Я решил приблизиться к истокам газообмена, заглянуть туда, где отдельные органы, взаимодействуя, ускоряют и ослабляют обмен веществ. Меня интересовали не головешки, а само пожарище, из чего оно складывается…
Быков слушал своего помощника с глубоким вниманием. Одиң только раз он чуть улыбнулся, хотел что-то заметить, но промолчал. Ученый открыл у молодого профессора новую черту — упрощать свои мысли, чтобы сделать их более доступными, так говорить о науке, словно его окружают студенты первых семестров.
— Для начала я заинтересовался, — продолжал Слоним, — как отражается деятельность такого важного органа, как желудок, на обмене веществ. Позже предполагалось проверить влияние желез и мышц. Опыты велись по правилам, предписанным классической физиологией, и, надо признаться, были крайне нелегки. Начали мы следующим образом.
Собаку научили лежать спокойно, пока исследуют, сколько она в покое поглощает кислорода и выделяет углекислоты.
Позже ее оперировали и выкроили маленький павловский желудочек. Животное содержалось на голодном пайке, и можно было наблюдать, как из фистулы периодически вытекает желудочный сок. Тут мы встретились с первой загадкой: животное при этом снижало потребление кислорода и отдачу углекислоты. Нас учили, что сокоотделение, возникающее в результате еды, усиливает газообмен, в наших же опытах происходило обратное: отделение сока его тормозило.
Было интересно узнать, кто в этой путанице повинен. Как поведет себя организм, если сокоотделение сочетать с кормлением? Снизится ли при этом потребление кислорода? Ведь каждый из этих процессов — отделение сока и еда — теоретически должен усиливать газообмен.
Чтобы проследить за отделением желудочного сока, не смешанного с пищей, желудок наполнили воздухом из резинового баллона. У собаки возникло. чувство насыщения, хотя она не получила ни крошки еды, и началось отделение сока. Два состояния утвердилось в организме: подлинное голодание и кажущаяся сытость. Нечто схожее с тем, что происходит, когда собаку содержат на голодном пайке, с той лишь разницей, что пустой желудок теперь был наполнен воздухом.
Следовало ожидать, что, как и в прежнем опыте, газообмен у животного упадет. Ничего похожего — потребление кислорода, наоборот, возросло. Нам нелегко было вначале это понять, и только позже мы разобрались. Ведь полнота желудка для организма связана обычно с чувством насыщения, это ощущение всегда сопровождалось нарастанием потребления кислорода, и в результате между ними давно образовалась временная связь. Из коры мозга, куда доходили сигналы из желудка, как бы следовали импульсы: «Ускоряйте обмен веществ, накопляйте энергию, предстоит большой труд — переварить и вытолкнуть пищу в кишечник». Падение обмена при отделении желудочного сока возмещалось его подъемом, возникающим при насыщении.
Мы узнали, таким образом, что влияние желудка на газообмен складывается не из двух одинаковых, а противоположных влияний: деятельности желез и приема пищи. Возникает ли нечто подобное между желудком и органами других систем? Вопрос этот имел серьезное значение — ведьмы искали истоки обмена веществ, причины, ускоряющие и осложняющие эту важную деятельность организма.
Мы остановились на скелетно-мышечной системе.
Мне слышится, Константин Михайлович, ваше возражение: тут нечего изучать, отношения эти достаточно изучены, к ним не много можно прибавить. Простите меня, я исходил из того, что все наши представления о связи между отделением желудочного сока и работой мышц неверны. Неправильна методика, с какой были добыты научные доказательства, ошибочен самый расчет. Как проводились обычно эти исследования в лабораториях? Собаку ставили на вращающееся колесо, которое могло ее сбросить, если она бегом на месте не удержится от падения. При этом ученые наблюдали прекращение выделения желудочного сока. Так возник повод для ложного обобщения, будто всякая деятельность мышц задерживает сокоотделение.
«Соответствует ли это действительности? — спрашивал я себя. — Нет ли тут ошибки, поспешного решения, основанного на недоразумении? А если собака мчится домой, где ее ждет желанная пища, неужели и тогда у нее железы желудка заторможены? Неужели человек, направляющийся после завтрака на работу, лишен возможности эту пищу переваривать, пока он находится в дороге? Нет, — подумал я, — при беге собаки на колесе действуют иные причины и следствия. Не деятельность мышц, а угроза опасности, страх руководит поведением организма. Тот самый страх, который сужает просветы кровеносных сосудов, задерживает слюноотделение, парализует также желудочную железу…» Я долго не осмеливался на этой гипотезе настаивать.
Проверить ее казалось мне возможным лишь в условиях естественной среды, без насилия над природой животного. Чтобы избегнуть ошибок, допущенных в опыте над животным на вращающемся колесе, надо было подобрать организм, у которого движения, связанные с добыванием пищи, не служат ему, однако, средством защиты. Трудная задача, почти неосуществимая! Кому из позвоночных ноги не помогают добывать себе питание и не служат также средством защиты? Надо ли скачком настигнуть свою жертву или бежать от сильного врага, — действуют те же мышцы конечности. Приближение опасности возбуждает движение ног. Возникает потребность бежать, хотя бы бегство это было опаснее той угрозы, которой человек или животное стремится избежать.
Я нашел зверька, который при виде опасности не обращается в бегство, а сворачивается калачиком, выставляя врагу свои острые иглы. Все прочие его движения связаны с поиском пищи и ничем другим. Такова природа ушастого ежа. Никто ему не страшен, даже змея. На змеиный яд у него свое противоядие.
Одна из моих студенток наложила ему фистулу на желудок. Это был первый такого рода опыт, никто еще до нас подобной операции на ежах не делал. Бедняжка студентка изрядно потрудилась, прежде чем увидела, как из отверстия заструился желудочный сок. Опыт потребовал много дней и недель, и единственным утешением девушки были в ту пору ее песни, которые она день и ночь распевала. Мы шутя просили ее не вырабатывать у ежа временной связи на звучание колоратурного сопрано.
Слоним улыбнулся и помолчал, как бы отделяя этим деловую часть разговора от шутки…
— Оперированный еж был помещен в заново сбитый ящик, где ни пищи, ни запахов ее не было и в помине. Зверек в течение дня дремал, и в пробирку, подвешенную к фистуле, не поступало ни капли желудочного сока. Вечерами и ночью, когда приходило время охотиться, еж бегал часами из угла в угол, вставал на задние лапки и передними царапал деревянную стенку. Тем временем из фистулы непрерывно стекал желудочный сок. Особенно наглядна была связь между деятельностью желез и движениями мышц, когда ежа дразнили видом лягушки, которую он настигнуть не мог. Каждому энергичному движению соответствовало возрастающее отделение сока. Едва, однако, потревоженный зверек сворачивался или забивался в угол, выделение желез прекращалось. Движения мускулатуры не тормозили, а, наоборот, поощряли выделение желудочного сока.
Как же эта связь образовалась?
Проследим, как еж добывает себе пропитание. Он выходит на охоту с наступлением времени вечернего лёта насекомых. На каждом шагу он находит себе жуков, улиток, червей — добыча дается ему без борьбы, и еж бродит, истекая желудочным соком и слюной. Между сокращением мышц и железами желудка образовалась, таким образом, прочная связь. То же самое происходит у других насекомоядных — у летучих мышей. Перед вылетом из пещеры мы привязывали им кусочек ватки во рту, и выяснилось, что движения в поисках добычи вызывают и у них обильное слюноотделение.
Можно с уверенностью сказать, что у животных, развивающихся в других жизненных условиях, эти связи будут иными. Все определяется образом жизни организма, возникшим и оформившимся в определенной среде. Задача, разрешенная на вращающемся колесе, верна для одной ситуации и не может быть обобщена. Мы доказали это наглядным примером. Образ жизни ежа изменили, его стали кормить не вечерами, а по утрам, — суточная ритмика зверька извратилась: подвижность и сокоотделение начали проявляться в другой части суток. Что считалось врожденным, оказалось приобретенным: и ночная охота, и дневной сон, и многое другое были лишь временными связями. Кора мозга, закрепившая их в определенной среде, даст им в другой иное направление, едва в этом наступит потребность.
