Сознание и тело

Давайте-ка вкратце повторим то, что мы с вами уже знаем о клетках. Из предыдущих глав вам известно, что процессы жизнедеятельности клеточного механизма обеспечиваются движением «шестеренок» белков цитоплазмы. Для того чтобы эти «шестеренки» пришли в движение, необходимы соответствующие сигналы извне, из окружающей среды. Передаточным звеном между такими сигналами и белками цитоплазмы служит клеточная мембрана. Она воспринимает внешний стимул, и затем запускает соответствующую реакцию, поддерживающую тот или иной процесс жизнедеятельности клетки. Мембрана играет роль «мозга» клетки. Его работу обеспечивают интегральные мембранные белки — рецепторы и эффекторы. С функциональной точки зрения эти белки играют роль «вентилей ощущений» — связующего звена между внешними раздражителями и каскадами ответных внутриклеточных белковых реакций.

Вообще говоря, «ощущения», на которые реагирует клетка, относятся к разряду весьма низкоуров­невых. Речь идет прежде всего о способности клетки распознавать, присутствуют ли в ее непосредственном окружении такие вещества, как калий, кальций, глюкоза, гистамин, эстроген, различные токсины, а также свет. Одновременное взаимодействие десятков тысяч рефлекторных вентилей ощущений клеточной мембраны, каждый из которых улавливает конкретный внешний сигнал, в совокупности обусловливает сложное поведение живой клетки.

В течение первых трех миллиардов лет существования жизни на нашей планете ее биосфера состояла из свободноживущих отдельных клеток — бактерий, водорослей и простейших. Мы привыкли считать такие формы жизни полностью автономными, но, как нам теперь известно, сигнальные молекулы, используемые клеткой для регуляции своих физиологических функций, влияют на поведение других клеток. Сигналы, посылаемые одноклеточными организмами в окружающую среду, способствуют координации действий их рассеянной популяции. Иными словами, одноклеточные организмы функционируют как примитивные сообщества, что увеличивает их шансы на выживание.

Примером того, как сигнальные молекулы приводят к образованию сообщества, может служить плесневый грибок Dictyostelium discoideum. Эти одноклеточные обитают в почве и занять! непрерывным поиском пищи. При недостатке питания клетки грибка выделяют избыточное количество побочного продукта своей жизнедеятельности, так называемого циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), значительная часть которого выбрасывается в окружающую среду. Концентрация цАМФ вблизи клеток грибка напрямую связана с перспективой голода. Прикрепляясь к соответствующим рецепторам клеток грибка, молекулы цАМФ подают им сигнал собираться вместе. В итоге клетки образуют подобие большого многоклеточного «слизняка».

Такое слизнякоподобное сообщество возникает на репродуктивной стадии существования грибка. Во время «голодного» периода стареющие клетки делятся друг с другом своими ДНК и рождают следующее поколение клеток. Новорожденные одноклеточные грибки остаются в виде неактивных спор до тех пор, пока в их окружении не появится достаточно питательных веществ — молекулы последних служат им сигналом для прерывания «спячки» и начала нового жизненного цикла.

Смысл всего сказанного в том, что, обмениваясь информацией об окружающей среде и координируя при помощи сигнальных молекул свое поведение, одноклеточные организмы в полном смысле этого слова образуют сообщества. Циклический аденозинмонофосфат — один из первых в истории эволюции секретируемых регуляторных сигналов, управляющих клеточным поведением. Основные сигнальные молекулы, имеющиеся в организме человека (гормоны, нейропептиды, цитокины, факторы роста), которые, как до недавних пор считали ученые, характерны только для сложных многоклеточных форм жизни, также использовались уже примитивными одноклеточными организмами на ранних этапах эволюции.

В процессе эволюции количество интегральных белков — рецепторов в клеточной мембране возрастало до определенного предела. Затем для большей «информированности» и, соответственно, ради выжи­вания клетки начали собираться вместе — сначала в простые колонии, а затем и в высокоорганизованные многоклеточные сообщества, в которых, как мы уже говорили выше, физиологические функции делегируются специализированным тканям и органам, а обработка информации, поставляемой клеточными мембранами, осуществляется нервной и иммунной системами.

Объединиться в эти высокоорганизованные многоклеточные сообщества — мы называем их растениями и животными — отдельные клетки сочли для себя выгодным только 700 млн. лет назад, сравнительно недавно в масштабах времени существования жизни на нашей планете. Такие сообщества, для того чтобы координировать свои функции и вести себя как единая форма жизни, используют те же самые сигнальные молекулы, что и свободноживущие отдельные клетки.

Свободноживущие клетки самостоятельно улавливают сигналы окружающей среды и сами корректируют свое поведение.

В многоклеточных сообществах все их члены руководствуются неким общим планом действий, и ни одна клетка не может действовать независимо, по собственному разумению.

У примитивных, лишенных специализированной нервной системы многоклеточных организмов роль элементарного «сознания», координирующего поведение клеток, играет поток сигнальных молекул внутри сообщества.

У высокоорганизованных многоклеточных организмов, клетки которых могут «видеть» свое непосредственное окружение, но зачастую ничего не знают о том, что происходит вдали, в особенности во внешней среде, функции управления сложным поведением клеточного сообщества как целого делегированы централизованной системе обработки информации. Да и могло ли быть иначе? Скажите, способны ли клетки вашей печени осмысленно отреагировать на появление рядом с вами уличного грабителя?

Иными словами, по мере усложнения живых организмов функции отслеживания и организации потока сигнальных молекул, управляющего клеточным поведением, перебирали на себя специализированные клетки. Из этих клеток сформировались распределенная нервная сеть и центральный обработчик информации — мозг, который и управляет поведением всего организма. Это очень важный момент, который вам следует принять во внимание прежде, чем вы решите обвинить в ваших проблемах со здоровьем клетки своих тканей и органов.