Текст книги "В поисках волшебной таблетки. Научно-популярная сказка"

Глава 4
Что такое гены?

– Итак. Как ты уже знаешь, клетка – это очень маленький живой организм. У нее есть органы, есть мембрана (считай, кожа) и есть ядро (как голова, которая раздает приказы). В ядре находятся гены. Возможно, ты даже слышал о них.

– Да, в одной из научных передач по телевизору, которую я смотрел, часто говорили такую фразу: «Это у нас в генах». Только что именно они имели в виду, я не понял.

– Мало кто понимает. В общем, смотри: гены – это такие нити нуклеиновых кислот.

– Чего? Каких еще кислот?

– Можешь сильно не забивать себе голову информацией о том, что такое нуклеиновые кислоты. Это последовательность химических веществ в виде нити, в которой закодирована информация о строении всех живых организмов.

Например, в них находится информация о том, что у хомяка должно быть четыре лапы, а у змей лап не должно быть вообще, но должен быть длинный хвост. Также о том, что у тебя скелет, как у хомяка, и то, что твоя кожа покрыта шерсткой, а моя – нет.

Гены – это что-то вроде чертежа. Инструкция, по которой ты собран. Когда твои мама и папа познакомились и зачали тебя, то мама дала половину своих генов, а папа – половину своих. В результате ты имеешь черты как своей мамы, так и папы. Но основа, каркас генов не поменялся. Изменились лишь какие-то черты. Например, цвет шерстки. Если мама была белой хомячихой, а папа черным, ты можешь получиться черно-белым. Хомяк-зебра. А может, будешь черным, как папа, или белым, как мама. Тут как повезет. За всем этим стоят гены. А произошел ты из одной-единственной клетки. Суперклетки. Которая поделилась на множество других, и при постоянной доставке нужных строительных материалов получился ты.

Причем в процессе постройки клетки менялись, ведь есть те, из которых состоят твои мышцы. А есть те, из которых состоит твой маленький, но очень пытливый мозг. Клетки разные, а гены в их ядрах – одинаковые. Гены, которые достались от мамы и папы. Вот что такое гены.

– Как же такое возможно, что эти гены, то есть чертежи, одинаковые, а клетки разные?

– Потому что твои гены – это как огромная книга. В которой есть главы с информацией о том, какие клетки нужны и как нужно строить, например, твой желудок. Или кожу и шерсть. Но в процессе развития каждая клетка перед тем, как начать расти, открывает только свою главу и строго следует указанным в ней инструкциям. А на другие главы не переходит. Это такой суперчертеж на сотни миллионов страниц. И каждая страница предназначена для определенного рабочего. Все очень строго. Одна ошибка – и все здание рухнет. Это очень тонкий и сложный механизм.

– А зачем вообще нужны эти гены? Разве нельзя это как-то сделать проще?

– Гены неразрывно связаны с эволюцией.

– А что это такое?

– Эволюция – это процесс, благодаря которому появился ты. Изначально все живые организмы жили в воде и представляли собой одноклеточные организмы-одиночки. Причем эти существа даже ядра не имели. Нити ДНК просто плавали в цитоплазме, потом эта структура усложнилась.

– Как она могла усложниться?

– Вот это я и пытаюсь тебе объяснить. Смотри, основа для того, что живой организм приобрел какие-то новые и полезные свойства, – это передача информации из поколения в поколение. Для этого гены и нужны. Во время спаривания хомяков, как я уже говорил, твои родители передали частички себя в виде генов, в которых была зашифрована вся необходимая информация.

– Что-то сложновато. Я не понимаю…

– Хорошо, давай попробуем с другой стороны. Как из простого микроба могли появится такие сложные существа, как мы с тобой?

Хомяк задумался.

– Ладно, не ломай голову. Никто точно все равно не знает, как это получилось. Известно следующее: нашей планете около четырех миллиардов лет. На заре времен жизни не было. Не было ни растений, ни микробов, только вода. Почти вся наша планета была покрыта водой. В ней жизнь и зародилась. Точно никто не знает, как именно, но, скорее всего, первые зачатки жизни были занесены из космоса.

– Из космоса… – Хомяк с трудом пытался понять, что же говорит мудрый Змей. Да, для маленького шерстяного зверька это было очень и очень непросто. Но Хомяк очень старался.

– Да. Твоя клетка находится в квартире. Квартира расположена в доме. Дом стоит на земле. Та земля, на которой стоит дом, располагается на огромном острове, то есть континенте. Континенты, моря, океаны находятся на круглой планете. А планета, в свою очередь, летает в космосе.

По аналогии с нашей «хлебной» моделью клетки, ядро – это планета. А все вокруг нее космос. Только в сотни, тысячи и миллионы раз больше. Планета очень маленькая по сравнению с космосом. Можно сказать – микроскопическая. Там, в темноте и пустоте нет воздуха, нет еды, воды. Вообще ничего нет. Сплошная пустота. Но в этой пустоте есть множество других планет. И вот оттуда прилетело что-то, какой-то камень или еще что-то, на котором была жизнь. Так, во всяком случае, объясняется зарождение жизни на Земле.

– Жизнь прилетела из космоса?

– Это одна из теорий. Их много. Давай просто остановимся на ней, потому что точно все равно никто не знает. В общем, эта жизнь прилетела, и на свет появились первые микроскопические организмы.

Сперва они просто плавали, питались тем, что найдут, и размножались. Но менялись времена, температура, да вообще все. И организмы стали эволюционировать, чтобы приспособиться к новым условиям. Важно понимать, все эти изменения происходили очень медленно. Если бы внезапно земля стала полностью состоять из суши, а вся вода куда-то пропала и все микробы оказались бы на суше – они погибли бы. Потому что так быстро невозможно приспособиться к новым условиям. Но если изменения будут происходить постепенно, очень медленно, то у живых организмов есть шанс. При помощи этих самых генов они могут создать мутацию, которая будет более устойчивой к новым условиям. Например, представь, океан стал немного более холодным. Тогда те существа, у которых была более толстая мембрана, получили преимущество. Они стали эффективнее находить пищу. А значит, могли чаще других размножаться.

А так как за толщину мембраны отвечают гены, то логично предположить, что носители этого измененного гена давали больше потомства и постепенно вытеснили всех тех, у кого была не такая плотная мембрана и которым было холодновато в остывшем океане.

Гены передают свойства организмов сквозь время, через потомство. Если гены лучше подходят для данных условий, то и потомства будет больше. И так по накатанной.

– Понятно, но как появились многоклеточные организмы, такие, как мы с тобой?

– К сожалению, и на этот вопрос тоже нет точного ответа. Видимо, в какой-то момент появился организм, состоящий из двух или трех клеток. В тех условиях это оказалось очень выгодно. Такой организм передавал свои гены дальше, и всего его «дети» состояли из двух-трех клеток. А его, скажем, внуки или правнуки, возможно, случайно мутировали до пятиклеточного организма. И он оказался еще лучше. И так вплоть до того, пока не появились многоклеточные организмы. А потом все эти многоклеточные ребята разделились на два основных вида: растительную жизнь и животную.

– Выходит, что мои дальние родители были микробами?

– Очень-очень дальние. Твои предки-микробы жили миллиарды лет назад. Это было так давно, что их даже трудно назвать предками. Но, в принципе, можно употребить это слово.

Хомяк кивнул.

– Ну вот, – заключил Змей. – Теперь ты знаешь, откуда мы произошли, из чего состоим, как сформированы и что отвечает за то, что мы выглядим именно так, как выглядим. А значит, можно перейти на более высокий уровень и поговорить о том, из каких органов состоишь ты.

– Ты хотел сказать, органелл?

– Нет, органеллы у клеток. А вместе клетки образуют органы.

Комментарий

Говоря про гены, нельзя не упомянуть такую вещь, как эволюция. По сути, гены – это валюта, благодаря которой живые организмы расплачиваются за то, чтобы обрести новые свойства. Иногда полезные, а иногда не очень. Тут уж как повезет.

Гены (или ДНК, она же дезоксирибонуклеи́новая кислота) – это молекула, представляющая собой последовательность нуклеиновых кислот («нуклеус» в переводе означает «ядро»). Выглядит она как нить. Обычно ДНК сгруппированы по парам. Такая конструкция называется хромосомой (т. е. 2 сгруппированные нити ДНК). У человека их 23 пары или 46 отдельных хромосом.

В последовательности и комбинации генов зашифрована основная информация о том, как будет выглядеть тот организм, внутри которого они находятся.

В процессе передачи генов от родителей к детям могут возникать различные ошибки (так как данный процесс очень тонкий и сложный – любое отклонение приводит к возникновению ошибок). Такие ошибки называются мутациями, о них мы подробнее поговорим в 3-й части книги.

Мутации далеко не всегда являются плохими. Иногда они могут привести к появлению нового свойства, которое может оказаться крайне полезным. Например, сотни тысяч лет назад такие мутации привели к появлению человека в том виде, в котором он существует сейчас. Вероятнее всего, мы произошли от наших ближайших сородичей – обезьян. И хотя на первый взгляд человека нельзя назвать удачным творением, ведь он сильно уступает другим животным в физической силе, выносливости и реакции, у него в ходе эволюции появилось одно очень важное преимущество – отлично развитые лобные доли больших полушарий мозга.

Люди хоть и проигрывали другим животным физически, но благодаря прокачанному мозгу они научились использовать орудия труда, объединяться в большие группы (гораздо больше, чем у животных) и действовать сообща. Результатом этого явилось зарождение и развитие цивилизации.

Но иногда мутации бывают плохими или даже вовсе несовместимыми с жизнью. Таким образом природа «тестирует» различные гипотезы в погоне за созданием идеального вида. Если мутация была удачной, то ее носитель получит преимущество перед другими видами. Это позволит ему передавать свои гены в большем количестве, чем это смогут сделать конкуренты, что приведет к закреплению данного свойства у всего вида в будущем.

Если же мутация будет неудачной, то носитель в дикой природе, скорее всего, погибнет, и его неудачные гены погибнут и навсегда исчезнут вместе с ним.

Любопытен еще тот факт, что количество хромосом далеко не всегда коррелирует со сложностью организма. Например, у фрукта киви (у него тоже есть гены) 174 хромосомы, у шимпанзе и картофеля 48, а у собаки – 78.

Почему так – неизвестно. Но, скорее всего, такая конфигурация была оптимальной для того времени и места, где возник данный вид.

Глава 5
Из каких органов и тканей мы состоим?

Змей продолжал:

– Знаешь ли ты, Хомяк, какие у тебя есть органы?

– Честно сказать, нет. Я даже не знаю, где они находятся.

– Хорошо, начнем тогда с самого главного. Все твои внутренности, все твое тело как бы насажено на скелет. Скелет состоит из костей. Кость – единственное твердое образование в твоем теле (зубы, кстати, тоже кости). На ощупь чем-то похожа на камень, только не такой прочный.

– А как выглядит этот скелет?

Змей огляделся по сторонам в поисках примера, но увидел лежащие рядом карандаш и бумагу.

Ловко орудуя карандашом при помощи хвоста, он изобразил то, что, на его взгляд, должно было походить на скелет хомяка.

– Я не знаю, как выглядит твой скелет. Я знаю, как выглядит скелет людей, потому что мой хозяин часто смотрел книги, где был изображен скелет. А я подсматривал из-за плеча. Но думаю, что в общих чертах он не сильно отличается от твоего. Смотри, вот это самый главный столб, называется «позвоночник». Сверху к нему крепится череп, то есть твоя голова. А по бокам руки и ноги. Снаружи скелет покрывают мышцы и связки. Связки – это тоже такие особые клетки, которые не выполняют особо никаких функций, кроме связывания между собой мышц с костями. При помощи мышц, связок ты можешь двигаться. Мышцы покрыты кожей, которая защищает нас от микробов и прочих внешних воздействий. Кажется, ничего не забыл. А еще в центре у тебя есть большое костное образование – грудная клетка.

– Клетка? – При слове «клетка» Хомяк заметно оживился.

– Да, клетка, но грудная. Она как раз больше походит на ту, в которой ты жил.

– В ней тоже кого-то запирают?

– Можно сказать и так.

– И кого же?

– Скелет является каркасом, на котором держатся все твои органы и ткани, благодаря которому ты не выглядишь как желе, можешь стоять, ходить, лежать, подниматься и прыгать. А благодаря своей твердости кости могут защищать самые важные органы.

– А как они их защищают?

– А потрогай себя за голову – она твердая?

Хомяк лапами внимательно ощупал свою голову и заключил, что она действительно достаточно тверда.

– Вот твоя голова, это череп – единственная, полностью закрытая костная структура. Твой череп – это такая коробка. Люди так и говорят – черепная коробка. Хотя коробка – это что-то квадратное, а череп больше похож на закрытый горшочек. Но я тебе уже говорил, что люди зачастую выдумывают странные названия для всего. А спереди к этому горшочку прикреплены твои челюсти и отверстия для глаз и носа.

– А что находится в этом горшочке?

– Там находится самый главный орган – головной мозг. За все, что ты сейчас слышишь, видишь, чувствуешь, о чем думаешь, отвечает твой мозг. Мозг очень хрупкий, и, чтобы защитить его, у нас есть череп. Если тебя ударить по голове, то удар примет на себя именно кость, а мозг останется невредимым. Ну или, по крайней мере, относительно невредим. Череп – это как шлем для мозга. Мозг – это как ядро у клетки. Он все регулирует, дает команды мускулам, чтобы они сокращались и ты мог двигаться, гормональным органам говорит, какие нужно продуцировать гормоны, сердцу указывает, как нужно биться, легким приказывает дышать, и так далее.

Сам мозг состоит из нервных клеток. А контролирует он все органы при помощи специальных отростков, которые отходят от него и прикрепляются к каждому органу. Как провода от компьютера. Ты видел компьютеры людей хоть раз?

– Да, девочка, которой я принадлежал, любила играть на компьютере.

– Хорошо. Мозг выпускает свои отростки из головы, которые проходят внутри всего твоего тела и контролируют работу всех твоих внутренних органов. Эти отростки белого цвета, очень тоненькие. Называются они нервными окончаниями.

– Получается, что мозг чем-то похож на осьминога?

– Да, очень даже похож. Такой маленький осьминог, который сидит у тебя в черепе и оттуда контролирует все и вся.

– Гадость какая-то… – поежился Хомяк.

– Это значит, что ты говоришь «гадость» про самого себя. Потому что ты – это и есть мозг. А твои глаза и уши – это тоже его отростки, выведенные наружу, чтобы ты мог находить еду, убежать от опасности и найти себе подружку.

– А я думал, подружку я ищу сердцем. – Хомяк приложил лапку к груди.

– Нет, это распространенное заблуждение людей. Они так решили, потому что, когда мозгу кто-то нравится, сердце начинает биться чаще, и они это чувствуют. Вот и решили, что причина их приятных ощущений кроется именно в сердце.

Так вот. Сейчас ты приложил лапку к грудной клетке. Это образование, собранное из костей-ребер. Оно и правда напоминает клетку, в которой заключены твои сердце и легкие. Сердце – это тоже очень важный орган. Без него, как и без мозга, ты жить не сможешь. Поэтому для защиты его и посадили в клетку.

– А почему сердце начинает биться быстрее, когда я хочу познакомиться с подружкой?

– Потому что мозг предвкушает то, что случится после того, как ты можешь сблизиться со своей избранницей. И для этого заставляет сердце биться чаще. Ведь для того, чтобы сделать детей, нужно как следует насытить твое тело кровью и кислородом.

– Что такое кислород? И кровь? Кажется, я знаю, что кровь красная, а кислородом я дышу. Но я не думал, что кислород находится в крови…

– Смотри: во-первых, ты относишься к млекопитающим. Быть млекопитающим – это не только вскармливать своих детей материнским молоком[4]4
  Млекопитающие – класс животных, отличительной чертой которых является вскармливание детенышей молоком.


[Закрыть]. Это еще значит, что у тебя есть легкие, которыми ты дышишь. Легкие – это такие мешочки внутри твоей груди. Они наполняются воздухом при каждом вдохе. В воздухе, невидимом для глаз, но окружающем нас повсюду, присутствуют разные вещества. Люди называют их газами – то есть веществами, растворенными в воздухе. Так вот среди них есть кислород – газ, который нужен и людям и нам, чтобы жить. Он вступает в химические реакции с твоими клетками (а точнее, с митохондриями в них), и те создают энергию. Без кислорода не будет энергии. Без энергии клетки погибнут. А вместе с ними – и ты. Поэтому нам и нужно дышать. Но кислород должен как-то добраться до твоих органов и тканей, чтобы насытить собой клетки. Как ему это сделать?

– А разве напрямую из легких это сделать не получится?

– Нет, так не получится. Это клеткам просто, у них есть цитоплазма, по ней все доставляется. Но как же наладить снабжение всех твоих органов и тканей энергией?

– Тогда не знаю.

– Для этого и существует кровь. Легкие – это как бы временная стоянка и резервуар для воздуха, откуда он должен начать доставляться по всему телу. В роли курьеров выступают особые клетки – красные кровяные тельца, или эритроциты. Внутри каждой из них есть особый белок, которые называется «гемоглобин». Именно к нему присоединяется кислород. Можно сказать, что сам эритроцит – это носильщик, а гемоглобин – это рюкзак, куда носильщик кладет кислород и доставляет его по всему телу.

– И что, эритроциты просто перемещаются по нашему телу?

– Да, но не сами по себе. У них нет ни ног, ни рук, ни плавников. Они выглядят как диски. Чтобы эти диски начали разносить кислород по всему телу, природа придумала кровеносную систему. По большому счету, это просто трубки, которые называются сосудами. Как дороги, по которым снуют туда-сюда клетки-курьеры. Как трубопровод, при помощи которого люди моются. Ты видел такие краны с водой по всему дому?

– Да, видел, они их открывают, и оттуда течет вода.

– Вот примерно так же и устроена наша кровеносная система. Если ты – это дом, клетки – это квартиры, то трубопровод – это кровеносная система. Только вода по тебе течет особая, красная. Внутри этой красной жидкости находится множество разных клеток. Одни из них – это эритроциты, то есть доставщики кислорода. На самом деле кровь красная как раз из-за них. Их так много, что они кровь в красный цвет закрасили. Если их оттуда убрать (а люди умеют и такое), кровь станет прозрачной.

– А какие еще клетки плавают в крови?

– Их довольно много, они все разные. Но вкратце – есть еще два типа клеток. Первый – это белые кровяные клетки (они же лейкоциты). Они выступают в роли защитников твоего организма от инфекций, болезней и прочего. Своего рода клетки-полицейские и ремонтники, которые охраняют твой организм. Мы подробнее поговорим о них позже.

– А вторые?

– Второй тип – это специальные клетки-заплатки, или тромбоциты. Если ты поранишься и повредишь сосуд, из него начнет течь кровь. Сам понимаешь, это ценный ресурс, и мы не можем позволить себе, чтобы она вся вытекла. Тут-то на помощь и приходят тромбоциты. Собравшись вместе в достаточном количестве, они просто слипаются и затыкают порез. Из-за чего кровь перестает течь. Затем порез заживает, и все приходит в норму.

– Так, а что происходит после того, как эти эритроциты отдали кислород клеткам?

– Они идут в легкие за новой порцией. И так по кругу. Поэтому все сосуды у нас разделены на два вида: вены и артерии. По артериям течет кровь, которая насыщена кислородом. А по венам – та кровь, эритроциты которой уже его отдали и идут за новой порцией обратно в легкие. Это выглядит как кольцо. Половина кольца артерии, половина – вены.

Змей провел хвостом в воздухе окружность. Хомяк внимательно посмотрел на рисунок и задумался.

– А что заставляет кровь течь? Ведь что-то должно ее толкать, она же не может течь сама по себе? Или может?

– Очень хороший вопрос. Да, у нас есть насос, который приводит кровь в движение. И этот насос как раз и называется сердцем, в котором ты чувствуешь тепло, если видишь свою подружку. Сердце – это просто мышечный насос, и ничего больше. Как ты помнишь, мышцы состоят из мышечных клеток, которые могут менять свой размер. Они могут напрягаться и расслабляться, уменьшаясь и увеличиваясь в размере. Так сердце постоянно сокращается и расслабляется, проталкивая кровь с кислородом в сосуды.

– И что, сердце вообще не отдыхает?

– Нет, конечно. Если оно даже и попробует отдохнуть, ты быстро умрешь. Потому что…

– Без кислорода жить нельзя? – вставил Хомяк.

– Да, да. Именно. Ты можешь даже пощупать, как работает твое сердце. Приложи свои лапки в центр груди, чувствуешь?

Хомяк положил лапку на грудь и прислушался к ощущением.

– Да, я чувствую, как там что-то стучит.

– Это и есть сердце. Стуки – это его сокращения. Люди называют их ударами. Тук-тук. Тук-тук. Первый тук – это сокращение, второй – расслабление. Интересно, правда? У тебя внутри всю жизнь работает, а ты его даже не замечаешь.

– А почему, когда я бегу на своем колесе, сердце бьется чаще?

– Потому что тогда твои клетки работают больше – и им нужно больше кислорода. А чем больше раз сработает насос, тем больше кислорода попадет в клетки. Вот мозг и приказывает сердцу биться чаще.

– Не понимаю… Как это?

Змей опять нарисовал хвостом в воздухе круг.

– Представь, что за один удар кровь проходит половину этого круга. То есть половина всех твоих клеток получила кислород. Второй удар – вторая половина тоже. Потом еще нужно несколько ударов, чтобы вернуть всю кровь обратно в легкие, где она насытится кислородом, и цикл повторяется снова. Но что, если тебе нужно больше кислорода?

– Нужно сделать больше таких циклов!

– Все верно. Поэтому, когда ты бежишь, сердце бьется не как обычно, а в два раза быстрее. Или даже больше. Все зависит от того, насколько ты быстро бежишь. Твой умный организм сам подбирает оптимальный ритм работы, тебе об этом даже задумываться не нужно.

– А как он понимает, что нужно больше кислорода?

– Для этого есть специальные датчики.

– Что такое датчики?

– Ох, ну вот ты помнишь машины людей?

– Ага.

– Их машины ездят на бензине. Это такая специальная жидкость. Что-то вроде крови для машины. В общем, не важно. В машине есть емкость, где хранится бензин, – она называется «бензобак». В бензобаке есть датчик, то есть такое устройство, которое измеряет количество бензина. Если бензин заканчивается, то датчик подает сигнал водителю-человеку, что, мол, пора залить еще бензина.

И вот у тебя тоже есть датчик, который смотрит за уровнем кислорода, всем ли его хватает. Если кислорода не хватает, то мозг приказывает сердцу, чтобы то начало быстрее качать кровь. А легким – чаще дышать. Ты же просто ощущаешь, что тебе мало воздуха, и начинаешь слегка задыхаться. Например, когда начнешь быстро-быстро крутить колесо.

– Значит, в моей груди находятся сердце и легкие. А что в животе?

– А про это, я думал, нужно поговорить отдельно. Там много интересного. Давай перекусим и начнем разбираться, что же у тебя в животе и каким топливом нужно заправлять тебя.

Комментарий:

Если мы попробуем собрать человека из составных частей, то начать придется именно со скелета.

Скелет – это основа, на которую уже крепится все остальное: органы и ткани.

Он состоит из множества костей. Кости представляют собой структуру, состоящую из специальных костных клеток, пропитанных кальцием, что делает их невероятно прочными (во много раз прочней других тканей, кости гораздо труднее разрезать ножом). Однако такая прочность делает кости одновременно достаточно хрупкими. Если происходит перегиб в каком-либо месте (причем совсем небольшой), кость сломается, подобно разбившейся вазе.

Кости соединяются хрящевой тканью, менее прочной, но куда более гибкой. Вместе они образуют суставы, с помощью которых мы двигаем конечностями и туловищем.

Снаружи к скелету прикрепляются мышцы и связки. Благодаря мышечному сокращению мы можем шевелить руками, ногами и телом. А на мышцы уже натягивается кожа, выполняя защитную функцию.

Также наш скелет имеет одну закрытую костную структуру – череп. И одну полузакрытую костную структуру – грудную клетку. Это необходимо, чтобы жизненно важные органы и ткани были максимально защищены.

Все наше тело можно условно поделить на три части:

Голова, туловище и конечности.

Голова – вместилище для мозга. Также именно на ней находятся основные органы чувств, при помощи которых мы ориентируемся в пространстве (глаза, уши, нос, язык).

Туловище представляет собой скопление органов, которые, по аналогии с органеллами клеток, выполняют какую-то строго определенную функцию. При этом работают они сообща.

Для того чтобы наш организм функционировал, ему необходим постоянный доступ кислорода и питательных веществ извне. Доставкой кислорода в тело занимаются легкие. В норме воздух проходит через нос, где очищается, увлажняется, согревается, затем поступает в трубки (бронхи), которые ведут к легким. Там происходит газообмен – то есть процесс забора кислорода из воздуха в кровь и доставка его по всему организму через кровеносную систему.

Кровеносная система представлена системой трубок, по которым струится кровь, и насосом (сердцем), который эту кровь толкает.

За доставку питательных веществ (тоже в кровь) отвечают желудок и кишечник.

Все процессы, проходящие в нашем организме, очень сложные и тонко регулируются мозгом. Он это делает двумя основными путями: через нервные (электрические) импульсы либо через особые химические вещества – гормоны. Гормоны вырабатываются специальными органами (щитовидная железа, поджелудочная железа и другие) и доставляются до пункта назначения вместе с кровью. Электрические импульсы идут по нервным окончаниям, как по проводам. Нервные импульсы распространяются очень быстро, но информацию они передают достаточно примитивную. В основном это либо «да», либо «нет». Усилить/ускорить работу какого-либо органа или, наоборот, замедлить. Гормоны же, наоборот, могут передавать более сложную информацию, причем на многие органы одновременно, но действуют медленнее.

В данной книге мы не будет подробно останавливаться на гормональной системе нашего организма. Во-первых, это не имеет большого смысла, потому что данная система работает автономно, без нашего участия, и напрямую повлиять на ее работу мы не можем. Во-вторых, она настолько сложная и запутанная, что заслуживает отдельной книги. Причем даже не одной.

Мозг – это центральный командный пункт. По большому счету, мозг – это и есть мы. Именно мозг сейчас читает эту книгу при помощи своих отростков, выведенных наружу в виде глаз. Он отвечает за мыслительный процесс, за анализ всего происходящего вокруг нас, за положительные и отрицательные эмоции, за физиологические потребности и за регуляцию работы всех внутренних органов.

Мозг работает на углеводах и кислороде. И то и другое доставляется в мозг при помощи кровеносной системы.

Кровь – это главная жидкость (кстати, по правилам, ее также принято относить к тканям, так как это совокупность клеток), которая обеспечивает питание всего организма. В крови есть три основных типа клеток: красные кровяные клетки, эритроциты, в которые встроен гемоглобин (переносчики кислорода). Белые кровяные клетки, лейкоциты (клетки – защитники от болезней) и так называемые маленькие кровяные пластинки – тромбоциты (заплатки для поврежденных сосудов).

Сосуды – это трубки, по которым бежит кровь с кровяными клетками. Они бывают разных диаметров. От самого большого (аорты – сосуд которых отходит сразу от сердца) до микроскопических (капилляры), которые проходят в толщу тканей и питают их. Сосуды, которые идут ОТ сердца, называются артериями. А которые идут К сердцу – венами. Если по сосуду идет кровь, насыщенная кислородом, – это артериальная кровь, и, как правило, идет она по артериям. Если кровь уже отдала кислород клеткам – она становится венозной и обычно идет по венам.

Сердце – это мышечный насос со сложной системой клапанов, который сокращается и расслабляется, создавая давление в трубах и тем самым заставляя кровь бежать по телу и питать органы и ткани. Благодаря системе клапанов сердце одновременно толкает кровь не только по большому кругу кровообращения (т. е. система трубок, которая питает все органы и ткани), но и по малому кругу кровообращения (система трубок, которая проходит через легкие, где насыщается кислородом)*.

*Здесь есть небольшое исключение. Исторически сложилось, что люди поначалу не знали, какая кровь где идет, так как не понимали принципа работы сердечно-легочной системы и не подозревали о сосуществовании клеток. Поэтому они назвали артериями сосуды, которые идут ОТ сердца, а венами – которые идут К сердцу. Позже, когда стало ясно, что есть клетки, гемоглобин и кислород, стало понятно, что мы наткнулись на небольшое противоречие. Дело в том, что по трубкам ОТ сердца кровь идет к легким, чтобы насытиться там кислородом, то есть венозная, но ведь течет она ОТ сердца, то есть по артерии. Получается, по артериям в малом кругу кровообращения течет венозная кровь. После насыщения кислородом кровь превращается в артериальную. Назад она снова течет в сердце (чтобы уже оттуда начать питать весь организм), то есть по вене, хотя сама является артериальной кровью, то есть насыщенной кислородом. Получается, в малом кругу по вене течет артериальная кровь, а по артерии – венозная. Такой вот парадокс.

Насыщается кислородом кровь в легких. Вопреки всеобщему заблуждению, легкие – это не полый орган (в нем нет полости, заполненной воздухом, он не похож по строению на воздушный шарик). Это так называемый паренхиматозный орган, т. е. имеющий паренхиму. Паренхима – это цельная ткань, без пространства внутри. Легкие состоят из множества маленьких пузыриков (они называются альвеолами), каждый из которых заполнен воздухом. Поступает в легкие воздух через верхние дыхательные пути – бронхи. По большому счету, бронхи – это трубки, по которым внутрь легких идет воздух. К каждому пузырьку (альвеоле) подсоединяется капилляр, который насыщает проходящую в нем кровь кислородом. Стенка между пузырьками с воздухом и сосудами очень тонкая, поэтому кислород может просачиваться из воздуха в кровь и захватываться гемоглобином. Кровь становится артериальной и уходит в большой круг кровообращения.

Легкие не расширяются сами по себе. Для того чтобы произошел вдох (т. е. когда воздух устремляется в легкие), нужно создать внутри отрицательное давление. Чтобы это легче представить, возьмите две пустые бутылки: одну стеклянную, другую пластиковую. Плотно обхватив губами горлышко пластиковой бутылки, попробуйте вдохнуть ртом. Бутылка начнет скукоживаться, потому что внутри нее создается отрицательное давление – вы откачиваете оттуда воздух. Со стеклянной бутылкой такой фокус у вас сделать не получится, потому что стенки бутылки твердые. Но если подсоединить к стеклянной бутылке специальный насос, который сможет откачать оттуда воздух, а затем резко закрыть горлышко бутылки пальцем, вы почувствуете, как палец будто присосался к горлышку.

Т. е. положительное давление толкает что-либо от себя, отрицательное – засасывает или притягивает к себе. Таковы законы физики.

Легкие – это герметичная система, как пластиковая бутылка. Но так как они эластичные, могут увеличиваться и уменьшаться в размерах, в них можно создать отрицательное и положительное давление, тем самым засосать воздух снаружи, а затем выдохнуть его. Для этого существует специальная круглая мышца, которая натянута, как парус, прямо под легкими, отделяя грудную клетку от брюшной полости (живота). Эта мышца называется диафрагмой. Расслабляясь, грудная клетка расправляется, легкие начинают увеличиваться в размерах, внутри создается отрицательное давление, и воздух устремляется по бронхам в альвеолы. Это и есть вдох. На выдохе диафрагма сокращается, грудная клетка сдавливается вместе с легкими, и отработанный воздух выходит наружу. Так происходит процесс дыхания и кровообращения.

Если какой-либо орган или ткань не получают кислорода по какой-либо причине – в этой области начинаются разрушительные процессы.

Если перекрыть человеку дыхание – весь организм целиком не будет получать кислород. Чувствительнее всех к этому процессу мозг. Без кислорода мозг погибнет очень быстро. Если же кислород не может попасть в какой-то определенный орган или часть тела, тогда в нем развиваются разрушительные процессы.

Также организм может испытывать дефицит кислорода, даже если с легкими все в порядке. Примером тому является снижение концентрации переносчиков кислорода – гемоглобина (или эритроцитов) в крови. Такое состояние называется анемией.

Как видите, система, с одной стороны, простая, с другой, в ней множество звеньев. И в каждом звене может произойти какая-то поломка, которую придется найти и устранить. Как правило, этим лучше заниматься профессионалу – врачу.