Страница:
Мухи, которых кормили кукурузной мукой с добавками тяжёлой воды, жили вдвое меньше, чем контрольные.
«Повышенная прочность химических соединений тяжёлого водорода, — пишет В. Мухачев, — тормозит обмен веществ у живой материи. А ведь жизнь — это обмен веществ! Тяжёлый водород уменьшает способность размножения, вызывает в клетках необратимые изменения, то есть старение организмов. Бактериальные культуры в его среде перестают размножаться и гибнут».
Перестают размножаться и гибнут… Но только ли бактерии — крошечные невесомые твари?
Окаменелости — эти на первый взгляд немые свидетели минувших эпох — поведали учёным дивную фантастическую быль, похожую на полусказку-полугрезу. Мир не всегда был таким, как сейчас. Там, где Земля одета в асфальтовую броню, где взметнулись к небу многоэтажные каменные корпуса, когда-то шумели непроходимые чащи, перед которыми теперешние джунгли показались бы низкорослым кустарником. Высоченные раскидистые хвощи каламарии, густые папоротники-великаны с мощными деревянистыми стволами, причудливые лепидодендроны и сингиллярии в 60 метров ростом — куда девалась эта буйная, безудержная вакханалия зелёной роскоши карбона — каменноугольного периода палеозойской эры? Среди пышной мезозойской растительности, сменившей палеозойскую, водоёмы и мелководье кишмя кишели обильной живностью, а- сквозь дебри с оглушительным треском продирались динозавры. Это были настоящие горы мяса высотой с четырёхэтажный дом, хотя и вырастали в те же сроки, что и коровы. Где они, колоссы земной флоры и фауны?
Животный и растительный мир не просто измельчал. Он заметно убавил в весе. Общая масса живых существ была в ту пору много больше, чем теперь. Тот самый углерод, который сегодня лежит мёртвыми пластами каменного угля, тогда жил, размножался, рос, боролся за место под солнцем, пожирал себе подобных. Что же, заставило природу выключить из кругооборота жизни миллиарды тонн органического вещества?
Читатель уже смекнул, к чему клонит автор гипотезы о живой воде. Да, былую интенсивность роста всего живого подавил яд, накапливавшийся в организмах, — тяжёлый водород.
Вадим Михайлович Мухачев подсчитал, что раньше в воде зловредного дейтерия могло быть меньше. И вот почему.
Местные колебания в изотопном составе смесей соединений водорода— на нашей планете не редкость. Их вызывает круговорот воды в природе. Причина? Очень простая — разница физических свойств тяжёлой и лёгкой воды. Точка кипения первой на 3 градуса, а замерзания почти на 4 градуса выше, чем у второй. С открытого зеркала водоёмов лёгкая вода испаряется легче, чем тяжёлая. Кроме того, более лёгким молекулам Н 2О проще подниматься в верхние слои атмосферы, чем D 2O. Там под действием солнечных лучей они расщепляются на водород и кислород. Водород рассеивается в космическом пространстве, а кислород остаётся в атмосфере (см. главу «Конец света?»). Не исключено, что океаны сохнут, причём вода в них накапливает свою тяжёлую разновидность. Такой процесс приводит, в частности, к заметному обогащению дейтерием озёр, не имеющих стока. Там, где влагообмен интенсивнее, вода скорее накапливает дейтерий. Например, в реках, протекающих через районы с жарким климатом (Рио-Гранде, Ред-Ривер), Понятно, почему тучки небесные, вечные странники, а также порождаемые ими дождь или снег всегда содержат меньше дейтерия, чем вода земных источников.
Непрестанная циркуляция воды в природе привела к тому, говорит Мухачев, что снеговые шапки на полюсах и на горах чуточку беднее дейтерием, чем воды рек, озёр и морей. И, продолжая работать как холодильные агрегаты гигантской перегонной колонны — атмосферы, они способствуют дальнейшему отделению лёгкой воды от тяжёлой.
Иначе якобы обстояло дело в палеозойскую эру. Геологи утверждают, что в далёкие доисторические времена снеговые полярные шапки отсутствовали, а стало быть, не происходило и заметных сдвигов в глобальном распределении тяжёлой воды. Если бы удалось растопить ледяные щиты Антарктиды, Гренландии, горных хребтов и слить талую воду с океанской — вот тогда в полученной смеси концентрация дейтерия понизилась бы и достигла уровня, характерного для карбона.
Итак, земные водные бассейны на протяжении тысячелетий обогащались ядовитой тяжёлой водой, особенно в тёплых краях. А обитавшие там животные и растения накапливали в процессе обмена дейтерий до ещё более высокой концентрации, чем в окружающей среде. Изотопный анализ, проведённый над существами наших дней, показал: молодые особи действительно содержат меньше тяжёлого водорода, чем питьевая вода, а старые — больше.
В подтверждение своей идеи В. Мухачев приводит и такие аргументы: птицы совершают утомительные тысячевёрстные перелёты с тем, чтобы выводить птенцов не на юге, где теплей климат и обильней корм, а на севере, где тяжёлого водорода меньше. Рыбы идут нереститься в верховья рек по той же причине. Северяне и горцы здоровее и живут дольше потому, что пьют воду с пониженным содержанием дейтерия.
А вот теоретические выводы: «Удаление дейтерия из воды превратит её в необыкновенно сильный стимулятор жизни, поскольку, растормозятся и усилятся обменные процессы. Животные и растения начнут усиленно размножаться, ускоренно наращивать живую массу, податливее развиваться в направлении, по которому подталкивает их человек. Урожай повысится в несколько раз. Повысится приплод животных и выработка мясо-молочной продукции на гектар. Животные станут более выносливыми и устойчивыми против заболеваний.
Начнём с полуфантастического предположения. Может быть, вода без дейтерия облегчит лечение таких тяжёлых загадочных болезней, как рак, заболевания сердечно-сосудистой системы, многие душевные заболевания, болезни обмена веществ? Может быть!» Интересно: ленинградский биофизик А. К. Гуман поил цыплят талой снеговой водой (в ней дейтерия якобы меньше, чем в обычной). К концу седьмой недели цыплята весили на 40 процентов больше, чем контрольные.
В клинике Томского университета три месяца подряд двадцать пять больных проходили курс лечения снеговой водой. И что же? У всех улучшился обмен веществ. Понизилась концентрация холестерина в крови (повышенное содержание холестерина сопутствовало сердечно-сосудистым заболеваниям, а ведь они, если помните, уносят наибольшее количество жизней). Больная Н. перед началом лечения весила девяносто килограммов, что было явно ненормально для её комплекции, а в конце курса — семьдесят пять килограммов. Она легко сбросила целый пуд, хотя пищевой рацион не менялся. В. Мухачев считает, что инъекцией тяжёлых изотопов в злокачественные опухоли можно притормозить биохимические процессы в недрах раковых клеток и таким путём приостановить болезнь.
Сказать правду, дейтериевая гипотеза старения, несмотря на всю красноречивость доводов «за», легко уязвима многочисленными контраргументами.
Животные-исполины могли вымереть и от иных, причём более вероятных причин (изменение климата, вспышка космического излучения). Непонятно также, почему самые крупные представители фауны (слоны, бегемоты, носороги, гориллы) и царственная растительность — «остатки прежней роскоши» — сохранились не в горах, не на севере, а именно в тропиках, где влагообмен наиболее интенсивен. А киты? Ведь их предки когда-то ходили по суше! Почему же гигантские сухопутные млекопитающие переселились в менее благоприятную среду? Что же касается исключительного долголетия горцев и северян, достоверность этих сведений оставляет желать много лучшего. Кроме того, здесь смешно пренебрегать более важными факторами: особенностями климата, чистотой воздуха, составом пищи.
Да, конечно, в тяжёлой воде высокой концентрации не прорастают семена, а микробы, головастики, черви и рыбы погибают. Но, как оказалось, им может не поздоровиться и в обычной воде!
Один немецкий учёный решил приучить мелкотравчатую живность к тяжёлой воде. Он остановил свой выбор на микроорганизмах. Они размножаются быстро: за какой-нибудь час сменяется несколько поколений. Добавляя постепенно, понемногу всё новые порции тяжёлой воды, экспериментатор длительное время выдерживал непрерывно размножающееся скопище крохотных существ в новой среде. Вскоре тяжёлая вода полностью сменила обычную. А далёкие потомки первоначальных микроорганизмов чувствовали себя как ни в чём не бывало! Но самое поразительное ждало экспериментатора впереди: когда микроорганизмы внезапно попали в обычную, без дейтерия, воду, они сразу же погибли… Так неужели высокоорганизованные растения и животные не смогли приспособиться в ходе эволюции к едва заметному изменению концентрации тяжёлой воды — от 0,014 до 0,016 процента, то есть иа две тысячных процента? И если они действительно приспособились к новому изотопному составу воды, то не вызовет ли глубокая очистка питьевой воды от дейтерия ещё более тяжёлые последствия, чем увеличение его концентрации? Наконец, вот что пишет Б. Стрелер, известный американский биофизик, сотрудник Института геронтологии, в своей монографии «Время клетки и старение», выпущенной издательством «Мир» в 1964 году: жизнь насекомых значительно сокращалась уже в присутствии 20 процентов тяжёлой воды. Однако количество дейтерия, включающегося в условиях такого эксперимента в состав жизненно важных структур, намного превосходит любое возможное его накопление в естественных условиях. «Следовательно, — резюмирует Стрелер, — гипотезу, согласно которой старение обусловлено накоплением в организме больших количеств тяжёлой воды, по-видимому, надо отбросить».
Эх, красивая получилась гипотеза! И вдруг — отбросить… Жаль, не правда ли? Но Фемиде науки не свойственна сентиментальность. Сколько раз, не дрогнув, она твёрдой рукой подписывала смертный приговор идеям, так фундаментально разработанным и так мужественно защищаемым их авторами, поданным с таким популяризаторским блеском и снискавшим такую глубокую симпатию у публики!..
1 июня 1889 года аудитория, собравшаяся в актовом зале Парижского научного общества, была мало сказать — взволнована, просто потрясена лекцией, прочитанной Ш. Э. Броун-Секаром. Ещё бы: выдающийся физиолог, преемник знаменитого Клода Бернара в Коллеж де Франс, рассказал об опытах по омоложению, проведённых над самим собой. Сначала, конечно, учёный экспериментировал на животных. Потом сделал и себе шесть инъекций свежей вытяжки из семенников собак и кроликов. В это время ему шёл восьмой десяток, и не мудрено, что, по собственному признанию Броун-Секара, тело его увяло, а ум ослаб. Но вот результат: лектор чувствует, будто сбросил с согбенных своих плеч целых тридцать лет!
Вскоре и другие врачи сообщили об успешном применении чудодейственного «экстракта Броун-Секара». Австрийский хирург Э. Штейнах пошёл дальше и начал рассекать и перевязывать у пациентов особые выводящие канальцы — этим он хотел стимулировать выработку так называемых интерстициальных клеток, якобы обновляющих организм. В Америке последователем Штейнаха стал Б. Бенджамин, видоизменивший новый метод применительно к женщинам. Огромную популярность завоевали попытки омоложения, предпринятые в 1919 году в Париже С. А. Вороновым. Русский хирург пересаживал французам семенные железы человекообразных обезьян. Подобные операции вызвали поток возражений, особенно после того, как в качестве доноров для пересадки богатым старцам вместо обезьян стали привлекаться молодые люди, доведённые нуждой до отчаяния и соблазнённые денежной мздой.
Все эти эксперименты базировались на предположении, будто молодые силы организма поддерживаются прежде всего активным выделением половых гормонов. Между тем исстари известно, что люди, организм которых сызмала начисто лишён этих гормонов, отличаются евнухоидизмом, но старятся так же медленно, как и все другие, нормальные. А Броун-Секар, хотя и чувствовал себя помолодевшим на тридцать лет, умер всего через пять лет после своего сенсационного выступления.
В XX веке на роль «прима-железы», играющей первую роль в драме старения, выдвинули щитовидку. Потом гипофиз. Потом комплекс гипофиз — подпочечники — щитовидная железа. Увы, успехи эндокринологии в последнее десятилетие убедительно продемонстрировали тщетность попыток исчерпывающе объяснить наступление старости нарушениями в секреции гормонов.
Врачи знают, что такое болезнь Симмонда. Она поражает гипофиз, вызывая состояние, напоминающее глубокую старость. И тем не менее, несмотря ни на что, сильно отличается от неё. Более того: полная атрофия одной или нескольких желез внутренней секреции не приводит к старости. Короче говоря, понижение гормональной активности не причина, а результат, вернее, спутник старости. Это лишь приспособление организма к новому качеству, когда начинается общее ослабление обмена веществ. Вопреки теоретическим выводам Броун-Секара, Штейнаха и других пионеров гормональной гериатрии выяснилось, что бесконтрольное применение гормонов, чрезмерное подстёгивание задремавших с годами эндокринных желез способно нарушить сонный баланс старческого организма и привести к катастрофе.
Как видно, «эндокринная» гипотеза старения рухнула под ударами научных фактов. Не беда! Зато она сама, подобно железам внутренней секреции, стимулировала исследования в новом направлении, а те привели к открытиям, обогатившим геронтологию, осветившим проблему старости с других сторон.
Ещё пример. Оригинальную гипотезу старения выдвинул и энергично отстаивал Илья Ильич Мечников. Его «Этюды оптимизма» вызвали настоящую сенсацию в начале нашего века, привлекли пристальное внимание врачей и, как всегда в таких случаях, ещё более пристальное — неспециалистов. Старость — это болезнь, говорил Мечников. Она вызвана постепенным отравлением организма. Яд вырабатывают кишечные бактерии. Токсические вещества вредно влияют на нервные клетки. Это с одной стороны. А с другой — активизируют деятельность фагоцитов, которые, в свою очередь, атакуют и уничтожают другие, нужные организму, но ослабленные клетки. Нервная система начинает атрофироваться. Появляется артериосклероз. Так приходит старость и, наконец, смерть. Чтобы этого не произошло, учёный рекомендовал подавить антибиотиками гнилостные процессы. Или, в целях профилактики, вообще удалить толстые кишки.
«В свете современных научных исследований, — пишет югославский учёный, доктор медицины Мирко Грмек, автор книги «Геронтология, учение о старости и долголетии», — обе теории Мечникова ошибочны».
«Ошибочны». Да, Фемида науки бдительно стоит на страже истины. Но она слепа! Повязка поверх глаз мешает ей разглядеть, что происходит по ту сторону весов, на чашки которых брошены сухие аргументы «за» и «против». А там глубокое волнение широкой читательской аудитории, захваченной полётом мысли учёного. Там жаркие споры в среде специалистов, споры, в которых (ну конечно же!) рано или поздно выкристаллизовывается истина. Истина торжествует. Фемида выносит приговор. Посрамлённую гипотезу сдают в архив.
Неужто же, помимо истины, так-таки ничего и не остаётся? А люди, увлечённые романтикой научного поиска, пришедшие в науку после лекции Броун-Секара или книги Мечникова? А результаты исследований, порождённых желанием проверить правильность дерзкой идеи и дающие порой совершенно неожиданный выход в смежных областях знаний? Разве можно сбросить со счётов весь тот актив драгоценных крупиц новых истин, которые исподволь, незаметно выплавились в пламени, разгоревшемся из искры?
Пусть дейтериевая гипотеза тоже не годится на роль всеобъемлющей теории старения. Но разве не интересно узнать, как влияет на живые организмы различие в изотопном составе воды?
Знаменательный факт: полемика вокруг «живой» и «мёртвой» воды пробудила интерес к загадочной проблеме не только у читателей-неспециалистов, но также у знатоков — у тех, кто по своей профессии занят изучением свойств тяжёлой воды. Так на арену выступила ещё одна гипотеза, объясняющая необычное действие талой воды.
Эту оригинальную идею Зинаиде Александровне подсказало удивительное явление: под действием магнитного поля вода меняет свои физико-химические свойства (см. главу «Шестое чувство?»). Видимо, потому, что у омагниченной воды появляется иная геометрическая упорядоченность её структуры. И сохраняется в течение многих дней. Если вспомнить вывод советского учёного Н. Тринчера об особой упорядоченности молекул воды внутри клеток, то «структурная» гипотеза выглядит вполне правдоподобной.
И всё же она ничуть не менее, хотя и не более спекулятивна, чем гипотеза дейтериевая! Подтвердить же или опровергнуть оба предположения сможет только эксперимент, судья строгий и нелицеприятный.
Кстати о спекуляциях. У того же Б. Стрелера, который, исходя из опытов с мушкой-дрозофилой, блистательно похоронил дейтериевую гипотезу старения, сказано: дрозофилы, получившие дозу около 4500 рентген, жили дольше необлученных мух.
Вдумайтесь в эту страшную цифру — 4500 рентген. В семь раз меньшая доза — 600 рентген — абсолютно смертельна для человека. В своё время на злосчастное японское судно «Дайго фукурю-мару» (какая ирония судьбы: в переводе на русский это значит «Счастливый дракон»!) пал с неба радиоактивный пепел, очутившийся в воздухе после, испытаний американской водородной бомбы у печально знаменитого атолла Бикини. Через несколько месяцев от тяжёлого поражения печени в муках скончался радист судна Аикиси Кубояма, хотя доза облучения была на сотню-другую рентген меньше абсолютно летальной. А мухам хоть бы хны! Даже напротив: для них смертоносные лучи своеобразный «жизненный эликсир»!
Следовало бы напомнить, что понятия «много» и «мало» применительно к биохимическим процессам весьма и весьма относительны. Кто сейчас сомневается в колоссальной роли микроэлементов? А ведь разница между их реальным содержанием в организме и потребностью в них измеряется порой ничтожными долями процента. Зато какой эффект! Считается, например, что малорослость пигмеев и карликовых животных объясняется недостатком в пищевом рационе цинка и других нужных микроэлементов.
Другой пример. Известно, что длительное состояние тоски или страха, вроде бы совершенно беспричинное с точки зрения анатома или физиолога, вызвано прямой химической причиной: в крови повышается концентрация адреналина. Или его ближайшего сородича — серотонина. Оба вещества — хорошие акцепторы электронов. «Акцептор» по-латыни означает «берущий». Его молекула охотно принимает электроны других молекул при образовании химической связи.
Антагонистом соединений, нагоняющих страх, является аминазин. Это, напротив, щедрый электронный донор (от латинского «дарящий»). Но если целебное действие успокаивающих препаратов связано с их способностью отдавать электроны, то не недостаток ли электронов обусловливает угнетённое состояние, сопутствующее многим психическим недугам, в частности шизофрении? А коли так, то на любой акцептор можно найти управу в виде соответствующего донора!
Именно так ставит вопрос в своём «Введении в субмолекулярную биологию» патриарх квантовой биохимии Альберт Сент-Дьёрдьи. Но нас интересует не новый способ лечения, подсказанный американским учёным, а ещё одна убедительная иллюстрация непреложной истины: психическое, равно как и физиологическое, состояние организма во многом определяется тонкими электронными механизмами, вступающими в действие даже при незначительном изменении концентрации некоторых химических веществ. Вот почему было бы преждевременно отмахиваться от состаривающего влияния тяжёлой воды. Может, и дейтериевая гипотеза, окажись экспериментальных фактов побольше, тоже заслужила бы у Б. Стрелера порцию внимания посолидиее — размером не в абзац, а, скажем, в страницу-другую?
Нет такого объяснения природы и сущности старения — а их около двухсот, — у которого не было бы своей ахиллесовой пяты, как, впрочем, и своей изюминки или, как любят выражаться философы, своего «рационального зерна». Одно из них, пожалуй, заслуживает особого внимания.
В 1964 году в Нью-Йорке вышла книга А. Комфорта «Биология старости». Автор пишет, что из всех общих концепций старения самая правдоподобная принадлежит Дж. Биддеру, Б. Стрелер, которому скептицизма не занимать стать, называет её «очень перспективной». Вот она, эта гипотеза.
В начале 1965 года английская газета «Дейли Уоркер» поместила фотографию долговязого джентльмена, которую тут же перепечатала наша «Неделя». Этот подлинно международный интерес к скромному сыну Альбиона вызван лишь тем, что его рост составляет 2 метра 49 сантиметров.
С другой стороны, статья Р. Подольного о пигмеях — «А почему они маленького роста?», сравнительно недавно опубликованная журналом «Техника — молодёжи», судя по редакционной почте, также не оставила читателей равнодушными.
Да, мы привыкли изумляться, сталкиваясь с лилипутом и чувствуя себя Гулливером, или, наоборот, — с Гулливером и чувствуя себя лилипутом. И мало кому взбредёт в голову, глядя на своих соплеменников, удивиться противоположному: «А почему, собственно, все они примерно одинакового роста?» Воистину — почему? Почему род человеческий не отличается разнокалиберностью своих представителей, скажем, от карликов размером с кулачок (между прочим именно так переводится греческое слово «пигмей») до исполинов с колокольню Ивана Великого? Люди, рост которых значительно (больше чем на 20 процентов) отличается от среднего, встречаются весьма и весьма редко!
Жёсткие рамки, в которые втиснуты человеческие габариты, завещаны нам всем ходом эволюционного развития отнюдь не из-за скопидомства природы. Вспомните колоссов мезозойской эры! Природе не жаль строительного материала — пожалуйста, растите, если вам это нравится! Вот именно: если нравится…
«Присущее людям строгое соответствие между ростом и весом, — отвечает Биддер, — по-видимому, связано, с вертикальным положением тела и служит приспособительным механизмом для бега».
Кажется, ещё Галилей доказал гибельность чрезмерно высокого роста для наземных животных, способных к быстрому передвижению. Особенно важны гармонические пропорции между весом и размерами для птиц. (Разумеется, на другой планете, где сила притяжения гораздо больше или меньше, требуемые соотношения могут оказаться иными.) Юркие, мобильные, быстроходные организмы млекопитающих и птиц появились лишь с той поры, когда у их предков возникли биологические механизмы для поддержания стабильных размеров, свойственных виду.
Любой из нас, из трёх миллиардов землян, каким бы рослым и тяжеловесным он ни был, произошёл из одной-единственной оплодотворённой клетки. Разделившись пополам, зародышевая клетка дала поначалу две дочерние, потом четыре, потом 8, 16, 32 и так все 30 или 50 миллиардов живых кирпичиков, из которых построен взрослый организм. Быстрее всего мы растём в юности — от 13 до 18 лет. В период от 20 до 27 лет рост увеличивается мало — на каких-нибудь 2 сантиметра, после 40 он начинает постепенно уменьшаться. Какая-то таинственная сила властно останавливает бурное деление и рост клеток в 20 лет — именно в тот момент, когда человек достигает размера, наиболее выгодного для вида в целом.
Все знают, какой величины обычно бывает курица — бравый солдат Швейк мог запросто уместить её, даже не общипанную, в своём ранце. А всё потому, что какой-то стопорный механизм, некий регулятор размеров в определённое время прекратил размножение клеток в организме живого цыплёнка. Между тем в среде, содержащей плазму зародыша, деление клеток идёт безостановочно, ткани растут и растут. Этот эксперимент подсказал: регулятор действует через кровь.
Но при чём тут старость?
«Хотя мы решительно ничего не знаем о природе этого регулятора, — говорит Биддер, — я высказал предположение, что старение связано с продолжающимся действием регулятора после прекращения роста. Функция регулятора способствует благополучию вида. Если первобытный человек в возрасте 18 лет производил на свет сына, то к 37 годам вид в нём больше не нуждался, так как сын его к этому времени уже умел сам охотиться и обеспечивать пищей своих детей. Наступавшие позже возрастные изменения тканей (хряща, мышечных и нервных клеток), которые мы относим к процессам старения, не имели значения для выживания вида. В соответствии с этим регуляция роста обеспечила оптимальное физическое развитие в период между 20 и 40 годами. Последующие изменения в росте были безразличны для расы: в то время ни один человек никогда не доживал до 60 лет».
Таким образом, не что, иное, как естественный отбор, при котором выживали и оставляли себе подобных лишь самые крепкие, самые выносливые, самые подходящие по размерам индивидуумы, обусловил теперешние антропометрические «параметры», присущие человеку в пору зрелости. Если, предположим, и существовали когда-то мелкотравчатые, а значит, и слабые двуногие или, наоборот, двуногие огромных размеров — неуклюжие, нерасторопные, все они, будучи менее приспособленными к суровым условиям среды, были обречены на вымирание. Конечно, решающая роль слепого, бессердечного отбора в человеческом обществе со временем сошла на нет (см. главу «Конец света?»). Тем не менее эволюция завещала нам какой-то наследственный биологический фактор, угнетающий рост. С точки зрения природы было важно, чтобы этот ограничитель срабатывал примерно в 20 лет, обеспечивая представителю расы наилучшее физическое развитие в пору, когда он обзаводился потомством и передавал детям по наследству свои качества.
«Повышенная прочность химических соединений тяжёлого водорода, — пишет В. Мухачев, — тормозит обмен веществ у живой материи. А ведь жизнь — это обмен веществ! Тяжёлый водород уменьшает способность размножения, вызывает в клетках необратимые изменения, то есть старение организмов. Бактериальные культуры в его среде перестают размножаться и гибнут».
Перестают размножаться и гибнут… Но только ли бактерии — крошечные невесомые твари?
Окаменелости — эти на первый взгляд немые свидетели минувших эпох — поведали учёным дивную фантастическую быль, похожую на полусказку-полугрезу. Мир не всегда был таким, как сейчас. Там, где Земля одета в асфальтовую броню, где взметнулись к небу многоэтажные каменные корпуса, когда-то шумели непроходимые чащи, перед которыми теперешние джунгли показались бы низкорослым кустарником. Высоченные раскидистые хвощи каламарии, густые папоротники-великаны с мощными деревянистыми стволами, причудливые лепидодендроны и сингиллярии в 60 метров ростом — куда девалась эта буйная, безудержная вакханалия зелёной роскоши карбона — каменноугольного периода палеозойской эры? Среди пышной мезозойской растительности, сменившей палеозойскую, водоёмы и мелководье кишмя кишели обильной живностью, а- сквозь дебри с оглушительным треском продирались динозавры. Это были настоящие горы мяса высотой с четырёхэтажный дом, хотя и вырастали в те же сроки, что и коровы. Где они, колоссы земной флоры и фауны?
Животный и растительный мир не просто измельчал. Он заметно убавил в весе. Общая масса живых существ была в ту пору много больше, чем теперь. Тот самый углерод, который сегодня лежит мёртвыми пластами каменного угля, тогда жил, размножался, рос, боролся за место под солнцем, пожирал себе подобных. Что же, заставило природу выключить из кругооборота жизни миллиарды тонн органического вещества?
Читатель уже смекнул, к чему клонит автор гипотезы о живой воде. Да, былую интенсивность роста всего живого подавил яд, накапливавшийся в организмах, — тяжёлый водород.
Вадим Михайлович Мухачев подсчитал, что раньше в воде зловредного дейтерия могло быть меньше. И вот почему.
Местные колебания в изотопном составе смесей соединений водорода— на нашей планете не редкость. Их вызывает круговорот воды в природе. Причина? Очень простая — разница физических свойств тяжёлой и лёгкой воды. Точка кипения первой на 3 градуса, а замерзания почти на 4 градуса выше, чем у второй. С открытого зеркала водоёмов лёгкая вода испаряется легче, чем тяжёлая. Кроме того, более лёгким молекулам Н 2О проще подниматься в верхние слои атмосферы, чем D 2O. Там под действием солнечных лучей они расщепляются на водород и кислород. Водород рассеивается в космическом пространстве, а кислород остаётся в атмосфере (см. главу «Конец света?»). Не исключено, что океаны сохнут, причём вода в них накапливает свою тяжёлую разновидность. Такой процесс приводит, в частности, к заметному обогащению дейтерием озёр, не имеющих стока. Там, где влагообмен интенсивнее, вода скорее накапливает дейтерий. Например, в реках, протекающих через районы с жарким климатом (Рио-Гранде, Ред-Ривер), Понятно, почему тучки небесные, вечные странники, а также порождаемые ими дождь или снег всегда содержат меньше дейтерия, чем вода земных источников.
Непрестанная циркуляция воды в природе привела к тому, говорит Мухачев, что снеговые шапки на полюсах и на горах чуточку беднее дейтерием, чем воды рек, озёр и морей. И, продолжая работать как холодильные агрегаты гигантской перегонной колонны — атмосферы, они способствуют дальнейшему отделению лёгкой воды от тяжёлой.
Иначе якобы обстояло дело в палеозойскую эру. Геологи утверждают, что в далёкие доисторические времена снеговые полярные шапки отсутствовали, а стало быть, не происходило и заметных сдвигов в глобальном распределении тяжёлой воды. Если бы удалось растопить ледяные щиты Антарктиды, Гренландии, горных хребтов и слить талую воду с океанской — вот тогда в полученной смеси концентрация дейтерия понизилась бы и достигла уровня, характерного для карбона.
Итак, земные водные бассейны на протяжении тысячелетий обогащались ядовитой тяжёлой водой, особенно в тёплых краях. А обитавшие там животные и растения накапливали в процессе обмена дейтерий до ещё более высокой концентрации, чем в окружающей среде. Изотопный анализ, проведённый над существами наших дней, показал: молодые особи действительно содержат меньше тяжёлого водорода, чем питьевая вода, а старые — больше.
В подтверждение своей идеи В. Мухачев приводит и такие аргументы: птицы совершают утомительные тысячевёрстные перелёты с тем, чтобы выводить птенцов не на юге, где теплей климат и обильней корм, а на севере, где тяжёлого водорода меньше. Рыбы идут нереститься в верховья рек по той же причине. Северяне и горцы здоровее и живут дольше потому, что пьют воду с пониженным содержанием дейтерия.
А вот теоретические выводы: «Удаление дейтерия из воды превратит её в необыкновенно сильный стимулятор жизни, поскольку, растормозятся и усилятся обменные процессы. Животные и растения начнут усиленно размножаться, ускоренно наращивать живую массу, податливее развиваться в направлении, по которому подталкивает их человек. Урожай повысится в несколько раз. Повысится приплод животных и выработка мясо-молочной продукции на гектар. Животные станут более выносливыми и устойчивыми против заболеваний.
Начнём с полуфантастического предположения. Может быть, вода без дейтерия облегчит лечение таких тяжёлых загадочных болезней, как рак, заболевания сердечно-сосудистой системы, многие душевные заболевания, болезни обмена веществ? Может быть!» Интересно: ленинградский биофизик А. К. Гуман поил цыплят талой снеговой водой (в ней дейтерия якобы меньше, чем в обычной). К концу седьмой недели цыплята весили на 40 процентов больше, чем контрольные.
В клинике Томского университета три месяца подряд двадцать пять больных проходили курс лечения снеговой водой. И что же? У всех улучшился обмен веществ. Понизилась концентрация холестерина в крови (повышенное содержание холестерина сопутствовало сердечно-сосудистым заболеваниям, а ведь они, если помните, уносят наибольшее количество жизней). Больная Н. перед началом лечения весила девяносто килограммов, что было явно ненормально для её комплекции, а в конце курса — семьдесят пять килограммов. Она легко сбросила целый пуд, хотя пищевой рацион не менялся. В. Мухачев считает, что инъекцией тяжёлых изотопов в злокачественные опухоли можно притормозить биохимические процессы в недрах раковых клеток и таким путём приостановить болезнь.
Сказать правду, дейтериевая гипотеза старения, несмотря на всю красноречивость доводов «за», легко уязвима многочисленными контраргументами.
Животные-исполины могли вымереть и от иных, причём более вероятных причин (изменение климата, вспышка космического излучения). Непонятно также, почему самые крупные представители фауны (слоны, бегемоты, носороги, гориллы) и царственная растительность — «остатки прежней роскоши» — сохранились не в горах, не на севере, а именно в тропиках, где влагообмен наиболее интенсивен. А киты? Ведь их предки когда-то ходили по суше! Почему же гигантские сухопутные млекопитающие переселились в менее благоприятную среду? Что же касается исключительного долголетия горцев и северян, достоверность этих сведений оставляет желать много лучшего. Кроме того, здесь смешно пренебрегать более важными факторами: особенностями климата, чистотой воздуха, составом пищи.
Да, конечно, в тяжёлой воде высокой концентрации не прорастают семена, а микробы, головастики, черви и рыбы погибают. Но, как оказалось, им может не поздоровиться и в обычной воде!
Один немецкий учёный решил приучить мелкотравчатую живность к тяжёлой воде. Он остановил свой выбор на микроорганизмах. Они размножаются быстро: за какой-нибудь час сменяется несколько поколений. Добавляя постепенно, понемногу всё новые порции тяжёлой воды, экспериментатор длительное время выдерживал непрерывно размножающееся скопище крохотных существ в новой среде. Вскоре тяжёлая вода полностью сменила обычную. А далёкие потомки первоначальных микроорганизмов чувствовали себя как ни в чём не бывало! Но самое поразительное ждало экспериментатора впереди: когда микроорганизмы внезапно попали в обычную, без дейтерия, воду, они сразу же погибли… Так неужели высокоорганизованные растения и животные не смогли приспособиться в ходе эволюции к едва заметному изменению концентрации тяжёлой воды — от 0,014 до 0,016 процента, то есть иа две тысячных процента? И если они действительно приспособились к новому изотопному составу воды, то не вызовет ли глубокая очистка питьевой воды от дейтерия ещё более тяжёлые последствия, чем увеличение его концентрации? Наконец, вот что пишет Б. Стрелер, известный американский биофизик, сотрудник Института геронтологии, в своей монографии «Время клетки и старение», выпущенной издательством «Мир» в 1964 году: жизнь насекомых значительно сокращалась уже в присутствии 20 процентов тяжёлой воды. Однако количество дейтерия, включающегося в условиях такого эксперимента в состав жизненно важных структур, намного превосходит любое возможное его накопление в естественных условиях. «Следовательно, — резюмирует Стрелер, — гипотезу, согласно которой старение обусловлено накоплением в организме больших количеств тяжёлой воды, по-видимому, надо отбросить».
Эх, красивая получилась гипотеза! И вдруг — отбросить… Жаль, не правда ли? Но Фемиде науки не свойственна сентиментальность. Сколько раз, не дрогнув, она твёрдой рукой подписывала смертный приговор идеям, так фундаментально разработанным и так мужественно защищаемым их авторами, поданным с таким популяризаторским блеском и снискавшим такую глубокую симпатию у публики!..
1 июня 1889 года аудитория, собравшаяся в актовом зале Парижского научного общества, была мало сказать — взволнована, просто потрясена лекцией, прочитанной Ш. Э. Броун-Секаром. Ещё бы: выдающийся физиолог, преемник знаменитого Клода Бернара в Коллеж де Франс, рассказал об опытах по омоложению, проведённых над самим собой. Сначала, конечно, учёный экспериментировал на животных. Потом сделал и себе шесть инъекций свежей вытяжки из семенников собак и кроликов. В это время ему шёл восьмой десяток, и не мудрено, что, по собственному признанию Броун-Секара, тело его увяло, а ум ослаб. Но вот результат: лектор чувствует, будто сбросил с согбенных своих плеч целых тридцать лет!
Вскоре и другие врачи сообщили об успешном применении чудодейственного «экстракта Броун-Секара». Австрийский хирург Э. Штейнах пошёл дальше и начал рассекать и перевязывать у пациентов особые выводящие канальцы — этим он хотел стимулировать выработку так называемых интерстициальных клеток, якобы обновляющих организм. В Америке последователем Штейнаха стал Б. Бенджамин, видоизменивший новый метод применительно к женщинам. Огромную популярность завоевали попытки омоложения, предпринятые в 1919 году в Париже С. А. Вороновым. Русский хирург пересаживал французам семенные железы человекообразных обезьян. Подобные операции вызвали поток возражений, особенно после того, как в качестве доноров для пересадки богатым старцам вместо обезьян стали привлекаться молодые люди, доведённые нуждой до отчаяния и соблазнённые денежной мздой.
Все эти эксперименты базировались на предположении, будто молодые силы организма поддерживаются прежде всего активным выделением половых гормонов. Между тем исстари известно, что люди, организм которых сызмала начисто лишён этих гормонов, отличаются евнухоидизмом, но старятся так же медленно, как и все другие, нормальные. А Броун-Секар, хотя и чувствовал себя помолодевшим на тридцать лет, умер всего через пять лет после своего сенсационного выступления.
В XX веке на роль «прима-железы», играющей первую роль в драме старения, выдвинули щитовидку. Потом гипофиз. Потом комплекс гипофиз — подпочечники — щитовидная железа. Увы, успехи эндокринологии в последнее десятилетие убедительно продемонстрировали тщетность попыток исчерпывающе объяснить наступление старости нарушениями в секреции гормонов.
Врачи знают, что такое болезнь Симмонда. Она поражает гипофиз, вызывая состояние, напоминающее глубокую старость. И тем не менее, несмотря ни на что, сильно отличается от неё. Более того: полная атрофия одной или нескольких желез внутренней секреции не приводит к старости. Короче говоря, понижение гормональной активности не причина, а результат, вернее, спутник старости. Это лишь приспособление организма к новому качеству, когда начинается общее ослабление обмена веществ. Вопреки теоретическим выводам Броун-Секара, Штейнаха и других пионеров гормональной гериатрии выяснилось, что бесконтрольное применение гормонов, чрезмерное подстёгивание задремавших с годами эндокринных желез способно нарушить сонный баланс старческого организма и привести к катастрофе.
Как видно, «эндокринная» гипотеза старения рухнула под ударами научных фактов. Не беда! Зато она сама, подобно железам внутренней секреции, стимулировала исследования в новом направлении, а те привели к открытиям, обогатившим геронтологию, осветившим проблему старости с других сторон.
Ещё пример. Оригинальную гипотезу старения выдвинул и энергично отстаивал Илья Ильич Мечников. Его «Этюды оптимизма» вызвали настоящую сенсацию в начале нашего века, привлекли пристальное внимание врачей и, как всегда в таких случаях, ещё более пристальное — неспециалистов. Старость — это болезнь, говорил Мечников. Она вызвана постепенным отравлением организма. Яд вырабатывают кишечные бактерии. Токсические вещества вредно влияют на нервные клетки. Это с одной стороны. А с другой — активизируют деятельность фагоцитов, которые, в свою очередь, атакуют и уничтожают другие, нужные организму, но ослабленные клетки. Нервная система начинает атрофироваться. Появляется артериосклероз. Так приходит старость и, наконец, смерть. Чтобы этого не произошло, учёный рекомендовал подавить антибиотиками гнилостные процессы. Или, в целях профилактики, вообще удалить толстые кишки.
«В свете современных научных исследований, — пишет югославский учёный, доктор медицины Мирко Грмек, автор книги «Геронтология, учение о старости и долголетии», — обе теории Мечникова ошибочны».
«Ошибочны». Да, Фемида науки бдительно стоит на страже истины. Но она слепа! Повязка поверх глаз мешает ей разглядеть, что происходит по ту сторону весов, на чашки которых брошены сухие аргументы «за» и «против». А там глубокое волнение широкой читательской аудитории, захваченной полётом мысли учёного. Там жаркие споры в среде специалистов, споры, в которых (ну конечно же!) рано или поздно выкристаллизовывается истина. Истина торжествует. Фемида выносит приговор. Посрамлённую гипотезу сдают в архив.
Неужто же, помимо истины, так-таки ничего и не остаётся? А люди, увлечённые романтикой научного поиска, пришедшие в науку после лекции Броун-Секара или книги Мечникова? А результаты исследований, порождённых желанием проверить правильность дерзкой идеи и дающие порой совершенно неожиданный выход в смежных областях знаний? Разве можно сбросить со счётов весь тот актив драгоценных крупиц новых истин, которые исподволь, незаметно выплавились в пламени, разгоревшемся из искры?
Пусть дейтериевая гипотеза тоже не годится на роль всеобъемлющей теории старения. Но разве не интересно узнать, как влияет на живые организмы различие в изотопном составе воды?
Знаменательный факт: полемика вокруг «живой» и «мёртвой» воды пробудила интерес к загадочной проблеме не только у читателей-неспециалистов, но также у знатоков — у тех, кто по своей профессии занят изучением свойств тяжёлой воды. Так на арену выступила ещё одна гипотеза, объясняющая необычное действие талой воды.
Эту оригинальную идею Зинаиде Александровне подсказало удивительное явление: под действием магнитного поля вода меняет свои физико-химические свойства (см. главу «Шестое чувство?»). Видимо, потому, что у омагниченной воды появляется иная геометрическая упорядоченность её структуры. И сохраняется в течение многих дней. Если вспомнить вывод советского учёного Н. Тринчера об особой упорядоченности молекул воды внутри клеток, то «структурная» гипотеза выглядит вполне правдоподобной.
И всё же она ничуть не менее, хотя и не более спекулятивна, чем гипотеза дейтериевая! Подтвердить же или опровергнуть оба предположения сможет только эксперимент, судья строгий и нелицеприятный.
Кстати о спекуляциях. У того же Б. Стрелера, который, исходя из опытов с мушкой-дрозофилой, блистательно похоронил дейтериевую гипотезу старения, сказано: дрозофилы, получившие дозу около 4500 рентген, жили дольше необлученных мух.
Вдумайтесь в эту страшную цифру — 4500 рентген. В семь раз меньшая доза — 600 рентген — абсолютно смертельна для человека. В своё время на злосчастное японское судно «Дайго фукурю-мару» (какая ирония судьбы: в переводе на русский это значит «Счастливый дракон»!) пал с неба радиоактивный пепел, очутившийся в воздухе после, испытаний американской водородной бомбы у печально знаменитого атолла Бикини. Через несколько месяцев от тяжёлого поражения печени в муках скончался радист судна Аикиси Кубояма, хотя доза облучения была на сотню-другую рентген меньше абсолютно летальной. А мухам хоть бы хны! Даже напротив: для них смертоносные лучи своеобразный «жизненный эликсир»!
Следовало бы напомнить, что понятия «много» и «мало» применительно к биохимическим процессам весьма и весьма относительны. Кто сейчас сомневается в колоссальной роли микроэлементов? А ведь разница между их реальным содержанием в организме и потребностью в них измеряется порой ничтожными долями процента. Зато какой эффект! Считается, например, что малорослость пигмеев и карликовых животных объясняется недостатком в пищевом рационе цинка и других нужных микроэлементов.
Другой пример. Известно, что длительное состояние тоски или страха, вроде бы совершенно беспричинное с точки зрения анатома или физиолога, вызвано прямой химической причиной: в крови повышается концентрация адреналина. Или его ближайшего сородича — серотонина. Оба вещества — хорошие акцепторы электронов. «Акцептор» по-латыни означает «берущий». Его молекула охотно принимает электроны других молекул при образовании химической связи.
Антагонистом соединений, нагоняющих страх, является аминазин. Это, напротив, щедрый электронный донор (от латинского «дарящий»). Но если целебное действие успокаивающих препаратов связано с их способностью отдавать электроны, то не недостаток ли электронов обусловливает угнетённое состояние, сопутствующее многим психическим недугам, в частности шизофрении? А коли так, то на любой акцептор можно найти управу в виде соответствующего донора!
Именно так ставит вопрос в своём «Введении в субмолекулярную биологию» патриарх квантовой биохимии Альберт Сент-Дьёрдьи. Но нас интересует не новый способ лечения, подсказанный американским учёным, а ещё одна убедительная иллюстрация непреложной истины: психическое, равно как и физиологическое, состояние организма во многом определяется тонкими электронными механизмами, вступающими в действие даже при незначительном изменении концентрации некоторых химических веществ. Вот почему было бы преждевременно отмахиваться от состаривающего влияния тяжёлой воды. Может, и дейтериевая гипотеза, окажись экспериментальных фактов побольше, тоже заслужила бы у Б. Стрелера порцию внимания посолидиее — размером не в абзац, а, скажем, в страницу-другую?
Нет такого объяснения природы и сущности старения — а их около двухсот, — у которого не было бы своей ахиллесовой пяты, как, впрочем, и своей изюминки или, как любят выражаться философы, своего «рационального зерна». Одно из них, пожалуй, заслуживает особого внимания.
В 1964 году в Нью-Йорке вышла книга А. Комфорта «Биология старости». Автор пишет, что из всех общих концепций старения самая правдоподобная принадлежит Дж. Биддеру, Б. Стрелер, которому скептицизма не занимать стать, называет её «очень перспективной». Вот она, эта гипотеза.
В начале 1965 года английская газета «Дейли Уоркер» поместила фотографию долговязого джентльмена, которую тут же перепечатала наша «Неделя». Этот подлинно международный интерес к скромному сыну Альбиона вызван лишь тем, что его рост составляет 2 метра 49 сантиметров.
С другой стороны, статья Р. Подольного о пигмеях — «А почему они маленького роста?», сравнительно недавно опубликованная журналом «Техника — молодёжи», судя по редакционной почте, также не оставила читателей равнодушными.
Да, мы привыкли изумляться, сталкиваясь с лилипутом и чувствуя себя Гулливером, или, наоборот, — с Гулливером и чувствуя себя лилипутом. И мало кому взбредёт в голову, глядя на своих соплеменников, удивиться противоположному: «А почему, собственно, все они примерно одинакового роста?» Воистину — почему? Почему род человеческий не отличается разнокалиберностью своих представителей, скажем, от карликов размером с кулачок (между прочим именно так переводится греческое слово «пигмей») до исполинов с колокольню Ивана Великого? Люди, рост которых значительно (больше чем на 20 процентов) отличается от среднего, встречаются весьма и весьма редко!
Жёсткие рамки, в которые втиснуты человеческие габариты, завещаны нам всем ходом эволюционного развития отнюдь не из-за скопидомства природы. Вспомните колоссов мезозойской эры! Природе не жаль строительного материала — пожалуйста, растите, если вам это нравится! Вот именно: если нравится…
«Присущее людям строгое соответствие между ростом и весом, — отвечает Биддер, — по-видимому, связано, с вертикальным положением тела и служит приспособительным механизмом для бега».
Кажется, ещё Галилей доказал гибельность чрезмерно высокого роста для наземных животных, способных к быстрому передвижению. Особенно важны гармонические пропорции между весом и размерами для птиц. (Разумеется, на другой планете, где сила притяжения гораздо больше или меньше, требуемые соотношения могут оказаться иными.) Юркие, мобильные, быстроходные организмы млекопитающих и птиц появились лишь с той поры, когда у их предков возникли биологические механизмы для поддержания стабильных размеров, свойственных виду.
Любой из нас, из трёх миллиардов землян, каким бы рослым и тяжеловесным он ни был, произошёл из одной-единственной оплодотворённой клетки. Разделившись пополам, зародышевая клетка дала поначалу две дочерние, потом четыре, потом 8, 16, 32 и так все 30 или 50 миллиардов живых кирпичиков, из которых построен взрослый организм. Быстрее всего мы растём в юности — от 13 до 18 лет. В период от 20 до 27 лет рост увеличивается мало — на каких-нибудь 2 сантиметра, после 40 он начинает постепенно уменьшаться. Какая-то таинственная сила властно останавливает бурное деление и рост клеток в 20 лет — именно в тот момент, когда человек достигает размера, наиболее выгодного для вида в целом.
Все знают, какой величины обычно бывает курица — бравый солдат Швейк мог запросто уместить её, даже не общипанную, в своём ранце. А всё потому, что какой-то стопорный механизм, некий регулятор размеров в определённое время прекратил размножение клеток в организме живого цыплёнка. Между тем в среде, содержащей плазму зародыша, деление клеток идёт безостановочно, ткани растут и растут. Этот эксперимент подсказал: регулятор действует через кровь.
Но при чём тут старость?
«Хотя мы решительно ничего не знаем о природе этого регулятора, — говорит Биддер, — я высказал предположение, что старение связано с продолжающимся действием регулятора после прекращения роста. Функция регулятора способствует благополучию вида. Если первобытный человек в возрасте 18 лет производил на свет сына, то к 37 годам вид в нём больше не нуждался, так как сын его к этому времени уже умел сам охотиться и обеспечивать пищей своих детей. Наступавшие позже возрастные изменения тканей (хряща, мышечных и нервных клеток), которые мы относим к процессам старения, не имели значения для выживания вида. В соответствии с этим регуляция роста обеспечила оптимальное физическое развитие в период между 20 и 40 годами. Последующие изменения в росте были безразличны для расы: в то время ни один человек никогда не доживал до 60 лет».
Таким образом, не что, иное, как естественный отбор, при котором выживали и оставляли себе подобных лишь самые крепкие, самые выносливые, самые подходящие по размерам индивидуумы, обусловил теперешние антропометрические «параметры», присущие человеку в пору зрелости. Если, предположим, и существовали когда-то мелкотравчатые, а значит, и слабые двуногие или, наоборот, двуногие огромных размеров — неуклюжие, нерасторопные, все они, будучи менее приспособленными к суровым условиям среды, были обречены на вымирание. Конечно, решающая роль слепого, бессердечного отбора в человеческом обществе со временем сошла на нет (см. главу «Конец света?»). Тем не менее эволюция завещала нам какой-то наследственный биологический фактор, угнетающий рост. С точки зрения природы было важно, чтобы этот ограничитель срабатывал примерно в 20 лет, обеспечивая представителю расы наилучшее физическое развитие в пору, когда он обзаводился потомством и передавал детям по наследству свои качества.