Глава 3 Ловец адреналинового кайфа

We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy

Глава 3

Ловец адреналинового кайфа

Участившийся пульс, более глубокое дыхание, повышение сахара в крови и секреции надпочечников – это были разнообразные и, казалось бы, никак друг с другом не связанные изменения. Но одной бессонной ночью, заметив их у себя, я вдруг с необычайной ясностью понял: вкупе они говорят о мобилизации всех сил организма, чтобы вступить в схватку, – или спастись бегством.

Уолтер Брэдфорд Кэннон. Путь исследователя

В начале 1969 года я страстно хотел уже начать учиться и сделать блестящую карьеру. Но я боялся, что у меня ничего не выйдет, особенно учитывая мои более чем слабые успехи в школе. Однако, повидав истинную скудость ума и слабость тела и духа во Вьетнаме, я осознавал необходимость образования. Хорошо хоть, что в Калифорнии было легко найти работу. Благодаря моему опыту, я быстро устроился специалистом по обслуживанию аппаратов искусственной вентиляции легких в больнице «Пенинсула» в Берлингейме. Очень скоро меня назначили бригадиром кардиологической реанимации – в той же должности я служил и в Дананге.

Благодаря закону о льготах демобилизованным, я смог поступить в колледж Сан-Матео. Барбара тоже теперь училась – ей пришлось посещать занятия по английскому, математике и химии, потому что калифорнийские чиновники-бюрократы были не в состоянии разобраться в ее новозеландском аттестате.

В колледже были отличные преподаватели. Один из них, Брюс Кэмерон, преподавал английскую литературу. Брюсу было около сорока, он закончил Хантеровский колледж в Нью-Йорке, и чтобы заплатить за обучение, работал таксистом. Получив степень магистра, он переехал в Калифорнию и устроился на должность преподавателя. Брюс часто говорил студентам, что если кому-то скучно или не нравится тема письменного задания, он может написать что угодно, по собственному желанию. Я решил воспользоваться этим предложением и, с иронией отнесясь к пристрастию Кэмерона к никотину, написал сочинение о трагической судьбе заядлого курильщика Гарри Боггса, умершего от рака легких.

Моя дилетантское произведение и тот факт, что только я принял его вызов, произвели на Кэмерона благоприятное впечатление. Так началась наша дружба, и вскоре я стал частенько ужинать вместе с ним и его женой Пэт. Брюс был мне и другом, и наставником, он развивал мой интеллект и призывал не останавливаться на достигнутом. С каждым днем я писал все лучше и лучше, обретая уверенность в себе. Удивительное дело – я преуспевал не только в английском, но и в тех предметах, в которых раньше был совершеннейшим профаном, например в математике.

Одна лишь химия вызывала у меня ужас. Этот предмет был чрезвычайно важен для моей будущей медицинской карьеры, но после школы уже только мысль об атомах и молекулах вызывала у меня аллергию. Однако моя учительница Кейт Мурасигэ, недавно защитившая докторскую диссертацию, преподавала химию с таким увлечением, что мне даже понравилось заниматься химическими «расследованиями» с применением почти детективных методов для обнаружения неизвестных соединений. Сегодня Кейт уже не химик – она давно поменяла профессию и стала юристом по патентному праву, но, вспоминая те далекие времена, она уверяет, что я был похож тогда на отличника, которого обязательно в будущем ждет успех.

Постепенно занятия стали доставлять мне удовольствие, что отразилось и на оценках – я получал круглые пятерки, даже работая каждый вечер на полную ставку в больнице. Я планировал закончить первые два года обучения в колледже за восемнадцать месяцев, а затем попытаться перевестись в Калифорнийский университет. (Учеба в Стэнфорде мне была не по карману.)

Однажды, во время занятий по французскому языку (надо сказать, я испытывал определенную неловкость в присутствии однокурсников, которые не только свободно говорили по-французски, но и копировали присущие французам свободные манеры), в аудиторию вдруг ворвался один из наших студентов. Глубоко взволнованный, он сообщил нам о кровавом подавлении митинга студентов в Кентском университете. Ричард Никсон, к тому времени уже ставший президентом, пообещал закончить войну во Вьетнаме, однако вместо этого военные действия распространились и на Камбоджу. Пацифисты горячо откликнулись на эскалацию конфликта, и по всей стране в университетских кампусах вспыхнули протестные акции с требованием прекратить войну. В понедельник 4 мая 1970 года четверо студентов Кентского университета были расстреляны войсками национальной гвардии, а девять получили ранения.

Я хорошо понимал глубокое отвращение демонстрантов к политике правительства, ведь я своими глазами видел бессмысленные убийства и жестокость американских солдат во Вьетнаме. Но также остро я сочувствовал и тем, кто до сих пор служил во Вьетнаме. Большинство из них попали туда по призыву, как я, или добровольно – чтобы убежать от мрачного быта, или просто в поисках приключений. Но было и множество патриотов своей страны. Протестующие не учитывали этого. Каковы бы ни были причины, по которым солдат оказался во Вьетнаме, для них он был просто еще одним «убийцей ребенка», живым напоминанием о массовом убийстве мирных жителей в Сонгми – кровавой бойне, устроенной США, в которой погибли сотни безоружных людей и среди них – старики, женщины и дети. Ирония судьбы – многие из «свиней», гвардейцев, стрелявших в студентов Кентского университета, пошли в армию из-за нежелания оказаться во Вьетнаме.

Мои антивоенные настроения в тот день достигли предела, и я верил, что мой опыт работы санитаром во Вьетнаме тоже может повлиять на общественное мнение. Необходимо закрыть колледж и выйти на демонстрацию в знак протеста против убийства, призывал я своих сокурсников. К нашему стихийному митингу присоединились тысячи учащихся. Один за другим к микрофону подходили протестующие студенты и обращались к толпе, а когда очередь дошла до меня, я предложил устроить мирный марш в Сан-Матео. На следующий день местная газета напечатала на первой полосе мою фотографию с подписью: «Это наш колледж, возьмем его в свои руки!».

В результате я организовал демонстрацию, а президент университета и его помощники связались со мной для обсуждения возможности мирного разрешения конфликта. Осознав мой миролюбивый настрой, они явно успокоились и даже выразили неофициальную поддержку марша протеста против расстрела студентов. На марш пришло более 10 тысяч человек. Я шел во главе демонстрантов, а следом несли символический гроб.

Из-за адреналинового накала страстей я помню все события тех дней как в тумане, кроме одной яркой детали. Белый фургон медленно едет вслед за нами, его раздвижные двери открыты, и видно, как находящиеся внутри без устали фотографируют меня и других студенческих лидеров. Я думал, это журналисты, но потом узнал в них полицейских и агентов ФБР. Шествие закончилось мирно. Бойня в Кентском университете привела к единственной в истории общенациональной забастовке студентов, в которой приняли участие 4 миллиона студентов, а более 9 сотен американских колледжей и университетов прекратили работу. На фоне всего этого шума, слезоточивого газа и полицейских с дубинками, перед моими глазами до сих пор стоит одна картина: газетная фотография студента Калифорнийского университета в Сан-Диего, который поджег себя в знак протеста.

Между тем я с удвоенной силой возобновил учебу. Мне оставалось сдать Брюсу два задания – рецензии на две книги, которые во многом отражали перемены и в моей жизни. Мой первый выбор пал на книгу Фрэнсиса Чичестера «В пустыне волн и небес», увлекательную историю об одиночном кругосветном плавании, совершенном автором (в 65 лет!) в 1966 году. Чичестер, этот настоящий герой, за свои достижения был посвящен в рыцари. В книге он рассказал о девятимесячном путешествии на яхте «Джипси Мот IV», о том, как сумел преодолеть болезнь, ранения и опасности, едва не погибнув в бурных волнах.

Второй книгой я выбрал «Двойную спираль» нобелевского лауреата Джеймса Уотсона – об одном из величайших открытий в молекулярной биологии. Первоначально Уотсон озаглавил ее «Честный Джим» (отсылка к роману Кингсли Эмиса «Счастливчик Джим»), отчасти из-за чудовищного промаха, который допустил на пути к своему триумфальному открытию, а может, потому, что просто с обезоруживающей искренностью хотел поведать, как его подозревали в присвоении чужих результатов, приведших к величайшему открытию{6}. (Он даже подумывал о том, чтобы написать статью под заголовком «Хроника одного преступления».)

Здесь я хотел бы сделать небольшое отступление, чтобы рассказать об Уотсоне – этот человек и его исследования сыграли важную роль в моей жизни. С огромным интересом читая его книгу, я узнавал, как он и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК, как они внесли «глоток свежего генетического воздуха» в затхлый мир британской биологии. Открыв структуру молекулы ДНК, Крик тут же побежал хвастаться в пивной бар «Орел». Такое поведение было вполне типичным для этой пары. Как сказал Уотсон, «мы поспешили заявить об этом во всеуслышание, уверенные, что если будем медлить, обязательно найдется кто-нибудь еще, кто найдет правильное решение, и нам придется делиться с ним славой»{7}. Они смаковали неудачи конкурентов и отказывались играть по их правилам. Использовали ли они разумные, традиционные методы или гнались за эффектом и экстравагантностью, главное – они во что бы то ни стало хотели получить ответ как можно скорее. Крик сам признавал, что они «вели себя по-юношески высокомерно, порой жестоко… сочетая нетерпеливость с нарочитой небрежностью»{8}.

В их открытии огромную роль сыграл Морис Уилкинс, который первым пробудил интерес Уотсона к рентгенографическим исследованиями ДНК. Уилкинс работал вместе с другой ключевой фигурой в истории двойной спирали – Розалинд Франклин. Уотсон изображал «Рози» замкнутой и раздражительной интеллектуалкой – она делала невыносимой жизнь Уилкинса и относилась к мужчинам, как к неразумным школьникам. В ключевой сцене книги Уотсона действие происходит в начале 1953 года: Уилкинс торжественно вплывает в лабораторию Франклин и заявляет, что она не имеет ни малейшего представления о том, что на самом деле означают полученные ею результаты. Франклин так разозлилась, что выскочила из-за стола, и Уотсон даже отпрянул в страхе, что она может его ударить.

Пятясь, он наткнулся на Уилкинса, который показал ему лучший рентгенографический снимок ДНК, сделанный Франклин. Этот снимок под номером 51 был получен в мае 1952 года{9}. На нем были видны рефлексы в виде черного креста, что и стало ключом к пониманию структуры двойной спирали.

«От удивления у меня открылся рот, и мой пульс резко участился», – вспоминает Уотсон{10}. Он был уверен, что видит спираль и они с Криком на правильном пути. Уилкинс говорил ему об этом еще в 1951 году, и Крик еще тогда теоретически предсказал, как будет выглядеть картина дифракции рентгеновских лучей на спирали. Структура ДНК явилась как озарение, она была «гораздо красивее, чем мы могли предположить», – сказал Уотсон. Комплементарность оснований ДНК («буква» А всегда образует пару с Т, а С – пару с G) показала, как происходит копирование генов при делении клетки{11}. Самое раннее письменное упоминание об этом можно найти в замечательном письме Крика сыну Майклу от 17 марта 1953 года{12}. «Теперь ты видишь, как природа копирует гены. Если две связанные цепочки распадаются на две отдельные цепочки, и если затем каждая из них соединяется с другой, то поскольку А всегда соединяется с Т, а G с С, мы получаем две копии вместо одной молекулы, имевшейся у нас ранее. Похоже, мы нашли основной механизм копирования, с помощью которого одна жизнь происходит из другой…».

Полвека спустя в своей книге «Страсть к ДНК» Уотсон признавался: «Некоторые полагали, что мы с Фрэнсисом не имели права думать о результатах, полученных другими учеными, и в действительности украли двойную спираль у Мориса Уилкинса и Розалинд Франклин»{13}.

Мое усердие приносило свои плоды. Я получал круглые пятерки по всем предметам, как и Барбара. Узнав, что мы приняты в Калифорнийский университет в Сан-Диего, мы праздновали всю ночь. Однако оставалась финансовая проблема. Плата за обучение в размере 900 долларов в квартал может показаться небольшой по сегодняшним меркам, но моя стипендии от штата Калифорния ее не покрывала. Мне нужно было придумать, на что мы с Барбарой будем жить, если будем учиться на дневном отделении. Как женатые студенты, мы имели право на студенческий кредит, но мой отец согласился одолжить нам эти деньги без процентов – при условии, что я дам ему расписку. Его очевидное недоверие было мне неприятно, но я был благодарен ему за помощь.

Мой геном и мой брат

Купаясь с младшим братом в океане вблизи Сан-Диего, однажды я увидел на расстоянии менее 20 м от нас здоровенный плавник. Хотя мы легко могли бы избежать встречи с акулой, я запаниковал – у Кейта было врожденное поражение слухового нерва, и он пользовался слуховым аппаратом, который вынул, пойдя в воду, и теперь не мог слышать ни моих криков, ни криков людей в соседней лодке. У меня не было иного выбора, кроме как подплыть к нему и рукой показать на акулу, стараясь привлечь его внимание. Наверное, мы были похожи на героев мультфильмов, когда практически выпрыгнули в лодку из воды.

В 50-х и 60-х годах прошлого века общество часто относилось недоброжелательно к людям с физическими недостатками, и Кейту в школе пришлось нелегко. Он был самым младшим ребенком в семье, и мы очень заботились о нем. Есть ли в моем собственном геноме какие-то намеки на то, почему Кейт родился глухим? Все-таки половина наших генов – общая. Ряд исследований связывает глухоту с изменениями в генах. После исследования одной большой костариканской семьи ученые связали потерю слуха с геном DIAPHI, а другой ген TMIE – с глухотой у мышей и у членов нескольких индийских и пакистанских семей. У меня, к счастью, нет ни одной из этих мутаций.

Другим возможным виновником глухоты Кейта является ген CDH23, который, по-видимому, играет определенную роль в формировании волосковых сенсорных клеток во внутренней части уха. Названные волосковыми из-за сходства с волосовидными отростками на их поверхности, волосковые клетки образуют ленту из датчиков вибрации по всей длине передней части ушного лабиринта – спиралевидную, похожую на улитку структуру во внутреннем ухе, которая распознает звук. Я проверял наличие у себя этого гена и хотел узнать, все ли там в порядке, но и здесь ничего не прояснилось. Очевидно, мне придется проанализировать геном Кейта и выяснить, действительно ли гены несут ответственность за его пониженный слух.

Мы переехали в городок Дель-Мар и сняли небольшую квартирку на 15-й улице с видом на океан. Свой девятнадцатифутовый парусник я держал в соседнем заливе Мишн, соорудив швартовочную бочку из пивного бочонка и засунув в него старый мотор. Океан продолжал много значить в моей жизни. До хорошего пляжа в Дель-Мар, где можно заниматься серфингом, и до Блэк-Бич, длинного участка песчаного пляжа, где можно купаться нагишом, было рукой подать. Мой брат Кейт начал учиться неподалеку в Университете Сан-Диего, и мы часто ходили плавать, готовясь к «Ла-Хойя Майл» – соревнованиям на открытой воде.

Если я не валялся на пляже или не ходил на паруснике в океан, то посещал занятия. Среди моих учителей был Гордон Сато, невысокий американец японского происхождения, попавший во время Второй мировой войны в лагерь для интернированных, потом вступивший в американскую армию и после демобилизации вернувшийся в Калифорнию для изучения биохимии. В лаборатории Сато всегда было полно красивых женщин, которые якобы хотели «обучить его новым языкам», а он был внешне вполне доброжелателен, но на самом деле довольно безразличен к своим студентам. Тем не менее я преуспел в его предмете, и он был готов меня поддерживать.

Я увлекся разработанной им методикой культивирования клеток, которая позволяла с помощью ферментов растворять ткани для получения одиночных живых клеток, которые затем можно было выращивать в пластиковых кюветах. Сато понимал, что я способен на большее, чем просто медицина, и однажды, когда мы болтали на солнышке, он спросил, интересуют ли меня фундаментальные исследования. А у меня и в самом деле возникла идея продолжить эксперименты с клетками сердца куриного эмбриона.

Через несколько дней Сато сказал мне, что выдающийся энзимолог Натан Каплан хочет встретиться со мной, в том числе из-за моей необычной биографии. Хотя я был всего лишь студентом-старшекурсником, Каплан убедил меня выбрать какую-нибудь тему для исследования, которая бы его заинтриговала. Недолго думая, я нашел такую тему – реакция организма на стресс по типу «бей или беги», инициированная адреналином. Вскоре наступил важный скачок в моей эволюции от простого студента медицинского факультета к ученому-исследователю. Это произошло, когда я задал вопрос о том, каким образом адреналин заставляет клетки биться быстрее. Я предполагал, что кто-то знает ответ на этот вопрос, но, на удивление, таких людей не оказалось, хотя этот механизм имеет решающее значение для выживания человека. В течение нескольких следующих дней я погрузился в специальную литературу.

Я начал читать о рецепторах, о белках в клетке, с которыми поначалу взаимодействуют лекарства и гормоны. По одной популярной тогда в Англии теории, адреналин работал внутри клетки, а согласно широко распространенной в Америке точке зрения, – где-то на поверхности клетки. Я предложил Каплану положить конец этому спору, используя слои согласованно сокращающихся клеток сердца. Ему понравилась моя идея, и он даже предоставил мне небольшую лабораторию. К тому времени на Каплана работало более сорока ученых. Они ютились в нескольких лабораторных комнатах и мечтали о собственном рабочем месте, а потому были далеко не в восторге, узнав, что единственная свободная комната досталась какому-то студентику без всякого опыта работы.

А я, не обращая внимания ни на что, увлеченно экспериментировал – с двенадцатидневными оплодотворенными куриными эмбрионами: делал отверстие в верхней части скорлупы, а затем выливал содержимое яйца в чашку Петри. Эмбрионы были полупрозрачные, с огромными глазами. Красные, бьющиеся сердечки просвечивали сквозь кожу. Я вырезал их хирургическими ножницами, измельчал, а затем использовал фермент для разложения коллагена, который склеивал клетки сердца. Затем в течение суток я инкубировал клетки при температуре тела в питательной среде, содержащей сахар, аминокислоты и витамины, после чего изучал их под микроскопом. И тут я стал свидетелем настоящего чуда.

Крошечные клетки, которые я извлек из цыплят, прилепились к пластиковой поверхности чашки и как бы распластались. Каждая из них сокращалась, как тысячи крошечных сердец. Я наблюдал за ними несколько часов, а затем на моих глазах происходило второе чудо: по мере того как клетки сердца делились и начинали касаться друг друга, их биение становилось все более и более синхронным, пока, наконец, превратившись в единый плотный слой клеток, они не начинали сокращаться как единое целое.

И я, и Каплан и другие наши коллеги взволнованно следили за тем, как в чашке Петри неустанно трудятся клетки куриного сердца. Я вспрыснул в чашку небольшое количество адреналина, и эффект стал поистине магическим: клетки тут же забились еще быстрее. Смываю адреналин – и они замедляют ритм и возвращаются к нормальной скорости биения. Добавляю адреналин, и они снова начинают неистово сокращаться. При обсуждении с Капланом полученных результатов мы придумали принципиально новый способ разгадывания секрета действия адреналина. Поисками ответа на вопрос, где именно в клетке действует адреналин, я буду заниматься ближайшие 10 лет.

А в это время на восточном побережье США, в одном из Национальных институтов здоровья (НИЗ), в лаборатории лауреата Нобелевской премии по химии Кристиана Анфинсена молодой ученый по имени Педро Куатрекасас присоединил инсулин к крошечным бусинкам сахара (сефа розе) и обнаружил, что из-за большого размера полученных гранул инсулин не может проникнуть внутрь липидных клеток. Тем не менее он продолжает работать в качестве гормона и стимулирует жировые клетки, которые, в свою очередь, преобразуют глюкозу в триглицериды. Этот простой и элегантный эксперимент доказывал, что инсулин воздействует на поверхностные рецепторы жировых клеток.

Я мог бы сделать нечто подобное и выяснить, где именно действует адреналин, с использованием возможностей лаборатории Каплана. В его лаборатории Джек Диксон изучал активность ферментов, присоединяя крупные молекулы белка к стеклянным бусинкам размером с песчинку. Каплан предложил мне поработать вместе с Джеком, чтобы найти способ химически присоединить молекулы адреналина к бусинкам, но без снижения биологического воздействия на клетки сердца.

Это потребовало определенных усилий. Мы придумали длинную «молекулярную руку», которая химическим путем присоединялась к стеклу бусинки, а другим концом одновременно удерживала молекулу адреналина достаточно далеко от нее, чтобы она все-таки могла дотянуться до гипотетических рецепторов адреналина на поверхности клетки. Мы изготовили первую партию адреналиново-стеклянных бусинок, и после тщательной промывки – чтобы полностью избавиться от свободного адреналина – они были готовы к экспериментам.

С помощью микроманипулятора для перемещения объектов на крошечные расстояния я положил несколько стеклянных бусин рядом с клетками сердца. Ничего не произошло, и это было хорошим знаком – адреналин не смывался с поверхности бусин. Слегка поворачивая ручку микроманипулятора, я постепенно придвигал бусины вплотную к клеткам сердца (чтобы они практически «поцеловались»), и те сразу же ускорили ритм биения. От восторга – причем по той же самой причине, из-за адреналина – затрепетало и мое собственное сердце. Я отодвинул бусины в сторону, и клетки возобновили свой нормальный ритм. Я повторил эксперимент с необработанными адреналином стеклянными бусинами – и ничего не происходило. Каплан встретил мои результаты с восторгом. Он хватал коллег, учеников и друзей, буквально всех, кто попадался под руку, и тащил взглянуть на небольшой телевизионный экран, подсоединенный к микроскопу, чтобы посмотреть, как я то придвигал бусинки к клеткам сердца, то отодвигал их обратно.

Каплан предложил мне спуститься на два этажа вниз и узнать у Стивена Мейера, заведующего фармакологической лабораторией, считает ли он возможным опубликовать наши результаты. Это было мое первое знакомство с политическими аспектами науки. Майер согласился меня принять, но вначале был довольно холоден – ведь открытие в его собственной области исследований было сделано в чужой лаборатории! Однако любопытство пересилило и, в конце концов, он предложил провести еще несколько контрольных экспериментов для проверки наших результатов, используя лекарственные препараты типа бета-блокатора пропранолола, специфически блокирующие действие адреналина.

Теоретически эксперимент казался несложным. Легко заметить, что клетки сердца бьются сильнее и быстрее при наличии бусин, а бета-блокатор замедляет этот процесс. Труднее количественно измерить эффект. Адреналин стимулирует два вида реакций клеток сердца: увеличивает скорость их биения и силу их сокращения. Чтобы придумать, как измерить интенсивность биения, я проконсультировался с Джоном Россом-младшим, заведующим кардиологическим отделением, который отослал меня к Питеру Мароко, симпатичному и много знающему кардиологу, изучавшему на собаках причины сердечных приступов. Мы решили поместить стеклянные бусы на различные участки поверхности сердца собаки и посмотреть, будет ли какой-нибудь эффект. Мой опыт кардиореанимации во время службы в ВМС произвел благоприятное впечатление на хирургов отделения, и ко мне сразу стали хорошо относиться.

Результаты оказались впечатляющими. Когда адреналиновые стеклянные бусины размещались на большей части сердца собаки, ничего не происходило. Однако когда мы коснулись синусно-предсердного узла, сердце тут же забилось быстрее. А когда мы удалили бусины, сердечный ритм замедлился и пришел в норму. Вместо секундомера для моих примитивных измерений у нас теперь были стопки бумаги для снятия электрокардиограмм и специальные датчики, фиксировавшие действие адреналина во всех деталях.

Росс позвонил Каплану и сообщил, что весьма впечатлен результатами эксперимента. Каплана тогда только что избрали членом Национальной Академии наук, и он решил, что это как раз та работа, ради которой он мог бы воспользоваться одной из своих новых привилегий – вместе со мной, Джеком Диксоном и Питером Мароко написать статью о нашем открытии и опубликовать ее в престижном журнале «Труды Национальной Академии наук» (PNAS). Я был в приподнятом настроении. После Вьетнама прошло всего три года, а я, еще студент, уже печатаю статью о настоящем открытии!{14} Я очень гордился собой – преодолев недостатки своего образования, я успешно работал с представителями настоящей научной элиты.

К тому времени я уже делал все, чтобы попасть на медицинский факультет. Раз в неделю, иногда и в выходные, я садился в свой «фольксваген» и ехал в клинику для бедных в мексиканском городе Тихуана, где лечил людей с тяжелыми генетическими нарушениями и делал всевозможные операции – от ампутации лишних пальцев у больных полидактилией до удаления доброкачественной опухоли размером с баскетбольный мяч у молодой девушки, чьи родственники были уверены, что она беременна. Но в глубине души я понимал: мое истинное призвание – исследовательская работа. Сато считал, что я помогу гораздо большему количеству людей своими научными открытиями, чем леча отдельных больных. Однако научная карьера отнюдь не исключала необходимости учиться в институте.

Пора было принимать решение, и это произошло в один прекрасный летний день, когда воздух казался раскаленным от зноя. Я прибыл на собеседование в Университет Южной Калифорнии, и спустя два часа его сотрудник, беседовавший со мной в обшарпанном мрачном офисе медицинского факультета, пришел к выводу, что принимая во внимание мой интерес к исследовательской работе, программа клинических испытаний мне вряд ли подойдет. Поскольку я просто терпеть не мог находиться в замкнутом пространстве, мне показалось это убедительным. Помимо всего прочего, мне показалось, что мой интервьюер не случайно оказался проктологом. Тем же вечером, плавая в море у берегов Ла-Хойя и смывая пот и грязь этого отвратительного дня, я принял решение продолжить исследования у Каплана, к которому испытывал большую симпатию.

На следующее утро я сообщил ему о своем решении. Он обрадовался и позвонил Палмеру Тейлору, чья лабораторная комната была напротив нашей. Палмер ответил, что с удовольствием примет меня осенью. Единственное, что мне оставалось сделать, это получить подтверждение об окончании Калифорнийского университета. Я уже сдал все зачеты, да еще мне зачли самостоятельные исследования, проведенные в лаборатории Каплана. Однако было еще одно обстоятельство, из-за которого меня мучили кошмары.

В Колледже Джона Мьюира Калифорнийского университета в Сан-Диего необходимым условием для выпускников было владение иностранным языком. Я знал немножко испанский и французский, но этого было явно недостаточно для сдачи устного экзамена. Я предложил альтернативный вариант, который мог бы оказаться полезным колледжу: перевести статью о культивируемых клетках сердца, недавно опубликованную во французском научном журнале. Декан согласился и дал неделю на перевод статьи. Работа оказалась гораздо сложнее, чем я ожидал, – меня удивило большое количество сленга и профессионального жаргона. Тем не менее экзаменатору понравился мой перевод и его зачли как сданный экзамен. В июне 1972 года я получил диплом с отличием по биохимии – через три с небольшим года после того, как я с большой опаской приступил к учебе в колледже Сан-Матео.

Университетская жизнь в начале 1970-х годов была совершенно не похожа на сегодняшнюю. В употреблении наркотиков не было ничего предосудительного, и это считалось относительно безопасным. Сегодня в это трудно поверить, но впервые попробовать кокаин мне предложил студент фармакологического факультета, пообещав, что я буду поражен эффектом. А в соседней лаборатории один студент-химик весьма творчески подошел к решению проблемы оплаты обучения на медицинском факультете – по вечерам он синтезировал ЛСД.

В те дни, в эпоху до эпидемии СПИДа, и отношение к сексу было достаточно непринужденным. В кабинетах профессоров приемной комиссии медицинского факультета постоянно толпились хорошенькие студентки. Подрабатывавшая лаборанткой в нашей лаборатории девушка ходила без лифчика, как и многие женщины в те годы. К тому же она обожала прозрачные блузки – неудивительно, что множество сотрудников мужского пола постоянно находили всевозможные причины для визита в нашу лабораторию.

Моя исследовательская карьера началась в сентябре 1972 года, сразу после окончания университета. Мне было очень приятно, что результаты моих экспериментов во шли в учебную программу изучения воздействия адреналина на поверхностные клетки. Тем временем я продолжал работать в лаборатории по несколько часов в день, чтобы детальнее разобраться в действии этого гормона на работу сердца. Джон Росс и еще один кардиолог, Джим Ковелл, предложили мне исследовать сосочковые мышцы кошек – цилиндрические мышцы около миллиметра в поперечнике и полсантиметра длиной, которые при сердцебиении обеспечивают закрытие сердечных клапанов в нужный момент.

Многие ученые считают эти мышцы удобным объектом для изучения механических свойств сердечной мышцы. Трудность задачи состоит в необходимости быстро удалить сердце и извлечь мышцу, прежде чем наступит ухудшение работы органа, а это происходит почти мгновенно. Как и большинству других ученых, мне не нравится использовать животных в научных целях, хотя я знаю, что вводя большую дозу нембутала, я обеспечиваю им более гуманную смерть, чем в приютах для животных, откуда мы их и получаем.

Привязав с одной стороны к мышце кусочек кетгута, мы закрепляли ее в ванне с раствором соли, через который пропускался кислород. Свободный конец мышцы был зажат в крошечном тензиометре – для точного измерения силы сердечных сокращений при стимуляции адреналином. Результат был еще более поразительным, чем в эксперименте с клетками сердца: для получения четко выраженного эффекта нужна была лишь одна теплая стеклянная бусина.

Это устройство позволило провести очень точные измерения действия различных лекарств и гормонов на сердечную мышцу и таким образом разобраться в механизме действия адреналина.

Среди экспериментов, предложенных Стивом Мейером, было изучение воздействия кокаина на адреналиново-стеклянные бусины. Известно, что одним из возможных эффектов при добавлении кокаина является блокирование распространения адреналина по нервным окончаниям. Майер хранил некоторое количество кокаина (да и других наркотиков) в сейфе у себя в кабинете. Мы обнаружили, что кокаин усиливает действие адреналина на бусины (вот почему препарат может вызывать боль в груди при его злоупотреблении), и пришли к выводу, что кокаин, вероятнее всего, дополнительно воздействует на какие-то другие участки мембран клеток сердца.

Хотя у меня была полная учебная нагрузка, мне пришлось написать еще одну статью для журнала PNAS – она была опубликована в начале 1973 года. Но в результате оценки моих аспирантских экзаменов оказались ниже среднего балла на медицинском факультете. Едва начавшись, моя карьера снова была под угрозой.

Бывало, из-за посредственных оценок студентов отчисляли из аспирантуры, но мне дали поблажку, поскольку за первый год в аспирантуре я опубликовал больше статей в серьезных журналах, чем средний аспирант за целых пять лет, но с условием, что я сдам устный экзамен специальной комиссии. Я справился, и они даже предложили изменить мой «неуд» на «отлично», но потом сошлись на «хорошо» и меня не отчислили. За последующие два года, параллельно с выполнением аспирантских обязанностей ассистента на кафедре, среди которых были операции на открытом сердце у собак, я написал еще 11 достаточно серьезных статей.

Между тем я начал размышлять о новых способах использования иммобилизованных лекарственных препаратов и ферментов. Одна идея пришла мне в голову во время лекции Дж. Эдвина Сигмиллера о подагре, известной как «болезнь королей» из-за связи со злоупотреблением жирной пищей и алкоголем. Подагра – это накопление в крови мочевой кислоты и отложение ее кристаллов в суставах и других тканях. В результате человек испытывает сильные боли, развивается артрит. Подагра связана с метаболизмом пуринов – азотсодержащих соединений, которые входят в состав молекулы ДНК. За исключением человека, все млекопитающие обладают ферментом под названием уриказа, расщепляющим пурины и превращающим их в растворимые соединения. Больных подагрой лечат путем введения уриказы из печени свиньи, но у пациентов часто развиваются иммунные реакции – организм атакует чужеродный свиной фермент, и эффект лечения падает.

У вот у меня возникла некая бредовая идея: почему бы не пропускать кровь по экстракорпоральному шунту с иммобилизованной уриказой, и таким образом осуществить циркуляцию крови обходным путем, тем самым предотвратив формирование иммунной реакции? Каплана заинтересовала эта идея, и Сигмиллер тоже сказал, что стоит попробовать. И тут я столкнулся с десятками чисто технических проблем. Как присоединить уриказу к стеклянным бусинам? Как проверить идею, если для этого варианта терапии невозможно использовать больных людей? Насколько велик риск шунтирования? Каплан, как и ранее, поддержал меня и заметил, что большинство ученых сами отговаривают себя от проведения экспериментов из-за боязни всяких осечек, но «если ты уверен в необходимости эксперимента – просто делай его!»

С помощью Джека Диксона мы присоединили фермент к бусинам, при этом сохранив его активность. К всеобщему удивлению и моему восторгу, он стал даже активнее, чем нативный фермент. Я разработал уникальный способ пропускать кровь через бусины с уриказой с помощью кардиотомного резервуара – пластикового пузыря размером с футбольный мяч, снабженного ниппелями для инфузии в артерию или вену. Обычно кровь поступает в центральную камеру, покрытую мелкой сеткой для предотвращения попадания сгустков крови. Я поместил в камеру бусины с ферментом, расположив их прямо на этом фильтре.

Теперь задача состояла в том, как испытать мой «ферментный реактор» и на каких биологических объектах. Сигмиллер отметил, что собаки далматинской породы имеют патологию обмена веществ: уровень мочевой кислоты у них возрастает из-за высокопуриновой диеты, что нетрудно спровоцировать, так как мясо богато пуринами. Мы посадили одного нашего далматинца исключительно на мясную диету, и уровень мочевой кислоты у него резко возрос. Спустя четыре часа после перфузии его крови через реактор с иммобилизованным ферментом уровень мочевой кислоты опустился до нормы, и собака практически ожила.

Но это не убедило моих критиков. Возможно, говорили они, уровень мочевой кислоты у собаки был гораздо ниже, чем у больных подагрой, а потому никаких выводов делать нельзя. Ситуация осложнялась еще и тем, что в организме собак всегда присутствует небольшое количество уриказы.

Сигмиллер предложил в качестве объекта исследования взять какую-нибудь птицу. У птиц нет уриказы, отсюда белый цвет (как у мочевой кислоты) птичьего помета. Учитывая размер моего ферментного реактора, нам требовалась довольно крупная птица. По мнению главного ветеринарного врача, ее вес должен был быть от 25 до 35 килограммов. Он знал одну ферму по соседству, где выращивали индюшек такой величины, но предупредил, что птичка будет довольно немолода и, скорее всего, «с характером». Оказалось, что это даже мягко сказано.

Когда 35-килограммовую индюшку доставили в грузовике, своими капризами и размахиванием почти двухметровых крыльев она наделала немало шума, а достаточно просторной для осуществления предстоящего эксперимента оказалась только операционная сердечно-сосудистой хирургии.

Составив вместе два операционных стола и установив оборудование, мы обвязали индюшку веревкой вокруг шеи и вытянули ее из клетки. Наша испытуемая теперь выглядела еще более злобной, чем раньше. Как только ее усмирили – а для этого понадобилось четверо лаборантов, – я взял у нее кровь для измерения уровня мочевой кислоты.

Ветеринар наш не был уверен, что именно порекомендовать в качестве анестезирующего средства, и предложил попробовать барбитурат пентобарбитал в той же дозе, что и для собак с перерасчетом на вес тела. Я ввел соответствующую дозу нашей птице, которую продолжали удерживать силой. В этот момент ветеринар сказал, что он вспомнил кое-что насчет физиологии индюшек: скорее всего, нам понадобится еще некоторое количество пентобарбитала.

Как по команде, птица повернулась, грозно посмотрела на меня и как будто согласилась отключиться. Ветеринар посоветовал немного подождать, но ничего не происходило, и спустя несколько минут я повторно ввел дозу анестетика. Птица немного расслабилась, но не казалась сонной, – хотя я и понятия не имел, как на самом деле должна выглядеть сонная 35-килограммовая индюшка. Мы решили удвоить дозу. Вроде эффект был, а может, и нет. Я ввел еще три больших дозы. Наконец индюшка отключилась.

Все вместе мы ее подняли и положили на два операционных стола, где находились ферментный реактор и насос для перекачивания крови. Я уже было собрался проколоть артерию и ввести шунт, как птица вдруг моргнула и через несколько мгновений взмахнула крыльями – наступил полный хаос, и столы из нержавеющей стали с грохотом опрокинулись. Лаборанты тщетно пытались удержать птицу, а я старался в это время ввести в жилку ее крыла огромную дозу пентобарбитала. На сей раз мне удалось внедрить шунт и начать эксперимент. Каждый раз, когда птица моргала, ей дополнительно вводили пентобарбитал. Наконец передо мной лежала на спине неподвижная индюшка, и все было вроде под контролем.

Но не успел я расслабиться, как птица проснулась, и только она опять взмахнула крыльями, все – столы, ферментный реактор, капельницы и даже люди – полетело кувырком. Терпение старшего лаборанта лопнуло, и он ввел трепыхающейся индюшке целую бутылку препарата. Она затихла, и он спросил, можно ли ее прикончить. Я согласился. Эксперимент явно провалился. Даже если уровень мочевой кислоты резко упал, никто, в том числе и я, не стали бы считать это результатом шунтирования.

Еще до того как нам привезли индюшку, мы часто обсуждали, что с ней делать после эксперимента. По общему мнению, ее следовало зажарить на пляжной вечеринке для аспирантов и студентов-медиков. Но теперь эта дохлая 35-килограммовая птица создала для нас новые проблемы. Мы не знали, как ее ощипать, да и чтобы приготовить индюшку такого размера, могло уйти полдня. Ветеринар предложил свой вариант. Будучи еще студентом в ветеринарном училище, он с приятелями придумал, как готовить крупных животных в автоклаве: пропарить птицу в этой изумительной скороварке, и тогда перья легко удаляются, а потом быстро отнести индюшку на пляж и там уже подрумянить на огне.

Я был весьма удивлен, как точно он рассчитал время выдерживания индюшки в автоклаве, которая под давлением приготовилась за рекордно короткий срок. Но это было еще не все. Больше всего меня волновали огромные дозы пентобарбитала, которым был напичкан наш ужин. А что если наши гости заснут? Однако все участвовавшие в опыте хором утверждали, что жар автоклава расщепит наркотик, а последующее обжаривание благополучно завершит процесс. Я согласился, и нашу трофейную птицу упаковали для отправки на пляж. И хотя я стал настоящим героем дня, и добрая сотня приглашенных пировала, вкушая индейку и запивая ее пивом, я так и не смог заставить себя попробовать объект моего неудавшегося эксперимента. Я тщательно искал следы сонливости у моих сокурсников, но, похоже, что спать хотелось только мне – от усталости.

Несмотря на историю с индюшкой, Каплан все-таки предложил включить результаты моего эксперимента с иммобилизованной уриказой в нашу новую статью. Я все больше восхищался высоким профессионализмом ученых, с которыми работал. Сам Каплан считался одним из лучших энзимологов в мире. Он доказал существование нескольких форм ферментов (изоферментов) с похожими, но не одинаковыми свойствами: на примере фермента лактатдегидрогеназы (LDH), который метаболизирует молочную кислоту, он показал, что по соотношению изомеров LDH, поступающих в кровь из поврежденных клеток, можно определить, был ли у человека сердечный приступ.

Однажды Каплан, высоко оценив мой вклад в наши совместные исследования, завел разговор о моей научной родословной. Он сказал, что в ней насчитывается уже несколько поколений биохимиков, и я – четвертое поколение. Каплан был представителем третьего поколения, поскольку в начале своей карьеры он работал под руководством Фрица Липмана и вместе с ним открыл ключевой биохимический интермедиат метаболизма человека – кофермент А. В 1953 году за эту работу Липман получил Нобелевскую премию. В своей книге «Блуждания биохимика» он показал, как результаты одного исследования совершенно непредсказуемым образом становятся ступенькой к следующему открытию, и мне вскоре предстояло в этом убедиться.

Воспоминания настроили Каплана на философский и несколько сентиментальный лад, и он признался, что своим отцом в науке считает Липмана, а научным «дедом» – Отто Мейергофа, американского ученого родом из Германии, открывшего источник энергии, молекулу АТФ, и получившего в 1922 году Нобелевскую премию. Каплан не сказал, что я, по сути, являюсь его научным «сыном», но намекнул на это. Я же охотно согласился считать его своим «научным отцом».

Всякий раз, когда университет посещали знаменитые друзья и коллеги Каплана, в том числе и Липман, он устраивал в их честь пышную вечеринку у себя дома. Обычно он не звал никого из лаборатории, но меня приглашал исполнять роль бармена, что позволило мне познакомиться с такими выдающимися учеными, как Карл и Герти Кори, которые поделили между собой Нобелевскую премию в 1947 году (Герти стала первой американкой-лауреатом этой премии), и биохимик Эфраим Качальский, который работал с иммобилизованными ферментами. (Качальский изменил свою фамилию на еврейскую Кацир в 1973 году, став президентом Израиля.) Другим частым гостем Каплана был ректор Калифорнийского университета Уильям Мак-Элрой, прославившийся работами по биохимии свечения светлячков. Он, удивленный моим более чем экономным способом наполнения рюмок, научил меня разливать напитки «как биохимик». Перевернув бутылку виски вверх дном в большой стакан, он медленно считал до трех – за время вечеринки он мог повторить этот ритуал до четырех раз.

Несмотря на успехи в Сан-Диего, моя жизнь все еще была омрачена продолжавшейся войной во Вьетнаме. Пошли слухи о проведении недалеко от моего дома массовой акции протеста против доставки напалма на суда в гавани, и у нас в квартире начали происходить странные вещи. Домашний телефон вдруг зазвучал как-то иначе, усилились фоновые шумы. И удивительным образом телефонный монтер всегда оказывался тут как тут, сидя в небольшой кабинке на столбе на уровне окна гостиной на втором этаже.

Однажды он появился у наших дверей, а с ним еще двое, которые представились агентами ФБР и настойчиво попросили нас ответить на некоторые вопросы. В конце длинной беседы они объяснили, что у них есть чеки, якобы выписанные Барбарой и имеющие отношение к международному отмыванию денег. Им нужно было взять образец почерка и отпечатки ее пальцев, а заодно и моих. Прежде чем уйти, они предупредили, что нам лучше вести себя благоразумно, а то им придется депортировать Барбару. Еще они сказали, что вернутся через два дня, и это «совершенно случайно» совпадало с датой акции протеста.

В тот день сотни полицейских в защитном снаряжении выстроились перед железнодорожными путями вдоль крутого обрыва над океаном. После полудня на заросшем травой островке земли между улицей и рельсами собралось около пятисот человек. Как только я увидел, как полицейские двинулись вперед и стали окружать скандирующую лозунги толпу, я схватил Барбару за руку и мы бросились бежать. Не успели мы выбраться из оцепления, как почувствовали запах слезоточивого газа. Когда над головами стали кружить вертолеты, люди бросились врассыпную, и полицейские принялись хватать всех подряд. В конце концов нам удалось добраться до дома, где мы продолжали следить за событиями, разворачивающимися прямо у нас под окнами. Последние группы протестующих, за которыми в свете прожекторов вертолетов охотилась полиция, были арестованы уже глубокой ночью. К понедельнику кабинка телефонного мастера исчезла. Фэбээровцы больше не появлялись, и мы с Барбарой возобновили учебу.

Я давно хотел проверить некую идею, навеянную одним из ранних открытий Каплана. А что, если использовать живые клетки сердца для изучения биохимических изменений при сердечном приступе? Я мог бы попытаться сымитировать ситуацию, при которой заблокированная артерия перестает снабжать сердце кровью и, следовательно, кислородом, измеряя уровень высвобождающихся из клеток сердца маркерных ферментов лактатдегидрогеназы и креатинкиназы после снижения уровня кислорода.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.