Величайшие загадки человека - Зигуненко Станислав Николаевич - Страница 47

Воспринимает «вкусовую телеграмму» в изначальной точке стенка клетки — мембрана. Она состоит в основном из липидов. Так называются вещества, относящиеся к классу жиров. Их молекулы состоят из двух частей: гидрофильной головки, имеющей электрические заряды и стремящейся окружить себя молекулами воды, и гидрофобного (не любящего воды) хвоста, заряда не имеющего. Из‑за таких симпатий и антипатий к воде молекулы липидов, образующие клеточную мембрану, укладываются в стенку клетки своеобразным сэндвичем — в два слоя, причем хвосты оказываются внутри, а головки, любящие воду, высовываются наружу на обе стороны, где и соприкасаются с внешней средой, пропитанной влагой.

Клетка была бы похожа на здание, не имеющее окон, если бы не молекулы белков, там и сям вкрапленные в липидные стены. Они‑то и выполняют роль окошек. Причем окна эти необычные. Если и дальше пользоваться аналогиями, то белковое окно можно, наверное, сравнить с витражом, составленным из разноцветных кусков стекла. В клетке такими «кусками» служат аминокислотные остатки. Но если в витраже отдельные участки скрепляются с помощью свинцовой окантовки, то в аминокислотах роль окантовки выполняют две группы с противоположными свойствами — кислая карбоксильная группа СООН и основная аминогруппа NH2. Причем конфигурация, или, как говорят химики, конформация, каждой молекулы меняется под действием самых различных факторов — например, при увеличении или уменьшении концентрации ионов металла или водорода в растворе, окружающем белок.

Сами мембранные белки бывают трех типов: структурные (они существенны для архитектурного строения мембраны), ферментные (они ускоряют реакции, происходящие в клетке) и рецепторные. Для нас в данном случае интересны как раз последние, поскольку именно они участвуют в распознавании вкуса того или иного вещества.

Существует несколько теорий вкуса, но ни одна из них не доведена до окончательного варианта.

В 50—60–е годы XX английский физиолог JI. Бейдлер разработал теорию, согласно которой вкусовой стимул (так он называл молекулы горьких или сладких веществ, ионы кислых или соленых) взаимодействует с молекулой особого рецепторного белка, встроенного в липидную мембрану вкусовой клетки. Как только вкусовой стимул с помощью каких‑то особых сил, еще неизвестных науке, прилипает к белковой молекуле, та сокращается, открывая при этом пору–отверстие в мембране. Поток ионов мгновенно устремляется из внешней среды через открывшийся проход внутрь клетки. Происходит резкое падение напряженности электрического поля, напоминающее пробой конденсатора. Понятное дело, такой сигнал не остается незамеченным мозгом, получающим «телеграмму» об изменении электрического потенциала в клетке.

Как мозг узнает, что за вещество попало в клетку — сладкое или кислое, горькое или соленое? Бейдлер выяснил, что молекула рецепторного белка похожа на ионообменную смолу — из нее торчат различные «хвосты», имеющие положительные и отрицательные заряды. Естественно, ионы, тоже имеющие заряды, тут же прилипают к хвостам, имеющим противоположные знаки. На поверхности одной рецепторной клетки могут находиться несколько участков, способных реагировать либо с ионами натрия, либо водорода и таким образом воспринимать соленый или кислый вкус.

С горькими и сладкими веществами, не имеющими заряда, справиться оказалось сложнее. Тут на помощь Бейдлеру пришел американец Р. Шелленбергер. Он заметил, что сладкий вкус имеют лишь те соединения, в которых на расстоянии трех ангстрем в молекуле находятся две группировки: одна из них — донор — отдает атом водорода для образования связи, а другая — акцептор — принимает его.

В сахарине, например, таким приемщиком является один из кислородных атомов. Шелленбергер считает: если в молекуле особого «сладкочувствительного» белка имеются две группы поставщиков и приемщиков электронов, то и в «горькочувствительных» белках есть такие же группы–доноры и группы–акцепторы, только на вдвое меньшем расстоянии друг от друга.

Таким образом, вроде бы в теории вкуса появляется ясность. Но так только кажется. И дело не только в том, что ученые не могут толком разобраться, как устроен сладкочувствительный белок. Они пока не способны понять, почему на свете бывают такие вещества, как Д–манноза, или, говоря попросту, горький сахар. Обыкновенный углевод, как сахароза, и вдруг горький…

В общем, споров вокруг вкусовых ощущений еще предостаточно. Далеко не все ученые склонны считать верной адсорбционную теорию Бейдлера—Шелленбергера. Иные вспоминают, что еще в 1992 году академик П. П. Лазарев выдвинул гипотезу, согласно которой за ощущение вкуса ответственны особые белки, содержащиеся во вкусовых клетках. Когда они распадаются, мы чувствуем тот или иной вкус…

Развивая эту точку зрения, А. Барди и Г. Бурн в 50–е годы сформулировали ферментную гипотезу — молекулы вкусовых веществ избирательно воздействуют на ферменты и либо подавляют, либо, напротив, усиливают их воздействие, что в конце концов приводит к образованию того или иного вкусового ощущения.

Эксперименты с радиоактивными метками, проведенные в последние годы, показали, что действительно существуют некие вещества, которые могут сделать вкусовые клетки «глухими» к тем или иным химическим соединениям. Причем посредником между вкусовым веществом и химическим процессом, протекающим в клетке, выступает так называемый циклический аденозинмонофосфат. Но зачем он нужен?

Четкого ответа и на этот вопрос пока нет, как нет и твердого убеждения, что именно темные клетки отвечают за различие вкусов. Ныне появились данные, позволяющие судить, что в распознавании вкуса могут принимать участие и светлые вкусовые клетки, а также клетки третьего типа, называемые гантелевидными…

Мало изучен и механизм, с помощью которого транслируются в мозг «телеграммы» о том или ином вкусовом ощущении. Правда, Р. Эриксон в 60–е годы XX века выдвинул предположение, что дело тут обстоит как с азбукой Морзе — определенному вкусовому ощущению соответствует свой набор «точек» и «тире». Однако на практике такой код удается подобрать далеко не ко всем соединениям.

Да и самих вкусов вовсе не четыре, как мы считали для простоты рассуждений, а гораздо больше — вяжущий, жгучий, ментоловый, холодящий…

В общем, вкус — понятие далеко не простое. И чем больше ученые разбираются с ним, тем больше вопросов у них возникает.

ОСТОРОЖНО, ОН КУСАЕТСЯ!..

«Если собака укусила человека — это не сенсация. А вот если человек укусил собаку…» Этот расхожий журналистский анекдот, видимо, и натолкнул редакцию журнала «НЛО» провести расследование, в каких случаях кусаются люди и что из этого получается. В результате получилась довольно любопытная подборка фактов, которые могут навести каждого из нас на определенные размышления о природе человеческой.

Мать–природа не создала человека хищным животным. У него нет ни сильных клыков, ни когтей и вся пищеварительная система приспособлена скорее для переваривания растительной пищи. Только применение оружия и приспособлений для охоты сделало доступным для человека мясо зверей.

«Ножи и огнестрельное оружие до сих пор являются самыми частыми средствами насильственного разрешения конфликтов между людьми, — рассуждает хирург «Скорой помощи» из Вены Штефан Кениг. — Но ярость пробуждает первобытные инстинкты. В такие моменты некоторые люди способны вцепиться зубами в своего обидчика…»

Один такой укус известен всему миру. Летом 1997 года боксер–тяжеловес Майк Тайсон на ринге во время матча откусил своему противнику Эвандеру Холифилду кусок уха. В данном случае рана была незамедлительно обработана антисептиками и скоро зажила без последствий.

Но и за пределами боксерского ринга люди нередко проявляют агрессивность и при этом пускают в ход свои зубы. Например, в январе 1999 года молодой житель города Маннгейма лишился кончика носа во время ссоры из‑за мобильного телефона. В феврале в немецком городе Пассау один гражданин отхватил пол–уха своему должнику, который не отдал долг. В апреле в окружную больницу в Эрдингере доставили женщину, избитую и искусанную собственным супругом. В августе того же года во Франкфурте–на–Майне уличный грабитель покусал прохожего, который пытался его задержать. Полицейские сводки пестрят такого рода сообщениями.