Текст книги "Скрытые возможности нашего мозга"

А столь удивительной точности в определении времени суток эпифиз обязан своим особым клеткам, которые занимаются выработкой обоих гормонов. Эти клетки называются пинеалоцитами и морфологически (по структуре) очень похожи на клетки кожи, вырабатывающие меланин. Это – известный каждому гормон, который обеспечивает пигментацию кожи под воздействием солнечных лучей. Чем больше меланина в коже, тем быстрее, проще и лучше загорает человек. Кроме того, меланинпродуцирующие клетки во множестве содержатся в сетчатке глаза. Так вот, подобного же рода клетки есть и в ткани эпифиза. Информацию об уровне освещенности им «предоставляет» глазная сетчатка. А уж в соответствии с полученными данными они попеременно вырабатывают серотонин утром и мелатонин (не путать с меланином!) – во второй половине дня. Точнее, первая «смена приоритетов» в пинеалоцитах наступает ориентировочно к двум часам пополудни. А часам к девяти утра происходит вторая, при которой уровень мелатонина снижается до минимума, зато серотонин достигает нормальных дневных значений.

Существование в эпифизе этого интереснейшего, в остальном вовсе для тканей мозга не характерного механизма объяснить сложно. Почему бы ему, в самом деле, не ориентироваться, скажем, на сигналы из самих зрительных центров коры? Ведь туда информация тоже поступает напрямую, по зрительному нерву – так чем она ему недостаточно достоверна? И связь между этой железой (принадлежащей к структуре мозгового ствола) со структурами большого мозга не является односторонней. Так что передача таких сигналов из коры «технически» была бы вполне возможна… Тем не менее эпифиз ориентируется почему-то на собственные данные.

А эта же железа у птиц «поступает» еще оригинальнее. Птичий эпифиз мало того, что выполняет функции навигационного компаса, помогающего пернатым ориентироваться в сторонах света, так он вдобавок различает уровень освещения снаружи прямо сквозь черепную кость! Кроме того, существуют некоторые данные из области эволюции человеческого мозга, позволяющие предположить, что эпифиз не всегда находился внутри окружающих его нынче других разделов. Возможно, что и у человека он ранее был расположен над областью мозжечка – ориентировочно в районе макушки, чуть ближе к затылку. Что, в свою очередь, вызывает прямые ассоциации то ли с концепцией чакр в йоге, то ли с магией «третьего глаза».

Но слишком увлекаться такими воображаемыми аналогиями не стоит.

Во-первых, фактических, материальных данных о том, что человек вообще эволюционировал, не существует. То есть никакого скелета, принадлежащего точно не обезьяне и точно человеческому предку, до сих пор никто не находил. Промежуточных форм между обезьяной и человеком (равно как и между динозаврами и современной фауной) просто не обнаружено, хотя костей самих динозавров за столько лет откопали уже целую груду…

Во-вторых, из отсутствия физически доступного для исследования материала следует, что все научные построения в данной области производились виртуально. То есть на основе исключительно предположений ученых и при помощи компьютерного моделирования. А предполагать можно самые разные вещи, вплоть до полной фантастики – тем паче, что компьютер в антропологии ничего не смыслит и на ошибку указать не сможет.

В-третьих, по поводу расположения и назначения «третьего глаза» различные направления мистики и эзотерики спорят до сих пор. Кто-то готов клясться головой, будто сей загадочный орган, отвечающий за дар прорицания, находится посередине лба, над линией бровей и четко промеж них. А кому-то он видится действительно расположенным на макушке, в области родничка – точки начала роста волосяного покрова головы. Только йога определилась в вопросе сразу и навсегда: на макушке расположена чакра сахасрара (название приблизительно переводится как «лотос с тысячей лепестков»), которая обеспечивает связь человеческой души с энергетическими потоками Вселенной. Значение этой чакры связано с чистым сознанием космоса и просветлением…

И вообще, не следует забывать, что нынче в этом месте у человека находится мозжечок. Был ли эпифиз когда-либо «третьим глазом» или нет, современное его назначение носит совершенно другой характер. Но от этого не менее важный для организма. Как уже было отмечено ранее, способность группки полупрозрачных клеток вырасти за девять месяцев до размеров трехкилограммового здорового младенца – это чудо не худшее, чем превращение ломтя хлеба в стакан водки. Все зависит исключительно от точки зрения на вопрос.

Таким образом, если говорить о мозговом стволе в целом, он выполняет несколько важнейших функций, отличных от таковых у мозжечка. Первая – это снабжение головного мозга необходимой ему в весьма немалых количествах энергией из глюкозы, присутствующей в крови. Вторая состоит в самом непосредственном участии, которое принимают его структуры в вопросах нейрогуморальной регуляции организма. Как-никак от решений, которые принимает мозговой ствол, зависит, сколько и как будет спать его обладатель, будет ли он есть с аппетитом или вяло, возникнут ли у него тромбы в сосудах и будет ли ему жарко аль холодно. А это, согласимся, заслуживает определенного признания!

Большой мозг человека: чего там только нет!

^{Рис. 3. Большой мозг и другие важные составляющие тайны}

И наконец, самый заметный, высокоразвитый и крупный отдел центральной нервной системы. Сложно даже сразу сказать, что именно делает его таким запоминающимся. То ли это выдающиеся (по сравнению с остальными частями, конечно) размеры, то ли необычный и причудливый рисунок извилин, избороздивший его поверхность. Во всяком случае, благодаря этой относительной известности, сообщение о том, что большой мозг человека состоит из правого и левого полушарий, новостью ни для кого не является. Соединены они между собой мозолистым телом — скоплением нервных волокон аксонов.

К слову, их число в мозолистом теле достигает числа в 200 000 000. Надо полагать, речь идет о приблизительной цифре – какая ж аппаратура сможет со стопроцентной гарантией поручиться за точность подсчетов подобных величин!

Но интереснее всего в структуре мозолистого тела то, что большинство аксонов, его образующих, связывает определенные участки одного полушария с парными им в другом полушарии. То есть расположены эти связки поперечно. Однако большинство – это еще не все, и среди них немало таких, которые пролегают также вдоль мозолистого тела, связывая между собой области с совершенно разной «специализацией». Эти волокна называются ассоциативными и задействуются, когда поступающая в мозг информация неоднородна и подлежит обработке сразу несколькими его отделами.

Львиную долю массы полушарий составляет белое вещество. Часто можно встретить мнение, будто бы полушария сплошь состоят из него, а слоем серого вещества они покрыты только сверху. На самом деле это не совсем так. Внутри тела полушарий тоже присутствуют скопления клеток серого вещества, представленные небольшими, но видимыми без микроскопа группками. Разница же между белым и серым веществом состоит в том, что первое образовано в основном аксонами, а второе – дендритами нейронов.

Напомним, что слово «нейрон» обозначает тип клетки. В данном случае нервной. А у нервной клетки есть (и это отличает ее от большинства других клеток) отростки, которые бывают двух видов.

Первый вид – неразветвленные отростки, покрытые оболочкой из белка миелина, который и придает им белый цвет. Отростки такого вида передают сигнал от «своей» клетки к соседним клеткам или их отросткам. И называются они аксонами.

Другой вид – это дендриты, получившие свое название из-за множества добавочных двусторонних ответвлений на своем стволе. Они похожи на ветку дерева, миелиновой оболочки не имеют и предназначены для передачи сигналов извне к телу «своей» клетки.

У каждого нейрона может быть только один аксон – распространитель информации. Зато дендритов, напротив, сколько угодно. Вот поэтому ткани мозга разделяются на белые и серые в зависимости от того, в клетках какой из них больше тех или иных видов отростков. Сами же клетки и там, и там – одинаковы.

В то же время белое и серое вещество различаются своим назначением. Мышление как процесс сосредоточено полностью в коре головного мозга – то есть в сером веществе. Аксоны же белого вещества образуют сложную сеть своего рода проводов. Эти провода связывают различные участки коры как с остальными отделами центральной нервной системы (включая, разумеется, спинной мозг), так и между собой.

Есть вероятность, что такое представление науки об исполняемой белым веществом роли со временем покажется ей же чересчур упрощенным. Однако на данный момент случаев осуществления белым веществом каких-либо более сложных «обязанностей» ученым зафиксировать не удалось.

Кроме белого вещества, полушария образованы еще и полостями желудочков головного мозга. Всего их насчитывается четыре. Один (то есть третий) расположен в виде небольшой полости между таламусом и гипоталамусом, другой (четвертый) – это продольная полость, как бы зажатая между продолговатым и задним мозгом. Находится она ниже мозжечка. А первый и второй составляют, собственно, внутреннее пространство обоих полушарий. Они парные и самые крупные изо всех.

Желудочки заполнены спинномозговой жидкостью. А биологическое назначение столь странной жидкой основы, на которой покоится сама мозговая ткань обоих цветов, состоит в амортизации – причем в самом прямом смысле слова. Человек ведь существо подвижное. И при каждом его движении заключенный, подобно желтку, в более просторную, чем он сам, скорлупу черепа мозг подвергается толчкам, встряхиванию, смещению в самых различных направлениях. Как и желток в яйце, он соединен с черепом не настолько прочными связями, чтобы противостоять решительно всем таким переменам траектории. У яйца для этого есть белковые эластичные канатики, а у мозга – только несколько общих для него и черепных костей мест входа нервов и сосудов. И естественно, серповидные выросты – гребни, разделяющие его части…

Но ничем больше мозг с черепом не связан, поэтому сотрясение его заработать сравнительно несложно – достаточно удариться совсем легонько, но просто неудачно. Обычное же встряхивание – от ходьбы, прыжков, бега или откровенно акробатических трюков – мозг практически не ощущает. Однако происходит это не само по себе, а благодаря многоступенчатой системе амортизации.

Первая ступень образована S-образным изгибом позвоночника в районе поясницы. Эта особенность вообще сглаживает походку человека и очень облегчает «условия эксплуатации» всех органов туловища – от легких до брюшной полости и малого таза.

На пути же от ступней непосредственно к мозгу существует еще одна амортизирующая «прокладка» – шея. Ее изгиб не так основателен, как поясничный, однако он тоже существует, что легко заметить, присмотревшись к выступающему седьмому (на уровне плеч) позвонку…

Третий амортизирующий барьер образован системой обширных и помельче полостей внутри самого черепа, которые заполнены ликвором под сравнительно постоянным давлением. Все желудочки сообщаются между собой и спинным мозгом посредством связующих канальцев, что способствует выравниванию давления жидкости в различных частях «жидкой подушки». А при сотрясении мозга происходит одно из двух.

Первый сценарий: удар был достаточно силен, чтобы сотрясти эту конструкцию, что называется, до самого основания и вызвать отказ сразу нескольких защитных механизмов. И второй: он пришелся в неудачное место – то есть по одной из тех осей движения, по которым мозг смещается особенно легко. Либо, как вариант, его направление совпало с направлением циркуляции спинномозговой жидкости по желудочкам, что и вызвало резкий ее наплыв из одной полости в другую. Но в абсолютном большинстве эпизодов со встряхиванием содержимого черепной коробки факт его взвешенности в жидкостях, которыми заполнено пространство черепа, позволяет свести повреждения тканей самого мозга к минимальным.

Оболочек у головного мозга, вопреки расхожему мнению, не одна, образованная серым веществом, а три. Без учета самой кости, разумеется. Первая составляет одновременно и надкостницу черепных костей, однако связана она с ними не особенно прочно. Самая прочная эта взаимосвязь – у основания черепа, где надкостница сращена с костью целым набором проникающих в щели костей выростов.

С другой своей стороны та же самая оболочка и тем же методом проникает во все основные «водоразделы» между частями головного мозга. Тем самым она дополнительно фиксирует их отдельно друг от друга: правое полушарие большого мозга и мозжечка от левого полушария, а также весь большой мозг – от мозжечка. Эти разделители – выросты на внутренней поверхности надкостницы называются серпами.

Следующая оболочка мозга называется паутинной, или, пользуясь классической латынью, арахноидальной. Она образована тонким слоем уплощенных клеток и не содержит сосудов. Пространство между нею и предыдущей, твердой, оболочкой называется субдуральным. Заполнено оно особым, не имеющим аналогов в организме, видом жидкости.

Следующая, третья по счету, оболочка, сплетена из сплошных сосудов. Она-то и выполняет функции снабжения кровью и питательными веществами всего вещества мозга. И выполняет, нужно сказать, почти всегда в «авральном» режиме. Объясняется это тем, что мозг в процессе работы поглощает 20 % от всего кислорода, который требуется организму. То есть изо всех органов тела головной мозг является абсолютным чемпионом по потреблению кислорода. И его нехватка сказывается на качестве работы этого органа быстрее всего.

Убедиться в данном факте лично может каждый человек, и для этого вовсе не обязательно лезть в петлю. Среднестатистическому жителю крупного города достаточно бывает, к примеру, съездить на выходные в сосновый бор. Всего пара-тройка часов, проведенных среди дурманящих ароматов коры и хвои, – и у горожанина, привычного дышать углекислотой да выхлопными парами, начинается мигрень. И она появляется вовсе не от усталости после переезда – нет.

Малоприятными головными болями туристы обязаны деревьям, которые своей листвой постоянно очищают и обогащают кислородом воздух лесополосы. Привычный к одной, более-менее постоянной, степени насыщения крови кислородом, мозг горожанина не способен мгновенно перестроиться под новый, более интенсивный темп. Крови он «прокачивает» столько же, сколько и всегда, поскольку потребляет оттуда не только воздух. Следовательно, приостановить или замедлить ее циркуляцию он не может, и воздуха вместе с нею бывает вынужден поглотить в несколько раз больше обычного. К счастью, мигрень чаще всего проходит уже к концу первого дня.

Возможности мозга по количеству «съедаемого» O₂ поистине безграничны, потому к хорошему снабжению он привыкает быстро. Самую же сложную в этом плане задачу перед ним ставят именно хвойные леса. Особенно в дождливую погоду. Увеличение электромагнитного напряжения в атмосфере во время грозы заставляет некоторые молекулы кислорода распадаться на отдельные атомы. Эти атомы нередко оседают на кончиках сосновых игл, так как иглы обладают собственным, противоположным статическим зарядом. И когда где-нибудь неподалеку «объявляется» целая кислородная молекула O₂, свободные атомы на кончиках игл присоединяются к ней, образуя молекулу озона O. Такие процессы происходят в атмосфере Земли повсеместно и по разным причинам, однако в хвойных лесах – чаще и активнее всего…

Ну а между сосудистой и паутинной оболочками тоже пролегает небольшой зазор, именуемый субарахноидальным пространством. Там циркулирует уже спинномозговая жидкость. Обе эти мягкие оболочки в тандеме образуют первый защитный барьер головного мозга: проникшая в спинномозговую жидкость инфекция тут же уничтожается весьма активными в этом плане клетками паутинной оболочки. Причем ограждают ткани мозга от остальной среды организма не одни они. Абсолютно все разделы центральной нервной системы человеческого тела, включая не только головной, но и спинной мозг, снабжены своеобразной, полностью автономной «полосой препятствий». Полоса эта называется гематоэнцефалическим барьером, и она ограждает нервные ткани от ненужных или мешающих их нормальной работе воздействий извне.

Уникальная система самозащиты или причина неизлечимости заболеваний?
или Что такое гематоэнцефалический барьер головного мозга?

Мешать нейронам полноценно функционировать способны не только вирусы или инфекция. Они-то всем тканям, а не одним нейронам наносят непоправимый ущерб. Потому на данный момент известен лишь один тип тканей, развитию которых они, в известном смысле, способствуют. Правда, речь идет о тканях злокачественных, так что от подобной «помощи» лучше все-таки отказаться…

Бактерии, имеющие свойство атаковать клетки крови, проникни они в мозг – что в головной, что в спинной, – могут натворить немало бед. Хорошо, если круг последствий ограничится каким-нибудь хроническим нистагмом (хаотичное, неподконтрольное движение глазных белков) или мышечными судорогами!

Они хотя бы совместимы с жизнью, как и эпилепсия. Да и купировать большинство таких проявлений сейчас возможно благодаря высокому развитию фармацевтической промышленности. Миорелаксанты здесь приходятся очень кстати и обычно демонстрируют себя с наилучшей стороны.

А если разобьет паралич или нарушится легочная моторика?.. Тем более когда за «агрессором» еще и откроют «сезон охоты» агенты иммунной системы – лейкоциты и Т-киллеры? Даже при условии совершенно правильной их работы, без учета возможных (и встречающихся в нашем мире все чаще) аутоиммунных реакций? Если подумать, выходит, что допускать, чтобы они устраивали себе «охотничьи угодья» прямо в мозгу, и впрямь нельзя!

Вот почему клеткам иммунитета, как и инфекциям любого рода, путь в ткани головного и спинного мозга заказан. Кроме того, гематоэнцефалический барьер защищает нервные ткани от токсинов и продуктов распада, содержащихся в крови. Фактически он не «подпускает» к центральной нервной системе ничего лишнего, способного нарушить постоянство ее внутренней среды. И следовательно, расстроить ее налаженную работу.

Одновременно он отражает абсолютное большинство внешних атак на эту среду. А все это в совокупности обеспечивает определенную его независимость от состояния иммунитета и множества других процессов в организме.

Как же такое вообще возможно – чтобы все необходимое поступало к клеткам из крови беспрепятственно, а ничего ненужного не просочилось?

Первый рубеж гематоэнцефалической «обороны» мозга образован особой плотностью стенок питающих его капилляров. Не секрет, что стенки сосудов в масштабах всего тела обладают известной проницаемостью. Ведь невозможно представить себе систему сосудов, где к каждой клетке подводил бы отдельный капилляр, не правда ли? Их число зашкалило бы за десятый миллиард уже при подсчете на одной руке от кисти до локтя! Стало быть, каждое ответвление сосуда должно каким-то образом снабжать питательными веществами крови как минимум несколько сотен окружающих клеток!

На самом деле, каждый капилляр успевает удовлетворить потребности куда большего их числа. И все благодаря тому, что его стенки свободно проницаемы для питательных компонентов и белков – захватчиков на поверхности клеточных мембран. Проницаемость эта не везде одинакова и может варьировать в зависимости от типа тканей. Тем не менее до полной «глухоты» она изменяется только в сосудах, подводящих непосредственно к мозгу.

Клетки сосудистых стенок, проходящих через ткани центральной нервной системы, располагаются по принципу черепицы – один слой частично перекрывает элементы другого. Помимо плотности прилегания, у клеток мозговых капилляров есть еще одна особенность. Они содержат гораздо больше митохондрий, чем другие эндотелиальные (выстилающие стенку сосудов) клетки. Из чего следует, что обменные и энергетические процессы в них проходят гораздо интенсивнее.

Под слоем эндотелиалыных клеток самой сосудистой стенки имеется дополнительная, характерная только для структуры гематоэнцефалического барьера, базальная мембрана. Причем трехслойная. Она выполняет ту же функцию, что и рыбачья сеть, только отлавливает не рыбу, а молекулы определенных размеров… Любопытно также, что митохондрий-то в клетках мозговых сосудов больше, зато вакуолей – меньше.

Вакуоли – это пузырьки цитоплазмы, в которые клетка обычно заключает подлежащие выводу в кровь продукты распада, чтобы после избавиться от них «с комфортом». Причем они почти полностью отсутствуют в клетках, которые ближе к самому просвету сосуда. А в тех, которые прилегают непосредственно к тканям мозга, их число близко к нормальному.

Все это может означать лишь одно: клетки мозговых капилляров четко сориентированы на выведение отходов работы клеток мозга, но функция снабжения у них сужена до минимума.

Однако всех уже перечисленных мер предосторожности природе показалось мало. Этот вывод напрашивается по факту того, что нейроны, в отличие от любых других клеток, не прилегают к поверхности капилляров напрямую. Везде прилегают, а в мозгу – нет.

Стенка каждого капилляра окружена промежуточным слоем еще одних особых клеток – астроцитов. Такое «звездное» название их объясняется наличием густой сети отростков – дендритов, которая придает астроцитам сходство с лучистой звездой. Слой этих клеток покрывает 85–90 % поверхности мозговых капилляров и называется нейроглией.

Нейроглия не относится ни к нервной ткани, ни к эндотелиальной, однако выполняет посредническую функцию между той и другой сторонами. Именно составляющие ее астроциты захватывают необходимые элементы из кровотока. И они же передают их дальше, отросткам целевых клеток мозга. Причем астроциты снабжены собственной сигнальной системой. По ее «команде» проницаемость гематоэнцефалического барьера может повыситься или понизиться. Достигается такой эффект за счет снижения или повышения окислительной способности астроцитов и, как следствие, их электрического заряда. Это означает, что при снижении окислительного потенциала астроцит начинает притягивать из крови больше молекул – за счет разницы зарядов. Когда же он увеличен, барьер становится более плотным.

Известно, что все элементы крови заряжены отрицательно, чтобы избежать их слипания. Клетки в основном тоже. Для притягивания веществ, «проплывающих» мимо вместе с кровотоком, они обычно используют не законы электричества, а парные этим веществам белки – рецепторы на поверхности собственных мембран. Притягивание элементов через внезапную смену заряда с отрицательного на положительный «умеет» использовать, помимо нейроглии, только сам эндотелий сосуда. Такое случается при травме – и случается для того, чтобы притянуть из кровотока тромбоциты к месту повреждения.

Для чего эндотелию нужен столь специфичный механизм, понятно: тромбоциты нельзя активизировать сразу все и повсеместно. Не то сердечно-сосудистую систему в разных местах одновременно перекроют сотни разнокалиберных тромбов. Вот во избежание этого меняют заряд только клетки, расположенные по краям разрыва стенки. А значит, только вокруг них и налипают активаторы свертывания тромбоциты. Нейроглия же аналогичным способом может, в зависимости от ситуации, регулировать степень преодолимости гематоэнцефалического барьера для различных компонентов.

Нетрудно догадаться при таких условиях, что гематоэнцефалический барьер, хоть он и является поистине гениальной естественной структурой, может сам стать источником неприятностей. Что еще, помимо токсинов, продуктов распада и антител, оказывается периодически в крови? Верно, лекарственные препараты. Антибиотики, онкотоксичные соединения для химиотерапии, различного рода диагностические маркеры, элементы заместительного, корригирующего и профилактического назначения… Многоуровневая защита не пропускает и их – она просто не настолько умна, чтобы различать подобные тонкости.

При этом практика показывает, что сквозь решето гематоэнцефалического барьера способны успешно проскользнуть некоторые инфекции. Столбняк, рассеянный склероз, вирусный энцефалит, менингит – вот далеко не полный перечень заболеваний органов центральной нервной системы, вызываемых различными возбудителями. Они лечатся, но по-прежнему очень тяжело, несмотря ни на какое совершенство современных антибиотиков. А «благодарить» за это следует именно защитные системы отделов ЦНС. Технически, гематоэнцефалический барьер можно отчасти обойти – выполнять впрыскивание назначенных препаратов непосредственно в полость черепа. Но у метода существует множество недостатков, делающих его неполноценным, существенно повышающих риск осложнений и снижающих его эффективность.

Во-первых, впрыскивание лекарственного средства в заполненные жидкостями полости, которые отделяют одну оболочку от другой, означает непременную трепанацию черепа. То есть радикальное хирургическое вмешательство, имеющее свой спектр последствий и несущее риск вторичного инфицирования пока не задетых участков мозга.

Во-вторых, сами мозговые оболочки, как уже упоминалось, обладают собственным набором «контраргументов» к любым попыткам проникнуть сквозь них. Таким образом, вскрытие черепной коробки и вливание под них лекарства совсем не гарантирует, что оно хоть сколько-нибудь заметно подействует на инфицированные участки. Оно имеет довольно основательные шансы просто «не добраться» до целевых клеток.

В-третьих, необходим весьма тщательный контроль объема подаваемых жидкостей, ибо там и своей, цереброспинальной, вполне достаточно. К тому же черепная коробка, как говорится, не резиновая…

В-четвертых, частичное проникновение лекарственных средств сквозь мягкую оболочку мозга нельзя даже близко сравнить с полноценной капельницей. Так что вариант с прямым проникновением в полость черепа годится, что называется, только для самых ловких и находчивых молекул. Точь-в-точь как при естественном отборе. Но большего от него ожидать не следует.

Естественно, что такое количество недостатков не дает ученым покоя уже много лет подряд. И с открытием нанотехнологий дело, похоже, сдвинулось с мертвой точки. На данный момент еще нельзя говорить об изобретении кем-либо из нанотехнологов стопроцентно надежных, безопасных и действенных способов «провести» молекулы лекарства сквозь «редуты» барьера. То есть само-то направление работ здесь определить не составляет труда. Однако есть определенные недоработки по части разумения, какие из веществ организма барьер пропустит внутрь безотказно. И конечно, каким образом можно сконструировать вещество с достаточно маленьким для успешного проникновения размером молекул.

Суть нанотехнологий заключается в способах лабораторного, искусственного создания молекул с такой структурой, которая в природе образоваться не может. В самом широком смысле, нанотехнологии позволяют изменять строение естественных молекул – для придания веществам новых свойств, но с сохранением свойств базовых. И данный метод позволяет сочетать не только сочетаемое. В качестве крайнего, граничащего с абсурдом примера: нанотехнологии позволяют присоединять атомы металлов к молекулам жира или белка. Или встраивать их в довольно длинную, как известно, структуру молекул бензола. Разумеется, подобные нелепые модификаты любопытно собирать лишь для «пробы пера», в качестве проверки возможностей подхода. Практическое применение эти гибриды вряд ли найдут. Хотя… В одной из частей культового «Терминатора», помнится, фигурировал робот из будущего, отлитый из жидкого металла. Он даже, кажется, обладал ни с чем не сравнимым талантом к мимикрии… Ну разве что в таких целях!

То есть, пока речь о грядущей войне человекообразных машин не идет, нанотехнологии широко внедряют в медицине. Здесь они могут принести (и приносят) больше пользы. На них построено множество современных контрастных растворов для радиологических исследований. Допустим, контрастом для ПЭТ (позитронно-эмиссионной томографии) служат обычные биологически активные вещества – глюкоза или белки. Только к молекуле этих веществ присоединяется радиоактивный изотоп. Смысл процедуры понятен: на ПЭТ чаще всего ищут злокачественные опухоли и их метастазы. Клетки рака покушать любят, поэтому почти все, что им попадается полезного в крови, они поглощают без разбору. Если то, что они «съели» на сей раз, является источником радиоактивного излучения, томограф непременно зафиксирует наиболее активно излучающие участки тканей. Опухоль будет найдена. А для того, чтобы изотоп мог попасть внутрь злокачественной клетки, и необходима глюкоза. Напомним, это вещество служит универсальным источником энергии для всех клеток и тканей тела. Естественно, они с охотой тут же и распределят введенную в кровь порцию!

Без нанотехнологий существование подобных препаратов было бы невозможно. Приходилось бы просто облучать ампулу с раствором, рискуя удвоить дозу радиации для пациента или получить вещество, уже на глюкозу совсем не похожее. Радиация-то разрушает атомные связи в молекулах! Едва ли просто облученный препарат поглощался бы клетками так же быстро и легко, как сконструированный в нанолаборатории. Вероятность есть, но не столь уж большая – трансжиры вот тоже вроде бы усваиваются… Но не совсем так, как обычные. Однако проблемы онкогенности трансжиров – это всего лишь вопрос отсроченных во времени последствий. А ведь в случае с ПЭТ речь идет о точности диагностики, и такие ошибки в ней недопустимы!

Применительно к проницаемости гематоэнцефалического барьера, ученые испытывают наибольшие затруднения с размером молекул. Разные барьеры организма рассчитаны на пропуск разной же величины элементов. Так вот, гематоэнцефалический барьер из них – самое мелкое «сито». В основном защитная система головного мозга фильтрует вещества по признаку величины их частиц – и в ее тактике есть смысл. В то же время, если бы дело ограничивалось лишь размерами, наука получила бы искомое уже, наверное, году к 2000…

Прежде всего, распределение любых веществ в организме закономерно – то есть подчиняется определенным законам. Жирорастворимые компоненты первым делом, разумеется, будут накапливаться в жировых тканях. Водорастворимые – в крови и цитоплазме клеток. С этой точки зрения есть вещества более и менее универсальные, и их можно расставить по позициям этой шкалы даже, пожалуй, без особо сложных вычислений. Но по окончании этого разбора тотчас пора переходить к следующему – молекулы каких-то веществ распадаются во внутренней среде организма чаще, а какие-то – реже.