Борис Сергеев - Я познаю мир. Тайны человека

Выведать механизм общения нервных клеток, как ни странно, помогли американский индейцы. Захват и разграбление великих индейских империй, осуществленный жадными до наживы конкистадорами Эрнаном Кортесом и Франсиско Писарро, протекал бы значительно быстрей, если бы у индейцев не было их страшного смертоносного оружия – отравленных ядом стрел. Крохотной царапины, сделанной отравленной стрелой, оказывалось достаточно, чтобы убить человека или лошадь.

Стрельный яд, которым пользовались индейцы, называется кураре. Его лолучают из коры, корней и молодых побегов ядовитых тропических растений. Им и смазывались наконечники боевых стрел. Через некоторое время сироп твердел, и стрела была готова к употреблению.

Действие яда сказывалось быстро. Сначала наступал паралич шейной мускулатуры, потом отказывали конечности. Несколькими минутами позже прекращалась' работа дыхательной мускулатуры, и раненый умирал от удушья.

Первым над загадкой яда задумался выдающийся французский физиолог Клод Бернар. Он был удивлен, обнаружив, что у только что погибших от кураре животных раздражение нервов электрическим током не вызывает сокращения мышц.

Это казалось чрезвычайно странным, так как обычно мышца, иссеченная вместе с нервом из тела убитого животного, длительное время способна отвечать сокращением на его раздражение.

Тщательно изучив это явление, ученый с удивлением убедился в том, что у отравленного ядом кураре животного мышцы не теряли способности сокращаться, а нервы – проводить возбуждение, то есть передавать распоряжения нервных клеток. Почему же нервный импульс, добежав до вполне полноценной, способной к сокращению мышцы, тем не менее, не вызывает ее сокращения? Это могло означать только одно: распоряжения нервных клеток, посылаемые мышцам, почему–то до них не доходят, видимо, застревая в синапсе, в месте, где нервное волокно касается мышцы.

Клоду Бернару ничего достоверного выяснить не удалось, но он высказал догадку, которая впоследствии получила полное подтверждение, что нервные волокна, чтобы передать распоряжения мышцам, издают для них хймические приказы. Иными словами, кончики отростков нервных клеток выделяют какое–то вещество, которое, попав на мышцу, вызывает ее сокращение.

Если нервные клетки общаются между собою с помощью химических веществ, это значит, что им действительно нет никакой необходимости непосредственно касаться друг друга, но они должны иметь фабрики для производства этих веществ. Действительно, когда появились сильные микроскопы, удалось увидеть, что на кончиках нервных отростков находятся как бы пуговки, а на соседнем нервном волокне, к которому примыкает "пуговка", – утолщенная площадка, но между "пуговкой" и площадкой имеется щель.

Синтез сложных молекул возможен лишь в теле нервной клетки, так как для этого требуется участие клеточного ядра. Здесь и находится фабрика, вырабатывающая вещества–посредники. Отсюда ее продукция течет по шлангам длинных отростков нервных клеток, добирается до самых удаленных их окончаний, где используется большая часть доставляемых сюда веществ.

Еще лет тридцать назад никому и в голову не приходило, что древние греки были правы, предположив, что нервы представляют собою трубопроводы. В это особенно трудно поверить, зная, что в каждом нерве находится пучок тонюсеньких отростков нервных клеток. И все–таки именно эти отростки используются как совершенно фантастические трубы.

До сих пор не понятно, как нервной клетке удается по такой тонюсенькой трубочке переправлять грузы одновременно в обоих направлениях, от тела клеток к кончикам их отростков и от отростков к телам клеток, да еще с различной скоростью. Фактически в каждом отростке нервных клеток действуют три самостоятельные транспортные системы. Медленная гонит все необходимые нервному отростку вещества для обеспечения его собственной жизнедеятельности со скоростью один миллиметр в сутки. Быстрая транспортная система переносит грузы в обоих направлениях, обеспечивая огромную скорость перевозок – от 10 до 20 сантиметров в сутки. Она снабжает нервные окончания деталями, из которых здесь, на месте, собираются молекулы вещества–посредника. В обратную сторону переправляется "утильсырье" – отходы этого производства.

На "складах готовой продукции" – образцовый порядок. Молекулы вещества–посредника пакуются в крохотные пузырьки. Так они лучше сохраняются. В окончании нервного волокна могут скопиться тысячи таких пузырьков, в которых содержится от 10 до 100 тысяч молекул вещества–посредника. Чтобы передать сообщение, кончик нервного волокна должен открыть двери в собственной оболочке и выпустить в щель, отделяющую его от соседнего нервного волокна, пузырьки с "ключами".

В мозгу нет приспособлений, которые бы помогли "ключам" попасть в "замочные скважины". "Ключи" – молекулы посредника – предоставлены здесь самим себе, и лишь немногие из них случайно находят "замок", остальные очень скоро бывают разрушены. Вот почему "ключей" должно быть очень много. Однако щель не широка, и "ключи" быстро достигают ее противоположной стенки. Все же на это уходит гораздо больше времени, чем на движение возбуждения по нервному волокну.

"Замок" представляет собой крупную белковую молекулу, вмонтированную в оболочку нервного волокна. На поверхность выглядывает лишь ее небольшая часть – участок, несущий электрический заряд. Форма "ключа" и "замка" таковы, что они, сложенные надлежащим образом, образуют единое целое и благодаря электрическим зарядам крепко удерживаются друг возле друга.

Молекулы вещества–посредника, соединяясь с белковой молекулой "замка", заставляют последнюю изменить свою форму. При этом в оболочке волокна открывается пора, позволяющая веществам, обычно находящимся в межклеточном пространстве, проникнуть в нервное волокно или вылиться из него наружу. В зависимости от того, для каких веществ "ключи" отпирают "двери" и в каком направлении движутся эти вещества, нервная клетка возбуждается или, напротив, затормаживается.

Сейчас известно несколько десятков веществ, которые, по–видимому, используются мозгом для передачи информации от одной нервной клетки к другой. Зачем понадобилась мозгу такая уйма посредников? Кроме того, жидкость, содержащая вещество–посредник, способна затечь куда угодно и кроме тех нервных клеток, для которых предназначена эта порция посредника, возбудить массу других нервных клеток. Чтобы этого не происходило, для каждой группы клеток должны предназначаться строго определенные "ключи".