Расшифрованная жизнь

А в это время на восточном побережье США, в одном из Национальных институтов здоровья (НИЗ), в лаборатории лауреата Нобелевской премии по химии Кристиана Анфинсена молодой ученый по имени Педро Куатрекасас присоединил инсулин к крошечным бусинкам сахара (сефа розе) и обнаружил, что из-за большого размера полученных гранул инсулин не может проникнуть внутрь липидных клеток. Тем не менее он продолжает работать в качестве гормона и стимулирует жировые клетки, которые, в свою очередь, преобразуют глюкозу в триглицериды. Этот простой и элегантный эксперимент доказывал, что инсулин воздействует на поверхностные рецепторы жировых клеток.

Я мог бы сделать нечто подобное и выяснить, где именно действует адреналин, с использованием возможностей лаборатории Каплана. В его лаборатории Джек Диксон изучал активность ферментов, присоединяя крупные молекулы белка к стеклянным бусинкам размером с песчинку. Каплан предложил мне поработать вместе с Джеком, чтобы найти способ химически присоединить молекулы адреналина к бусинкам, но без снижения биологического воздействия на клетки сердца.

Это потребовало определенных усилий. Мы придумали длинную «молекулярную руку», которая химическим путем присоединялась к стеклу бусинки, а другим концом одновременно удерживала молекулу адреналина достаточно далеко от нее, чтобы она все-таки могла дотянуться до гипотетических рецепторов адреналина на поверхности клетки. Мы изготовили первую партию адреналиново-стеклянных бусинок, и после тщательной промывки – чтобы полностью избавиться от свободного адреналина – они были готовы к экспериментам.

С помощью микроманипулятора для перемещения объектов на крошечные расстояния я положил несколько стеклянных бусин рядом с клетками сердца. Ничего не произошло, и это было хорошим знаком – адреналин не смывался с поверхности бусин. Слегка поворачивая ручку микроманипулятора, я постепенно придвигал бусины вплотную к клеткам сердца (чтобы они практически «поцеловались»), и те сразу же ускорили ритм биения. От восторга – причем по той же самой причине, из-за адреналина – затрепетало и мое собственное сердце. Я отодвинул бусины в сторону, и клетки возобновили свой нормальный ритм. Я повторил эксперимент с необработанными адреналином стеклянными бусинами – и ничего не происходило. Каплан встретил мои результаты с восторгом. Он хватал коллег, учеников и друзей, буквально всех, кто попадался под руку, и тащил взглянуть на небольшой телевизионный экран, подсоединенный к микроскопу, чтобы посмотреть, как я то придвигал бусинки к клеткам сердца, то отодвигал их обратно.

Каплан предложил мне спуститься на два этажа вниз и узнать у Стивена Мейера, заведующего фармакологической лабораторией, считает ли он возможным опубликовать наши результаты. Это было мое первое знакомство с политическими аспектами науки. Майер согласился меня принять, но вначале был довольно холоден – ведь открытие в его собственной области исследований было сделано в чужой лаборатории! Однако любопытство пересилило и, в конце концов, он предложил провести еще несколько контрольных экспериментов для проверки наших результатов, используя лекарственные препараты типа бета-блокатора пропранолола, специфически блокирующие действие адреналина.

Теоретически эксперимент казался несложным. Легко заметить, что клетки сердца бьются сильнее и быстрее при наличии бусин, а бета-блокатор замедляет этот процесс. Труднее количественно измерить эффект. Адреналин стимулирует два вида реакций клеток сердца: увеличивает скорость их биения и силу их сокращения. Чтобы придумать, как измерить интенсивность биения, я проконсультировался с Джоном Россом-младшим, заведующим кардиологическим отделением, который отослал меня к Питеру Мароко, симпатичному и много знающему кардиологу, изучавшему на собаках причины сердечных приступов. Мы решили поместить стеклянные бусы на различные участки поверхности сердца собаки и посмотреть, будет ли какой-нибудь эффект. Мой опыт кардиореанимации во время службы в ВМС произвел благоприятное впечатление на хирургов отделения, и ко мне сразу стали хорошо относиться.

Результаты оказались впечатляющими. Когда адреналиновые стеклянные бусины размещались на большей части сердца собаки, ничего не происходило. Однако когда мы коснулись синусно-предсердного узла, сердце тут же забилось быстрее. А когда мы удалили бусины, сердечный ритм замедлился и пришел в норму. Вместо секундомера для моих примитивных измерений у нас теперь были стопки бумаги для снятия электрокардиограмм и специальные датчики, фиксировавшие действие адреналина во всех деталях.