Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

Хотя я не убежден в том, что нам действительно удалось понять, что заставляет фибриллы двигаться друг по другу, в одном я уверен: наше невежество продлится недолго, поскольку над этой проблемой работает множество людей.

Мистер Томпкинс был очень горд тем, что ему удалось, так сказать, ступить на передовую границу знания, но тем не менее не оставил своего намерения выкачать из Сента как можно больше информации.

— Вы упомянули о том, — начал он, — что мышцы не только сокращаются, но и делают что-то еще. Не могли бы вы рассказать мне о других функциях мышц?

— С удовольствием, — ответил Сент. — Кое-что нам известно.

Речь идет о том, как мышцы вырабатывают и надлежащим образом распределяют АТФ, как они получают сигнал от своего нерва о том, что должны сократиться. Все это делают миниатюрные водопроводные системы. Но разобраться в их устройстве вы сможете после того, как узнаете чуть больше о том, как устроена клетка.

Простейшую, возможную клетку вы можете представлять себе как некоторую массу цитоплазмы или раствора белков в воде. Но такая модель слишком проста. Если бы клетка была устроена так, то ее содержимое просто растеклось бы, смешавшись с окружающей жидкостью, и клетка умерла бы. Чтобы предотвратить растекание содержимого, клетки покрыты оболочкой — мембраной, состоящей из белков и жиров. В толщину мембрана достигает всего лишь нескольких молекул, но она почти непроницаема, напоминая резиновый пузырь. Разумеется, кое-что сквозь мембрану все же проходит. Это питательные вещества, вода, газы и т. д. Следовательно, в мембране имеются крохотные дырочки, имеющие такую форму, что одни молекулы через них проходят, а другие задерживаются. Эти дырочки позволяют мембране действовать как молекулярный насос, накачивающий извне внутрь клетки такие вещества, как сахара и аминокислоты и концентрирующий их для последующего использования клеткой.

Мембрана необычайно важна для жизни. Когда клетка умирает, ее смерть среди прочего проявляется в том, что мембрана начинает «протекать» — перестает быть непроницаемой. Вам, несомненно приходилось замечать, что когда ваша жена кладет свеклу в холодную воду, вода остается чистой, а когда ваша половина убивает клетки свеклы кипячением, красный краситель из клеток просачивается наружу, и вода, в которой варится свекла, краснеет.

— Забавно, — кивнул мистер Томпкинс. — Теперь, когда вы упомянули об этом, я вспомнил, что видел, как краснеет вода, много раз, но прежде мне не случалось ни разу задуматься над этим.

— Зачастую мы часто не замечаем того, что часто происходит на наших глазах и становится привычным, — заметил Сент, — даже если речь идет о чем-то важном. Проницаемость клеточной мембраны имеет прямое отношение, например, к хирургии. Некоторые из анестезирующих веществ, например, эфир, парализуют нервы, позволяющие вам находиться в сознании. Они достигают такого эффекта, растворяя жировую часть клеточной мембраны, и тем самым изменяя ее проницаемость.

До самого последнего времени мы думали, что мембрана покрывает только внешнюю поверхность клетки. Теперь нам известно немного больше. В электронный микроскоп удалось разглядеть, что клетка пронизана узенькими ходами, или каналами, которые открываются на поверхности клетки, напоминая ходы в швейцарском сыре или губке.

Клетка пронизана узенькими ходами, или каналами

Стенки этих каналов образуют такие же или похожие мембраны, какие служат внешней поверхностью клетки. В некоторых местах каналы раздуваются, образуя мешковидные тела, называемые митохондриями, или, расширяются настолько, что окружают хромосомы и образуют ядро клетки. В большинстве клеток каналы непрестанно открываются, замыкаются, разрываются перетяжками и воссоединяются снова.

Кратко можно сказать, имея в виду все эти пертурбации, что внешняя поверхность простирается далеко внутрь клетки.

— А для чего вся эта бурная деятельность? — поинтересовался мистер Томпкинс.

— Она преследует несколько целей, — ответил Сент. — В общем можно сказать, что такая развертка мембраны вовнутрь — своего рода способ, с помощью которого клетка формирует внутри себя малые тела или органы. Суть дела станет вам понятнее, если я приведу один пример. Между волокнами мышечной клетки располагаются объекты, называемые митохондриями. Это — «электростанции» клетки, но, разумеется, вырабатывают они не электроэнергию, а АТФ, которая и питает энергией клетку. Митохондрии имеются во всех клетках, но в таких клетках, как мышечные, которым приходится выполнять тяжелую работу, их больше.