Искра жизни. Электричество в теле человека - [30]

Сон нобелевского лауреата

Ботокс вызывает паралич в результате блокирования передачи электрических импульсов от нерва к мышце. Эти два типа клеток не связаны физически, и импульс не может преодолеть пространство, которое разделяет их. Поэтому сигнал от одной клетки к другой передает химический мессенджер, или медиатор (нейромедиатор). Передача информации от нервной клетки к мышечной клетке (или к другой нервной клетке) происходит в особых областях, называемых синапсами, где щель между двумя клетками очень мала – около одной стомиллионной части метра (примерно 30 нм[16]). По очевидным причинам клетку в начале цепочки, которая выделяет медиатор (в нашем случае нервная клетка), называют пресинаптической клеткой, а ее цель – постсинаптической клеткой.

Окончание нервного волокна усеяно небольшими мембранными пузырьками (везикулами), наполненными нейромедиатором. В синапсе между нервом и мышцей нейромедиатором служит ацетилхолин, но для передачи информации между различными типами нервных клеток в головном мозге используется множество других химических веществ. Когда электрический импульс достигает нервного окончания, он заставляет везикулы выделять их содержимое в щель между двумя клетками. Нейромедиатор диффундирует через щель и присоединяется к рецептору на поверхности постсинаптической клетки, инициируя генерирование электрического импульса. В мышечной клетке такой импульс вызывает сокращение.

Процесс передачи информации от нерва к мышце с помощью химического вещества был открыт Отто Лёви, блестящим ученым, который проработал большую часть своей жизни в австрийском городе Граце. Он родился в 1873 г. во Франкфурте и поначалу больше интересовался рисованием, музыкой и философией, чем естественными науками, и хотел стать искусствоведом. Однако по настоянию домашних он поступил в высшее медицинское учебное заведение. Там Лёви быстро увлекся наукой. На протяжении всей жизни для него были характерными неистребимое жизнелюбие, страсть к исследованиям и чувство юмора. Даже в последние годы жизни он настаивал на том, что «волнение полезно ему».

В 1921 г. Лёви продемонстрировал, что в передаче электрических импульсов между нервными и мышечными клетками участвуют химические вещества. Он объяснял эту догадку озарением, которое пришло ему во сне. Вот, что он писал: «Ночью перед пасхальным воскресеньем в тот год я проснулся, включил свет и что-то нацарапал на небольшом клочке бумаги. После этого я снова уснул. Утром часов в шесть до меня дошло, что ночью я записал что-то очень важное, но не смог разобрать свои каракули. Следующей ночью в три часа эта идея вернулась. Она касалась эксперимента, позволяющего определить, правильной или неправильной была моя гипотеза химической передачи информации, высказанная 17 лет назад. Я тут же вскочил с постели и отправился в лабораторию и провел простой эксперимент на сердце лягушки точно так, как он привиделся мне ночью».

Лёви знал, что если электрическим разрядом возбудить нерв, управляющий сердцем лягушки, то ритм его сокращений должен замедлиться. Если, как он предположил, это связано с химическим медиатором, высвобождаемым из нервных окончаний, то химическое вещество должно попасть в жидкость, в которой находится сердце. Сначала во сне, а потом наяву Лёви увидел, как при погружении другого сердца в собранный раствор ритм его биения тоже замедляется. Это означало, что первое сердце выделяет растворимый химический медиатор, который затем действует на второе сердце.

Лёви назвал этот химический медиатор «вагусным веществом» (Vagus-stoff), поскольку его выделял блуждающий нерв (vagus), передающий сигналы сердцу. Сейчас мы знаем, что это ацетилхолин, как и предполагал Лёви. Он был слишком осторожным, чтобы публиковать непроверенные сведения, которые могли оказаться некорректными. Лишь в 1926 г. после многочисленных дополнительных экспериментов он пришел к выводу, что это может быть ацетилхолин. Лёви очень повезло, поскольку нерв, передающий сигналы лягушачьему сердцу, имеет два набора волокон: одни набор выделяет химическое вещество, замедляющее сердечный ритм (ацетилхолин), а другой – субстанцию (норадреналин), ускоряющее его. Частота, при которой Лёви стимулировал нерв, должна была в точности соответствовать той, что обеспечивает преобладание действия ацетилхолина. Здесь удача вновь сыграла ключевую роль в открытии.

В 1936 г. Лёви (вместе со своим другом детства британским ученым сэром Генри Дейлом) был удостоен Нобелевской премии. А всего два года спустя, 12 марта 1938 г., Германия вторглась в Австрию. Лёви в тот же день сказали, что нацисты оккупировали его страну, но его слишком занимали исследования, чтобы придавать значение этой новости. Свою ошибку он понял в 3:00 на следующее утро, когда десяток вооруженных штурмовиков ворвались в его дом и отправили ученого в тюрьму вместе с другими евреями. Не зная, что с ним будет, и ожидая расстрела в любой момент, Лёви изложил последние результаты исследований на открытке, указал на ней адрес научного журнала (Die Naturwissenshaften) и упросил часового бросить ее в почтовый ящик. Мысль о том, что результаты его исследований не будут потеряны, принесла ему облегчение.