Айзек Азимов - Загадки мироздания

Раз антитело может отличать один белок от другого, значит, между ними имеются какие-то различия. Если это так, то получается, что белки каждого человека на земле должны отличаться от белков каждого из остальных людей (за исключением случая однояйцовых близнецов). Косвенным доказательством тому является тот факт, что пересаженный участок кожи может прижиться лишь в том случае, когда он взят с тела самого больного или с тела его однояйцового близнеца, если больному посчастливилось такого близнеца иметь.

Белки кожи любого другого человека организм больного распознает как чужеродные и начнет формировать против них антитела. Эти антитела не дадут трансплантату прижиться, отстояв, таким образом, химическую индивидуальность больного — правда, в данном случае ценой угрозы для его же здоровья.

До сих пор все чудеса медицины достигались путем методов «массированных атак», а научная медицина искала средства, которые подходили бы всем и каждому. Аспирин утоляет боль практически у всех, пенициллин практически всегда останавливает рост определенных бактерий в организме любого человека. Так что врач может всем и каждому прописывать эти лекарства — с оглядкой, разумеется, на редкие случаи гиперчувствительности к ним незначительного меньшинства людей.

Однако по мере накопления знаний к таким «универсальным» терапевтическим методам прибавятся и более тонкие, основанные на индивидуальных потребностях организма каждого. Врачам придется признать, что у человека имеется не только психологическое и биологическое «я», но и химическое тоже.

Несомненно, первые шаги в этом направлении будут связаны с белками. В конце концов, большую часть веществ, вызывающих формирование антител, представляют собой белки, и сами антитела тоже являются белками. Очевидно, что присутствующие в организме белки немного различаются между собой, и для того, чтобы извлечь из этих различий преимущества, организм может формировать особые, дополнительные белки.

О каких же различиях идет речь? Начнем с того, что белки состоят из крупных молекул. Даже средняя по размеру белковая молекула имеет в своем составе около 400 000 атомов. Для сравнения упомянем, что молекула воды состоит из трех атомов, а молекула сахара, который мы употребляем в пищу, — из 45.

В составе белковой молекулы атомы расположены по блокам, именуемым аминокислотами, в каждый из которых входит от 10 до 30 атомов. Аминокислоты, скрепленные последовательно, как бусы на ниточке, и составляют молекулу белка.

В общем все аминокислоты построены практически одинаково, разница между ними — лишь в деталях. Каждый конкретный белок состоит из аминокислот 15-22 различных видов, объединенных в цепочку, в которой всего могут оказаться тысячи аминокислотных молекул.

Естественно, если два белка состоят из разного количества аминокислот, то они уже различаются между собой, и антитела используют это различие. Точно так же понятно, что даже если два белка состоят из одинакового количества аминокислот, но количественные соотношения различных видов аминокислот в их составе различаются, то этого тоже достаточно, чтобы один белок четко отличался от другого.

Интересно, что даже если два белка состоят из одного и того же количества аминокислот и процентное соотношение аминокислот разных видов в их составе тоже одинаково, они все еще могут отличаться друг от друга за счет различий в порядке нахождения аминокислот в цепочке. Ведь если взять ожерелье из 20 бусин — пяти красных, пяти желтых, пяти синих и пяти зеленых, — то путем перестановки бусин на нитке можно получить 12 миллиардов различных комбинаций.

А строение белков еще сложнее. В состав среднего белка входит не 20, а более 500 аминокислот, а самих аминокислот не четыре, а 20 видов. И для того, чтобы записать число возможных комбинаций аминокислот в молекуле белка среднего размера, потребуется цифра более чем с шестью сотнями нулей.

Так что понятно, что конечно же у каждого человека вполне могут иметься собственные белки, отличающиеся от белков любого другого человека. Вполне возможно, что не только у каждого из ныне живущих людей, но и у каждого из когда-либо живших на Земле млекопитающих состав белков, а с ним — и вся внутренняя биохимия, имел строго индивидуальный характер.

Что ж, если белки в организме каждого живого существа имеют индивидуальное строение, а к чужеродным белкам организм болезненно чувствителен, то как же мы вообще едим пищу? К счастью, пища попадает в наш организм не в первозданном виде. Она сперва оказывается в пищеварительном тракте, где претерпевает определенные изменения. И лишь после этого она всасывается сквозь стенки кишечника и попадает, таким образом, собственно в организм.

В процессе переваривания пищи белки расщепляются на отдельные аминокислоты и в организм попадают именно они. Если бы в организм попало хоть малейшее количество самого белка, тут же началась бы иммунная реакция, которую мы назвали бы аллергией. Аминокислоты же совершенно безопасны.

Из части полученных аминокислот организм уже сам строит белки собственного образца, формируя из них собственные ткани, а другую часть — расщепляет для получения энергии. Естественно, при построении собственных белков аминокислоты используются в пропорциях, свойственных самому организму, а не в тех, в которых эти же аминокислоты использовались в белках, входивших в состав переваренной пищи. К счастью, организм способен справляться с такой диспропорцией за счет умения переделывать одни аминокислоты в другие. Из аминокислот, полученных в избытке, он достраивает недостающее количество аминокислот другого вида.

Правда, эта способность организма ограниченна. Около ста лет назад было обнаружено, что если крыс кормить только зерном в качестве единственного источника белка, то они умирают. А вот если к зерну добавить небольшое количество молочного белка, то крысы нормально живут на такой диете. Объяснение этому факту нашли в том, что в белке, получаемом из зерна, отсутствует аминокислота триптофан, в большом количестве содержащаяся в молочном белке. Очевидно, формировать триптофан из других белков организм крыс оказался не в состоянии, и отсутствие этой необходимой тканям аминокислоты приводило к смерти животного.

В 1930-х годах американский биохимик Уильям С. Роуз провел ряд экспериментов на студентах своего университета и установил, что существует восемь аминокислот, которые организм человека не способен производить самостоятельно. Он назвал их «необходимыми» аминокислотами, поскольку присутствие этих веществ в пище является необходимым условием для здоровья.

При достаточно разнообразном питании вряд ли кто-нибудь из нас будет всерьез страдать от недостатка необходимых аминокислот. Некоторый дискомфорт можно испытывать только в том случае, если мы сами, намеренно или неосознанно, выбираем себе ограниченную диету, которая оказывается бедна той или иной необходимой аминокислотой.