Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Признаки этой реальности мы начали обнаруживать задолго до того, как смогли ее понять. В 1947 году физиолог Элмер Лунд установил наличие электрического поля у водорослей[128]. Он был не одинок; аналогичное электрическое излучение имелось у всех биологических объектов, которые пытались анализировать ученые: у венериной мухоловки, лягушачьей и человеческой кожи, микроскопических грибов, бактерий, куриных эмбрионов, рыбьей икры и проростков овса.

Данные из различных областей исследований показывают, что растения, бактерии и грибы используют почти такие же сигналы, что и мы, и исследования подтверждают, что эти сигналы производят очень похожий эффект. Бактерии используют электрические волны кальция для согласованной организации в биопленки из колоний (сейчас ученые активно изучают возможности нарушения регуляции этих электрических сигналов в рамках борьбы с устойчивостью бактерий против действия антибиотиков)[129]. Грибы пользуются ими среди прочего для передачи сообщений по своим длинным мицелиям, когда обнаруживают источники пищи или пустоту[130]. Растения с помощью электричества активируют химические механизмы защиты от растениеядных существ. И этот список можно продолжать.

В последние двадцать лет, когда мы стали находить все больше сходства между нашим электрическим строением и строением бактерий, грибов и простейших организмов, мы начали задумываться о том, почему их электрические сигналы так похожи на сигналы в нашей нервной системе. Но теперь многие ставят вопрос иначе: почему мы так похожи на них и что это говорит о нашем электрическом строении?

Все существа, вне зависимости от наличия мозга, пользуются похожим набором ионов для создания электрического потенциала на поверхности клеток. Все мы используем этот электрический потенциал в качестве средства коммуникации. За счет него нервная система животных играет роль командного и контрольного пункта; представители других царств с его помощью передают сигналы и общаются между собой при отсутствии нервной системы. Электрофизиолог из Института биомедицинских исследований Скриппса во Флориде Скотт Хансен полагает, что, “вероятно, все системы передачи сигнала начались с таких изменений напряжения”.

И это вызывает интересный вопрос: нет ли у нас еще одной системы коммуникации, действующей параллельно с нервной? Недавние исследования подтвердили, что в наших телах функционируют как минимум две электрические сети коммуникации.

У нас появляется все больше данных, согласно которым биоэлектричество в нервной системе (движущая сила животного духа) – не единственная электрическая система коммуникации в теле животного. Странные электрические силы и поведение связывают между собой все клетки организма. Если расположить клетки кожи, костей, крови или нервов (фактически любые клетки) на чашке Петри и поместить в электрическое поле, все клетки начнут скапливаться на одной стороне чашки. Они словно чувствуют электрическое поле, хотя мы пока не понимаем, как это возможно. Нам известно только, что электрическое поле влияет на биоэлектрические параметры клеток (любых клеток, а иногда целых органов), и мы можем использовать это свойство и заставить клетки делать то, чего они обычно не делают.

По этой причине некоторые ученые постепенно начинают воспринимать биоэлектрические свойства в качестве элемента эпигенетики, которая изучает механизмы изменчивости работы генов под влиянием внешней среды без изменения самой ДНК. “Обнаруживается все больше и больше эпигенетических факторов, определяющих организацию биологической информации и информационных потоков”, – пишет физик Пол Дэйвис[131]. Он полагает, что биоэлектричество является важнейшим (хотя пока еще малопонятным) эпигенетическим фактором, позволяющим клеткам использовать эпигенетическую информацию. Другие исследователи считают биоэлектричество чем-то большим, нежели еще один аспект эпигенетики. Слово “эпигенетический” означает “находящийся над генами”. Может быть, электрическая передача сигналов является своего рода “метаэпигенетическим” фактором – “одним кольцом, чтоб все сковать”, если угодно. Как мы увидим в последующих главах, электрические сигналы контролируют многие сложные аспекты биологии – от механизмов экспрессии генов до включения механизмов воспаления в иммунной системе.

Биоэлектрический код