Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Рок был уверен в своем понимании репродуктивного аппарата женщины, но теперь мы знаем, что прав был все же Бёрр: метод ритмов не работает. Позднее выяснилось, что некоторые электрические сигналы действительно коррелируют с фертильностью. Например, непосредственно перед овуляцией в организме увеличивается концентрация ионов хлора[312]. И это настолько ярко проявляется, например, в цервикальной слизи и в слюне, что данное наблюдение легло в основу теста на овуляцию, позволяющего специфическим образом определять концентрацию этих ионов. Если исследовать эти жидкости под микроскопом, можно увидеть отложения кристаллов хлоридов, создающих рисунок в форме листьев папоротника[313]. Это однозначный признак фертильности. (Интересно, что одна из знакомых Бёрра, страдавшая от бесплодия, применила электрический метод анализа и смогла зачать ребенка; Бёрр описал этот случай в своей работе[314].)

Ранние эксперименты Бёрра, конечно, плохо вписываются в принятые ныне рамки допустимого, но проницательности ему явно было не занимать: все его теории о биоэлектричестве тела через пятьдесят лет подтвердились.

Электричество в зародыше

Кроме нескольких разрозненных попыток воспроизвести эти данные в 1930-е и 1940-е годы, никто больше не повторял опыты Бёрра с измерением напряжения при овуляции. И поэтому мы не можем со всей определенностью сказать, какой именно сигнал он регистрировал. Зато благодаря другим экспериментам, выполненным за прошедшие с тех пор почти сто лет, мы знаем, что яйцеклетки и сперматозоиды действительно являются электрогенными клетками – клетками, обладающими электрической активностью. И еще какой!

Как подтвердили бы и Бёрр, и Лайонел Джефф, изучать человеческие яйцеклетки в их естественной среде намного труднее, чем яйцеклетки морских водорослей или лягушек, которые проходят все стадии созревания вне матки. Вот почему развитие животных так часто изучали на лягушках и так редко – на людях.

Пока молодые яйцеклетки (ооциты) и сперматозоиды (сперматиды) все еще находятся соответственно в фолликулах или семенниках, они не испускают сильных электрических сигналов. Но по мере созревания электрическая активность яйцеклеток всех видов животных усиливается[315]. Перед тем как покинуть “материнский корабль”, яйцеклетка начинает энергично передавать сигналы, как будто кто-то щелкнул переключателем (сила этого сигнала является критерием для отбора лучших клеток при проведении искусственного оплодотворения[316]). Биолог с Биостанции Антона Дорна в Неаполе Элизабетта Тости обнаружила, что “включение” такого сигнала осуществляется за счет изменения типа и количества ионов, проходящих через мембрану яйцеклетки, в результате чего клетка становится сверхполяризованной.

У сперматозоидов тоже есть аналогичный электрический переключатель, который готовит их к встрече с яйцеклеткой. Исследования сперматозоидов морских ежей, проведенные в 1980-е годы, показали, что у них имеется множество калиевых и хлорных каналов, а также других стандартных “подозреваемых”, которые обычно встречаются в нейронах, и, как и в нейронах, блокировка этих каналов не позволяет сперматозоидам добраться до цели. Например, один из важнейших источников тока в человеческих сперматозоидах – это ионы кальция, которые придают сперматозоидам ускорение, как закись азота – машине, помогая им прорваться через негостеприимное пространство репродуктивных путей[317]. Перекройте кальциевые каналы – и сперматозоид будет бессмысленно ерзать на месте и никуда не продвинется (этот механизм рассматривали в качестве возможного метода контрацепции для мужчин).

Наверное, вы думаете, что у добравшегося до яйцеклетки сперматозоида лишь одна очевидная функция, но на самом деле их две. Всем нам рассказывали в школе, что сперматозоид доставляет в яйцеклетку геном мужской особи. Но чтобы это событие произошло хоть с какой-то вероятностью, сперматозоид должен сперва включить еще один электрический переключатель на мембране яйцеклетки. Этот “активатор” важен для всего дальнейшего процесса и никак не связан с геномом. Его включение отличается от включения переключателя созревания в такой же степени, как включение ночника у кровати отличается от зажигания двигателей первой ступени космического корабля. Первый контакт сперматозоида с яйцеклеткой вызывает гигантскую волну перемещения ионов кальция по всей яйцеклетке. И теперь никакой другой сперматозоид не может в нее войти, что значительно усложняет пересечение финишной прямой сперматозоиду, претендующему на “серебряную медаль”.

Процесс этот настолько последовательный, что яйцеклетка возбуждается и начинает превращаться в эмбрион, даже если исследователи вызывают ток кальция в отсутствие сперматозоида. Вот вам и непорочное зачатие!