Тело гигантского голубого кита, самого крупного в мире млекопитающего, содержит столько жира, что им можно было бы заполнить вашу спальню от пола до потолка. При этом жир составляет всего лишь 12 % от общей массы животного. Рекорд зарегистрированной тучности у человека принадлежит Джону Минноху из Вашингтона. Он умер в 1983 г. сорока двух лет, унеся с собой в могилу около 634 кг плоти. Тело Минноха состояло из жира приблизительно на 80 %.
По процентному содержанию жировой прослойки среднестатистический американец находится примерно на полпути между китом и Миннохом.
Голубые киты, как уже говорилось, самые большие обитатели планеты, а люди килограмм за килограммом становятся самыми жирными млекопитающими. Возникает вопрос: для чего нам нужен весь этот жир, если он вообще для чего-нибудь нужен?
Жир органически необходим человеку, утверждают ученые, хорошо разбирающиеся в нашем внутреннем строении. Трудно себе представить, но он так же важен для жизнедеятельности, как почки, печень или сердце. Нелегко думать о жире в этом контексте. Вряд ли можно вообразить человека, ожидающего очереди на трансплантацию жира. Внутренние органы скупо выдаются нам при рождении, в одном или максимум двух экземплярах на персону: жировые же запасы, кажется, нескончаемы. Почки и печень мускулисты, крепки и полезны. Жир маслянист и тускло-желт, по виду слегка напоминает желчь. Но все-таки им не следует пренебрегать. Внешняя неказистость часто бывает обманчивой.
Под микроскопом жировые клетки смотрятся совсем не так, как ожидаешь. Адипозная (от лат. adipatus — «сальный») ткань выглядит упорядоченной, даже филигранной структурой, каждое звено которой — крошечный шестиугольник — не без изящества соединено с соседним, словно природа сама с собой играла в паззл. Похоже на медовые соты. Такое хитрое строение придает жиру эластичность. Покрытый оболочкой из пузырьков, он становится великолепным изолятором и амортизатором. Жир поддерживает сердце и смягчает толчки и удары. Он защищает суставы и внутренние органы, выстилает глазницы. А еще является основным хранилищем наших энергетических запасов.
Жировые клетки очень быстро делятся, и поэтому их число в тысячи раз превышает число клеток головного мозга, или красных телец крови, или клеток иммунной системы, защищающей организм человека от болезней. В клетках жира содержатся маслянистые гранулы, главный компонент которых — триглицериды, состоящие из глицерина и жирных кислот. Когда количество потребляемых калорий хронически превышает энергетические затраты, избыток энергии откладывается про запас в жировой ткани в виде триглицеридов. Одно из самых удивительных свойств зрелых клеток жира заключается в их способности многократно увеличиваться или уменьшаться в размерах и количестве в зависимости от ситуации.
Жир вырабатывает в два с лишним раза больше энергии на единицу веса, чем белки и углеводы, — 9 ккал против 4 ккал на 1 г. Организм молодой женщины содержит в жировой ткани месячный запас энергии, что, конечно, было бы полезно, кабы эта дама, как ее древние прародительницы, жила вдали от супермаркетов и добывала для ежедневного пропитания корни и ягоды. Впрочем, это и сейчас неплохо: жир сохраняет энергию в высококонцентрированном состоянии; консервируйся она в углеводах, наша современница из-за собственного веса потеряла бы способность передвигаться на двух конечностях.
Многообразные функции жира — он одновременно и амортизатор, и изолятор, и топливо — произвели неизгладимое впечатление на первых исследователей предмета, одним из которых был Дуг Колеман. Но он, в отличие от большинства коллег, подозревал, что в жире кроется какая-то еще нераскрытая тайна.
Дуглас Колеман разменял восьмой десяток. Он уже на пенсии, но, когда речь заходит о проблемах ожирения, которым исследователь неожиданно для самого себя посвятил всю научную карьеру, не прочь тряхнуть стариной и ввязаться в полемику. Дуг живет в штате Мэн, поблизости от Бар-Харбора. Ветер с Атлантического океана овевает его чудный дом, стоящий посреди обширного лесистого участка. Колеман много времени проводит за рубкой леса, тратя столько энергии, что дров хватает и ему, и соседям.
Он родился и вырос в Стратфорде, штат Онтарио, в двух часах езды от Торонто. Дуг первым в семье получил образование. Он поступил в колледж Мак-Мастера. Чтобы оплатить учебу, брался за любую работу. «Сначала я устроился путеукладчиком на железную дорогу, — вспоминает Дуглас, — но справлялся с делом плоховато, пришлось подыскать кое-что попроще». Это «кое-что» нельзя назвать синекурой: молодой Колеман отдраил половину стратфордских писсуаров.
Подобно отцу, ремонтному мастеру, Дуглас любил разбирать вещи на части, чтобы понять, как они работают. Колеман-старший проделывал это с радиоприемниками и холодильниками, младший — с молекулами. Учась в аспирантуре Висконсинского университета (специализация — биохимия), он быстрее сокурсников мог определить неизвестное органическое соединение и до сих пор говорит об этом с гордостью. Как и все одаренные люди, Дуглас метил высоко, был амбициозен и достаточно самоуверен, о карьере особенно не задумывался, свято веря, что интересная научная тематика сама собой приведет его к профессиональным вершинам. Узнав от коллег о вакансии биохимика в Джексоновской лаборатории в Бар-Харборе, штат Мэн, Колеман без колебаний отправился туда. Он намеревался пробыть там год-два, не больше. Место не хуже, но и не лучше других.
Бар-Харбор, словно предназначенный для получения удовольствий, привел Колемана в восторг. Городок примыкает к Аркадии, национальному парку, где в былые времена Рокфеллеры, Меллоны и Вандербильды строили себе виллы в стиле Великого Гэтсби и катались на яхтах размером с авианосец. Многие толстосумы потом перебрались в края более экзотические, но Бар-Харбор по-прежнему остается престижным курортом. Колеман так никогда и не уехал отсюда, хотя меняющиеся обстоятельства порой и понуждали его к тому.
В Джексоновской лаборатории Дуглас занялся сравнительно новой областью биохимической генетики — изучением того, каким образом генетическая информация трансформируется в белки. Известно, что они строятся из эталонных генов, а гены — из ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Прошли годы с тех пор, как Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик впервые описали ее структуру — двойную спираль, но Колеман прекрасно помнит это событие, которое произошло в 1953 г., когда он лишь недавно получил степень бакалавра. А почти за столетие до того неприметный моравский монах Грегор Иоганн Мендель опубликовал результаты опытов с семенным горошком и установил непререкаемые правила генетического наследования, продемонстрировав, что наследуемые признаки определяет пара «факторов» (позже переименованных в «гены»).
Мендель обнаружил, что некоторые из признаков — доминантные — проявляются в каждом поколении, а другие — рецессивные, подавленные — обнаруживаются только в том случае, если потомок наследует два таковых — отцовский и материнский. Открытия Менделя были ошеломляющими, но далеко обгоняющими время — и потому научный мир не удостоил их особым вниманием. Как спят до весны зерна озимой пшеницы, так и генетика, по существу, оставалась дремлющей наукой до 1900 г. На исходе XIX века трое ботаников почти одновременно вновь открыли генетические законы, а британский последователь Менделя биолог Уильям Бэтсон (Бейтсон) опубликовал их. Несколько лет спустя английский медик Арчибальд Гаррод предположил, что в каждом гене заложен химический способ создания одного-единственного белка. Он пришел к этому простому, но удивительно мудрому заключению, наблюдая за течением алькаптонурии, редкого заболевания средней тяжести, приводящего к потемнению мочи и развитию артрита. Оно возникает, когда организм не способен самостоятельно избавляться от вещества, называемого гомогентизиновой кислотой. Гаррод убедился, что алькаптонурия передается из поколения в поколение по менделевским правилам наследования рецессивных признаков. Из этого он сделал справедливый вывод: у его пациентов, получивших два рецессивных гена, существует некое наследственное отклонение от нормы, великолепно описанное им как «врожденная ошибка метаболизма». В 1908 г. в ходе знаменитых лекций в Королевском медицинском колледже Гаррод высказал мнение, что причиной алькаптонурии является отсутствие особого фермента, белкового катализатора, который помогает организму разрушать и выводить гомогентизиновую кислоту. Некоторые другие заболевания, такие, например, как альбинизм, могли, по мнению Гаррода, иметь схожий механизм развития. Последовало заключение: между генами и белками существует определенная взаимосвязь, вписывающаяся в рамки теории Менделя.
Этим мыслям предстояло еще сыграть важную роль, но, как и менделевские, они слишком забегали вперед, чтобы быть воспринятыми тогдашней наукой. Только в 1941 г. американцы Джордж Уэлс Бидл и Эдуард Тейтем (Татум) развили догадку Гаррода и сформулировали принцип «один ген — один фермент», объясняющий, каким образом генетическая информация превращается в белки. Еще три года спустя, в 1944 г., после долгих и нередко язвительных дискуссий ученые окончательно сошлись на том, что в основе генов лежат ДНК, необычно простые молекулы, включающие в себя сахар, фосфат и четыре основания нуклеиновых кислот: аденин, цитозин, гуанин и тимин — А, Ц, Г и Т соответственно. Не прошло и десяти лет, как удалось открыть первичную структуру ДНК — иконическую (повторяющуюся) двойную спираль. Благодаря этому открытию Уотсон и Крик смогли уточнить, как молекула передает «указания» из поколения в поколение. Исследователи пришли к выводу, что синтез белков зависит от последовательности нуклеиновых оснований — А, Ц, Г и Т — в ДНК. В человеческом геноме три миллиарда этих букв, которые складываются в извитые, как спагетти, цепочки ДНК, образующие в конечном счете от 30 до 40 тыс. генов. Эти такие хрупкие с виду цепочки ДНК составляют 23 пары хромосом, определяющих совокупность наших индивидуальных свойств.
Геном человека можно сравнить с энциклопедией, состоящей из 23 томов — 23 пар хромосом. Каждый том включает в себя несколько тысяч статей (генов), а каждая статья — множество параграфов, содержащих тысячи слов, которые записаны в виде трехбуквенных «кодонов». В начале 1970-х гг. Дуг Колеман и сотни других пытливых умов пробовали расшифровать смысл многотомного издания. Молекулярные биологи хотели постичь, о каких именно признаках несут информацию те или иные сочетания А, Ц, Г и Т.
Генетический код в целом — геном — часто воспринимают как готовый план действий, который непременно должен быть выполнен. Однако это не совсем так. В действительности геном всего лишь набор возможностей. В генах действительно содержится вся необходимая информация, но, как показали исследования, отсюда еще не следует, что она будет должным образом использована. И это не абстрактный софизм, а серьезный практический вопрос. Ввиду того что факторами окружающей среды гены могут приводиться в действие или, наоборот, блокироваться, «генетическая программа» не является чем-то неизменным. Чтобы электрическая лампочка загорелась, ее нужно включить; чтобы ген заработал и начал преобразовываться в белок, должна произойти его экспрессия. Но это имеет место далеко не всегда. Вероятность того, что ген физически проявится в конечном организме, называется пенетрантностью, и она варьируется в каждом конкретном случае, в каждом конкретном организме. Неэкспрессированные гены не значимы для нашего развития. Именно поэтому однояйцовые близнецы, «сделанные» из абсолютно сходного генетического материала, никогда не бывают полностью идентичными: у них экспрессируются разные группы генов. Потому же не у всех обладателей общего специфического гена имеются физические признаки, с ним связанные. Так, по меньшей мере 20 % женщин, несущих в своем организме страшнейший ген рака молочной железы, счастливым образом избегают канцера.
Генетический материал — фундамент. На нем возводится здание жизни, и успех строительства зависит от множества условий. Ошибки в коде — например, замена Г на А, отсутствие каких-либо букв или наличие дополнительных — могут иметь самые печальные последствия. Так из-за ничтожной оговорки или опечатки смысл слова и даже фразы порой меняется чуть ли не на противоположный.
На первых порах Колеман изучал ошибки в генетическом коде, влекущие за собой не ожирение, а мышечную дистрофию, заболевание, при котором происходит значительная потеря мышечной массы. Поначалу исследование проводилось на мышах, как и большинство научных изысканий в Джексоновской лаборатории. Это научное учреждение всегда было и остается по сию пору своеобразным мышиным ранчо, где множатся грызуны — и самые обычные, и просто-таки фантастические. Их разводят в 47 «мышиных домах», питомниках, разбросанных по всему Бар-Харбору; на сегодняшний день тут насчитывается 2 500 особей различных пород.
Я приехала на встречу с Колеманом поздней осенью, когда листва уже опала, а туристы разъехались по домам в Бостон, Лос-Анджелес и Лондон. Лаборатория, строение красного кирпича, расположена высоко на утесе, возносящемся над Атлантическим океаном, поодаль от туристических маршрутов. Место довольно мрачное; впрочем, пейзаж полон очарования. «Мышиный дом» с занавешенными окнами скромно таится за главным корпусом. Как мне по секрету объяснили, это сделано специально, чтобы не особенно привлекать визитеров из Общества охраны животных. Мне удалось мельком заглянуть внутрь через случайно приоткрывшуюся штору, когда мой «экскурсовод», на что-то отвлекшись, повернулся спиной. (Как и мыши, посетители лаборатории находятся под неусыпным контролем уполномоченных лиц, весьма любезных и всегда готовых помочь.)
Я увидела комнату, заставленную до потолка чем-то вроде контейнеров для компактного хранения продуктов, ящиками, на первый взгляд совершенно безобидными, если, конечно, не представлять себе компактно упакованных мышек, толкущихся за стенками тесных вместилищ в ожидании своей неизбежной участи.
Джексоновская лаборатория — это нечто вроде живой библиотеки, где информацию получают не из книг, а от мышей, за что их и ценят. Нет, грызунов здесь не пытают — у них всего лишь стараются выпытать тайну бытия. Вот лысая мышь-альбинос рино, сморщенная, как изюм. Дрожащая и вечно шмыгающая носом, она и дня не протянула бы в естественной среде; но иммунологи платят за разведение этой ценной для них породы по 85 долл. за пару. На мышах породы флейки с тонкой чешуйчатой кожей изучают псориаз. У старгейзеров — врожденный дефект внутреннего уха, и они все время тянут голову вверх, словно одержимые орнитологи, пытающиеся уследить за полетом птиц. У панк-рокеров сосискообразные мордочки, а уолтцеры носятся по своим ящикам, безостановочно вычерчивая знак бесконечности. На фотографиях представители первых двух пород выглядят жалкими, а трех последних — буйнопомешанными. На фоне этого паноптикума нормальная среднеупитанная мышь просто радует глаз.
Мыши-мутанты с глубокой древности вызывали особый интерес. На Крите во времена античности жрецы пестовали большую колонию грызунов-альбиносов с розовыми глазами, больше похожих на привидения, в храме, посвященном Аполлону Сминтею (Мышиному). В зверинцах средневековых китайских императоров содержались целые семейства мутантных мышек, а в XIX столетии азиатские селекционеры выводили опытные экземпляры подобных зверьков для их размножения в Европе и Америке. Эбби Латроп, школьная учительница на пенсии, была одной из тех, кто увлекся разведением мышей. Она жила в Гренби, штат Массачусетс, неподалеку от Института Басси, научного подразделения Гарвардского университета. Институтом тогда руководил профессор биологии Уильям Эрнест Касл, который в 1902 г. купил нескольких причудливых латроповских созданий и приступил вместе с многочисленными студентами к систематическому анализу мышиной наследственности и генетической изменчивости.
Один из студентов Касла, Кларенс Кук Литтл, вывел первую признанную инбредную породу мышей, наследственно предрасположенную к развитию раковых опухолей. В 1929 г. Литтл и семеро его коллег переехали в Бар-Харбор и основали лабораторию, названную Джексоновской по имени Р. Б. Джексона, не так давно умершего руководителя компании «Хадсон мотокар», который всегда проводил лето в этих местах. Вместе с Литтлом в Бар-Харбор перебрались и инбредные мыши. Лаборатория должна была заняться изучением рака, а грызуны — стать материалом для опытов. В интервью «Бар-Харбор таймс» Литтл заявил: «В нашем распоряжении скоро будет более 50 мышиных семейств, отличающихся друг от друга степенью вероятности развития у них раковых опухолей разного типа». Неизвестно, волновала ли проблема рака местных жителей — куда больше их занимал улов омаров.
Внешне мышь мало походит на человека, но достаточно близка генетически, чтобы служить приемлемой моделью для изучения нормальных и патологических процессов, протекающих в нашем организме, в том числе ряда заболеваний. Литтл в этом не сомневался, но большинством окружающих такая мысль воспринималась как ересь. Всего четырьмя годами раньше Уильям Дженнингс Брайан, политик, трижды баллотировавшийся в президенты от демократов, возглавил яростную кампанию против преподавания в американских учебных заведениях дарвиновской теории. За разговоры о том, что человек имеет нечто общее с шимпанзе или другими животными, в некоторых кварталах можно было подвергнуться физической расправе. Однако упорный Литтл все-таки добился открытия лаборатории. Инбредные мыши тоже не подкачали и вскоре получили широкое признание как прекрасно подходящий для исследований материал. В конце 1930-х гг. Джексоновская лаборатория не только разводила грызунов для собственных нужд, но и получала значительную прибыль от их продажи другим научным центрам.
В 1947 г. в лаборатории случился пожар. Уцелевшие мыши разбежались. Литтл сумел отстроить здание заново, а грызуны на замену пропавшим стали поступать в дар со всех концов Соединенных Штатов, из Канады и Великобритании. Это были потомки когда-то выведенных здесь инбредных экземпляров. Среди вновь прибывших оказалась и мутированная дистрофическая мышь, которую Колеман использовал для опытов при исследовании мышечной дистрофии. А спустя два года в лабораторию доставили особь, чьи генетические признаки завладели его вниманием на десятилетия, до самого конца научной деятельности.
Первым, кого заинтересовало животное, прихорашивающееся в углу клетки, был смотритель «мышиного дома». Мышь выделялась среди других необычайно густым мехом и чрезвычайной толщиной. Лаборантка Маргарет Дикки предположила, что зверушка беременна. Но с этой теорией возникла незадача: мышь все не рожала и не рожала, а при более тщательном обследовании вообще оказалась особью мужского пола. Толстая мышь ела в три раза больше своих товарищей, азартно и неустанно припадая к кормушке, словно заядлый игрок, дорвавшийся до игрового автомата. Между приемами пищи ею овладевала апатия. Казалось, мышь не ведает в жизни никакой иной цели, кроме еды.
Был в лаборатории и другой жирный экземпляр. Из-за пятнистой желтой шерстки, как у норного грызуна, обитающего в Южной Америке, эту породу назвали агути. Пятнисто-желтая мышь агути весила в два раза больше, чем обычные особи, но выглядела по сравнению с новоприбывшей чуть ли не истощенной. А та представляла собой меховой шар, который перекатывался на слегка оттопыренных лапах, покачиваясь из стороны в сторону, как увалень малыш на трехколесном велосипеде. Ни капли мышиной импульсивности — безучастность, флегматичность, подавленность, полное смирение перед тяжкой судьбой. Дикки и ее коллеги присвоили породе имя obese (тучная), а сокращенно называли по первым двум буквам ob, произнося их раздельно — «о-би».
Как рассказывает Колеман, интерес к изучению ob-мышей сразу же проявили многие исследователи, но столкнулись с рядом трудностей. Первая заключалась в проблеме размножения. По причинам, неизвестным в ту пору, женские особи оказались бесплодны, и яйцеклетки приходилось кропотливо трансплантировать в организм нормальных экземпляров. Далее выяснилось, что эффект ob-мутации варьируется в зависимости от того, какой именно породы мышь выносила и родила потомство. Поскольку особенности генома искусственной матери играли столь большую роль, результаты дальнейшей работы давали противоречивые данные. Это сводило попытки выявить устойчивые закономерности к нулю, и в конце концов ob-мышей признали неподходящим для исследований материалом.
Спустя некоторое время в Джексоновской лаборатории обнаружилась еще одна жирная мышь.
Она была немного тучней агути, однако все-таки поизящней ob — этакий тип толстопузого ростовщика, но еще не борца сумо. Экземпляр придерживался удивительного питьевого режима: мышь поглощала жидкости примерно в 20 раз больше, чем соседки, и мочилась так обильно, что чуть не затопила лабораторию. Унюхавшая это ассистентка Кэтрин Хаммел, вдумчивая и скрупулезная уроженка Миннесоты, специализировавшаяся на проблеме диабета, заподозрила у мыши свое излюбленное заболевание и попросила Колемана помочь уточнить диагноз. Колеман не очень-то разбирался в сахарном диабете, но, будучи мастером на все руки, согласился.
У хвостатой пациентки обнаружилось очень высокое содержание глюкозы в крови и моче. Значит, ее поджелудочная железа действительно не вырабатывала инсулин должным образом. Хаммел официально объявила мышь диабетиком и тут же дала ей уменьшительное имя — db (ди-би), по буквам, входящим в название болезни. Так как db походила на ob-мышь толщиной и некоторыми другими особенностями, Хаммел и Колеман предположили, что за обе мутации ответственен один и тот же ген. Это было за 20 лет до того, как ученые сумели точно определить местонахождение генов и научились делать их клоны, то есть копии, но и в 1960-е гг., когда молекулярная биология находилась еще в младенческом состоянии, умели определять, несет ли один ген ответственность за две мутации.
И db, и ob — мутации рецессивные: для того чтобы дефектный ген «заработал», ребенок должен унаследовать его от каждого из своих родителей. Колеман скрестил самцов ob с представительницами популяции db. Если и впрямь речь идет об одном гене, то, исходя из менделевского закона, следовало бы ожидать в каждом четвертом потомке признаков тучности. Таковых не было вообще. Следовательно, дефекты db и ob располагались в разных генах (как выяснилось позже, даже на разных хромосомах). Мутация db оказалась совершенно новой для ученых.
Работа с мышами все больше увлекала Колемана. Раз за разом он убеждался, что, изучая грызунов-мутантов, можно далеко продвинуться и в понимании человеческих недугов. К этому склонялись и его коллеги. Диабет и ожирение распространились очень широко, и медики изо всех сил стремились получить ключ к пониманию их этиологии.
«Когда я выступал в Каламазу, штат Мичиган, для всех желающих не хватило мест. Люди стояли, а потом битых два часа не было конца вопросам, — вспоминает Колеман. — Многие прониклись надеждой, что наши мутанты произведут революцию в изучении диабета. Меня пригласили в Париж — представляете, в Париж! Это произошло в 1968 г. Вот где действительно была революция — студенческая! Те события оказались важными для меня».
Колеман чужд тщеславия, но приглашение во Францию ему польстило. Вскоре он отправился с лекциями в международное турне. Его научный авторитет рос как на дрожжах. Мыши-мутанты сделались визитной карточкой Колемана. Он продвигался в исследованиях все дальше и дальше.
Постепенно обнаружилось, что грызун с мутацией по типу db обладает сбивающими с толку особенностями. Во-первых, может по нескольку дней обходиться совсем без пищи. Во-вторых, на него не воздействует инсулин — гормон, снижающий содержание сахара в крови: от инъекции, способной угробить обычную мышь, db только слегка вздрагивает. Затем, выяснив, что концентрация сывороточного инсулина в крови мутанта неестественно высока, Колеман предположил наличие в ней некоего неизвестного «инсулин-высвобождающего фактора». Проштудировав литературу, ученый придумал, как проверить гипотезу. Выбранный метод называется парабиоз.
Как ни посмотри, метод это малоприятный, а уж на взгляд защитников животных вообще недопустимо живодерский. Суть парабиоза такова. На двух третьих поверхности тела с грызуна срезается шкурка. Открытая рана будет длиннее 5 см: тело мыши в среднем достигает в длину около 8 см. Затем бедняге прокалывают брюшину. Аналогичные операции проделывают и с другой мышью — и сшивают их, наподобие сиамских близнецов. Хоть это и звучит невероятно, но сшитые животные как-то умудряются жить и даже питаться. За несколько дней раны зарастают, а кровеносные системы сшитых грызунов объединяются посредством вновь образованных мелких сосудов. Ежеминутно «сиамские близнецы» взаимно обмениваются примерно 1 % своей крови — происходит непрекращающееся ее переливание по замкнутой кровеносной системе. Таким образом можно изучать, как кровь одного животного влияет на здоровье и поведение другого — если подобное воздействие вообще наличествует.
Колеман сшил db-мышь с мышью нормальной, надеясь увидеть следующее. Если в крови db-особи есть вещество, повышающее содержание инсулина — инсулин-триггерный фактор, — то оно неминуемо попадет в организм обыкновенной особи — и концентрация инсулина в ее крови тоже повысится. Или наоборот: инсулин-подавляющий фактор обычной мыши понизит уровень сывороточного инсулина у грызуна-мутанта. Любой из этих двух результатов мог бы стать впечатляющим научным достижением, показав, что диабет у мутированных мышей развивается благодаря неизвестному веществу, предположительно — гормону. Но открытия не произошло. Вместо этого случилось непредвиденное: оба грызуна испустили дух.
Колеман сознавал, что он неважный хирург, и поначалу отнес неудачу на счет собственной неловкости. Он произвел парабиоз с новыми экземплярами. Мыши умерли. Колеман повторил операцию в третий и четвертый раз. Результат оказался прежним. Это озадачивало: теперь-то он поднабрался опыта и был уверен в своей хирургической технике. Тщательно исследовав всех умерших грызунов, Колеман тем не менее не обнаружил никаких признаков собственной ошибки или иммунологической несовместимости животных. Зато бросалось в глаза, что у нормальных мышей, подвергшихся парабиозу, отсутствовали подкожный жир и остатки пищи в желудках или кишечниках. Ученый вновь провел операцию на очередной паре обычных и db-мышей и, внимательно наблюдая за ними, обнаружил неожиданный факт: нормальный грызун после объединения с мутантом полностью отказался от пищи. От голода зверек и умер, а общая кровеносная система сделала такой исход неизбежным и для db-напарника! Но почему животное перестало есть? В поисках ответа Колеман перерыл горы научных изданий.
Начиная с XIX века ученые изучали мозг лабораторных животных, разрушая различные мельчайшие его участки и выясняя, к каким последствиям это приводит. Например, прокол или прижигание мозжечка лишает собаку возможности передвигаться — следовательно, эта часть мозга ответственна за произвольную мышечную активность. Кошка с нарушениями в теменной доле частично или полностью слепнет, что указывает на связь зрения именно с данной частью мозга. В 1943 г. американский нейропсихолог Джон Раймонд Бробек доказал: повреждение гипоталамуса, области размером с горошину в основании головного мозга, приводит у крыс к гиперфагии, то есть неконтролируемому потреблению пищи. Спустя двенадцать лет британец Дж. Р. Херви, используя парабиоз, соединил нескольких крыс с поврежденными гипоталамусами в пары с невредимыми грызунами. Те животные, головной мозг которых подвергся изменениям, много ели и толстели, в то время как их партнеры почти не потребляли пищу и худели катастрофически. Тогда Херви повредил гипоталамусы и им. И что же? Только что отказывавшиеся от еды крысы мгновенно обрели отличный аппетит. «Отсюда, — констатировал Херви, — следует несомненный вывод: в состоянии парабиоза нормально функционирующие гипоталамические контролирующие центры получают информацию о том, что партнер, ставший вторым „я“ невредимого животного, съел достаточно или даже слишком много, и дают организму сигнал прекратить прием пищи; поэтому абсолютно здоровые крысы утрачивают интерес к еде и соответственно теряют в весе».
Другой английский ученый, Гордон К. Кеннеди, на несколько лет раньше провел серию превосходных экспериментов. Они показали: жировые клетки грызунов сами, прямо или опосредованно, контролируют прием пищи. Механизм процесса оставался не совсем понятен. Кеннеди предположил, что контроль осуществляет некий жировой термостат — ученый окрестил его «липостат»; он автоматически определяет количество полученных и потраченных организмом калорий и следит за устойчивостью баланса между этими величинами, который Кеннеди назвал «заданным значением». Продолжая мысль коллеги, Херви высказал мнение, что обратную связь помогает осуществлять гипоталамус, который получает от жировых клеток, находящихся в кровеносном русле, сигнал о насыщении. Крысы с поврежденным мозгом невосприимчивы к этому сообщению, а нормальные, наоборот, чрезвычайно чувствительны. Они перестают есть и умирают.
Изучив изложенные выше гипотезы, Колеман решил повторить свой эксперимент, на этот раз и на ob-, и на db-мышах. Когда он имплантировал ob-мышь к db, обе исхудали и погибли, повторив путь, который прошли нормальные мыши в прошлых парабиозах. Объединенные в пару ob-особь и немутированный экземпляр чувствовали себя прекрасно, хотя ob-мышь не так толстела, как ожидалось. Когда же Колеман сшил двух ob-мышей, и та и другая набрали дополнительный вес.
В 1973 г. ученый опубликовал результаты экспериментов в журнале «Диабетолоджи», профессиональном издании эндокринологов. Статья излагала факты и давала им теоретическое обоснование. Гипотеза Колемана предполагала такой механизм процесса: в организме нормальной мыши продуцируется фактор насыщения, который с кровью поступает в мозг и подает сигнал о прекращении приема пищи; у особей, страдающих ожирением, этот фактор отсутствует; животные-диабетики его, напротив, вырабатывают, но не имеют рецептора для восприятия подаваемых сигналов. Дело, в сущности, оставалось за малым: найти неизвестную молекулу, циркулирующую в крови и подающую сигналы гипоталамусу.
Развивая свою мысль дальше, Колеман конкретизировал ее, предположив, что петля биологической обратной связи регулируется одним или двумя генами. Таким образом, теория приобрела стройность. К тому же она была наглядна. Легшие в ее основу опыты достаточно легко воспроизводились. Иначе говоря, Колеман первым представил убедительное биологические обоснование того, на что обращали внимание и некоторые ученые, и многие простые обыватели: аппетит — и вслед за ним вес тела — подчиняется, видимо, некоему механизму, который не контролируется сознанием. Произошел самый крупный исследовательский прорыв за весь период существования науки об ожирении. Но он, как нередко случается, опередил время и не был воспринят всерьез.
Американский философ науки Томас Кун в книге «Структура научной революции» справедливо утверждает, что научное знание не абсолютно, а относительно, оно зависит от системы общепринятых понятий конкретного времени в данной теоретической области. Доминирующие установки имеют подавляющее значение, отмечает Кун, они не считаются даже с очевидностью, если она им противоречит, и признаются чуть ли не евангелием, до тех пор пока научная революция не создаст новую ортодоксальность. Фермеры давным-давно знают, что при помощи селекции можно вывести животных, которые станут много есть и быстро набирать вес, но мысль о том, что пищевое поведение человека находится под влиянием биологии и управляется генами, долгие годы проходила по периферии сознания и почти автоматически отметалась; люди, в конце концов, не коровы.
Теория Колемана стала достоянием гласности в начале 1970-х гг., когда патологическая тучность общепринято считалась проблемой поведения. Бихевиористы, собаку съевшие на опытах с последними, пытались избавить человечество от переедания путем изменения у толстяков поведенческих стереотипов. Этой методике верили: ведь результаты были так конкретны, так заметны и так легко измеримы (другое дело, что сброшенные килограммы почти немедленно возвращались назад). К тому же подобный подход, доступный массовому сознанию, легко рекламировался и привлекал множество потребителей — предпринимательский, так сказать, шарм играл здесь не последнюю роль. «Центры похудания» множились по всей стране. Они обещали «перепрограммировать» ожиревшие организмы самыми разными способами — от вознаграждения до электрошока.
Тем не менее поведенческая теория работала неэффективно в подавляющем большинстве случаев. Суть заключалась в том, что бихевиористы не могли, хотя и редко признавались в этом, хоть сколько-нибудь внятно объяснить, почему одни люди склонны к постоянному перееданию и сопутствующей полноте, а другие нет. Положим, чревоугодие и впрямь дурная привычка. Но чем она обусловлена? Где следует искать ее корни? В 1974 г. Альберт Станкард в соавторстве с Сиднором Пеником опубликовал доклад о ходе масштабной программы по излечению тучности бихевиористским методом. «Результаты, — мягко выразились соавторы, — даже у тех, кто полностью прошел весь курс, оказались неутешительными».
Открытие Колемана, казалось бы, логично объяснило, почему поведенческие подходы, обрекающие людей на танталовы муки, приносят столько же пользы, сколько сизифов труд, но убедило оно далеко не всех. Однако сам ученый не сходил с занятых позиций и продолжал искать ускользающий гормон насыщения. Один врач, рассказывает, не называя имен, Колеман, сообщил, что сумел выделить из секрета поджелудочной железы очищенное вещество, которое, будучи введено в кровь db-мыши, излечило ее от диабета и ожирения, и даже прислал соответствующие документы. Несколько лет Колеман безуспешно пытался повторить этот опыт и в конце концов пригласил своего корреспондента в Джексоновскую лабораторию, чтобы вместе разобраться в ситуации. Тот прилетел на собственном самолете, немного побродил по окрестностям, а затем внезапно исчез.
«Документы оказались фальшивкой, — улыбаясь, вздыхает Колеман. — Мошенник остается мошенником, обзаведись он хоть целой эскадрильей».
Между тем Колемана увела в сторону его же логика. Он считал, что сигнал о насыщении несут в себе жирные кислоты, вместе с глицерином образующие триглицериды крови. Для такого предположения имелись веские основания: жирные кислоты содержатся в жировых клетках и циркулируют по кровеносной системе. Но в целом оно было неверным.
В 1991 г. Дуг Колеман покинул Джексоновскую лабораторию, уйдя на покой. Об этом можно только сожалеть: большую часть жизни он посвятил науке и немалого сумел достичь. На его прощальном вечере кто-то процитировал стихотворение Роберта Фроста «Двое бродяг в распутицу». Колеман повторяет первую строфу:
Строки не зря запомнились Колеману: став пенсионером, он сделался похож на Фроста — не наружностью, а образом жизни. Покинув лабораторию, ученый превратился в сельского хозяина, занялся на своем обширном участке в штате Мэн лесоустройством. Срубленные деревья он меняет на оленину или отдает соседям. Связь Колемана с землей глубока. Он бывает порой сумрачен, как и Фрост, но не мрачен и ни о чем не сожалеет. Разве только за одним исключением: ему так и не удалось отыскать неуловимый гормон насыщения. Генетическая природа этого вещества была определена спустя три года после прощальной вечеринки Колемана его коллегой, человеком, с которым он был дружен и которому в голову не пришло бы обменивать дрова на оленину или прорубать просеки для удобства туристов. Совсем другой тип личности, совсем другой тип ученого — новый тип.