Песнь клетки. Медицинские исследования и новый человек - Сиддхартха Мукерджи
Вероятно, заявление Вирсунга об открытии новой анатомической структуры возродило старую вражду. Вечером 22 августа 1643 года, всего через год после того, как он разослал новость об обнаружении панкреатического протока, Вирсунг прогуливался по аллее недалеко от своего дома в Падуе, как вдруг на него напал какой-то бельгиец и застрелил его9. Причина такого странного и жестокого конца до сих пор остается поводом для спекуляций, но один возможный мотив известен. Блестящий ученик Вирсунга Мориц Хоффман горячо спорил со своим учителем. Хоффман утверждал, что указал Вирсунгу на существование панкреатинеского протока у птиц, а Вирсунг использовал находку Хоффмана, чтобы идентифицировать такой же проток у человека, не отдав должного своему ученику. Хоффман заявлял, что мэтр анатомии на самом деле был мэтром плагиата.
Казалось бы, убийство Вирсунга должно было охладить желание изучать анатомию поджелудочной железы (я не знаю ни одного другого случая с убийством из-за протока), но интерес к поджелудочной железе лишь разгорелся. Если железа не была подушкой для желудка, зачем она нужна? Что протекало по ее протоку? Утром в субботу 25 марта 1848 года парижский физиолог Клод Бернар, предложивший концепцию гомеостаза, провел важнейший эксперимент. В то время заниматься наукой было нелегко. По Европе вихрем проносились революции. Только недавно отрекся от престола король Франции. На улицах стояли войска, но Бернар закрылся в лаборатории. Его больше волновало восстановление равновесия в теле и поддержание клетками стационарного состояния (в отличие от Вирхова, его не слишком интересовало поддержание равновесия в государстве).
Он взял “панкреатический сок” собаки и добавил к нему немного свечного жира. И обнаружил, что через восемь часов сок превратил жир в эмульсию – расщепил его на маленькие частички, так что на поверхности плавали молочные капельки. Опираясь на более ранние работы других физиологов, Бернар установил, что панкреатический сок, секретируемый клетками поджелудочной железы, также расщепляет крахмал и белки, грубо говоря, превращая сложные пищевые молекулы в простые перевариваемые компоненты. В 1856 году Бернар опубликовал труд Memoire sur le Pancreas10, где подробно изложил свою идею о том, что поджелудочная железа выделяет сок, способствующий пищеварению. Обнаруженный Вирсунгом проток был центральным каналом, по которому сок протекал к пищеварительной системе, где сложные пищевые молекулы расщеплялись на простые компоненты. Наконец функция железы была установлена.
Но мир также нужно измерять глазом. К тому времени, когда Бернар закончил свои физиологические исследования поджелудочной железы, клеточная теория достигла расцвета и микроскописты уже вовсю настраивали линзы, изучая микроанатомию этого органа. Зимой 1869 года физиолог Пауль Лангерганс разглядывал через микроскоп тоненькие срезы панкреатической ткани и обнаружил, что в органе крылся еще один сюрприз. Как и ожидалось, он увидел описанный Вирсунгом проток, окруженный скоплениями крупных рыхлых клеток в форме ягод – впоследствии выяснилось, что эти ацинарные клетки (acinus на латыни означает “ягода”) являются одним из видов клеток, выделяющих пищеварительный сок. Но Лангерганс направил окуляр дальше, за ацинарные клетки, и обнаружил другую клеточную структуру. Он увидел в поджелудочной железе маленькие островки клеток, которые при окрашивании клеточным красителем становились ярко-синими. Они совсем не были похожи на клетки, производящие пищеварительный сок[133]. Часто они бывали отделены от других клеток, как группы островов в океане панкреатической ткани. Позднее эти кластеры клеток были названы островками Лангерганса.
Поднялась волна вопросов и рассуждений о роли этих островковых клеток. Поджелудочная железа не переставала удивлять.
Летом 1920 года Фредерик Бантинг работал хирургом в пригороде Торонто11. Практика его была нерегулярной и незначительной, и он часто просиживал в клинике один, поджидая пациентов. В июле он заработал четыре доллара, в сентябре – сорок восемь, чего едва хватало на личные нужды, не говоря уже о содержании клиники. Он водил видавший виды автомобиль, доставшийся ему из пятых рук, который проехал около двухсот пятидесяти миль и развалился на части. К осени долги выросли так, что Бантинг согласился на должность ассистента лектора в Университете Торонто.
Однажды поздним вечером в октябре 1920 года он прочел в журнале Surgery, Gynecology and Obstetrics статью с описанием случаев диабета у пациентов с разными заболеваниями поджелудочной железы, в том числе с камнями, забивавшими проток с пищеварительными соками12. Автор отмечал, что некоторые из этих заболеваний, особенно при закупорке протока, приводят к вырождению ацинарных клеток, производящих пищеварительные ферменты. Особенность заключалась в том, что при закупорке протока ацинарные клетки обычно быстро съеживались и отмирали, а вот островковые клетки жили намного дольше. Почти мимоходом автор отмечал, что обычно диабет не развивается до тех пор, пока островковые клетки не отмирают окончательно.
Срез поджелудочной железы с двумя типами клеток. Округлые ацинусы, образованные производящими пищеварительные ферменты ацинарными клетками, окружают “острова” островковых клеток, секретирующих инсулин.
Бантинга это заинтересовало. Функция островковых клеток оставалась неизвестной; быть может, они имеют какое-то отношение к диабету? Диабет – нарушение метаболизма сахаров – был таинственным заболеванием: тело не может чувствовать наличие сахара или адекватно на него реагировать, в результате чего сахар накапливается в крови и поступает в мочу. Бантинг вертелся в постели бессонными ночами, вынашивая гипотезу. Может быть, поджелудочная железа, состоящая из двух долей, обладала двумя разумами? Многие поколения физиологов, среди которых был знаменитый Бернар, обращали внимание в основном на внешнюю функцию органа – на секрецию пищеварительных соков. Но что, если островковые клетки секретируют второе, внутреннее, вещество, отвечающее за восприятие и регуляцию уровня глюкозы? Нарушение
функции этих клеток приводит к тому, что тело не может чувствовать глюкозу, так что ее уровень в крови зашкаливает, что объясняет главный признак диабета. “Я думал о прочитанном, о статье, о своей нищете и о том, как мог бы избавиться от долгов и волнений”, – писал Бантинг. Он составил приблизительный план эксперимента.
Если бы удалось разделить “внутреннюю” и “внешнюю” функции (выделения ацинарных клеток и выделения островковых клеток), вероятно, он нашел бы вещество, ответственное за регуляцию уровня сахара, – ключ к пониманию диабета.
“Diabetus”, – записал он вечером.
“Перевязать панкреатический проток собаки. Поддерживать жизнь собаки, пока отомрут ацинарные клетки, а островковые останутся”.
“Попытаться выделить их внутренний
