Текст книги "100 великих тайн человека"

Конец генетического кода, или Почему мы в конце концов умираем

Старение – сложный биологический процесс, над пониманием которого лучшие умы медицины бьются не один десяток лет. Почему одни живые организмы живут гораздо дольше других? Ответ на этот вопрос, возможно, позволит в несколько раз увеличить срок человеческой жизни.

– Клетки нашего тела постоянно получают повреждения на молекулярном уровне. Потерянные клетки восстанавливаются за счет стволовых. С возрастом стволовых клеток в организме становится все меньше – именно это и ведет к дальнейшим «поломкам» и «авариям», следствием которых часто становится смерть.

– Старческая слабость – не что иное, как возрастная атрофия мышц. Потеря мышечной массы начинается примерно в 40 лет. Каждые 10 лет дальнейшей жизни мы теряем до 8 % своих мышц. После 70 лет эта цифра составляет уже 15 %.

– Гибель нейронов мозга приводит к старческому слабоумию и потере моторных навыков.

– Понижение иммунитета – результат уменьшения вилочковой железы, ответственной за созревание Т-иммунных клеток.

Ученые стараются решить проблемы восполнения нужных клеток, но пока побочные эффекты, включая быстрое развитие рака, не позволяют использовать стволовые клетки при решении проблемы старческих атрофий.

– Апоптоз – программируемая гибель поврежденной клетки организма. Однако иногда эта важная, заложенная в клетку самой природой программа не срабатывает. Сбой апоптоза означает, что больные клетки продолжают жить с повреждениями и не делятся, выделяя в окружающие ткани продукты, аналогичные ядам. Такие клетки в медицине называют дряхлыми. Дряхлые клетки накапливаются, и к старости их суммарное воздействие приводит к хроническим воспалениям в организме.

– На протяжении всей жизни человека углеводы в его организме вступают в реакцию с аминокислотами белка и образуют так называемые AGE-продукты, снижающие прочность межклеточного матрикса – вещества, заполняющего пространство между клетками тканей. Вот почему у старых людей более хрупкие кости и менее гибкие сосуды.

– Также в течение жизни в клетках организма накапливается самый настоящий мусор – сложноразлагающиеся макромолекулы, от которых клетки уже не в состоянии избавиться. В результате начинают происходить «поломки» клеток, что также может привести к летальному исходу.

– Биогенетики утверждают, что со смертью человека генетический код не прекращает существование. Он сохраняется в генофонде потомков – так что все мы в конечном итоге вечны!

– 4 декабря 2002 года в Харькове умерла старейшая жительница Европы – Прасковья Семеновна Натарова. Долгожительнице исполнилось 116 лет.

– Статистика может ответить на все вопросы, даже выявить связь конкретного дня ухода из жизни людей с заболеваниями! Так, в понедельник чаще умирают от различных заболеваний сердца. Во вторник – от гриппа и воспаления легких. При этом вторник – самый безопасный день для поездок на автомобиле, так как количество смертей от аварий во вторник наименьшее. Среда – единственный день недели, в который все болезни как причины смерти равны, – что называется, выбирай любую! В четверг меньше всего умирают от сердечного приступа, сахарного диабета и огнестрельных ранений. В пятницу чаще гибнут от передозировки наркотиков и в результате сердечно-сосудистых заболеваний. В выходные дни наиболее часты смерти в результате несчастных случаев, что, разумеется, весьма логично. Также в выходные чаще можно погибнуть от огнестрельных ранений, укусов животных и контактов с ядовитыми растениями. Также замечено, что самый «урожайный» для смерти день – это суббота.

– В порядке убывания люди чаще всего умирают от: сердечных заболеваний, онкологии, болезней органов дыхания, несчастных случаев, инсультов, болезни Альцгеймера, диабета, гриппа и пневмонии, заболеваний почек и в результате самоубийства.

Деторождение, наследственность и сексуальность

Мир начинается с яйцеклетки

Зарождение новой жизни – величайшее из таинств этого мира, который, согласно легендам, произошел из одного гигантского яйца, которое плавало в морской пучине. Так и все мы начинаемся с яйцеклетки.

– Жизнь сразу же рождает новую жизнь: в двух яичниках новорожденной девочки уже содержится около 2 миллионов фолликулов с заключенными в них овоцитами – незрелыми яйцеклетками. До периода полового созревания некоторые из них попросту не доживают и погибают. Ко времени наступления первых месячных остается «всего лишь» 300–400 тысяч полноценных яйцеклеток. От начала менструального цикла и до климакса женщина переживает около 300–400 менструальных циклов – и в ее организме, соответственно, созревает примерно такое же количество яйцеклеток. И лишь единицы из них дают начало новой жизни.

– Пик фертильности – то есть возможности производить потомство – организм человека достигает к 24 годам. Но даже в этот период на зачатие новой жизни может уйти до 12 месяцев. С 27 лет шансы на быстрое зачатие постепенно снижаются, а после 37 в среднем составляют менее 5 %.

– С проблемами зачатия сталкивается одна из десяти совершенно здоровых во всем остальном пар. В 1/3 случаев бесплодной оказывается женщина, еще 1/3 приходится на мужское бесплодие. Треть составляют ситуации, когда проблемы кроются в организмах обоих партнеров. И наконец, от 10 до 15 % общего количества бесплодных пар просто не могут зачать ребенка безо всякой медицинской патологии.

– Иногда причина бесплодия кроется в… модельных параметрах женщины. Чтобы репродуктивная система женщины могла работать, необходимо, чтобы в ее теле было как минимум 22 % жира. Впрочем, излишняя полнота также не способствует зачатию. Коррекция массы тела помогает забеременеть: около 70 % всех незапланированных зачатий – следствие того, что женщина достигла идеального для вынашивания ребенка веса. Идеальный индекс массы тела для собирающейся зачать женщины колеблется в пределах от 19 до 25.

– Одна из четырех беременностей заканчивается выкидышем на раннем сроке. Обычно женщины, переживающие такой выкидыш, даже не знают, что были беременны, так как самопроизвольное прерывание беременности наступает в очень короткие сроки, до того как случится задержка. Большинство женщин, переживших такой выкидыш на раннем сроке, обычно без проблем снова беременеют и вынашивают здорового ребенка. Лишь 1 % таких женщин переживают повторный выкидыш.

– Риск выкидыша повышается, если отец ребенка старше 40 лет.

– После овуляции яйцеклетка живет от 12 до 24 часов.

– Лучшим временем для секса с целью зачатия считается период за 1–2 дня до овуляции. Часто женщина не может с точностью определить время овуляции. Что ж… тогда в период с 10-го по 18-й день женского цикла паре с целью зачатия придется активно заниматься сексом каждый день! Так, во всяком случае, рекомендуют медики.

– Сперматозоиды могут жить в женской репродуктивной системе до 72 часов после эякуляции.

– Дорога к яйцеклетке занимает у сперматозоидов от получаса до нескольких дней.

– Половые клетки до слияния находятся в «энергосберегающем» состоянии. Пробуждает клетки к активным действиям только слияние, после которого сперматозоид и яйцеклетка становятся единым целым – зиготой.

– В далеком прошлом во время критических дней состоятельные египтянки пользовались размягченным папирусом, а женщины победнее – тростником. В Древней Греции женщины пользовались прототипом тампона – это был цилиндрический кусок дерева, обернутый тканью. Разумеется, с такой деревянной «затычкой» внутри было не слишком комфортно, она нередко вызывала внутренние повреждения стенок влагалища. Римлянки также использовали своеобразные тампоны – рулончики из мягкой шерсти, слегка смазанные жиром. У эскимосок шли в ход шкурки пушных зверей, ягель и тонкая ольховая стружка. Жительницы побережий использовали дары моря – сухие водоросли. Русским крестьянкам для интимных целей зачастую приходилось пользоваться… обычным сеном, поскольку специальные прокладки из холста были для них неоправданной роскошью.

– В Древних Японии, Индии и Китае – странах, где ценились комфорт и женская красота, впервые стали использовать одноразовые прокладки – сложенные многократно бумажные салфетки, удерживаемые платком или специальным поясом. В Японии изготавливали и многоразовые пояса с вкладышем для одноразовой салфетки.

– Интересно, что аналог современных одноразовых прокладок на липкой основе был выпущен компанией «Джонсон и Джонсон» еще… в 1890 году! К сожалению, общество не было готово к столь революционной идее, и прокладки, клеящиеся прямо к нижнему белью, не были оценены по достоинству.

Тампоны, которыми сегодня пользуются женщины во всем мире, были изобретены американским хирургом Эрлом Хаасом в 1938 году. Заботливый муж придумал свернутый из хирургической ваты и прошитый по всей длине шнуром тампон для своей жены, любящей прогулки верхом и страдавшей от неудобства в критические дни. Тампон для легкости введения доктор Хаас поместил в картонную трубочку – аппликатор. Свой тампон изобретательный хирург назвал «Tampax». Под этим названием через три года это средство личной женской гигиены было признано настоящим открытием. Сегодня около 100 миллионов женщин во всем мире пользуются тампонами.

– Позже всех современные новшества женских гигиенических средств начали распространяться в СССР. До конца 1980-х годов тампонов на территории «одной пятой суши» не существовало вовсе, а прокладки производились в очень малом количестве и в аптеках практически не встречались.

Сперматозоиды – родственники… грибов!

Строение сперматозоида отражает форму общего предка животных и грибов: это одноклеточный организм, передвигающийся за счет жгутика в задней части. У разных видов животных устройство сперматозоидов немного разнится, но общие черты все же присутствуют: это головка, средняя часть и хвост (жгутик).

В головке сперматозоида находится ядро, несущее хромосомы. Вверху головки находится акросома – элемент чашевидной или копьевидной формы, необходимый для проникновения в оболочку яйцеклетки. Акросома также несет ферменты для растворения плотной оболочки яйцеклетки.

Впервые сперматозоид описал голландец Антони ван Левенгук в 1677 году. Известный изобретатель микроскопа заинтересовался «семенными зверьками», о которых ему рассказал студент-медик Иоганн Гам. И, хотя пальма первенства открытия несомненно принадлежит Гаму, именно Левенгук описал и зарисовал сперматозоиды. За сперматозоидами человека последовали описания сперматозоидов многих животных. Нидерландский натуралист сразу же прозрел истину: именно «семенные зверьки» участвуют в зачатии, а вовсе не семенная жидкость, как предполагалось ранее. Левенгук сообщил об открытии в Британское Королевское научное общество, но еще почти сто лет наука продолжала считать, что сперматозоиды – просто случайные паразитические организмы в сперме.

– Сперматозоид является самой маленькой клеткой организма человека. Длина сперматозоида от головки до хвоста составляет примерно 0,05 мм.

– Сперматозоиды большинства животных по строению схожи с человеческими, но иногда природа не ограничивается базовым вариантом. Так, у рыб тетрадонов сперматозоиды несут по два жгутика, а у некоторых ракообразных мужские половые клетки имеют сразу несколько жгутиков! У круглых червей сперматозоиды и вовсе обходятся без «хвостов» – по форме они напоминают амеб и передвигаются с помощью ложноножек. У тритонов жгутик снабжен выростом, напоминающим плавник. Головки сперматозоидов также весьма разнообразны. У человеческого сперматозоида головка яйцевидная, сплющенная с боков, а у сперматозоида мышей и крыс – в форме крючка. У некоторых сумчатых животных сперматозоиды сдвоены и движутся парой, при этом их жгутики движутся синхронно! Разделение такой пары происходит непосредственно перед оплодотворением яйцеклетки.

– Скорость движения сперматозоида человека может достигать 45 км/ч! По мере того как мужчина стареет, его сперматозоиды становятся медлительнее, но производство их не прекращается никогда.

– Рекорд дальности выброса семени принадлежит уроженцу Гамбурга Хорсту Щульцу. Его семя преодолело отметку 5 м 71 см, что больше среднестатистического результата почти в 30 раз!

– Чем легче сперматозоид, тем быстрее он может двигаться. Для уменьшения веса при созревании сперматозоида его ядро уплотняется за счет выбрасывания ненужных элементов: например, большая часть цитоплазмы удаляется наружу в виде так называемой «цитоплазматической капли». Внутри головки сперматозоида остаются лишь необходимые для поддержания функционирования клеточные структуры.

– В организме мужчины сперматозоиды находятся в неактивном состоянии, движения их жгутиков незначительны. Активными сперматозоиды становятся после эякуляции, воздействия на них ферментов простатического сока.

– Кислая среда влагалища губительна для сперматозоидов, но семенная жидкость нейтрализует кислоты и частично подавляет действие иммунной системы женщины, препятствующей проникновению чужеродных клеток.

– Из влагалища сперматозоиды движутся по направлению к шейке матки. Наблюдения показали, что движение сперматозоидов является сложным: шустрые малютки способны обходить препятствия и осуществлять активный поиск путей к цели.

– Не потерять правильное направление сперматозоидам помогают изменения pH окружающей среды. Мужские половые клетки движутся по направлению уменьшения кислотности: pH влагалища равен примерно 6,0, а pH шейки матки – уже около 7,2.

– Большая часть сперматозоидов не достигает шейки матки и погибает во влагалище. Спустя 2 часа после коитуса во влагалище не остается живых сперматозоидов. Прохождение канала шейки матки также весьма непросто: здесь выживших сперматозоидов поджидает цервикальная слизь. Однако далее путь становится куда проще: среда матки благоприятна для сперматозоидов, и здесь они могут достаточно долго сохранять подвижность (до 3–4 дней).

– Для успешного оплодотворения в матку должно проникнуть не менее 10 миллионов сперматозоидов.

– На пути к своей цели сперматозоид должен преодолеть две преграды – лучистый венец яйцеклетки и следующую за ним блестящую оболочку. Чтобы преодолеть лучистый венец – слой фолликулярных клеток, окружающих яйцеклетку, сперматозоид использует фермент поверхности головки. Ферменты одного сперматозоида не способны разрушить лучистый венец. Для его разрыхления требуется воздействие большого количества сперматозоидов. С блестящей оболочкой справиться намного легче: сперматозоид, который первым добирается до нее, скорее всего, и сольется с яйцеклеткой.

– Как только сперматозоид соединяется с яйцеклеткой, хромосомы обмениваются кусочками ДНК, создавая совершенно новую композицию из генов матери и отца.

– У хромосомы Y нет аналогов в ДНК яйцеклетки, и потому она передается практически без изменений от отца к сыну. Y-хромосома в геноме человека выглядит так же, как хромосома отца, деда, прадеда и далее в глубь времен, к самому дальнему предку.

– В сперматозоидах содержание цитоплазмы сведено к минимуму – в яйцеклетке же, которая значительно крупнее сперматозоида, цитоплазмы, – напротив, много, поскольку нужна энергия для обеспечения процесса слияния половых клеток и жизни нового организма в течение первых дней после зачатия.

– В одной капсуле аспирина может поместиться количество сперматозоидов, достаточное, чтобы вновь заселить Землю людьми.

– Тело мужчины поддерживает идеальную температуру мошонки, которая чуть меньше температуры остального тела, чтобы обеспечить производство здоровых сперматозоидов.

– Банки спермы хранят ее при постоянной температуре –196 °С.

– При потере мужчиной одного яичка другое, как правило, способно производить достаточно сперматозоидов, необходимых для зачатия. Американский велогонщик Лэнс Армстронг из-за рака лишился одного яичка, но выздоровел и стал отцом пятерых детей.

– Факт из разряда курьезов: во времена Первой мировой войны британская разведка MI6 предложила использовать сперму в качестве… невидимых чернил. Однако проект провалился из-за ее сильного специфического запаха.

– Датские генетики обнаружили зависимость между качеством спермы и весом мужчин. Семя тучных мужчин несет в себе генетические изменения, влияющие на развитие и функции мозга и контроль аппетита.

– Медики считают, что в последнее время качество мужской спермы значительно ухудшилось. Именно это приводит к проблемам с зачатием. Причиной изменения характеристик спермы, в частности скорости движения сперматозоидов, являются алкоголь, курение, пестициды, а также множество вредных химических веществ в косметике, продуктах и предметах быта. Так, активные вещества, входящие в состав солнцезащитных кремов, вызывают у сперматозоидов проблемы с подвижностью, вплоть до полной остановки колебательных движений.

Зачатие – это еще не беременность

После проникновения первого сперматозоида в яйцеклетку та выделяет ферменты, делающие невозможным преодоление блестящей оболочки остальными сперматозоидами. Это происходит в течение нескольких минут, но в данный промежуток времени в яйцеклетку может проникнуть еще один сперматозоид – правда, случается это сравнительно редко. При проникновении двух сперматозоидов образуется триплоидный, нежизнеспособный эмбрион, при развитии которого происходят различные нарушения в расхождении хромосом. Триплоидные, то есть с тройным набором хромосом, эмбрионы обычно погибают в течение нескольких дней.

Примерно через 30 часов после оплодотворения происходит первое деление яйцеклетки. Через 96 часов зародыш имеет уже 16 или 32 клетки. Первые дни своей жизни он по виду скорее напоминает малину. На 3–4-й день формируется шарик, называемый бластоцистой. Одновременно с делением и ростом под влиянием сокращений маточной трубы и движений эпителия происходит продвижение зародыша в сторону матки. Регулируется этот процесс гормонами.

После выхода яйцеклетки из яичника на ее месте формируется особый временный орган – желтое тело. Именно оно продуцирует прогестерон и эстрогены – гормоны, обеспечивающие правильную скорость продвижения зародыша.

Путь от яичника до матки занимает примерно четыре дня. После этого начинается один из самых важных и сложных этапов в жизни зародыша – имплантация. Имплантация может не произойти, если имеются какие-то сбои в гормональном сопровождении процесса или же зародыш обладает серьезными генетическими дефектами.

Еще по пути к матке эмбрион начинает накапливать в своем теле вещества, способные растворять ее эндометрий. Также на нем появляются ворсинки, через которые будущий малыш начнет получать питательные вещества. В матке под влиянием гормона прогестерона эндометрий приобретает благоприятную структуру для закрепления зародыша.

Закрепление эмбриона в матке обычно начинается на 4-й день после оплодотворения. С момента имплантации появляется прямая связь между матерью и будущим ребенком. Организм женщины начинает перестраиваться для того, чтобы успешно выносить плод.

– Иногда плодное яйцо не достигает матки и прививается в трубе или выталкивается из трубы и прикрепляется в яичнике или на окружающей брюшине. Поскольку эмбрион не может нормально развиваться вне матки, а его ткани начинают прорастать в неподходящие для этого органы и повреждать их, неизбежно развивается кровотечение в брюшную полость. Такое состояние называют внематочной беременностью и относят к случаям, требующим неотложной медицинской помощи, так как внематочная беременность может привести к смертельному исходу.

– Внематочная беременность составляет около 2 % от всех беременностей. Трубная беременность – это 98 % от всех внематочных беременностей.

Риск внематочной беременности увеличивается с возрастом и наиболее высок от 35 до 45 лет. Риск летального исхода при кровотечении от внематочной беременности приблизительно в 10 раз выше, чем при родах, и в 50 раз выше, чем при искусственном прерывании беременности.

– К сожалению, не все зачатия завершаются беременностью. Наука утверждает: у женщин 20–24 лет процент неудачного зачатия составляет около 6 %, у женщин 25–29 лет – 9 %, 30–34 лет – 15 %, 35–39 лет – 30 %, 40–44 лет – 64 %.

Ребенок в утробе матери: от земноводного до млекопитающего?

Немецкий биолог Эрнст Геккель в середине XIX века, изучая разновозрастные эмбрионы человека и животных, поразился их сходству и даже предположил, что каждое живое существо во внутриутробном развитии коротко и быстро повторяет развитие вида от его обитания в море до выхода на сушу, согласно теории эволюции Дарвина. Геккель даже рассмотрел у человеческого зародыша… жабры! Однако то, что великий натуралист принял у человеческого зародыша за жабры, оказалось всего лишь складками ткани – предшественниками головы и шеи. Но выяснилось-то это много лет спустя! А эти складки с тех пор так по традиции и называются – жаберные дуги. Название это вводит в заблуждение и поныне, потому как жаберных щелей, как у холоднокровных животных, или земноводных, у человеческих эмбрионов не образуется.

– Дети с хвостами рождались во все времена. В Средние века в Европе несчастные хвостатые младенцы считались порождением сатаны, и участь их была плачевна. В Индии такие дети и сегодня считаются посланцами бога-обезьяны Ханумана, и к ним стекаются тысячи паломников, чтобы коснуться священного хвоста.

– Исследования говорят, что в человеческом хвосте нет ни мышц, ни позвонков и он не несет никакой функции, в отличие от хвостов животных. «Хвост» состоит из мягких зародышевых тканей и является просто ошибкой внутриутробного развития. Удаляют такой хвост хирургическим путем.

У человеческого зародыша действительно больше позвонков, чем у взрослых людей, число позвонков у которых колеблется от 33 до 34 в зависимости от количества копчиковых (их бывает 4 или 5). У зародыша же позвонков целых 38! Из-за очевидного длинного «хвоста», который сбил с толку Эрнста Геккеля, так же как и мнимые «жаберные щели», и возникла теория о прохождении человеком всех стадий развития животного мира в зародыше. На самом деле осевой скелет зародыша сразу закладывается крупным, но растет медленнее, чем другие органы и ткани, и поэтому кажется слишком большим. Лишние же позвонки по мере развития нового человека редуцируются. Ко времени рождения у ребенка столько же позвонков, сколько и у всех людей.

– На 22-й день беременности у эмбриона начинает биться сердце. Двигаться ребенок в утробе начинает на 9-й неделе жизни, однако это пока лишь хаотичные сокращения мышц. На 11-й неделе эмбрион начинает «ходить» – перебирать ножками по стенке матки. После 16-й недели эмбрион начинает сгибать ручки и пальчики. На 30-й неделе жизни в мамином животе малыши начинают открывать глазки и видят свет. 30-недельный малыш в утробе умеет зевать, а на 32-й неделе совершает сложные движения пальчиками и даже изучает собственный нос!