Книга слизи. Скользкий след в истории Земли - Сюзанна Ведлих

Но это оказывалось невозможным, потому что терновник, переплетаясь, стоял сплошной стеной, и юноши, пытавшиеся сквозь него пробиться, цеплялись за него, не могли уже из него выпутаться и умирали напрасной смертью.

ЯКОБ И ВИЛЬГЕЛЬМ ГРИММ, «Шиповничек»

Операция «Оверлорд» началась ранним утром 6 июня 1944 года высадкой союзников в Нормандии, после которой они в ожесточенных боях с немецкими отрядами отвоевывали путь внутрь Франции, где столкнулись с неожиданным противником. «Американцы не ожидали, что заросли бокажа окажутся такими густыми, что среди кустов растут высокие деревья, да еще и высаженные на высоких насыпях вдоль дорог. В ходе подготовки к высадке они привыкли думать, что кустарник в Нормандии будет таким же, как в Южной Англии. Командир 7-го корпуса генерал Коллинз говорил О. Брэдли, что бокаж ничем не уступает джунглям, в которых ему пришлось повоевать на Гуадалканале», – пишет историк Энтони Бивор. Союзникам спешно понадобилась помощь танков М4 «Шерман», оснащенных острыми стальными пластинами, которые за несколько минут могли срезать живые изгороди (бокажи), посаженные столетия назад местными крестьянами.

Неожиданно много усилий для барьера, который создан не из камня и цемента, а переплетен из живых ветвей. «Кустарник – это рубеж, пограничная область, – пишет литературовед Иан Родвелл в своем блоге Liminal Narratives. – Он очерчивает, маркирует и разделяет. Он создает границу между полями, лугами и дорогами». В природе кустарник не создает препятствий для воздуха, воды, птиц и других мелких животных. Одновременно он не пропускает диких животных и домашний скот, а также людей, в том числе и принцев, к Спящей красавице.

По сути, они представляют собой скорее барьер, но не абсолютную границу. Иными словами, некую пороговую зону перехода. В этом состоит их сходство с барьерами из слизи, которые тоже выполняют функцию выборочного фильтра.

Писатель Джон Райт в своей «Истории живых изгородей» предполагает, что подобные кустарники имеют древнюю историю. Вероятно, они использовались еще в раннесредневековой Британии для ограждения пасущегося скота от посаженных зерновых культур, а также для защиты полей от оленей, волков и других диких животных. Если не отходить от темы, то наши собственные ткани – это возделанная земля, которую надо защищать как от внешних возбудителей, так и от живущих внутри микробов. Совсем плотными гидрогели никогда не бывают, потому что они содержат слишком много воды, которая сдерживается лишь за счет трехмерной структуры вещества. Обе составляющие, водная и гелевая, играют важную роль для барьерной функции и процесса фильтрации, который происходит на разных уровнях. Об этом нам известно в основном благодаря работам Катарины Риббек из Массачусетского технологического института (Кембридж, США).

Может ли какая-то частица проникнуть сквозь гидрогель? Это зависит в первую очередь от объема самого геля и размера ячейки слизи. Крошечные частицы растворяются в геле в большинстве случаев так же незаметно, как насекомые пролетают сквозь живую изгородь. Крупные частицы, в свою очередь, застревают вне зависимости от того, имеет ли преграда ботанический характер, как в случае с кустарниками, или молекулярный, если речь идет о гидрогеле. Таким образом, слизь, словно сито, просто, эффективно и чисто механически осуществляет фильтрацию, в результате которой многие крупные вредные вещества и патогены без специального механизма действия остаются снаружи.

Методы отбора, которые использует барьер из гидрогеля, не всегда полезны для нас, так как иногда он не может отличить друга от врага, в связи с чем перехватывает полезные медицинские компоненты. Тем не менее, если при разработке новых лекарств не учитывать наличие барьера, то на достижение медикаментами своей конечной цели в организме будет уходить непозволительно много времени. Это значит, что любое лекарство, которому предстоит встретиться с барьером из слизи, должно, фигурально выражаясь, иметь при себе правильный билет. Грубая сила вроде той, что использовали танки-носороги, принесет в таких обстоятельствах больше ущерба, чем пользы, поскольку прорехи в барьере чреваты тем, что в организм попадут опасные патогены. Следовательно, биомедицина работает над созданием механизмов, функционирующих по принципу «Сезам, откройся!». Такие механизмы позволяют полезным активным компонентам проникнуть через гидрогель, после чего он тут же снова становится непроницаемым.

Тем не менее не всегда решение принимает один лишь гидрогель – у молекулярной структуры тоже есть право голоса. Иногда случается так, что барьер пропускает частицу, но она застревает внутри гидрогеля. Частица, таким образом, оказывается внутри электростатического взаимодействия ее собственной поверхности и слоя геля. Выбраться оттуда так же сложно, как принцам из кустарника, чтобы добраться к Спящей красавице. Однако бывает и обратное: если крупной частице удается пробраться сквозь гель, то ее взаимодействие с ним открывает проход для остальных. Некоторые патогены в ходе своей эволюции к этому приспособились и стали приносить с собой специальные энзимы (ферменты) типа молекулярных ножниц, способные прорезать дыру в геле. Другие действуют элегантнее, копируя код, открывающий проход в некоторые гели. Человеческие сперматозоиды также должны прорвать гелевый слой в шейке матки. В их случае успех операции зависит от консистенции слизи, которая меняется в зависимости от потребности организма. Иными словами, нужно подобрать правильное время!

«Я не хочу наружу, кто знает, что нас там ждет», – говорит Вуди Аллен в роли сперматозоида-очкарика в знаменитой комедии «Все, что вы всегда хотели знать о сексе, но боялись спросить». Он боится не без оснований. Дорога сперматозоидов в сторону яйцеклетки проходит непросто. Они, будучи не очень желанными чужеродными частицами, сначала проходят через чрезвычайно кислую среду влагалища, а затем через слизистую пробку, охраняющую доступ к матке. Этот барьер почти всегда толстый и плотный настолько, что патогены и сперматозоиды не могут пробраться внутрь. Ситуация меняется во время овуляции, когда созревает новая, готовая к оплодотворению яйцеклетка. Решающим фактором является значение водородного показателя (pH), в отношении которого действует следующий принцип: чем кислее среда, тем плотнее гелевая преграда.

При овуляции растет значение pH. Гидрогель в шейке матки размягчается, так как впитывает больше воды, следовательно, начинает легче пропускать входящие частицы. Тогда и только тогда отдельные сперматозоиды получают разрешение войти. Однако не только женское тело способно на подобные манипуляции. Мужская семенная жидкость также способна повышать значение pH во влагалище, тем самым создавая для себя более комфортные условия. В противном случае сперматозоиды долго бы не выдержали в условиях агрессивной кислой вагинальной среды. Нерасторопные и дефектные частицы, подобно микробам, быстро отфильтровываются. В ходе дальнейшего изучения работы Риббек становится очевидно, что значимость барьеров из слизи ощущается больше всего тогда, когда этот защитный механизм перестает работать.

А тем временем минули сто лет, и