Можно сформулировать ответ иначе – в эволюционном ключе. Вспомним, что одноклеточные организмы дали начало многоклеточным не единовременно, а независимым образом много раз. Мы считаем, что движущей силой этой эволюции была возможность лучше скрываться от хищников, эффективнее конкурировать за доступ к ограниченным ресурсам и запасать энергию путем специализации и диверсификации. Отдельные блоки – клетки – нашли способы достичь этой специализации и диверсификации за счет сочетания общей программы (метаболизм, синтез белка, удаление отходов) со специализированной (сократимость в случае мышечных клеток или секреция инсулина в случае бета-клеток поджелудочной железы). Клетки объединялись, перепрограммировали свое назначение, модифицировались – и побеждали.
Но какой бы мощной ни выглядела гипотеза атомизма, она имеет ограничения. Мы можем объяснить многие аспекты физического, химического и биологического мира эволюционным объединением атомистических единиц, но это натянутая гипотеза. Гены как таковые не могут полностью объяснить сложность и разнообразие организмов; чтобы описать физиологию и судьбу организма, необходимо учесть взаимодействия между генами и между генами и окружающей средой. На десятилетия опередив свое время, генетик Барбара Макклинток называла геном “чувствительным органом клетки”3. Слова “орган” и “чувствительный” полностью противоречат представлениям генетиков пятидесятых и шестидесятых годов. Возражая против атомистического подхода к генетике, сводившего свойства клеток к функции конкретных генов, Макклинток полагала, что геном можно интерпретировать только как целое, как “чувствительный орган”, реагирующий на окружение.
Исходя из той же логики, мы не можем объяснить сложность организмов только через описание клеток как таковых. Мы должны учитывать связи между клетками и между клетками и окружающей средой, вводя в клеточную биологию элемент холизма. Для описания этих связей у нас есть рудиментарные термины (“экология”, “социология”, “интерактом”), но все еще нет моделей, уравнений и механизмов. Я часто возвращаюсь к представлению о болезни как о нарушении социальных договоренностей между клетками.
Отчасти проблема заключается в том, что термин “холизм” в научном понимании теперь дискредитирован. Он стал синонимом смешения всех существующих представлений в одном плохо функционирующем блендере с затупившимися лезвиями. Перефразируя Оруэлла, скажем так: одно уравнение – хорошо, четыре – плохо[157].
Дальше – хуже. Постмодернистская научная мысль выбросила на помойку все уравнения вместе с доской, на которой они были написаны; ребеночка выплеснули вместе с водой. Но ведь это тоже бессмыслица: ньютоновский шар в ньютоновском пространстве подчиняется законам Ньютона. Законы, управляющие движением шара, остаются такими же реальными и ощутимыми, как и в момент зарождения Вселенной. И клетки, и гены тоже реальны. “Нереальны” они только в изоляции. По своей сути это кооперирующие интегративные единицы, которые совместно создают, поддерживают и восстанавливают организм. Я не могу помочь вам научиться удерживать в голове обе эти идеи одновременно. Вероятно, помочь может опыт незападной философии: идеи “кооперации” и “независимости” (самоотречение и самоуважение) не являются взаимоисключающими. Они существуют параллельно.
Нам нравятся универсальные принципы (одно уравнение – хорошо), поскольку они удовлетворяют нашим представлениям об упорядоченности вселенной. Но разве порядок обязательно должен быть армейским, единственно возможным, разве он должен быть “унифестом” (в противоположность манифесту)? Возможно, одним из манифестов будущего клеточной биологии должно стать объединение понятий атомизма и холизма. Многоклеточные организмы возникали вновь и вновь по той причине, что клетки, хотя и сохраняли собственные границы, находили много преимуществ в гражданском сосуществовании. Может быть, нам тоже следует переходить от понятия единицы к понятию множества. И в этом заключается одно из главных преимуществ понимания клеточных систем и даже экосистем. Нам нужно знать всех, кто живет в этом доме.
В январе 1902 года, когда над головой Рудольфа Вирхова в пляске смерти закружились идеи немецкого сектантства, основанные на псевдонаучных расистских и антропологических представлениях, и он вынужден был менять одно место работы на другое, он споткнулся, выходя из трамвая на Лейпцигской улице в Берлине, упал и повредил бедро.
Бедренная кость была сломана. К тому времени он и так уже ослаб и обессилел. “Маленький, угрюмый, желтокожий человечек в очках, – писал его ассистент, – с удивительно пронзительными, хотя и слегка помутневшими глазами, лишенными ресниц. Его веки были тонкими, как пергамент. <… > Когда мы вошли, он ел булочку с маслом, а рядом с тарелкой стояла кружка кофе с молоком. Это был его обед, единственный перекус между завтраком и ужином”4.
Запустился патологический каскад. Вероятно, перелом бедра стал результатом нарушения остеогенеза, а хрупкость костей – результатом старения костных клеток, потерявших способность поддерживать и восстанавливать структурную целостность бедренной кости.
Все лето он выздоравливал, но потом его состояние вновь ухудшилось: инфекция на фоне ослабления иммунитета (еще одно клеточное изменение) привела в итоге к болезни сердца (дисфункция клеток сердечной мышцы). Одна за другой распадались системы клеток, поддерживающие здоровье человека. Вирхов скончался 5 сентября 1902 года.
До самой смерти он работал над изучением клеточной физиологии и ее противоположности – клеточной патологии. Его работа на протяжении нескольких десятилетий разжигала искры многих важных идей, оставила богатое наследие и определила выводы данной книги. Я могу назвать не менее десяти выдвинутых им главных постулатов клеточной биологии, но по мере углубления нашего понимания клеток мы найдем и другие.
1. Все клетки происходят от других клеток.
2. Первая человеческая клетка дает начало всем человеческим тканям. Таким образом, теоретически каждую клетку человеческого тела можно получить из эмбриональной клетки (или стволовой клетки).
3. Хотя клетки сильно разнятся по форме и функции, между ними существует глубокое физиологическое сходство.
4. Клетки могут перенастраивать эти сходные физиологические способности для выполнения специализированных функций. Иммунная клетка использует свой молекулярный аппарат для переваривания микробов, а клетка глии использует аналогичный механизм для удаления лишних синапсов в мозге.
5. Системы клеток со специализированными функциями, сообщающиеся между собой на коротких и дальних расстояниях с помощью специальных сигналов, могут играть важную физиологическую роль, которую индивидуальные клетки играть не в состоянии, например залечивать раны, сообщать о метаболическом статусе, обеспечивать чувствительность, сознание, гомеостаз, иммунитет. Человеческое тело функционирует как гражданский союз кооперирующих клеток. Разрушение этого союза выводит нас из нормального состояния и подталкивает к болезни.
6. Таким образом, клеточная физиология является основой человеческой физиологии, а клеточная патология – основой человеческих патологий.
7. Процессы распада, восстановления и обновления органов тела являются специфическими для этих органов. Специализированные клетки некоторых органов постоянно обеспечивают возможность восстановления и омоложения (человеческая кровь омолаживается даже во взрослом возрасте, хотя скорость этого процесса снижается), а в других органах таких клеток нет (нервные клетки восстанавливаются редко). Соотношение между повреждением/распадом и восстановлением/омоложением в конечном итоге обеспечивает целостность органа или вызывает его вырождение.
8. Нам нужно понять не только принципы функционирования отдельных клеток, но и внутренние законы клеточного взаимодействия – толерантности, коммуникации, специализации, разнообразия, установления границ, кооперации, локализации, экологических связей, что в конечном итоге позволит развивать клеточную медицину нового типа.
9. Современная медицина уже способна создать нового человека из отдельных составных частей, т. е. клеток; клеточная инженерия может исправить или даже обратить вспять клеточную патологию.
10. Клеточная инженерия позволяет нам перестраивать части человеческого тела. По мере углубления наших познаний в этой области будут возникать новые медицинские и этические вопросы, требующие уточнения основных признаков человеческого существа: кто мы такие и в какой степени хотим себя изменять.
Эти постулаты продолжают воодушевлять, направлять и удивлять нас даже сегодня. Как врачи – мы анализируем эти принципы. Как пациенты – живем в соответствии с ними. По мере того как человек входит в царство новой медицины, нам нужно осознать эти принципы, обдумать их и интегрировать в нашу культуру, в наше общество и в нас самих.
Эпилог. “Лучшая версия меня”
Если бы мы могли быть чуточку меньше людьми.
Если бы мы могли уйти
От катаракты данности
И не ходить с раздутыми от мелочи карманами,
Мы не стали бы грабить,
Хотя и должны были, кто бы не стал?1
Но я тоже делал такое,
Что в один прекрасный день
Сможет стать лучшей версией меня1.
За несколько недель до кончины Пола Грингарда мы прогуливались с ним по скользким мраморным дорожкам Рокфеллеровского университета. Мы прошли мимо здания, где Джордж Паладе начинал обустраивать свою полуподвальную лабораторию и анализировал фрагменты и субфрагменты клеток методами биохимии и электронной микроскопии. Часть территории была огорожена и заставлена лесами; здесь строили новое лабораторное здание. Мне хотелось поговорить с Грингардом о создании людей нового типа.