Люстра Чижевского – прибор долголетия
Шрифт:
Гормоны — это химические сигналы, но у человека эти сигналы регулируют деятельность тела, а, скажем, у насекомых — координируют их взаимоотношения в сообществе (популяции). В последнем случае гормоны обозначают термином «феромоны». Поистине Природа не отказывается от своих эволюционных завоеваний: то, что было феромоном, может стать гормоном, и наоборот.
К середине 80-х гг. ХХ в. исследования в эндокринологии давали веские основания полагать, что в организме высших животных, включая человека, действует не одна (нейроэндокринная), как издавна считалось, а четыре гормональные системы — нейроэндокринная, тканевая, аутокринная
За прошедшие два десятилетия эти взгляды стали общепринятыми в биологии. Более того, они значительно углублены. Казалось бы, вся иерархия уровней управления в живом организме установлена. Самый глубокий уровень управления — когда клетка вырабатывает гормоны сама для себя, — формировался на начальных этапах эволюции жизни (два-три миллиарда лет назад) и поэтому имеется даже у одноклеточных бактерий.
Но существовала одна загадка в поведении живой клетки, которая не давала покоя биологам. Дело в том, что начало формирования эмбриона — первые стадии развития оплодотворенной яйцеклетки — не поддавались никакому разумному научному объяснению. Что, кстати говоря, очень сильно воодушевляло креационистов — противников эволюционной теории, но приверженцев религиозных взглядов о сотворении мира за шесть дней.
Проявление этой загадки можно увидеть, так сказать, «вооруженным глазом», просматривая замедленную видеозапись наблюдения под микроскопом процесса развития оплодотворенной яйцеклетки.
Какое это захватывающее зрелище, когда прямо на глазах у тебя из прозрачного микроскопического шарика-пузырька начинает расти живой организм!
После проникновения в яйцеклетку сперматозоида в ней через некоторое время начинаются еле уловимые глазом изменения: появляются мутноватые области, которые вскоре начинают перемещаться. И вдруг, очень быстро, «пузырек» делится пополам. Теперь он состоит из двух долек, но по-прежнему по форме близок к шарику.
Через некоторое время каждая долька опять делится пополам, и теперь пузырек состоит из четырех долек. Потом их становится восемь, шестнадцать, тридцать две. И вот тут-то и начинается непонятное. Дальше деление идет не синхронно — одни клетки шарика начинают делиться быстро, другие чего-то ждут, третьи делятся, но медленно. Шарик начинает расти и изменять форму: в одном месте появляются небольшие выпуклости, в другом — впадины. В дальнейшем можно проследить, как выпуклость превращается в голову, около впадины появятся четыре горбика, которые потом станут лапами…
Вот здесь и есть загадка. Почему же после четвертого-пятого деления в абсолютно одинаковых клетках, да еще и составляющих шарик (то есть центросимметричное тело, на поверхности и в объеме которого нет каких-либо выделенных направлений), вдруг возникает изменение в их поведении? И результат этого изменения — появление в нужном, месте, в нужное время того, что и должно появиться в ходе нормального развития особи: ноги или головы у животного, листа или коры у растения. Кто стал режиссером и распределил роли в сообществе одинаковых клеток? Как были отданы команды: «Ты быстро делись дальше, а ты пока притормози»?
Таким образом, для понимания того, как начинается превращение одной микроскопической яйцеклетки, скажем, в слона, не хватало еще одного, самого первого механизма регулирования. То есть такого механизма, который способен действовать еще до того, как началась специализация клеток и включился аутокринный гормональный регулятор.
Сегодня, в ХХІ в., можно говорить, что такой механизм открыт. Передача информации в нем осуществляется не при помощи химических ее носителей — гормонов, а при помощи физических посредников — электромагнитных излучений. Основой такой передачи информации служит кислород, а вернее — особое строение его молекулы, следствием которого являются его особые химические свойства.
Теория благотворной роли активных форм кислорода
Чтобы понять тот путь, который привел к одному из фундаментальных открытий в биологии, нужно вернуться в 1969 г.
Именно тогда американские биохимики Дж. Маккорд и И. Фридович (McCord J., Fridovich I.) открыли новый фермент — супероксиддисмутазу (СОД). Он катализирует реакцию взаимодействия (дисмутации) двух супероксидных радикалов с образованием перекиси водорода и молекулярного кислорода. Открытие СОД совершило революцию в умах биохимиков: раз есть фермент, удаляющий свободные радикалы, специально вырабатываемый животными клетками (и, как выяснилось, чрезвычайно широко распространенный живой природе), то понятно, что и сами радикалы существуют в природе и почему-то их надо обязательно удалять. До этого мало кто думал, что в метаболизме живых организмов участвуют не только «настоящие» молекулы, но и свободные радикалы.
Само понятие свободного радикала в химии существовало давно. Свободные радикалы — это молекулярные частицы, обладающие высокой реакционной способностью. Хорошо известно, что в молекулах (включая те, из которых состоит наш организм) электроны на внешней электронной оболочке располагаются парами: одна пара на каждой орбитали.
Свободные радикалы отличаются от обычных молекул тем, что у них на внешней электронной оболочке имеется неспаренный (одиночный) электрон. Это делает радикалы химически активными, поскольку они стремятся вернуть себе недостающий электрон, отняв его от окружающих молекул и тем самым их повреждая.
Дальнейшие исследования показали, что основные радикалы, которые образуются в клетках, — это радикалы кислорода (супероксид и гидроксильный радикал), монооксид азота, радикалы ненасыщенных жирных кислот, радикалы, образующиеся в окислительно-восстановительных реакциях (например, убихинол). Радикалы образуются также при воздействии ультрафиолетовых лучей и в ходе метаболизма некоторых соединений (ксенобиотиков), в том числе некоторых препаратов, одно время применявшихся в качестве лекарств.
Вот тут-то и было обращено пристальное внимание на кислород. До того времени уже устоялось представление о том, что он используется живым организмом как окислитель для получения энергии в ходе окислительно-восстановительных реакций и как химический элемент, входящий в состав органических соединений.
Радикалы кислорода: супероксид. ОО и гидроксильный радикал ОН (точка означает неспаренный электрон) могут быть побочными продуктами биохимических реакций, они химически активны, могут нанести существенный ущерб живой клетке, и их нужно удалять. Но дело в том, что в организме существует фермент НАДФН-оксидаза, который обычный молекулярный кислород О2, переводит в супероксидную форму! Причем переводит много — до 10 %.