Во-первых, он демонстрирует наличие смерти от внутренних причин у такого достаточно сложного организма, как горбуша. Во-вторых, эффект кастрации показывает, что видовые пределы жизни могут быть расширены, то есть что возможно вмешательство в программу, которая с незыблемой генетической закономерностью воспроизводится из поколения в поколение, из года в год, так сказать, от века.
Но, пожалуй, самый важный вывод заключается в следующем. В основе механизма запрограммированной гибели горбуши лежат регуляторные сдвиги, а именно такие сдвиги в регуляции обмена, которые приводят к резкому повышению содержания холестерина в крови. При этом гибнет каждый индивидуум, каждая горбуша, ибо ни одна рыба этого вида уже никогда после нереста не возвращается в океан.
Принято считать, что смерть связана с истощением, изнашиванием, самоотравлением организма продуктами его жизнедеятельности, гибелью функционально важных клеток, например клеток нервной системы -- нейронов, то есть связана со стойкими и грубыми дефектами, или органическими нарушениями.
На примере механизма гибели горбуши становится очевидным, что в основе смерти лежат нарушения регуляции, то есть функциональные и поэтому в принципе обратимые нарушения. Иначе говоря, запрограммированная гибель горбуши связана с нарушением закона постоянства внутренней среды организма, или с отступлением от основного биологического закона. В результате чрезмерное повышение уровня холестерина практически непосредственно приводит к смерти.
Теперь зададимся еще двумя вопросами. Что же вызывает изменение в продуцировании холестерина? И являются ли нарушения, наблюдаемые у горбуши, частным случаем или регуляторный тип смерти наблюдается в природе и у других видов, включая человека? Ясно, что эти вопросы в определенной мере взаимосвязаны.
Стоит отметить, что если пример с горбушей во многом поучителен, то именно в отношении поиска общих причин, вызывающих регуляторные нарушения, он может завести в тупик. Действительно, тот факт, что удаление половых желез тормозит выполнение "программы смерти", показывает, что у горбуши половые железы являются источником сигналов, включающих механизм смерти от внутренней причины. Иными словами, созревание половых желез "запускает" механизм размножения, а затем и естественной гибели горбуши. Исходя из подобных примеров, многие биологи приходят к выводу, что цель живой природы -- размножение, воспроизведение себе подобных; как только эта цель достигнута, включаются механизмы, обрывающие жизнь. Внешне такое построение выглядит весьма правдоподобно.
Но вдумаемся: признавая справедливость этого вывода, мы тем самым должны были бы признать, что у природы имеется цель и что этой целью является смерть индивидуума после окончания воспроизведения. Между тем можно утверждать вполне определенно: у природы нет и не может быть такой цели (как, впрочем, и никакой другой).
Как же могут быть совмещены эти друг друга исключающие положения? То, что действительно зафиксировано в генетическом коде организма,-- это воспроизведение себе подобных. Этот процесс должен быть материально обеспечен. У горбуши, вероятно, в силу ряда условий обитания, большинство половых клеток погибает после нереста, так и не будучи оплодотворенными. Но способность производить большое количество половых клеток смягчает действие этого неблагоприятного для размножения фактора.
В чем смысл накопления жира в печени и в емкости "горба", если горбуше суждено в ближайшее время после нереста погибнуть? В том, что из жира образуется холестерин, а каждая половая клетка должна содержать много холестерина. Этот холестерин является материалом для построения оболочек (мембран) клеток, которые после оплодотворения должны начать развиваться в сложный организм. Одновременно повышение содержания холестерина в крови вызывает у горбуши поражение сосудов и в конечном итоге приводит организм к гибели. Таким образом, по существу, избыток холестерина в крови служит обеспечению процесса размножения, а гибель горбуши является лишь побочным следствием, вызванным нарушением постоянства внутренней среды организма. Постоянство внутренней среды в медицине обозначается термином "гомеостаз" ("гомео" -- подобный, "стаз" -- состояние). Поэтому явление, о котором только что шла речь, я считаю правильным квалифицировать как закон отклонения гомеостаза.
Гомеостаз -- необходимое условие жизни. Однако сложность состоит в том, что и закон отклонения гомеостаза записан в генетическом коде, то есть сами высшие организмы одновременно подчиняются и закону сохранения и закону отклонения гомеостаза.
Но прежде чем перейти к подробному рассмотрению этого вопроса, читателю придется преодолеть небольшие трудности, чтобы ознакомиться с некоторыми основами строения и функций человеческого тела,-- именно этому и посвящена следующая глава.
Это тяжеловесное слово -- гипоталамус -- необходимо запомнить Гибрид нервной и эндокринной системы, место стыковки двух миров -- внутреннего и внешнего гипоталамус -- это чудо природы
Глава 3. Иерархия управления в организме: роль гипоталамуса
Как дом сложен из кирпичей, тело состоит из клеток, соединяющих их тканей и систем; все это в целом представляет собой единую сверхсистему организма.
Мириады клеточных элементов не могли бы работать как единое целое, если бы в организме не существовал утонченный механизм регуляции. Особую роль в регуляции играют нервная система и система эндокринных желез. Но в сложном механизме регуляции есть несколько этажей, и первым из них является клеточный уровень. Клетка -- основа жизни. Это старинное выражение и сейчас остается верным, приобретая все более и более глубокий смысл.
Каждая клетка -- миниатюрный носитель жизни, который подчинил собственную свободу деятельности организма в целом. В каждой клетке тела заключена генетическая информация, достаточная для того, чтобы был воспроизведен весь организм. Эта информация записана в структуре дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и заключена в генах, расположенных в ядре. Поэтому ядро долгое время считалось главной составной частью клетки. Затем было понято значение других компонентов клетки, и перед учеными открылась удивительная картина.
В клетках всех высших организмов были обнаружены образования -митохондрии, являющиеся как бы печью, где происходит основное сжигание топлива, используемого организмом. Это топливо -- углеводы (глюкоза) и жиры (жирные кислоты). Митохондрии имеют свой отдельный аппарат наследственности и деления. Многие данные позволили предположить, что на каком-то этапе эволюции митохондрии существовали самостоятельно, а затем соединились с примитивной клеткой, обеспечив ее совершенным способом сжигания топлива, что увеличило ее энергетические ресурсы.
Клетка имеет свои внутриклеточные регуляторы, причем их структура одинакова и у микробов, и в клетках высших организмов. Одна из групп этих регуляторов построена из продуктов обмена глюкозы (циклические нуклеотиды), главным представителем которых является циклический аденозиномонофосфат (или цАМФ); вторая -- жирных кислот (простагландины). Так, из энергетических субстратов создается система регуляции для использования этих субстратов.
Природа снабдила клетку многими устройствами и механизмами, но, пожалуй, вряд ли прежде кто-либо ожидал, что оболочка клетки -- мембрана -играет столь большую роль. Вначале казалось, что мембрана просто отграничивает и защищает внутреннее содержимое клетки, пассивно обеспечивая поступление сюда необходимых веществ и выброс отходов. Но ведь энергетическая система всех клеток построена одинаково. Поэтому если бы мембраны клеток были просто отграничивающими оболочками, то, например, сигнал к усилению деятельности клеток печени без препятствий передался бы всем клеткам тела. Это порождало бы хаос. В действительности же оболочка каждой клетки -- мембрана -- построена таким образом, что она воспринимает только нужные ей сигналы.
В общих чертах мембраны клеток состоят из липидов, главным образом холестерина, который образует как бы каркас мембраны. В структуре этого каркаса находятся белки и молекулы Сахаров. Все это вместе создает образования, которые воспринимают лишь необходимые для клетки сигналы. Эти антенны, или рецепторы, настроены на восприятие одних сигналов и нечувствительны к другим. В соответствии с сигналами, поступающими с рецепторов мембраны, клетка меняет свою активность, скорость процесса деления и т. д. Так, благодаря мембране клетка отвечает только на нужный ей сигнал, или согласовывает первый уровень регуляции -- внутриклеточный -- с требованиями, предъявляемыми клетке организмом (рис. 1).