Они были выдающимися физиологами еще задолго до своих судьбоносных исследований гормонов. Они изучали сердце, собирая данные для закона, который позже назвали законом Старлинга: он связывал силу сокращения сердца с силой его расширения. Они исследовали передвижение иммунных клеток по организму. А еще они изучали волнообразные движения, которые проталкивают пищу по кишечнику, и назвали ее перистальтикой – от греческого πεϱι («обхватывать») и σταλτικός («сжимать»).

Вдохновленные русским коллегой Иваном Павловым, два физиолога переключились с исследования сил, управляющих организмом, на его внутреннюю секрецию. Именно так они занялись эндокринологией, что привело к тому самому эксперименту с собакой, последующей демонстрации на лекции и, в конце концов, к судебному иску. Старлинг и Бейлисс решили проверить недавно выдвинутую Павловым теорию о том, что нервы передают сигналы от кишечника к поджелудочной железе, вызывая выделение химических веществ.

16 января 1902 года Старлинг и Бейлисс провели потрясающий в своей простоте эксперимент. Сделав собаке анестезию, они удалили ей нервы возле кишечника. Будет ли поджелудочная железа по-прежнему выделять свои пищеварительные соки? Если да, значит, сигналы от кишечника к поджелудочной железе передаются не посредством нервов, а каким-то другим способом. Если же вещества выделяться не будут, то Павлов прав: сигналы передаются через нервы.

Бейлисс и Старлинг скормили собаке кислую кашицу, по консистенции напоминающую переваренную пищу. Несмотря на отсутствие нервных окончаний, поджелудочная железа все равно выделила свои соки. Они пришли к выводу, что сигналы в поджелудочную железу отправляет таинственное химическое вещество, а не нерв.

Затем они удалили часть кишечника собаки и смешали ее с кислотой. Как и в предыдущем случае, они имитировали переваренную пищу. Но на этот раз они решили ввести эту смесь в организм не через рот, а внутривенно, чтобы она вообще не проходила через нервы вблизи от поджелудочной железы[8].

Победа! Все сработало именно так, как они надеялись. Они подтвердили свой первый эксперимент и заявили о том, что изолировали конкретное вещество кишечника, стимулирующее работу поджелудочной железы. Они объявили, что процесс, вызывающий выделение поджелудочного сока, никак не связан с нервами, а является «химическим рефлексом»[9]. Старлинг назвал это кишечное вещество «секретин».

Позже секретин признали первым в мире изолированным гормоном.

Затем Павлов провел тот же эксперимент, что и британская команда. Он тоже отрезал все нервы от кишечника, собираясь подтвердить свое первоначальное предположение. Но когда поджелудочная железа все равно выделила сок, он сделал вывод, что просто упустил из виду несколько нервов. Он настаивал на том, что сигналы передаются по спрятанным нервам, слишком маленьким, чтобы их можно было разглядеть. Одинаковые исследования. Одинаковые результаты. Диаметрально противоположные выводы.

Павлов, как и большинство других ученых, не смог расстаться с давно укоренившимся мнением, что сигналы в организме передаются только через нервы – даже при наличии данных, утверждавших обратное. Он был прав в том, что кишечник отправляет сигналы поджелудочной железе, но неправ в том, что эти сигналы доходят из пункта А в пункт Б исключительно посредством нервов, но тем не менее в 1904 году Павлов получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за свои исследования регуляции пищеварения. Ему принадлежит и знаменитый эксперимент, в котором он вызывал у собак слюноотделение звоном колокольчика – тот самый рефлекс собаки Павлова, увековечивший его имя в анналах науки (хотя никаких наград он за него не получил).

В 1902 году Старлинг и Бейлисс озвучили свои новые идеи коллегам по Королевскому обществу[10]. Они сообщили, что «до сих пор им не удалось вызвать выделение поджелудочного сока стимулированием блуждающего нерва», который идет от глотки к животу, и добавили, что «из-за этого с известным скептицизмом относятся к якобы присутствию отростков блуждающего нерва в секрето-моторных тканях поджелудочной железы»[11].

Со скептицизмом относятся к Павлову? Это был смелый вызов уважаемому русскому коллеге. Нервная передача химических сигналов была общепринятой теорией. Если не нервы, то что еще может передавать сигналы? Другие члены Королевского общества не могли представить себе существования таинственного химического вещества, которое может доставлять сигналы, не перемещаясь по нервным волокнам. Это как если бы вы сообщили Полю Ревиру, что однажды он сможет общаться с массой людей по электронной почте. Скептики решили, что в организме обязаны присутствовать тончайшие нервы, передающие сигналы, – примерно так же, как фабричные рабочие передают детали по конвейеру: из рук в руки, непосредственно взаимодействуя друг с другом. Подобный образ времен промышленной революции был ближе к представлениям ученых начала XX века.

Павлов был поражен, узнав, что его идеи дискредитированы, но принял гипотезы британских ученых с достоинством. «Разумеется, они правы, – сказал он, когда ему сообщили об открытии. – Совершенно ясно, что мы не обладаем исключительным патентом на обнаружение истины»[12]. Тем не менее он не упомянул о Старлинге и Бейлиссе, преобразивших его теорию, в своей нобелевской речи.

Как Бейлисс уточнил в статье для медицинского журнала Lancet, нервы не стимулируют выделение поджелудочного сока; не стимулирует его и кислота, как ранее считали другие. «Соответственно, выделения вызываются неким веществом, производимым в слизистой оболочке кишечника под влиянием кислоты и переносимым затем к железе по кровеносной системе»[13]. Со временем дебаты прекратились: ученые поняли, что вопрос «нервы или химия» не имеет смысла, потому что все дело здесь в сложном взаимодействии между ними, которое контролирует реакцию тела. Например, слюнная железа, известная еще с «собачьих дней» Лондонского университетского колледжа, управляется нервами и переключается гормонами; недавние исследования, в частности, показывают, что постменопаузальное снижение эстрогена и прогестерона вызывает сухость во рту.

Бейлисс и Старлинг представили свою теорию еще до того, как появилась сама специальность «эндокринология». Их идеи были смелыми, граничащими с безрассудством. Они рушили догмы, опровергая нервную теорию, существовавшую несколько десятилетий. Оглядываясь на их достижения из XXI века, доктор Ирвин Модлин, гастроэнтеролог из Йеля, писал, что одним махом эти два человека создали целую дисциплину[14]. То, что они описали 100 лет назад, считается верным и сегодня. Ученые знают, что гормон секретин нейтрализует кислоту, вытекающую из желудка во время переваривания пищи; если точнее, секретин тормозит выработку желудочного сока и стимулирует выделение бикарбонатов поджелудочной железой[15]. В 2007 году ученые также обнаружили, что секретин регулирует электролитный обмен в кровеносном русле[16]. Проще говоря, секретин – это гормон, спосо бствующий пищеварению.

Старлинг и Бейлисс поняли, что, несмотря на противодействие, приблизились к совершенно новой концепции, которая может изменить представление ученых о человеческом теле. Годами некоторые врачи задавались вопросами о химической передаче сигналов между далекими друг от друга частями тела. Например, врачи замечали, что при кормлении ребенка грудью у матери сокращается матка. Эксперимент с кишечником позволил получить некоторые недостающие доказательства. Или, как выразился Бейлисс, выступая перед Королевским обществом в 1902 году, «часто предполагалась химическая симпатия между разными органами, например маткой и молочными железами, но мы считаем, что это первый случай, когда такое взаимодействие удалось непосредственно доказать экспериментальным путем»[17].