Клад острова Морица - Васин Михаил (книги онлайн полностью txt) 📗
В этой, как и во всякой другой шутке, однако, содержится немалая доля серьезного.
Как известно, любой организм вырастает из одной-единственной зародышевой клетки. Она делится, потом делятся ее «дочери», затем — «внуки». Количество клеток стремительно возрастает, их уже сотни, тысячи. Постепенно проявляется одно странное обстоятельство: подавляющее большинство из этого многочисленного потомства начинает почему-то все менее походить на свою прародительницу. Идет специализация клеток: одни из них образуют кожу, другие становятся «специалистами» по строительству костей, третьи слагают мышцы, четвертые принимаются вырабатывать гормоны, защитные белки и прочие вещества, необходимые для развития и жизнедеятельности зародыша.
Во взрослом организме почти все клетки приобретают строго определенную «специальность». Некоторые их виды так изменились, что в них не узнаешь ближайших родственников той первой клетки-родоначальницы. Есть даже такие, которые теряют один из главных признаков живого организма — способность к размножению. Таковы, например, нервные клетки.
Происходит удивительное: во время развития зародыша миллиарды клеток, этих сложно устроенных живых существ, подчиняясь интересам всего сообщества клеток, «отказываются от себя», от своей индивидуальности, самостоятельности и начинают выполнять именно ту работу, и только ту, которая нужна организму в целом.
Об этом чуде мы нередко даже не подозреваем. Для нас кожа — всего лишь поверхность тела, а не сообщество мельчайших существ, живущих для того, чтобы оберегать организм от микробов, атмосферных воздействий и механических повреждений. Для нас почка — просто орган, а не содружество клеток, которые однажды «решили» во имя высоких интересов организма всю жизнь без передышки выполнять довольно унылые обязанности — очищать кровь от отбросов.
Мы это не помним. Говоря о клетках, мы называем их кирпичиками, из которых, дескать, сложены все живые ткани. Кирпичики — значит, что-то неодушевленное.
Зато ничего не «забывают» сами клетки. И время от времени доставляют нам немало неприятностей. Например, когда клетке что-то (пока точно не установлено, что именно) угрожает, она вынуждена «вспомнить», что она — настоящее живое существо, что она не так уж слаба. Она решительно отбрасывает обременительные обязанности, возложенные на нее обществом других клеток, и мобилизует все свои силы на борьбу с опасностью. Потеряв специализацию, она начинает вести самостоятельную жизнь, бурно размножается. Возникает целая колония эгоистичных клеток. Бунт индивидуализма! Иначе это называют еще возникновением раковой опухоли.
Правда, не всегда проявление индивидуализма клеток является злом. Человек получил ранение — и рану заполняют неспециализированные, амебоподобные клетки, которые пожирают микробов и помогают «ремонтировать» поврежденные ткани. Если организм потерял много крови и красный костный мозг не справляется с ее пополнением, на выручку приходят клетки желтого костного мозга: они отказываются от своих скромных функций быть лишь хранилищем жира, начинают энергично делиться, и их потомство в конце концов оказывается эритроцитами и лейкоцитами — красными и белыми кровяными тельцами. Минует угроза — клетки-«цистерны» снова наполняются жиром.
Однако наиболее наглядно способности клеток к самостоятельной жизни проявляются при выращивании их, как говорят биологи, в культуре. Этот метод, широко распространенный в современной биологии, заключается в том, что живую ткань — кусочек какого-либо органа — обрабатывают особыми веществами, в результате чего она распадается на отдельные клетки, и помещают в питательный раствор. Получив свободу, многие клетки, если им не мешать, вскоре начинают вести самостоятельный образ жизни. Независимость, вероятно, у них «в крови».
Как видим, возможности клетки огромны. Но в обычных условиях она проявляет лишь некоторые свои способности — именно те, в которых заинтересованы другие клетки, весь организм. И вот здесь возникают многочисленные вопросы. Каким образом ей удается следовать «теории разумного эгоизма»? Почему она, словно понимая, что быть членом огромного «клеточного государства» безопасней и выгодней, чем жить в одиночестве, берет на себя однообразные, порой обременительные обязанности? Как она «узнает», кем ей надо быть, что, когда и как делать? Почему, если она попадает в особые условия, в ней вдруг просыпается доселе мирно дремавший «дикий зверь»?
Наука пока отвечает на эти вопросы лишь в общих словах. Всей жизнью клетки руководит программа, заключенная в ее хромосомах. В них «записан» весь процесс развития (в принципе почти из любой клетки можно вырастить целый организм), но клетка «читает» и выполняет только ту часть программы, которая необходима ей в данный момент и в данных условиях. Кто или что руководит ее «чтением», подчиняет ее общим интересам организма? Может быть, мозг? Железы внутренней секреции?
Детально механизмы управления жизнедеятельностью не изучены, хотя над этой проблемой — одной из важнейших теоретических проблем биологии — работают тысячи ученых. Поэтому всякий свежий факт, всякая новая крупица знания имеют здесь большое значение.
О результатах этих научных экспериментов можно было бы рассказать в нескольких строках. Вот они.
Советским ученым удалось в течение 24 дней поддерживать жизнь кусочков печени из эмбриона мыши в культуре ткани. При этом ни печеночные, ни кроветворные клетки не потеряли своей специализации.
Значение этой информации по достоинству оценят немногие — микробиологи, радиобиологи, некоторые медики. А между тем за ней скрываются важные проблемы. И то, что печень мышиного зародыша оставалась живой вне организма 24 дня, означает заметный шаг к решению этих проблем.
Чтобы разобраться в смысле и значении приведенных выше нескольких строк, нам придется отправиться за западную окраину Москвы, в Институт эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи.
Костный мозг давно привлекает внимание исследователей. Клетки этой ткани были одними из первых, которые удалось выращивать вне организма, в культуре.
Костный мозг — вовсе не мозг и никакого отношения к нему не имеет. Это — главный орган кроветворения. Он представляет собой колонии клеток, населяющих костные полости. Среди этих клеток есть такие — их называют стволовыми, — которые размножаются, дают всё новые и новые «ветви» потомства. После определенного количества делений, «ветвлений», молодые клетки, удалившиеся от «ствола», начинают специализироваться: одни теряют свое ядро и превращаются в эритроциты, другие становятся лейкоцитами. Созревшие кровяные клетки проникают сквозь стенки сосудов и восполняют естественные потери красных и белых кровяных телец. Они уже размножаться не могут, а выполняют другую работу — транспортируют от легких к органам и тканям кислород, уничтожают проникших внутрь организма микробов.
Стволовые, родоначальные клетки ученые пытаются выращивать в лабораториях. Растут они в культуре неплохо. Одна беда: очень скоро перестают превращаться в красные и белые кровяные тельца — словно забывают, как это делается. Торжествует индивидуализм. И никому, ни одному ученому за десятилетия кропотливой работы не удавалось воспрепятствовать «одичанию» культуры ткани костного мозга.
Не удавалось до тех пор, пока австралийский ученый Меткаф не обнаружил интересный факт. Он культивировал почечные клетки мыши и заметил, что они выделяют какие-то вещества, образующие как бы пленку, подложку. На эту подложку Меткаф поселил клетки мышиного костного мозга. И они прожили на подложке целых двенадцать дней, не потеряв способности к кроветворению! Это был крупный успех!
Но в чем здесь дело? Может быть, на них повлияла подложка, оставленная другими клетками? А не значит ли это, что клетки способны оказывать руководящее воздействие друг на друга? Возможно, в организме не так уж велика, как принято считать, централизация управления, и клетки могут правильно поступать и без постоянных команд «сверху» — например, со стороны головного мозга? Ведь известен такой опыт. Выращивают культуру ткани сердечной мышцы. Образуется колония — плотное поселение сотен и тысяч клеток. И вот — неизвестно почему — одна из них вдруг начинает ритмично сокращаться. Вскоре пример ее увлекает ближайших соседей. А через некоторое время эпидемия подражательства охватывает всю колонию…
