Искра жизни: Электричество в теле человека

THE SPARK 
OF LIFE

Frances Ashcroft

Electricity in the Human Body

Перевод с английского

ИСКРА 
ЖИЗНИ

Фрэнсис Эшкрофт

Москва
2016

Электричество в теле человека 

© Frances Ashoroft, 2012
© Издание на русском языке, перевод, 
оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2015

ISBN 978-5-91671-372-5 (рус.)
ISBN 978-0393078039 (англ.)

УДК 612.014.423
ББК 28.707.1
Э98

Переводчик Вячеслав Ионов

Эшкрофт Ф.
Искра жизни: Электричество в теле человека / Фрэнсис 
Эшкрофт ; Пер. с англ. — М.: Альпина нон-фикшн, 2016. — 394 с.

ISBN 978-5-91671-372-5

Все знают, что электричество приводит в действие машины, гораздо 
менее известно, что это же самое можно сказать о нас самих. 
Способность читать и понимать написанное, видеть и слышать, 
думать и говорить, шевелить руками и ногами и даже осознавать 
собственное «Я» обусловлена электрической активностью клеток, 
которая инициируется ионными каналами. Они регулируют наши 
жизненные процессы с момента зачатия и до последнего вздоха. 
Эта книга — почти детектив, посвященный особой разновидности 
белковой материи, ионному каналу. Она дает ответы на множество 
вопросов. Что происходит во время сердечного приступа? Можно ли 
на самом деле умереть от страха? Почему электрический угорь 
может ударить током? Как действуют на организм яды? Что в действительности 
делает ботокс? Что спасло Джеймса Бонда, когда его 
отравили? Зачем едят фугу? Почему в поздних картинах Клода Моне 
преобладают красные и желтые тона? Действительно ли любовь — 
химический феномен?
Книга чрезвычайно познавательна для всех, кого интересует 
природа электричества и его роль в нашем организме.

УДК 612.014.423
ББК 28.707.1

Э98

Все права защищены. Никакая часть этой книги не может 
быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими 
бы то ни было средствами, включая размещение в сети 
Интернет и в корпоративных сетях, а также запись в память 
ЭВМ для частного или публичного использования, без письменного 
разрешения владельца авторских прав. По вопросу организации 
доступа к электронной библиотеке издательства 
обращайтесь по адресу mylib@alpina.ru.

Издание подготовлено при поддержке
Фонда Дмитрия Зимина «Династия»

Фонд некоммерческих программ 
«Династия» 

основан в 2002 г. 
Дмитрием Борисовичем Зиминым,

почетным президентом компании «Вымпелком».

Приоритетные направления деятельности Фонда —

поддержка фундаментальной науки и образования в России,

популяризация науки и просвещение.

В рамках программы по популяризации науки

Фондом запущено несколько проектов.

В их числе — сайт elementy.ru, ставший одним

из ведущих в русскоязычном Интернете тематических ресурсов,

а также проект «Библиотека  «Династии» —

издание современных научно-популярных книг,

тщательно отобранных экспертами-учеными.

Книга, которую вы держите в руках, выпущена

в рамках этого проекта.

Более подробную информацию о Фонде «Династия»

вы найдете по адресу
www.dynastyfdn.ru.

Оглавление

Введение. О теле электрическом я пою ..........................................9

Глава 1 
Эпоха чудес ...............................................................................17

Глава 2 
Молекулярные поры ............................................................46

Глава 3 
Импульс к действию ..........................................................71

Глава 4 
Не забывайте о межклеточном 
 
пространстве ..................................................................... 101

Глава 5 
Как действуют мышцы ................................................ 127

Глава 6 
Электрические рыбы ....................................................... 145

Глава 7 
Сердечное дело .................................................................... 171

Глава 8 
Жизнь и смерть .................................................................. 207

Глава 9 
Врата чувств ...................................................................... 233

Глава 10 Все связано ............................................................................ 273

Глава 11 Что есть разум .................................................................. 308

Глава 12 Шоковая терапия .............................................................. 343

Примечания ................................................................................................ 375

Дополнительная литература ............................................................. 381

Благодарности ........................................................................................... 384

Разрешения на использование текстов и иллюстраций ..... 386

Предметный указатель ......................................................................... 387

Введение

О теле электрическом я пою*

Так звездочет вдруг видит, изумлен,

В кругу светил нежданный метеор;

Вот так Кортес, догадкой потрясен,

Вперял в безмерность океана взор,

Когда, преодолев Дарьенский склон,

Необозримый встретил он простор**.

ДЖОН КИТС. СОНЕТ, НАПИСАННЫЙ ПОСЛЕ ПРОЧТЕНИЯ 

ЧАПМЕНОВСКОГО ГОМЕРА

Когда Джеймсу было всего несколько месяцев от роду, у него 
неожиданно обнаружился диабет , причем в такой форме, 
что потребовалась госпитализация. Перед ним маячила 
перспектива колоть инсулин на протяжении всей жизни. 
К тому же в процессе лечения выяснилось, что он развивается 
медленнее других детей. К пяти годам Джеймс только начал 
ходить, у него были проблемы с речью и случались приступы 
детских капризов, характерные для двухлетнего возраста. 
Жизнь обеспокоенных его судьбой родителей была не сладкой.
Как оказалось, Джеймс страдал очень редкой формой диабета , 
вызванной генетическим дефектом (мутацией) в белке, 
известном, как АТФ- зависимый калиевый канал, который 
играет важную роль в секреции инсулина и функционировании 
мозга. Чаще всего мутации АТФ-зависимых калиевых каналов 
вызывают только диабет, однако примерно в 20% случаев, 
как и в случае с Джеймсом, они влекут за собой целый 

 
* Это известное стихотворение Уолта Уитмена из сборника «Листья травы» 
(1855), послужившее также названием для рассказа Рэя Брэдбери, нескольких 
фильмов и музыкальных альбомов. — Прим. науч. ред. 

 
** Перевод С. Сухарева.

Искра жизни

букет неврологических расстройств, включая задержку развития, 
гиперактивность, поведенческие расстройства и мышечную 
дисфункцию. Все связано с тем, что АТФ-зависимые 
калиевые каналы влияют на электрическую активность клеток, 
вырабатывающих инсулин, а также клеток мышечной 
ткани и мозга. Наши с Джеймсом истории переплелись, поскольку 
именно изучение АТФ-зависимых калиевых каналов — 
дело моей жизни — позволило ему отказаться от ежедневных 
инъекций инсулина и перейти на прием нескольких 
таблеток.
Диабет  возникает тогда, когда бета-клетки поджелудочной 
железы не удовлетворяют потребности организма в инсулине 
и уровень сахара в крови повышается. Еще в 1984 г. я обнаружила 
в мембране, окружающей бета-клетку, АТФ- зависимые 
калиевые каналы, которые регулируют электрическую активность 
клетки и, таким образом, выделение инсулина . Каналы 
функционируют как крошечные молекулярные поры, открывающиеся 
и закрывающиеся в ответ на изменения содержания 
сахара в крови. Когда поры закрыты, секреция инсулина 
стимулируется, а когда открыты — ингибируется1.
Я очень ясно помню тот день, когда произошло открытие. 
Как это часто бывает, озарение пришло поздно вечером. 
У меня были предположения, что введение глюкозы в раствор 
для культивирования бета-клеток должно привести к закрытию 
каналов. Однако, когда так и произошло, я решила, 
что это — техническая ошибка. Уверенность была настолько 
сильной, что я чуть не прекратила эксперимент. Все же, чтобы 
лишний раз убедиться в своей неправоте, мне захотелось посмотреть 
на эффект удаления сахара. Я рассудила, если глюкоза 
действительно регулирует активность каналов, то ее удаление 
должно привести к их открытию. Ну а в случае простой 
технической ошибки они так и останутся закрытыми. Через 
несколько томительных минут ожидания каналы открылись. 
Я была на седьмом небе. Я танцевала на улице, прыгала от радости, 
а звезды рассыпались вокруг меня разноцветными ог-

Введение

нями. Воспоминание об этом моменте до сих пор будоражит 
кровь и заставляет улыбаться. Ничто — ничто на свете — 
не может сравниться с радостью открытия, с осознанием 
того, что ты первый на планете, кто увидел нечто новое и понял, 
что оно означает. Такое не часто выпадает на долю ученого, 
возможно, раз в жизни, и обычно требует многих лет 
упорного труда. Но восхитительное чувство открытия воистину 
волшебно, это событие переворачивает жизнь и держит 
тебя в седле даже в трудные времена. Оно превращает науку 
в захватывающее приключение.
Тем вечером я чувствовала себя подобно отважному Кортесу, 
который безмолвно стоял на горном пике в провинции 
Дарьен, но видела не Тихий океан вдали, а перспективы, 
нарисованные воображением. Я совершенно ясно видела, 
куда мне надо двигаться, какие эксперименты нужно провести 
и что должно получиться. Наутро, как водится, уверенность 
испарилась, и чудесный результат стал казаться простой 
ошибкой. Найти истину можно было только одним путем — 
снова, снова и снова повторять эксперимент, иными 
словами, вернуться к повседневной рутине научных исследований, 
очень далекой от восторга открытия.
Даже в те далекие годы все понимали, если каналы не будут 
закрываться при повышении уровня глюкозы в крови, то результатом 
станет прекращение секреции инсулина и диа бет . 
Чтобы доказать это, нам нужно было найти изменения в структуре 
ДНК, которая отвечает за синтез АТФ- зависимого калиевого 
канала у людей, больных диабетом. Для идентификации 
нужной последовательности ДНК потребовались 10 лет и усилия 
множества людей по всему миру, но когда мы наконец попытались 
определить мутации, то так ничего и не нашли.
Мутации все же были обнаружены, но еще 10 лет спустя, 
и сделал это мой друг Эндрю Хаттерсли . Эндрю — удивительный 
человек. Высокий, худощавый, рыжеволосый, с проницательным 
складом ума и отзывчивым характером, это и замечательный 
врач, и блестящий ученый. Он не только догадался,