Мир под напряжением. История электричества: опасности для здоровья, о которых мы ничего не знали

Порфирины играют центральную роль в нашем рассказе не только из-за болезни, которая называется «порфирия» и которой болеют лишь несколько процентов населения, но и потому, что они напрямую связаны с современной эпидемией заболеваний сердца, рака и сахарного диабета, которые поразили половину мира, и потому, что само их существование – это напоминание о роли, которую электричество играет для самой жизни, роли, которую медленно прояснили несколько храбрых ученых.

В детстве Альберт Сент-Дьёрдьи ненавидел книги, и, чтобы сдать экзамены, ему пришлось нанять репетитора. Но позже, окончив в 1917 г. Будапештскую медицинскую школу, он превратился в одного из величайших мировых гениев в области биохимии. В 1929 г. он открыл витамин C, а в следующие несколько лет описал большинство этапов клеточного дыхания – эта система ныне известна как цикл Кребса. За эти два открытия он в 1937 г. получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Следующие два десятилетия он потратил на изучение работы мышц. Эмигрировав в США и поселившись в Вудс-Холе, штат Массачусетс, в 1954 г. он был награжден премией Альберта Ласкера за свои открытия в этой области.

Но, возможно, его самым важным открытием стало то, которое менее всего известно, хотя этой теме он посвятил почти полжизни. Ибо 12 марта 1941 г. во время лекции в Будапеште он храбро заявил своим коллегам, что дисциплина биохимия устарела и нуждается в обновлении для XX в. Живые организмы, сказал он им, – это не просто мешки с водой, в которой, словно крохотные бильярдные шарики, плавают молекулы, устанавливая химические связи с другими бильярдными шариками, когда сталкиваются с ними. Квантовая теория, сказал он, опровергла эти старые идеи; биологам нужно изучать физику твердого тела.

Порфирин. Химическая структура молекулы

Работая по специальности, он изучал структуру молекул, участвующих в сокращении мышц, но так и не смог понять, почему же их структура именно такая и как молекулы общаются друг с другом, координируя свою активность. Он видел подобные нерешенные проблемы в биологии практически везде. «Одно из моих главных затруднений с белковой химией, – не смущаясь, говорил он коллегам, – состояло в том, что я не мог себе представить, как такая молекула может „жить“. Даже самая сложная структурная формула белка выглядит „глупо“, если можно так выразиться».

Феномен, который заставил Сент-Дьёрдьи задуматься над этими вопросами, – порфириновые системы жизни. Он указал, что у растений 2500 молекул хлорофилла составляют одну функциональную единицу, а при тусклом свете не менее 1000 молекулам хлорофилла приходится работать одновременно, чтобы расщепить одну молекулу двуокиси углерода и создать одну молекулу кислорода.

Он говорил о «ферментах окисления» – цитохромах в наших клетках – и, опять-таки, задавался вопросом, как превалирующая модель вообще может быть верной. Как геометрически расставляется целая серия крупных белковых молекул, чтобы электроны переходили от одной молекулы к другой в точной последовательности? «Если бы мы даже смогли разработать такую структуру, – говорил он, – все равно остается совершенно непонятным, как энергия, высвобожденная передачей электрона от одного вещества к другому, то есть от одного атома к другому, может делать что-то полезное».

Сент-Дьёрдьи предположил, что организмы живы потому, что из тысяч молекул формируются целые системы с общим уровнем энергии – примерно такие же, как физики описывают в кристаллах. Электронам необязательно передаваться непосредственно от одной молекулы к другой, говорил он; вместо того чтобы быть привязанными только к одному или двум атомам, электроны мобильны, принадлежат всей системе целиком и передают энергию и информацию на большие расстояния. Иными словами, жизнь – это не бильярдные шарики, а жидкие кристаллы и полупроводники.

Главный грех Сент-Дьёрдьи – не в том, что он был неправ. Он не был неправ. Но он не осознавал всей застарелой враждебности вокруг. Электричество и жизнь уже довольно давно были оторваны друг от друга; промышленная революция вот уже полтораста лет неслась вперед на всех парах. Миллионы миль электрических проводов обвили Землю, выдыхая электрические поля, пронизывающие всех живых существ. Тысячи радиостанций пропитали сам воздух электромагнитными осцилляциями, от которых невозможно скрыться. Нельзя было позволить, чтобы они влияли на кожу и кости, нервы и мышцы. Называть белки полупроводниками было запрещено. Угроза промышленности, экономике и современной культуре будет слишком высока.