Уровень воздействия электромагнитных полей в клетке идет еще дальше, потому что изменения происходят на молекулярных биологических структурах, составляющих живые мембраны клеток. Некоторые ученые высказывают мнение, что магнитные и электромагнитные поля могут привести к переориентации белковых молекул и к изменениям в липопротеидном комплексе, составляющем основу мембран. Помимо этого, в клетках нарушается распределение микроэлементов. Так, в экспериментах удалось показать, что у крыс электромагнитное поле в СВЧ-диапазоне приводит к уменьшению содержания меди в печени — главном депо меди. В то же время в крови количество меди резко возрастает. Перераспределение марганца было несколько иное: в печени и почках его количество возрастало, а в костях и зубах резко снижалось. Содержание железа во многих органах понизилось. Сходным образом электромагнитные поля влияли на молибден. Только в почках повысилось его содержание по сравнению с нормой.

Ранее уже говорилось, что металлы входят в активные центры ферментов. Появились экспериментальные данные о том, что под влиянием электромагнитных полей металлы меняют скорость окисления, а это как раз может отразиться на работе фермента. Дальше цепочка тянется также к биологическим ритмам, ведь нарушение работы активного центра фермента прежде всего скажется на его колебательных свойствах.

Однако к настоящему времени еще не сложилась теория биологического действия электромагнитного поля. Есть только ряд гипотез. Среди них идея об электромагнитном действии через воду на живые системы занимает существенное место, хотя спорна, по сей день. Заманчива аналогия сравнения клеточных структур с жидкими кристаллами. Как тем, так и другим, присущи подвижность и структурная упорядоченность. Электромагнитные поля оказывают влияние на жидкие кристаллы, меняя их молекулярную структуру и оптические свойства. Жидкокристаллическое состояние — неотъемлемое свойство живых структур и, в частности, живых клеток. Жидкие кристаллы уже используют как аналитический прибор для измерения напряженности электрического и магнитного полей. Следовательно, и живые клетки могут выступать как датчики этих полей, а возможно, что благодаря жидкокристаллическому строению мембран клетка как раз способна воспринимать действие этих полей.

Нельзя отказаться и от такой заманчивой идеи, что клетка как живой прибор, воспринимающий электромагнитные поля, работает благодаря взаимодействию генерируемого ею поля с внешним электромагнитным полем. Степень искажения био-электромагнитного поля внешним полем, может быть, и есть показатель биологического воздействия на клетку. Но это еще надо проверить опытным путем.

Глава восьмая

РЕГУЛИРОВЩИКИ ФОРМОБРАЗОВАНИЯ

То, о чем будет говориться в этой главе, не поддается ощущениям. В организме всех живых существ, даже одноклеточных, идут процессы формообразования. Живое строит формы в пространстве, по существу, завоевывает его соответственно определенным законам. Для построения той или иной формы нужно из разных частей составить гармоничное целое. Какие же приборы следят за дифференцировкой клеток и за целостностью всего организма? Это разные приборы или организм обходится каким-то универсальным регулировщиком пространственного расположения своих частей?

Как, вероятно, уже все знают, развитие любого живого существа идет по заранее намеченному плану. В каждую клетку организма как бы заложена своего рода перфокарта (генетическая программа), на которой записаны «инструкции» о строении всего организма. В то же время разные органы — и печень, и легкие, и почки, и сердце, — несмотря на то что в каждой клетке заложен одинаковый код, различны по своей форме и по своему биохимическому составу.

Осуществляться это может при условии, что в каждой клетке работают или выдают информацию только те участки дезоксирибонуклеиновой кислоты, или ДНК, в которых хранится запись именно об этом органе. Остальная часть генетической программы, хотя она и присутствует, выключена или репрессирована.

Здесь мы сталкиваемся с очень загадочным и таинственным процессом. Как идет управление выключением одних участков ДНК и включением других в строгом соответствии с пространственным расположением клеток? Какими приборами контролируется этот механизм? Как из одной клетки получаются две клетки с разной пространственной программой? Грубо говоря, надо выяснить, когда наступает тот момент, при котором клетка, разделившись на две, даст клетку, потомки которой образуют печень, и вторую, потомки которой образуют почки?

Ответить на эти вопросы — значит решить первую половину проблем биологии развития: как одинаковое становится разным, то есть как дифференцируются клетки. Решения указанной задачи требует не только чисто научный интерес, но и сама жизнь, ибо многие болезни, неправильное развитие органов и другие врожденные дефекты есть не что иное, как нарушение дифференцировки клеток, разрегулирование тончайшего механизма, управляющего специализацией клеток.

Механизм дифференцировки можно начать рассматривать с одноклеточных животных (простейших) и одноклеточных водорослей. Природа как бы подарила экспериментатору клетки с довольно сложной структурой и гармоничной формой, и притом очень больших размеров.

В капле воды плавает голубоватая точка, видимая невооруженным глазом. Под микроскопом, даже при небольшом увеличении, она превращается в голубоватый рог. Это инфузория-трубач, или стентор. Размеры трубача (он может быть более 0,5 мм) позволяют резать его на части. Через несколько часов округлившиеся части клеток на наших глазах превращаются опять в самого настоящего трубача, только меньших размеров.

Это регенерация клетки или восстановление, во время которой происходит пространственная дифференцировка различных участков трубача. Каждая часть в пространстве дает свою форму: в одном месте появляются реснички и образование, похожее на раструб, в другом, наоборот, происходит сужение заднего конца. Какие же приборы следят за формой восстанавливающейся клетки и откуда подается команда, как вести себя той или иной части клетки? Попробуем разобраться.

Видимо, сигналы идут от клеточного ядра и ДНК, заключенной в нем. Высказанное предположение подтверждается экспериментом. Если удалить ядерный материал из кусочка восстанавливающегося стентора, регенерация прекратится, кусочек округлится и погибнет. Значит, получается, что пространственной дифференцировкой заведует ядро и заключенный в нем генетический материал? Похоже, что так. Но как можно, используя линейный генетический код, предопределить местоположение каждой точки трубача в пространстве? Да еще провести пространственное кодирование в зависимости от размеров куска, из которого идет регенерация. Ответить на эти вопросы очень трудно, но предположить, что помимо генетического кода пространственной дифференцировкой управляют и другие факторы, можно. Тогда генетический код можно рассматривать как шифр, без которого невозможна регенерация и развитие живых форм.

В пользу необходимости присутствия генетического материала при формообразовательных процессах говорят также опыты с ацетобулярией. Ацетобулярия — водоросль одноклеточная, но клетка имеет внушительные размеры — два сантиметра, а иногда и больше. Внешним видом ацетобулярия напоминает маленький грибок или зонтик на тонкой ножке, а внизу, как корешки, расходятся так называемые ризоиды, служащие для прикрепления к субстрату. Казалось бы, ничего особенного — перед нами водоросль, похожая на грибок, но это сложно устроенный по пространственной дифференцировке организм, состоящий всего лишь из одной клетки.

Ядро ацетобулярии находится в одном из ризоидов. Стоит микроскальпелем отрезать ризоид с ядром, и ацетобулярия станет безъядерной клеткой. Умрет ли она после этого? Оказывается, нет. Живет, да еще способна к регенерации. Отрежем у нее зонтик, он восстановится, но только один раз. А у клетки с ядром, сколько бы ни отрезали зонтик, он всегда будет восстанавливаться. О чем это говорит? О том, что ядро синтезирует впрок необходимые для регенерации вещества. Но этих веществ не так-то уж много — у безъядерной ацетобулярии хватает только на одну регенерацию.