Песнь клетки. Медицинские исследования и новый человек - Сиддхартха Мукерджи
В этом и заключается трудность. Мы разделили тело на органы и системы: органы, осуществляющие конкретные функции (почки, сердце, печень), и системы клеток (иммунные клетки, нейроны), которые эти функции обеспечивают. Мы идентифицировали сигналы, которыми они обмениваются: одни распространяются на короткие расстояния, другие на длинные. Это уже огромный прогресс по сравнению с Гуком и Левенгуком, которые первыми заметили, что тело представляет собой совокупность независимых живых единиц. И это приближает нас к Вирхову, сравнившему тело с сообществом граждан.
Но в нашем понимании взаимосвязей между клетками все еще остаются пробелы. Мы по-прежнему рассуждаем о клетках так, как рассуждал Левенгук, – как о “живых атомах”, как о единичных, обособленных и изолированных космических кораблях, плавающих в космосе тела. И пока мы не расстанемся с этим атомистическим представлением, мы не узнаем ответа на вопрос, который задавал английский хирург Стивен Пейджет: если печень и селезенка имеют примерно одинаковые размеры, расположены рядом, омываются примерно одним и тем же током крови, почему один орган (печень) так часто бывает поражен метастазами, тогда как во втором (в селезенке) метастазы почти не встречаются? Или почему пациенты с некоторыми нейроде-генеративными заболеваниями, в том числе с болезнью Паркинсона, значительно реже заболевают раком? Или почему, как рассказывала мне Хелен Мейберг, пациенты, описывающие свою депрессию как “экзистенциальную скуку” (это ее выражение), обычно не реагируют на глубокую стимуляцию мозга, а те, которые чувствуют, что “проваливаются в глубокую пропасть”, часто реагируют? Мы, как тот печальный человек из дождевого леса, усвоили названия кустов, но не понимаем песен, которыми обмениваются деревья.
Несколько лет назад один друг рассказал мне историю, которая до сих пор часто всплывает у меня в памяти. Он прогуливался по Ньютону в Массачусетсе со своим дедом, приехавшим из Кейптауна в Южной Африке, как вдруг дед остановился перед многоквартирным домом, где жило много еврейских иммигрантов первого и второго поколения. Прадед моего друга иммигрировал в Южную Африку из Литвы. Его дедушка подошел к зданию, чтобы рассмотреть фамилии на табличках у звонков. “Но дед, – возразил мой друг, – мы же не знаем никого, кто живет в этом доме”. Дед улыбнулся: “О, мы знаем всех, кто тут живет”.
Чтобы построить из клеток нового человека, нам нужно знать не только имена, но и связь между именами. Не адреса, а соседство, не паспорта, а личности, рассказы и истории, которые с ними связаны.
Мы приближаемся к концу книги, и, возможно, нам стоит остановиться и подумать об одном из самых мощных философских уроков науки XX века, а также о его ограничениях. Атомизм предполагает, что материальные, информационные и биологические объекты являются продуктами соединения индивидуальных единиц. Атомы, байты, гены – я писал об этом в предыдущей книге. Здесь к этому списку можно добавить клетки. Мы состоим из отдельных блоков – чрезвычайно сильно различающихся по форме, размеру и функции, но тем не менее объединенных между собой.
Почему? Ответы могут быть только теоретическими. Потому что в биологии легче создать сложный организм из отдельных единиц путем их сочетания и перестановки в разных системах органов, так что каждая система приобретает специализированную функцию, сохраняя при этом общие для всех клеток признаки (метаболизм, удаление отработанных продуктов, синтез белков). Нейроны, клетки сердца, поджелудочной железы или почек действуют по общим принципам: митохондрии вырабатывают энергию, липидная мембрана очерчивает границы, рибосомы синтезируют белки, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи транспортируют белки, мембранные поры проводят входящие и исходящие сигналы, а ядро содержит клеточный геном. Но, несмотря на общность, функционируют эти клетки по-разному. Клетки сердца используют митохондриальную энергию для сокращений и реализации насосной функции. Бета-клетки поджелудочной железы направляют энергию на синтез и секрецию гормона инсулина. Почки посредством мембранных каналов регулируют уровень соли. Нейроны с помощью другого набора мембранных каналов посылают сигналы, обеспечивающие чувствительность и сознание. Представьте себе, сколько различных конструкций можно построить с помощью тысячи кубиков лего разной формы.
Можно сформулировать ответ иначе – в эволюционном ключе. Вспомним, что одноклеточные организмы дали начало многоклеточным не единовременно, а независимым образом много раз. Мы считаем, что движущей силой этой эволюции была возможность лучше скрываться от хищников, эффективнее конкурировать за доступ к ограниченным ресурсам и запасать энергию путем специализации и диверсификации. Отдельные блоки – клетки – нашли способы достичь этой специализации и диверсификации за счет сочетания общей программы (метаболизм, синтез белка, удаление отходов) со специализированной (сократимость в случае мышечных клеток или секреция инсулина в случае бета-клеток поджелудочной железы). Клетки объединялись, перепрограммировали свое назначение, модифицировались – и побеждали.
Но какой бы мощной ни выглядела гипотеза атомизма, она имеет ограничения. Мы можем объяснить многие аспекты физического, химического и биологического мира эволюционным объединением атомистических единиц, но это натянутая гипотеза. Гены как таковые не могут полностью объяснить сложность и разнообразие организмов; чтобы описать физиологию и судьбу организма, необходимо учесть взаимодействия между генами и между генами и окружающей средой. На десятилетия опередив свое время, генетик Барбара Макклинток называла геном “чувствительным органом клетки”3. Слова “орган” и “чувствительный” полностью противоречат представлениям генетиков пятидесятых и шестидесятых годов. Возражая против атомистического подхода к генетике, сводившего свойства клеток к функции конкретных генов, Макклинток полагала, что геном можно интерпретировать только как целое, как “чувствительный орган”, реагирующий на окружение.
Исходя из той же логики, мы не можем объяснить сложность организмов только через описание клеток как таковых. Мы должны учитывать связи между клетками и между клетками и окружающей средой, вводя в клеточную биологию элемент холизма. Для описания этих связей у нас есть рудиментарные термины (“экология”, “социология”, “интерактом”), но все еще нет моделей, уравнений и механизмов. Я часто возвращаюсь к представлению о болезни как о нарушении социальных договоренностей между клетками.
Отчасти проблема заключается в том, что термин “холизм” в научном понимании теперь дискредитирован. Он стал синонимом смешения всех существующих представлений в одном плохо функционирующем блендере с затупившимися лезвиями. Перефразируя Оруэлла, скажем так: одно уравнение – хорошо, четыре – плохо[157].
Дальше – хуже. Постмодернистская научная мысль выбросила на помойку все уравнения вместе с доской, на которой они были написаны; ребеночка выплеснули вместе с водой. Но ведь это тоже бессмыслица: ньютоновский шар в ньютоновском пространстве подчиняется законам Ньютона. Законы, управляющие движением шара, остаются такими же реальными и ощутимыми, как и в момент зарождения Вселенной. И клетки,
