(и наоборот), направленную на координирование желаний и действий с физическими потребностями. Гормоны и нейротрансмиттеры сосуществуют в организме потому, что так распорядились слепые силы эволюции, то есть в конечном итоге потому, что служат задачам выживания и воспроизводства.
Гормональная коммуникация
Такое координирование имеет решающее значение для удовлетворения потребности организма в энергии, необходимой для выживания, роста, восстановления и размножения. Для организма энергия подобна деньгам. Чтобы получать информацию о доходах и расходах, которая необходима для финансового планирования, компания может использовать электронную почту. Но каким образом тело и мозг обмениваются информацией и принимают решения об экономии или расходе энергии? Когда начинать, а когда прекращать рост? Следует ли инвестировать только в выживание, или у вас достаточно энергии для игр, ухаживания, борьбы за партнера и выработки молока для малышей?
Собираясь на пробежку, вы можете подготовиться, откусив несколько кусков энергетического батончика. После того как вы пробежали полтора километра, клеткам ваших задействованных при беге мышц очень хочется знать, достаточно ли имеется энергии. У организма есть множество вариантов ее получения – например, из жира, – но проще и энергетически менее затратно получить глюкозу непосредственно из крови. Из энергетического батончика она попадает сразу в кровоток, где взаимодействует с восприимчивыми к глюкозе клетками поджелудочной железы, которые сигнализируют о ее присутствии в крови и доступности остальным клеткам организма, особенно тем, которые активно работают. Для этого поджелудочная железа вырабатывает гормон инсулин, который также попадает в кровь, циркулируя по всему организму. Гормон кричит клеткам: «Эй, отпирайте! Глюкоза на пороге!» Почти все клетки являются мишенями для инсулина, поскольку все они нуждаются в глюкозе для получения энергии, но клетки работающих мышц особенно рады отреагировать на сигнал инсулина. Мышечные (и другие нуждающиеся в энергии) клетки «отпирают двери», чтобы впустить глюкозу. Когда инсулин связывается с рецепторами в мышечных клетках, в клеточных мембранах открывается особый канал, через который глюкоза может поступать внутрь. Поскольку вы находитесь на пробежке и ваши мышцы усердно работают, клеткам нужна энергия прямо сейчас. Глюкоза, попадающая в голодные клетки, немедленно направляется на производство АТФ – молекулы, которую они могут использовать в качестве источника энергии. Таким образом, инсулин передает информацию о доступности глюкозы всему телу (хотя мозг, доставляя глюкозу в свои клетки, использует другие механизмы). Работающие клетки отреагировали, и теперь у вас есть энергия для завершения пробежки.
Но вскоре после того как вы вернетесь домой и рухнете на диван, вам захочется встать и порыться в шкафчике со снеками в поисках перекуса. И на то есть веская причина: в ответ на углеводы, съеденные раньше, концентрация инсулина в организме возросла, и он хорошо справился со своей задачей. Благодаря ему клетки забрали из крови много глюкозы. Теперь уровень глюкозы в крови снизился, а это значит, что уровень инсулина тоже стал низким. Мозг ощущает это, и его центры регуляции аппетита, получив сообщение «Низкий уровень глюкозы в крови!», принимают меры и через нейротрансмиттеры посылают другим частям мозга сигнал о том, что ситуация с низким уровнем глюкозы требует определенной поведенческой реакции. Вы поднимаетесь с дивана и, возможно, берете яблоко из вазы с фруктами, чтобы утолить голод. Но если наши вкусы совпадают, вы предпочтете соленые крендельки или картофельные чипсы.
Когда в кишечнике пища расщепляется на макромолекулы, которые могут всасываться из тонкой кишки в кровоток, уровень сахара в крови повышается, и вместе с ним растет уровень инсулина. Он перемещает глюкозу в клетки, а мозг получает информацию о его высоком уровне, то есть о том, что у вас много энергии. Вы больше не испытываете чувства голода. Гормон взаимодействует с мозгом, согласовывая ваше поведение с потребностями тела, которые на данный момент в значительной степени удовлетворены.
Тестостерон (как и другие половые гормоны) подобен инсулину: он циркулирует по всему организму, а также отправляет информацию в мозг. Как и инсулин, тестостерон координирует физиологические процессы с поведением, но его основная роль состоит не в регулировании уровня сахара в крови, а в развитии и поддержании репродуктивной функции.
Разумеется, размножение требует энергии, поэтому функционирование репродуктивной системы зависит от наличия питательных веществ (гормоны, такие как инсулин и тестостерон, всегда действуют согласованно с другими гормонами и химическими веществами). У женщин эта взаимосвязь между энергией и репродукцией гораздо жестче, чем у мужчин. Для мужчин успешное размножение связано не столько с энергозатратной репродуктивной физиологией – вынашиванием и кормлением ребенка за счет ресурсов собственного тела, сколько с поиском, завоеванием и привлечением партнерш. Если уровень T относительно высок (в стандартном для мужчин диапазоне), он способствует росту мышц и производству спермы, а также сообщает мозгу, что происходит в организме. Когда в организме много инсулина, мозг получает сигнал: «Много энергии! Срочно ее используй!» Когда же много тестостерона, сигнал звучит иначе: «Много спермы, в дело ее!» Тестостерон, как доказывает многовековая практика кастрации, помогает мужчинам делать то, что необходимо для размножения.
Типичное мужское поведение и внешний вид зависят от наличия семенников, если только не применять современные фармацевтические препараты. Как мы уже говорили, люди давно поняли, что без яичек у самцов не развиваются (или утрачиваются) мужские физиологические особенности, такие как выработка спермы, а также половые признаки, например (в зависимости от вида животного) яркое оперение, большие заостренные рога, длинная шея или крупные мышцы верхней части тела. К тому же влияние семенников определяет мужское поведение – эрекцию, физическую агрессию и мотивацию к борьбе за женское сексуальное внимание.
Начиная с конца ХIХ в. научные исследования продуктов выделения семенников и связанная с этим промышленность переживали бурный рост. Ученые получили возможность изучать влияние тестикул на физиологию, анатомию и поведение животных, не прибегая к трудоемким, малоэффективным и довольно жестоким методам трансплантации целых органов или тканей. В первой половине ХХ в. были синтезированы эстроген, прогестерон и тестостерон, и их начали продавать для использования в качестве лекарственных средств{71} (как в мошеннических, так и в серьезных медицинских целях), а также для научных исследований.
В дополнение к спасшим множество жизней открытиям и синтезу новых лекарств, таких как инсулин, впервые примененный для лечения диабета I типа в 1921 г., это раннее взаимодействие между клиницистами, фармацевтическими компаниями и исследователями способствовало процветанию науки эндокринологии. Такие взаимовыгодные отношения сохраняются и сегодня, что ведет к еще более глубокому пониманию того, как гормоны формируют наши тело и мозг.
До открытия тестостерона все доказательства воздействия этого гормона на животных получались при наблюдении последствий кастрации – удаления источника тестостерона после рождения. Но я еще не упомянула о том, что для нормального развития большинства самцов необходимо воздействие тестостерона до или сразу после рождения{72}. Так что же происходит, когда плод мужского пола не испытывает воздействия Т в утробе матери или какое-то время после появления на свет? Этот вопрос мы рассмотрим в следующей главе.
3
Просто добавьте Т: делаем мальчиков
Дженни
Дженни возникла на пороге моего кабинета точно в назначенное время. Как правило, студенты носят джинсы или тренировочные штаны с футболками – у них это своего рода униформа, – но Дженни, по своему обыкновению, пришла в красном до колен платье и в черных лаковых балетках. Светло-каштановые волосы аккуратной волной падали ей на плечи, оттеняя белизну жемчужных сережек-гвоздиков.
Занятия в том семестре уже закончились, приближались экзамены. В отличие от большинства студентов, которые приходят ко мне на консультации во время так называемого «периода самоподготовки» между концом учебного года и экзаменами, Дженни не спрашивала о том, что будет на экзамене по моему курсу «Гормоны и поведение» или как к нему готовиться. Вместо этого она приветливо улыбнулась и сказала, что хочет «поговорить о содержании лекций». Такая постановка вопроса меня заинтересовала, особенно в свете того факта, что она никогда раньше не заходила ко мне в часы консультаций. Но ее лицо было мне хорошо знакомо – живые голубые глаза, высокие скулы и безупречная светлая кожа, – главным образом потому, что среди множества студенческих лиц оно притягивало мой взгляд во время занятий. По внимательному выражению этого лица я убеждалась в том, что не утратила контакт с аудиторией. Дженни всегда сидела прямо, сосредоточившись на моих
