Знание-сила, 2009 № 02 (980)

Чем глубже, тем умнее

Михаил Вартбург

Мозг человека в среднем существенно больше, чем мозг его ближайших сородичей — человекообразных обезьян, — он составляет 2,4 % от веса тела, что в три раза больше, чем у орангутанов (и в пятьдесят раз больше, чем у лемуров). Ученых давно интересовало, почему это так, и, изучая эту загадку, они наткнулись на другую, с ней связанную, — оказалось, что у человека зародыш (окруженный плацентой) входит в стенку матки почти на треть ее толщины, тогда как у человекообразных обезьян глубина этого «ввинчивания» заметно меньше (около одной десятой), а у других млекопитающих она вообще равна нулю. Было высказано предположение, что при глубоком погружении в стенку матки зародыш получает больше питательных веществ из материнской крови (которая циркулирует по общей плаценте), а это, в свою очередь, способствует увеличению мозга.

Такая гипотеза имеет некие основания — например, в таком надежно установленном факте, что мозг человеческого зародыша получает 60 % всех питательных веществ, которые берет зародыш в целом, — и это в 6 раз больше, чем получает мозг у зародышей всех прочих животных. Но если все дело в глубине внедрения плаценты, то возникает вопрос — какие специфические факторы делают человеческую плаценту столь агрессивной?

Именно на этот вопрос отвечают исследования Лоуренса Коля из университета штата Нью-Мексико. Он изучал особый гормон, который вырабатывает плацента для своего внедрения в стенку матки — так называемый хорионический гонадотропин (ХГ). Молекулы этого гормона оказывают влияние на многие важнейшие процессы в плаценте. Молекула гормона ХГ представляет собой белок, покрытый снаружи сахарными группами, и вот Коль в ходе своих исследований обнаружил, что плацента тем агрессивнее, чем больше сахарных групп имеется на молекуле ХГ.

Более того, Коль установил, что количество этих сахаров на молекуле ХГ напрямую связано с уровнем эволюционной сложности организма: больше всего таких групп (четыре) имеют люди, за ними следуют орангутаны и шимпанзе (три), затем идут обезьяны Старого света — бабуины, макаки, мартышки и т. п. (две сахарные группы) и замыкают эту таблицу лемуры с их одной-единственной группой.

Любопытно, что строго по тому же порядку меняется и отношение массы мозга этих существ к массе тела. Как полагает Коль, можно думать, что в ходе эволюции животных их гормон ХГ тоже эволюционировал, причем в сторону присоединения к себе все большего числа сахарных групп. Это вызывало более энергичное и глубокое внедрение их плаценты в стену матки, более обильное питание их зародышей (и прежде всего мозга этих зародышей) и, как следствие, увеличение мозга.

Коль, однако, отмечает, что влияние ХГ может быть не только благодетельным (в смысле роста мозга зародыша), но и пагубным. Если в такой плаценте, рассчитанной на большое поступление питательных веществ, уровень ХГ будет по каким-либо причинам понижен, это приведет к тому, что зародыш внедрится в стенку матки недостаточно глубоко, ему будет недоставать крови, и организм матери откликнется на это повышением кровяного давления или отторжением зародыша вообще (то есть выкидышем). И действительно, в исследованиях Коля обнаружилось, что выкидыши и симптомы так называемой преэклампсии (повышение давления, появляющиеся на поздней стадии беременности у 7 % всех беременных женщин) имеют прямую связь с пониженным уровнем ХГ. Это открытие может в будущем дать врачам возможность — по уровню ХГ — предвидеть возможные осложнения в беременности. И одновременно оно является еще одним косвенным подтверждением гипотезы Коля о связи размеров мозга с агрессивностью плаценты.