Валерий Чолаков
Нобеловите награди (62) (Учени и открития (1901–1982))

Клетъчни взаимодействия

Едно от най-тъмните места в биологията е въпросът, как клетките взаимодействуват помежду си и какви фактори управляват техния растеж, развитие и диференциация. Учените атакуват този проблем още от миналия век, когато бяха постигнати първите успехи в ембриологията. За съжаление и досега малко може да се каже по този въпрос.

Един от пионерите в изследването на морфогенезата е големият немски анатом Вилхелм Хис. Той разви идеята за органообразуващи участъци в зародиша, които съдържат в себе си зачатъците на органите. По-конкретни данни бяха получени от друг немски учен — Вилхелм Ру. Той използваше една нагорещена игла, за да унищожава различни фрагменти от ембриона. Така Ру установи, че при някои животни от определени клетки възникват определени структури, докато при други специализацията не е толкова силна и при повреда в ембриона има възможност за компенсация от страна на съседните клетки. Идеите на Ру в значителна степен стимулираха изследванията в тази насока. В първите години на нашия век той многократно бе предлаган за Нобелова награда, но експертите от Нобеловия комитет сметнаха откритията му за твърде стари.

Тези изследвания бяха разширени и задълбочени от Ханс Шпеман. Той вече използваше значително по-голям набор от инструменти — тънки скалпели, микропипети, примки от косъм и стъклени игли. С този инструментариум и с много търпение Шпеман извършваше микрохирургични операции по ембриона и така откри много интересни неща. В един от експериментите той присаждаше зачатък на око на различни места по тялото на зародиша и установяваше, че под влияние на този зачатък кожата над него се превръща в роговица. Това го доведе до мисълта, че различните части на ембриона отделят вещества, които оказват влияние върху развитието на съседните части. Тези опити бяха направени още в 1901 г. Изследванията от този род продължиха и в 1918 г. достигнаха своята връхна точка.

Шпеман всъщност продължи да развива своята идея, да присажда и да разменя местата на различни части на зародиша. От един ембрион той взе нервната пластинка, която нормално се развива в мозък, и я постави в кожата на друг ембрион, показвайки, че там тя се превръща в обикновена кожа. Той направи и обратния експеримент. Взе част от епидермиса на другия ембрион и я постави на мястото на нервната пластинка в първия, където тя се разви в пълноценен мозък. Шпеман продължи по-нататък. Той описа различните точки в зародиша, които играят ролята на организационни центрове. Впоследствие бе развита теорията, че там се отделят различни вещества, подобни по действие на хормоните, които влияят върху диференциацията и специализацията на клетките. Освен че имат изключително голямо теоретично значение, тези изследвания са много важни и за практиката във връзка с проблема за регенерацията. При човека възможностите в това отношение са много скромни, докато на гущерите например им порасват нови опашки, а на тритоните дори и нови крайници. Би било чудесно да можем да се изравним по възможности с тях. Водени от подобни мисли, професорите от Каролинския институт решиха да наградят през 1935 г. Ханс Шпеман с Нобеловата награда за медицина и физиология за откриването на организиращия ефект в ембрионалното развитие.

Откриването на хормоните в началото на века вдъхна надежда, че ще бъде разкрита тайната на растежа и развитието, които придават формата и размерите на организма. Тези вещества получиха названието си от гръцката дума хормао — подбуждам. За да има равновесие обаче, трябва да съществуват и потискащи вещества. Като противодействие на хормоните в 1913 г. английският физиолог Шейфър въведе халоните — от гръцката дума халао — възпирам. Докато хормоните бяха изолирани отдавна, халоните са все още трудни за изследване. С тяхното изучаване обаче са свързани големи надежди за разкриването на тайната на морфогенезата.

Още в 1957 г. американските биолози Пол Вайс и Джек Кавано излязоха с хипотезата, че в живата тъкан има млади клетки, които се делят, и зрели клетки, които изпълняват своята специфична функция. Хормоните насърчават младите клетки да се делят. Специализираните клетки обаче отделят халони, които блокират размножението и така ограничават растежа на органа. Тази проста схема дава известна представа за динамичното равновесие, в което се намират тъканите на тялото, и за начина, по който се поддържат формата и размерите.

Според съвременните схващания халоните са веществата, които регулират растежа на тъканите. Те са пептиди или протеини и се разтварят добре във вода. Клетките на всеки вид тъкан произвеждат свои собствени халони, което показва, че съществува голям брой разновидности на тези молекули. Концентрацията им в тъканите е една десетомилионна от грама в килограм тъкан. Това прави изолирането и изследването им много трудно.

Халоните представляват голям интерес за медицината. Смята се, че те ще бъдат едно от средствата за борба с раковата болест. Още в 1976 г. бяха направени подобни опити във Финландия с много добър резултат. Несъмнено това е една от областите на науката, която ще донесе Нобелови награди в бъдеще.

Проблемът за клетъчните взаимодействия е в тясна връзка с генното инженерство и новата имунология. Тези направления постепенно се сливат, давайки един забележителен синтез, който ще даде на човека възможност за контрол над живата материя. В неговите ръце тя ще стане тъй пластична и податлива, както глината в ръцете на скулптора.