Клеточные основы здоровья

Рафик Григорян

Мы ассоциируем болезни с травмами, микробной или вирусной атакой. Но есть болезни, которые развиваются исподволь и сопровождают старение. Причины этой разновидности болезней до сих пор не совсем ясны. Лишь новые знания генетики, молекулярной биологии и физиологии, усиленные методологией кибернетики и системной биологии проясняют глубинные механизмы и закономерности возрастных заболеваний. Научно-популярная книга, написанная в виде диалогов физиолога и инженера , ориентирована на любопытного читателя, желающего иметь целостное понимание закономерностей работы организма как специфического сообщества триллионов клеток 220 типов.

Предисловие автора

Писатель Владимир Короленко (1853–1921) в очерке «Парадокс» придумал фразу: «Человек рожден для счастья, как птица для полета». В очерке эти слова человек, рожденный без рук, пишет ногой. Благодаря Максиму Горькому эта фраза вошла в общественное сознание и стала частью гуманистического восприятия мира. Нам приятно так думать, но было бы правильнее сказать, что человек, как и всякое живое существо, рожден быть здоровым.

Действительно, на протяжении большей части жизни большинство людей здоровы. Тем не менее, редко кто не сталкивался с временными состояниями недомогания или болезни. С помощью врача, а часто и без его вмешательства, здоровье восстанавливается. Почему? Короткий ответ на этот вопрос гласит: организм обладает механизмами нормализации. Редко кто способен ответить на вопрос, что это за механизмы и как они появились. Ответы именно на эти вопросы содержатся в книге, которую Вы открыли.

Книга построена в виде диалогов физиолога с инженером. Я попытался в доступной и увлекательной форме донести до читателя базовые представления о жизни вообще. Рассмотрены основы онтогенеза, правил сосуществования наших клеток, фундаментальная роль, которую играет энергия в работе естественных механизмов жизнедеятельности клеток. Также дан ответ на вопрос, почему с возрастом поддержание оптимального состояния клеток и их популяций (колоний) затрудняется, а здоровье становится неустойчивым, хрупким и неуклонно ослабляется.

Есть и другая гуманистическая проблема — это драма разумной жизни.

Ни древние греки, создавшие театр и предложившие основные его жанры, ни поздние драматурги не раскрыли источник величайшей драмы вселенной — человеческой жизни. А драма эта состоит не только и не столько в том, что каждый человек смертен, а в том, что для поддержания своей жизни приходится поедать других живых существ.

Осознание этой драмы пришло не сразу. На разных этапах становления человеческой цивилизации и в разных замкнутых сообществах асинхронно, но последовательно появлялись пищевые запреты. Однако и в наши дни местами практикуется людоедство. Но мне хотелось бы заострить внимание на имманентной проблеме разумной жизни. Эта проблема возникает в голове каждого, кто, обладая достаточным интеллектом, пытается абстрагироваться от ежедневных забот по обеспечению достойных условий существования и получения удовольствий от его отдельных проявлений, задает себе вопрос: фатален ли сам принцип разумной жизни, основанный на звериных инстинктах?

Все прежние попытки человечества найти удовлетворительный ответ на этот вопрос или на его вариации лишь породили религию и мораль, которые, со временем претерпевая свои изменения, прямо или опосредованно регламентируют личную и социальную жизнь каждого из нас. И мораль, и религия по-своему объясняли человека, определяли его место и роль в природе, старались гуманизировать человека-зверя. Но эти попытки никак не отражали истинные причины сочетания в человеке его морали с явно животными инстинктами. Корни этой дилеммы оставались невидимыми до тех пор, пока не появилась теория эволюции. Но для основной части общества эволюция так и осталась умозрительной концепцией, не имеющей прямого отношения к человеку. Лишь тогда, когда стало ясно, что тела всех макроскопических организмов, включая нас, состоят из огромного количества микроскопических специализированных клеток, а все живое на Земле располагается на одном генетическом древе, ученые стали искать первопричины здоровья и болезней в генах, в свойствах этих клеток и закономерностях их взаимодействия. Определенный участок дороги к раскрытию отдельных правил клеток наука уже прошла, но над их полным пониманием еще предстоит много поработать.

В предлагаемой вашему вниманию книге я постарался рассказать о том, как эволюционно сложился наш организм, какие базовые клеточные свойства определяют нашу физиологию, и почему мы иногда болеем.

Хотелось бы остановиться на мировоззренческом аспекте книги.

Поскольку сами наука и научное мировоззрение эволюционируют, начну издалека.

С изобретением телескопа наблюдательные знания человечества о небесных телах скачкообразно возросли. Телескоп позволил обнаружить те объекты ближнего космоса, узреть которые мешала ограниченная чувствительность человеческого глаза. Благодаря тому, что современные телескопы сделали видимым также излучение за пределами видимого диапазона электромагнитных волн, раскрыто много тайн физики звезд. Недавний вывод телескопов в космическое пространство стал новым наблюдательным прорывом для астрофизиков. Но как бы совершенны ни были средства наблюдения, космологи не ограничиваются только измерениями: они используют эти данные для создания умозрительных и математических моделей эволюции космоса. Именно благодаря этим моделям возникла теория Большого взрыва, а наука смогла объяснить не только процессы звездообразования, но и происхождение химических элементов таблицы Менделеева.

Изобретение же микроскопа дало возможность увидеть объекты, недоступные нашему зрению из-за их малых размеров. Микроскоп — незаменимый инструмент биологов. Они воочию увидели клетки и отдельные детали их внутреннего строения. Разрешающая способность современных электронных микроскопов позволяет различать не только биологические полимеры и макромолекулы. Уже доступны наблюдению молекулы и атомы.

Казалось бы, вооружившись подобными технологиями наблюдения за структурной организацией живого, биологи и медики давно уже должны были бы выяснить правила и законы, определяющие сосуществование специализированных клеток тела человека. Однако, организм — это очень сложная система специализированных клеток. Одним лишь микроскопом, сколь бы совершенным ни был он, эту систему не поймешь. Поэтому и поныне отсутствуют знания, с помощью которых можно было бы провести точную раннюю диагностику сложных заболеваний, их эффективную профилактику, а также надежное лечение.

В чем же дело?

На мой взгляд, дело в том, что нет должного осмысления накопленных данных. Иначе говоря, нет адекватной теории жизни многоклеточного организма.

Теорию нужно создать. Но теорию нельзя построить только по разрозненным фактам, даже если их много. Ценность теории, которая ограничивается воспроизведением только известных наблюдений, невелика. Такая теория имела бы лишь дидактическое значение. Нужна такая теория, с помощью которой можно было бы прогнозировать новые факты, заменить дорогостоящие, а часто и небезопасные эмпирические исследования расчетами на количественных математических моделях. Благо, современные компьютеры являются эффективным инструментом исследователя. Именно решением биологических проблем с помощью моделирования и имитационных экспериментов я занимаюсь более четырех десятков лет. Опубликовано много научных статей и шесть монографий.

Долго вынашивал планы написать популярную книгу. Случай помог.

Один мой хороший старый друг, долгое время работающий над проблемами искусственного интеллекта в США и Германии, недавно обратился ко мне с интересной просьбой. Он сказал, что его начальник, также специалист по искусственному интеллекту, несколько месяцев тому назад позвал его к себе и поставил перед ним совершенно новую, неожиданную задачу — создать математическую модель для исследования отношений между человеческим интеллектом и механизмами его физиологического обеспечения. Он также сказал, что начальник хочет начать новый долгосрочный исследовательский проект, для финансовой поддержки которого вроде бы есть спонсоры. Но те требуют, чтобы в доходчивой форме им сделали презентацию о том, как организм человека функционирует. Их также интересует, можно ли по-новому взглянуть на проблемы здоровья и предложить принципиально новые технологии профилактики, диагностики и лечения нетривиальных болезней, а также замедлить процессы старения.

Со слов моего друга я понял, что все его попытки разобраться в принципах работы организма человека посредством чтения существующих научных публикаций ни к чему хорошему не привели. Скорее наоборот, только вызвали его ярость: в публикациях либо все объяснено очень популярно с упором на очевидную анатомию органов, либо сплошные термины, ни суть, ни отношения между которыми он осилить не смог. В общем, тупик…

Под конец мой друг сказал следующее:

— Во-первых, я знаю, что ты моделируешь кровообращение человека. Я даже вспомнил наши недавние разговоры о том, что ты предложил какое-то новое понимание физиологии организма человека и опубликовал несколько монографий. Ну, к кому же обращаться за помощью, если не к тебе. Войди в мое положение. Помоги.

Я, конечно, уловил лесть, но все же задумался…

У меня самого было желание и мотивы написать про свою науку популярно. Во-первых, я убедился в том, что научная основа современной медицины довольно зыбкая и часто зиждится на мифах. Во-вторых, после распада СССР былое материалистическое мировоззрение размылось. В обществе буйным цветом расцвели всякие колдуны и шаманы, которые за большие деньги готовы любого несчастного заболевшего благополучно отправить на тот свет. Их финансовые возможности позволяют купить время на рекламу с экранов телевизоров, в газетах. За небольшой срок они успели так запутать людей своими средневековыми магическими обрядами и мракобесными теориями, что даже среди моих академических коллег, некоторые из которых биологи по образованию, немало тех, у кого, как говорится «крыша поехала».

Эта книга не о религии, и у меня нет никакого желания нападать на чьи-либо глубокие религиозные убеждения. Вместе с тем я считаю, что некому, кроме ученых, противостоять дрейфу представителей науки в темные дебри религии и магии. Этот дрейф налицо — я видел библию и иконы в кабинете врача-академика, знаю других академиков, прежде убежденных материалистов, а теперь крестящихся и верующих в существование магов, потусторонней жизни, рая и ада, чертей и ангелов. Я убежден — этим изобретениям наших необразованных предков не место в ученой среде.

Иногда с некоторыми из ныне верующих ученых я вступал в диалог, пытаясь понять причины такого дрейфа сознания и логику новых взглядов. Однако общая картина была удручающей: очень скоро собеседник как бы переставал быть участником диалога, в его глазах появлялся отстраненно холодный блеск. Факты и доводы, приводимые мною, отскакивали, не доходя до глубин сознания собеседника. Возможно, сказывался возраст этих людей. В старости мозг фрагментирован, пытаясь не потерять нить повествования, он цепляется за отдельные слова и понятия, звучащие знакомо. Но такой мозг более не способен воспринимать многогранную единую картину мира. Поэтому в головах таких людей грани между возможным и невозможным размыты. Сито логики зияет большими дырами: все возможно… Не раз видя подобную удручающую картину, я убеждался в том, что железобетонную стену веры фактами и логикой не пробьешь!

Часто можно услышать, мол, наука отнекивается от неудобных явлений. Наука не обязана иметь готовые ответы на все вопросы. Она не берется интерпретировать слухи и так называемые сомнительной достоверности факты. На мой взгляд, самое главное в науке то, что она как метод познания, позволяет отделить класс возможных явлений от невозможных. Поступательное движение науки дает надежду на то, что явления, сегодня необъяснимые, со временем найдут свое логическое объяснение.

Как ученый, я вижу единственный способ воспрепятствовать разлившемуся мракобесию — просвещением. Оно должно быть направлено на тех, чье сознание еще сохраняет хотя бы очаги логического мышления, и у кого семена знаний имеют шансы дать всходы. Полагаю, что костяк моих читателей — это любознательные люди, прежде всего те, кто получил математическое или техническое образование и внутренне противится мракобесию.

Мои прежние попытки написать популярную книгу о том, как наш организм обеспечивает свое здоровье и откуда берутся неинфекционные заболевания, оказались сложными для неспециалиста. На этот раз мне показалось, что, откликнувшись на просьбу друга, возможно, смогу решить и свою задачу. Поэтому и задумался…

Разговаривая по скайпу, друг сообщил, что скоро берет отпуск на две недели, приедет и встретимся вживую, побеседуем. Я обрадовался и пообещал к его приезду дать однозначный ответ.

С этого момента я находился в раздумьях…

С одной стороны, мне хотелось помочь другу. С другой — сомневался, смогу ли ему так объяснить свои воззрения на жизнь, чтобы они стали его мировоззрением. Ведь только в этом случае он смог бы передать эти воззрения третьему лицу. Дело усугублялось еще и тем, что многие детали функционирования организма мне самому пока неизвестны. Я лишь интуитивно дошел до некоторых крупноблочных логических обобщений. Хотя новые эмпирические данные, которые я черпаю из различных научных публикаций, подкрепляют мою уверенность в правоте своей теории, ее опытное доказательство потребует долгого времени и новых экспериментальных технологий.

Тем не менее, я решился взяться за дело и вскоре сообщил другу об этом. При этом у меня было условие.

Я попросил, чтобы он подготовился выслушать меня в течение недели, а может быть чуть более. Я также попросил, чтобы все было записано на диктофон так, чтобы до начала следующей беседы он мог бы повторно прослушать и отметить те места, которые ему не совсем понятны.

Он согласился. У нас состоялось тринадцать бесед. Далее я излагаю адаптированную копию аудиоматериала.

Друг взял на себя перевод письменного текста на английский язык. Я уже знаю, что этот текст был изучен начальником моего друга. Он остался доволен. Это дает мне основание считать, что наконец в первом приближении моя задача по написанию популярной книги о своих представлениях относительно работы организма успешно решена. Поэтому я решился на эту публикацию, добавив лишь предисловие.

Надеюсь, что заинтересованные читатели, по крайней мере, те из них, кому близко инженерное мышление, также почерпнут из этой книги полезную для себя информацию.

Отзывы и замечания прошу присылать на электронный адрес: [e-mail].

04.04.2019 г.