Этот союз, заключенный в доисторические времена, когда кислородная атмосфера на Земле только зарождалась (тут и разгадка эффекта Пастера), длится уже многие сотни миллионов лет. Природа, найдя удачное решение, тысячекратно повторила его, чеканя всевозможные клетки, как серебряные рубли, – всегда на один лад, лишь обсасывая, шлифуя свою находку.
К сожалению, пока нельзя спросить ни клетку, ни митохондрии: а как вам живется? Так ли прочен союз? Не возникают ли семейные дрязги, неурядицы, распри, ссоры?
Мы, люди, в силу своего технологического младенчества привыкли ахать, представлять себе природу как совершенный идеал. Ферменты, действующие при комнатной температуре (Ах! Ах!), невероятная эффективность мозга, клетки которого не восстанавливаются (!!), цирковые трюки вроде окислительного фосфорилирования – все это, конечно, производит впечатление, все это так!! Но и на Солнце есть пятна. Нет-нет да и мелькнет в результатах исследований этакий насмешливый «хвостик» той или иной «слепой кишки», атавизма, биологической несуразицы.
И кто знает, может быть, настанет день, когда биологические процессы предстанут перед нами сплошной патологией, которая каким-то чудом ухитряется быть нормой. Основание для таких прогнозов – тот факт, что биологические процессы всегда идут параллельно, дублируя друг друга (к примеру, в клетке дыхание и гликолиз). И включение одного механизма автоматически исключает, угнетает другие конкурентные механизмы.
На молекулярном уровне идет жестокая «борьба за существование». В этой биологической сутолоке обратные связи, регулирующие очередность и субординацию, наверняка имеют вероятностный, случайный характер. Поэтому-то идеальный порядок и дисциплина в храме природы – это сон, приснившийся теоретикам от науки.
Прав был поэт Николай Заболоцкий (1903–1958), который написал вещие строки:
7.5. Физиология митохондрий
Что мне действительно не нравится – это когда
Вот что тогда (продолжаю рассказ о посещении ИБФ в Пущино-на-Оке) рассказывала мне Мария Николаевна Кондрашова:
«В последние 10–15 лет в митохондриологию проникли биофизические методы исследований. Это замечательные средства: они позволяют непрерывно регистрировать «ответы» МХ».
Последние слова надо пояснить.
Ставится очередной опыт с МХ, зарезана крыса, из ее печени в лаборатории выделяют митохондрии. Процесс сложный, стадийный (ошибка хотя бы в одном звене цепочки действий может уничтожить плоды всей работы), ведущийся при температуре 2 градуса (необходимое условие сохранности биологической ткани).
Важна не только температура, но и быстрота работы. Исследователь, словно хирург, не может медлить: вырванная из живого организма МХ быстро (уже минут через десять) теряет свои качества, изменяется, «стареет», хотя МХ и помещают в особый раствор, имитирующий ее родную среду.
Чтобы убедиться, что в его руках «ЖИВОЙ» (нативный, интактный – не поврежденный в ходе выделения), а не «ДОХЛЫЙ» препарат, исследователь прежде всего измеряет дыхание МХ: ее способность поглощать кислород. Прежде о дыхании судили с помощью неуклюжих, громоздких манометрических методов (грубо говоря, меняющееся давление газа указывало, сколько кислорода ушло на дыхание МХ).
Этот тест требовал (пока МХ израсходуют достаточно большой объем кислорода) 30–40 минут – очень большой срок, за это время МХ наверняка либо погибала, либо деградировала. Значит, надо доставать из холодильника новую порцию свежего препарата, но это уже другие МХ, поэтому фактически вести опыты с одной и той же порцией МХ было невозможно.
«Вот и получалось, – говорила Кондрашова, – что прежде митохондриолог был в основном химиком: удовлетворялся лишь анализом препарата… Положение качественно изменилось, когда на смену манометрам пришли полярографы – электроды-датчики, способные регистрировать самые малые объемы кислорода. Теперь счет пошел на минуты, поэтому, убедившись, что МХ “жива”, хорошо дышит, экспериментатор мог, воздействуя на нее различными агентами, вести непрерывную запись посылаемых ею сигналов.
Не только полярографы, но и другие приборы – спектрофотометры, установки ЯМР (ядерный магнитный резонанс), ЭПР (электронный парамагнитный резонанс) и так далее – изменили лицо митохондриологии. Сейчас, наблюдая быстрые реакции МХ, исследователь испытывает такое же волнение, как физиолог, наблюдающий, скажем, биение сердца. Это уже настоящая физиология митохондрий, только физиология, так сказать, на молекулярном уровне…»