Капра Фритьоф - Паутина жизни. Новое научное понимание живых систем

• Название: Паутина жизни. Новое научное понимание живых систем
• Автор: Капра Фритьоф
• Издательство: София
• Жанр: Психология
• Год: 2003
• ISBN: 5-9550-0044-5

Это третья научно-популярная книга известного ученого-физика, посвященная самым фундаментальным вопросам науки — причинам и законам бытия живой и неживой материи. Стремясь к научному разрешению загадки жизни, автор предпринимает попытку синтеза новейших достижений и открытий в физике, математике, биологии и социологии. Проблемы самоорганизации сложных систем, расшифровки генетического кода, передачи и использования биологической информации и другие волнующие задачи физики живого рассматриваются с единой методологической позиции, не исключающей внимательного отношения к научной, философской и мистической мысли различных эпох и цивилизаций. Книга адресована широкому кругу серьезных читателей, в том числе старшим школьникам, студентам и преподавателям

---

Согласно теории Сантьяго, когнитивная деятельность иммунной системы обусловлена ее структурным сопряжением с окружающей средой. Когда чуждые молекулы проникают в тело, они вызывают возмущения в иммунной сети, запуская структурные изменения. Результирующая реакция состоит не в автоматическом разрушении чуждых молекул, но в регулировании их уровня в контексте других регулирующих механизмов системы. Реакция может быть различной: она зависит от состояния всей системы.

Когда иммунологи вводят в организм большие объемы чуждого агента, как это делается в стандартных экспериментах над животными, иммунная система дает массированный защитный ответ, описанный в классической теории. Однако, замечают Варела и Кутиньо, это в высшей степени искусственная лабораторная ситуация. В своей естественной окружающей среде животное не получает больших порций вредоносных веществ. Малые количества, которые действительно проникают в тело, естественным образом включаются в текущую регуляторную деятельность иммунной сети.

С пониманием иммунной системы как когнитивной, самоорганизующейся и саморегулирующей сети тайна различения «свой— чужой» легко раскрывается. Иммунная система не делит клетки на свои и чужие (такое разделение ей и не требуется), поскольку и те и другие являются объектами регулирующих процессов. Тем не менее, если вторжение чуждых агентов оказывается настолько массированным, что они не могут быть включены в регулирующую сеть, как, например, в случае инфекции, они приводят в действие специфические механизмы иммунной системы, которые формируют защитную реакцию.

Исследования показали, что широко известный иммунный ответ такого рода включает квазиавтоматические механизмы, практически независимые от когнитивной деятельности сети37. По традиции, иммунология имела дело исключительно с такой «рефлекторной» иммунной деятельностью. Ограничиться этими исследованиями все равно, как если бы мы ограничили исследование мозга изучением рефлексов. Защитная иммунная деятельность очень важна, но в свете новых воззрений она являет собой лишь второстепенную функцию когнитивной деятельности иммунной системы, сосредоточенной преимущественно на внутренних процессах и поддерживающей молекулярную идентичность тела.

Область когнитивной иммунологии пока еще переживает период становления, и самоорганизующие свойства иммунных сетей поняты далеко не до конца. Тем не менее некоторые ученые, проявляющие активность в этой новой сфере исследований, уже стали задумываться над многообещающими клиническими применениями в области лечения автоиммунных заболеваний38. Вероятно, терапевтические стратегии будущего будут основаны на понимании того, что автоиммунные заболевания отражают нарушения в функционировании иммунной сети. Эти стратегии, возможно, будут опираться на новые технологии, призванные укрепить сеть, восстанавливая ее связность.

Такие технологии, однако, потребуют гораздо более глубокого понимания богатой динамики иммунных сетей, прежде чем их можно будет эффективно применять. В будущем открытия когнитивной иммунологии обещают стать исключительно важными для всей сферы здравоохранения и медицины. По мнению Варелы, утонченный психосоматический взгляд на здоровье («разум-тело») не сможет развиваться, пока мы не привыкнем понимать нервную и иммунную системы как две взаимодействующие когнитивные системы, как два «мозга» в непрерывном диалоге39.

Психосоматическая сеть

Важный недостающий фрагмент картины был найден в середине 80-х нейробиологом Кэндейс Перт и ее коллегами из Национального института душевного здоровья в Мэриленде. Эти исследователи идентифицировали группу молекул, называемых пептидами, в роли молекулярных посланников, обеспечивающих диалог между нервной и иммунной системами. Фактически Перт и ее коллеги обнаружили, что эти посланники связывают три автономные системы — нервную, иммунную и эндокринную — в единую сеть.

Согласно традиционному взгляду, это три отдельные системы и выполняют они разные функции. Нервная система, состоящая из мозга и сети нервных клеток, пронизывающей все тело, представляет собой вместилище памяти, мыслей и эмоций. Эндокринная система, состоящая из желез и гормонов, является основной регулирующей системой тела, контролируя и интегрируя разнообразные телесные функции. Иммунная система, состоящая из селезенки, костного мозга, лимфатических узлов и иммунных клеток, циркулирующих по телу, служит защитной системой тела, отвечающей за цельность ткани и контролирующей заживление ран и механизмы восстановления тканей.

Соответственно, эти три системы изучаются тремя отдельными дисциплинами — нейробиологией, эндокринологией и иммунологией. Между тем, новые исследования пептидов убедительно показали, что это концептуальное разделение представляет собой не что иное как исторический артефакт, с которым больше нельзя мириться. Согласно Кэндейс Перт, эти три системы следует рассматривать как нераздельные части единой психосоматической сети40.

Пептиды — около 60–70 особых макромолекул — вначале изучались в других контекстах, и им давали разные названия — гормоны, нейропередатчики, эндорфины, факторы роста и т. д. Понадобилось много лет, чтобы увидеть в них единое семейство молекулярных посланников. Эти посланники представляют собой короткие цепочки аминокислот, которые прикрепляются к специфическим рецепторам, в изобилии рассеянным по поверхности всех клеток тела. Поддерживая взаимосвязь между иммунными клетками, железами и клетками мозга, пептиды формируют психосоматическую сеть, пронизывающую весь организм. Пептиды оказываются биохимическим проявлением эмоций; они играют очень важную роль в координирующей деятельности иммунной системы; они связывают и объединяют ментальную, эмоциональную и биологическую деятельность.

Решающие перемены в наших представлениях начались в 80-е годы, когда было сделано парадоксальное открытие: определенные гормоны, которые, как предполагалось, производятся железами, оказались пептидами; более того, выяснилось, что они также производятся и хранятся в мозге. С другой стороны, ученые обнаружили, что нейропередатчики, именуемые эндорфинами, которые, как считалось, производятся только в мозге, генерируются также иммунными клетками. По мере того как обнаруживалось все больше и больше пептидных рецепторов, становилось очевидным, что практически любой из известных пептидов может производиться и в мозге, и в различных частях тела. И тогда Кэндейс Перт провозглашает: «Я больше не могу проводить четкое разграничение между мозгом и телом»41.

В нервной системе пептиды производятся в нервных клетках и затем перемещаются вниз по аксонам (длинным ответвлениям нервных клеток), где и хранятся на дне в виде крошечных шариков до тех пор, пока соответствующие сигналы не освободят их для деятельности. Эти пептиды играют существенную роль в поддержании связи внутри нервной системы. Традиционно считалось, что передача нервных импульсов происходит через промежутки (синапсы) между соседними нервными клетками. Однако оказалось, что этот механизм не столь важен и используется главным образом для сокращения мускулов. Большинство сигналов, поступающих из мозга, передаются через пептиды, генерируемые нервными клетками. Прикрепляясь к рецепторам вдали от «материнских» нервных клеток, эти пептиды функционируют не только в пределах всей нервной системы, но и в других тканях тела.

В иммунной системе белые кровяные клетки не только обладают рецепторами для всех пептидов, но и сами производят пептиды. Пептиды управляют миграционными паттернами клеток и всеми их жизненными функциями. Это открытие, как и успехи когнитивной иммунологии, несомненно, должно найти замечательные терапевтические применения. Перт и ее команда недавно открыли новый многообещающий метод лечения СПИДа, названный Пептидом Т42. Ученые выдвинули гипотезу, что СПИД обусловлен нарушением пептидных связей. Установив, что ВИЧ (вирус иммунодефицита человека) проникает в клетки через определенные пептидные рецепторы, нарушая тем самым функции всей сети, Перт и ее коллеги спроектировали защитный пептид, который прикрепляется к этим рецепторам и блокирует воздействие вируса. (Пептиды возникают естественным образом в теле, но они могут быть также спроектированы и синтезированы). Пептид Т имитирует деятельность естественных пептидов, и, следовательно, он совершенно не токсичен, в отличие от других препаратов против СПИДа. В настоящее время это средство проходит клинические испытания. Если оно окажется эффективным, в лечении СПИДа может произойти настоящая революция.

Еще один замечательный аспект недавно признанной психосоматической сети: пептиды оказались биохимическим проявлением эмоций. Большинство пептидов, если не все, влияют на поведение и настроение, и сегодня ученые выдвигают гипотезу, что каждый пептид, вероятно, порождает уникальный эмоциональный тон. Вся группа из 60–70 пептидов, возможно, составляет универсальный биохимический язык эмоций.