Автор: Тарновский В.
Теги: издания для определенного назначения метафизика в целом общая метафизика учение о бытии онтология эмбриология, анатомия и гистология человека биология анатомия
ISBN: 3-7886-2900-2
Год: 1998
Текст
Н Наше тело
Наше тело
Вольфганг Тарновский, Катрин Тарновская
Художник Анна Лиз Име
Рембрандт Урок анатомии доктора Тюлпа. 1632. Фрагмент
Слово/Slovo
Предисловие
1534 год, Париж, площадь Монфокон.
Здесь казнят преступников. Среди разла-
гающихся трупов сидят студенты-медики.
В руках у них кости — юноши изучают стро-
ение человеческого тела. К ним устремля-
ется стая бездомных собак. В ярости псы
нападают на возмутителей спокойствия.
Такими жутковатыми сценами открывает-
ся одна из самых интересных глав в ис-
тории науки о человеке. Предрассудки
теперь уже не сковывают ученых. Три
года спустя один из этих студентов, Ан-
дреас Везалий из Брюсселя, становится
профессором хирургии в Падуе. В 1543 г.
появляется сочинение Везалия «О строе-
нии человеческого тела» — первый со-
временный учебник анатомии с точными
иллюстрациями. Не успела книга выйти в
свет, как ее автора обвинили в ереси. Но
твердость Везалия, его уверенность в
своей правоте привела в движение лави-
ну. Теперь ученые предпочитают больше
доверять своим глазам, нежели догма-
там пожелтевших от времени учебников.
Открытие следует за открытием. Ученые
все яснее представляют себе строение и
физиологию тела человека.
В 1628 г. английский врач Уильям Гарвей
описывает систему кровообращения, а в
1651-м в книге «Исследования о заро-
ждении животных» делает вывод о том,
что «яйцо есть общее первоначало всех
животных», из яиц происходят животные
не только яйцеродящие, но и живородя-
щие — млекопитающие и человек. Это
было гениальной догадкой, ведь Гарвей
еще не мог знать о существовании яй-
цеклетки у млекопитающих, открытой
лишь спустя 175 лет российским ученым
К.М. Бэром. В 1661 г. лейб-медик папы
Иннокентия XII Марчелло Мальпиги обна-
руживает капилляры — неизвестное до
того звено, что связует артерии и вены.
В 1665 г. естествоиспытатель Роберт Гук
установил клеточное строение тканей
растений и ввел термин «клетка», а в
1682 г. ботаник Неемия Грю обнаружил,
что стенки клеток образованы перепле-
тением волокон, как у ткани (отсюда тер-
мин «ткань»). Ядро растительной клетки
описал в 1831 г. Роберт Броун. В 1839 г.
Маттиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн
совершают одно из самых значительных
открытий в истории биологии: они дока-
зывают, что не только ткани растений, но
и тела животных и человека состоят из
триллионов крохотных клеток.
В этой книге мы описываем наше тело
таким, каким его видят современные уче-
ные. История его уходит корнями в глу-
бины древнего Океана, покрывавшего
всю Землю, но еще далеко не окончена.
Перевод с немецкого А.В. Волкова
Научный редактор перевода Э.Г. Брагина
Редактор Е.Б. Аузан
Корректор А.В. Федина
Компьютерная верстка: С.В. Буркова
Книга напечатана на бумаге, отбеленной бесхлорным способом
Bildquellennachweis:
S. 5Archivfur Kunst und Geschichte. Berlin; S. 11 Bildagentur SCHUSTER/HORIZON, Oberursel.
УДК 087.5:111
ББК 28.86
T18
Copyright © 1995, Tessloff Verlag, Nurnberg
© Спово/Slovo. Перевод на русский язык, научное редактирование и компьютерная верстка, 1998
Серия начата в 1994 году
ISBN 3-7886-2900-2 (Германия)
ISBN 5-85050-170-3 (Российская Федерация)
Исключительное право на издание и распространение книг серии «Что есть что» на территории России и стран СНГ принадлежит издательству
«Слово/Slovo». Перепечатка книги или ее фрагментов в любой форме и любыми способами, электронными
или механическими, включая фотокопирование, запись на пленку, или любыми воспроизводящими информацию системами
только с письменного разрешения издательства «Слово/Slovo».
Содержание
Становление человека
Как произошел человек?
Когда, где и как зародилась жизнь?
Что такое эволюция?
Как развивается зародыш человека?
Основные части тела
Что общего между человеком
и инфузорией?
Что происходит в клетках тела?
Из каких тканей построено наше тело?
Что такое органы тела?
Кровь и система
кровообращения
Что такое кровь?
Что такое плазма крови?
Какие кровяные клетки есть в крови?
Что делают эритроциты?
Что такое группы крови?
Какие задачи выполняют лейкоциты?
Почему и зачем свертывается кровь?
Как кровь движется внутри тела?
Как работает сердце?
Дыхание
Как работают легкие?
Как мы дышим?
Пищеварение
Что такое пищеварение?
Как работают органы пищеварения?
Что такое витамины?
Какие задачи выполняет печень?
Зачем нужны почки?
Скелет, суставы, мышцы
4 Каковы другие важнейшие системы тела? 31
4 Что такое скелет? 32
5 Что такое суставы? 33
8 Как работают мышцы? 33
Органы чувств Для чего нужна кожа? 35
9 Есть ли органы чувств
10 в слизистой оболочке? 36
12 Как устроены наши глаза? 37
14 Как мы слышим? 38
Взаимодействие
всех частей тела
15 Как достигается согласованность
15 всех частей тела? 40
16 Что такое гормоны? 40
16 Как работает нервная система? 41
17 Что такое спинной мозг? 42
18 Из каких отделов состоит головной мозг? 43
19 Что такое большой мозг? 44
19
22
Размножение
Как устроена женская половая система? 45
Как устроена мужская половая система? 47
23
25
Какой будет дальнейшая
эволюция человека? 48
26
26
28
29
29
3
Становление человека
Как
произошел
человек?
Еще совсем недавно на этот вопрос был
только один ответ:
человека сотворил
Бог. Так написано в
Библии, и сомнева-
лись в достоверно-
сти этого лишь оди-
ночки. И вот в конце 1859 г. вышла в свет
книга «Происхождение видов путем ес-
тественного отбора, или Сохранение
благоприятствуемых пород в борьбе за
жизнь». Ее появление вызвало в общест-
ве настоящее потрясение. Новость рас-
пространилась молниеносно: автор скан-
дальной публикации некий Чарлз Дарвин,
английский натуралист, утверждает, что
человек произошел от обезьяны. На са-
мом деле Дарвин говорил немного о дру-
гом, но слухи содержали долю истины.
Ведь в своей книге он действительно пи-
сал, что все живое развилось из единого
корня. Совокупность живых организмов
он уподобил дереву с густой ветвистой
кроной. Как у дерева ветви отходят от
единого ствола, так и животные про-
изошли от общего предка. И подобно
тому как разветвляются ветви дерева,
так появлялись новые виды живых орга-
низмов, и их становилось все больше.
Правит этим развитием, утверждал Дар-
вин, вовсе не Бог, а Случайность. По ее
воле рождаются особи, более подготов-
ленные к борьбе за существование, не-
жели их родители или старшие братья.
Эти особи оказываются сильнее, умнее
или сноровистее своих сородичей. Зна-
чит, и проживут они наверняка дольше
их, и потомство оставят более многочис-
ленное. Так, медленно и слепо, соверша-
ется эволюция.
Первыми обитателями Земли были про-
стейшие организмы. Постепенно они ста-
новились всё сложнее. Появились одно-
клеточные, вслед за ними — простейшие
многоклеточные, затем рыбы, земновод-
ные, птицы, млекопитающие и, наконец,
человек.
Учение, утверждающее, что все живые
организмы пребывают в родстве, называ-
ется дарвинизмом. Оно шокировало весь
христианский мир. Церковь усмотрела в
этой научной теории происки дьявола.
Негодование было столь сильным, что в
Соединенных Штатах Америки появился
закон, грозивший наказанием любому,
кто посмеет лишь обмолвиться школьни-
кам о дарвинизме. В 1925 г. в штате Тен-
несси состоялся судебный процесс над
школьным учителем Д. Скопсом, кото-
рый, вопреки закону штата, излагал
школьникам эволюционную теорию Дар-
вина. Этот процесс окрестили «обезьянь-
им». Закон был отменен только в 1968 г.
Долгие годы ученые, работавшие в са-
мых разных областях науки, кропотливо
собирали факты, подтверждавшие тео-
рию Дарвина. Доказательств собрано
столько, что нет никаких разумных при-
чин сомневаться в ней. Все живые су-
щества состоят в родстве друг с другом,
и человек — вовсе не исключение. Он
тоже потомок исчезнувших еще в доис-
торические времена существ, с которых
когда-то и начиналось становление всего
живого на нашей планете.
Считается, что жизнь на Земле зародилась
Когда, где и как зародилась жизнь? около 4 млрд, лет на- зад. Но как это про- изошло, мы точно не знаем. Большинство ученых полагают, что из смеси простых ве-
ществ — воды, азота, водорода, аммиака,
сероводорода, углекислого и угарного га-
зов — образовались более сложные со-
единения. Из них случайно возникли ос-
новные «кирпичики жизни»: нуклеотиды
(элементы наследственного вещества) и
аминокислоты.
4
Английский биолог Чарлз Роберт Дарвин
(1809 — 1882) доказывал в своей теории эволюции,
что развитие живых организмов — естественный
процесс.
Ученые спорят о том, где это произошло
впервые. Где находилась та «химическая
лаборатория», в которой удалось «сотво-
рить жизнь»? Большинство считает, что в
поднебесье. В то время весь небосклон
был затянут облаками. Именно здесь и
образовались важнейшие органические
соединения — под действием электричес-
ких разрядов и сильного ультрафиолето-
вого излучения Солнца (для него тогда
еще не было преграды в виде озонового
экрана). Обильные ливневые дожди смы-
вали эти соединения в древний Океан.
Там и продолжалась эволюция. Такова
одна из гипотез. Другие ученые, наобо-
рот, ищут разгадку тайны на дне Океана,
вблизи горячих вулканических источников.
Там, по их представлениям, скапливались
вещества, необходимые для зарождения
жизни, и создавались условия, в которых
могли происходить химические процессы.
Пока не ясно, что послужило толчком к
дальнейшему развитию. Биологи полага-
ют, что на остывавшей Земле из простых
химических веществ образовались на-
следственное вещество и белки. Что же
происходило потом? Почему «кирпичики
жизни» сами выстроились в таком поряд-
ке, что создали организмы, которые ста-
ли поглощать питательные вещества и
размножаться? Об этом пока можно
лишь гадать.
Кое в чем все ученые сходятся: жизнь за-
родилась в воде, первые живые организ-
мы были самыми примитивными, и со-
вершенствовались они очень медленно.
В какой-то момент один из таких орга-
низмов обволокла тонкая мембрана —
так появились «первоклетки». Постепенно
спобности клеток умножались. Некото-
рые достигли высшей ступени развития:
научились прятать наследственное ве-
щество в особое клеточное ядро. Потом
одни клетки стали поглощать другие, бо-
лее мелкие. Пленники, попавшись внутрь
клетки-хозяина, «работали» на него.
Эти сложные клетки — их называют эука-
риотами — впоследствии создавали кле-
точные колонии. Из таких колоний и
развились многоклеточные организмы:
растения, животные и, наконец, человек.
Со времен Дарвина эволюцией называется
развитие первых кле-
точных организмов,
завершившееся по-
явлением человека.
Около 4 млрд, лет
назад на Земле за-
родилась жизнь. Через 500 млн. лет моря
населили первые одноклеточные. По-ви-
димому, 1,4 млрд, лет назад из них раз-
вились высшие одноклеточные — эукари-
оты. Многоклеточные организмы уже
существовали, вероятно, 750 млн. лет
назад. Около 500 млн. лет назад зароди-
лись первые позвоночные, предки рыб.
Спустя 100 млн. лет (по другим данным,
еще раньше) побережье Океана завоева-
Что такое
эволюция?
5
4600 — 4000
млн лет
назад
Возникнове-
ние Земли
Фауна здиакара
г
Белемниты
Древнейшие ископаемые
организмы с клеточными
ядрами (эукариоты)
Древнейшие микроокаменелости
Архей
3800 — 2500 млн. лет назад
Протерозой
2500-540
540 530 500 438
Внезапный расцвет многоклеточных
животных («Кембрийский взрыв»)
выходят на суш)
(е i
Древнейшие представители 11римитивн
современных наземных растений насекомы
Кистеперые рыбы
Древнейшие
позвоночные животные
''Ж’5 Трилобиты
Панцирные рыбы
Аммониты
Кембрий Ордовик Силур
590-505 505-438 438-408
Девон
408-360
Эта схема отражает современные представления
об эволюции. На нижней шкале указаны эпохи
геологической истории Земли. Вначале живые
организмы развивались только в воде.
Лишь через миллиарды лет они завоевали сушу,
а потом и воздух.
ли морские растения. За ними появились
членистоногие. Первые древнейшие ам-
фибии выползли на сушу 360 млн. лет
назад. Через 10 млн. лет от них произо-
шли рептилии, через 150 млн. лет — пти-
цы. Древнейшие динозавры заселили
Землю 205 млн. лет назад.
Еще через 20 млн. лет появились первые
млекопитающие. Но пока еще преобла-
дали динозавры. Тупайя Purgatories, да-
лекий предок полуобезьян, жила на Зем-
ле уже 75 млн. лет назад, а спустя
45 млн. лет первые близкие человеку
обезьяны населили Африку. От них
3,6 млн. лет назад произошли первые
прямоходящие обезьяны. Далее появля-
Этапы эволюции от обезьян группы проконсул
к человеку. Вероятно, этот эволюционный процесс
совершался в Африке. Твердо установлено,
что он шел именно в той последовательности,
как показано здесь. Однако многие подробности
случившегося до сих пор вызывают споры.
лись ближайшие предки человека: Ното
habilis (человек умелый), Homo erectus
(человек прямоходящий), Homo sapiens
(человек разумный). Эволюция увенча-
лась ее непревзойденным шедевром —
Homo sapiens sapiens (человеком разум-
ным разумным). Это — мы сами.
Природе понадобилось почти 4 млрд,
лет, чтобы из простейших элементов
жизни сотворить человека. Чтобы легче
было проследить ход эволюции, вообра-
зим, что Земля возникла не 4,6 млрд, лет
назад, а ровно год назад, 1 января. Те-
Проконсул
20 млн. лет назад
6
Третичный период
65-1.8
Карбон Пермский период Триас
360-286 286-248 248-213
Юрский период Меловой период
213-144 144-65
перь внимание! В середине февраля от
морей отделяется суша. Через несколько
недель, предположительно к концу мар-
та, появляются первые примитивные
одноклеточные.
Проходит полгода. Из них развиваются
эукариоты. До конца октября Землю по-
прежнему населяют лишь одноклеточные.
Зато в последние месяцы года темпы
Австралопитек
3,6 млн. лет назад
Homo habilis (человек умелый)
2 млн. лет назад
эволюции стремительно нарастают. В на-
чале ноября появляются первые многок-
леточные организмы, от которых к сере-
дине месяца зарождается множество
новых видов. В последнюю неделю нояб-
ря в морях уже плавают первые рыбы. К
концу его сушу завоевывают первые вы-
Homo sapiens
1,6 млн. лет назад 150 тысяч лет назад
7
сшие растения. В начале декабря появля-
ются амфибии, а днем позже — репти-
лии. К 20 декабря первые птицы уже об-
любовали деревья, а к 26 декабря
вымирают динозавры. Млекопитающие
начинают упорно расширять область сво-
его обитания. И вот 31 декабря, в восемь
часов вечера, наступает высшая точка
эволюции: появляется мыслящее млеко-
питающее — человек. За четыре минуты
до полуночи формируются расы. Череда
событий, которую мы именуем историей,
происходит в последние полминуты года.
Как
развивается
зародыш
человека?
Человек зарождается, когда сперматозо-
ид — мужская поло-
вая клетка, попав в
организм женщины,
сливается с ее яй-
цеклеткой и образу-
ется единая клетка.
Новая клетка развивается путем деления.
В какое-то время у зародыша появляются
и потом исчезают признаки, присущие
представителям животного мира: по об-
разу и подобию рыб формируются жа-
берные дуги, челюстной сустав, который
есть у пресмыкающихся, отрастают хвост
и тонкий волосяной покров. Эти древ-
нейшие формы существуют недолго и
потом либо видоизменяются, либо исче-
зают. Зародыш быстро проходит как бы
все стадии эволюции. Этот процесс на-
зывается рекапитуляцией (повторением).
Немецкие биологи Фриц Мюллер и Эрнст
Геккель сформулировали в XIX в. биоге-
нетический закон: «Индивидуальное раз-
витие каждой особи есть краткое и быст-
рое повторение исторического развития
Развиваясь в материнской утробе,
зародыш человека проходит
всю эволюцию живого. У этого
четырехнедельного эмбриона (длина
его — всего 4 мм) отчетливо видны
жаберный аппарат, как у рыб, и хвост.
Через несколько недель они исчезнут.
Пуповина
вида, к которому эта особь относится».
Русский биолог А.Н. Северцов (1866—
1936) установил, что в индивидуальном
развитии повторяются признаки не взрос-
лых предков, а их зародышей.
Ребенок развивается в материнской ут-
робе примерно 266 дней, или 38 недель
(первые восемь недель его называют эм-
брионом, далее — плодом). В эмбрио-
нальный период из бесформенного скоп-
ления клеток постепенно формируется
зародыш, в общих чертах уже напомина-
ющий человека. К концу этих восьми не-
дель заложены все основные внутренние
и наружные органы человека. Правда, по
внешнему виду эмбриона еще нельзя оп-
ределить его пол — это удастся лишь по
прошествии еще двух недель.
На девятой неделе начинается плодный,
или фетальный, период — пора роста и со-
зревания организма. С этого времени кро-
хотный ребенок, лежащий в особой водной
оболочке, начинает изгибаться, шевелить
ручками и ножками. Кожа его, поначалу
прозрачная, как стекло, мутнеет и утрачи-
8
вает прозрачность. К концу четвертого ме-
сяца сердце малыша заметно крепнет.
Каждый день оно перекачивает по его кро-
веносным сосудам более 30 л крови. Те-
перь плод достигает 16 см в длину и весит
170 г. На пятом месяце будущий ребенок
уже весьма ощутимо толкается, болтает
руками и ногами. Он уже чувствует движе-
ние и слышит. Громкие звуки заставляют
его сердце биться быстрее. И вот еще что
происходит в это время: на кончиках паль-
цев вырисовывается узор из тонких витых
линий. Узор этот «пристает» к пальцам на-
всегда. Дотронувшись до любого предме-
та, человек оставляет на нем отпечатки
своих пальцев. Они уникальны: на Земле
не сыскать и двух человек с одинаковыми
отпечатками пальцев.
К началу шестого месяца плод весит 600 г.
Если ребенок появится на свет на шестом
месяце беременности (то есть раньше
срока), то — при хорошем уходе врачей —
он выживет. А если все сложится нормаль-
но, он родится в конце девятого месяца.
Такие новорожденные весят не меньше
3200 г, при росте в среднем 50 см.
Основные части тела
Что общего
между
человеком и
инфузорией?
Глядя на новорожденного, вы вряд ли
представите течение
эволюции. Большин-
ство людей рассме-
ются, если им ска-
жут, что у их ребенка
много общего... и с
инфузориями, крохотными простейшими
организмами, живущими в воде, которую
мы пьем, и с медузами, населяющими
моря, и с лягушками, и со слонами. Од-
нако ничего не поделаешь, это общее со-
храняется до самой смерти человека.
Правда, признаки, роднящие человека и
простейшие организмы, невооруженным
глазом не обнаружить. Это можно сде-
лать лишь в специально оборудованной
лаборатории с помощью микроскопа.
Проведем мысленно такой эксперимент.
Представим себе, что во время операции
хирург берет из разных частей тела свое-
го пациента несколько крохотных кусоч-
ков ткани — величиной с булавочную го-
ловку. Дадим им затвердеть в спирте,
вплавим в воск, а потом разрежем на
тончайшие кружки. Положим их на ма-
ленькие стеклянные пластинки, капнем
на них красящим раствором, подождем
несколько минут и потом промоем водой.
После этого накроем окрашенные срезы
тканей тонкими стеклянными пластинка-
ми и начнем рассматривать в микроскоп.
Поначалу видно лишь мельтешение раз-
ных красок и форм. Вглядимся присталь-
нее. Теперь мы замечаем нагромождение
круглых, овальных, треугольных, четырех-
угольных, шестиугольных, червеобразных
или остроконечных пятен. Каждое из них
окружено тонкой каймой. Мы видим не
что иное, как основные элементы, из ко-
торых состоит тело, — клетки. Тонкие ка-
емки — это мембраны, то есть оболочки,
отдельных клеток. Ярко-красные и ярко-
синие кляксы внутри пятен — ядра клеток.
Тело человека состоит из 100 триллио-
нов таких вот клеток (сто триллионов —
это единица с четырнадцатью нулями!).
Но самое поразительное заключается в
том, что каждая отдельная клетка — жи-
вое существо.
И вот доказательство. Попробуем отде-
лить несколько живых клеток от осталь-
ных. Поместим их в питательный раст-
вор. Они будут жить там неделями, а
иногда и годами — дышать, поглощать
питательные вещества, выделять продук-
ты жизнедеятельности и размножаться
путем деления. В общем, они похожи на
9
любой одноклеточный организм, напри-
мер на инфузорию.
Однако сходство между клетками тела
человека и одноклеточными организмами
этим не ограничивается. Ученые, изучаю-
щие обмен веществ в клетках, обнаружи-
ли, что у примитивных одноклеточных и в
клетках человека происходят одни и те
же важнейшие реакции обмена веществ.
Все живые клетки питаются одними и
теми же или очень похожими веществами
и строят наследственное вещество и
белки из одних и тех же элементов. Ис-
ключений из этого правила нет.
Факт этот также доказывает, что все жи-
вые существа развились из одной пер-
воклетки. Теперь понятно, почему уче-
ные, пытаясь исследовать организм
человека, ставят опыты на животных.
устроен и «работает»
организм человека,
не разобравшись в
том, как протекает
обмен веществ в
клетке. Каждая жи-
вая клетка должна
постоянно добывать энергию. Энергия
нужна ей, чтобы вырабатывать тепло и
Нельзя понять, как
Что
происходит
в клетках
тела?
синтезировать (создавать) некоторые
жизненно необходимые ей химические
вещества, например белки или наслед-
ственное вещество. Энергия нужна клет-
ке, и чтобы двигаться. Клетки тела, спо-
собные совершать движения, называются
мышечными. Они могут сокращаться. Это
и приводит в движение наши руки, ноги,
сердце, кишечник. Наконец, энергия нуж-
на, чтобы вырабатывать электрический
ток: благодаря ему одни части тела «об-
щаются® с другими. А обеспечивают
связь между ними в первую очередь нер-
вные клетки.
Откуда же клетки черпают энергию? От-
вет таков: их выручает АТФ. Поясним.
Клетки сжигают питательные вещества, и
при этом выделяется какое-то количест-
во энергии. Они используют ее, чтобы
синтезировать особое химическое ве-
щество, которое накапливает столь нуж-
ную им энергию. Это вещество называет-
ся аденозинтрифосфатом (сокращенно —
АТФ). При расщеплении молекулы АТФ,
содержащейся в клетке, выделяется на-
копленная в ней энергия. Благодаря этой
энергии клетка может вырабатывать теп-
ло, электрический ток, синтезировать хи-
мические вещества или совершать дви-
Так выглядит под микроскопом
тонкий подкрашенный кружок
ткани, взятой из гипофиза —
мозгового придатка величиной
с горошину. Красные, желтые,
голубые, фиолетовые пятна,
а также пятна телесного цвета —
это клетки с ядрами. Каждый тип
клеток гипофиза выделяет один
или несколько жизненно важных
гормонов.
жения. Короче говоря, АТФ приводит в
действие весь «механизм» клетки.
А теперь подробнее поговорим о том, как
клетки получают АТФ. Ответ мы уже зна-
ем. Клетки сжигают питательные вещест-
ва. Делать это они могут двумя спосо-
бами. Во-первых, сжигать углеводы,
главным образом глюкозу, в отсутствие
кислорода. При этом образуется вещест-
во, которое химики называют пировиног-
радной кислотой, а сам процесс расщеп-
ления углеводов — гликолизом. В
результате гликолиза получается слиш-
ком мало АТФ: распад одной молекулы
глюкозы сопровождается образованием
лишь двух молекул АТФ. Гликолиз неэф-
фективен — это древнейшая форма из-
влечения энергии. Вспомните, что жизнь
зародилась в воде, то есть в среде, где
кислорода было очень мало.
Во-вторых, клетки сжигают пировиноград-
ную кислоту, жиры и белки в присутствии
кислорода. Все перечисленные вещества
содержат углерод и водород. В этом слу-
чае сжигание происходит в два этапа.
Сначала клетка извлекает водород, затем
сразу же начинает разлагать оставшийся
углеродный каркас и избавляется от угле-
кислого газа — через клеточную мембрану
выводит его наружу. На втором этапе
сжигается (окисляется) водород, извле-
ченный из питательных веществ. Образу-
ется вода, и выделяется большое коли-
чество энергии. Клеткам хватает ее,
чтобы синтезировать множество молекул
АТФ (при окислении, например, двух мо-
лекул молочной кислоты, продукта вос-
становления пировиноградной кислоты,
образуется 36 молекул АТФ).
Описание это кажется сухим и отвлечен-
ным. На самом деле каждому из нас дово-
дилось видеть, как происходит процесс
выработки энергии. Помните телевизион-
ные репортажи с космодромов о запуске
ракет? Они взмывают ввысь за счет неве-
роятного количества энергии, выделяемой
при... окислении водорода, то есть при
сжигании его в кислороде.
Космические ракеты высотой с башню
устремляются в небо за счет громадной энергии,
что выделяется при сжигании водорода в чистом
кислороде. Эта же энергия поддерживает жизнь
и в клетках нашего тела. Только в них реакция
окисления протекает поэтапно. Кроме того,
сначала вместо тепловой и кинетической энергии
наши клетки создают клеточное «топливо» — АТФ.
Их топливные баки заполнены жидкими
водородом и кислородом. При запуске
двигателей водород начинает окисляться
и огромная ракета стремительно уносит-
ся в небо. Может быть, это кажется неве-
роятным, и все-таки: та же энергия, что
уносит ввысь космическую ракету, под-
держивает и жизнь в клетках нашего
тела.
Разве что в клетках не происходит ника-
кого взрыва и из них не вырывается
сноп пламени. Окисление совершается
поэтапно, и потому вместо тепловой и
кинетической энергии образуются моле-
кулы АТФ.
11
Из каких
тканей
построено
наше тело?
Удивительное творение — живая клетка.
Не менее удивитель-
но и другое: сотня
триллионов клеток
жертвует своей сво-
бодой и образует ог-
ромное сообщество,
своего рода «клеточное государство»,
именуемое человеческим телом. Почему
же они это делают? Какому закону приро-
ды подчиняются? Этого никто не знает.
Мы лучше осведомлены о законах, по ко-
торым живет это сообщество. Например,
клетки придерживаются принципа разде-
ления труда. Он проявляется еще на той
стадии, когда эмбрион представляет со-
бой бесформенный комок. Уже в это вре-
мя его клетки специализируются — они
начинают выполнять разные задачи, объ-
единяясь ради этого в колонии. Ученые
называют этот процесс формированием
зародышевых листков. Позднее из них
развиваются ткани тела — так именуют
системы клеток, имеющих общее строе-
ние или происхождение, которые выпол-
няют в организме одинаковые задачи.
Уподобим клетки отдельным кирпичикам,
а тело человека — построенному из них
зданию. Тогда ткани можно сравнить с
его частями: стенами, крышей, полом.
Перечислим основные типы тканей наше-
го тела. Вот они: соединительная, эпите-
лиальная, мышечная и нервная.
Соединительная ткань, как явствует из ее
названия, соединяет клетки тела. Пора-
зительны способности клеток этой ткани.
Некоторые из них образуют жесткие или
эластичные волокна, с помощью которых
они соединяются с другими клетками.
Длина волокон достигает подчас 1 см.
Иногда волокна этой ткани образуют тол-
стые жилы — сухожилия.
У всех клеток соединительной ткани их
волокнистые отростки погружены в сту-
денистую массу — межклеточное вещест-
во, порой очень плотное. Вязкую соеди-
нительную ткань называют хрящом. Он
выполняет в суставе роль амортизатора.
В других частях тела в межклеточное ве-
щество вкраплены соли кальция. Они при-
дают соединительной ткани прочность, и
она становится твердой, как камень. Та-
кую ткань называют костной. Из нее обра-
зованы кости. Они служат опорой нашему
телу и защищают самые чувствительные
его части — головной и спинной мозг, гла-
за или, образуя грудную клетку, сердце и
легкие.
Эпителиальная ткань защищает наруж-
ные и внутренние поверхности тела. Сна-
ружи тело покрыто кожей. На некоторых
участках эпителиальные клетки превра-
щаются в роговые чешуйки. Эти участки,
например подошвы и ладони, более все-
го подвержены механическим нагрузкам.
Эпителиальная ткань выстилает и неко-
торые полости тела: носа и его пазух,
среднего уха, рта, гортани, трахеи, брон-
хов и легочных пузырьков, пищевода и
желудочно-кишечного тракта, почечной
лоханки, мочеточника, мочевого пузыря и
мочеиспускательного канала, а у женщин
еще влагалища, матки и маточных труб.
Все полые органы изнутри покрыты эпи-
телиальной тканью. Ею же выстланы зам-
кнутые полости: голова, грудь и живот.
Эпителий обволакивает тончайшим сло-
ем клеток и органы, лежащие в этих по-
лостях, и не позволяет, например, по-
движным органам, легким или кишкам,
срастись с грудной полостью или по-
лостью живота.
Эпителиальная ткань образует внутрен-
нюю оболочку кровеносных сосудов и
сердца. Капилляры — тончайшие крове-
носные сосуды состоят лишь из одного
слоя плоских клеток эпителия. Сквозь
стенки капилляров происходит обмен ве-
ществ между кровью и тканевой жид-
костью. Клетки живут в тканевой жидкое-
Клеточные сообщества одного происхождения и
строения, которые выполняют одинаковые задачи,
называются тканями. Тело человека построено из
четырех типов тканей: соединительной,
эпителиальной, мышечной и нервной. Здесь
показано, как выглядят под микроскопом
тончайшие окрашенные срезы тканей.
12
ти, словно в питательном растворе.
Кровь снабжает эту жидкость питатель-
ными веществами и одновременно очи-
щает ее от шлаков, которые накаплива-
ются в клетках при обмене веществ.
Особые задачи у железистых клеток. Так
называют эпителиальные клетки, кото-
рые вырабатывают и выделяют особое
вещество — секрет, или телесный сок.
Железистые клетки эпителиальной ткани
носа, рта, пищевода и желудочно-ки-
шечного тракта называются слизистыми,
а части тела, где они находятся, — сли-
зистыми оболочками. Другие железис-
тые клетки образуют железы внешней
секреции. К ним относятся потовые,
сальные, слезные, слюнные железы, пе-
чень, поджелудочная железа, а также
особые мужские железы — семенники и
предстательная железа. Секреты, выра-
батываемые этими железами, — пот,
кожное сало, слезы, слюна, желчь, желу-
дочный сок и семенная жидкость по вы-
водным каналам выносятся на поверх-
ность кожи человека или его слизистых
оболочек.
Мышечная ткань состоит из длинных кле-
ток, способных сокращаться. Клетки нер-
вной ткани своей формой бывают похожи
на звездочки с многочисленными ветвис-
тыми лучами, на треугольники с тремя
главными отростками или на веретено. А
порой они принимают совсем неправиль-
ные очертания. Общее у всех нервных
клеток одно: они вырабатывают или про-
водят электрический ток.
Как мы уже говорили, соединительная,
Что такое органы тела? эпителиальная, мы- шечная и нервная ткани — это строи- тельные элементы, из которых сложено наше тело. Из них
еще в материнской утробе формируются
органы тела зародыша. Слово organon
означает орудие, инструмент. Такое на-
звание дали частям тела древнегречес-
В грудной полости и в полости живота вплотную
друг к другу расположены различные органы,
построенные из тканей, как и вообще все части
тела.
кие врачи. Очевидно, уже более 2500 лет
назад они знали, что органы служат на-
шему телу инструментами, с помощью
которых можно легко, быстро и надежно
решать какие-либо задачи. Как правило,
органы — головной мозг, сердце, легкие,
печень, почки и т.п. — имеют характер-
ную форму и занимают внутри тела опре-
деленное место. Из этого правила есть и
несколько исключений. Так, жировая
ткань — бесформенный орган, накапли-
вающий жир, — заполняет все складки и
впадины внутри тела. Такое же бесфор-
менное образование и костный мозг —
орган, в котором вырабатывается боль-
шая часть клеток крови. Костный мозг
занимает полости и каналы костей скеле-
та. Но самое интересное исключение из
этого правила — кровь.
14
Кровь и система кровообращения
Еще в незапамятные времена люди поня-
Что такое кровь? ли, какое важное значение для орга- низма имеет кровь. Ученые с древности изучали ее состав, свойства и законы
кровообращения. Но подлинный про-
гресс гематологии — науки о крови — на-
чался лишь в XIX в.
На первый взгляд кажется, что кровь —
это жидкость красного цвета. Однако лю-
бой, кто хоть раз, сдавая в поликлинике
кровь на анализ, наблюдал за реакцией
оседания эритроцитов, знает, что это не
так. Вот как проводят эту реакцию. Длин-
ную стеклянную пробирку (ее предвари-
тельно обрабатывают специальным пре-
паратом, чтобы кровь не свертывалась)
наполняют кровью. Уже через полчаса —
а иногда и быстрее — кровь в пробирке
расслаивается на темно-красный осадок
и светлую водянистую жидкость — плаз-
му. Легко догадаться, что именно этот
осадок окрашивает кровь в красный
цвет. Можно и не ждать полчаса, пока
кровь в пробирке распадется на две час-
ти, а поместить пробирку в центрифугу и
посильнее разогнать аппарат. Тогда
кровь расслоится всего за несколько ми-
нут. Большую часть в пробирке теперь
занимает плазма (55%). Доля осадка —
45%. Возьмем каплю осадка и рассмот-
рим ее под микроскопом. Мы увидим
множество светло-серых кружков, комоч-
ков и овалов — это кровяные клетки.
Таким образом, кровь состоит из кровяных
клеток и плазмы. Кровяные клетки не связа-
ны соединительной тканью и свободно пе-
редвигаются. В других органах ничего подо-
бного нет, хотя в остальном у крови много
общего с ними. Разные клетки крови, как и
все другие, тоже выполняют разные задачи.
Таким образом, кровь отличается от прочих
органов тела только тем, что она жидкая.
Что такое
плазма
крови?
Итак, кровь — это жидкий орган тела,
ведь по сравнению
с другими органами
она содержит не-
обычайно много тка-
невой жидкости. Ее
ученые называют
плазмой крови. Плазма очень насыщен-
на: в ней обнаружено несколько сотен
жизненно важных веществ, и наверняка
открыты еще далеко не все. Можно упо-
мянуть, например, мочевину, мочевую
кислоту, билирубин, поваренную соль,
витамины С и D, инсулин, эстрогены и
многие другие элементы. Такое разнооб-
разие сбивает с толку, но очень просто
объясняется. Плазма крови разносит по
всему организму — от одних клеток к
другим — различные химические вещест-
ва: питательные элементы, соли, витами-
ны, гормоны и шлаки (последние — про-
дукты обмена веществ).
Чтобы лучше понять, как это происхо-
дит, вспомним, что все клетки тела жи-
вут в тканевой жидкости, подобно тому
как их далекие предки жили в Океане,
омывавшем некогда всю Землю. Ткане-
вая жидкость выполняет роль питатель-
ного раствора. Чтобы поддерживать
жизнь 100 трлн, клеток, в лаборатории
понадобилось бы 200 000 л питательного
раствора. В теле же человека не наберет-
ся и десяти литров тканевой жидкости.
Однако клетки вполне обходятся этой ма-
лостью благодаря плазме, беспрерывно
перетекающей по телу. Если бы она пере-
стала снабжать тканевую жидкость все
новыми питательными веществами, клет-
ки тела очень быстро начали бы чахнуть. И
если бы она вовремя не удаляла шлаки из
тканевой жидкости, вскоре они бы отра-
вились. Именно плазме мы обязаны тем,
что крохотный «океан», уцелевший внутри
нашего тела с доисторических времен, не
превращается в безжизненное болото.
15
Какие
кровяные
клетки
есть в крови?
Кровь состоит из кровяных клеток и плазмы.
Под микроскопом видно, что у красных кровяных
телец нет клеточных ядер. А белые кровяные
тельца — гранулоциты, лимфоциты и моноциты
содержат ядра. Если взять каплю крови,
подкрасить ее специальным красителеми
и рассмотреть под микроскопом, то их можно
разглядеть: они —- сиреневого, стального
или бледно-голубого цвета. У кровяных пластинок
тоже нет клеточного ядра. Кровь
свертывается, когда они разрушаются.
Кровь — необычный орган тела. Необыч-
ны и ее клетки. Ког-
да рассматриваешь
под микроскопом
специальным обра-
зом подкрашенную
каплю крови, клетки
ее поражают разнообразием форм и рас-
цветок. Взгляд наблюдателя сразу прико-
вывают к себе красные кровяные тельца.
Они кишат буквально повсюду. Эти розо-
во-красные кружки без ядер и придают
крови окраску. Среди них кое-где попа-
даются отдельные более крупные клетки
сиреневых, стальных или рыжеватых то-
нов, совсем непохожие на красные кро-
вяные тельца. Некоторые из этих клеток
почти до краев заполнены фиолетовыми
ядрами. Другие начинены малиновыми
или кобальтово-голубыми зернышками, и
их ядра извиваются, словно нетуго наби-
тые колбаски. Это белые кровяные тель-
ца. Наконец, мы замечаем еще один вид
клеток — кровяные пластинки. Среди роя
красных кровяных телец они выглядят
случайными голубыми кляксами. У них
тоже нет клеточного ядра. Красные и бе-
лые кровяные тельца и кровяные плас-
тинки выполняют разные задачи.
Красные кровяные тельца, или, по-науч-
ному, эритроциты, доставляют вдыхае-
Что делают мый нами кислород
эритроциты? от легких к клеткам тела. Помогает им в этом гемоглобин —
иссиня-красный пигмент, содержащий
железо. Вот как это происходит. В лег-
ких, где капиллярные сосуды особенно
узкие и длинные, эритроцитам приходит-
ся буквально протискиваться сквозь них.
Они прижимаются к стенкам капилляров,
и лишь тончайший слой эпителия отделя-
ет их от альвеол — легочных пузырьков, в
которых заключен кислород. Этот слой
не мешает железу гемоглобина захваты-
вать кислород и, образуя с ним нестой-
кое соединение оксигемоглобин, снаб-
жать кислородом красные кровяные
тельца. При этом гемоглобин меняет
свой цвет. То же происходит и с кровью:
из темно-красной она, насытившись кис-
лородом, становится ярко-алой. Теперь
эритроциты разносят кислород по всему
телу. С помощью кислорода клетки тела
сжигают (окисляют) водород, добытый
ими из пищи, превращая его в воду и вы-
рабатывая АТФ. Попутно образуется уг-
лекислый газ. Часть его проникает в
красные кровяные тельца. Большую же
часть кровяная плазма доставляет в лег-
кие, а оттуда углекислый газ при выдохе
выводится наружу.
Нелегко обеспечить кислородом 100 трлн,
клеток. Поэтому количество эритроцитов
16
в крови человека очень велико: около
25 трлн. Если их вытянуть в цепочку, то ее
длина составит 200 000 км — можно пять
раз опоясать земной шар. Так же велика и
общая площадь поверхности красных кро-
вяных телец, участвующих в газообмене, —
3200 кв. м. Это площадь квадрата со сто-
роной около 57 м.
Эритроциты живут очень недолго. Уже
через четыре месяца они разрушаются
(происходит это в основном в селезен-
ке). Поэтому каждый день в костном моз-
ге образуется более 200 млрд, новых
красных кровяных телец.
Что такое
группы
крови?
У эритроцитов есть еще одно свойство:
они склеиваются при
соприкосновении с
кровяной плазмой
другого человека (в
таких случаях врачи
говорят, что красные
кровяные тельца агглютинируют). Поэто-
му первые опыты по переливанию крови
часто оканчивались смертью больных.
После дотошных исследований ученые
выяснили,что у человека на поверхности
эритроцитов находится вещество агглю-
тиноген, или антиген. Есть два типа аг-
глютиногенов, их обозначают буквами А
и В. У многих людей красные кровяные
тельца содержат оба этих вещества. Их
группу крови обозначают АВ. У некоторых
же в крови вообще нет этих веществ. Их
группа крови нулевая (она обозначается
цифрой 0).
Если у человека группа крови А, в его
плазме обязательно есть вещество, кото-
рое склеивает, то есть отторгает, эрит-
роциты, характерные для людей с груп-
пой крови В. И наоборот: если у человека
группа крови В, то в его плазме есть ве-
щество, отторгающее эритроциты группы
А. Вещества, которые вызывают склеива-
ние и разрушение красных кровяных те-
лец, называются агглютининами (их обоз-
начают буквами а и Р). У людей с группой
крови АВ агглютининов, естественно, нет,
иначе бы их собственные кровяные тель-
ца склеились. Зато агглютинины плазмы
крови нулевой группы несовместимы с
эритроцитами групп А и В.
Внесем все описанные нами группы кро-
ви в таблицу.
Г руппа крови Вещество, содержащееся на поверхности эритроцитов (агглютиноген) Вещества в плазме, вызывающие склеивание и разрушение красных кровяных телец (агглютинины)
0(1) Отсутствует а+ Р (несовмести- мы с А и В)
А (И) А ^несовмести- мы с В)
В (HI) В а (несовмести- мы с А)
АВ (IV) АиВ 0 (нет агглюти- нинов)
17
Какие
задачи
выполняют
лейкоциты?
Тот, кто разобрался в этой таблице, лег-
ко поймет, почему людям с группой кро-
ви А нельзя переливать кровь группы В
или почему кровь нулевой группы можно
переливать любому человеку. Немного
подумайте — и найдете ответ.
Между тем ученые обнаружили и другие
антигены эритроцитов. Многие из них
представляют собой разновидности ан-
тигенов А и В. Особую роль играет так
называемый резус-фактор. Группы крови,
как и ряд других свойств, присущих чело-
веку, передаются от родителей к детям
по наследству.
Мы уже знаем, что эритроциты переносят
кислород и углекис-
лый газ. Мы убеди-
лись, что они содер-
жат вещества, от
которых зависит, ка-
кая группа крови у
человека. Их родственники лейкоциты —
так ученые именуют белые кровяные
тельца — мало на них похожи. Выполняют
они совсем другие задачи. Всюду, куда
проникают возбудители заболеваний, не-
медленно собирается множество лейко-
цитов. По капиллярам они пробираются в
ткань, пораженную болезнью, и обруши-
ваются на врага. Начинается настоящая
война. Одни лейкоциты выделяют вещес-
тва, от которых вторгшиеся бактерии
гибнут. Другие набрасываются на непро-
шеных гостей, поглощают и переварива-
ют их. В этой борьбе погибают и сами
лейкоциты. Но их жертвы оправданны:
погибшие лейкоциты источают вещества,
которые приманивают их собратьев. К
очагу заболевания устремляются другие
белые кровяные тельца. Ряды бойцов,
защищающих организм, смыкаются все
плотнее. Наконец лейкоциты окружают
очаг болезни. Они действуют, словно ар-
мия, берущая противника в кольцо. Это
явление, называемое фагоцитозом, от-
крыл в 1883 г. русский ученый Илья Иль-
ич Мечников, один из основоположников
Гранулоциты,
как и остальные
белые кровяные
тельца, выполняют
роль защитников
организма.
При инфекционном
заболевании количество
их резко возрастает. На этом
рисунке видно, как гранулоцит-
фагоцит нападает
на палочковидную бактерию
и «пожирает» ее,
то есть захватывает бактерию,
поглощает и переваривает ее.
микробиологии и иммунологии. Мечни-
ков назвал лейкоциты «пожирающими» —
фагоцитами. Иногда из остатков уничто-
женных клеток, бактерий и лейкоцитов
образуется вязкая желтая жижа — гной.
Позднее сами же лейкоциты расчищают
место былого «сражения». Теперь понят-
но, почему в крови человека, инфициро-
ванного бактериями, количество белых
кровяных телец резко увеличивается.
Случается такое и после пересадки паци-
енту чужого — донорского — органа. Лей-
коциты воспринимают инородную ткань
как своего врага и пытаются во что бы то
ни стало уничтожить ее. Поэтому пере-
садка органа часто оканчивается неуда-
чей — организм отторгает его.
Известно несколько видов белых кровяных
телец: гранулоциты, лимфоциты, моноци-
ты. Различают их по форме и месту обра-
зования — в костном мозге и в лимфати-
ческих узлах. Роднит лейкоциты разных
видов одно: все они защищают организм.
18
Почему
и зачем
свертывается
кровь?
Кровь выполняет множество жизненно
важных задач. Поэ-
тому, когда орга-
низм теряет значи-
тельное количество
крови, ему грозит
опасность. Значит,
природа должна была снабдить его сред-
ствами, которые бы помогали быстро и
действенно останавливать вытекающую
кровь. Поэтому кровь обладает способ-
ностью свертываться. Вспомните, что
происходит, если порезать палец. Из
ранки начинает течь кровь, но через не-
сколько минут она становится вязкой и
наконец перестает сочиться. Ранка затя-
гивается красной студенистой массой.
Кровь свернулась.
Процесс свертывания крови очень сло-
жен. В нем участвует более двух десят-
ков разных веществ. Собственно говоря,
весь процесс сводится к тому, что в ран-
ке растворенный в плазме белок фибри-
ноген превращается в фибрин — упругие
нерастворимые нити, образующие сетку.
Постепенно сетка становится все гуще.
Теперь клетки крови попадают в ее ячейки
и застревают там. Получается сгусток —
тромб, он закупоривает отверстие, и
кровотечение прекращается.
Превращение фибриногена в фибрин
происходит с помощью одного биологи-
чески активного вещества — тромбина.
Тромбин — это фермент. Так называют
вещества, которые содействуют химичес-
ким реакциям, протекающим в организме,
но сами при этом нисколько не изменяют-
ся. Откуда же берется тромбин? Он обра-
зуется, когда хрупкие кровяные пластинки
тромбоциты достигают поверхности ранки
и под действием атмосферного воздуха
разрушаются. Следует сложная цепочка
реакций, и заканчивается все образовани-
ем тромбина. Затем, на второй стадии
процесса, фибриноген превращается в
фибрин: кровь свертывается.
Свертываемость крови — очень важное
свойство организма. У людей, больных
Как кровь
движется
внутри тела?
гемофилией, кровь не свертывается, по-
тому что цепочка реакций нарушена: не
образуется одно из веществ, участвую-
щих в этом процессе, и кровотечение мо-
жет начаться, например, от царапины на
носу. Врачи мучаются с такими больны-
ми, не зная, как делать им простейшие
хирургические операции. Эта болезнь пе-
редается по наследству, причем только
по женской линии. Гемофилией болел
наследник русского престола цесаревич
Алексей, сын последнего русского царя
Николая II.
В организме здорового взрослого чело-
века содержится 5 л
крови. Она постоян-
но течет по замкну-
той системе, состоя-
щей из множества
сосудов. Два мощ-
ных насоса — левое и правое сердце (так
медики порой называют обе половины
сердца, поскольку правые и левые камеры
сердца между собой не сообщаются) — по
полторы тысячи раз на дню прогоняют
кровь по этой разветвленной системе со-
судов.
Левое сердце перекачивает кровь, посту-
пившую из легких и обогащенную кисло-
родом, в самый большой кровеносный
сосуд — аорту. У здорового человека
аорта по толщине не уступает шлангу, из
которого мы поливаем клумбы в саду, ее
диаметр — 4 см. Стенка аорты плотная и
очень эластичная. При каждом сокраще-
нии сердца аорта сильно растягивается.
Но уже через четверть секунды, когда
сердце снова расслабляется и получает
новую порцию воздуха из легких, опять
сужается до первоначального диаметра.
При этом она проталкивает кровь в отхо-
дящие от нее крупные ответвления — ар-
терии. Так называются все сосуды, по ко-
торым кровь устремляется от сердца к
разным частям тела. При каждом сокра-
щении сердца кровь, текущая по артери-
ям, толчками продвигается вперед —
19
Крупные и средние сосуды кровеносной системы
распределяют кровь, направляя ее к разным
органам. Этой медной гравюре больше 400 лет.
Ее автор, фламандский художник, четко следовал
указаниям знаменитого анатома Андреаса
Везалия, первым из ученых правильно
описавшего все части тела человека.
пульсирует. Артерии разветвляются,
словно крона дерева. Их тонкие, неза-
метные для глаз окончания именуют ар-
териолами. Это миниатюрные мышечные
шланги, выстланные тончайшим слоем
эпителия. По команде, поступающей из
головного мозга, или под воздействием
биологически активных веществ организ-
ма артериолы полностью расслабляются
или, наоборот, очень сильно сжимаются.
В организме они выполняют роль свето-
форов сердечно-сосудистой системы:
открывают крови дорогу к капиллярам,
распределяют кровь, поступившую из ле-
вого сердца, и направляют ее к разным
органам. Обычно седьмая часть всей
крови, движущейся по аорте, протекает
через головной мозг, ее деся-
тая часть — через сердечную
мышцу, четверть — через поч-
ки, пятая часть — через пище-
варительные органы и треть —
через мышцы, кожу и кости.
Если какие-либо органы тела ис-
пытывают повышенную нагрузку, то эти
показатели меняются. Так, например,
после сытного обеда приток крови к же-
лудку, кишечнику и печени заметно уси-
ливается. В этом случае головной мозг
недополучает кровь. Поэтому, плотно по-
обедав, человек чувствует усталость. Не-
даром говорят: «На сытый желудок и на-
ука нейдет», «Сытое брюхо к учению
глухо» и т.д.
Капилляры образуют в органах тела гус-
тую сеть тончайших кровеносных сосудов.
По оценкам, общая ее длина достигает
100 000 км; площадь поверхности капил-
ляров составляет примерно 700 000 кв. м.
На этой огромной «территории» тканевая
жидкость и плазма крови беспрерывно
обмениваются питательными и биологи-
чески активными веществами и шлаками.
В лабиринте тончайших сосудов гемогло-
бин, содержащийся в красных кровяных
тельцах, отдает свой кислород клеткам
ткани. При этом он меняет свой цвет: из
ярко-алого становится темно-красным.
20
По полторы тысячи раз на дню кровь протекает
по замкнутой разветвленной системе сосудов.
Левое сердце перекачивает кровь в крупные
артерии. Далее она попадает в капиллярную сеть,
пронизывающую все органы, и оттуда перетекает
в вены. Правое сердце собирает эту кровь
и перегоняет ее в левое сердце. По пути
она обтекает легкие. Так кровь совершает
полный оборот внутри тела.
Тонкие кровеносные сосуды — венулы —
собирают кровь, возвращающуюся из ка-
пилляров, и доставляют ее к более круп-
ным сосудам — венам. Пульсация сердца
в венах уже не ощущается. Если бы эти
сосуды были обычными тонкостенными
мышечными трубками, то кровь застаи-
валась бы в них. Чтобы этого не происхо-
дило, во всех крупных венах есть заслон-
ки, не позволяющие крови течь вспять.
Называются они венозными клапанами.
Это крохотные кармашки, которые про-
пускают кровь только в одну сторону — к
сердцу. Как только кровь заполнит про-
ток, кармашек под ее тяжестью расправ-
ляется и перегораживает вену: теперь
кровь не может течь в обратную сторону.
Так — от клапана к клапану — повышает-
ся столб крови. Наконец, вся венозная
кровь собирается в двух крупных венах —
полых венах — и оттуда поступает в пра-
вое сердце.
Правое сердце — это еще один мощный
насос, обслуживающий нашу систему
кровообращения. Оно перекачивает тем-
но-красную венозную кровь в легочные
артерии — стволы толщиной в палец. Из
них кровь поступает в капиллярную сеть,
опутывающую легкие. Здесь гемоглобин,
содержащийся в красных кровяных тель-
цах, снова поглощает кислород, который
клетки используют во время окислитель-
ных процессов. Накапливающийся угле-
кислый газ мы затем выдыхаем наружу.
Теперь кровь в легких снова стала ярко-
алой. Она собирается в двух больших ле-
гочных венах и по ним поступает в левое
сердце. Оборот крови завершен.
Клетки крови за считанные секунды про-
делали «кругосветное путешествие».
Всего 23 секунды понадобится частичке
крови, чтобы, отправившись из сердца
по аорте, попасть по большеберцовой
артерии в капилляры, пронизывающие
мизинец ноги, а оттуда по венам до-
браться до правого сердца и легких и
снова вернуться в левое сердце. Да, все-
го лишь 23 секунды.
21
Как работает
сердце?
Сердце, как мы уже сказали, представля-
ет собой два мощ-
ных насоса — левое
и правое сердце.
Они оба перекачива-
ют кровь по замкну-
той системе, состоя-
щей из кровеносных сосудов. Сердце —
это парная сдвоенная мышца, выстлан-
ная эпителием и весящая 300 г. Каждую
минуту оно сокращается 60 — 70 раз, пе-
рекачивая при каждом сокращении 0,075
л легочной крови из левого сердца в аор-
ту и столько же венозной крови из пра-
вого сердца в легкие. Получается, что
каждый день сердце перекачивает по ка-
пиллярной сети 15 000 л крови и сокра-
щается 100 тысяч раз. И это — средняя
нагрузка на сердце. Когда мы напрягаем
все силы, оно может работать в пять раз
быстрее, чем обычно. Вот почему крохот-
ный орган — вес его не составляет даже
0,5% веса тела человека — потребляет
20% вдыхаемого нами кислорода и 10%
всей легочной крови, обогащенной кис-
Аорта
Сердце лежит в грудной полости. Его защищают
кости грудной клетки и сверху накрывают легкие.
Мышечный свод — диафрагма отделяет
грудную полость от лежащей ниже
брюшной полости.
Два насоса — левое и правое сердце — перекачивают кровь по кругу. У всех высокоразвитых организмов
два этих — в принципе самостоятельных — органа слились, образовав единое целое.
Человеческое сердце — это полый мышечный орган величиной с кулак. По коронарным сосудам
оно снабжается кровью. Головной мозг управляет любой нашей мышцей, кроме сердечной: у нее есть
собственный центр управления — синусный узел. Так ученые называют скопление нервных клеток в стенке
правого предсердия. Величиной этот узел всего с просяное зерно. Он командует сердечной мышцей
с помощью электрических сигналов. При каждом сокращении сердца по всему организму распространяется
электрический ток. Если зарегистрировать эти сигналы, мы получим кривую, которую называют
электрокардиограммой (сокращенно ЭКГ). Изучая ЭКГ, врач определяет, нормально ли работает сердце.
22
лородом, поступает в сердечную мышцу,
а не разносится по организму.
Каждая половина сердца состоит из двух
отделов: тонкостенного предсердия, где
собирается венозная кровь, и мускулистого
желудочка, нагнетающего кровь в артерии.
В левом и правом сердце есть по два от-
верстия, сквозь которые протекает кровь:
одно находится между предсердием и же-
лудочком, другое — между желудочком и
артерией. Оба отверстия закрываются кла-
панами, разделяющими предсердия и же-
лудочки. Эти клапаны напоминают створки,
их и называют створчатыми. Они не дают
крови перетекать из желудочка обратно в
предсердие. Клапаны между желудочками
и артериями похожи на венозные. Как толь-
ко желудочки наполнятся кровью, клапаны
отгораживают от них артерии. С помощью
стетоскопа—особой трубки, используемой
врачами, — можно услышать, как захлопы-
ваются клапаны.
Сердце отдыхает считанные доли секунды.
В этот момент его желудочки заполняются
венозной кровью. Это короткое затишье
именуют диастолой. Еще меньше времени
длится систола — период, когда сердеч-
ная мышца сокращается и выбрасывает
кровь. Систола длится треть секунды, ди-
астола—две трети. Таким образом, можно
сказать, что сердце человека работает 8
часов в сутки, а 16 часов отдыхает.
Сердце—самостоятельный орган. Голов-
ной мозг управляет любой нашей мышцей,
кроме сердечной. У нее есть собственный
центр управления — синусный узел. При
каждом сокращении сердца по всему ор-
ганизму — начиная от синусного узла —
распространяется электрический ток. Его
можно зарегистрировать с помощью осо-
бого прибора. Он вычертит кривую —
электрокардиограмму (сокращенно ЭКГ).
Изучая ЭКГ, врачи определяют, здоровое
или больное сердце у пациента.
Дыхание
Как работают
легкие?
Мы уже говорили, что каждую клетку тела
можно сравнить с
электростанцией.
Чтобы поддерживать
жизнь, она должна
постоянно выраба-
тывать энергию. Для
этого она окисляет (сжигает) водород. В
результате образуется вода, а выделив-
шаяся энергия накапливается в молеку-
лах АТФ. Одновременно клетка разлагает
углеродный каркас молекул питательных
веществ, и остается углекислый газ. Это
значит, что клеткам нужно потреблять
кислород и выделять углекислый газ. С
обеими задачами справляется кровь. Она
снабжает клетки тканей кислородом и
Легкие — это рыхлый губчатый орган.
Состоят они из двух частей: левого
и правого легкого. Они заполняют грудную
полость и накрывают сверху сердце.
23
Трахея
Бронхи
Бронхиолы
Бронхи
Легкие похожи на виноградную кисть с веточками — бронхами
и бронхиолами и ягодами — альвеолами,
400 млн. крохотных воздушных мешочков. Воздух то
проникает в альвеолы, то выходит из них. Если рассмотреть
под микроскопом срез ткани легкого, то видно, что стенки
альвеол похожи на сетку с очень мелкими ячейками.
Воздух устремляется
в легкие и выходит из них
по разветвленной системе
сосудов. Основу ее
Бронхи образует канал толщиной
с палец — трахея, или
дыхательное горло,
которому не дают
сомкнуться хрящевые
\ кольца. Оттуда по более
\ узким ветвям — бронхам —
х \ воздух поступает в доли
легкого. Правое легкое
Лч состоит из трех долей,
V левое — только из двух.
забирает у них углекислый газ. Циркули-
руя по телу, кровь освобождается от уг-
лекислого газа и заново насыщается кис-
лородом. Происходит это в легких.
Легкие—это орган, состоящий из двух час-
тей: левого и правого легкого. Когда мы ды-
шим, воздух, пройдя через носовые ходы и
очистившись от пыли и бактерий, поступает
в глотку, гортань, а затем вдыхательное
горло, или трахею, длиной примерно 15 см.
На уровне 4 — 5-го грудных позвонков тра-
хея делится на два бронха. Каждый входит в
легкое и ветвится на мелкие бронхи, а они
разветвляются на тонкие, 0,5 мм в диамет-
ре, бронхиолы. Каждая оканчивается воз-
душными пузырьками, или альвеолами.
Общая площадь поверхности легочных пу-
зырьков составляет около 100 кв. м. Вся
она плотно опутана капиллярами. Здесь, в
легочных пузырьках, лишь тончайшая стен-
ка отделяет текущую по капиллярам кровь
от воздуха. Сквозь эти стенки гемоглобин
красных кровяных телец насыщается кис-
лородом. Одновременно кровь очищается
от углекислого газа — его увлекает поток
выдыхаемого воздуха.
24
Как мы
дышим?
Когда мы дышим, мы выдыхаем из легких
не весь воздух. Зна-
чительная его часть
остается в альвео-
лах. Всякий раз при
вдохе воздух, остав-
шийся в легких, сме-
шивается со свежим и таким образом
постоянно обновляется.
При вдохе увеличивается объем грудной
полости. Со всех сторон она ограничена
грудной клеткой, а снизу — парной мы-
шечной перегородкой — диафрагмой,
изогнутой наподобие свода. Во время
каждого вдоха мышцы груди вздымают
грудную клетку. Одновременно купола
диафрагмы сокращаются, становятся бо-
лее плоскими, и объем грудной полости
увеличивается. При этом легкие — они
очень эластичные — тоже расширяются.
Снаружи легкие покрыты плеврой, состо-
ящей из двух листков, между которыми
находится плевральная полость с не-
большим количеством жидкости. Плевра
как бы прилепляет легкие к стенке груд-
ной клетки, поэтому они расширяются
вместе с ней. Кроме того, они раздува-
ются под давлением воздуха, поступаю-
щего в них по бронхиальному дереву.
После этого грудные мышцы и диафраг-
ма расслабляются, и тогда — под весом
опускающейся грудной клетки — легкие
снова сжимаются. Воздух, проникший в
легкие при вдохе, выдыхается. Человек
дышит 15 — 20 раз в минуту, вдыхая и
выдыхая 5 л воздуха. Этот объем может
увеличиться раз в десять, если дышать
быстро и глубоко, например, совершая
пробежку или поднимаясь по лестнице.
Происходит это само собой благодаря
дыхательному центру, расположенному в
головном мозге. Этот величиной с лес-
ной орех центр тотчас фиксирует, что со-
держание углекислого газа в крови уве-
личилось и, значит, клетки усиленно
сжигают питательные вещества. Тогда он
отдает команду дыхательным мышцам
чаще и энергичнее сокращаться. Дыха-
тельный центр не терпит непослушания.
Если не верите, попробуйте пробежать
что есть мочи по улице, сохраняя мед-
ленное и ровное дыхание.
Когда мн вдыхаем воздух, объем грудной полости увеличивается, а когда делаем выдох — уменьшается.
Легкие вторят этим движениям. Они раздуваются потому, что снаружи их обволакивает плевра,
прилепляющая их к стенке грудной клетки и к диафрагме, а также под давлением воздуха, поступающего
в них по бронхиальному дереву.
25
Пищеварение
Что такое
пищеварение?
Чтобы жить, человеку нужно питаться —
поглощать вещест-
ва, которые снабжа-
ют его АТФ. Химики
подразделяют пита-
тельные вещества на
три группы: белки,
жиры и углеводы. Все они состоят из
атомов углерода, кислорода и водорода
(белки содержат еще и азот). Эти атомы
образуют характерные структурные груп-
пы. Жиры, например, сложены из таких
элементов, как глицерин и жирные кис-
лоты; сложные углеводы состоят прежде
всего из глюкозы, фруктозы и галактозы.
Белки — это комбинации двадцати с
лишним аминокислот.
Наша пища включает сложные питатель-
ные вещества. В них содержатся простые
элементы, но их надо сначала извлечь,
ведь наш организм не усваивает слож-
ные соединения. Поэтому пища разлага-
ется на отдельные составляющие — жир-
ные кислоты, глицерин, аминокислоты и
моносахариды, или простые углеводы.
Процесс этот называется пищеварением.
Пищеварение начинается во рту. Здесь
зубы перемалывают
пищу, и мелкие ку-
сочки смешиваются
со слюной. Слюна —
это пищеваритель-
ный сок, выделяе-
мый слюнными железами, расположен-
ными около ушных раковин, под языком
и нижней челюстью. Слюна содержит
амилазу — фермент, который разлагает
длинные цепочки углеводов на неболь-
шие звенья. Тем временем кашицу, смо-
ченную слюной, подхватывают мышцы
глотки и проталкивают ее в пищевод —
мышечную трубку длиной около 30 см.
Здесь кашица спрессовывается и ус-
тремляется в желудок. Желудок пред-
Как работают
органы
пищеварения?
Так выглядит полость рта взрослого человека.
Верхняя и нижняя губы закрывают два ряда зубов,
растущих на верхней и нижней челюстях. В каждом
ряду—16 зубов. За нижним рядом находится
подвижный орган —язык. Над его корнем нависают
две нёбные дужки, которые образуют вход в глотку.
Между дужками, слева и справа, расположены две
нёбные миндалины. Они защищают организм
от возбудителей заболеваний, стремящихся
проникнуть через рот. Нёбо—покрытая слизистой
оболочкой костно-хрящевая перегородка, которая
отделяет полость рта от лежащей над ней полости
носа, — образует купол поверх нёбных дужек.
ставляет собой мышечную камеру объ-
емом 2 — 3 л, расположенную под ле-
вым куполом диафрагмы. Клетки его же-
лез выделяют соляную кислоту и пепсин.
Пепсин — это фермент, расщепляющий
белки. Он принимается за работу лишь
при определенном количестве соляной
кислоты и очень быстро расправляется с
длинными белковыми цепочками. Когда
желудок ритмично сжимается, пища, со-
ляная кислота и пепсин тщательно пере-
мешиваются в нем. Долго ли длится
этот процесс? Все зависит от того, как
26
быстро переваривается пища в кислот-
ной «ванне». Скажем яйцо, сваренное
всмятку, — примерно за час; бифштекс,
черный хлеб или жареный картофель —
за три с лишним; свиное жаркое — за
шесть часов, а сардины в масле — де-
вять часов подряд. После этого запира-
тельная мышца открывает выходное от-
верстие желудка и кислая полужидкая
кашица небольшими порциями сбрасы-
вается в двенадцатиперстную кишку.
Двенадцатиперстной кишкой называется
начальный отдел гонкой кишки. Если об-
щая длина тонкой кишки составляет 6 м,
то длина двенадцатиперстной кишки —
всего 25 см. Тем не менее она играет
важную роль. Сюда выходят протоки двух
крупных пищеварительных желез: печени
и поджелудочной железы. Здесь выделя-
емые ими пищеварительные соки —
желчь и поджелудочный сок смешивают-
ся с полужидкой кашицей. Желчь — это
оливково-зеленая волокнистая масса.
Вырабатывает ее печень. Оттуда она по-
ступает в желчный пузырь — мышечный
мешочек величиной со сливу. Здесь
желчь накапливается и сгущается. Как
только кислая кашица, извергнутая же-
лудком, соприкоснется со слизистой
оболочкой двенадцатиперстной кишки,
она выбрасывает в кровь гормон холе-
цистокинин. В считанные секунды он,
подхваченный кровью, попадает в желч-
ный пузырь и заставляет его сжаться. Тут
же из желчного пузыря начинает сочиться
желчь. (Гормонами называются биологи-
чески активные вещества, которые пере-
дают сообщения от одних органов тела к
другим с помощью кровеносной системы
и стимулирует их взаимное влияние.
Слово гормон происходит от греческого
гормао, что значит «возбуждаю». Их так
назвали потому, что они возбуждают,
усиливают работу других органов. Выра-
батывают гормоны железы, у которых нет
выводных протоков, как, например, у
сальных или потовых желез. Их секреты,
то есть гормоны, всасываются прямо в
кровь. Поэтому эти железы называются
железами внутренней секреции.)
Желчь эмульгирует жиры, то есть измель-
чает каждую крупную каплю жира на тыся-
чи крохотных. Так увеличивается их общая
поверхность. Только теперь за дело прини-
маются липазы — ферменты поджелудоч-
ной железы, расщепляющие жиры. И снова
помогает желчь: когда пищевая кашица пе-
ремешана с желчью, липазы быстрее
справляются со своей работой. Но вот ка-
шица смочила стенку тонкой кишки, теперь
два других гормона подают сигнал подже-
лудочной железе, что ей нужно выделить
свой пищеварительный сок — поджелудоч-
ный. Он содержит пищеварительные фер-
менты. Под их воздействием углеводы,
Пища попадает сначала в желудок, а оттуда
в тонную и толстую нишки. По пути она
разлагается на составные части. Этот сложный
процесс называется пищеварением.
27
Ворсинки тонкой кишки
жиры и белки, движущиеся по тонкой киш-
ке, распадаются на простой сахар, глице-
рин, жирные кислоты и аминокислоты. Все
эти вещества — после того как на стенках
кишечника будут расщеплены остатки
пищи — всасываются клетками слизистой
оболочки тонкой кишки и окончательно пе-
рерабатываются. На этом процесс пищева-
рения завершен.
В кашице почти уже не осталось пита-
тельных веществ. Наконец она поступает
в толстую кишку. Туда же попадает 250 г
отслоившихся эпителиальных клеток —
каждый день в тонкой кишке заменяется
именно столько клеток. Миллиарды бак-
терий, живущих в толстой кишке, набра-
сываются на это месиво и расщепляют
непереварившиеся частицы кожуры и
целлюлозы фруктов и овощей. Одновре-
менно из этой массы удаляется вода. Ос-
тается лишь кашица из шлаков, выводи-
мых из кишечника. Продукты разложения
окрашивают ее в коричневый цвет.
Тем временем вещества, что содержались
в пище и были усвоены клетками тонкой
кишки, обрабатываются слизистой оболоч-
кой кишечника и разносятся по организму.
Сахар, аминокислоты и жирные кислоты,
растворимые в воде, попадают в воротную
вену, а оттуда в печень. Из глицерина и
жирных кислот, нерастворимых в воде,
клетки тонкой кишки снова «приготавлива-
Помимо углеводов,
Что такое
витамины?
ют» жиры. Они обволакиваются водорас-
творимым белком и поступают в тканевую
жидкость. Эта обогащенная жидкость —
лимфа собирается в лимфатических сосу-
дах, протекает по тонкостенной трубке —
грудному протоку— и под левой ключицей
попадает в яремную вену. Венозная кровь
уносит жиры, содержавшиеся в лимфе, и
доставляет их либо в печень, либо в отло-
жения жировой ткани.
жиров и белков пища
содержит и другие
жизненно важные
для организма ве-
щества, которые он
сам не вырабатыва-
ет. Эти вещества —
необходимые компоненты пищи. К числу
их относятся минеральные вещества,
соли, некоторые виды аминокислот и
жирных кислот, витамины. Витамины —
это биологически активные вещества,
необходимые человеку в очень малых ко-
личествах. Часто они имеют необычное
химическое строение. Многие из них вхо-
дят в состав основных клеточных фер-
ментов. Некоторые витамины выполняют
другие задачи. В наших широтах продук-
ты содержат вполне достаточно витами-
нов. Поэтому нет смысла пичкать ими
свой организм — никакой пользы от это-
28
Микроворсинки тонкой кишки
го не будет. Исключение составляет
лишь витамин С (аскорбиновая кислота).
Его много в большинстве фруктов и ово-
щей, и он очень полезен: без него десны
начинают кровоточить, люди часто боле-
ют простудными заболеваниями, а по
весне — когда его особенно не хватает —
быстро устают.
Какие задачи
выполняет
печень?
Печень — это массивный, насыщенный
кровью орган, веся-
щий около 1,5 кг.
Расположена печень
под правым куполом
диафрагмы. Это не
просто железа, учас-
твующая в процессе пищеварения, а на-
стоящая химическая лаборатория. Обя-
занности, возложенные на печень,
необычайно разнообразны. Выработка
желчи — всего одна из них. Кроме того,
печень проверяет и регистрирует все пи-
тательные вещества, минующие кишеч-
ник: по воротной вене они попадают в
нее из кишечника. Многие из них печень
поглощает и в результате вырабатывает
новые вещества. Кстати, здесь же обра-
зуются и белки кровяной плазмы. Неко-
торые из них мы перечислим. Это белки
фибриноген и протромбин, антитела (так
называются вещества, которые защища-
ют организм от попавших в него ядов или
Внутренний рельеф тонкой кишки очень сложен.
Стенки ее покрыты множеством мельчайших
выростов — ворсинок. Каждая из них усеяна
бессчетными микроворсинками — нитями,
образованными слизистой оболочкой. Поэтому
общая всасывающая поверхность тонкой кишки
составляет 4 кв. м. Если бы этих выростов не было,
то, чтобы всасывающая поверхность осталась
такой же, тонкая кишка достигла бы 40 м в длину.
от вторгшихся возбудителей заболева-
ний), белки, разносящие по организму
жиры, железо и гормоны, и, наконец, бе-
лок альбумин, который разносит по орга-
низму жирные кислоты и помогает клет-
кам нашего тела пополнять запасы
аминокислот. Кроме того, печень накап-
ливает глюкозу, железо, витамины и мно-
гие другие вещества. В случае надобно-
сти она питает ими кровь. Из мышечного
и костного белка печень может синтези-
ровать глюкозу. Происходит это, когда
человек голодает. Голод опасен для чув-
ствительных клеток головного мозга, ко-
торые не могут жить без глюкозы. Но
продолжим наш перечень. Печень соби-
рает азот, оставшийся от расщепленных
белков, и образует из него мочевину —
вещество, которое с помощью почек уда-
ляется из организма вместе с мочой.
Как видите, печень очень много трудится,
поэтому она потребляет огромное коли-
чество АТФ. В основном она вырабатыва-
ет это клеточное «топливо», сжигая
жиры. Вот и получается, что орган, вес
которого составляет всего 2% веса тела
человека, потребляет почти четверть
всего кислорода, доставляемого эритро-
цитами в разные органы.
Если печень — химическая лаборатория
тела, то почки — его
очистные сооруже-
ния. За сутки кровь
300 раз протекает
через почки — не-
большой орган, обе
половины которого весят в совокупности
не больше, чем сердце. Находятся они у
задней стенки брюшной полости, на рас-
Зачем нужны
почки?
29
Почки лежат рядом с поясничным отделом
позвоночника; они вдавлены в заднюю стенку
брюшной полости. Через ник, словно через
очистные сооружения, постоянно протекает
кровь — за сутки около 1500 — 1700 л. Почки
образуют из нее около 1,5 л мочи, которая
собирается в почечной лоханке, а оттуда по
мочеточнику направляется в мочевой пузырь.
окружающей его капсулой называется
почечным тельцем. Оно переходит в тон-
кий извитой каналец — петлю Генле, или
петлю нефрона. Все нефроны переходят
в собирательные трубочки и соединяются
с почечной лоханкой — разветвленной
полостью величиной с каштан. Здесь на-
чинается тонкий, как вязальная спица,
мышечный шланг — мочеточник. Отсюда,
от почечной лоханки, он ведет в резерву-
ар для «сточных вод», накопившихся в
организме, — в мочевой пузырь.
Верхняя часть нефрона — клубочек почеч-
ного тельца представляет собой не что
иное, как фильтр. Около 20% всей крови,
протекающей через почки, из капиллярно-
стоянии ладони от поясничного отдела
позвоночника. Хотя почки плотные, как
мышечная ткань, на самом деле они со-
стоят из миллионов мельчайших элемен-
тов. Кровь, притекающая к этим элемен-
там, пройдя через них, превращается в
подобие сточных вод, вроде тех, что бе-
гут по трубам городской канализации.
Крохотные элементы, из которых состав-
лены почки, называются нефронами. В
каждой почке около 1 млн. нефронов. В
верхней части нефрона находится маль-
пигиев клубочек — клубочек капиллярных
петель, погруженный в герметично за-
крытую чашу — капсулу Шумлянского—
Боумена. Клубок капилляров вместе с
Если вырезать из почки небольшой клинышек, подкрасить его
специальным составом, а затем рассмотреть под мощной
лупой, то у края почки можно заметить темные пятнышки —
почечные тельца, окаймленные кружками, то есть
надрезанными почечными канальцами. Во внутреннем слое
почек — более светлом так называемом мозговом слое —
канальцы впадают в собирательные трубочки, которые отводят
мочу в почечную лоханку.
30
Нефроны почек состоят из фильтра — клубочка
почечного тельца и извитой трубки — петли
Генле, где находится отфильтрованная плазма
крови — первичная моча. В петле Генле из нее
всасываются вещества, которые еще могут быть
полезны организму, а сама жидкость сгущается.
Так образуется вторичная моча. По почечным
канальцам она выводится в мочевой пузырь.
го клубочка стекает в петлю Генле. Вмес-
те с плазмой в капсулу Шумлянского—
Боумена попадают все растворенные в
крови вещества, кроме белков.
Эта отфильтрованная жидкость называ-
ется первичной мочой. Клетки петли Ген-
ле всасывают из нее воду и все вещест-
ва, которые еще могут быть полезны
организму. Отсюда они попадают в по-
чечные вены, что проходят вдоль задней
стенки почек. Наконец в петле Генле ос-
тается раствор, содержащий ненужные и
ядовитые вещества, — вторичная моча.
Она попадает в собирательные трубочки,
далее в почечную лоханку и оттуда стека-
ет в мочевой пузырь. Отсюда по «сточной
трубе» — мочеиспускательному каналу —
моча выходит наружу.
Скелет, суставы, мышцы
Каковы
другие
важнейшие
системы
тела?
Чтобы наглядно показать, сколь сложны
процессы, которые
протекают в орга-
низме человека, мы
представили наше
тело как случайное
скопление 100 трлн,
клеток. При этом мы не приняли во вни-
мание то обстоятельство, что большин-
ство клеток, из которых состоит тело
человека, не просто сосуществуют ря-
дом, а образуют прочное, неразрывное
единство. Еще мы упустили из виду тот
факт, что для всего внешнего мира, для
всех окружающих каждый человек пред-
ставляет собой именно такое — про-
чное, неразрывное и неповторимое —
единство. Какие же части тела придают
ему человеческий облик, помогают ори-
ентироваться в окружающем мире и ре-
агировать на внешние воздействия?
Вот эти части тела, или системы орга-
нов: скелет вкупе с мышцами, сухожи-
лиями и связками (придают телу форму
и оберегают его чувствительные орга-
ны; кожа (отделяет органы тела от
внешней среды); органы чувств (вос-
принимают происходящее вокруг нас);
нервная система (следит за всеми ор-
ганами тела и принуждает их к согла-
сию); половые органы (благодаря им
люди размножаются).
31
Что такое
скелет?
Скелетом называется конструкция из 212
костей. (В теле ре-
бенка их 300. Пока
он растет, некото-
рые кости срастают-
ся.) Скелет создает
опору телу и обере-
гает его чувствительные органы: они ук-
рыты костными оболочками, убраны в ко-
робки из костей, спрятаны в костных
капсулах и каналах. Основой скелета слу-
жит соединительная ткань, укрепленная
солями кальция. Материал этот тверд,
как бетон. Однако скелет отличается не
только прочностью, но и поразительной
легкостью. У взрослого человека его вес
составляет менее 20% веса тела.
Образно говоря, основа скелета — башня
о 38 этажах. Называется она позвоночни-
ком. Он состоит из 7 шейных, 12 груд-
ных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4 — 5
копчиковых позвонков. Появился он око-
ло 500 млн. лет назад. Впоследствии
все, что бы ни изобретала природа, она
прикрепляла к позвоночнику: гигантский
хвостовой плавник кита, ноги-колонны
слона, массивный череп бизона... Тем не
менее позвоночник гибкий, как стальная
пружина. Может быть, вы видели в цирке
«женщину-змею»: потешая публику, она
выгибается всем телом назад и затылком
касается пяток.
Внутри позвоночника есть сквозная по-
лость — позвоночный канал, выстланный
волокнистой соединительной тканью —
твердой мозговой оболочкой. Здесь, в
этой полости, разлита светлая, прозрач-
ная жидкость — ликвор, или спинномоз-
говая жидкость. В нее погружен спинной
мозг — придаток головного мозга, напо-
минающий косичку. Бесчисленными нер-
вными волокнами спинной мозг связан с
разными органами тела. Нижний конец
позвоночника прочно прикреплен к коль-
цу из трех костей — тазу. Он, в свою оче-
редь, покоится на тонких «колоннах» —
трубчатых костях ног. Опираются эти «ко-
лонны» на широкие «плиты» — стопы ног.
Впрочем, стопа больше похожа не на
плиту, а на свод. Ее конструкция так же
сложна, как крестовые ребристые своды
готических церквей: из 30 костей сложе-
на вся нога человека, и 26 из них ушло на
создание стопы.
Верхний позвонок позвоночного столба
называется атлантом. Когда-то так звали
сказочного героя, который держал на
своих плечах небесный свод. Подобно
этому титану, первый шейный позвонок
— атлант держит голову человека. Скелет
головы, или череп, состоит из 24 костей,
большей частью из плоских костных
пластинок. Сложенная из них черепная
коробка очень прочная: ее трудно про-
бить. Стенки ее покрыты густой паутиной
из волокон соединительной ткани. Внут-
ри нее находится центр управления тела —
головной мозг, который покоится на жид-
кой подушке. Несколькими «этажами»
ниже к позвоночнику подвешена грудная
клетка: подвижная конструкция из 24 уз-
ких, дугообразно изогнутых пластин —
ребер — и одной широкой планки — гру-
дины. Этот костный каркас защищает
сердце и легкие. При каждом вздохе
грудная клетка вздымается; подталкива-
ют ее дыхательные мышцы. Объем груд-
ной полости всякий раз увеличивается на
несколько литров.
К грудной клетке крепится скелет рук.
Они очень подвижны. Каждая из них под-
вешена к плоской треугольной кости —
лопатке, которая глубоко вдавлена в
мышцы спины. С грудной клеткой лопат-
ку соединяет тонкая трубчатая кость, вы-
дающаяся вперед, — ключица. Она опи-
рается на грудину. Скелет руки, как и
ноги, состоит из 30 костей, из них 26 об-
разуют кисть. Она своим строением на-
поминает, что наши предки жили на де-
ревьях и им приходилось цепляться за
ветки и карабкаться по стволам. Как и у
наших далеких предков, у нас очень под-
вижен большой палец руки, остальные
пальцы довольно длинные и весьма проч-
но соединены костями запястья.
32
Скелет — это конструкция из 212 костей.
Он служит опорой телу и оберегает его
чувствительные органы: они укрыты костными
оболочками, убраны в коробки из костей,
в костные капсулы и каналы. Этот рисунок,
как и схема кровеносных сосудов на стр. 20,
взят из знаменитого учебника анатомии
Андреаса Везалия.
Большая часть костей, составляющих наш
Что такое
суставы?
скелет, может дви-
гаться относительно
друг друга. Характер
этих движений зави-
сит прежде всего от
суставов. В принципе
все суставы устроены одинаково. Они со-
стоят из концов соединяемых костей, по-
крытых хрящом — тканью, смягчающей
удары. И концы костей, и хрящи убраны в
мешочек из соединительной ткани — сус-
тавную сумку. Изнутри она покрыта эпите-
лием. Клетки его вырабатывают вязкую
слизь — так называемую суставную смаз-
ку. Поэтому суставы похожи на хорошо
смазанные шарикоподшипники.
Форм суставов несколько. Впрочем, все
их разнообразие можно свести к двум
основным: к шаровидной и шарнирной.
. Шаровидные суставы свободно дви-
тк гаются в любую сторону, а шарнир-
Sj "Ч ные совершают лишь маятниковые
Ж движения. Типичные шаровидные
суставы — плечевой и тазобедрен-
ный. Типичные шарниры — локтевой
и коленный суставы.
Поразительна способность суставных су-
мок и связок скреплять отдельные части
скелета. В средневековье существовала
жестокая казнь: человека разрывали на
части. Для этого руки и ноги несчастного
заковывали в кандалы, и четыре лошади
тянули его в разные стороны: лишь так
удавалось разорвать прочные суставы,
соединяющие кости.
Как работают
мышцы?
Мышечная система — это самая крупная
система органов в
теле человека. Об-
щий вес всех мышц
достигает 30 кг.
Мышцы — это пучки
необычайно тонких,
диаметром от сотой до десятой доли
миллиметра, клеток — мышечных волокон.
Мышечные волокна обладают удивитель-
ным свойством: по приказу нервной сис-
33
Скелетная мышца
1
Около 40% веса нашего тела приходится
на мышцы. Таким образом, у мужчины, весящего
75 кг, общий вес мышц составляет 30 кг. По
рисунку из учебника анатомии Андреаса Везалия
мы можем изучить эту крупнейшую систему
органов человеческого тела — здесь изображен
анфас «мускулистый человек».
темы они сокращаются. Мы не вполне по-
нимаем, как это происходит, зато твер-
до знаем: каждое мышечное волокно со-
стоит из еще более тонких волокон —
мышечных фибрилл. Соседние фиб-
риллы движутся в противополож-
ных направлениях, словно зубцы
расчесок, вложенных одна в дру-
гую. Этот процесс и называется со-
кращением. При каждом сокраще-
нии волокон расщепляется АТФ.
В теле
человека есть два вида мышц:
гладкие и поперечнополоса-
тые. Последние образованы
волокнами, которые, если по-
смотреть на них в микроскоп,
состоят из чередующихся свет-
лых и темных полосок. Боль-
шинство поперечнополосатых
мышц подчиняется воле чело-
века. Исключение из этого пра-
вила — сердечная мышца.
Гладкие мышцы состоят из ве-
ретенообразных клеток без ка-
кого-либо характерного рисун-
ка. Гладкие мышцы непокорны
воле человека. Благодаря им
совершают движения желудок и кишки,
из них сложен мышечный слой стенок
кровеносных сосудов, дыхательных пу-
тей, половых органов, многих желез.
Приказывать этим мышцам мы не мо-
34
В теле человека есть два вида мышц: гладкие
и поперечнополосатые. К последним относятся
скелетные и сердечная мышцы. Гладкие мышцы
состоят из веретенообразных клеток без
характерного рисунка. Они образуют стенки
желудка, кишечника, бронхов и кровеносных
сосудов.
жем. Так, девушке, некстати покраснев-
шей до корней волос от вполне невин-
ной шутки или во время концерта услы-
шавшей, как у нее урчит в животе,
остается лишь смириться со своеволием
тела.
Органы чувств
Для чего
нужна кожа?
Скелет, сухожилия, связки и мышцы при-
дают телу его осо-
бую форму. Они и
оберегают его, и
приводят в движе-
ние. А для чего нуж-
на кожа? Она отде-
ляет внутренние органы от внешней
среды. Верхний слой кожи — эпидермис
состоит из нескольких слоев эпителиаль-
ных клеток. Они постоянно делятся и тот-
час устремляются к поверхности кожи.
Однако чем ближе к ней они оказывают-
ся, тем меньше получают питательных
веществ, ведь в эпидермисе совсем нет
сосудов. Поэтому верхние клетки быстро
гибнут; их омертвелые тельца образуют
ороговевший слой. С него каждый день
слущиваются тончайшие чешуйки.
По эпидермису рассеяны пигментные
клетки. Они образуют меланин — темно-
коричневый краситель, защищающий
кожу от избыточного солнечного света и
поглощающий ультрафиолетовые опас-
ные лучи. У «белых» людей кожа «белого»
Кожа отделяет органы тела от внешней среды.
Ее наружный слой —эпидермис покрыт
ороговелыми чешуйками. Под ним лежит
собственно кожа, или дерма. В нее погружены
корни волос, сальные и потовые железы. Дерма
хорошо снабжается кровью. Именно эта часть
кожного покрова регулирует температуру тела.
Обонятельный нерв
цвета потому, что в ее пигментных клет-
ках мало меланина.
Под эпидермисом лежит другой слой кожи—
собственно кожа,дерма. Она состоит из со-
единительной ткани. В нее погружены корни
волос и сальные железы. В дерме находятся
также пучки потовых желез, густая сеть
нервных волокон и кровеносные сосуды.
Дерма хорошо снабжается кровью. Имен-
но она регулирует температуру тела.
Если температурный центр, расположен-
ный в головном мозге, отмечает, что
внутренние органы тела чересчур нагре-
лись, он заставляет кровеносные сосуды
дермы расшириться. Тогда организм
отдает избыточное тепло. Одновременно
начинают работать и потовые железы.
Они выделяют на поверхность кожи свой
секрет — пот, и он испаряется. При этом
кожа также теряет часть тепла. И наобо-
рот, если человек зябнет, сосуды дермы
сжимаются. Это уменьшает отдачу тепла.
Наконец, кожа —это и орган чувств. Во-
локна эпидермиса и дермы воспринимают
внешние раздражения и преобразуют их в
электрические сигналы. Головной мозг
анализирует их: одни сообщают о том, что
к телу прикоснулись, другие — о том, что
у человека что-то болит, ему холодно или
жарко. Обмен информацией совершается
молниеносно. Вы еще не поняли, что слу-
чилось, а организм уже реагирует: вы ма-
шинально отдергиваете руку, прикоснув-
шись, например, к горячему.
Обонятельные клетки улавливают вещества,
которые растворяются в жидкой пленке,
выстилающей изнутри нос. Эти клетки находятся
в слизистой оболочке верхней полости носа.
Оттуда крохотные нервные волокна передают
сигналы в черепную коробку, а обонятельный
нерв — в головной мозг.
Мы чувствуем прикосновение, боль, теп-
Есть ли
органы
чувств
в слизистой
оболочке?
ло благодаря не
только коже, но и
слизистым оболоч-
кам тела, прежде
всего носа, рта, глаз
и половых органов.
Они реагируют на разные виды механи-
ческого и теплового раздражения. Есть в
слизистых оболочках и особые клетки,
которые воспринимают чувственные ощу-
щения, недоступные коже. Это обоня-
тельные клетки носа и вкусовые клетки
языка. Обонятельные клетки улавливают
пахучие вещества, которые попадают в
нос с атмосферным воздухом и раство-
ряются там в жидкой пленке, покрыва-
ющей слизистую оболочку. Обонятельная
область носа выстлана обонятельными
клетками, представляющими собой окон-
чания обонятельного нерва. Возбужде-
ние, возникшее при действии пахучих ве-
Слизистая оболочка языка воспринимает чувственные
раздражения. Несмотря на разнообразие наших
вкусовых ощущений, они складываются из четырех
видов вкуса: сладкого, кислого, горького и соленого.
36
Мышца, управляющая движениями глаза
ществ, передается по нерву в передний
отдел головного мозга, где запах анали-
зируется.
Вкусовые клетки языка, которые образуют
вкусовые почки, или луковицы, покрываю-
щие слизистую оболочку мягкого нёба и
языка, улавливают четыре основных вку-
совых ощущения: сладкое, кислое, горь-
кое и соленое. Если насморк ослабит
обоняние, то человеку уже не отличить по
вкусу апельсиновый сок от грейпфрутово-
го. Мы часто считаем, что ощущаем ка-
кой-то вкус. На самом деле нас порой вы-
ручает обоняние, так как мы чувствуем
запах пищи и представляем себе ее вкус.
Как и у фотоаппарата, у нашего глаза есть
«окошко объектива» (роговица), «диафрагма»
(радужная оболочка), «регулируемая линза»
(хрусталик) и «светочувствительный слой»
(сетчатка, лежащая в глубине глаза). Клетки
сетчатки посылают по зрительному нерву сигналы
в кору головного мозга.
Зрение и слух развиты у человека гораз-
до лучше, чем обо-
няние. Светочув-
ствительные клетки
и клетки, улавливаю-
щие звуки, собраны
у нас, как и у всех
Как устроены
наши глаза?
высокоразвитых животных, в особых ор-
ганах — глазах и ушах.
В глазу человека есть два вида светочув-
ствительных клеток: палочки и колбочки.
Палочки различают темное и светлое.
Колбочки воспринимают цвет. Клетки
обоих видов расположены на сетчатке —
тонкой, пронизанной кровеносными со-
судами внутренней оболочке глазного
яблока. Вообще же глазное яблоко со-
стоит из нескольких плотных слоев со-
единительной ткани, которые придают
ему форму.
Передняя часть глазного яблока — рого-
вица — прозрачная, словно стекло: она
Благодаря хрусталику все, что мы видим, отражается на сетчатке глаза в перевернутом виде.
Однако головной мозг исправляет искаженную картину. Вообще он легко ко всему приспосабливается.
Вздумай кто-нибудь неделями напролет стоять на голове, вскоре вместо перевернутых картинок
он снова станет видеть нормальные, «поставленные на ноги», изображения.
37
пропускает свет внутрь глаза. Затем свет
улавливается «диафрагмой» глаза — ра-
дужной оболочкой — и собирается в пу-
чок. Пигментные клетки радужной обо-
лочки придают глазам определенный
цвет. Если пигмента много, глаза окра-
шены в коричневый цвет, если его мало
или совсем нет — в зеленовато-серые и
голубые тона. Далее свет проникает в
зрачок — отверстие в радужной оболоч-
ке, окруженное двумя маленькими мыш-
цами. На ярком свету одна мышца сужает
зрачок, другая расширяет его, если тем-
но. Миновав зрачок, световые лучи попа-
дают прямо на хрусталик — эластичный
орган, который все время старается при-
нять форму шара. Мешает ему кольцо из
мышц: они постоянно растягиваются и
уменьшают выпуклость хрусталика. Итак,
хрусталик легко меняет свою кривизну.
Поэтому лучи света падают именно на
усеянный палочками и колбочками слой
сетчатки, и мы отчетливо видим предме-
ты. Когда мы рассматриваем близко рас-
положенные предметы, хрусталик стано-
вится выпуклым и сильнее преломляет
лучи, а когда далеко отстоящие от нас
предметы — он становится более плос-
ким и слабее преломляет лучи. С возрас-
том хрусталик теряет эластичность. Что-
бы как-то поправить беду, приходится
помогать нашей естественной линзе —
хрусталику — и пользоваться очками.
Подобно фотоаппарату, глаз снабжен
«окошком объектива», «диафрагмой», «ре-
гулируемой линзой» и «светочувствитель-
ным слоем», напоминающим фотопленку.
Только слой этот — часть самого глаза,
его сетчатка. И все же человек видит
больше, чем фотокамера. Ведь он смот-
рит на мир двумя глазами. И левый, и
правый глаза видят предметы по-своему.
Наш мозг сравнивает два полученных изо-
бражения и по ним судит о форме увиден-
ного. Поэтому-то у людей есть простран-
ственное зрение. А вот, например, у
курицы глаза посажены по бокам головы,
и объемным зрением она не наделена.
Как мы
слышим?
Клетки, воспринимающие звуки, находят-
ся в перепончатой
капсуле — улитке,
спрятанной в глуби-
не черепа. Улитка —
это спирально за-
крученная трубка,
заполненная жидкостью. Вместе с орга-
ном равновесия — тремя полукружными
каналами — улитка образует так называе-
мый лабиринт. Овальное окно соединяет
улитку со средним ухом, костной по-
лостью, лежащей в преддверии улитки.
Это окно затянуто тонкой кожистой плен-
кой. Она реагирует на любые колебания
воздуха, уловленные ушной раковиной и
попавшие в наружный слуховой проход.
Расскажем подробнее о том, как это про-
исходит.
Сначала колебания воздуха заставляют
вибрировать барабанную перепонку —
тончайшую пластинку, перегораживаю-
щую наружный слуховой проход. Далее
вибрация передается по крохотным слу-
ховым косточкам: молоточку, наковальне
и стремечку. Эти косточки, словно мос-
тик, протянулись по всему среднему уху,
соединяя барабанную перепонку с улит-
кой. Вот и получается, что пленка, закры-
вающая овальное окно, реагирует на лю-
бые колебания воздуха. Далее вибрации
передаются жидкости, заполняющей
улитку. Перекатывающиеся по ней волны
раздражают слуховые клетки внутреннего
уха. Головной мозг улавливает эти раз-
дражения и распознает в них звуки. К
сказанному добавим то же, что мы гово-
рили и о зрении. Природа снабдила нас
двумя ушами, поэтому мы можем опре-
делить, откуда до нас долетел звук. Итак,
у нас есть не только пространственное
зрение, но и объемный слух.
Там же, в лабиринте, рядом с улиткой,
протянулись три полукружных канала: го-
ризонтальный и два вертикальных, при-
чем один из них выгнут вперед, а другой
— вбок. Таким образом, каналы располо-
жены в трех взаимно перпендикулярных
38
Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе, проделают сложный путь, прежде чем мы воспримем
их. Сначала они проникают в ушную раковину и заставляют вибрировать барабанную перепонку,
замыкающую наружный слуховой проход. Слуховые косточки доносят эти колебания до овального окна
внутреннего уха. Пленка, которая закрывает окно, передает вибрации заполняющей улитку жидкости.
Наконец колебания достигают слуховых клеток внутреннего уха. Головной мозг воспринимает эти сигналы
и распознает в них шумы, звуки, музыку, речь.
плоскостях. Это и есть вестибулярный
аппарат, или орган равновесия. Когда че-
ловек меняет положение тела, полукруж-
ные каналы — дугообразные трубочки
тоже движутся вместе с ним, тогда как
жидкость, заполняющая их, инерционна,
она не поспевает за нашими движениями
и, следовательно, смещается относи-
тельно стенок канала. Специальные клет-
ки — рецепторы следят за перемещения-
ми жидкости в полукружных каналах. Обо
всем замеченном они сообщают голов-
ному мозгу, и тот обрабатывает посту-
пившую информацию.
Рецепторные клетки органа равновесия
погружены в жидкость, заполняющую
внутреннее ухо. Они фиксируют любые
ее движения и извещают о них мозжечок,
который собирает и сопоставляет все эти
сообщения. После этого все органы тела
получают нужную информацию и различ-
ные приказы, что и помогает человеку
поддерживать равновесие. О результатах
тут же сообщается в большой мозг.
Во внутреннем ухе вплотную друг к другу
располагаются орган слуха (улитка) и орган
равновесия (лабиринт). В улитке тонкая пленка —
мембрана преобразует звуковые волны
в волновые движения жидкости. Волны
жидкости посредством сложного механизма
возбуждают слуховые клетки. Лабиринт,
расположенный позади улитки, фиксирует
любое движение человека.
39
Взаимодействие всех частей тела
Как
достигается
согласованность
всех частей
тела?
Как мы уже знаем, любое наше движение
возможно благодаря
совместной работе
всех клеток тела. Мы
убедились и в том,
что у клеток сущест-
вует принцип разде-
ления труда. Каждая клетка из всех зало-
женных в ней способностей развила
лишь одну, зато довела ее до совершен-
ства — это положительная сторона раз-
деления труда. Но есть и другая сторона
медали. Чем лучше специализировалась
клетка, тем она чувствительнее, уязви-
мее. Она будет нормально развиваться
лишь в том случае, если другие клетки
будут своевременно удовлетворять ее
потребности. Однако, чтобы помогать
друг другу, надо вовремя получать необ-
ходимую информацию. Такой сложный
механизм, как тело человека, не может
обойтись без эффективной системы со-
общения, связывающей все его части
друг с другом. Система связи должна
обрабатывать и передавать информацию
в нужные участки тела. В нашем организ-
ме этим занимаются целых две системы:
гормональная и нервная.
Гормоны — это химически активные ве-
щества, которые пе-
редают сообщения
от одних органов к
другим с помощью
кровеносной систе-
мы и регулируют их
взаимное влияние. Мы уже говорили о
них (см. стр. 27). Большинство этих хи-
мических веществ вырабатывается не-
большими органами — железами внут-
ренней секреции, а затем выделяется
ими в кровь. Перечислим эти железы:
гипофиз, шишковидное тело, щитовид-
ная железа, паращитовидные железы,
фрагменты поджелудочной железы, над-
Что такое
гормоны?
почечники и половые железы — яичники у
женщины и семенники у мужчины. Но
гормоны вырабатываются не только же-
лезами. Некоторые образуются в других
тканях, и потому их называют тканевыми.
К их числу относятся, например, секре-
тин и панкреозимин, выделяемые тонкой
кишкой. Это — биологически активные
вещества, которые способствуют пище-
варению.
Очень важный гормон — инсулин. Он об-
разуется в поджелудочной железе, кото-
рая выделяет его в кровь, если в крови
повышается содержание глюкозы — ос-
новного элемента углеводов (такое слу-
чается, например, если человек съест
богатый углеводами обед). В крови здо-
рового взрослого человека постоянно со-
держится 4 — 5 г глюкозы, это так назы-
ваемый «сахар в крови». Как только
обычное количество сахара возрастет,
вмешивается инсулин. Под его воздей-
ствием мембраны мышечных и жировых
клеток становятся проницаемыми для
глюкозы. Она накапливается в мускулах.
В то же время под воздействием инсули-
на и печень, и жировая ткань разлагают
глюкозу, а из фрагментов ее образуют
жир, который откладывается в жировой
ткани. Когда инсулин заканчивает работу,
содержание сахара в крови снова прихо-
дит в норму.
У некоторых людей поджелудочная желе-
за выделяет недостаточно инсулина. Ко-
гда они едят богатую углеводами пищу,
содержание сахара в их крови резко по-
вышается и долго держится на очень вы-
соком уровне. Эти люди страдают «са-
харной болезнью» — диабетом. Чтобы
выжить, им нужно каждый день делать
инъекцию инсулина, раз их организм не-
достаточно вырабатывает его сам. В
наши дни искусственный инсулин получа-
ют с помощью бактерий, используя ме-
тод генной инженерии.
40
Нервы — это проводящие пути, по которым клетки
головного и спинного мозга передают свои
команды разным органам тела. Четыре века назад
фламандский художник, следуя указаниям
Везалия, так изобразил нервы человека.
Особую роль играет такая железа, как ги-
пофиз, или мозговой придаток. Многие
гормоны, которые образуются здесь,
сами непосредственно не воздействуют
на клетки тела. Их задача иная: они по-
буждают другие железы внутренней сек-
реции вырабатывать свои гормоны. У
мужчин, например, гипофиз выделяет так
называемый лютеинизирующий гормон.
Только под его воздействием семенники
вырабатывают половой гормон тестосте-
рон. Он стимулирует половое влечение,
плодовитость, влияет на мышечную силу и
волосяной покров на теле. Если в крови
содержится слишком мало тестостерона,
то гипофиз усиленно выделяет лютеини-
зирующий гормон; если слишком много,
то сдерживает свою активность. Как види-
те, управляет работой гипофиза принцип
обратной связи. Поскольку головной мозг
тоже отдает команды гипофизу, по-
лучается, что он налаживает взаимо-
действие гормональной и нервной
систем. От развития гипофиза зави-
сит рост человека: если гипофиз ре-
бенка выделяет недостаточно гормо-
нов роста, то он станет карликом или,
наоборот, вырастет великаном при их пе-
реизбытке. Состояние гипофиза опреде-
ляет, будет ли человек полным или худым.
Как работает
нервная
система?
Нервную систему образуют головной и
спинной мозг, а так-
же все их ответвле-
ния — нервы. Нерв-
ная система — это
огромное сообщест-
во из 10 с лишним
миллиардов слаженно работающих кле-
ток. Многие нервные клетки похожи на
звездочку, от которой отходит тонкий от-
росток — аксон. Помимо аксона у нерв-
ной клетки есть короткие разветвленные
отростки — дендриты. С их помощью
каждая нервная клетка поддерживает
связь более чем с 10 тысячами других
нервных клеток. Нервная клетка с ден-
дритами и аксоном называется нейро-
41
ном. Около 10 млрд, нейронов образуют
систему связи, которая работает эффек-
тивнее тысячи электронных мозгов. А
ведь когда-то она состояла из небольшо-
го числа клеток, способных проводить
ток, — и вот как развилась! Если мы
сравним нашу нервную систему с анало-
гичными органами других живых существ,
то ясно представим себе ее эволюцию.
Однако и в этом случае нам не удастся в
полной мере оценить ее уникальность.
«Машина», спрятанная внутри нас, на-
блюдает за собой, анализирует свое со-
стояние, приказывает сама себе и, нако-
нец, планирует свое будущее. Пока никто
не может объяснить, каким образом все
нейрону, а тот велит мышце немедленно
отдернуть ногу, убрать ее из опасной
зоны. Все происходит молниеносно.
Только теперь новость доходит до голов-
ного мозга, и благодаря ему мы с запоз-
данием ощущаем боль. Итак, эта быстро-
течная реакция — человек наступает на
колючку и мгновенно отдергивает ногу —
совершается без участия головного моз-
га. Ученые называют ее рефлексом. Путь,
по которому движутся сигналы и ответ-
ные команды, называется рефлекторной
дугой.
Следовательно, спинной мозг — это реф-
лекторный орган. Рефлексы заложены
в нас с рождения. С помощью реф-
это происходит.
лекторных дуг, простирающихся
Самая древняя и самая прочная часть
Что такое
спинной
мозг?
мозга и заключен в
Акула
Если сравнивать головной
мозг человека и животных, то
сразу заметно, что у человеке
необычайно развита кора
головного мозга (закрашена
желтым цветом). Большой
мозг акулы на самом деле
орган небольшого размера:
он нужен ей прежде всего,
чтобы различать запахи.
Зато у акулы хорошо развит
мозжечок (закрашен
фиолетовым цветом).*
он контролирует
положение тела.
нервной системы
человека — спинной
мозг, стержневид-
ный орган, весящий
всего 40 г. Он отхо-
дит от головного
позвоночном канале,
где погружен в светлую, прозрачную
спинномозговую жидкость — ликвор.
Каждую секунду спинной мозг слышит
тысячи призывов о помощи, исходящих
от туловища, рук и ног человека. На
все эти просьбы он отвечает корот-
кими, толковыми командами. Если
вы наступите босой ногой на ко-
лючку, вначале об этой промаш-
ке узнает ваша кожа. Тотчас по
аксонам рецепторных нерв-
ных клеток сигнал посту-
пит в спинной мозг.
Рецепторный нейрон
передаст прось-
бу о помо-
щи двига-
тельному
до самого головного мозга,
нервная система налаживает
работу сердца и легких,
следит за кровяным
давлением, регули-
рует важнейшие
функции
организ-
42
Большой
мозг
'ипоталамус
Гипофиз
озжечок
родолговатый
озг
Эго головной мозг взрослого человека — орган,
весящий около 1,4 кг. Здесь видны все его части:
большой мозг, промежуточный мозг с
таламусом, мозжечок и ствол головного мозга.
Мозг надежно укрыт черепной коробкой,
образованной костной тканью, и окружен слоем
жидкости. Поддерживают его перегородки
из соединительной ткани. Под гипоталамусом
располагается мозговой придаток, или гипофиз.
головного мозга
Промежуточный
мозг
ма. Человек не замечает этих подспудных
усилий. Но спинной мозг — не только реф-
лекторный орган. Он содержит и все нерв-
ные волокна, идущие от головного мозга к
разным органам тела и обратно. Поэтому
при повреждении спинного мозга все час-
ти тела (ниже места повреждения) теряют
чувствительность.
Через отверстие в черепной коробке,
Из каких отделов состоит головной мозг? большое затылочное отверстие, нервные пути проникают в че- реп. Именно здесь спинной мозг и про- долговатый мозг —
утолщение, напоминающее луковицу, —
переходят в ствол головного мозга, где
сосредоточено множество нейронов. Они
образуют два жизненно важных центра
головного мозга: дыхательный и регул и-
рующий кровообращение. При поврежде-
нии этой части мозга человек умирает.
Над этими центрами располагается сете-
видная субстанция ствола головного
мозга — невообразимо густое переплете-
ние нейронов. Эта зона мозга — его
крупнейшая информационная «биржа».
Здесь оканчиваются 10 млн. нервных пу-
тей, идущих от спинного мозга. Они со-
единяют все части тела с головным моз-
гом. Сигналы, поступающие в головной
мозг, стекаются сюда, здесь анализиру-
ются, а затем переправляются в тот или
иной отдел мозга.
Один из таких специализированных отде-
лов мозга — мозжечок. Расположен он
над стволом головного мозга. Лишь тон-
кая мозговая оболочка отделяет его от
затылочной кости. Этот небольшой, ве-
личиной с мандарин, орган изрезан глу-
бокими бороздками. Мозжечок непре-
рывно принимает тысячи сообщений: о
положении рук и ног, о направлении
взгляда, о том, как разместились изобра-
жения на сетчатке глаз и как движется
жидкость в лабиринте внутреннего уха, и
т.д. Все эти сведения запоминаются,
анализируются, сравниваются — на по-
добную работу уходят считанные доли
секунды. Как только мозжечок заметит
какую-либо опасность, он тут же отдаст
приказ мышцам, и они изменят положе-
ние тела, чтобы предотвратить беду.
Кроме того, мозжечок посылает «донесе-
ния» в большой мозг. Из них ясно, как
чувствует себя человек, двигается он или
отдыхает, нервничает или радуется.
Ствол головного мозга — не цельный ор-
ган, он состоит из двух сросшихся посре-
дине половин — левой и правой. Это раз-
двоение особенно заметно там, где
между отростками ствола головного моз-
га разместился один из четырех мозго-
вых желудочков, заполненных спинно-
мозговой жидкостью. Парные отростки
называются промежуточным мозгом.
Этот самый древний отдел мозга хранит
43
опыт эволюции, копившийся миллионы
лет. Нижний отдел промежуточного моз-
га — гипоталамус пристально следит за
событиями, от которых зависит благопо-
лучие человека или которые грозят ему
бедой. По его команде резко меняется
настроение человека. Именно здесь, в
гипоталамусе, рождаются чувства: голод,
жажда, агрессия, ярость, страх и неудер-
жимое половое влечение.
Кроме того, гипоталамус управляет гипо-
физом: он заставляет эту железу выде-
лять гормоны, которые влияют на жиз-
ненно важные процессы, протекающие в
нашем организме.
Верхний отдел промежуточного мозга на-
зывается таламусом. Сюда стекаются со-
общения из самых разных частей организ-
ма. Таламус оценивает, насколько они
важны для человека. Когда они и впрямь
значительны, мы ощущаем беспокойство.
Промежуточный мозг играет большую
роль в жизни каждого из нас. Здесь таят-
ся темные, смутные эмоции: беспричин-
ный страх, необузданная ярость... Призы-
вы к разуму, объективности, миролюбию
встречают отпор именно в этой части
мозга. Промежуточный мозг цепко дер-
жится за печальный опыт прошлого. Ре-
альные следы деятельности этого отдела
мозга— эгоизм, ненависть, воинствен-
ность и бессмысленная жажда разруше-
ния. Эти недобрые чувства вновь и вновь
зарождаются в душе человека и порой на-
чинают управлять его жизнью.
Да, промежуточный мозг играет роковую
роль, но не будем
больше задерживать
на нем свое внима-
ние. Итак, сверху
его покрывает боль-
шой мозг. В нижних
его слоях находятся те центры, которые
определяют главенствующее настроение
человека, его темперамент, расположе-
ние духа. Они спрятаны под корой голов-
ного мозга, испещренной бороздками.
Что такое
большой
мозг?
Многочисленные опыты над животными, а также
наблюдения за больными людьми помогли ученым
составить точную схему коры головного мозга,
показать, где формируются основные способ-
ности человека. На этом рисунке разными цветами
выделены важнейшие части головного мозга.
Красная полоса —лобная область. Здесь обрета-
ются такие способности, как дальновидность,
фантазия, творческое начало, чувство ответ-
ственности и склонность к самоанализу.
Светло-зеленая полоса — передняя центральная
извилина. Здесь расположен центр, управляющий
всеми мышцами, которые подчиняются нашей воле.
Гопубая полоса — задняя центральная извилина.
Она дополняет переднюю центральную извилину.
Сюда стекается и здесь анализируется вся
информация об ощущениях, испытываемых нашим
телом (давление, боль, температура ит.д.).
Голубым пятном отмечен центр, отвечающий
за нашу ориентировку в пространстве. Эта часть
головного мозга различает левую и правую
стороны и осуществляет вычисления.
Фиолетовым цветом закрашена затылочная доля.
Обрабатывая сигналы, поступившие из сетчатки
глаз, эта часть мозга воссоздает картину
окружающего нас мира.
Оранжевое пятно — речевой центр, а желтое —
слуховой. Он не только воспринимает речь,
но и понимает ее.
Именно в этих центрах раз и навсегда
решается, каким будет человек — вялым
или энергичным, будет ли он стремиться
ко многому или довольствоваться ма-
лым, будет ли он оптимистом или песси-
мистом, видящим все в черном цвете.
Эта часть головного мозга определяет
44
отношение человека к жизни, что отража-
ется в особенностях строения его лица,
рук, проявляется в голосе, походке и по-
черке. Но лишь у маленьких детей выра-
жение лица бывает неподдельно искрен-
ним. Взрослые — благодаря опыту или
воспитанию — маскируют свои чувства и
потому ведут себя «неестественно».
Сверху большой мозг окутан корой го-
ловного мозга, напоминающей складча-
тую мантию. По большому счету именно
эта часть мозга и делает человека чело-
веком. Все его способности и возмож-
ности сосредоточены здесь — в трех-
миллиметровом слое нейронов.
Глубокая борозда делит кору головного
мозга на две половины — переднюю и за-
днюю. Задняя часть коры воспринимает и
анализирует зрительные и звуковые сиг-
налы, а также чувственные ощущения. Пе-
редняя половина, наоборот, размышляет
и командует. Опыты над животными и на-
блюдения за больными людьми помогли
составить точную схему коры головного
мозга. Уникальной — и потому самой ин-
тересной — его частью оказалась лобная
область. Ничего подобного нет ни у одно-
го из животных. Здесь сосредоточены все
те качества, что присущи именно челове-
ку: дальновидность, фантазия, творческое
начало, склонность к самоанализу и чув-
ство ответственности. Здесь родились по-
нятия «я» и «ты». В этой области мозга
(площадь ее всего лишь с ладонь), словно
в зеркале, отражается вся Природа, и в
этом отражении проступают непостижи-
мые глубины. Многие считают, что здесь
запечатлен сам Господь Бог.
Размножение
Как устроена
женская
половая
система?
Совокупность органов, обеспечивающих
половое размноже-
ние, называется
половой системой. В
ней образуются га-
меты (мужские поло-
вые клетки — спер-
матозоиды или женские — яйцеклетки),
происходит оплодотворение, в результа-
те которого зарождается первоклетка но-
вого организма —зигота.
Яйцеклетки созревают в двух яичниках,
которые находятся в глубине таза. Яич-
ники одновременно и железы внутрен-
ней секреции, они вырабатывают жен-
ские половые гормоны эстрогены. У
новорожденной девочки каждый яичник
содержит около 200 тысяч яйцеклеток.
Под действием фолликулстимулирующе-
го гормона (его вырабатывает гипофиз)
в женском организме каждый месяц со-
зревает одна яйцеклетка. Вокруг нее на
поверхности яичника образуется пузы-
Через каждые четыре недели яичники
выбрасывают созревшую яйцеклетку. Она
попадает в одну из двух маточных труб. Если
в результате полового акта в организм женщины
попадет сперма, то один из сперматозоидов
через яйцевод проникнет сквозь оболочку
яйцеклетки и оплодотворит ее. Образуется
эмбриональная первоклетка.
45
Мочевом
пузырь
Мочеиспуска-
тельный канал
Лобковая
кость
Толстая
кишка
Яичник
труба
Матка
рек — фолликул. На четырнадцатый день
стенка пузырька лопается. Созревшая
яйцеклетка выпадает из яичника. Ее
подхватывает один из яйцеводов, или
фаллопиевых труб. Они представляют
собой трубки, открывающиеся одним
концом в брюшную полость вблизи яич-
ников, а другим в матку. Трубки внутри
Половые железы женщины — яичники. Через
каждые четыре недели в один из двух яйцеводов
попадает созревшая яйцеклетка. Если произойдет
оплодотворение, она спустится в полость матки
и прикрепится к ее слизистой оболочке. Здесь
и будет развиваться зародыш. Беременность
завершается родами. Младенец выбирается
на свет через влагалище.
выстланы мерцательным эпителием, ко-
торый создает ток жидкости, необходи-
мый для движения яйцеклетки по на-
правлению к матке. Каждый раз, перед
тем как яйцеклетка покинет фолликул,
концы фаллопиевых труб, обращенные в
сторону яичника, отгибаются, готовясь
принять созревшую яйцеклетку.
Если в это время совершится половой
акт и при этом женщина и мужчина не
будут пользоваться противозачаточными
средствами, мужские половые клетки
могут проникнуть в фаллопиеву трубу.
Оплодотворение яйцеклетки обычно
происходит в трубе, там же начинается
ее деление. Зародыш в течение не-
скольких дней спускается по трубе в
матку, которая уже готова его принять.
В матке он прикрепляется к ее слизис-
Во время беременности матка увеличивается.
Цифры на рисунке указывают срок беременности
в неделях.
К концу беременности матка с развившимся
в ней зародышем занимает большую часть
полости живота.
46
Половые железы мужчины — яичники. Во время
полового акта сперматозоиды, выработанные ими,
продвигаясь через придаточные железы яичек
и семявыносящие протоки, смешиваются
с секретами, выделяемыми предстательной
железой и семенными пузырьками. Образуется
семенная жидкость — сперма.
той оболочке, пронизанной кровеносны-
ми сосудами.
Матка — полый орган, в котором плод
развивается до родов. Она состоит из
трех слоев: наружного соединительного
тканого, мышечного и слизистой обо-
лочки. Мышечный слой образован тремя
слоями гладких мышечных волокон, поз-
воляющих матке сокращаться. По мере
того как эмбрион растет, матка увеличи-
вается. У зародыша есть оболочки, ок-
ружающие его со всех сторон и служа-
щие для защиты и питания. Одна из
оболочек — хорион врастает в стенку
матки и вместе с ее клетками образует
плаценту, через которую зародыш полу-
чает питательные вещества, кислород и
отдает продукты обмена и углекислый
газ. На поздних стадиях развития тело
плода соединяется с плацентой пупоч-
ным канатиком. В конце беременности
под действием гормона окситоцина (его
выделяет гипофиз) матка сокращается и
исторгает плод из чрева.
Младенец выбирается на свет через вла-
галище — очень эластичную мышечную
трубку длиной 10 см.
Если же яйцеклетка осталась неоплодо-
творенной, то через несколько часов она
погибает. Однако под действием прогес-
терона — так называется гормон, кото-
рый образуется желтым телом, тканью
лопнувшего фолликула, — слизистая обо-
лочка матки продолжает расти, готовясь
принять оплодотворенную яйцеклетку.
Лишь через две недели организм женщи-
ны замечает свою ошибку. Желтое тело
перестает вырабатывать гормоны. Вско-
ре отмирает разросшаяся слизистая обо-
лочка матки, богатая секретами и пита-
тельными веществами, пропитанная
кровью и тканевой жидкостью. Оболочка
лопается. Теперь матка отторгает ее. У
каждой здоровой женщины эти ежеме-
сячные выделения из матки — менструа-
ции повторяются 12 раз в год. Прекраща-
ются они лишь в возрасте, когда
способность к оплодотворению утрачива-
ется, ближе к пятидесяти годам.
Половые железы мужчины — семенники,
Как устроена или яички — два не- больших органа,
мужская расположенных вне
половая полости тела, в осо-
система? бой кожистой сумке — мошонке. Каждый
день клетки яичек вырабатывают от не-
скольких сотен тысяч до нескольких мил-
лионов новых сперматозоидов — половых
клеток, состоящих из головки и хвоста.
Сперматозоид вносит в яйцеклетку со-
держащийся в его ядре наследственный
материал. Кроме образования спермы
семенники выполняют также функцию
желез внутренней секреции, вырабаты-
вая мужские половые гормоны — андро-
гены. Под их воздействием формируются
вторичные половые признаки, например
борода и усы. Придаточные железы —
предстательная железа и семенные пу-
зырьки — вырабатывают семенную жид-
47
кость, которая переносит и питает спер-
матозоиды.
Семя вы водящий проток выходит из мо-
шонки в брюшную полость и впадает в
мочеиспускательный канал — у ре рту,
представляющую собой узкую трубку,
проходящую внутри полового члена и ве-
дущую из мочевого пузыря наружу.
Какой будет дальнейшая эволюция
человека?
В наше время ученые раскрыли множест-
во тайн. Однако тело и душа человека
так и остаются самыми великими загад-
ками природы. История развития челове-
ка далеко еще не окончена. Никто не зна-
ет, куда приведет этот путь. Твердо
известно одно: человек первым из живых
существ стал сам влиять на свою даль-
нейшую эволюцию.
В августе 1945 г. американские самоле-
ты сбросили на японские города Хиро-
симу и Нагасаки две атомные бомбы —
первые в мире. После их взрыва рас-
пространилось радиоактивное излуче-
ние. Оно изменило генетическую инфор-
мацию в яйцеклетках и сперматозоидах
многих японских мужчин и женщин.
Впоследствии, когда они выходили за-
муж или женились, в их семьях часто ро-
ждались уроды: порой дети были слепы-
ми, глухими, иногда были изувечены их
органы или расстроена психика..Наслед-
ственную информацию, заложенную в
человеке, можно изменять с помощью
рентгеновских лучей или медикаментов.
Примеры эти показывают, что человек
начал сам менять свою генетику и тем
самым влиять на свое будущее.
Есть в этом, как всегда, и светлая сторо-
на. Разве не благо, что ученые научатся
устранять генетические дефекты и спа-
сать людей от наследственных заболева-
ний? Если эти надежды сбудутся, то мно-
гие болезни, которые передаются от
родителей к детям, попросту исчезнут. К
числу этих недугов относятся, например,
такие поражающие многих людей заболе-
вания, как сахарная болезнь, ожирение,
гемофилия, наследственное слабоумие и
разнообразные пороки развития. Наслед-
ственных заболеваний сотни. Прежде уче-
ные могли лишь мечтать о победе над
этими недугами. И вот мечты начинают
сбываться. Десятки лет напряженной ис-
следовательской работы не пропали да-
ром. Теперь ученым довольно хорошо из-
вестна генетика человека. Специалисты
начали даже составлять своего рода «ге-
нетическую карту» человека. Похоже, что
скоро они научатся целенаправленно рас-
щеплять генетический материал, а затем
по кусочкам собирать его заново. Наука
уже вплотную подошла к подобным экспе-
риментам. Все это означает, что люди в
наши дни уже не случайно, а вполне со-
знательно стремятся влиять на свое буду-
щее. Многочисленные скептики, не дове-
ряющие человеческому разуму, с тяжелым
предчувствием наблюдают за происходя-
щим. Они предрекают, что никому не дано
предвидеть, чем обернутся эти невероят-
но сложные опыты: путь, избранный нами,
приведет к беде. Оптимисты же надеются,
что лобная область мозга сумеет обуз-
дать те темные, разрушительные силы,
что вновь и вновь пробуждает наш проме-
жуточный мозг. Если будет именно так, то
знания, добытые учеными, человечество
употребит лишь на благие цели. Кто прав
в этом споре? Как в действительности бу-
дет протекать эволюция человека? Этого
пока никто не знает.
48