наконец, вытянувшись до отказа, разрывается посредине: из одной жизни стало две.

Проходит время, и эти дочерние клетки, как их родительница, начинают готовиться к продолжению рода. Снова работают двигатели, растягивая их перед делением, опять удваивается число наследниц — так растет живая ткань. А тягачи не просто тянут; поворачивая клетки, они выруливают их, словно по компасу, на верный курс — вся масса продвигается к одной цели. Потому-то в растущих тканях такое строгое разделение маршрутов и грудная мышца не сползает на живот, а концы перебитого нерва медленно, но неуклонно тянутся друг другу навстречу.

Силы, тянущие клетку в противоположные стороны, — хорошие помощники ее роста, размножения, но как они ее двигают? Это же вроде игры в канат — кто перетянет? Если силы равны, скорей всего — никто: все клетки должны остаться на месте. А они непоседы, расталкивая на пути встречных, упорно стремятся к цели — то выстелят затягивающуюся рану, то покроют корочкой свежую ссадину — словом, всегда готовы прибыть к месту гибели соплеменниц, заменить их. Откуда эта межклеточная солидарность, что заставляет свободные комочки плоти жертвовать своей независимостью, вступать в тесное содружество?

Самые изобретательные экспериментаторы, изощренные мастера биологического опыта не могли и краем глаза проследить за таинственными маневрами клеток в живом организме. Пока цел, он недоступен для микроскопических наблюдений. Разъятый на мельчайшие частицы — похож на груду битого кирпича.

Нет, тело — нечто неизмеримо большее, чем сумма составляющих его частиц. Чтобы понять жизнь, нужно было сперва научиться сохранять ее под окуляром микроскопа. Живую ткань стали растить в стеклянных чашках. Подкармливая кровяной сывороткой, витаминами, солями — всем, что она требовала от своих исследователей, ее заставляли годами жить вне организма. И все же секреты клеточных взаимодействий оставались за семью печатями. Выведать их можно было лишь у самих клеток. Но теперь это оказалось намного проще. Если большой кусок ткани выжил на искусственной пище, почему бы не посадить в чашку частицы помельче?

Пусть клетки ищут друг друга, воссоединяются, а мы посмотрим, что у них выйдет, — решили исследователи. Они извлекли из зародыша цыпленка по кусочку будущей почки, печени, хряща и, расщепив особым ферментом на множество клеток, выпустили их на волю.

Что тут началось! Великое переселение народов шло, вероятно, куда спокойнее. Насильно вырванные из тканей клетки не желали жить в одиночестве, они искали старых друзей. Целые сутки шла какая-то загадочная самосортировка, а на другой день все были в сборе: печеночные сошлись с печеночными, почечные со своими, хрящевые тоже никого лишнего к себе не подпустили. И самое интересное, собрались они не беспорядочными кучками, а по-старому, издревле заданному плану — в печеночные дольки, почечные канальцы, кусочек хряща. А когда эти заново построенные дольки и канальцы вернули зародышу, из них выросли органы, почти ничем не отличавшиеся от настоящих.

Выходит, архитертурные различия между тканями заложены в каждой клетке. Зародыш — это воздвигаемый дом, где любой кирпич несет в себе план будущей постройки. И тот, что предназначен в фундамент, не пойдет на кладку стен или перекрытий.

Продолжение следует.

Автор: Анатолий Шварц.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *