Клетки человеческого тела подобны морским обитателям, которые живут и дышат в водной среде. Искусно сработанные водопроводная и очистительная сети (они включают в себя системы кровеносных и лимфатических сосудов) постоянно очищают воду в нашем организме. Клеточные технологии, применяемые в печени, почках, легких, лимфатических узлах и в селезенке, представляют собой самую совершенную и эффективную очистительную систему на планете. Эти органы удаляют из тела отходы и токсины, восстанавливают содержание необходимых для жизни компонентов и защищают от организмов-агрессоров, причем делают все это с эффективностью, пока еще недоступной даже лучшим инженерам — людям.
В число сложнейших инженерных находок, впервые внедренных клетками в человеческом теле, а затем воспроизведенных людьми, входят гидравлические и механические клапаны, осмотические насосы, противоточные обменные системы, системы механических рычагов, используемые в суставах и связках, и саморегулирующиеся информационные цепи обратной и прямой связи.
Наиболее известная широкой публике техническая инновация, впервые введенная клетками нашего тела, — цветное телевидение. Человеческий глаз оборудован такой же системой воспроизведения образов (с использованием трех цветов — красный, синий, зеленый), что и созданные людьми цветные телевизоры.
За короткую историю высоких технологий инженеры-электронщики внедрили транзисторы, конденсаторы, устройства для ускоренной обработки информации в информационных сетях, трехмерное изображение и компьютерное генерирование изображений. Хотя это — удивительные технологические достижения, нужно признать, что клетки-эукариоты начали использовать аналогичные штуки еще миллионы лет назад.
И, возможно, самым удивительным достижением клеток ивляется человеческий мозг — самый мощный из когдалибо спроектированных и построенных компьютеров! Создать систему обработки информации} которая могла бы соперничать с человеческим мозгом, — заветная мечта любого увлеченного инженера-компьютерщика.
Существует даже целая научная отрасль биомимикрия, осуществляющая обратную инженерию изобретений природы с целью создания новых технологий.
Клеточная экономика: ни одна клетка не останется без внимания[63]
Чтобы молекулы протеина, обеспечивающего функции тела, могли двигаться, им требуется энергия. Об энергетических затратах тела мы можем судить хотя бы на основании того, что для нормального функционирования всех систем организма в нем необходимо поддерживать строго определенную температуру.
Клетки тела удовлетворяют свои энергетические потребности путем обмена молекулами аденозинтрифосфата (АТФ), представляющего собой молекулу аденозина к которой присоединены три фосфатные группы. АТФ — это биохимический эквивалент аккумуляторных батарей, вроде тех, что используются в мобильных телефонах. Именно из молекул АТФ клетки черпают энергию, необходимую им для осуществления своих функций.
Молекула АТФ высвобождает энергию, когда от нее отсоединяется одна из фосфатных групп. После этого аденозинтрифосфат (АТФ) превращается в аденозиндифосфат (АДФ) — молекулу аденозина с двумя фосфатными группами. Совершив определенную работу, клетки могут подзарядить молекулу АДФ — присоединить к ней недостающую фосфатную группу и тем самым опять превратить в энергетически богатую молекулу АТФ. Клетки работают ради производства АТФ и расходуют АТФ при осуществлении работы.
Молекулы АТФ циркулируют между клетками наподобие валюты. Любопытно, что в книгах по биологии АТФ иногда называют «разменной монетой» организма, тем самым косвенно признавая тот факт, что энергия в человеческом обществе приравнивается к деньгам. Ведь чем больше у человека денег, тем больше у него энергии для поддержания жизни.
В поисках новых идей насчет методов управления здоровой экономикой нам не помешает отследить схему АТФ, как могли бы сказать экономисты. В обмен на АТФ-зарплату клетки обслуживают организм, успешно объединяя свои усилия. Клетки могут делать личные накопления, сохраняя АТФ-монетки в своей цитоплазме. АТФ-зарплата соразмерна той пользе, которую клетка приносит телу. Клетки, вклад которых более важен для сообщества, зарабатывают больше АТФ и могут даже получить в свое распоряжение штат помощников для осуществления спеидиализированных функций. Но, хотя работа клеток оплачивается по-разному, их базовые потребности (в пище, крове, здравоохранении и защите) обеспечиваются всегда.
Избыточная энергия — эквивалент прибыли — накапливается в своего рода региональных и национальных банках, которые физически представлены жировыми клетками. По своей природе энергетические резервы представляют собой самые настоящие депозиты. Однако сбережения хранятся там не на индивидуальных счетах. Энергетическими резервами управляет правительство организма (о котором мы поговорим чуть ниже в этой главе), направляя их туда, где они наиболее необходимы для создания, совершенствования или ремонта инфраструктуры тела. В рамках этой справедливой системы клетки спокойно отдают свои усилия клеточному сообществу, не беспокоясь о том, откуда придет следующий АТФ-чек для удовлетворения их жизненных потребностей.
Что касается обмена АТФ/АДФ, организм представляет собой закрытую систему — то есть не существует механизмов, позволяющих телу брать или давать энергию взаймы. И поскольку нет никакого Федерального резервного банка, который осуществлял бы эмиссию АТФ, когда телу срочно нужны фонды, вся потребляемая энергия берется из ресурсов, уже имеющихся у клеточного сообщества. Иными словами, клетки не могут накапливать долг на кредитной карте с тем, чтобы выплатить его в будущем — с процентами или без. Таким образом, энергетический бюджет тела всегда сбалансирован — и это известие, несомненно, должно порадовать любого финансового консерватора.
Здоровый центр: клеточные министерства и ведомства
Каждая клетка человеческого тела представляет собой независимое разумное существо; она самодостаточна и в подходящей среде может выжить без посторонней помощи. При этом многоклеточный организм представляет собой не просто сборище эгоистичных эукариотов, сгрудившихся под общей кожей; с функциональной точки зрения они составляют общество.
Давайте подумаем об очевидных вещах. Что такое общество? Это организация индивидуумов, разделяющих общие интересы, идеалы и цели. Как член общества, клетка имеет свои личные интересы и в то же время соглашается действовать во благо целому. Взамен она, благодаря обеспечиваемому коллективными усилиями повышению общего уровня осознания и эффективности энергооборота, получает гарантию выживаемости.
Выживание обусловлено способностью организма правильно оценивать информацию из окружающей среды и адекватно реагировать. На первом этапе биологической эволюции отдельные примитивные прокариоты передавали информацию на расстояние, посылая в среду определенные сигналы; другие прокариоты принимали эти сигналы и реагировали на них.
Этот механизм обмена информацией был усовершенствован на следующем этапе эволюции, когда собирающиеся в группы эукариоты развили у себя мембранные соединения, которые позволили им физически подключаться друг к другу. Функционально эти межклеточные соединения аналогичны кабелям, используемым для создания сети из нескольких отдельных компьютеров.
Рост численности населения в многоклеточных организмах привел к тому, что многие клетки стали жить во внутренних регионах тела, не имея прямого контакта со стимулами внешней среды. В результате возникла потребность в механизме передачи информации от внешних клеток к внутренним.
Тогда путем дифференциации возникла новая порода эукариотов — нервные клетки, группирующиеся на коже, где они получили возможность непосредственно воспринимать информацию об условиях среды, чтобы потом передавать ее внутрь организма. Впоследствии это привело к формированию нервной системы — информационной сети, объединяющей все клетки сообщества, где бы в организме они ни находились, и обеспечивающей двустороннюю связь между кожей и внутренними органами. Такое осуществление регуляторных функций с использованием потока информации между внешней средой и внутренними клетками делает нервную систему во многом подобной правительству государства.
Правящая нервная система не указывает другим клеткам тела, как они должны выполнять свою работу. Клетки сердца обеспечивают сокращение, а клетки желудка — пищеварение в силу того, что они обладают собственным разумом. Во всех органах присутствуют нервные узлы под названием ганглии. Ганглии можно уподобить правительствам штатов, которые обрабатывают информацию, касающуюся внутренних дел того или иного органа или ткани, тогда как мозг выполняет функции центрального правительства и ведает делами, так сказать, «Федерации органов».
