Текст книги "Пострефлекторная нейробиология поведения"

Уже в ранней работе Коштоянца и Мужеева, о которой только что шла речь, авторы стремятся нащупать такую форму эксперимента, которая позволила бы найти связь между регуляторным влиянием нерва и химизмом эффектора. Конкретно, в этой работе сделана попытка изменить предсказуемым способом метаболизм мышцы (отравление монойодацетатом) и сравнить иордановскую кривую растяжения отравленной мышцы в условиях сохранения и удаления центральных ганглиев.

Модель еще плоха, результаты трудны для интерпретации, но схема будущих экспериментов уже налицо. Через 12 лет в той же лаборатории в сходном по логике эксперименте будет получено снятие сулемой тормозящего действия ацетилхолина на изолированное сердце лягушки [184], и эта модель позволит существенно продвинуться в анализе механизма синаптической передачи: будет выделен постсинаптический рецептор, будет впервые осуществлена реакция между медиатором и рецептором ин витро и т. д. Прообраз этих успешных исследований явно виден в ранней работе, напечатанной в 1934 г.

Медиаторы беспозвоночных. В первых работах Коштоянца и его сотрудников, посвященных химизму нервных процессов и появившихся в 1936 г., преобладали работы но «химической передаче нервного возбуждения» у беспозвоночных («О холинэстеразе у беспозвоночных животных», «О способе действия ацетилхолина… у беспозвоночных животных», «Об адреналиноподобных веществах в организме беспозвоночных животных» – таковы названия этих первых сообщений). Обращение к беспозвоночным было понятным в свете сформулированного Коштоянцем эволюционного подхода к изучению физиологических функций.

В 30-х гг. медиаторами беспозвоночных во всей мировой науке, кроме Коштоянца, занимался только один человек – бельгийский фармаколог З. Бак. Трудами этих двух пионеров была создана огромная, ныне обширно развившаяся область – сравнительная физиология синаптических процессов.

Ранние работы Коштоянца и Бака по медиаторам беспозвоночных имели значительное сходство: каждый из исследователей проявлял интерес к разным группам беспозвоночных, каждый старался получить для своих объектов доказательства существования обоих известных в те годы медиаторных механизмов, холинергического и адренергического. На этом сходство кончалось.

Бак не был биологически образованным человеком. Скорее, наоборот, он был весьма малограмотен в биологии. Книга Бака «Химическая передача нервного импульса» (1974), переведенная на русский язык (М.: Мир, 1977), дает тому замечательные свидетельства. Так, Бак мог написать, что данные о наличии холинергической передачи у кольчатых червей «подтверждают взгляды классических зоологов, считающих, что между кольчатыми червями и позвоночными имеется тесная связь» (с. 88). Бак простодушно рассказывал об источниках своих филогенетических познаний: «Я вспоминаю, что мой учитель зоологии Август Ламеере считал, что иглокожие тесно связаны с кольчатыми червями» (с. 89). «Зоологи считают личинок асцидий близкими к головастикам амфибий, поскольку они тоже имеют дорсальную хорду», – читаем на той же странице, и т. п.

Вместе с тем Баку принадлежит продуктивная мысль, что объект для каждой конкретной задачи нужно выбирать из всего животного царства, не ограничиваясь кругом лабораторных животных. Ему, например, в 1935 г. впервые удалось выделить из нервной ткани чистый кристаллический ацетилхолин, так как была подобрана подходящая для этой цели ткань – мозг осьминога.

В отличие от Бака, Коштоянц, изучая медиаторы беспозвоночных, преследовал теоретические цели. Из данных о наличии у представителей разных зоологических типов одинаковых медиаторов Коштоянц извлек важнейшее обобщение – принцип изохимизма синаптических механизмов у всех животных, обладающих нервной системой. Следовательно, считал Коштоянц, химические механизмы нервной деятельности унаследованы нервной системой от донервных механизмов регуляции.

О том, насколько впереди других был Коштоянц в этом вопросе, свидетельствует многое. Вот что, например, уже в начале 60-х гг. писал один из видных английских специалистов в области физиологии беспозвоночных Д. М. Росс, выражавший принятую оценку: «После открытия медиаторов у позвоночных сравнительные физиологи пытались установить существование подобных химических передатчиков у беспозвоночных. В основном результаты были неутешительны… В ряде случаев нет убедительных доказательств существования химической передачи в нервных окончаниях… Можно заключить, что нет еще ясности в вопросе о закономерности распространения химических передатчиков в мире животных» {15: 284, 286}.

Для Коштоянца доступные данные оказались достаточными, и он имел ясное понимание вопроса уже к концу 30-х гг. Это можно было бы объяснить особой талантливостью, но очевидна и более реальная причина. Другие авторы не выходили за рамки эмпиризма и, следовательно, рассматривали каждый случай передачи изолированно, что требовало, в их понимании, всей полноты критериев, позволяющих судить о медиаторной функции вещества. Коштоянц опирался на опыт общей биологии, т. е. рассматривал явление в свете широкой картины сходных явлений. Судить о медиаторной функции вещества ему помогало то, что он интуитивно следовал так называемому правилу прецедента, ныне ставшему принятым; согласно этому правилу достаточно, чтобы медиаторная функция вещества была строго доказана для одного случая передачи, во всех остальных случаях можно опираться на какой-либо руководящий признак. Именно так и поступал Коштоянц.

Правильность принципа изохимизма полностью подтверждается данными, которыми нейробиология располагает сегодня. Хотя список известных науке медиаторных веществ неизмеримо вырос по сравнению с 30-ми гг., изучение различных беспозвоночных позволяет заключить: да, действительно, наборы медиаторных веществ поразительно сходны в разных зоологических группах. Замечательно, что Коштоянц сумел извлечь это знание из скудных результатов, доступных на заре сравнительной физиологии медиаторов. Оказавшись впереди других физиологов в оценке этой стороны реальности, он получил возможность перейти к новым задачам, которые другими в то время еще не ставились.

«Донервные медиаторы». Другой задачей, которой Коштоянц с самого начала придавал первостепенное значение, было получение экспериментальных данных, которые свидетельствовали бы о том, что химические механизмы нервной деятельности действительно унаследованы нервной системой от предшествующих механизмов регуляции. В этом вопросе мыслимы два экспериментальных подхода – сравнительный и онтогенетический. Коштоянц уделил должное внимание каждому из них.

Среди безнервных организмов особенно привлекательным объектом были для него простейшие. Еще в 1936 г., одновременно с первыми статьями, посвященными медиаторам беспозвоночных, Коштоянц напечатал работу «О химических факторах возбуждения у одноклеточных организмов» [83]. Из этого видно, что обращение Коштоянца к предыстории нервных процессов диктовалось теми же априорными соображениями, что и обращение к беспозвоночным.

Насколько большое значение придавалось Коштоянцем уже в 50-е гг. сравнительным данным о регуляторных механизмах активности, полученным на безнервных механизмах, можно судить по его книге «Сравнительная физиология нервной системы», являющейся вторым томом «Основ сравнительной физиологии» (1957). Вся третья глава этой книги посвящена безнервным организмам. Материалы, включенные в эту главу, позволяют проследить, как упорно и последовательно велся в этот период коллективом сотрудников Коштоянца поиск модели, которая позволила бы удовлетворительно исследовать эту задачу. По публикации М. Ф. Поповой 1952 г. мы видим, что начальной моделью был гальванотаксис парамеций (позже эта модель использовалась также Н. А. Смирновой и Н. Н. Кокиной). В середине 50-х гг. испытывались возможности некоторых других моделей: Н. А. Смирнова работала с движением протоплазмы в листьях растения (элодеи), М. Ф. Попова – с амебами. Коштоянц детально анализирует в этой главе всю доступную литературу, «выуживая» из нее в конечном счете модель, которая в дальнейшем дала в его руках наиболее успешные результаты. Речь идет об опубликованной в журнале Токийского университета работе, автор которой в условиях микроэлектродной регистрации мембранного потенциала исследовал вызванную ионами калия реверсию ресничных биений у паразитической инфузории из кишечника лягушки.

Пример этот в высшей степени характерен для стиля работы Коштоянца. Имея в виду собственные научные интересы, отличавшиеся большим постоянством, он был очень внимателен к тому, что делалось в других лабораториях мира, и всегда был готов подключить к своим исследованиям любое новое достижение – как методическое, так и идейное. В данном случае в обилии работ по физиологии безнервных организмов ему показалась перспективной именно эта статья.

Модель была не только быстро освоена, но и существенно улучшена на кафедре физиологии МГУ: Н. Н. Кокина применила тонкие и гибкие капиллярные микроэлектроды, которые позволили регистрировать электрическую активность опалины (так называется эта инфузория) в условиях свободного плавания. Новые методические возможности открыли перед Коштоянцем перспективу углубления исследований по проблеме химических механизмов поведения простейших – проблеме, к которой он всегда проявлял живейший интерес.

Специалисты-нейрофизиологи (даже те из них, кто работал в области физиологии медиаторов) относились к этим исследованиям Коштоянца с некоторым недоверием, порой даже с насмешкой. С позиций рутинной нейрофизиологии обращение к «нейрохимии простейших» выглядело как наивность или чудачество. В самом деле, Коштоянц давал повод к такому отношению тем, что вел себя не по принятым правилам.

Так, в мае 1959 г. в США состоялся крупный международный симпозиум «Торможение в нервной системе и гамма-аминомасляная кислота»; естественно, что все участники симпозиума представили доклады по нейрохимии или нейрофизиологии синаптического торможения. Коштоянц, получивший приглашение на симпозиум, мог бы, в принципе, тоже представить «нормальный» доклад: в этот период на кафедре Б. А. Ташмухамедовым выполнялись интересные микроэлектродные исследования на одиночном нейроне (рецептор растяжения ракообразных и насекомых) по роли гамма-аминомасляной кислоты и бета-аланина в синаптическом торможении; доклад на эту тему хорошо гармонировал бы с рядом похожих сообщений, авторы которых использовали такую же модель. Однако Коштоянц представил симпозиуму иллюстрировавшийся фильмом и осциллограммами доклад на тему «Эффект бета-аланина и гамма-аминомасляной кислоты на биоэлектрическую активность у инфузорий».

Дискуссия, развернувшаяся по этому докладу, и публикация текста доклада и дискуссии в трудах симпозиума, несомненно, привлекли внимание многих исследователей к этому нетривиальному аспекту физиологии медиаторов.

В современном обзоре на эту тему, опубликованном через два десятилетия после смерти Коштоянца, мы можем теперь прочитать:

Сомнения по этому поводу высказывались неоднократно, но работы последних 10–15 лет, выполненные с применением новейших методик, уверенно доказали существование действующих нейротрансмиттеров у простейших. У Tetrahymena pyriformis определены ацетилхолин, адреналин, норадреналин и серотонин, а также энзимы, которые их синтезируют и разрушают. Фармакологические данные также указывают на наличие специфической чувствительности инфузорий к холино-, адрено– и серотонинолитикам, что указывает на возможность какой-то функциональной роли соответствующих нейротрансмиттеров у инфузорий {16}.

Успешное современное развитие этого направления исследований, начатого Коштоянцем еще в 1936 г. на основании чисто теоретических предпосылок, говорит, конечно, об их плодотворности. О том же свидетельствует и другой рассмотренный пример – изучение медиаторов беспозвоночных. Но не следует думать, что правильные исходные позиции – это нечто самодостаточное, некая панацея, автоматически решающая за исследователя все вопросы. Это, конечно, не так. Не дали четкого результата и не получили дальнейшего развития отдельные попытки Коштоянца изучить химическую основу явлений возбудимости у растений, и ситуация в этой области остается неясной до настоящего времени.

Вопрос о сфере действия и о форме реализации закономерности, даже когда она правильно осознана в общем, решается лишь конкретными исследованиями. Поэтому Коштоянц придавал большое значение широким поисковым исследованиям, сознавая, что далеко не каждое из них позволит нащупать перспективный путь.

Сказанное непосредственно относится к другому важнейшему аспекту изучения «донервных медиаторов» – онтогенетическому. Здесь поиски удачной модели были особенно длительными, но зато конечный успех оказался весомым и привел, по сути дела, к рождению новой области эмбриофизиологии.

Утверждение нейрохимических и нейрофармакологических подходов к изучению механизмов развития зародыша обоснованно связывают с именем Г. А. Бузникова, который более других сделал в этой области. Главные события произошли здесь уже после смерти Коштоянца. Они детально описаны в книге Г. А. Бузникова «Низкомолекулярные регуляторы зародышевого развития» {18}. Эта книга и серия статей, опубликованных Бузниковым и соавторами в международных журналах, привлекли интерес многих зарубежных ученых к домедиаторным регуляторным функциям тех веществ, которые были известны лишь в роли синаптических передатчиков. Но хотя главные события, как уже сказано, произошли после смерти Коштоянца, Г. А. Бузников справедливо отмечает в названной книге, что они стали возможными благодаря длительной поисковой работе, которая, оставшись во многом незамеченной, велась еще при Коштоянце.

Естественно, что незамеченными остались и останутся те поиски, которые оказались неудачными. Тот же Г. А. Бузников, будучи в 1953–1956 гг. аспирантом Коштоянца, применял химические подходы к изучению эмбрионального развития рыб; позже он вместе с Б. Н. Манухиным работал на курином зародыше. Периодически то или иное эмбриофизиологическое исследование осуществлялось другими сотрудниками Коштоянца. Эти работы решали свои частные задачи, но не давали намека на возможность прорыва к решению сверхзадачи – связать механизмы нервной деятельности с предсуществовавшими регуляторными механизмами.

Перспектива такого прорыва наметилась лишь летом 1958 г., когда, работая на Беломорской биологической станции МГУ, Г. А. Бузников и Б. Н. Манухин исследовали эмбриональное развитие некоторых морских беспозвоночных.

Даже и в этом случае значительная часть поисковых исследований оказалась бесперспективной. Приведем в качестве примера исследование Бузниковым холинэстеразы развивающихся зародышей голожаберных моллюсков; публикуя результаты этого исследования {17}, автор в заключение писал, что они «не противоречат существующим взглядам о роли ферментной системы “ацетилхолин – холинэстераза” в становлении функций нервной системы» {17: 725}. Действительно, результаты не противоречили идее, которой был предан руководитель работы, Коштоянц, но и не позволяли существенно продвинуться вперед в этом направлении.

Удача ожидала исследователей при проверке на том же объекте (развивающихся зародышах голожаберных моллюсков) эффектов серотонина. (Работы, имевшие целью доказать медиаторную функцию серотонина у моллюсков, также велись в этот период в лаборатории Коштоянца.) Оказалось, что серотонин существенным образом влияет на эмбриональную моторику зародыша моллюска еще до возникновения нервной системы. Бузников и Манухин показали, что серотонин синтезируется зародышем моллюска на донервных стадиях развития, т. е. действительно является эндогенным регуляторным агентом.

Эти результаты были оценены Коштоянцем как исключительно важные: принцип смены функции медиаторного вещества, который до получения этих данных постулировался априорно, получил прямое экспериментальное подтверждение. Коштоянц счел необходимым опубликовать эти результаты в международном физиологическом журнале. Статья, ставшая одной из последних публикаций Коштоянца, вышла от имени трех авторов – его самого, Г. А. Бузникова и Б. Н. Манухина [383].

Очень быстро оказалось, что найденная модель действительно весьма перспективна: Г. А. Бузникову с помощью фармакологических приемов удалось получить свидетельства регуляторной роли серотонина на еще более ранней стадии развития моллюска, а именно в самом процессе дробления яйца. Результаты этих экспериментов, опубликованные в 1963 г. {17: 1270– 1272}, открыли начало большой серии исследований. Данные, полученные Г. А. Бузниковым и его сотрудниками на зародышах моллюсков и иглокожих, позволили ему уже в монографии 1967 г. следующим образом развить и конкретизировать принцип смены функций медиаторов, вытекающий из теоретической установки Коштоянца: вещества, о которых идет речь, «первоначально выступают как своеобразные эмбриональные гормоны – регуляторы клеточных процессов раннего эмбриогенеза. Далее эти вещества… приобретают роль локальных гормонов, участвующих в регуляции и поддержании эмбриональной моторики, а может быть, и других специализированных физиологических процессов раннего эмбриогенеза. И, наконец, эти вещества становятся медиаторами нервной системы и (или) гормонами эндокринных желез» {18: 229}.

Родившись в нашей стране, эта область эмбриофизиологии ныне привлекает внимание многих зарубежных ученых. Некоторые аспекты этой проблемы сейчас настолько хорошо разработаны, что посвященные им обзоры литературы включают многие десятки источников. Такова, например, обзорная статья американской исследовательницы Лаудер, посвященная морфогенетическим функциям нейротрансмиттеров в развитии головного мозга {19}. Статья, удостоенная международной премии, начинается следующими знаменательными словами:

Гипотеза, что те или иные нейротрансмиттеры могут играть функциональную роль в процессах развития, до того как в ходе эволюции или онтогенеза устанавливается их нейротрансмиттерная функция, появилась благодаря данным о наличии этих веществ у примитивных организмов и на ключевых фазах эмбриогенеза и нейрогенеза у высших организмов {19: 121}.

Хотя имя Коштоянца в этом обзоре (как и в большинстве современных исследований по этой проблеме) не названо, историку науки не представит труда проследить, каким образом в действительности появилась и сама гипотеза, и упомянутые данные «о наличии этих веществ у примитивных организмов и на ключевых фазах эмбриогенеза».

Множественность медиаторов. Из того взгляда на происхождение медиаторов, которого придерживался Коштоянц, естественно вытекало, что медиаторных веществ может быть достаточно много – по крайней мере так же много, как веществ, выполняющих регуляторные функции у безнервных организмов. Понятно, что Коштоянцу был свойствен интерес к исследованиям, обещавшим открытие нового медиатора. В коллективе его сотрудников регулярно велась работа в этом направлении.

В 30-х гг. вопрос о множественности медиаторных веществ решался по-разному разными исследователями. Большинство из них придерживались гипотезы двух механизмов – холинергического и адренергического. Один медиатор считался антагонистом другого, поэтому гипотеза двух медиаторов казалась привлекательной. В течение долгого времени принималось за твердый факт, что в периферических нейроэффекторных соединениях функционируют только эти два механизма. Допустимость третьего признавалась некоторыми исследователями только для сенсорных нейронов.

После того как химическая гипотеза синаптической передачи была распространена на мозг, на него распространили и господствовавшую идею об ограниченном числе медиаторов: одни исследователи полагали, что в нейронных сетях мозга имеет место чередование холинергического и адренергического механизмов, другие добавляли к этому гипотетический медиатор чувствительных нейронов, третьи, как Отто Лёви, выражали уверенность, что в мозге функционирует только один медиатор (Лёви даже в 50-х гг. говорил, что этим единственным медиатором мозга окажется ацетилхолин).

Вместе с тем еще в 30-х гг. имелись (правда, в очень небольшом числе) исследователи, которые придерживались гипотезы множественности медиаторов. Коштоянц в своем отношении к этому вопросу не был одинок и не был оригинален, такое представление существовало до того, как он включился в изучение медиаторов. В 1935 г. на XV Международном конгрессе физиологов о возможной множественности медиаторов говорил в своем пленарном докладе Уолтер Кеннон. Комментируя это место доклада Кеннона и аналогичное высказывание известного сравнительного физиолога Г. Паркера, академик А. А. Ухтомский иронизировал: «Продолжая эту логику, нам придется для каждого отдельного случая гуморальной передачи нервного импульса допускать свой особый медиатор» {10: 27}. Как уже отмечалось, Ухтомский вообще не признавал химической гипотезы и отводил медиаторному веществу лишь вспомогательную роль в механизме синаптической передачи; но и эту вспомогательную функцию он почему-то был склонен признать лишь для пары веществ.

Те, кто признавал множественность медиаторов, делали это по разным соображениям. Кеннон ставил вопрос о множественности вынужденно, не видя другого способа объяснить наблюдавшиеся различия симпатических (или парасимпатических) эффектов. В действительности Кеннон был не прав, его гипотеза «симпатинов», как теперь известно, была ошибочной, те же экспериментальные данные можно было объяснить, не прибегая к предположению о множественности медиаторов, которой в этом конкретном случае не было. Но, как иногда случается в науке, ошибка стала поводом к правильному, в принципе, предположению.

Для Коштоянца гипотеза множественности медиаторов была привлекательна потому, что она гармонировала с его биологическим пониманием нервной системы. Это были совсем другие основания рассчитывать на успех в поиске новых медиаторов.

Выделяются два крупных цикла работ, посвященных «кандидатам в медиаторы».

Одним из кандидатов, заинтересовавших Коштоянца, был гистамин. Статьи, свидетельствующие об упорных попытках доказать нейротрансмиттерную функцию этого биогенного амина, публиковались с 1945 г., их авторами, наряду с Коштоянцем, были Д. Е. Рывкина и Р. Л. Митрополитанская. Сейчас несомненно, что эти попытки велись в правильном направлении: медиаторная функция гистамина признана теперь для мозга млекопитающих, а у некоторых беспозвоночных (аплизия) даже идентифицированы гистаминергические нейроны. Но правильный выбор кандидата не давал гарантии успеха. Получить уверенные доказательства медиаторной функции гистамина Коштоянц и его сотрудники не смогли, как это не удалось и зарубежным современникам Коштоянца, пытавшимся решить ту же задачу. Методы, позволившие ее решить, появились гораздо позже.

Значительно успешнее был цикл исследований, в котором Коштоянц привлек внимание своих сотрудников к другому кандидату – серотонину. В этом случае работа завершилась важным и приоритетным результатом: на нейроэффекторной системе сердечный нерв – сердечная мышца улитки были выполнены все необходимые критерии, требующиеся для признания серотонина передатчиком возбуждающих нервных влияний на сердце; это было первым доказательством медиаторной функции серотонина. Но работа, с большим размахом начатая при жизни Коштоянца, получила удачное завершение уже после его кончины.

Первым свидетельством интереса Коштоянца к серотонину является небольшая и почти не содержавшая собственных результатов статья, появившаяся в 1957 г. в Известиях Академии наук Армянской ССР [340]. Коштоянц приводит в этой статье свои старые, 20-летней давности, данные о чувствительности разных органов улитки, в том числе сердца, к медиаторным веществам и в этом контексте излагает литературные данные о высокой чувствительности сердца ряда моллюсков к серотонину; он сообщает также о том, что проверил и подтвердил эти результаты в опытах, проведенных совместно со студентом (ныне доктором биологических наук) О. А. Гомазковым.

Важные ранние данные были получены американским нейробиологом Джоном Уэлшом, который довольно подробно рассказал об этом этапе истории серотонина {20}. До исследований Уэлша серотонин, обнаруженный сначала в энтерохромаффинных клетках кишечника, а затем и в сыворотке крови, интересовал исследователей только как гормон: ему приписывали участие в регуляции сосудистого тонуса, чем и объясняется название вещества. В 1952 г. серотонин, за год до того синтезированный одной из химических фирм, случайно оказался в распоряжении Уэлша. Уэлш, давно уже занимавшийся изучением действия ацетилхолина на сердце двухстворчатых моллюсков, попробовал, как действует на него серотонин, и обнаружил сильный стимулирующий эффект. Естественным следующим шагом было посмотреть, содержится ли серотонин в ганглиях моллюсков. Результат проведенного исследования оказался положительным, уже в 1953 г. он был опубликован в виде кратких тезисов, а в 1957 г. появилась большая статья Уэлша, в которой серотонин был назван кандидатом на роль медиатора кардиостимулирующего нерва моллюсков {21}.

Уместно напомнить, что одновременно с этими первыми исследованиями серотонина у моллюсков появились данные о том, что серотонин имеется в мозге млекопитающих и что его распределение по отделам мозга весьма неравномерно. Бетти Тварог, бывшая одним из авторов этих исследований, в последующие годы много и плодотворно изучала медиаторную функцию серотонина на двустворчатых моллюсках: по-видимому, уже в середине 50-х гг. наиболее прозорливыми исследователями понималось, что данные о серотонине, полученные на моллюсках, имеют значение для физиологии мозга млекопитающих.

Обе группы литературных данных могли сыграть роль в том, что Коштоянц так остро и непосредственно заинтересовался кандидатурой серотонина. Начиная с 1957 г. к изучению серотонина им была подключена целая группа аспирантов и студентов-дипломников МГУ. Уже в 1959 г. была закончена и защищена кандидатская диссертация на тему «Сравнительный анализ физиологической роли серотонина в нервной системе»; ее автором был аспирант из КНР Фан Тянь-ци. К сожалению, опубликована была только небольшая часть результатов этого крайне интересного исследования, а именно некоторые из результатов, полученных на лягушке {22}. Богатейшие данные по действию серотонина на наземных и морских моллюсков, а также на морских аннелид сохранились только в самой диссертации и автореферате. В частности, было впервые определено содержание серотонина в ганглиях виноградной улитки, было показано, что эффекты серотонина на локомоторный аппарат и сердце улитки различны в разные сезоны и что серотонин играет важную роль в регуляции процессов перехода улиток от спячки к активному состоянию и т. д. Эти результаты полностью подтвердились в 70-е гг.

В своих совместных экспериментах с итальянским студентом Пьетро Вольпе (ныне профессором, работающим в Неаполе), в которых был использован полуинтактный препарат виноградной улитки [388], Коштоянц получил дополнительные свидетельства того, что серотонин активирует моллюска, вызывая у него то, что Коштоянц обозначил как «реакцию пробуждения» [372, 381]. С этим циклом исследований тесно связаны уже упоминавшиеся эксперименты Бузникова и Манухина по действию серотонина на моторику развивающихся моллюсков.

Дальнейшее продолжение работы по изучению роли серотонина в нервной системе виноградной улитки было поручено Коштоянцем аспирантке из Венгрии Каталин Рожа. Защита этой диссертации происходила уже через полгода после смерти Коштоянца. Вернувшись на родину, Каталин Рожа довела работу до желанного конца. Сначала совместно с физиологом из ГДР Кристой Грауль (также ученицей Коштоянца) она получила важные фармакологические доказательства того, что медиатор стимулирующих влияний сердечного нерва улитки является серотонином {23}. Через два года, в 1966 г., вместе с биохимиком Л. Переньи К. Ш.-Рожа выполнила недостающий критерий накопления: стимулирующий фактор, выделяющийся при возбуждении сердечного нерва улитки, был химически идентифицирован как серотонин {24}.

Так, к списку признанных медиаторов прибавилось еще одно вещество. Позже оказалось, что оно необходимо для нормального функционирования огромного разнообразия нейронных систем. Серотонинергическим нейронам и синапсам только головного мозга млекопитающих посвящена огромная литература. В том, что это стало возможным, значительную роль сыграл коллектив исследователей, работавших под руководством Коштоянца.

В последний период жизни Коштоянц не раз обращался к теоретическим аспектам проблемы множественности медиаторов. Он затронул этот трудный вопрос и в своем последнем публичном выступлении – в Баховской лекции, выдвинув важную и новую мысль о молекулярной эволюции медиаторных веществ. Он отметил, что пора уже перестать обсуждать медиаторные вопросы на том уровне знаний, когда были известны лишь два медиатора. «На уровне современной сравнительной физиологии и биохимии нервной системы такая постановка вопроса ограничивает возможности эволюционного анализа рассматриваемой проблемы». В интересах эволюционного анализа важно ясно сознавать, что в механизмах межклеточной коммуникации

принимает участие целая система веществ, биосинтез которых осуществляется на основе трансформации разных аминокислот. Так, тирозин является основой образования адреналина, норадреналина, дофамина, тирамина.

Другие медиаторные вещества образуются на основе триптофана, холина, гистидина [391: 24].

Связав молекулярную трансформацию отдельных аминокислот с эволюцией нервной системы и с увеличивающейся благодаря этому множественностью медиаторов, Коштоянц сделал значительный шаг вперед по сравнению со своим прежним представлением о происхождении множественности. Если до того он связывал разнообразие медиаторов только с предсуществовавшим разнообразием донервных регуляторных веществ, то теперь поставил вопрос о дополнительном источнике разнообразия – трансформации медиаторных молекул в процессе эволюции нервной системы.

Эта новая мысль была высказана Коштоянцем в осторожной, но всё же достаточно ясной форме.

Механизм межклеточного взаимодействия. Вопрос о том, что собой представляет физиологический процесс, осуществляемый в нервной системе медиаторными веществами, решался Коштоянцем не так, как другими физиологами его времени. В решении этого вопроса, как и тех, которые нами рассматривались выше, Коштоянц исходил из биологической концепции, разработке которой он посвятил четверть века своей жизни.