Текст
                    
КАК РАБОТАЕТ ТЕЛО

КАК РАБОТАЕТ ТЕЛО Москва «Манн, Иванов и Фербер» 2018
УДК ББК 001 087.5:61 1/612 28.70 С50 Penguin Ranaom House Научно-популярное издание Для широкою круга читателей Авторы-составители Джинни Смит, Никола Темпл Иллюстраторы Марк Клифтон, Фил Г"ймбл, Главный редактор Артём Степанов Руководитель направления Анастасия Троян Майк Гарланд и др. Ответственный редактор КАК РАБОТАЕТ ТЕЛО , Издано с разрешения Dorling Кinders/ey Limited На русском языке публикуется впервые Перевод с английского языка Василия Горохова Маркировка в соответствии с Федеральным законом от 29.12.20 1О N'l436-Ф3: 16+ Елена Абронова Научный редактор К.б.Н. Ольга Сергеева Дизайн обложки Сергей Хозин Вёрстка Надежда Кудрякова Корректоры Мария Кантурова, Надежда Петрив, Юлия Молокова 000 « Манн, Иванов и Фербер» www.mann-ivanov-ferber.ru www.facebook.com/mifbooks www.vk.com/mifbooks instagram.com/mifbooks Original title: HowThe BodyWorks Copyright © 2016 Dorling Кindersley Limited А Penguin Random House Сотрапу © Перевод на русский язык, издание на русском языке . 000 « Манн, Иванов и Фербер», 2018. Все права защищены. Никокая часть книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменною разрешения владельцев авторских прав. Отпечатано в типографии ТВВ, Тираж a.s., Словакия 5000 экз. This book was designed, produced and pubIished in 2017 Dorling Кindersley Limited of 80 Strand, London, WC2R ORL England Импортер: 000 «Манн, Иванов и Фербер», Россия, Москва, Большой Козихинский пер., д. 7, стр. 2, оф. 24, 123104. А WORLD OF IDEAS; SEE ALL THERE IS то KNOW www.dk.com ISBN 978-5-00100-980-1
СВЯЗАТЬ ВОПРОСЫ ВСЕ ВОЕДИНО ЧУВСТВ На глубине кожи 30 Под давлением 74 Внешний рубеж 32 Восприятие ощущений 76 Волосы и ногти 34 Путь боли 78 Столпы тела 36 Как работает глаз 80 Рост кости 38 Формирование Гибкость 40 Кусание и жевание 42 Измельчение пищи 44 Сила тяги 54 изображения Как работают мышцы? 56 Зрение в головном Работа, растяжение, тяга, торможение 58 Повреждения кожи 46 Поломка и починка 48 движения на выходе 60 Износ кости 50 Центр управления 62 Узел связи 64 Искры жизни 66 Действовать/расслабиться 69 Ощущения на входе, Ушибы, растяжения и разрывы 70 82 мозге 84 Проблемы со зрением 8б Как работает ухо 88 Как головной мозг слышит 90 Равновесие 92 Проблемы со слухом 94 Уловить эапах 96 На кончике языка 98 Чувство пonожения тела 100 Интеграциячувств 102 ИСпользование голоса 104 Выражения лиц 106 Безслов 108
В САМОМ ЗДОРОВЬЕ СЕРдцЕ И САМОЧУВСТВИЕ Наполнение легких 112 Организм как поле боя 168 Из воздуха в кровь 114 Друг или враг? 170 Зачем мы дышим? 116 Дружественные Кашель и чихание 118 Много задач нашей крови 122 Как путешествует кровь 124 Поврежденные сосуды 126 Проблемы с сердцем 128 Тренировки и ограничения 172 Уменьшение ущерба 174 Инфекционные 120 Как бьется сердце микроорганизмы заболевания 176 В поисках ВВеРХ, вниз и наружу 146 неприятностей 178 Боевой эскадрон 180 Простуда и грипп 182 Действие вакцин 184 130 Проблемы Быстрее с иммунитетом и сильнее 132 В прекрасной форме 134 186
ЦИКЛ ЖИЗНИ Половое размножение 204 Месячный цикл 206 ХИМИЧЕСКИИ Начало начал 209 РАЗУМ ИМЕЕТ БАЛАНС Игра поколений 210 ЗНАЧЕНИЕ Растущая жизнь 212 Новое тело матери 214 Чудо рождения 216 гормоны Подготовка к жизни 218 Внутренний баланс Детство 220 Гормональные Подростки и их гормоны 222 Наступление старости 224 " Гормональные фабрики Как работают изменения Суточные ритмы Диабет Конец жизни 226 Навыки обучения 230 Формирование воспоминаний 232 Погружение в сон 234 В мире сновидений 236 Одни эмоции 238 Дерись или беги 240 Проблемы с психикой 242 Привлекательность 244 Необыкновенные умы 246 АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 248 БЛАГОДАРНОСТИ 256

под МИКРОСКОПОМ
Кто здесь rлавиы?? 6Е3КАКОЙ СИСТЕМЫ МОЖНО ОБОЙТИСЫ для выполнения любой задачи органы и ткани организма Для жизни необходимы все объединяются в системы. Каждая система отвечает системы. Отказ даже одной за определенную функцию, например дыхание. Головной из них обычно приводит и спинной мозг постоянно координируют все процессы, к смерти, в отличие от по­ однако системы организма все время взаимодействуют вреждения некоторых и обмениваются информацией. органов (аппендикса). Вопросорrаиизации Системы - группы элементов организма, объединенных общей функцией . Но и некоторые органы выполняют сразу несколько задач. Например, поджелудочная железа - часть и пищеварительной (выводит соки в кишку) , и эндокринной (выделяет в кровоток гормоны) систем. Гипофиз -----1 Трахея - ; Щитовидная ---"'--" легкие -4~ Гипоталамус железа III.~'. Надпочечники ----т---l Яичник (у женщи н) --Поджелудочная _ _~ жел еза I· L ЯИЧКИ r (у мужчин) Дыхательная система Эндокринная система В легких воздух контактирует Эта система желез выделяет гормоны с кровеносными сосудами и происходит химические посредники, переносящие обмен углекислым газом и кислородом. информацию в другие системы организма . Седалищный - - Пищевод Печень Желудок Толстая кишка Мочевой пузырь ~ Почки - Мочеточник Центральная нервная система Пищеварительная система Головной и спинной мозг обрабатывают Ее главные элементы информацию, получаемую от всего тела и кишечник . Превращает пищу в нужные организму вещества с мочой попадают по обширной сети нервов. организму питательные вещества. в мочевой пузырь и выводятся. - желудок Выделительная система Почки фильтруют кровь. Ненужные
ПОД МИКРОСКОПОМ 10 / 11 :КТо здесь главный? Головной моэr Пока тело выполняет привычные упражне­ ния, мозг получает данные от глаз, внутреннего уха и всего тела, а затем объединяет их и формирует ощущение равновесия и положения частей тела. ......... .. 'I8CТOТ8C8pA8'1HIoIX сокра....Н... ИНФОpr.taция из М03I"II стимулирует ВblДеление гормонов, которые М ....щ ..... Н·Р·... адаптируют организм Нервные импульсы отправляются к нагрузке. Дыхание 8 мышцы для быстрой корректировки и сердечные сокраще­ положения тела и поддержания ния учащаются, чтобы равновесия. Нервная система ДОСТаВИТЬ мышцам взаимодействует с мышечной, а та, в свою очередь, 60nыue киcnopoдa. - с костной. .,......... ..... п -1IIIIД8IIIII'МN­ CIJC'I8IQI Гормоны etPI!CQ, ~,эндclкринноА ~~ HiH'~bНYlO И8111Де­ lIМТeJIbНYIO 01С1еМЫ и тормозят ИХ:~ нужна 8дpyrиx МeCТaXI В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА 78 ОРГАНОВ, ХОТЯ МНЕНИЯ ОБ ЭТОМ РАЗНЫЕ! Всесбалаисироваио Ни одна система не действует сама по себе. Для достижения цели необходимо их вза­ имодейст вие. У крутящег о ся на кольцах гимнаста все системы тела корректируют свою работу, чтобы компенсировать нагрузку на другие системы и правильно распределить ресурсы .
у ОДНОГО ИЗ 10000 ЧЕЛОВЕК Орrаны ВСЕ ВНУТРЕННИЕ ОРГАНЫ Обычно автономны и выполняют определенные РАСПОЛОЖЕНЫ функции. Этому способствуют ткани, ЗЕРКАЛЬНО из которых органы образованы. Например, мышечная ткань желудка растягивается и сокращается в зависимости от количества пищи. Строение желудка Желудок в основном состоит из мышечной ткани . Эпителиальная ткань образует защитный барьер на его внутренней и внешней поверхности . Внутри он также выстлан железистой тканью, которая вырабатывает пищеварительные соки . Оторгаиа кклетке три споя гладкой Все органы имеют характерную форму мускулатуры и величину. На срезе видны слои различных тканей. Внутри каждой из них находятся разные типы клеток, которые сообща обеспечивают ЖЕЛУДОК нормальную работу органа. Вход в кишечник - ----<='Внутренняя стенка покрыта клетками , КАКОЙ ОРГАН САМЫЙ &ОЛЬШОЙ? I которые выделяют слизь и кислоту Это кожа. Она весит примерно 2,7 килограмма. Самый большой внутрен­ ний орган - Наружный сло й печень. .=-=-- - _ покрыт э пителиальными клетками
ПОД МИКРОСКОПОМ 12 / 13 От органа к клетке Типы клеток Ткани и клетки 200 типов клеток Ткани состоят из множества взаимосвязанных клеток. Бывают разных Около типов, например гладкомышечная ткань стенок желудка или клетки организма под микроскопом скелетных мышц , прикрепленные к костям и обеспечивающие движения. Кроме клеток ткани могут содержать другие элементы , например коллагеновые волокна Су соединительной ткани) . Клетка - это автономная живая единица, базовый элемент всех выглядят по - разном у, но большинство имеет общие признаки: ядро , клеточн у ю мембрану и органеллы . живых организмов. Гпадкая работа Гладкомышечная ткань Эритроциты состоит из свободно В эритроцитах нет ядра : расположенных благодаря этому веретенообразных клеток . они вмещают больше Может сокращатьс я кислород а . во всех направлениях . Она расположена в стенках кишечника, а также в кровеносных сосудах Нервные кпетки Проводятэлектрические J сигналы между головным мозгом и другими частями тела . Эпитепиапьные кпетки Выстилают поверхности и полости тела , образуя плотный барьер. Гпадкомыwечные кпетки Жировые кпетки Эти длинные, сужающиеся Запасают молекулы жира, к концам клетки способны которые обеспечивают долго работать, не уставая. изоляцию и могут служить источником энергии . Тилытканей Кпетки скепетных Четыре основных типа тканей организма делятся на различные мыwц подтипы. Например, и кровь , и кости относятся к соединительной ткани . Типы тканей различаются по характеристикам подвижности - - силе, гибкости, и адаптированы для выполнения конкретных задач. Собраны в пучки волокон , которые сокращаются и двигают кости. Поповые кпетки Женская яйцеклетка Соединитепьная Эпитепиапьная ткань ткань Тесно расположенные Соединяет, в один или несколько поддерживает, слоев клетки образуют связывает и разделяет барьеры . ткани и органы . и мужской сперматозоид сливаются, формируя эмбрион . Фоторецепторные кпетки Выстилают заднюю поверхна попадающий Мыwечная ткань Нервная ткань Длинные тонкие клетки Клетки проводят расслабляются по организму Вопосковые кпетки и сокращаются электрические Улавливают вибрации для обеспечения импульсы . жидкости внутреннего движений. на них свет. уха . ,
Как работают клетки Ядро - командный центр клетки, содержащий чертежи в виде ДНК. В его внешней мембране множество пор, которые в организме около 10 триллионов клеток, и каждая из них - контролируют, что в ядро входит, а что выходит. самостоятельная живая единица. Клетки потребляют энергию, делятся, удаляют отходы и взаимодействуют с другими клетками. Клетка - базовая единица всего живого. Функции клеток Большинство клеток имеет ядро - центрально располо­ женную структуру, содержащую генетические данные в форме днк. На основе этих данных создаются необхо­ димые для жизни молекулы, для чего внутри Рибосома помогает клетки имеются все ресурсы. Структуры, называемые органеллами, выполняют специализиро- ванные функции - как органы тела. Они находятся в цитоплазме, которая заполняет пространство между ядром и клеточной мембраной. Одни молекулы попадают в клетку, а другие, как на настоящей фабрике, выходят из нее. 1 Получение информации Все, что происходит в клетке, закодировано в инструкциях внутри ядра . Информация передается на длинные молекулы матричной рибо нуклеиновой кислоты (мРНК), которые затем выходят из ядра в цитоплазму. 2 Производство мРНК движется к расположенному рядом с ядром эндоплазматическому ретикулуму и прикрепляется к рибосомам на его стенках. По информации мРНК рибосома создает цепочку аминокислот­ молекулу белка. 3 Упаковка Белки перемещаются в пузырьки (везикулы), плывущие по цитоплазме к аппарату Гольджи . Эта органелла работает как почтовое отделение: упаковывает бепки и делает отметки, куда их дальше отправить . 4 4 • Аппарат Гольджи помещает белки назначения. Затем везикулы отделяются и, если белок нужен вне клетки, сливаются с клеточной •• е. • • •••• . .• в различные типы везикул в зависимости от места мембраной. ....... ~. Доставка Белок в везикуле j • • КЛЕТОЧНАЯ МЕМБРАНА е. из аппарата Гольджи Внутри клетки Внутри клеток находится много органелл. В разных клетках они могут быть разные. •• • • Везикула сливается с кл еточной мембраной и высвобождает белок
ПОД МИКРОСКОПОМ 14 / 15 Как работают клетки ............................................................................ Смерть клеток Пройдя жизненный цикл , клетка подвергается КАК КЛЕТКИ апоптозу ПЕРЕДВИГАЮТСЯ? - запрограммированной последовательности разрушения, сжатия Большинство клеток пере­ и фрагментации. Если клетка погибает мещается путем выпячивания мембраны и при помощи длин­ преждевременно от инфекций или токсинов, возникает некроз: внутренние структуры клетки разрушаются, клетка набухает и лопается . ных белковых волокон. А сперматозоиды машут жгутиками, плывя вперед. ~\.,~~~ ГЛАДКИЙ 3НДОПЛАЗМА­ ТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛУМ Здоровая клетка АПОПТОЗ НЕКРОЗ Гладкий эндоплазматический ~ Клеточные -f структуры •! J ретикулум создает и перерабатывает жиры и некоторые гормоны. На его поверхности нет рибосом, Центросомы увеличиваются - место сборки микротрубочек, Клетка набухает Клетка сжимается которые и фрагме ttтируется передвигают ДНК Одна из клетокуборщиков (фагоцитов) во время клеточного r ~ Клеточная мембрана • Везикулы это контейнеры, переносящие мембраны внутрь 7-- - - --'-;"'-- разрывается -# материалы от клеточной • t1 Клетка-уборщик поглощает Клетка лопается фрагменты клетки и наоборот Лиэосомы похожи на бригаду уборщиков. Содержат вещества, способные разрушить нежелательные Клетки взаимодействуют и реагируют на окружающую среду с помощью сигнальных Цитоплазма заполняет пространство между органеллами и содержит микротрубочки Митохондрии - « электростанции » клетки , молекул, которые создаются и отдаленными клетками , и соседними, и даже самой клеткой. Сигнальные молекулы связываются с рецептора- - создают большую часть ми необходимой ей энергии расположенными молекула на клеточной клетки БОЛЬШИНСТВО мембране. Связыва- Рецептор КЛЕТОК ВСЕГО ние запускает на мембране 0,001 мм В ДИАМЕТРЕ молекулами, Сигнальная изменения в клетке . клетки КЛЕТКА 2 1 2
ХромосомаХ Мальчик или девочка? 22 пары хромосом дублируют друг друга, и гены в парах лишь Хромосома У, парнаядля хромосомы Х немного отличаются . Исключение - последняя, 23-я пара, которая определяет пол . У женщин обычно две Х-хромосомы, у мужчин - хромосомы Х и У. На короткой хромосоме У гены х ромосомы Х почти не повторяются , но она несет основные гены, которые определяют мужские признаки. пары которых почти одинаковые Центр управления ДНК хранится в ядре каждой клетки , кроме эритроцитов, которые теряют ее в процессе созревания . В ядре длина ДНК достигает 2 метра . Она плотно скручена и образует 23 пары хромосом, то есть всего хромосом 4б. Человек наследует одну хромосому из каждой пары от отца , а другую от матери . Кирпичики организма Гены могут иметь в длину от нескольки х Библиотека человека сотен до более чем в длинной молекуле ДНК есть вся 2 миллиона оснований : на рисунке показан лишь информация, необходимая для маленький участок. Каждый ген кодирует один белок . Белки развития , выживания и размножения . - кирпичики организма . Из них ДНК похожа на винтовую лестницу образуются клетки , ткани и органы, со ступеньками из пар азотисты х и они регулируют все процессы оснований . Длинные в организме . последовательности оснований называют генами. Они кодируют ~___ Спираль ДНК плотно скручена синтез белков. Когда клетке нужно удвоить ДНК или создать новый белок, «лестница» раздел яется пополам и ген можно скопировать . ДНК 3 миллиардов 20 000 генов . человека содержит свыше оснований и почти Внешний край каждой нити образован Что такое ДИК? молекулами сахара и фосфатными группами Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) присутствует почти во всех живых организмах. Эта цепочечная молекула состоит из последовательности звеньев - азотистых оснований. Невероятно, но именно в этой последовательности закодирована информация, по которой создается весь организм. Человек наследует ДНК от родителей. Цветные перекладины - это четыре основания: аденин , тимин, гуанин и цитозин . Они расположены в определенной последовательности
под МИКРОСКОПОМ Что такое ДНК? Экспрессия 16 / 17 Тип волос закодирован Цвет глаз Большинство генов одинаковы - наследуемый в нескольких генах. У кудрявых признак , но на него может у всех людей, так как кодируют влиять целых родителей может родиться 16 генов ребенок с nрямыми волосами жизненно важные молекулы , а примерно 10/0 имеет некоторые отличия. Гены, определяющие разные варианты одного признака, называют аллелями. Они придают человеку особенности, в основном безопасные, например цвет волос или глаз. Но некоторые вызывают заболевания, в частности гемо­ IВеснушки кодируются филию и муковисцидоз. Поскольку аллельные гены парные , один из них может подавлять действие другого, и признак не проявляется . НепреДСКII:sуемый pe:SYnbTIIT Большинство физических признаков одним геном : от его кодирует сразу несколько генов, что может вариантов зависит привести к неожиданным сочетаниям . их число РаСКРY'lивание дик Хромосомы помогают ДНК уместиться в ядре клетки. ДНК оберну­ ты вокруг похожих на бусины белков, расположенных в центре У КОГО каждой хромосомы. Спираль состоит из двух нитей, образованных ГЕНОВ БОЛЬШЕ? из сахаров и фосфатных групп, связанных парами азотистых оснований. Основания всегда образуют одни и те же пары , но по­ у человека генов относительно следовательность оснований в нити специфична для каждого немного: больше, чем у курицы (1 б 000), но меньше, чем у лука (100 000) и амебы (200 000). кодируемого белка. Основания с одной нити попарно Дело в том, что человеческая соединены с основаниями другой ДНК быстрее теряет нити; в данном случае цитозин (зеленый) связан с гуанином (синий) нежелательные гены . Аденин (красный) Гуанин (синий) всегда связывается с цитозином (зеленый)
Как клетки делятся Жизнь человека начинается с одной клетки, поэтому для роста и возникновения тканей и органов клетки должны размножиться. Во взрослом возрасте Многие виды рака возникают, необходимо обновление поврежденных и завершивших когда мутировавшая клетка начинает быстро делиться, жизненныIй цикл клеток. Клетки делятся двумя игнорируя положенные способами: в процессе митоза и меЙоза. во время митоза проверки. Она копирует себя быстрее, чем окружающие клетки, и потребляет ,-.,,7"':;;:"'.:"""''''\;1 Иэнос Покой Организму нужны новые клетки. 1 Некоторые виды, например нейроны, обновляются редко, другие, например Родительская клетка готовится к митозу, клетки покро вов кишечника и вкусовые проверяя ДНК на наличие рецепторы , - повреждений и выполняя раз в несколько дне й . ~ необходимые исправления . Дочерние 6 КIIетки больше ~ Раковая клетка .. .'\, Клетка ~ ~- Ядро ~ - ~ Четыре Образуются две дочерние клетки, в каждой из 4б хромосом из которых есть ядро с точной клетки копией родительской ДНК. Митоз Митоз - фаза жизненного цикла каждой клетки. ДНК удваивается, а затем делится на две равные части , образуя одинаковые ядра с ДНК, идентичной родительской. Затем цитоплазма и органеллы клетки разделяются J и образуются две дочерние клетки, в каждой из которых есть ядро . В процессе удвоения "'~ (репликации) и разделения ДНК несколько раз проверяются и устраняются повреждения, Деnение Вокруг обеих групп способные привести к закреплению мутаций и болезням. Выстраивание хромосом 3 хромосом формиру- Центромера Каждая из удвоенных хромосом крепится к нитям ется ядерная мембрана. Клеточная мембрана начинает из микротрубочек. что помогает на экваторе клетки. Микротрубочки :---1- - Центромера
ПОД МИКРОСКОПОМ 18 / 19 как клетки делятся ............................................................................ коныоацияя 2 и кроссинго.ер Хромосомы одинако- · • вой длины и с одинаковым ПодroтовК8 Хромосомы выстраиваются рядом удваиваются, и копии и обмениваются генами. 1 Первое днение расположением центромер Хромосомы выстраиваются на экваторе клетки и, как соединяются в центромере . при митозе, расходятся к полюсам: их тянут ~ нити из микро - ,py60,~ ~\' Обмен генами Мейоз - уникальный процесс, при котором ДНК, .J. ,/- передаваемая дочерним клеткам, перетасовывается. Происходит обмен участками ДНК между хромосомами, что создает новые сочетания генов . Некоторые новые комбинации могут быть полезными. Четыре 6 [Р"РУ6"" Две дочерние дочерние клетки 4 Образуются четыре генетически уникальные клеткм Каждая из двух обра- зовавшихся последеления клетки, каждая с половиной иваются вдоль эква ­ числа х ромосом исходной тора клетки и расходятся родительской клетки. так, что каждая новая клетка получает половину пары хромосом . клеток содержит вдвое мень­ ше хромосом. Клетки генети ­ чески отличаются и друг от друга, и от родитель­ ской клетки. Мейоз Яйцеклетки и сперматозоиды образуются путем особого типа клеточного деления меЙоза. Его цель - - наполовину уменьшить число хромосом родительской клетки. Тогда Иногда во время мейоза случаются ошибки . Синдром Дауна о бусло вл ен дополнительн о й коп ией 21-й хромосом ы . Она возника ет из-за нару шений в о в ре мя раздел е н ия хр о м осом при слиянии яйцеклетки и сперматозоида п р и мейозе для образования яйцеклетки или сперматозоида. новая клетка получит полный набор Такое состояние называют трисомией . Из-за дополнительной из хромосомы некоторые гены работают неправильно, вызывая 46 хромосом. В результате мейоза образуются четыре дочерние клетки, нару шения в функционир о вании клето к . генетически отличные от родительской . 10 лишних Обмен генами во время мейоза при водит генов могут привести к перепроизвод ­ к генетическому разнообразию. Благодаря ству некоторы х ему каждый человек уникален . белков Т РИ КО П ИИ 21-й Х РОМО СО МЫ
Как работают rены Если ДНК - кулинарная книга, то ген в ней - отдельный рецепт, инструкция по приготовлению одного химического вещества ИЛИ белка . По некоторым оценкам, у человека примерно 20 000 генов, которые кодируют различные белки. Генетический чертеж Чтобы получился нужный белок, в ядре клетки при помощи ферментов надо скопировать ДНК Аминокислота и произвести цепочку матричной РНК (мРНК). Копируется не вся цепочка ДНК, а только нужный ген. Затем мРНК выходит из ядра в цитоплазму, и на ее ТРАНСПОРТНАЯ основе синтезируется цепочка аминокислот, РНК (тРНК) из которой создается белок . • ЯДРО КЛЕТКИ Антикодон Пора в мембране I ядра ДНК разделяется в месте ~..--- нужного гена 1 Фермент РНК- полимераза ~'--_ _____ создает новую цепочку мРНК мРНК содержит пары Начало трансляции ВНОВЬ образованная мРНК - местом связывается с рибосомой синтеза белка . Там к мРНК подходят молекулы транспортной РНК (тРНК), несущие аминокислоты. Цепочка мРНК выходит в цитоплазму Kon.po •• " •• ДНК. -Аре Специальный фермент связывается с ДНК и разделяет ее спираль на две нити. Затем он проходит вдоль нее, добавляя нуклеиновые кислоты РНК, комплементар ­ ные (соответствующие) одиночной нити ДНК . Образуется одинарная цепочка мрнк. ЦИТОПЛАЗМА
ПОД МИКРОСКОПОМ как работают гены 4 20 / 21 Аминокислоты складываются в белки Когда рибосома достигает стоп - кодона на конечном Синтез белков участке мРНК, сборка цепи Триплеты оснований в мРНК на зывают аминокислот завершается . кодона м и . Каждому кодон у соответствует одна Каким образом цепь сложится в белок, из 21 аминокислоты . Белковая цепочка состоит определяется самой из сотен аминокислот. аминокислот. 2 Рибосома присоединяет амино кислот ы По мере движения рибосомы по цепочке мРНК молекулы тРНК присоединяются к мРНК в заданном порядке . Очередность определяют кодоны (последовательности из трех нуклеиновых оснований в цепочке мРНК) и антикодоны (комплементарные им триплеты оснований на молекуле тРНК) . 3 Построение цепочки Аминокислота отделяется от молекулы тРНК и соединяется с предшествующей аминокислотой пептидной связью, образуя цепочку. После отделения аминокислоты тРНК выходит в цитоплазму Мутации в генах могут что ПРОИСХОДИТ изменить последователь­ СмРНКПОСЛЕ ности аминокислот. ТРАНСЛЯЦИИ? Из -за одиночной мутации в 402-м основании гена , кодирующего содержащий­ ся в волосах белок кератин, Цепочка мРНК может м но го раз транслироваться для синтеза белка и в конце вместо глутамата встраива ­ ется другая аминокислота, лизин . В результате ВОЛОСbl становятся веретено ­ обраЗНblМИ . концов распадается внутри клетки.
Как rеНЬI создаlOТ ОТКУДА КЛЕТКИ раЗНЬlе клетки 3НАЮТ, ЧТО ДЕЛАТЫ Окружающая химическая в ДИК есть все необходимые для жизни чертежи (гены), среда и сигналы от других кле ­ но клетки выбирают только то, что им нужно. Благодаря ток сообщают клетке, что она генам клетка синтезирует белки и другие молекулы, элемент определенной ткани, которые определяют и ее вид, и функции в организме. органа или находится на определенной стадии развития . Экспрессия гена Каждая клетка использует (<<экспрессирует ») лишь малую долю генов. По мере специализации клетки многие гены выключаются. Этот отрегулированный процесс происходит обычно во время транскрипции ДНК (см. с . 20- 21). Ген для тран с крипции (копирования в РНК) РЕГУЛЯТОРНЫЙ БЕЛОК 1 ПРОМОТОР Регуляция ОПЕРАТОР Транскрипция необходимого гена контролируется генами , расположен ­ ными перед ним: регуляторами, промоторами и операторами . Ген не станеттранскри- бироваться до тех .. - - - - - - - - - - - - - - - - .. ~---------------------------------~ РЕГУЛЯТОР ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ГЕНОВ пор, пока не будут выполнены все условия . 2 Репрессорный белок Если ген з аблоки ро ­ ван реп рессорным белком, транскрип­ ции не проис ходит. Ген включится , только когда среда изменится и белок отсоединится . •• • • •• • • • • • . - - Белок-активатор Теперь полимераза может связаться с ДНК и начать транскрипцию 3 Активация Транскрипция начинает с я, когда белок-активатор связывается с белком - регулято­ ром и при этом ген не блокируют реп рессорные белки .
ПОД МИКРОСКОПОМ 22 / 23 как гены создают разные клетки Ген нервной клетки Включить или выключить? Изначально эмбриональные клетки - Нервная клетка стволовые, то есть способны превращаться - НЕРВНАЯ КЛЕТКА предшественник в разные типы клеток . Они содержат Дендрит одинаковый набор включенных генов .. .. -+:. и просто растут и делятся . По мере развития эмбриона возникает потребность в специализиро­ ванных клетках для образования тканей и органов. Клетки Аксон ... -+ отключают одни гены и включают другие , превращаясь в клетку СТВОЛОВАЯ КЛЕТКА конкретного типа . Эпителиальная Совсем разные Одна стволовая клетка эмбриона превратится в нервную, для чего задействует гены, необходимые для роста ЭПИТЕЛИАЛЬНАЯ КЛЕТКА клетка ­ предшественник дендритов и аксона . А другая активирует иные гены и станет клеткой кожи . Ген эпителиальной клетки Белки «домашнеrо хозийства» Эт о, например, те, которые устраняют повреждения ДНК, или ферменты , На б - й неделе беременности обеспечивающие обмен веществ . внутренние органы эмбриона Нужны всем клеткам для выполнения должны стать либо мужскими, базовых функций. Многие из них либо женскими. Если генетиче ­ - ски эмбрион мужской, на этой ферменты, но некоторые создают стадии включаются гены с т руктуру клетки и участвуют хромосомы У и начинается в транспортировке веществ клетки . выработка гормонов, обеспечи­ Гены этих белков всегда включены. вающих развитие мужских 8 движении Для переноса Структурные белки Фермент веществ в организ ­ их дальнейшее развитие зависит ме или транспорти ­ от того, в мужской или женской ровки их через гормональной среде они клеточные мембраны необходимы специальные белки . Поддержка Структурные белки есть во всех клетках . Они придают клетке форму Ускорители Ферменты - это белки, которые ускоряют химические процессы , например расщепление . половых органов. Соски на груди образовались в первые б недель : и удерживают органеллы на месте . окажутся . -
ОТКУДА БЕРУТСЯ СТВОЛОВЫЕ КЛЕТКИ Стволовые клетки взрослых УВ3РОСЛЫХ? У взрослых стволовые клетки обнаружены в головном и костном мозге, кровеносных сосудах, скелетных мышцах, коже , зубах, Согласно одной из теорий, сердце , кишечнике, печени, яичниках и яичках. Эти клетки эмбриональные стволовые могут долго оставаться неактивными. Когда нужно заменить клетки частично сохраняются клетки или восстановить повреждения, стволовые клетки в тканях после делятся и специализируются. Ученые умеют превращать рождения . стволовые клетки в клетки нужного типа для выращивания новых тканей и органов. Забор клеток 1 Лечение стволовыми клетками способно 2 Культивирование клеток Пробу костного мозга фильтруют восстановить миокард после инфаркта . Для этого берут и отправляют в лабораторию для обнаружения небольшой фрагмент костного мозга пациента, так как стволовых клеток. Там клетки культивируют, там концентрация стволовых клеток выше всего . стимулируя их размножение и дифференциацию. СТВОЛОВЬlе клетки Уникальны тем, что могут дифференцироваться на различные типы клеток. Это основной механизм восстановления тканей организма, поэтому стволовые клетки потенциально полезны для лечения повреждений.
ПОД МИКРОСКОПОМ 24 / 25 Стволовые клетки ............................................................................ Конструироваииеткаией Ученые обнаружили, что физическая Из эмбриональных стволовых клеток могут вырасти клетки любого типа , однако этичность такого метода спорна, ведь структура опорного матрикса, на котором выращивают стволовые для этого эмбрионы специально выращивают из донорских клетки, имеет решающее значение яйцеклеток и сперматозоидов. Взрослые стволовые клетки для их роста и специализации. Поддержи­ вающая сеть менее универсальны . Новые методики способны превратить их в более широкий диапазон клеток. НЕОБРАБОТАННАЯ ВЗРОСЛАЯ ЭМБРИОНДЛЬНАЯСТВОЛОВАЯ СТВОЛОВАЯ КЛЕТКА КЛЕТКА Эритроцит '" . .• Лейкоцит из роговицы неповрежден­ ного глаза и выращивают Жировая Клетка кожи клетка крови '" l' - клетки извлекают Клетка ...,;::, Формирование Чтобы восстановить роговицу глаза, стволовые .. • 1 ./'1 на куполообразной сетке. 2 Стволовые Пересадка Поврежденные клетки роговицы удаляют и заменяют сетчатой -.v структурой . Через нескопь­ ко недель сетка растворяет­ Тромбоцит Нервная клетка Мышечная клетка ся, оставив пересаженные клетки, которые восстанав­ ливают зрение пациента . Потенциапьное применение ствоповых кпеток Исследования стволовых клеток помогли понять эмбриональное развитие и механизмы естественного восстановления организма. Ученые пробуют вырастить из стволовых клеток органы для пересадки и восстановления спинного мозга у парализованных пациентов . ;JШ/А/ Слепота - - . ;"~)j. ~) / Глухота t; Выпадение ~ Мышечная зубов дистрофия ,-- , Заживление раны Пересадка в сердечную костного мышцу Восстановленный ---~c-.'" миокард Повреждение спинного мозга 3 Инъекция Инъекцию клеток вводят 4 - --;.:----;,-----:= Восстановпение Спустя несколько в пораженную сердечную мышцу. недель поврежденный Там они прикрепляются миокард восстанавливается. к поврежденным мышечным При этом уменьшаются волокнам, и начинает расти рубцы, которые мешают новая ткань. движениям сердца. артрит Диабет Болезнь Крона ---,'--:-~-'-J Остеоартрит __ •
Arрессивиаясреда 1A20000 Солнечное излучение (ультрафиолет), средовые токсины и даже вещества, вырабатываемые самой клеткой, - все это может вызывать в ДНК изменения, ПОВРЕЖДЕНИЙ ЕЖЕДНЕВНО которые влияют на ее работу, в том числе УДАЛЯЕТ И ЗАМЕНЯЕТ копирование и синтез белков. Неисправленные повреждения ДНК называют мутациями. КАЖДАЯ КЛЕТКА Поперечные сшивки ВСЕГДА ЛИ мешают спирали УСТРАНИМО разворачиваться ПОВРЕЖДЕНИЕ? Способность к восстановлению ДНК снижается с возрастом. Повреждения начинают нака­ Двойная спираль разрывается под действием радиации, химикатов и свободных радикалов пливаться: считается, что это одна из основных причин старения. Разрывы на одной нити ДНК могут привести к потере оснований и ошибкам при Если какое-либо вещество копировании изменит структуру молекулы азотистого основания, пары образуются неправильно Когда в дИК ЧТО-ТО не так Ежедневно дик в клетках повреждается из-за естественных процессов и внешних факторов. Это способно влиять на копирование ДИК и работу конкретных генов. Если повреждение не устранено или устранено неправильно, может возникнуть болезнь.
ПОД МИКРОСI{ОПОМ Когда в ДНК что -то не так Под ударом Поперечные сшивки На этой нити ДНК показано действие между одинаковыми разрушительных факторов. Однако основаниями некоторые повреждения необходимы. не дают цепочке ДНК Многие лекарства специально развернуться разрушают ДНК в раковых клетках. и останавливают 26 / 27 Например, цисплатин образует в ДНК поперечные сшивки, что при водит к гибели клеток. К сожалению, здоровые клетки при этом тоже страдают. в последовательности возникают при добавлении или пропуске оснований впроцессе репликации Генная терапия Если при повреждении ДНК возникла мутация, нарушается работа гена и возникает болезнь. Лекарства исправят симптомы, но не решат базовую проблему. Генная терапия - группа и пропусков оснований экспериментальных методов лечения, при считывании кода нацеленных на исправление дефектного гена. будут синтезированы неправильные белки 2 Системы безопасности клеток выявляют и исправляют поврежде ­ Вирус выключен и не может воспро ­ изводиться. ния днк. Эти системы постоянно активны и могут временно приоста­ новить клеточный цикл, чтобы дать дополнительное время на восста­ новление. Если же починить ДНК не получается, клетка умирает в процессе апоптоза (см . с. 15). 3 в вирус встраивают исправную версию гена .

СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО
На rлу6ине кожи Кожа - крупнейший орган нашего тела. Она защищает от физических повреждений, обезвоживания, чрезмерной гидратации и инфекций. Регулирует температуру тела, вырабатывает витамин множество нервных окончаний (см. с. D и содержит 74- 75). Сохранение тепла и охлаждение спасает одежда, тонкие волоски участвуют Человек приспособлен выжить и в тропиках, в поддержании температуры тела. Испарение пота и в Арктике. Хотя почти весь волосяной покров был в жару помогает телу охлаждаться, но надо много утрачен в ходе эволюции и от холода нас теперь пить, чтобы восполнить потери жидкости. Кожа и ХОЛОД Кожа и жара Ежедневно Кожа переходит в режим сбережения 3 миллиона потовых желез выделяют 1 литр пота, а в экстремальных условиях - до 10 литров. Испаряясь, пот тепла. Крохотные мышцы поднимают отводит от тела тепло. Кольцевые мышцы тепло у поверхности кожи . вокруг кровеносных сосудов регулируют Тем временем мышцы сосудов поступление крови к коже, благодаря чему останавливают приток теплой тепло выходит из глубин организма . крови к верхним слоям кожи. • волоски на теле и удерживают Волос поднимается Волосок опускается, и удерживает тепло чтобы не задерживать Мышца , поднимающая волос, сокращаетс я тепло Вокруг волоска Тепло поднимается бугорки по капиллярной сети образуются Прекращается «гусиная выработка - кожа » к поверхности кожи Мышца, поднимающая ВОЛОС, к внешним слоям кожи расслабляется, позволяя волосу сокращаются, снижая приток крови опуститься к наружным слоям кожи
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО На глубине кожи Защитный барьер 30 / 3 1 Кожа состоит из трех слоев, и каждый жизненно ПЛОЩАДЬ КОЖИ ВЗРОСЛОГО важен. Верхний слой , эпидермис , ЧЕЛОВЕКА ОКОЛО постоянно - обновляющаяся система защиты (см. с. 32-33). Корнями эпидермис уходит в средний слой , дерму. Последний слой - гиподерма , - 2 КВАДРАТНЫХ МЕТРОВ подушка, которая удерживает тепло, защищает кости и снабжает организм энергией (см . с. Микроб 158-159). Кожное сало ПОМОГАЮТnИ Ультрафиолетовое МУРАШКИ СОГРЕТЬСЯ ? излучение Гусиная кожа действительно Антиба ктер и апьное помогает удержать тепло. Миллио ­ масло Сальные железы выделяют ны лет назад , когда наших предков в волосяной фолликул кожное сало - покрывали густые волосы, мураш ­ особый ки были нужнее. Чем гуще волосы, секрет, который кондици ­ онирует волос и делает тем больше тепла они удержи- кожу водонепроницаемой. А также подавляет рост 3а щита от упьтрафи оп ета бактерий и грибков . Ультрафиолетовое излучение вают, когда поднимаются. необходимо для синтеза в коже витамина О, однако при слишком большой интенсивности может вызвать меланому. Кожный пигмент меланин Постоянно помогает поддерживать баланс между Сальная этими крайностями (см. с. железа обновляющиеся 32-33). клетки эпидермиса ЭПИДЕРМИС ДЕРМА попадает в кровоток Один из многих типов нервных окончаний в коже (см . с. 74- 75) Пропустить все необходимое Кожа представляет собой избирательно проницаемый барьер, который пропускаетлекарства , например никотин и морфин из пластыря . Кремы, в частности солнцезащитные , увлажняющие и антисептические, тоже могут про н икать через кожу. Эпидермиспокрывает всю волосяную луковицу
Внешний рубеж Кожа - УНИКАЛЬНЫ ЛИ ОТПЕЧАТКИ ПАЛЬЦЕВ1 граница между организмом и окружающим Завитки , петли и линии на коже миром. Она должна задержать врагов и впустить подушечек пальцев уникальны друзей . Ключевые элементы защиты и восстанавливаются даже по ­ - это самообно ­ сле повреждения вляющийся наружный слой кожи , а также пигмент, который защищает от ультрафиолетового излучения. - это очень помогает полицейским и детективам. Самоо6новл.яющиЙси слой Эпидермис подобен конвейеру. Клетки постоянно образуются в ба зальном слое, а затем путешествуют к поверхности. В пути они теряют ядра, уплощаются, заполняются прочным белком кератином и, наконец, образуют защитный верхний слой кожи. Этот слой постоянно изнашивается и заменяется новыми нижележащими клетками . К моменту выхода на поверхность ЭПИДЕРМИС клетки отмирают, а затем А отпадают. Из них отчасти образуется домашняя пыль. Мертвые клетки отпадают Клетки проходят вверх . . . . : ': .<1::: . .'. ) \ . ."] ':'.' . .. . l ' по эпидермису -....;:.......,.....,.....~'--;>( Татуировка Проз рачная защита ДЕРМА Так как клетки э пидермиса постоянно обновляются , татуировки нужно наносить под ним, на дерме. Эпидер­ ГИПОДЕРМА мис прозрачен , и сквозь него видно татуи ровку. Базальный слой Ослабевшие Коллагеновое Опора Под эпидермисом лежит дерма - волокно Эластиновое Морщина волокна волокно толстый слой, который придает коже гибкость и прочность. В дерме находятся нервные окончания, потовые и сальные железы , • корни волос , кровеносные сосуды . Она состоит преимущественно из коллагеновых Стареющая кожа Коллагеновые и эластиновые и эластиновых волокон , которые позволяют коже растягиваться и сжиматься под давлением . волокна сильны, поэтому кожа волокна слабые, поэтому гладкая и упругая. Увлажнение образуются морщины . Курение, и правильное питание помогают загар и неправильное питание коже дольше оставаться молодой . ускоряют процессы старения .
СВЯ3АТЬ ВСЕ ВОЕДИНО Внешний рубеж Цветкожи Одна из функций кожи - выработка витамина ВЕСНУШКИ D. ДЛЯ этого ПОЯВЛЯЮТСЯ необходим ультрафиолет, содержащийся в солнечном свете. вызвать рак кожи). Чтобы защититься от его избытка, кожа - _ ИЗ-ЗА СКОПЛЕНИЯ Однако ультрафиолетовое излучение очень опасно (может вырабатывает меланин 32 / 33 МЕЛАНОЦИТОВ пигмент, который служит щитом от солнца и определяет цвет кожи . _'___ Интенсивное ультрафиолетовое Темная кожа излучение В районе экватора солнечные лучи очень интенсивны : падают на Землю почти отвесно . Живущие там люди нуждаются в особой защите 5 от ультрафиолета. Их кожа вырабатывает много меланина, Защита от ультрафиолета Меланосомы распадаютс я, поэтому она темная . и меланин распространяется по коже, образуя щит от ультра­ 2 фиолетового излучения . Дендриты Меланоциты имеют пальцеобразные отростки ­ 4 дендриты . Каждый из них Абсорбция Мелано сомы поглощают- ся соседними клет ками кожи . соприкасается примерно с 35 - ю соседними клетками . 1 Меланоциты з Меланин выра - Меланосомы Меланин проходит батывают специальные по дендритам, упакованный клетки меланоциты , вмеланосомах . находящиеся в базальном слое :JПидермиса . ~ Базальный слой Дендрит Меланоцит " Бледная кожа Севернее и южнее экватора солнечные лучи падают на землю под меньшим углом . Поэтому снижается потребность . , ~ ~~----- Умеренное ультрафиолетовое излучение в защите от ультрафиолета . В ответ вырабатывается меньше меланина , и кожа у жителей этих широт светлая . з Защита слабее Несмотря на то что меланиновый слой слабее, Дендрит • 1 Меланоциты В бледной коже его достаточно для защиты . 2 Меланосомы светлее Меланосомы более меланоциты нетак бледные и попадают активны и имеют меньше в меньшее число окружаю ­ дендритов . щих клеток . Меланоцит --..,-':~-7--1 Меланосомы
волосы И ноrти и волосы, и ногти состоят из прочного Толстые, прямые и рыжие волокнистого белка - придает волосам рыжеватые отте н ки. кератина. Ногти укрепляют и защищают кончики пальцев, а волосы поддерживают температуру тела . Смесь светлого и темного меланина Большие круглые фолликулы создают толстый волос. Толщина волос зависит и от числа активных фолликулов: у рыжеволосых их обычно сравнительно немного . Цвет, толщина и волнистость волос В каждом волосе есть губчатая сердцевина (мозговое вещество), средний покров (кортеке) из гибких белковых цепочек, придающих изгиб и упругость . Внешний чешуйчатый слой (кутикула) волоса отражает свет: если он поврежден, волосы выглядят тусклыми. Цвет, волнистость, толщин а и длина во ­ Большая доля лос определяются размером и формой фолликулов , феомеланина из которых они растут, а также типом вырабатыва­ емого в их клетках пигмента. Немного Тонкие, прямые и с ветпые Клетки в основании каждого ПОЧЕМУ ДЛИНА ВОЛОС ОТЛИЧАЕТСЯ? На голове волосы могут расти годами , а в других ме ­ стах - всего несколько недель фолликула поставляют в корень волоса пигмент меланин. Светлые волосы содержат бледный пигмент, проникающий только в мозговое вещество стержня . Из маленьких круг- или месяцев . Из-за этого волосы на теле обычно короткие: они выпадают, не успев отрасти . Немного тем н ого чешуйки разновидность меланина меланина (эумеланина) Кортекс Стержень Рост волос Удлинившийся Каждый волосяной фолликул в течение жизни проходит примерно 25 циклов роста. Каждый цикл состоит из стадий роста (удлинения) и покоя (волос перестает расти, слабеет и выпадает). После фазы покоя фолликул вновь активируется и начинает создавать новый волос. 1 2 Поздняя фаза э Покой Ранний рост Фолликул активируется, вырабаты­ Стержень удлиняется сокращается, и, когда вая новые клетки в корне в течение луковица отрывается волоса . Они отмирают продолжительнее период и выталкиваются вверх , роста (у женщин он дольше), расти . Это занимает образуя стержень . тем длиннее волос. от Фолликул роста 2- 6 лет. Чем от корня, волос перестает 3 до 6 недель.
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО Волосы и ногти 34 / 35 ............................................................................ Топстые, темные и к урчавые Темные волосы Ноrти содержат черную Ногти - разновидность это прозрачные кератиновые меланина и в кортексе, пластинки . Они стабилизируют мягкие и в мозговом веществе, ткани кончиков пальцев и улучшают захват поэтому цвет получает­ небольших предметов, а также вносят вклад ся глубокий . Волнистые волосы растут в общую чувствительность пальцев. Ногти из фолликулов выступают за кончики пальцев, по этому овальной формы. Чем более плоский их легко повредить . Матрица, или зона становится фолликул, роста тем курчавее волос. НОГОТЬ КУ ТИКУПА НОГТЕВОЕ nОЖЕ кость ЖИР ." Как растут ногти Растущие области в основании и по бокам ногтей защищены складками кожи - кутикулой . Клетки ногтевого ложа - одни из самых активных в организме. Они постоянно делятся, и ноготь растет со скоростью до 5 миллиметров в месяц . Погрешности в рационе 4 месяца Тонкие полоски назад привели к нех ватке белка, что могли возникнуть вызвало появление светлой из -з а кровотеч е ния полоски - лейконихии 80пнистые и седые Волос седеет из -за снижения б активности фермента , который 5 вырабатывает меланин. Без этого пигмента волосы приобретают снежно-белый цвет, а с небольшим количеством Пониженное содержание пигмента выглядят серыми . эумела н ина 25 ::r (') 4 связанного с инфекци е й S - б месяцев назад Серьезное 3 заболевание 2 2 месяца Q) ::Е из мелки х сосудов , / назад вызвало появление о горизонтальной борозды Бо- Рейля Месяц назад травма привела к кровотечению под ногтем Ногти как история бопеэни 4 Отсоединение Незакрепленный 5 Новый рост Фолликул начинает волос выпадает следующий цикл. самостоятельно или при С возрастом все меньше причесывании. Иногда его фолликулов активируется, выталкивает растущий поэтому волосы становятся новый волос. тоньше. Если крови и питательных веществ в организме мало, они перестают поступать в ноготь, поскольку он не являетс я жизненно важным органом . По этой причине ногти - хороший индикатор общего состояния здоровья и питания . Врач обычно бросает взгляд на руки пациента , так как состояние ногтей может указывать на многие заболевания .
jL \, БОЛЬШЕ ПОЛОВИНЫ 8lf: Кровеносные I NJ сосуды Компактная НАХОДЯТСЯ В КИСТЯХ ! J\ костная ткань составляет " КОСТЕИ СКЕЛЕТА I пронизывают костную ткань , , , РУК И СТОПАХ 80% массы скелета Остеон •• : •• / НАСКОЛЬКО КРЕПКИ КОСТИ? Периост это - Кость в пять раз прочнее стального бруска того же веса, - это цилиндрическая структура, образованная концентрическими слоями компактной костной ткани / / поверхностный слой, действующий как «кожа. кости но она более хрупкая и способна Костный сломаться при ударе. Недостаток мозг кальция или витамина О может привести костеопорозу Небольшая повышенной хрупкости артериола снабжает костей . кровью костные клетки СТОЛПЬlтела Стремечко в среднем ухе Скелет можно сравнить с вешалкой, а тело - с вися­ щим на ней костюмом. Однако кости не только придают - са­ мая маленькая кость, имеющая название. В длинных сухожилиях есть маленькие сесамовидные телу форму и поддерживают его, но и защищают, а еще, кости (названные так за сходство благодаря взаимодействию с мышцами, позволяют нам с кунжутным семенем), укрепля­ двигаться и принимать различные позы. ющие сухожилия в местах давления. Живаяткаиь Кость - это живая ткань. Она содержит волокна коллагена, окруженные минеральными солями из кальция и фосфора, которые придают прочность кости. Костные клетки постоянно замещают старую, изношенную костную ткань новой. Кровеносные сосуды поставляют этим клеткам кислород и пи­ тательные вещества. Снаружи кость, как кожей, покрыта периостом (надкост­ ницей), который участвует в росте и обновлении костей. Внутри находится В НАТУ­ заполненная костным мозгом похожая на губку структура из костных РАЛЬНУЮ пластинок, которая уменьшает общий вес кости. В некоторых костях (ребра, грудина, лопатки, таз) костный мозг создает новые клетки крови. ВЕЛИЧИНУ СТРЕМЕЧКО
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО Столпы тела 36 / 37 ............................................................................ Черепная коробка Строение скелета защищает головной Скелет можно разделить на две основные части: осевую и периферическую. Осевой скелет состоит из черепа, позвоночника и ребер . Он защищает внутренние органы и центральную нервную систему. Периферический (добавочный) скелет включает верхние и нижние конечности, а также плечевой и тазовый пояса, которые крепят конечности к осевому скелету. Внутри живой кости Компактная костная ткан ь состоит из крохотных костных трубочек (остеонов). Из-за ячеистой структуры губчатая кость прочная и относительно легкая . Локтевой сустав . При ударе по нему защемляется локтевой ГУБЧАТАЯ нерв и возникает КОСТНАЯ Бедренная ощущение электрического ТКАНЬ кость разряда - самая длиннаЯ,примерно одна четвертая Малоберцовая кость помогает стабилизировать Губчатая костная ткань К ПЯТОЧНОЙ кости при креплено Естественная фиксация стопы ахиллово сухожилие Кости удерживаются лентами прочной ткани - связками. Больше всего связок в стопе, состоящей из 26 костей. Более 100 прочных эластичных связок соединяет кости стопы друг с другом . Связки достаточно крепкие, чтобы удерживать сустав. Скелет в движении Руки соединены с позвоночником плечевым поясом, состоящим из ключиц и лопаток. Ноги крепятся к позвоночнику с помощью тазового пояса. Таз состоит из трех сросшихся костей с каждой стороны тела. - --tI
Росткости Рост здорового новорожденного составляет 46- 56 сантиметров . Новорожденные весят Младенец растет очень быстро за счет в среднем удлинения костей. Потом рост костей килограм ­ жизни вес уменьшается, з амедляется, но снова ускоряется но уже к десятому дню в период полового созревания. Кости большинство детей окончательно перестают расти в длину примерно в 2,5- 4,3 ма. Обычно в первые дни восстанавливают массу тела и н ачи н ают набирать около 18 лет. 28 граммов в сутки . как растут кости? Суставной хрящ Кость растет благодаря хрящевым пластинкам на ее концах. _ _--:;=-_ ..... 3а этот процесс отвечает гормон роста . В подростковом возрасте в ответ на действие половых гормонов процесс активизируется (см. с. Хрящевая пластинка - 222-223). У взрослого пластинка ""7"'---,- роста (эпифизарная роста сливается с костью, поэтому человек перестает расти . пластинка) Образование новой кости -:7'-~~~~ (вторичный центр оссификации) Хрящ Суставной хрящ _ __ пластинка роста ---'-"";:'': (эпифизарная Компактная костная ткань пластинка) Медуллярная полость Развива- _ __ ющийся периост Развивающаяся губчатая кость (первичный центр оссификации) _ _ _ ••,.',. (о бразование костного мозга) ,1 Компактная ..% '_ ~ костная ткань •, .' , Медулляр н ая полость , содержащая Губчатая костный мозг костная т к а н ь Губчатая --~'!',:o:...-.. Хрящ ожидает костная прев р а щ ения в кость 1 Эмбрион Изначально кости 2 Новорожденный Кости состоят в основ ­ 3 Ребенок Большая часть стержня 4 Подросток Половые гормоны об разуются из мягкого н ом из х р яща, но уже есть состоит из компактной и губча ­ хряща . В нем отклады ваются актив н ые зоны формиров ани я той костн ых ткан ей. Э п и ф изар­ роста костей . Рост происхо ­ минеральные вещества , костной ткани (оссификации). ные п ластинки на концах кости дит благодаря удлинению и уже на 2-З-м месяце Сначала развивается пе рв ич­ делают возможным рост в длину. стержня кости за счет внутриутроб н ого раз в ития н ый це нт р оссификации Кост ь еще мягкая и может отложе н ия новой костной начинают формироваться в стержне кости, а затем гнуться, случаются переломы ткани на хрящевых жесткие кости . центры на концах . по типу « ивового прута ». эпифизарных пластинках . - вызывают резкое ускорение
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО 38 / 39 Рост кости Рост костей 200 Мужчины в среднем Мужчины Суставной хрящ верхние и нижние 5% Женщины в среднем Женщины - Сросшаяся верхние и нижние 5% Во взрослом возрасте ~ мужчины в среднем ID выше u .... U О .е~ Девушки достигают 100 роста взрослого S с; раньше юношей c::r >'"S ::r а. о с:: О а.", с:: с; ~ ~ 1: QI 1: QI ~ ,., :s: s о 10 20 1S Возраст, лет Паттериы роста Голова ребенка составляет четверть общей длины тела . Из-за разной скорости роста частей тела уже к двухлетнему возрасту это соотношение снижается до одной шестой . Голова взрослого составляет всего одну восьмую роста . Девочки входят в период полового созревания быстрее мальчиков и достигают взрослого роста примерно к Мужчины окончательно вырастают лишь к 19-21 16- 17 годам. году. Если У родителей нормальная осанка, можно вычислить приблизительный рост ребенка во взрослом возрасте. Прибавьте рост отца к росту матери . 13 сантиметров, а для девочки отнимите 13 сантиметров. Затем разделите результат на два . Рост большинства детей попадает в диапазон ± 10 санти- Для мальчика прибавьте еще метров от получившейся оценки . 5 + 13см 2 = РОСТ СЫНА + 8эроспые Хрящевая пластинка роста кальцифицируется , окостеневает и срастается с костью. От нее остается лишь затвердевшая область - РОСТ РОСТ ОТЦА МАТЕРИ = эпифизарная линия . Кости по-прежнему могут увеличиться в диаметре, но в дли­ ну не растут. РОСТ ДОЧЕРИ
Гибкость Суставы позволяют человеку двигаться и манипулировать предметами. Движения бывают маленькими и точными (когда мы пишем свое имя) или большими и мощными (когда бросаем мяч). Строение суставов Суставы находятся в месте тесного соприкосновения двух костей. Эллипсоидные суставы Кости могут быть жестко связаны Одна кость в этих сложных друг с другом, образуя, например, суставах имеет выпуклый швы черепа у взрослых. Некоторые округлый конец, который подходит ко второй кости, суставы допускают мало видов имеющей полость или движений, в частности локтевой. Другие, например плечевой, углубление. При этом - возможны разнообразные движения , но не вращение. очень много. Шаровидные суставы Находятся в плечах и бедрах и допускаlOТ широкий спектр движений, в том числе вращение. Плечевой сустав самый подвижный в организме. Хрящ Синовиальная жидкость СИНОВИАЛЬНЫЙ СУСТАВ Внутри сустава Концы кости внутри подвижного сустава покрыты скользким хрящом и смазываются уменьшающей трение синовиальной жидкостью. Синовиальные суставы фиксируются лентами соединительной ткани - связками . Некоторые суставы, например коленный, еще имеют внутренние связки, чтобы кости не рассоединились при сгибании. Плоские суставы Позволяют одной кости скользить по другой в любом направлении на одной плоскости, а позвонкам­ относительно друг друга при сгибании спины. Они находятся также в стопах и кистях рук. -
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО Гибкость 4О / 41 ТИпы суставов Хотя человек способен выполнять сложные упражнения, спектр движений отдельных суставов ограничен . Некоторые суставы имеют очень малую подвижность , поэтому могут выдерживать удары , например, там, где встречаются две длинные кости ноги (б ольшеберцовая и малоберцовая) или в некоторых суставах стопы . Бисочно­ нижнечелюстные суставы (см. с . 44-45) необычны тем, что содержат хрящевой диск, позволяющий челюсти скользить из стороны CeAnовмдные суставы ИмеЮТСII в основании больших в стор ону, вперед и назад во время пальцев. По сравнению пережевывания пищи . с зллипсоидными допускают больwий спектр движений (в том САМЫЕ МАЛЕНЬКИЕ числе круговое), однако не обеспечивают в ращеНИII СУСТАВЫ НАХОДЯТСЯ во всех направлеНИIIХ. МЕЖДУ ТРЕМЯ КРОХОТНЫМИ КОСТЯМИ СРЕДНЕГО УХА. ОНИ ПОМОГАЮТ Цилиндрические суставы Позволяют одной кости ПЕРЕДАТЬ ВО ВНУТРЕННЕЕ УХО вращаться вокруг друго й, например при движении ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ предплечья , когда ладо нь поворачивается вверх и вниз . Цилиндрические суставы .J. ..... ~. .,.,..~~~. " , ; ' : шеи дают возможность вертеть головой из стороны , веторону. , : ..... -.•'.• ' ~- ; ~ .'~ .... ,..:. .t...... .~tir.~~;;.:;;~::;:~·~ у « гуттаперчевых» людей суставов не больwе, чем у других, однако диапазон их движений гораздо шире. Это свойство возникает из-за наследования необычно эластичных связок или генов, которые кодируют выработку более слабого типа коллагена (белка, содержащегося в связках и других соединительных тканях) . Блоковидные суставы Этот тип сустава доп ускает д вижение в одной плоскости, как при открытии и за к рытии д вери. Хороший пример это локти и колени . -
Кусание и жевание Во время еды зубы измельчают пищу. Также зубы помогают говорить: без них бьmо бы сложно произнести, например, слово «дождь » . От ребекка до взрослого При рождении все зубы представляют собой небольшие зачатки внутри челюстных костей. Молочные зубки очень маленькие, иначе они не уместились бы во рту младенца. Спустя несколько лет они выпадают, так как рот растет и появляется место для зубов взрослого размера. б - 12 месяцев 1б -23 _ ВТОРОЙ I 10-19 _ _ МОЛЯР _ 9-18 _ _ Третий моляр, МОЛОЧНЫЕ 23- 33 _ _ или зуб мудрости ~ ЗУБЫ Прорезывание молочных зубов 20 молочных зубов обычно появляются в возрасте от б месяцев до KOPOHKa ~ 3 лет. Некоторым младенцам приходится ждать целый год, пока прорежется первый зубик. б-8лет ""\ 7- 9 9- 12 ~ --......... \ 10- 12 _ 11 - 12 _ б -7 _ __ 11-13 _ _ 17- 21 _ _ ЗУБЫ ВЗРОСЛОГО Прорезывание постоянных зубов 32 постоянных зуба появляются в возрасте от б до 20 лет и должны сохраниться до конца жизни даже если человек Корневой _~~ _ _ канал живет сто лет. ПОДОБНО ОТПЕЧАТКАМ ПАЛЬЦЕВ, ОТТИСК ПРИКУСА КАЖДОГО ЧЕЛОВЕКА УНИКАЛЕН Строен". зуба у каждого зуба есть коронка, возвышающаяся над деснами и покрытая твердой эмалью. Она защищает более мягкий дентин, образующий корень зуба. Расположенная в центре пульповая камера содержит кровеносные сосуды и нервы .
СВЯ3АТЬВСЕВОЕДИНО Кусание и жевание 42 / 43 ЧТО ТАКОЕ ЭУ&Ы МУДРОСТИ? Последние пары моляров обычно прорез ываются между 17 и 25 годами жизни . Они на ­ Инфекции Зубная эмаль - самое твердое веще- _ ство в организме. Тем не менее ее разъедает кислота, обнажая нижеле жащие части зуба для бактерий и инфек- зываются зубами мудрости , ции. Кислота содержится в некоторых потому что появляются уже продуктах, соках и газировке . Также у в з рослого человека . возникает в бактериальном налете, кото рый расщепляет сахар с образованием молочной кислоты. В этой области зуба сверлят отверстие, Установка чтобы удалить кариес пломбы ЗУБНОЙ КАРИЕС ЗУБ С ПЛОМБОЙ Кариес и пломбы После растворения твердой эмали в мягкий дентин может попасть инфекция , и возникнет гниение. Когда ослабшая э маль проваливается, образуется полость . Пульповую камеру Трещина и корневые Один из 12 человек скрипит зубами во сне, а каждый пятый непроизвол ьно сжимает челюсти в состоянии бод р ство вания. Это состояние - бруксизм - ослабляет зубы . О н и выглядят истертыми, имеют ск олы . Страдающие бруксизмом жалуются на боль в челюсти, ушах, голове, напряжение челюстных мышц . Жевание во с н е ЗУБ С АБСЦЕССОМ может поранить вн у треннюю Абсцесс сторону щек. Испра в ить форму Если бактерии достигнут пульповой камеры, истертых зубов помогут коронки. инфекция возникнет там , где иммунной системе ПОСЛЕ ЛЕЧЕНИЯ сложно с ней бороться . Развивается абсцесс, способный рас п ространиться на челюстную кость.
Измельчение пищи Сильные мышцы челюсти оказывают огромное давление, чтобы измельчать и перемалывать пищу зубами. Нижняя челюсть способна его выдержать, потому что это очень прочная кость. Как мы жvем Жевание - это сложное движение, во время которого височная и жевательная мышцы движут челюсти вперед , назад, вверх, вниз и в стороны. Пища перемалывается между задними молярами как .. назад пестиком в ступе. Благодаря гибкости суставов челюсти можно менять жевательные движения ~ ?I • ' - Из стороны ~ в сторону в зависимости от типа пищи . ДВИЖЕНИЕ ЧЕЛЮСТИ J': ' " .. ", , • • • -.~ .~"" t~~;,~~,. .~~,.";,.:,, ;~.,~ ';"~'~~'"~~X~~;'~ "~г ~~.:~ По теории эволюции, предки человека Как работают челюсти Между нижней челюстью и черепом находятся два височно -нижнечелюстных имели небольшой череп и ели более сустава . Благодаря хрящевым дискам они твердую пищу (как горилла, череп обеспечивают более широкий спектр которой показан ниже) . Их мощные движений, чем другие блоковидные суставы челюстные мышцы были при креплены к высокому гребню сверху черепа , Он действовал аналогично грудине птиц, к которой крепятся летательные мышцы . (например, локтевой). 'Хрящевой диск l1U,~1"JJH1<:: челюсти скользить из стороны в сторону и двигаться вперед и назад во время разговора, жевания и зевка. ПОЧЕМУ ЧЕЛЮСТИ ЩЕЛКАЮТ? Если защитный хрящевой диск смещается вперед, разда­ ется щелчок: при жевании нижняя челюсть щелкает о скуловую дугу. ЧЕРЕП ГОРИЛЛЫ
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО Измельчение пищи Височное сухожилие крепится к черепной коробке сотнями выростов коллагеновых волокон, которые проникают в кость и удерживают мышцу Височная мышца образует тонкий лист 4ЕРЕПНАR #(Ор 08'.t-1 сбо ку черепа 44 / 45 442 KГ- ~ с ТАКИМ ВЕСОМ ДАВИТ ЖЕВАТЕЛЬНАЯ МЫШЦА - ВО ВРЕМЯ УКУСА Жевательные мышцы крепятся спереди и сзади скуловой кости Хрящевой диск височно­ нижнечелюстного сустава Мыщелковый / отросток нижней челюсти по коится вямке Ротзакрыт Хрящевой ди ск височно-нижнечелюстного сустава находится в своей ямке в чере пе и вращается вокруг похожего на дверную ручку мыщелкового отростка нижнечелюстно й кости . Диск амортизирует сустав и не дает чепюстной кости тереться о кости черепа при жевании . Крыловидная мышца тянет блоковидный сустав и двигает челюсть Мыщелковый Жевательная мышца отросток может с большой силой выдвигается закрыть челюсть вперед из суставной Мышцы чеnlOСТИ ямки Жевательные мышцы прикреплены к черепу. Сильные височная Рот широко открыт и жевательная мышцы перемещают И нижняя челюсть, и амортизирующий хрящевой диск могут челюсть, когда человек кусает, выкатываться из суставной ямки, позволяя нижней челюсти жует и закрывает рот. широко открываться. Между верхними и ни ж ними зубами умещается три пальца.
Повреждения кожи Через любое повреждение кожи (неважно - ПОЧЕМУ царапина или глубокий порез) в организм может РАНКА ЧЕШЕТСЯ? попасть инфекция. Поэтому ДЛЯ быстрого Во время заживления клетки движутся по основанию раны заживления важно предотвратить распространение микробов. и сжимают ее, помогая «сшить» кожу. Сокращаясь, ткань стимули­ рует особые чувствительные Заживление раны к зуду нервные окончания. Но ста­ Прежде всего нужно остановить кровотечение из раны или райтесь не расчесывать ранку, не допустить прокол пузыря при ожоге или мозоли. Раны следует чтобы не содрать корочку! обработать самостоятельно или показать врачу, чтобы тот наложил шов или повязку. Повязка помогает заживлению и снижает вероятность заражения. Стимулируется нервная клетка - чувствительный к зуду рецептор Фибриновая нить Сухая корка из фибрина, тромбоцитов и отмерших клеток крови Свертывание крови и воспаnение Тромбоциты скапливаются и формируют сгусток. Факторы свертывания крови образуют фибриновые нити, удерживающие сгусток на месте. Рану загюлняют гранулоциты, другие клетки и белки иммунной системы, уничтожающие вторгшиеся микробы. 2 Деnение кneТOK кожи Специальные белки (факторы роста) привлекают в рану фибро­ блаеты, клетки, вырабатывающие волокна. Они создают грануляционную ткань, богатую новыми кровеносными сосудами, которые прорастают в эту область. Клетки кожи делятся и заживляют рану сниэу и с боков.
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО Повреждения кожи 46 / 47 Ожоrи Если кожу нагреть выше 49 ОС, - ее клетки повредятся и возникнет ожог. Ожоги могут При контакте с воздухом струп затвердевает, поэтому новым клеткам кожи приходится растворять его снизу. Современные перевязочные средства увлажняют рану, появляться и при контакте с химикатами и электричеством. чтобы клеткам кожи было легче передвигаться. Это помогает ране заживать быстрее и менее болезненно. Снижается риск инфекций и образования рубцов. -- - -- -- Ожог 1-й степени Поврежден только верхний слой кожи. Возникает покраснение и боль. Мертвые клетки через несколько дней СУХОЕ ЗАЖИВЛЕНИЕ отпадают. Эпидермис Ожог 2-й степени Кожа растет Клетки более глубоких слоев кожи разрушаются, и возникают большие глубоко под волдыри . Если остается достаточно I:J:!:.tw"----- сухой раной живых клеток, появление рубцов ВЛАЖНОЕ Повязка I Жидкости просачиваются, иногда можно предотвратить. ЗАЖИВЛЕНИЕ ---, --~-;.... Ожог 3-й степени ~~~~~~~~~-h~~~~~~ Клеткикожи Ожог проникает на всю глубину кожи, поэтому может потребоваться проходят напрямую пересадка кожи . Возможно, после заживления останутся рубцы . ......--..~L-------Раневоеложе Мозоль Сочетание тепла, влаги и трения Рубцовая ткань ~ может привести к расслоению кожи и образованию наполненного жидкостью Мозоль пузыря, который защищает ~/ г,,,,",Ц'О"," ткань Восстановленная ткань поврежденную кожу. Гидроколлоидный гелевый пластырь впитывает жидкость и образует амортизирующую антисептическую среду, ускоряя заживление. -- новая .Акне Сальные железы выделяют кожное сало. Если его слишком много, волосяные фолликулы забиваются этим салом и отмершими клетками, и образуются угри (акне). Бактерии кожи могут 3 РемодеnИРОВёlние Поверхностные клетки кожи завершили работу и покрыл и поврежденную область, превратив струп в рубцовую ткань . Рубец сокращается. После него остается красноватый участок, который постепенно бледнеет. попасть в акне, и после заживления останется рубец. Сальная железа Акне
Поломка и починка При несчастных случаях и спортивных травмах кости могут сломаться. Некоторые переломы - это просто сравнительно небольшие вмятины или трещины толщиной с волос. Они быстро заживают. Однако тяжелые травмы способны сильно повредить кость. у детей кости еще не полностью 3АКРЫТЫЙ (ПРОСТОЙ) минерализовались, поэтому их ткань при сгибании может ра с колоться ПЕРЕЛОМ с одной стороны, а не разломиться надвое (например, когда ребенок падает с дерева) Кожа разрывается либо сломавшейся ется , поэтому, костью, либо скорее всего, вызвавшим заражения не будет. повреждение Часто необходимо воздействием . Из-за просто наложить этого в организм гипс, чтобы кость может проникнуть инфекция , поэтому «ИВОВОГО ПРУТА» СПllpanьныА перепом Случается заживала в правиль­ под воздействием ной позиции скручивающей силы, пострадавшему которая не сгибает, обычно дают а поворачивает антибиотики кость. Например, Возникает, если кость разбивается на три и более части . Может потребоваться хирургиче ­ ское вмешательство, чтобы вставить планку и скрепить фрагменты кости болтами в нужном положении для стабильного заживления Компрессионная травма способна привести к тому, что сломанные концы кости вдавливаются друг в друга и кость укорачивается . Лечится постоянным мягким воздействием, растягивающим кости Если пощупать нос, можно ОСКОЛЬЧАТЫЙ заметить место, где кость ПЕРЕЛОМ переносицысоединяется СПИРАЛЬНЫЙ ПЕРЕЛОМ Типы переломов с хрящом на кончике . При переломе носа ломается верхняя, костная часть . Кости могут сломаться не только от травм, но и от частой нагрузки, Кость переносицы например у марафонцев. У молодых может сломаться чаще ломаются кости локтя и верхней части руки, нижние кости ног (во время занятий спортом или игр) . У пожилых кости хрупкие, поражены остеопорозом (см . с . 50), поэтому нередки переломы бедер и запястий . Хрящ гибки й КОМПРЕССИОННЫЙ ПЕРЕЛОМ и при ударе сгибается
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО Поломка и починка 48 / 49 Заживление Вывихи Если связки, поддерживающие подвижный Как и любая живая ткань, кости восстанавливаются, сустав , растягиваются, кости могут срастаются. Это длительный процесс: чтобы кость стала выскользнуть со своего места - возникает вывих сустава. В зоне высокого риска - пр очной, в ней должны отложиться минеральные вещества. Сломанную кость обездвиживают гипсовой суставы плеч и пальцев. Врач вправляет кости повязкой. Если необходима более жесткая фиксация, и обездвиживает сустав гипсом или повязкой, скрепляют хирургическими винтами и металлическими чтобы связки зажили. Если связки по­ пластинами. Затем перелом заживает в несколько этапов . прежнему слабы , некоторые суставы, например плечевой, могут смещаться снова и снова . 1 - Немедпенная реакция Место перелома быстро заполняется кровью: образуется большой сгусток . Опухают ткани вокруг повреждения . Эта область Искривление и опухоль болезненная , воспаленная, и неко­ торые костные клетки умирают из -за плохого кровоснабжения . Разорванный кровеносный сосуд Периост (<< кожа » кости) порвался --- Заполненное кровью 2 Три ДНЯ спустя В сгусток крови прорастают кровеносные капилляры , и повреж- денная ткань постепенно раство - 3ДОРОВЫЙ ПАЛЕЦ ВЫВИ Х ПАЛЬЦА ~,._ _- ряется, всасывается и удаляется клетками - мусорщиками . В пора­ женную область проходят специ ­ ВЫВИХ сустава Сустав пальца можно вывихнуть, если, например, неловко поймать мяч . Симптомы вывиха - боль, отек и измененная форма пальца. После рентгеновского снимка (чтобы исключить перелом) смещенные кости ализированные клетки , которые начинают откладывать коллагено ­ вые волокна - « строительные леса» для костных клеток. Коллагеновые вправляют, а пальцы скреп л яют шиной, чтобы ускорить заживление . 3 Три недепи спустя Коллагеновые волокна на месте перелома соединяются Лучевая кость и связывают концы кости. вышла из сустава Образуется кост н ая мозоль. с плечевой костью Изначально она состоит из хряща , и в ранний период заживления смещение кости легко приводит к повторному перелому. Костная мозоль 4 локтевой кости под локтем Три месяца спустя Хрящ внутри восстанавли- вающей ткани замещается креп ­ кой губчатой костной тканью, а вокруг внешней границы перелома образуется компактная Переломовывихи Если кость сломалась рядом с суставом, связки могут не выдержать, и происходит одновременно и перелом , и вывих. Например, при переломе локтевой кости со смещением головки лучевой кости . костная ткань. По мере заживле­ ния клетки перестраивают кость, удаляя избыток мозоли и в конеч­ ном итоге устраняя опухание . Заживший перелом / ..
Изиоскости Клетки костей постоянно перестраивают скелет, Истощенный внешний слой компактной растворяя старую костную ткань и откладывая новую. костной ткани Но иногда этот процесс становится несбалансирован­ ным и ведет к разнообразным проблемам , не все из которых легко решить. Крепкий внешний слой компактной Коrдакости костной ткани изнашиваются Болезнь хрупких костей­ остеопороз - возникает, когда старая кость не полностью за мещается новой , например из ·за D или кальция . D, необходимого ДЛЯ недостатка витамина Запасы витамина усвоения кальция, можно восполнить правильной диетой либо достаточным количеством солнечного света (см . с. Хрупкий 33). внутренний слой ослабленной Еще остеопороз развивается из-за гормональных нарушений, в частности, когда у пожилых женщин кости ~ падает уровень эстрогенов. У остеопороза несколько ~OA симптомов, но часто первым признаком становятся переломы бедра или запястья после небольших падений. O~ ~~ Здоровые кости -t-o <"'l6 Имеют сил ьн ый, толстый наружный слой плотной компактной Регулярные тренировки стимули ­ руют выработку новой костной ткани . Особенно это касается заня ­ тий с большой ударн о й нагрузкой (аэробика, ткани и хо рош у ю н и жел ежащ ую сеть губчатой ткани. Такая структу ра четко видна на рентгеновском снимке и способна выдержать н ебольш ие удары , напри м е р падение на вытянутые руки . бегтрусцой, теннис, бадминтон). Однако и упражнения с малой нагрузкой Перелом п рямого Слабость п озво но чника приводит (например, мягкая Множе ­ ственные повреждения йога , тайцзи) также помогают укрепить кость в областях, где возникает давление. Остеопороз позвоночника Спонтанные пе реломы позво н ков могут возникнуть, когд а кости При данном упражнении нагрузка приходится на большеберцовую кость слишком слабеют и не выдерживают вес верхней част и тела . При этом возникает боль, и позвоночник все больше изгибается . РАННЯЯ СЛЕДУЮЩАЯ ПОЗДНЯЯ СТАДИЯ СТАДИЯ СТАДИЯ
СВЯЗАТЬ ВСЕ ВОЕДИНО ИЗНОС кости 50 / 51 НАСКОЛЬКО РАСПРОСТРАНЕН ОСТЕОПОРО31 ~OCTb Каждая третья женщина и каждый пятый мужчина старше 50 лет сталкивается Восполнение э апасов кальция с остеоп о ро­ тическим переломом костей. Сбалансированная диета, включающая богатые кальцием продукты, важна на всех этапах Курение, алкоголь и низкая жизни и помогает предотвратить физическая активность по­ остеопороз . Полезны молочные продукты, некоторые фрукты вышают риск травмы. и овощи, орехи, семена, яйца, бобовые, рыбные консервы (с костями) и обогащенный кальцием хлеб. Кости при остеопороэе Имеюттонкий внешний слой плотной компактной костной ткани, а в нижележащей сети губчатой костной ткани меньше балок . Истонченные кости едва видны на рентгеновском снимке и могут сломаться при простом соя падении. Коrда суставы слабеют Суставы, особенно несущие вес тела СВ том числе коленный и тазобедренный), подвержены износу и разрывам. Как следствие возникает воспаление - остеоартрит. Нарастает боль, снижается подвижность сустава. Хрящ слабеет и отслаивается, из-за чего Остеоартрит лечат обычными обезболивающими средствами. Но когда симптомы снижают качество жизни, лучшее концы костей начинают тереться друг о друга, решение и возникают костные выросты. сустав из металла, пластмассы Синовиальная жидкость Суженное Здоровый суставное конец п ространство - искусственный или керамики. Однако даже искусственные суставы изнашиваются (особенно тазобедренный), поэтому их нужно менять каждые 10 лет. кости Изношен ный T .,.-t----.:;...IIIIII~ Верхняя часть хрящ и кость искусственного тазобедренного сустава, Здоровый суставный Заполненная хрящ жидкостью циста погруженная в таз Нижняя часть в изношенной кости искусственного Здоровый сустав Сустав, пораженный артритом Две кости амортизированы хрящом Суставные хрящи разрушаются, кости и разделены пленкой смазки изнашиваются, а синовиальная жидкость синовиальной жидкости . - не способна смазать сустав. -+- f- тазобедренного сустава, погруженная в бедренную кость


Силатяги Мышцы выполняют все движения тела. Они при креплены к костям сухожилиями - пучками прочной, но растяжимой соединительной ткани, которая сглаживает резкие изменения силы сокращения. Работа в команде Мышцы тянут, н о не толка ют, поэт ому они работают парам и или группами , выполняющими противоположные действия. Чтобы согнуть сустав, одни мышцы сокращаются, а другие расслабляются. Чтобы разогнуть сустав , роли меняются . Например, сокращение бицепса сгибает руку, а сокращение трицепса при расслаблении бицепса - разгибает. «Толкают» мышцы косвенно. Б ицеп с п рикрепл ен _----,,,....._-;=~ све рх у к лоп а тке Бицепс сокращается, утол щается и тянет вве рх лучевую кость п р ед плечья I -----''k-- - -' ' r - - Предплечье Сгиб.ние Сгибание­ уменьшение угла между двумя костями КАКОЙ и мож ет из основных движений сустава . Если сустав, например плечевой, позволяет двигаться БЫТЬ СУХОЖИЛИЯ? Подошвенная мышца тянет пяточную кость через 50 санти­ метров. Самое сильное и толстое сухожилие ахиллово. одно удл и н ит ь ся ДЛИНЫ МОГУТ сухожилие длиной - - и вперед, и назад, сгибание означает Ло коть сгиба ется движение вперед. При приседании сгибаются тазобедренные и коленные суставы. PulмБII_е nponI8OПOIIOIII cnt6мисхyron-. .,... tIOC1IIММ ~".I1OLEaм ~
в ДВИЖЕНИИ Сила тяги 54 / 55 Рычarитела Рычаг делает возможным движение вокруг точки опоры. У рычагов первого вида точка опоры расположена в центре. Второй вид: груз находится между местом приложения силы и точкой опоры . ДЕЙСТВИЕ РЫЧАГА Точка опоры В рычагах третьего вида (например, пинцете) место приложения силы расположено между грузом и точкой опоры. t : Направле- t Движение : ние силы груза Рычаг третьего вида По этому принципу работает бицепс. Он тянет близко к точке опоры Рычаги первого вида - - Так можно назвать мышцы шеи . локтевому суставу и лишь немного Сокращаясь, они поднимают с двигает кость, однако кисть на конце подбородок, находящийся по другую рычага перемещается значительно . Небольшое усилие превращается сторону точки опоры (сустава между в большое движение . черепом и позвоночником). поднимается невысоко, носбольшим _ _ -- Точка опоры - локтевой сустав АХИЛЛОВО СУХОЖИЛИЕ НАСТОЛЬКО ПРОЧНОЕ, ЧТО ВО ВРЕМЯ БЕГА ВЫДЕРЖИВАЕТ НАГРУЗКУ, В 10 РАЗ ПРЕВЫШАЮЩУЮ МАССУ ТЕЛА Мышца Трицепс крепится к верхн ей - разгибатель части лопатки и плечевой кости Бицепс расслаблен и может удлиняться, позволяя трицепсу разогнуть локоть 0 - -- - - Предплечье Сухожилие разделяется и тянет четыре кончика пальца Дистанционное управление Иногда мышцы расположены далеко от сустава , которым управляют, и тянут кости через очень длинные сухожилия. Удивительно, но в пальцах вообще нет мышц. Все их движения уп равляются Трицепс сокращается и тянет локтевую кость предплечья дистанционно - мышцами ладони и предплечья. •
Миозиновый Заглянем внутрь Мышца состоит из пучков мышечных волокон филамент(длинная - белковая цепочка) невероятно длинных веретенообразных клеток. Каждое волокно окружено оболочкой из соединительной ткани, которая электрически изолирует его от других волокон. Это крайне важно для регуляции сокращений. Внутри каждого волокна проходят тысячи тонких нитей - фибрилл. Мышца Клетки скелетной мышцы сгруппированы в пучки, разделенные листами соединитель- ной ткани . Актиновый филамент (иной тип белковой цепочки) Миофибрилла Миофибрилл ы волоконца - - содержат nер е nл ета ющи е ся фила менты (нити) белков актина и миозина . Во время мышечного сокраще ­ ния эти нити движутся относительно друг Пучок друга . Обычно мышцы содержат от до 1О 100 пучков . Мышечная В пучках содержатся длинные тонкие клетки - волокна. мышечные волокно Мышечное волокно фибрилла (мышечная клетка) (миофибрилла) Каждая клетка скелетных мышц окружена изолирующей оболочкой, обеспечивающей независимое от соседок сокращение. Как работают мышцы? Мышечные клетки выполняют все движения тела. Одни мышцы контролируются сознанием и сокращаются только по нашему желанию. Другие работают автоматически. Мышечные клетки способны сокращаться благодаря молекулам актина и миозина.
В ДВИЖЕНИИ 56 / 57 как работают мышцы? Чудесные молекулы Актиновые и миозиновые филаменты образуют сократительные един и цы - саркомеры . Когда мышца получает &ЫСТРЫЕ И МЕДnЕННЫЕ сигнал к сокращени ю, миоз и новы е филаменты многократно в мышцах есть два типа волокон . Быстро­ тянут за актиновые, сближая их друг с другом, и мышца сокращающиеся (<<белые») волокна укорачивается . Когда мышца рассл абляется, филаменты достигают максимального сокращения расходятся . всего за 50 миллисекунд, но через несколько минут устают. Медленносокра­ ,....""+Н'=~;;:~~---- МИОЗИНОВblЙ филамент АКТИНОВblЙ филамент / щающиеся (<< красные») волокна достигают максимума сокращения через 11 О милли ­ секунд, но не утомляются . Спринтерам нужно взрывное усилие, поэтому они склонны развивать быстросокращающие ­ ся волокна. У марафонцев обычно больше медленных, более выносливых волокон . САРКОМЕР РАССЛАБЛЕННОЙ МЫШЦЫ Бы стросокра ща ­ ; ' Актин 1 Миозин получает знерrию Головка миозина получает миозина и кислорода) . r прикрепляется Головка миозина « Белы е» Медленносокраща ­ ющи е ся воло к на сос Головка C::J но быстро устают Головка (ВblрабаТblваются из сахаров Типы волокон «KpacHble» тянут мощно, энергию от молекул АТФ 2 ющиеся воло к на слабее, зато с; :s: u _ _-=...~~ K актину прикрепляется к актину Головка миозина , связанная с АТФ, Миозин - - - получил прикрепляется к актиновому филаменту и образует попереЧНblЙ мостик. Актин движется судороrА вдоль миозина 3 Головка поворачивается Иногда контролируемые сознанием Миозиновая головка высвобождает энергию Головка мышцы могут сокращаться непроизволь ­ и поворачивается, сдвигая поворачивается но. Это происходит, например, из-за актиновый филамент. Поперечный мостик ослабевает. недостаточного кровоснабжения. Нарушается отсоединение поперечных мостиков, и мышцу «сводит». Сведенную 4 мышцу нужно помассировать и мягко Новый приток знергии Поперечный мостик растянуть . распадается , и миозиновая головка Головка снова получает энергию. Во время отсоединяется одного сокращения мышцы эти эта пы многократно повторяются . .... ~ ~ .... ~ Молекулы актина втягиваются внутрь , сокращая мышцу «БЕЛЫЕ» ВОЛОКНА МОГУТ СОКРАЩАТЬСЯ 30-50 САРКОМЕР СОКРАТИВШЕЙСЯ МЫШЦЫ РАЗ В СЕКУНДУ
Работа, растяжение, тяrа, торможение Мышцы укорачиваются и тянут кости , сгибая суставы и приводя тело в движение . Однако бывает, что мышца развивает усилие и напрягается без видимого укорочения , например, чтобы выдержать постоянный вес. Если же нагрузка чрезмерна , мышца , даже напрягаясь , может постепенно растягиваться , препятствуя слишком резкому движению груза . 3АЧЕМ Тяrа и укорачивание Во время упражнений с нагрузкой бицепс НУЖНА РА3МИНКА? укорачивается и перемещает гантель в на ­ Упражнения для расслабления правлении сокращения. Сила, развиваемая мышц и усиления кровоснабже- мышцей, превышает силу, с которой груз ния помогают избежать травм тянет в противоположном направлении. Мышцы содержат сократительные, укорачи­ вающие ее волокна, и эластические волокна , которые могут растягиваться при увеличении (разрывов и растяжений) при резких, энергичных движениях во время тренировки. нагрузки . Сократительные волокна меняют длину мышцы, однако напряжение в эласти­ ческих волокнах остается неизменным . Мышца Мышца в состоянии укорачивается покоя Напряжение ~c--:::".... в состоянии покоя Поднимаемый груз ---=~., "r-- - - -I - - - Предплечье сгибается ТО же напряжение, разная длина При изотоническом мышечном сокращении длина мышцы меняется, а напряжение остается прежним . Если мышца укорачивается , сокращение также называют концентрическим .
В ДВИЖЕНИИ Работа, растяжение, тяга, торможение Длина мышцы Тяга без укорачиваиия неизменна Если держать вес неподвижно, длина мышцы будет оставаться постоянной и движения не происходит. Вместо укорочения возникает напряжение - сила тяги Напряжение другого рода. Многие мышцы увеличивается всегда слегка сокращены, чтобы бороться с воздействием гравитации на тело. Тяга без движе н ия При изометрическом сокращении длина мышцы остается неизменной, а напряжение увеличивается . При этом движение не возникает. Такое сокращение называют также изостатическим . Изостатическое сокращение бицепса неподвижно удерживает груз • Мышца в состоянии покоя Тя га и удлинение При изотоническом эксцентрическом сокращении напряжения, развиваемого мышцей, недостаточно, чтобы справиться с нагрузкой. Мышца При сокращении мышца удлиняется удлиняется , например, чтобы затормозить Напряжение опускание тяжелого в состоянии покоя груза . ДО 850/0 ТЕПЛА В ОРГАНИЗМЕ ВЫДЕЛЯЕТСЯ МЫШЦАМИ Напряжение
Ощущения на входе, КАК&ЫСТРО7 Рефлекторные реакции (на зритель­ движения на выодеe ные, слуховые ощущения и прикос­ новение) намного быстрее, чем реакции , опосредуемые сознанием. Головной и спинной мозг образуют центральную нервную систему. Они получают информацию по обширной сети сенсорных нервных клеток. 0,25 секунды ЗРЕНИЕ В ответ головной и спинной мозг отправляют инструкции «двигательным» нервным клеткам, 0,17 секунды СЛУХ 111111111111111111 контролируя их активность. 0,15 секунды l{ ~ .8 ПРЕЖДЕ ЧЕМ ЧЕЛОВЕК ОСОЗНАЕТ ИНФОРМАЦИЮ, ГОЛОВНОМУ МОЗГУ ТРЕБУЕТСЯ ДО 400 МИЛЛИСЕКУНД НА ЕЕ ОБРАБОТКУ Прокоисулътироваться КАСАНИЕ 1111111 ,,~ I 0,005 секунды Спринтер на старте с мозгом Если движение требует участия сознания­ например, перед стартом бегун должен услышать выстрел, - сенсорный сигнал проходит в головной мозг, обрабатывается там, и лишь после этого организм действу­ ет. Некоторые сознательные действия выполняются «на автопилоте". Большин­ ство нервных сигналов, необходимых для правильной работы организма, поступают OJКIIIД8HIII8 Clllrlll8"8 Звуковой СТИМУ" Спринтер стоит наготове Звуковые волны достигают уха, и ждет выстрела, чтобы которое отправляет сенсорное стартовать. сообщение в головной мозг. в мозг и из мозга без участия сознания. в обход головного мозга Иногда требуется мгновенная, рефлекторная реакция. Такие рефлекторные пути проходят через От пальца поступает сигнал о боли Пламя спинной мозг, без участия головного мозга. Через головной мозг сообщение шло бы слишком медленно, поэтому он получает информацию уже после рефлекторного действия. по сенсорным нервам в спинной мозг.
В ДВИЖЕНИИ ОU1YIд;ею1Я на входе, движения на выходе 60 / 61 1 - - - - - - Сигнал проходит в зону головного мозга , отвечающую за произвольные движения . Она помогает решить, какое действие предпринять u.t"TPAJlbHAR "t.,."АЯ СИСТЕAf.. ПОЧЕМУ АЛКОГОЛЬ гоnовной мозг 3АМЕДЛЯЕТ РЕАКЦИИ? Общее наркотическое действие алкоголя замедляет работу мозга и нарушает координацию движений. Бегун сигнал проходит стартует в головной мозг •~ Сенсорный нерв проводит сигнал от уха Двигательный нерв проводит сигнал из головного мозга Сообщени. попуч.но СО3Н8Т.ПЬНО. Д.ЙСТВИ. Мышечные клетки получают Благодаря инструкциям сигнал по двигательным головного мозга мышцы нервам и реагируют­ работают координированно, приходят в движение. и спринтер бежит. Нервные сигналы идут прямо из спинного мозга к двигательным нервам в обход головного мозга Человек отдергивает руку Болевой сигнал идет по спинному мозгу в головной, но уже после реакции в мгновени е о ка Реакция на боль проходит по корот­ кому рефлекторно ­ му пути через спинной мозг. Палец Сенсорный нерв проводит сигнал от пальца отдергивается Нервный сигнал вызывает автоматическую реакцию за миллисекунды до того, как болевой сигнал достигнет головного мозга .
Центр управления Все ФУНКЦИИ организма координирует головной мозг. Он состоит из миллиардов нервных клеток, взаимосвязи между которыми делают его самым сложным органом. Мозг способен одновременно обрабатывать мысли, действия и ЭМОЦИИ. Вопреки расхожему мнению, человек использует весь мозг, хотя конкретные фУНКЦИИ некоторых областей пока не известны. Серое вещество Более темный наружный Внутри мозrа слой головного мозга Головной мозг разделен состоит преимуществен­ но из тел нейронов . Часть на две основные части: высшие и нижние отделы. Высший отдел крупнее нейронов образует отдельные группы - нервные ядра . и состоит из большого мозга, в котором две половины : Нерв левое и правое полушария . В высших отделах рождаются Белое вещество Аксоны мысли . Более древние - тонкие отростки нейронов, нижние отделы соединены со спинным мозгом и контро­ проводящие электрические импульсы от нейро­ л ируют автоматические на - образуют функции организма, напри­ светлую ткань под мер дыхание и артериальное серым веществом . Нижние отделы мозrа Мозжечок, таламус и мозго ­ давление . вой ствол работают с ин сти нктивными реакциями и автоматическими функция­ ми, например температурой Мозr за работой тела и циклами «сон Когда человек осваивает какой-то навык, между вовлеченными в процесс - бодр- ствование•. В этой части мозга клетками мозга образуются связи и незнакомое ранее действие постепенно рождаются примитивные э мо ц ии, в том числе гнев становится автоматическим . Например, тренировки отражаются на областях и страх . Мозжечок координи ­ головного мозга игрока в гольф, активных, когда он замахивается клюшкой. рует движения мышц и равновесие. Двигательная зона, Меньшая двигательная зона, Эмоциональные активная у начинающих активная у профессионалов центры, активные Эмоциональные центры , уменьшен н ы е у профессионалов Обработка зрительной новичок информации ПРОФЕССИОНАЛ Внеwняя моэrовая активность С каждой тренировкой у гольфиста стимулируется все Внутренняя моэrовая активность • движения На разрезе головного мозга видно, что меньшая двигательная область: когда -то новое у новичков задействованы эмоциональные движение становится отточенным. Области , отведенные центры: начинающие спортсмены часто волнуются . для координации движений и обработки зрительных стимулов, у новичка и профессионала одинаковы. Профессионалы учатся сдерживать эмоции • и сосредоточиваться исключительно на ударе .
В ДВИЖЕНИИ Центр управления Нервный Здесь возникают пучок мысли, управляющие движениями 62 / 63 Здесь обрабатывается прикосновение Здесь осознается окружающая среда Одновременные зрительные и слуховые ощущения обрабатываются вместе в отдельной области Зона Вернике - -1'---- различает слова Зрительные образы интерпретируются в задней части мозга Эта маленькая область связана с эмоциями , но главные эмоциональные центры находятся на обращенной внутрь Здесь поверхности данного полушария, обрабатываются Здесь обрабатываются вкусовые стимулы не показанной на рисунке запахи Высшие отделы мозrа Мозговой ствол отслеживает и контролирует дыхание и сердцебиение Поверхностный слой большого мозга - кора - интерпретирует ощущения, инициирует произвольные движения (но не автоматические, такие как дыхание) и выполняет все мысли ­ тельные и речевые процессы . Кора помогает планировать и организовывать, оценивать и генерировать идеи . От нее даже зависит формирование личности. Каждая область коры имеет свою основную функцию. Например, от работы Спинной мозг проводит информацию между головным мозгом и телом двигательной коры зависят навыки , связанные с движением : письмо, пение, чечетка и игра в теннис. ПОЧЕМУ БОЛИТ ГОЛОВА? Кровеносные сосуды головы оплетены чувствительными к боли нервами. Изменения кровотока во время стресса способны спровоци­ ровать сокращение или расширение этих сосудов: они начинают давить на нервы. Боль может ощущаться внутри мозга, однако на самом деле в нем нет чувствительных к боли нервов!
Узелсвязи Когда человек думает или действует, активируется не какая- то определенная зона головного мозга , а скорее сеть клеток , рассеянных по целому ряду мозговых областей. Именно эти паттерны активности управляют разумом и телом. Полушария головного мозга Структурно два полушария почти идентичны, однако каждое из них выполняет свои задачи. Левое полушарие контролирует правую часть т ела и су большинства людей) речь . Правое Соединяя полушария Физически п олушария соединены полушарие контролирует левую сторону тела большим пучком нервов и отвечает за осознание окр ужения и творчество. Полушария мозга из примерно Перекрестное управление Левая и правая стороны тел а отправляют информацию по отношению к ним полушария головного мозга и управляются этими полу ш а р иями . Информация передается по сети нервов, пронизывающих каждый сантиметр тела . 200 млн плотно н ервных клеток . - мозолистым телом. в противолежащие мозолистым расположенных отростков работают сообща и связаны нервной « автострадой» - телом . Это « шоссе» состоит От 70 до 95% человеч ества - правши . Возможно, это закоди ­ ровано генетически: в ходе э во ­ люции правши могли получат ь преимущество, поскольку у ни х левая сторона мозга , более спо собная к логическому мышле ­ нию, контролирует яз ыковые способности .
В ДВИЖЕНИИ Узел связи ГОЛОВНОЙ МОЗГ СОДЕРЖИТ 86 МИЛЛИАРДОВ НЕРВНЫХ КЛЕТОК, СОЕДИНЕННЫХ 100 ТРИЛЛИОНАМИ СВЯЗЕЙ. ЭТО БОЛЬШЕ, ЧЕМ ЗВЕЗД 64 / 65 Нервный путь, соединяющий обпасти мозга В МЛЕЧНОМ ПУТИ Сети в головном мозге в мозге, активных Обllасти •• работоlii у шахматиста работает во время игры много областей в шахматы голо в ного мозга . Чтобы выполнять простейшие (ходьба) или сложные (танцы) Активна не только зона движения, недостаточно одной области головного мозга. В течение обработки зрительной информации, но и зоны дня активируются целые сети связанных между собой зон по всему мозгу. памяти и планирования : Наблюдая, какие области регулярно срабатывают вместе, ученые шахматист должен отслеживают прохождение информации в мозге . Сети меняются в течение вспомнить предыдущие жизни : по мере освоения новых навыков и информации игры и выработать стратегию. возникают новые нервные пути, анеиспользуемые связи с возрастом угасают. Этот нейрон соединен с четырьмя другими нервными клетками в разных ПО YМOIIЧAНМIO» частях мозга, образуя сеть Когда чел о век расслаблен, в головном мозге Физ ические соединения Ученые отслеживают физические соединения между нейронами мозга . Плотность нервных путей указывает, какие области мозга включается сеть пассивного режима работы мозга . Считается, что эта сеть помогает рождаться идеям в моменты отвлеченных размышлений и может быть связана с творчеством и самоанализом. взаимодействуют больше. Нервная активность при некоторых методах визуализации мозга : работающие области светятся Активные зоны головного моз га Активность нервных клеток головного мозга выявляют с помо ­ щью различных видов нейровизуали ­ зации. Изучая эти изображения, можно понять, какие области мозга активнее задействованы в решении определенных задач . мысли О Т ВОРЧЕ СТ ВЕ
ИСКРЬI ЖИЗНИ Нервы в считаные миллисекунды передают электрические сигналы по всему организму. Каждый нерв похож на кабель, состоящий из « проводов » изолированных нервных волокон - аксонов. Аксон может быть очень длинным. Его задача - - отросток нейрона - передавать информацию. Нерв содержит кровеносные сосуды как нервные клетки отправляют сообщения? Нервные клетки генерируют электрические импульсы в ответ на стимулы, например боль . Если стимул достаточно силен, Кровеносный в мембране нейрона открываются поры , которые пропускают внутрь сосуд и наружу электрически заряженные частицы - ионы . Возникает электрический импульс, который распространяется по аксону. Затем поры снова закрываются , и нейрон готов к следующему стимулу. 1 - Импупьс в нервной клетке ~ Электрический разряд проходит по аксону нейрона . Жирные &ЫСТРЫЛИ миелиновые клетки обернуты НЕРВНЫЕ СИГНАЛЫ? вокруг аксона, как бусины на нити : между ними остается Быстрее всего проходят промежуток. Электрический дви гательные команды импульс дnя ускорения перепры ­ гивает от перехвата к перехвату. Электрический сигнал перепрыгивает из конца в конец миелиновых « рубашек » к мышцам: скор о сть импульсов достигает здесь ~ ~ 430 км/ч. ... 000 Миелиновая оболочка изолирует I~lJJi. о о о о аксон и ускоряет прохождение электрического сигнала 8ТЕ111 Сдавливание плотной э резинкой носка может нарушать кровоснабжение нерва . Возникает онемение. Электри - Когда давление исчезает, чески е кровоток восстанавливается, сигналы нерв и рецепторы становят­ и чувстви ­ ся активны и ощущается тельность возвраща ­ покалывание, иногда довольно неприятное. ДАВЛЕНИЕ РЕЦЕПТОРЫ ОСТАНАВЛИВАЕТ ПРОБУЖДАЮТСЯ КРОВОТОК ются Электрический сигнал передается по аксону нервной клетки
В ДВИЖЕНИИ Искры жи зни Дендриты соединяются с другими нейронами 66 / 67 СИНАПТИЧЕСКАЯ ЩЕЛЬ МЕЖДУ НЕЙРОНАМИ В ТРИЛЛИОН РАЗ ТОНЬШЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ВОЛОСА Каждый нейрон имеет многочисленные выросты , называемые дендритами . Они действуют как антенны , принимая Электрический сигнал продолжает идти .по аксону j к следующему неирону Пузырек с нейро­ трансмиттером готов выделиться и активировать следующий нейрон Нейротрансмиттер выделяется и пересекает щель синапса Нейротрансмиттер присоединяется к белку 2 Передача сообщения Нервная клетка преобразует электрический сигнал в химический . Она выделяет вещества (нейротрансмиттеры), которые проходят через крохотную синаптическую щель между нейронами. Они открывают ворота в мембране следующего нейрона и заставляют его ини ­ циировать собственный импульс. канала и открывает ворота в следующую нервную клетку
РАССЛА&ЛЕНИЕ Расширяются эрачки Сужаются эрачки Зрачки становятся шире Обычно зрачок регулирует не только в сумерках , но и когда количество попадающего симпатическая нервная система в глаз света . Зрачки сужаются готовит организм к действию. Сп ециалисты пока не выяснили головной мозг при ярком свете и расширяются в темноте . смы сл этого явления . Рас ширяются мanые дых атеnьные пути Сужаются маnые Бронхиолы расширяются , чтобы пропускать больше воздуха . Получен н ый кислород мышцы смогут испол ьзовать для сжигания топлива, если придется спасаться бегством. а дыхатеnьные пут и В расслабленном состоя нии са ды ха тельные пути в легких 1- U 'S снова принимают обычный размер, обеспечивая О нормальный приток кислорода . са Увеличивается лросвет артерий Артерии в мышцах и головном е а :1 Сужаются кровеносные мозге расширяются и дают этим органам больше кислорода, чтобы быстрее действовать и думать. сосуды Когда человек расслабляется, При этом кровь может отливать артерии возвращаются в обычное состояние, а кровь от кожи, вызывая бледность. более равномерно распределяется по организму. Увеличивается частота сердечных сокращений Чтобы отправить больше крови за кислородом в легкие и быстрее распределить кислород по организму, пульс учащается до 100 и выше ударов в минуту. ,., L- о :1 'S о :z: :z: s с u Частота сердечных сокращений эамедnяется При расслаблении частота сердечных сокращений приходит в норму. Ее показатели в состоянии покоя варьируют в зависимости от физической формы. Печень выдепяет сахара Печень обеспечивает организм энергией . Она выделяет из своих запасов ••• глюкозу, которая во всем теле используется для получения энергии . Печень заласает сахара В расслабленном состоянии печень запасает энергию. Любой лишний съеденный сахар отправляется на хранение в печени или превращается в дополнительную жировую ткань •• • .
Пищеварение э амедляется Желудок получает команду остановить пищеварение . Если стресса нет, желудок начинает убегать, поэтому во время заниматься пищеварением: по этой тяжелого стресса иногда начинается рвота. Кишечник работает медленнее Кишечник во в р емя стресса не самый важный орган, поэтому кро вь отливает от него, и движения ки ш ечника замедляются или вообще останавливаются. Расслабляется сфинктер мочевого пуэыря Мышцы, которые обычно держат 9 Стимулируется пищеварение С полным желудком тяжело мочевой пузырь закрьггым, в момен­ ты тревоги расслабляются, поэтому пр иходится часто бегать в туалет. ПодrОТОВl(а 1( активным действиям Этим занимается симпатическая нервная система . Когда дело сделано, включается противодействующая парасимпатическая нервная система , которая по другим нервам возвращает организм в расслабленное состояние . причине в тишине и покое можно услышать урчание в животе . Действовать/ расслабиться Несознательными функциями организма управляют спинной мозг и мозговой ствол. В зависимости от того, должен ли организм действовать или можно отдыхать, сигналы проходят по двум разным сетям нервов. НеРВЫУСПОl(аиваютси Вегетативная нервная система состоит из двух систем­ « близнецов » : симпатиче с кой и парасимпатической. Парасимпатические нервы замедляют многие процессы и инициируют пищеварение. Их действие, как правило, незаметно. Человек не может в п олной ме ре контролировать мышцы мочевого пузыря. В состоянии покоя они держат пузырь закрытым . высту п лением и л и свиданием воз н икает из-за уме н ьшения волнение и тошнота. ]:::а ~~ O\ t':I ..,:s: :s:== Q:s: m ......... имеет богату ю и н не р ваци ю, может возникнуть рефлекторное re ~ tZI со кровото ка в жел уд ке. Желудок и, когда к ро в оток снижается, tJj Cl> tzI сокращается Странн ое о щуще ни е п еред ф . n..,:s:' • 'd Сфинктер мочевого пуэыря ОТКУААМ80' ~ Работа кишечника ускоряется В кишечнике всасываются пита ­ тельные вещества, а его движения проталкивают вперед непереварен­ ные отходы . Когда человек спокоен , процесс идет быстрее . m со
Ушибы, растяжения и разрыьI ПОЧЕМУ ПРИ УДАРЕ ЛОКТЕМ «ТОКОМ &ЬЕТ»1 Во время тренировок, из-за перегрузок Удар по локтю прижимает или несчастных случаев мягкие ткани организма локтевой нерв, проходящий (нервы, мышцы , сухожилия и связки) могут по внешней стороне локтевого травмироваться. Особенно часто это происходит сустава, к кости, вызывая у пожилых и людей в плохой ощущение электрического физической форме. разряда. Связка запястья Проблемы с нервами Нервы бывают длинными и иногда Мышцы верхней части проходят в узких туннелях между предплечья защищают костями. Такие туннели направля­ ют и защищают нерв, но могут нервы от ударов Сред инн ый и сжать его, вызвав боль, онемение нерв и покалывание. Нервы сдавлива­ ются при отеке тканей в результа ­ те травм, из -за неудобной позы в течение длительного времени или при смещении окружающих Синдром запястного канала Срединный не р в проходит между костям и запястья и прочной связкой, соединяющей структур (например, при позвоноч ­ основание большого пальца ной грыже) . и мизинца. Ущемление этого нерва Неприкрытый локте вой ...., L - нерв мож но задеть при ударе по локтю вызывает болезненное покалывание Локоть в кисти, запястье и пред плечье . Голо ва откидывается Хлыстовая травма Голову сильно назад, и с у ставы шеи Хлыстовая травма шеи чрезмерно расходятся бросает вперед возникает, когда голова резко запрокидывается назад , Позво н ки сдавливают / меж п озвоночные а затем вперед , или наоборот. диски Нередко случается при автомобильной аварии Связка, у водителя и пассажиров. разорванная резким движением Сдавленные диски ... и разорванные связки Внезапное хл ыстовое дв и жен и е вызывает сотр я се н ие шеи и может травмир о вать кости п озвоно ч ни к а, сдавить меж поз в он о ч ны е дис к и , разо р вать связки и м ышц ы и р астянуть проходящие в шее не р вы . - ПЕРЕРАЗГИБАНИЕ " _...._-... СГИБАНИЕ
В ДВИЖЕНИИ 70 / 71 Ушибы , растяжения и разрывы Боли в спине Чаще возникают в уязвимой нижней части спины, которая поддерживает Растяжение основную массу тела. Нередко связаны с неправильным поднятием мышц и сухожилий тяжестей: спину надо держать прямо. Растяжениям подвержены Излишнее растяжение приводит как мышцы , так и сухожи­ к разрыву и спазму мышц, растяже ­ лия, соединяющие мышцу нию связок и даже смещению одного с костью. Мышцы и связки из маленьких скользящих суставов между позвонками (см. с. 40). В ре­ зультате сдавливания мягкая , желеобразная центральная часть межпозвоночного диска может растягиваются и рвутся Разрыв в результате падений или мышечного скручивающих движений. волокна Это ведет к болезненным Мышцы спазмам , опуханию и даже и связки эластичны, прорвать фиброзную оболочку но при чрезмерном временной скованности и надавить на нерв. Лечение включа­ растяжении способны или снижению подвижности. ет применение обезболивающих порваться. Например, падение на лыжах иногда средств, мануальную терапию. при водит к разрыву Желательно сохранять подвижность. сухожилия надвое. Разрывы мышц спины медленно заживают из -за ограниченного Разрывы связок голеностопного сустава ---::;,,..-.:." ' - -""- кровотока Связка Растяжение МЫWЦ голеностопного При плохой физической сустава форме мышечный тонус слабый, поэтому мышцы легко растягиваются при Ахилловосухожилие подъеме и переносе тяжестей , неловком наклоне и даже продол ­ жительном сидении в одном положении . Позвоночная грыжа Поврежденный межпо ­ ЧАЩЕ ВСЕГО РАСТЯЖЕНИЯ ЗАТРАГИВАЮТ ГОЛЕНОСТОПНЫЙ СУСТАВ звоночный диск нажимает на корень нерва, вызывая покалывание, спазм 1IPt_IIРАСТЯJКЕНИЙ и боли в спине. При раз­ драже н ии седалищного нерва возникает стреля ­ ющая боль в одной ноге. Требуется комплексный подход. Нужно обеспечить защиту (использо­ вать опору, костыль), покой (не напря ­ Смещенный межпозвоночный гать травмированную конечность), диск холод (приложить пакет со льдом, Костные wnopbI Когда позвонки стареют и изнашиваются, попытка костной ткани справить­ ся снебольшим воспалением приводит к образованию выростов, которые надавливают на корень нерва и вызывают боль. чтобы свести к минимуму отек и кровотечение); наложить эластичный бинт и приподнять конечность, чтобы уменьшить отек.

ВОПРОСЬI ЧУВСТВ
nЕГКИIiI ВЕТЕРОК И3МЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИКОСНОВЕНИЕ ПЕРЫШКОМ Движение волоса Температура и боль Очень леrкое прикосновение Осязание работает даже без Нервы , не окружен н ые особыми Чуть глубже свободных нервных непосредственного контакта с кожей . структу р ами, чувствительны к холоду, окончаний расположены тельца Поток воздуха и п рикосно ве н ие те плу и бол и . Эти ре цепто р ы находятся Меркеля, чувствительные к волосу приведут в действие нервы в эпиде рмисе, бл иже к п оверхности . к малей ш ему прикосновению. Особенно много и х в кончиках в его основании. пальцев . Под давлением Чувство осязания складывается из сигналов, идущих от нескольких видов кожных рецепторов . Некоторые из них сосредоточены в конкретных областях, например в кончиках пальцев. «ЧУЯТЬ НУТРОМ»? За осязание почти целиком ОТ­ вечают кожа и суставы , однако дискомфорт можно почувство вать и «нутром » - благодаря механо- и хеморецепто ­ как чувствует кожа Множество рецепторов - рам, расположенным микроскопических сенсор ов - расположены на разной глубине кожи. Они по - своему реагируют на любое прикосновение . Рецепторы генерируют нервный импульс в ответ на раздражение или изменение их формы . внутри и вокруг кишечника .
МЯГКОЕ ПРИКОСНОВЕНИЕ I • . . . . Вибрация и давление Легкое прикосновение Давление и растяжение Рецепторы легкого прикосновения Если под давлением кожа растягивается, Глубже всего расположены рецепторы хорошо подходят для чтения алфавита срабатывают глубинные рецепторы . в суставах и коже. Они не устают, поэтому Брайля : они расположены плотно, их Они теряют активность уже через реагируют на постоянное давление или разряды короткие. Дают точную несколько секунд, поэтому сообщают вибрацию. и быстро обновляющуюся информацию. о быстрых изменениях, а не о постоянном давлении . Ладони и пальцы оче н ь чувствительны, однако больше всего нервных окончаний 300 на кончиках пальцев . В подушечках есть тысячи 120 прикосновения . С их помощью можно чувствовать даже ВЫЯВЛЯТЬ ДЕТАЛИ текстуру поверхности . на квадратный сантиметр ПАЛЬЦЕВ СПОСОБНЫ сенсоров легкого Число нервных окончаний КОНЧИКИ ____ 50 ТЕКСТУРЫ В 10000 РАЗ ТОНЬШЕ ВОЛОСА
Восприятие ~ ощущении Микроскопические рецепторы кожи , языка , горла, суставов и других частей тела по чувствительным нервам отправляют осязательную информацию в головной мозг. Там она попадает в сенсорную кору, обрабатывается и анализируется. как чувствует rоловиой мозr Распознать место прикосновения помогает карта всего организма, расположенная в сенсорной коре - одном из участков внешнего слоя мозга. Она несколько искажена. Некоторые части тела намного чувствительнее и густо усеяны нервными окончаниями, поэтому занимают на карте заметно увеличенную область. Сенсорная кора Гомункулюс Представим сенсорную кору в виде гомункулюса. Его части тела пропорциональны соответствующим им областям сенсорной коры и раскрашены !III1 собирает все данные, чтобы определить, твердый предмет или мягкий, в тот же цвет, что и области головног;.;о. . . . . . гладкий или шероховатый, теплый или холодный и так далее. мозга на иллюстрации ниже . Чувств ительны й косяэанию Если смотреть сбоку, часть поверхности головного мозга , которая получает осязательную информацию, представляет собой узкую полоску, уходящую вглубь, в расщелину между мозговыми полушариями. Эта розовая полоса - чувствительная кора, принимающая осязательную информацию Желтым обозначен наружный слой большого мозга - кора. Эта огромная , образующая складки структура составляет большую часть мозга человека Чувствительные области В коре непропорционально больше места отведено частям тела, которые дают самую подробную осязательную информацию: губам, ладоням, языку и кончикам пальцев. В КОЖЕ ИМЕЕТСЯ 5 МИЛЛИОНОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ НЕРВНЫХ ОКОНЧАНИЙ
ВОПРОСЫ ЧУВСТ~ Восприятие ощущении 76 / 77 Почему нельзя пощекотать caмoro себя? КАК ЧЕЛОВЕК ЧУВСТВУЕТ ТЕМПЕРАТУРУ? Специальны е нервные окончания кожи чувствительны к теплу и холоду. В границах 5- 45 ос оба типа оконча ­ ний срабатыва ют постоянно, но с раз­ ной частотой, благодаря чему моз г определяет, насколько вокруг тепло . За этими пределами преобладают в этом случае мозг скопирует тип планируемых движений пальцев и отправит его в части тела , которые хочется пощекотать , предупреждая их - и приглушая реакцию. Движения своего организма мозг может точно предсказать и отфильтровать. Это явление иллюстрирует важнейшую способность мозга отсеивать ненужные сенсорные данные. окончания одного вида и реги ­ стрируется не температу- ра, а боль. Прикосновением управляет сенсорна я кора - ,-='-":--:-:---::-:"- За удовольствие отвечает эта часть коры головного мозга Настоящая щекотка активирует нервы, идущие в центр удовольствия, а также осязательные центры в головном мозге Если пощекотать - --t-- ----t самого себя, нервный путь идет только в сенсорную кору Эксперимент с щекоткой На этой схеме доказано, что мы не можем сами себя пощекотать . Однако некоторым удается рассмешить себя щекоткой . ЧУ Ж АЯ РУ К А
Путь60ПИ Нервные пути из внутренних Хотя боль неприятна , она невероятно важна для органов проходят в головной мозг рядом с путями от кожи организма: предупреждает о повреждениях , и человек и мышц . Из -за этого мозг может действует, исходя из болевой интенсивности . неправильно оценить сигнал от органа и принять его за боль бл излежащих мышц или Ощущение боли участка кожи Болевой сигнал проходит от рецепторов в месте более распро­ повреждения по нервам в спинной, а затем в головной страненну ю мозг, где боль осознаётся. Искусственные и вероятную . - и естественные болеутоляющие средства останавливают этот поток информации. Медленное ------:r=--~ волокно типа С Быстрое волокно типа А -I-- - - - - ' c Быстро или медленно? Волокна типа А покрыты миелиновой оболочкой и проводят сигнал быстрее волокон типа С. Острая, локализованна я боль проводиться по волокнам А, а тупая боль ижжение - с. ОСТРАЯ , ЛОКАЛИЗО ­ ВАННАЯ БОЛЬ БОЛЕВЫЕ СИГНАЛЫ ПО ВОЛОКНАМ 2 ТИПА А ПРОХОДЯТ В 15 РАЗ нервная клетка Под действием простагландинов обнаженные нерв н ые окончания БЫСТРЕЕ, ЧЕМ ПО ВОЛОКНАМ начинают отправлять сигналы о боли по аксонам в нервы . ТИПАС БIIОКlilРО8ка 8 месте повреlllДеНIiIJI При ушибе клетки кожи • • • Клетка выделяет - . / молекулу дины), которые активируют гландина и сигнал простагландина окружающие нервные клетки . не возникает. I ПростаГllаНДIiIНЫ химические вещества (простаглан ­ выработку проста­ КОЖА 1 повреждаются и выделяют Аспирин блокирует ~ ~ I Стимулированная Поврежде н ная клетка ~I ~ I ~ ~ I ~ I ~ I Физическое пов реждение ~ прямо стимулирует болевые рецепторы, вызывая первую боль СИНЯК ПОРЕ З
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Путь боли Сигнал боли передается через синапс 78 / 79 между нейронами с помощью химических веществ Кора интерпретирует химическое сообщение как боль 4 Прохождение сообщения По пути в головной мозг элек­ трические импульсы передаются от нейрона к нейрону через синапсы с помощью химических веществ. Мозговой ствол выделяет естественные опиоидные обезболивающие, которые частично подавляют прохождение импульса через синапс , что уменьшает чувство боли . Таламус распре ­ Химическое деляет болевые сообщение Обезбоnивающие о боли Опиоидные препараты, естественные опиоиды организма . 5 Нерв клетками, уменьшая или блокируя в гоповном мозге Сигнал попадает в кору - часть мозга, отвечающую за сознание. Инфор­ в спинном сообщение о боли . Полное ные зоны коры в головной мозг например морфин, имитируют Они связываются с нервными сигналы в различ ­ Нерв идет мация о боли включает области коры, обезболивание при меняется занимающиеся эмоциями, вниманием в медицине . и оценкой важности события . Из-за их активности можно почувствовать боль даже без причины . Задний рог спинного мозга Это один из четырех основных столбов из нейронов в спинном мозге. Отвечает за обработку осязательной информации, Нерв соединяется включая боль. со спинным мозгом Почему мы чешемся? ЗУД Зуд возникает из-за поверхностного раздражения кожи или химических веществ, например, выделяющихся при воспалении. Вероятно, в ходе эволюции зуд появился ДЛЯ борьбы с кровососущими насекомыми . Рецепторы зуда отличаются от рецепторов прикосновения и боли. Сигнал проходит через спинной мозг в головной , где инициируется реакция - почесаться. Почесывание стимулирует рецепторы прикосновения и болевые рецепторы боли, блокируя сигналы от рецепторов зуда. Цикnзуда Почесывание раздражает кожу, из -за чего зуд усиливается. Кроме того, мозг выделяет серотонин, чтобы приглушить возникшую боль и получить временное облегчение. Когда действие гормона прекращается, зуд может стать еще сильнее .
Какрабо ает глаз у человека изумительное зрение. Он может видеть далекие и близкие объекты ясно, подробно и в цвете. Первая стадия зрительного процесса это фиксация изображения , формирование четкой - картинки на световых рецепторах глаза. Затем эту картинку нужно 82-83), которые сможет 84-85). превратить в нервные импульсы (см. с. обработать головной мозг (см. с. Глазница - углубление в черепе, в котором расположено глазное яблоко Роговица - слегка выступающее Сетчатка полна куполообразное светочувствительных рецепторов, «окно . спереди - - ---:- которые преобразуют свет глаза в нервные импульсы ----;f-- --=t-- - - Радужка - цветная часть глаза, содержит мышцы , меняющие размер зрачка - --""-- ---1, - - - Зрачок - '" I отверстие в центре радужки . Он работает как диафрагма фотоаппарата, регулируя количество поступающего света i Пройдя через зрачок, свет попадает на хрусталик На границе воздуха и роговицы свет преломляется Внутрь rпаза Зрительный нерв проводит Глаза постоянно скан ируют окружающий мир, нервные сигналы от световых рецепторов в головной мозг улавливая свет. В глаз лучи попадают через выступаю­ щее прозрачное окно - роговицу. Там свет преломля­ 1 ется и проходит через зрачок, контролирующий его интенсивность, а затем точно фокусируется на сетчат­ ке меняющим форму хрусталиком. Миллионы фоторецепторных клеток сетчатки формируют изображение и отправля ют его в головной мозг. Преломление света Благодаря выпуклой форме роговицы свет преломляется Сосудистая оболочка содержит кровеносные сосуды, идущие к сетчатке и склере И проходит через зрачок к точке фокуса внутри глаза . Зрачок позволяет контролировать количе ­ ство попадающего в глаз света .
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ как работает глаз 80 / 81 Сенсоры света в сетчатке Расслабление мышц делает хрусталик тоньше и фокусирует его на удаленных объектах 2 Зрительный нерв Автофокусировка з Изображение на сетчатке Попадая на сетчатку, свет стимулирует более При взгляде на близкие и удаленные предметы фокусировка происходит без участия сознания. 100 миллионов В первом случае мышцы, соединенные с хрусталиком , матрицы цифрового фотоаппарата. Типы интенсивности и цвета сокращаются, связки ослабляются, и хрусталик изображения передаются в виде электрического сигнала выгибается, увеличивая преломляющую силу. по зрительному нерву в головной мозг. Верхнее веко Яркий свет Радужка - световых рецепторов, действующи х как пиксели цветная часть глаза. Отверстие в ее центре - опускается железаМИ под верхним веком, yвnажняlOТ зрачок. Мышцы радужки сокращаются и расслабляются, меняя размер зрачка и пропуская в глаз больше И смазывают таз, а также cмывalOТ с его Нижнее веко поверхности мenкие заrpязнения. Cnезы не движется, eCtЪ всегда, хотя текут только во время когда человек nnaчa МИ когда таза cne3ЯТCII. мигает ----'li~. или закрывает или меньше света. cмuк8 CneJЫ вырабатыаloтcll cneэнымм глаза Из cneЗНbIX_з ПО cneзным протокам cneзы попадаlOТ на глаз. Радужка - цвет­ ное мышечное кольцо Зрачок расширен Ставни Глаз - очень уязвимый орган . Если ему что-то угрожает, веки рефлекторно закрываются . и пропускает больше света Первая линия защиты ПРИГЛУШЕННЫЙ СВЕТ Ресницы и веки помогают защитить глаза. Ресницы не дают попасть пыли и другим мелким частицам, а веки ----;.---.,.,-- Зрачок сужен и пропускает меньше света прикрывают от более крупных предметов и раздражающих веществ в воздухе. Еще веки распределяют ЯРКИЙ СВЕТ по поверхности глаза слезы . Капельки nOЯВIIЯIOТCII, ecnи cneзной ЖИДКОСТИ выpa6aтыается слиwком - много М она не выводится через нос Кaнan отводит слезы внос -=
Формирование изображения Изображение формируется на сетчатке. Она размером всего с ноготь большого пальца, однако картинка получается невероятно четкая и подробная. Клетки сетчатки преобразуют лучи света в изображение. ПЕРЕД ГЛАЗАМИ? Инородные тела, попавшие в желеобразную жидкость, как видит человек заполняющую глаз, могут сво­ бодно двигаться и бросать тень Изображения образуются в задней части глаза на светочувствительном слое - на сетчатку. Эти тени кажутся сетчатке . Ее клетки чувствительны к свету. Лучи инициируют в клетках сетчатки нам плавающими перед нервные сигналы , которые проходят в головной мозг и там глазами точками обрабатываются. Сетчатка содержит два вида клеток: колбочки , и фигурами. определяющие цвет (длину волны) , и палочки, которые на это не способны . Лучи света отражаются Перевернутое Роговица от предмета \ изображение преломляет лучи \ ~ света ~'~ ~ ~~ "~ I БЕЛЫЙ СВЕТ Хрусталик фокусирует Лучи света лучи света Белый свет состоит из лучей с разной в центральной длиной волны . Некоторые рецепторы к определенным вокруг центра сетчатки, хотя в самой центральной области Ближе к центру расположения - ямке - их нет. Ямка наполнена колбочками сетчатки плотность и воспринимают цвет. Палочки и колбочки Палочки гуще всего расположены колбочек глаза чувствительны длинам волн сJ·"ЧАТI(~ ямке очень много _ ----;;--_ __ палочек больше и не содержит кровеносных сосудов , поэтому дает четкую, подробную картинку. В самом центре ямки находятся только колбочки для Палочки и колбочки расположены красного и зеленого цветов . перед нейронами и не мешают прохождению нерва Палочки и колбочки Эволюция слепоrо пятна находятся за нейронами В человеческом глазе палочки и отчасти мешают и колбочки находятся за нейрона­ - это место, где из глаза выходит зрительный нерв прохождению нерва ми. Чтобы попасть в головной мозг, В головной мозг нервы выходят в одной точке в зад­ 20-100 ней части глаза . В этом месте находится слепое пятно, где нет ни палочек, ни колбочек . Головной МИЛЛИСЕКУНД мозг компенсирует этот недо­ статок, угадывая, что должно ЗАНИМАЕТ ДВИЖЕНИЕ быть в слепой области, и авто­ матически заполняет ее. А вот ГЛАЗА ПРИ БЫСТРОМ в глазе кальмара нейроны находятся за палочками и кол - бочками, и слепого пятна нет. Слепое пятно ГЛАЗ ГЛАЗ КАЛЬМАРА ЧЕЛОВЕКА ЧТЕНИИ
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Формирование изображения 82 / 83 ............................................................................ Колбочки отправляют Попадание на сетчатку нервные сигналы После фокусировки хрусталиком лучи света попадают в ответ на зеленый, красный и синий цвет через внутреннюю часть глаза на сетчатку, где 1-- - -.-------, расположены световые рецепторы : палочки и колбочки. Под действием света рецепторы активируются, и близлежащие нервные клетки отправляют сигнал, который проходит по нервным волокнам к головному мозгу. Палочки посылают в сумерках цветок может нервные сигналы в ответ казаться черно-белым на любой цвет и работают при слабом Черно - белое з рение Палочки очень чувствительны к свету и позволяют нам видеть в сумерках, но они ...~ ~,~ ~,~ - Нервные сигналы проходят ~ по нервным волокнам Слепое пятно - : .. ... ~ .... ---7 ~ не умеют различать цвета . Колбочки 7;~" О ~~~~~;~~~~; о 0<' 1"7"ЕНкИ c.t V Благодаря колбочкам можно ...... . увидеть цветок во всей красе Цветное зрение Колбочки обеспечивают цветное зрение, но работа ­ ют лишь при ярком свете . Есть три типа колбочек : чувствительные к красному, синему и зеленому цвету. Их сочетания позволяют увидеть миллионы различных оттенков . Если не отрываясь на что-то смотреть, стимулируемые палочки и колбочки начина ­ Луч света ют « уставать». Если теперь перевести взгляд, проходит через « уставшие » И « неуставшие » клетки пошлют внутреннюю разные сигналы . Из-за этого на сетчатке часть глаза появляется контрастное остаточ- на сетчатку ное изображение. Его можно увидеть, если 30 секунд Свет и нервные сиrнапы Белыми стрелками Лучи (вета показано направление световы х лучей . Зеленые Цветн ое и синие стрелки оз н ачают изображе н ие нервные сигналы , проходящие через глаз . ~ Черно-белое изображение Стен ка клеток образует заднюю часть сетчатки смотреть на попугая на картинке, а потом переве­ сти взгляд на клетку.
Зрение в rоловном мозrе Глаза поставляют необработанные зрительные данные о мире , а головной мозг извлекает из этих данных полезную информацию. Информацию нужно выборочно модифицировать и получить зрительное восприятие мира: оценить движен~е, глубину, учесть освещение. Бииокуляриоезреиие Человек способен видеть в трех измерениях благодаря расположению глаз: они смотрят в одном направлении , но находятся на некотором расстоянии друг от друга. От расстояния между объектом и точкой фокусировки зависит, насколько изображение, видимое правым глазом, будет отличаться от видимого левым . Эта разница помогает оценить Зрительные пути Зрительная информация поступает в заднюю часть мозга . По пути сигналы проходят через зрительный перекрест и частично переходят в противоположное полушарие головного мозга . удаленность предмета . (текло Тр ехмерноезрение с поляризующим Умение человека видеть предметы объемными фильтром пропускает используется в трехмер­ ной кинематографии и телевидении. Оператор снимает два изображения : одно из поляризованных световых волн, осцилпиру ­ ющих вверх-вниз, а второе­ СТОЛЬКО КАДРОВ под другим углом со светом , осциллирующим из стороны В СЕКУНДУ В сторону. Если каждый гпаз получает слегка иное изображение, мозг начи ­ нает верить, что он видит трехмерную картинку. п оляризованный свет проходит через другой фильтр СМЕНЯЕТСЯ ВКИНО
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Зрение в головном мозге Сход я щиеся линии Эта машина кажется больше, хотя обе помогают оценить Перспектива 84 / 85 одинакового размера расстояние Две прямые линии, например железнодорожные .... рельсы, как будто сходятся где -то вдалеке. Этот эффект используется для оценки глубины изображения: учитывая эту и другие подсказки , например изменения текстуры и сопоставление с объектами известного размера, можно оценить расстояние. На картинке справа иллюзия возникает из-за восприятия сходящих­ ся линий и сравнения размеров машин и полосы . ,,~60E ПОЛУШАР"'Е ИЛЛЮЗ ИЯ ПЕРСПЕКТИВЫ Левая зрительная кора получает сигналы Человек привык видеть предметы при разном с левой стороны освещении, и мозг учитывает сетчатки это, нивелируя эффект тени каждого глаза и света . Это значит, что банан всегда будет казатьс я желтым Правая независимо от освещения . зрительная кора получает Но иногда мозг видит только то, сигналы что ожидает у видеть . с правой Квадрат А кажется стороны сетчатки каждого глаза Зрительная лучистость - это полоса нервных волокон, которая п роводит зрительный сигнал от зрительного бугра в правую светлее из -за тени цилиндра зрительную кору КАДР Мультипликация Глаза не передают равномерный поток информации, а поставляют в мозг ряд снимков - 1 КАДР 2 " .. .... / Реальное движение между Воспринима емое движение между кадрами как кинофильм . На основе этих картинок мозг воспринимает движение, и именно поэтому так легко искусственно создать впечатление непрерывного движения с помощью кинопленки . Однако этот процесс может пойти Иллюзия движения На экране телевизора колеса автомобиля как будто вращаются неправильно, так как последовательность назад, потому что между кадрами они не успевают сделать полный неподвижных кадров может быть обманчива. оборот. Головной мозг ошибочно воспринимает это как медленное движение в другую сторону.
Пробпемысозреиием Глаз - это сложный , ранимый орган. Зрение может ухудшиться как из-за заболеваний и повреждений , так и из-за естественной дегенерации по мере 0900/0 старения . К счастью, многие проблемы такого род а lб-18-ЛЕТНИХ ле гко исправить . ПОДРОСТКОВ В НЕКОТОРЫХ Зачем иужиы очки? ГОРОДАХ СТРАДАЮТ Когда свет от объекта преломляется хрусталиком и роговицей и фокусируется на сетчатке (см . с. 80-81), изображение получается БЛИЗОРУКОСТЬЮ четкое и ясное. Если этот процесс слегка нарушается, изображение будет размытым . Очки корректируют избыточное или недостаточное Астигматизм преломление света и исправляют фокусировку. Близорукость встречается Самый частый вид астигматизма все чаще; возможно, потому что людям больше приходится смотреть связан с тем , что роговица или на близкие, а не на удаленные объекты. хрусталик формой напоминают мяч Четкое изображение для американского футбола . Из -за этого изображение фокусируется на сетчатке горизонтально, но по вертикали фокус может смещаться перед или за сетчатку (или наоборот). Дефект можно скорректировать с помощью очков Близлежащий или лазерной операции . объект Что чеnовек ВИДИТ ДаnЬНОЗ0РКОСТЬ Больные астигматизмом видят размыто у дальнозорких людей изображение вертикальные линии и четко от ближайших объектов фокусируется горизонтальные или наоборот. Иногда за сетчаткой . Это состояние обычно искажены обе оси: одна может быть возникает с возрастом , так как хрусталик дальнозоркой, а другая теряет гибкость и преломляет лучи недостаточно для их фокусирования на сетчатке. - близорукой . Размытое изображение на сетчатке Хрусталик слишком выстулающий и круглый НЕ В ФОКУС Е Отдаленный объект БnИЗ0РУКОСТЬ Из-за излишне сильного преломления хрусталиком и роговицей изображение фокусируется перед сетчаткой, и удаленные объекты кажутся размытыми. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ФОКУС ФОКУС
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Проблемы со зрением 86 / 87 Катаракта Катаракта вызвана помутне­ нием хрусталика , которое ухудшает зрение и является причиной половины случаев слепоты во всем мире. Заболевание чаще встреча­ ется у пожилых , но может быть вызвано и средовыми факторами, например ультрафиолетовым излучени­ ем или травмой. Катаракту лечат хирургически: хруста­ лик удаляют и заменяют искусственным . 3доровое з ренме Ра з мытое з рение Свет легко проходит через Хрусталик мутнеет, лрозрачный хрусталик, цвета блекнут, и человек видит четкое и изображение изображение. становится нечетким , так как свет рассеивается . Глаукома В норме избыток водянистой влаги из глаз безопасно Офтальмологи проверяют зрение по многим выводится в кровь. Глаукома возникает, если отводя­ параметрам . Чтобы выявить диабет, глаукому или щие каналы блокируются и жидкость начинает накап­ катаракту, глаза осматривают изнутри и снаружи . ливаться. Причины этого заболевания не вполне ясны. Можно диагностировать еще один вид проблем - цветовую слепоту (дальтонизм) . Этот изъян вызван нехваткой или дефектом некоторых видов колбочек, Водянистая поэтому страдающие дальтонизмом не различают влага­ некоторые цвета жидкость, - чаще всего красный и зеленый. находящаяся между хрусталиком и роговицей , оказывает давление Одни люди видят jlilillli!l!lllllllllllllli; Заблокированный на картинке выводящий канал ----"~ Jr число а некоторые - Повышение внутри глазного ни того, давления может повредить зрительный нерв, и сигналы перестанут поступать в головной мозг. Без лечения глаукома чревата слепотой . 74, другие - 21 , Повышение давления ни другого . Давление растет Зрительный нерв -~~JJ~~ ~~~~~~;~~~~J~f ,
Как работает ухо Три полукружных у органа слуха непростая работа канала внутреннего преобразовывать - уха - это органы равновесия, звуковые волны в воздухе в нервные сигналы, которые не участвующие может интерпретировать головной мозг. Звуковой сигнал в слухе обрабатывается в несколько этапов. Уши способны усиливать слабые звуки и определять источник звука. как провести звук в орrаиизм Попадая из воздуха во внутре ннее ухо, звуковые Молоточе к­ волны могли бы терять интенсивность. Но в ухе первая они поэтапно усиливаются . Вибрируя, из ко с точе к ух а барабанная перепонка толкает первую из трех крохотных косточек среднего уха , которые по очереди двигаются, нажимают на овальное окно и создают волны в жидкости улитки . Проходя через косточки, звук усиливается в 20-30 раз. Вибрация барабанной перепонки п е редается Про ведение звука Звуковые волны проходят по каналу и заставл яют ви брировать барабанную перепонку. Вибрация передается по тре м молоточ к у Барабанная перепонка ---7"'---+-- вибрирует слуховым косточкам . Они соединяются так, чтобы усиливать вибрацию по принципу рычага . Последняя косточка толкает овальное окно ухо, - вход во внутреннее и вибрация передается жидкост и в ул и тке . Овальное окно - это НАРУЖН~ Вторая косто ч ка наковальня - передает вибрацию yxo'-~ } мембрана, как и барабанная перепонка стремечку, последней Стремечко ~~--- толкает жидкость Звуковы е вибрации ОГЛУШИТЕЛЬНЫЕ ЗВУКИ? форме ушная раковина направляет звуковые волны в слуховой канал и помогает определить, откуда ---'-:-~ пришел звук в слухово й канал мембраной окно попадают Благодаря своей в улитке через закрытое громким звукам, так как малень­ кие мышцы удерживают слуховые косточки и не позволяют им силь­ но колебаться. Таким образом улитка предохраняется от повреждений .
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ как работает ухо 88 / 89 Звуки разной высоты Внутри улитки находится базилярная (основная) мембрана, а на ней - чувствительные волосковые клетки. Участки мембраны колеблются с неодинаковой частотой, так как ее жесткость меняется по длине улитки. Поэтому звуки вызывают колебания волосков у клеток, находящихся в разных местах улитки. Головной мозг различает высоту звука по расположению реагирующих клеток. Вибрирует гибкая отправляет электричес­ ки е си г налы в головной Жесткая Короткие базилярная высокочастотные мембрана волны высокого вибрирует звука Низкий звук, волны низкой часть базилярной мембраны частоты • мозг ...... • ТРЕУГОЛЬНИК ТУБА ковых клеток .... Звук проходит через жидкость в улитке Евстахиева труба соединяет Высокие ноты Высокие ноты - Низкиеноты это звуковые волны Более длинные, низкочастотные волны высокой частоты. Они активируют базилярную мембрану у ее основания, базилярную мембрану вибрировать рядом где она жестче и вибрирует быстрее. с верхушкой, где она шире и менее натянута . проходят через улитку и заставляют ухо с носом и ртом Превращение в электричество Содержащаяся в звуке информация (тон, высота, ритм и интенсивность) преобразуется в электрические ЧАСТЬ ВНУТРЕННЕГО УХА НАЗЫВАЕТСЯ УЛИТКОЙ сигналы , которые отправляются в головной мозг для анализа . Сколько именно информации кодируется, пока не известно, но делают это волосковые клетки ИЗ-ЗА СХОДСТВА и слуховые СО СПИРАЛЬНОЙ РАКОВИНОЙ нервы . Край базилярной мембраны Волоски волосковых клеток сгибаются при движениях базилярной мембраны Нервные МОЛЛЮСКА r Возникновение нервного импупьса клетки При колебании волосков волосковые возбуждаются РАСПОЛО ­ клетки активируются и выделяют ЖЕНИЕ специальные вещества УЛИТКИ миттеры . Они возбуждают нейроны , в головной находящиеся в основании улитки . мозг - нейротранс­ и отправляют сигнал
Как головной МОЗГ СЛЬIШИТ Для извлечения информации из звуковых сигналов необходима сложная обработка. Головной мозг определяет, что это за звук , откуда он пришел и как к нему относиться. Мозг способен сосредоточиться на том или ином звук е и даже полнос т ью и г норировать посторонние шумы . Локanизациязвука Чтобы понять, откуда раздался звук, используются три основные подсказки: тип частот, громкость и разница времени получения сигнала правым и левым ухом . Тип частоты говорит о том, спереди или сзади слышится звук, так как из-за формы уха сигнал, приходящий спереди, имеет другой тип частот, чем приходящий сзади. Звук слева громче слышится в левом ухе, особенно при высоких частотах, и достигнет его на несколько миллисекунд раньше правого . На рисунках справа показано, как головной мозг использует эту информацию. "'-_• •1"';< э.,.а._I._CI8ом~ CWIQ8P .. , ............. nPOICOДi1r 8 _ _ • • • llI8Oepacaall." ~ Ц8М'IIIIIIIIIt8I"I8*OНIII. Настройка Группируя звуки в разные потоки на основе частоты, тембра и источника, головной мозг может « настроиться» на разговор в шумном помещении . Из общего невнятного гула слух сразу выделит, например, имя человека . Дело в том, что уши по-прежнему отправляют в головной мозг сигналы от других разговоров, и важный сигнал преодоле­ вает установленный мозгом фильтр. ЧЕЛОВЕК МОЖЕТ УСЛЫШАТЬ ВАЖНУЮ ИНФОРМАЦИЮ СРЕДИ ОБЩЕГО ГУЛА
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ как голо вной мозг слышит [Ш] с этой стороны сигнал проходит большее расстояние перед встречей с сигналом из другого уха 9О / 91 в ГОЛОВНОМ МОЗГЕ ЕСТЬ КЛЕТКИ, РЕАГИРУЮЩИЕ НА ОПРЕДЕЛЕННЫЕ ЧАСТОТЫ - КАК РАЗНЫЕ ЧАСТИ УЛИТКИ ВО ВНУТРЕННЕМ УХЕ По тому, какой нейрон возбуждается, Звуки вне этой определяется источник звука зоны вызывают Зву ки внутри «зоны разные нервные невозможной локализации . реакции, следовательно, вызывают иде н тичную Звуковые волны легче определить нервную реакцию, поэтому сначала достигают • ближайшего к ним уха 'ао'"" " ПОИСК ИСТОЧНИКА Сnеnая зона у каждого уха есть 3ВУК еде. . М11 конусообразная область, внутри cnpa.. Если звук слышится сбоку, он сначала достигнет ближайшего к нему уха. В результате которой сложно выявить расположение источника звука . активируются разные нейроны, что поможет При движении головы источни к звука выходит из этой области определить, где источник шума. ИСТОЧНИК 3ВУКА Почему музыка волнует? Музыка - будь то зловещий саундтрек к фильму ужасов или привязчивая мелодия из рекламного ролика ­ может вызывать сильную эмоциональную реакцию. В возбуждении эмоций участвует много зон головного мозга, однако не ясно, почему и как музыка вызывает у слушателя такие сильные чувства и почему одна и та же песня влияет на людей по -разному. - и его можно локализов а ть . •• ЗАЧЕМ ЗАМИРАТЬ, ЧТО6Ы РАССЛЫШАТЫ Если остановиться , станет лучше слышно: звуки, вызван ­ ные собственными движения ­ ми, не будут отвлекать.
Равновесие Этот канал выявляет движение, например при выполнении колеса Уши отвечают не только за слух , но и за удержание равновесия и определение направления движения тела . Это возможно благодаря органам во внутреннем ухе по обеим сторонам головы. в конце каждого канала есть область- Повороты и движении ампула , Внутри каждого уха имеются три заполненных жидкостью - содержащая чувствительные волосковые клетки канала. Один из них отвечает за движения типа кувырка вперед, второй - за колесо, а третий - за пируэты. Перемещение жидкости говорит мозгу, в каком направлении двигается тело. Жидкость обладает инерцией . Если непрерывно кружиться, ее скорость совпадает со скоростью вращения. Положение волосков волосковых клеток при этом не меняется . После остановки жидкость продолжает двигаться, волоски сгибаются и возникает головокружение. Этот канал выявляет движение вперед и назад ПОЧЕМУ ОТ АЛКОГОЛЯ КРУЖИТСЯ ГОЛОВА? Алкоголь быстро накаплива ­ Этот канал выявляет ется в купулах внутреннего уха , они становятся легкими и очень вращательные движения головы подвижными. Если лечь, купулы сместятся и мозг решит, Желати н ообразное что тело вращается. Вращение на месте При движении жидкость внутри каналов тоже перемещается, но не сразу. Это движение смещает желатинообразную массу - купулу - и сгибает волоски клеток внутри нее : в головной мозг посылается сигнал . Когда купула сгибается в одном направлении, сигнал усиливается . Если она сгибается в другом направлении - подавляется . Это говорит мозгу о направлении движения. Сигнал отправляется Волосковая клетка покой в головной мозг поворот клетках отклоняются
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Равнове сие 92 / 93 Стабилизация взгляда Головной мозг постоянно корректирует мелкие движения мышц, чтобы удержать равновесие . Данные от глаз и от мышц в сочетании с информацией из внутреннего уха помогают определить, где верх . МОЗГ БАЛЕРИНЫ ГОЛОВА ПОВОРОТ ПОВОРОТ ПРЯМО ВПРАВО ВЛЕВО ПРИСПОСАБЛИВАЕТСЯ Корректирующий рефлекс ПОДАВЛЯТЬ ГОЛОВОКРУЖЕНИЕ обеспечивая стационарность изображения на сетчатке. Глаза автоматически корректируют движения головы , Без этого рефлекса было бы невозможно читать, так ПОСЛЕ ВРАЩЕНИЯ как слова скакали бы при каждом движении головы . Эллиптический Гравитация и ускорение мешочек чувствите ­ Внутреннее ухо чувствует не только лен к гравитации вращательные движения, но и прямолинейное ускорение. у человека есть ДЛЯ этого два органа: эллиптический мешочек, чувствительный к горизонтальным движениям, и сферический мешочек, выявляющий вертикальное ускорение (например, в лифте). Оба органа чувствуют и направление Сферический гравитации по отношению к голове, мешочек выявляет в частности, когда голова наклонена гравитацию вбок или держится прямо . и вертикальное ускорение Клеточные Восприятиегравитации Волосковые клетки в эллиптическом и сферическом мешочках находятся в желатинозном слое, на вершине которого есть структура, содержащая крохотные камни . Из-за веса этой структуры гравитация смещает ее при наклоне головы, что отклоняет волоски . При ускорении тяжелый слой начинает дви гаться позже. Если других подсказок н ет, бывает сложно определить разницу между наклоном головы и ускорением . клетка ПРЯМО Волоски отклоняются НАКЛОН отправляется сигнал
Проблемы со слухом Глухота и нарушения слуха возникают в основном из-за старения или повреждения элементов внутреннего уха. Современные технологии нередко помогают их исправить . Причины проблем Врожденная глухота обычно вызвана генетическими мутациями, мешающими нормальной работе уха. Проблемы со слухом, описанные в этом разделе книги, могут появляться из-за повреждений или заболеваний в течение всей жизни . Преграда не дает Поврежденная вибрациям достичь барабанная барабанной перепонка перепонки не передает вибрации должным образом накопление жидкости и приглушать звуки Какой ЗВУХ слишком громкий? Шкала звуков в децибелах логарифмическая , и каждое увеличение громкости на 6 децибел удваивает энергию звука. Громкие звуки повреждают волосковые клетки, и выше определенного порога клетки умирают. Если погибнет слишком много волосковых клеток, человек перестанет воспринимать некоторые частоты. ПИСТОЛЕТНЫЙ ПРОЕ3ЖАЮЩАЯ Повреждение РА3ГОВОР Любой шум громкостью свыше МАШИНА МОТОЦИКЛ КОНЦЕРТ ВЫСТРЕЛ В3РЫВ 85 децибел в зависимости от продолжительности способен вызвать повреждения . повредить слух 15 минут шума громкостью 100 де­ цибел может повредить слух ТИКАЮЩИЕ ЧАСЫ ШЕПОТ ТЕЛЕФОННЫЙ АКУСТИЧЕСКАЯ 3ВОНОК ГИТАРА 8 часов шума громкостью 85 децибел может повредить слух стью 140 децибел вызывает немедленные повреждения
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Проблемы со слухом В ВОЗРАСТЕ ОКОЛО 94 / 95 - Повреждение _----j~_ 18 ЛЕТ ТЕРЯЕТСЯ слуховой коры может СПОСОБНОСТЬ при неповрежденном вызвать глухоту даже ухе СЛЫШАТЬ ОЧЕНЬ ВЫСОКИЕ ЗВУКИ слухового нерва не дает сигналам достичь головного моз г а Если волосковые клетки необратимо поврежде н ы, человек перестает слышать ПОЧЕМУ ОТ КРИКА некоторые частоты ЗВЕНИТ В УШАХ? Громкие звуки заставляют воло­ сковые клетки вибрировать так сильно, что их кончики ломаются и посылают сигналы в мозг уже после прекращения шума . Кончики отрастают в течение суток . у здоровых волосковых клеток волоски длинные Кохлеариые имплаитаты Обычные слуховые аппараты усиливают ПЕРЕДАТЧИК звуки и не могут помочь людям ПРИЕМНИК ~8I++++-- Передатчик отправляет сигналы ) ~ на приемник внутри черепа с поврежденными или отсутствующими Приемник отправляет волосковыми клетками. Кохлеарные электрический сигнал имплантаты берут на себя функцию в улитку волосковых клеток. Усиление тока через электроды внутри улитки вырабатывает Микрофон более громкий звук, в то время как и звуковой положение активированных электродов процессор определяет высоту. выявляют звуковые волны Как они работают Внешние микрофоны улавливают звуки и отправляют их в процессор. Затем сигналы проходят во внутренний приемник через передатчик, а потом в виде электрического тока поступают на электрод н ую матрицу внутри улитки. Нервные окончания стимулируются, отправляют сигналы в головной мозг, и человек слышит. Электроды работают как волосковые клетки , стимулируя слуховой нерв
Уловить запах 2 Сенсорные клетки носа улавливают в воздухе Волосы в носу У входа в нос волоски вылавливают крупные частицы молекулы пахучего вещества . Сигналы отправляются пыли, но пропускают в головной мозг для определения запаха . Ароматы молекулы запахов, могут вызывать сильные эмоции и воспоминания оны раз меньше . которые в милли - благодаря физической связи с эмоциональным центром головного мозга. Чувство запаха . . . · .........••..... r ••• ....... ••••• ...... ..... ..... •• ••••••• Все пахучие вещества выделяют в воздух мельчайшие частицы, которые при дыхании попадают в нос, на специальные нервные клетки. Почувствовав запах, человек автоматически принюхивается: чем больше « молекул запаха» вдыхаешь, тем проще его определить. Во время еды обоняние и вкус работают бок о бок, Молекула запаха поскольку «молекулы запахов», выделяемые пищей, попадают в заднюю часть носовой полости . у ЧЕЛОВЕКА ПРИМЕРНО 12 МИЛЛИОНОВ РЕЦЕПТОРНЫХ КЛЕТОК, КОТОРЫЕ УЛАВЛИВАЮТ 10000 РАЗЛИЧНЫХ ЗАПАХОВ! Типы заnахов 1 Пахучие предметы, например свежевыпеченный хлеб, испорченный сыр или горящая резина, выделяют молекулы запаха . Тип частиц определяет характер запаха и интенсивность - к некоторым молекулам человек чувствительнее. Полная потеря обоняния , аносмия , бывает врожденной либо приобретенной . Травмы ГОЛОвы могут вызывать повреждение нервных окончаний, уменьшение числа нервных сигналов, передаваемых в головной мозг. У больных аносмией плохой аппетит и частые депрес­ сии. Вероятно, дело в том, что обоняние связано с эмоциональным центром головного мозга. Обоняние может ПОЧЕМУ 6Ь1ВАЕТ КРОВОТЕЧЕНИЕ И3 НОСА? Покровы, выстилающие носовую полость, тонкие и полны крохотных кровеносных сосудов. Эти сосуды восстановиться само по себе или после легко лопаются и от сухого медикаментозного или хирургического воздуха, который иссушает мем ­ лечения . Некоторым помогает трени ­ ровка обоняния , которая, вероятно, в едет к восстановлению обонятельных рецепторных клеток . брану, и даже от резкого высмаркивания.
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Уловить запах ................................................................... Носовая поп ость 3 Молекулы запаха 5 .......... проникают в носо вую Ароматсаежей пищи полость с воздухо м. очень приятен. Эanax В верхней части пол ости мcnopчeнных их выявляют спе ц иа л и ­ П~8Ь1ЗЫвает зированные нерв н ы е отвращение и "ре,цу­ клетки обонятел ь н ые - преждито риске рецепторы . Костн ы е отраменм Эanax раковины излуча ют те лло, ДlllМ8Э11C1U1U1er чтобы обонятель н ы е tteМeДIIItf9Ю у6ежать. рецепторы хоро шо работали . Раковины, __------- nonные кровеносных сосудов, согревают ...... ......... . .. . ..... .~ е ~ • ~~ е • ~ ~ .. Теория ключа и замка Волоски Каждый обонятельный рецептор в носу Поступающий улавливают реаги рует на определенную воздух согревается пыль и вредны е бактерии - кровеносными группу молекул запахов сосудами носовой ключ подходит только к одному полости так замку. Разные запахи активиру­ ют разные типы рецепторов, но человек может различить больше запахов, чем у него есть видов рецепторов . Что определя­ ет связывание - форма молеку­ лы или совершенно другой фактор, Выделяющие ----~~~ слизь железы r ;;;"""'r .~iO-.._~", - пока неясно . Клетка обонятельного - ---j"-- - j рецептора Поддержива - _ _-1-_ ющая клетка молекулы запаха Второй тип Обонятеnьные рецепторы растворяются в то н ком слое с л изи н осовой п олости. Это позвол яет и м ре ц е п торов . запаха ~. .----- Одинтип Молекул ы пахучих веществ связ ы ватьс я с ко нцам и обо нятел ь ны х .. молекулы р аст в о ря ютс я в с ли зи рецептора для одного типа мо л екул ы за п аха
Накоичике ПОЧЕМУ ДЕТИ НЕ ЛЮБЯТ КОФЕ? ЯЗЬlка Отвращение у дете й к горько ­ му вкусу, вероятно, р аз вил ось, На языке расположены тысячи рецепторов , чтобbl защитить их от ядов. которые выявляют некоторые ключевые С возрастом человек химические ингредиенты пищи и интерпретируют их как одно из пяти главных вкусовых ощущений . например кофе. Вкусовые рецепторы Язык человека покрыт маленькими бугорками (сосочками) , которые содержат вкусовые рецепторы для химических веществ. Б азовых вкусов пять : кислый, горький, соленый, Сосочек - заметный бугорок на языке, который может сладкий и умами . Каждый рецептор работает только с одним видом вкуса, но на поверхности языка имеются все виды рецепторов . Вкус пищи слагается из базовых вкусов содержать вкусовые почки , чувствительные к кислому, горь кому, соленому, сладкому и вкусу умами и запахов, выявляемых, когда молекулы попадают через заднюю часть горла в нос . Именно поэтому во время насморка пища кажется безвкусной . Вкусовая почка Вкусовая почка начинается с поры на поверхности сосочка . Пора про п уска ­ ет частицы еды или напитка , которые з атем контактируют Клетка вкусового с клетками вкусово­ рецептора го рецептора . Клетки отправляют сигналы в головной мозг, где Поддерживающая выявляются клетка определенные вкусы . Се н сорный не р в Вкусовые почки имеются и на внутре н ней стороне ротово й п олости . Пример н о у 25% людей в кусовы х сосочко в сосочков больше об ычн ого. Такие «све рх де густато ры » могут различать го рькие вещест в а, которые д ру гим кажутс я безвкусными, и, как пра вил о, не любят зеленых о вощей и жирного . НОРМА ВЫШЕНОРМЫ OTKpblBa- ет для себя горький вкус,
98 / 99 Рецепторы прмкосновенмн Эти языковые рецепторы выявляют текстуру пищи , например пузырьки в газированных напитках . 6оnевые рецепторы Сообщают о различ­ ных типах боли . Некото­ рые рецепторы реагиру­ ют на опасное нагревание, Рецепторы а хрен и васаби активиру­ xonoAi!l Нервные окончания на языке реагируют на холодную темпера ­ туру. Они чувствитель­ ны к ментолу в мяте : именно поэтому она так освежает. ют на языке рецепторы , чувствительные к зуду Тепnом 6оnь Рецепторы тепла сообщают о температуре пищи. Капсаицин в перце чили воздействует на эти нервы, и мозг ошибочно считает что пища обжигает. ' и воспалению .
Зрительная информация из глаз После ампутации часто возникают фантомные боли: мозг вос пр инимает отсутствие се н сор н ых си гн ал ов из удален ­ ной конечности как сжатие мышц и судо­ роги . Если обмануть мозг, заставив его «увидеть » фантомную конечность в зер­ кальном ящике, движения в сохра н ившей ­ ся конечности способны облегчить боль. Информация о равновесии иэуха Чувств Ре цептор н а пряжения Органы Гольджи отслеживают положения тела как человек с закрытыми глазами понимает, где находится его рука? Иногда это называют напряжения мышц и определяют силу сокращения (см . с. 5б -57). ---- Мышца :~k--- Сухожильный орган Гольджи шестым чувством. Специальные рецепторы чувствует и з менения напряжения мышц подсказывают мозгу расположение частей тела. Мы также чувствуем, что это именно наши голова или нога. Рецептор растяжения Маленькие веретено­ Сенсоры положения Целый ряд рецепторов помогает головному мозгу определить положение тела . Чтобы конечность двигалась , сустав должен изменить положение . образные чувствительные органы в глубине мышц выявляют изменения длины и передают информацию головному мозгу. Мышцы с обеих сторон сустава сокращаются Мышечное веретено и расслабляются, меняя длину и напряжение . выявляет изменения -t-..=.tt:r"Н Сухожилия, прикрепляющие мышцу к кости, растягиваются, как и кожа с одной стороны сустава; с другой стороны натяжение кожи ослабляется . Объединив информацию обо всех этих факторах, головной мозг строит точную картину движений тела. длины мышцы Нерв отправляет сигнал в головной мозг Мышца t ---,"""....- ;:
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ 100 / 101 Чувство положения тела Иитеrpация Головной мозг объединяет информацию от рецепторов внутри и вокруг мышц, а также других органов чувств, и определяет, как расположено тело. Сознательный компонент этого процесса контролируется корой головного мозга и позволяет бегать, танцевать и плавать. Мозжечок отвечает за неосознанную головного IМозжечок мозга Неосознава­ часть - например, поддержание вертикального положения без участия сознания. Осознава- емый путь Кость Ощущение, что тело принадлежит самому человеку, а не кому-то еще, Нервы, чувствительные сложно и гибко. Показанная здесь иллюзия резиновой руки создает к прикосновению у испытуемого ощущение, что это его конечность. Аналогичная Рецепторы в суставах Рецепторы внутри суставов выявляют их положение. Они особенно активны при методика может вызвать ощущение отчуждения при использовании шлема виртуальной реальности. Такая гибкость позволяет справить­ ся с утратой конечности и использовать инструменты и протезы , которые воспринимаются как часть тела. максимальном растяжении 2 1 суставов, чтобы предотвра­ тить переразгибание. Однако могут играть определенную Зрение сосредоточено роль и в выявлении положе ­ на резиновой руке ния суставов при нормаль ­ ном движении . Резиновая рука воспринимает резиновую руку -~_ как часть тела Резиновая рука и настоящая рука Коврик \ УСТАНОВЛЕНИЕ СВЯЗИ одинаково стимулируются РЕЗИНОВАЯ РУКА РАССМАТРИВАЕТСЯ КАК ЧАСТЬ ТЕЛА Растяжение кожи Особые кожные рецеп­ торы (см. с. 75) способны выявлять растяжение . Это помогает определить движения конечностей, в частности изменение угла суставов, которое заставляет кожу с одной стороны растягиваться , а с противо- положной - ослаблять натяжение . РЕЦЕПТОРЫ ПОЛОЖЕНИЯ В МЫШЦАХ ЧЕЛЮСТИ И ЯЗЫКА ПОМОГАЮТ ИЗДАВАТЬ ПРАВИЛЬНЫЕ ЗВУКИ РЕЧИ «(
Интеrрация чувств Головной мозг осмысливает окружающий мир, соединяя информацию из всех органов чувств. Но , как ни странно , иногда одно чувство может и з мени т ь восприятие другого. КaR взаимодействуют чувства э.ук Все, что испытывает человек, ••реи.. Когда события происходят одновре­ интерпретируется органами чувств. Когда менно, часто кажется, что они связаны, даже ecnи органы чувств оmра8llЯlOТ разные сигналы. мы смотрим на предмет и трогаем его, Если человек слыwит сигнализацию рядом со своей осознаём форму и текстуру. Мы ищем маwиной, он игнорирует источник эвука (ecnи ТOnbКO он не в coвepweHНO дpyroм месте) и считает, что сигнализация срабoтana У него. источники звуков или запахов. Головной мозг выполняет сложную работу по пра­ Если звук сигнализации дaneKO вильной интеграции информации. ar машины, ero можно игнорировать Иногда при комбинации возникают мультисенсорные иллюзии. Если информация из разных органов чувств кажется противоречивой, 3ВУК сиrнAJIИ3АЦИИ АВТОМО6ИnЬ Человек идет головной мозг отдает предпочтение к маwине, считая, какому-то одному органу чувств. что там источник Это может как помочь, так и ввести сигнала в заблуждение . Вовремя еды одному И3 испытуемых ВКУСНЫЕ включили звук { '~' ЧИТАЯ ПО ГУБАМ В ШУМНОЙ ОБСТАНОВКЕ, ЧЕЛОВЕК ИСПОЛЬЗУЕТ ЗРЕНИЕ ДЛЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ВКУС ••ВУК Если человек слыwит хруст при поедании несвежих чипсов, он будет утверждать, что они вкусные. Производители специально делают упаковку хрустящей, чтобы чипсы тоже казались более хрустящими. ПРИГЛУШЕННОЙ РЕЧИ (
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Интеграция чувств 102 / 103 Если показать эти фигуры и попро ­ сить назвать одну Буба, а другую Кики , большинство людей назовет заостренную фигуру Кики из-за «острого» звучания, а более мяг­ кое слово « Буба » покажется 3апаХМ8КУС Вкус - простое чувство, состоящее подходящим для округлых форм . из грубых ощущений, например «сладкое. И «соленое>. Воспринимать вкус помогает обоняние. Запах может влиять даже на базовое чувство вкуса . Пахнущие ванилью блюда и напитки кажутся слаще, но только Этот эффект сохраняется в самых разных культурах и языках, указывая на связь между чувством слуха и зрения. в тех регионах , где эту приправу часто добавляют к десерту. чает характерный аромат Мороженое без добавления сахара кажется сладким Изображение мяча Давление на мяч и пружины, отскакивающей ипружину от виртуальной руки ощущается на настоящей руке ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ РЕАЛЬНОСТЬ ПРllICOCН088II ... 11 .рен ... Когда геймеры «поднимаlOТ» предметы В виртуальной peanьностм, изображение порождает у них физические ощущения, хотя осязание не дает такой информации. То, что ВИДЯТ глаза, фактически влияет на осязание.
Использованиеrолоса Разговор возможен благодаря сложной , гибкой сети нервных путей в головном мозге и физической координации тела . Тон и модуляция влияют на произношение слов и придают бесчисленные 3 Звукообразование При выдохе голосовые струны вибрируют от проходящего через ни х воздуха и издают звук . Частота вибрации определяет высоту голоса и контролиру­ ется мышцами гортани . Чтобы закричать, поток воздуха должен быть сильнее. от тенки смысла даже самым простым предложениям. 1 Мы слительный процесс Во - первых, следует определиться, что именно говорить . Для этого активи руется сеть зон в левом полушарии головного мозга, в том чи сл е зона Брока, которая обращается к запасу Зона Брока в левом полушарии головного мозга формулирует речь Вибрирующие слов в памяти . струны и зд а ют звук Голосовые струны открываются, пропуская воздух в легкие 4 Артикуляция Нос, горло и рот действуют как резонаторы, а движения губ и языка производят конкрет н ые звуки , превращая гудение, создаваемое голосовыми струнами , в членораздельную речь . 2 Вдох Легкие обеспечивают постоянный поток воздуха, необходимый для речи . При вдохе голосовые струны открываются и пропускают воздух, наполняющий легкие . в IМ!I'I(И)C coэдaeтcII даВIМ!Ние 8Оэдуха ЗВУК «Д-Д-Д » ЗВУК «0 -0 -0 » как образуется речь? Головной мозг, легкие, рот и нос играют важнейшую роль в речи, Дртикуляция звуков но самый главный элемент - Движения языка , зубы и губы меняют звуки , это гортань . Она расположена в горле над трахеей и содержит голосовые струны - два натянутых через просвет гортани листа мембраны . Именно они производят звук, который затем превращается в речь . издаваемые голосовыми связками . Расположение языка и рта помогает произносить разные гласные, например [а] и [и], а губы прерывают поток воздуха и произносят согласные, например [п] и [б].
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Использование голоса 104 / 105 Путь речи - Все обла сти головно го мозга соеди не ны н е рвами . Дугообразный пучок, с вязывающий зо ны Ве рнике и Брока , состоит и з оче нь бы стро отправляет указания проводящи х мышцам волокон. для артикуляции речи - Зона ернике обрабатывает смысл слов При пении задействованы те же физические и когнитивные сети, что и при речи, но оно требует больше 06работа P8'III Вибрации Воздуха, вызваныe речью, достигают уха и возбуждают нервные клетки, которые затем отправmпoт в головной мозг сигнал для обработки. контроля. Давление воздуха выше, а в качестве резонаторов использует­ ся несколько камер, в том числе пазухи, ротовая и носовая полость 3онаВерникекрайиевroкнадляпонимания и горло , поэтому звук получается значения слов, а зона Брока, возможно, богаче. интерпретирует грамматическую структуру и интонации. Такие области - часть большой сети, I которая понимает и вырабатывает речь. Лобная пазуха Повреждение любой из этих зон может вызвать речевые нарушения. Носоглотка Нос Рот -~IfII-' часть горл а
ВЬlражения лиц Человек - существо социальное, распознавание и понимание выражений лиц очень важно для выжи­ вания. В ходе эволюции люди настолько освоили этот навык, что иногда видят лица даже там, где их нет, например на пригоревшем тосте! Подсказки При узнавании лица оцениваются расположение глаз, носа и рта . Движения этих органов помогают Важность понимаиия мимики С самого рождения дети внимательно разглядывают лица. С возрастом человек быстро учится не просто узнавать лица, но и считывать их выражения . Благодаря этому можно понять, друг или враг перед нами . Некоторые лица запоминаются надолго, даже если не видеть человека много лет. поднятые брови и открытый рот - признак удивления . Это интерпретируется зрением, и нервные сигналы отправляются для обработки в лицевую зону веретенообразной извилины головного мозга . Лицевая З0на Эта зона головного мозга активируется при взгляде на лица. (читается, что она специали з ируется в узнавании лиц , однако включается и при взгляде на знакомые предметы , например, когда пианист видит клавиатуру. Распознаётли лицевая зона только лица , пока неяс н о . Расположение лицевой зоны веретенообразной извилины по обеим сторонам головного мозга -"---~ НИЖНЯЯ СТОРОНА ГОЛОВНОГО МОЗГА Люди склонны видеть изобра­ жения лиц в самых неожидан ­ ных узорах и местах - от ав­ томобилей до бутербродов с сыром и досок. Дело в том, ЧТО в древности нам нужно было разбираться в мимике окружающих, чтобы выжить в сложной социальной иерарх ии . определить эмоции: например,
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Выражения лиц 106 / 107 Мимические мышцы В организме имеются мышцы, которые тянут кожу в виду. По лицу видно, когда можно попросить лица, меняя форму глаз и положение губ. Благодаря об одолжении, а когда лучше оставить человека им лицо очень выразительно. Способность считывать в покое или утешить. Мельчайшие детали, например эти изменения позволяет оценивать настроение легкое поднятие брови или изгиб губ, могут помочь и намерения других людей, понимать, что они имеют заметить разницу между неодобрением и презрением . - Во время улыбки лобная Какчеповек упыбается Улыбка вызвана Искренняя улыбка может Какчеповек задействовать ХМУРИТСЯ Специальные круговую мышцу мышцы тянут брови глаза действием большой скуловой мышцы, которая тянет уголки рта вверх и в стороны . При искренней улыбке круговая мышца вниз, и на коже между ними меняет разрез глаз, появляются складки . а при неискренней этого Одновременно не происходит. Каждый круговая мышца человек использует глаза сужает веки, мышцы по-своему: широкая улыбка одного а сеть мышц, в том числе и опускающая угол рта , меняет человека у другого Мышца поднимает ---+"Н'" верхнюю губу глаза сужает глаз Большая скуловая мышца тянет рот и угол губы вверх и вбок Мышца тянет вниз рот и угол губы Больные аутизмом (см. с. 246) обычно не смотрят в глаза собеседника. ЭМОЦИИ ВЫЗЫВАЮТ Социализация сложна для них, и при общении они упускают важней­ шие детали. Если ребенок отводит взгляд от собеседника, это может быть ранним признаком аутизма. УСЛЕПЫХ ОТ РОЖДЕНИЯ ЛЮДЕЙ ТУ ЖЕ МИМИКУ, у больных аутизмом проявляются типичный ВЗГЛЯД ВЗГЛЯД БОЛЬНОГО ДУТИЗМОМ иные типы взгляда ЧТО И У ЗРЯЧИХ
Безелов Люди общаются не только словами. Выражение ВТОРЖЕНИЕ лица, тон голоса, жестикуляция говорят В ЧУЖОЕ ЛИЧНОЕ о многом, и внимание к этим сигналам крайне ПРОСТРАНСТВО важно для понимания человека. МОЖЕТ ВЫЗВАТЬ СТРАХ, Невербanьное общение Во время разговора человек подсознательно улавливает ВОЗБУЖДЕНИЕ неявные сигналы в голосе, на лице, в движениях тела. ИЛИ ДИСКОМФОРТ Их правильная интерпретация особенно важна, если слова неоднозначны. Большинство таких сигналов позволяет оценить настроение собеседника и вести себя соответственно ситуации. Например, на рабочей встрече оценка языка тела и настроения коллег поможет вовремя предложить идею. Яэыктела Руки сложены в виде барьера Физический Поза собеседника часто говорит контакт не меньше слов . Поддержание зрительного контакта , « отзеркалива­ Тело ловернуто ние» выражения лица и позы и физи­ ------ ческий контакт в целом интерпре ­ в сторону тируются как позитивные сигналы . Сложенные руки, сгорбленные плечи и поворот тела в сто ­ рону могут создавать негативную • НЕГАТИВНЫЕ --- «Отзерка - ПО3ИТИВНЫЕ ленные » ноги атмосферу.
ВОПРОСЫ ЧУВСТВ Без слов 108 / 109 Микровыражения лица о Паузы 1 СЕКУНДА Микровыражения лица Когда человек лжет, он обычно Гримасы появляются у лжеца неосознанно делает паузы чаще, так как и обычно выдают эмоции, которые на выдумку требуется больше он пытается скрыть. Они заметны долю времени, чем на изложение секунды, и среднестатистический человек правды. Даже если рассказывать их про пускает, но натренированный наблюдатель увидит. реальную историю и искажать только свое эмоциональное отношение к ней , паузы все равно могут выдать ложь. Заметные подергивания кистей рук выдают лжеца Язык тела настолько важен, что способен даже изменить самоощущение . Движения рук Если принять позицию силы всего Движения тела, неотфильтрованные на минуту, и у мужчин, и у женщин сознанием, часто становятся более надежным показателем лжи. Когда человек повышается уровень тестостеро­ лжет, он часто перебирает пальцами, на, а также снижается уровень жестикулирует и нервно дергается . кортизола - гормона стресса. Поза супермена усиливает чувство контроля над ситуацией , готовность пойти ЛЮ6УЮЛОЖЬ на риск и даже улучша­ МОЖНО ВЫЧИСЛИТЬ? ет результативность на собеседовани­ Нет. Каждый человек лжет ях. ЭТО показыва­ по-своему. Один делает паузы, ет, что движения у другого дергаются пальцы тела влияют ног, и оба признака могут ука ­ на эмоции, и под­ тверждает старый зывать на массу скрытых зна­ мудрый совет: чений, а не только на нечестность. « Притворяйся, пока указывают не войдешь в роль! » пальцев ног


Наполнение леrких 1" ВДОХ ..:.; Проходя через нос и рот, воздух согревается и увлажняется . Располо ­ Вдыхаемый I женные в носовой полости волоски задерживают частицы пыли, которые могут раздражать Легкие втягивают и выталкивают воздух, забирая из него трахею и бронхи и вызывать кашель . кислород и насыщая ненужным организму углекислым газом. Обычно мы делаем а при нагрузке 12 вдохов и выдохов в минуту, - 20 и более. В год получается примерно 8,5 миллиона дыхательных движений. Контролъ дыхиия Вдох Частота дыхания изменяется Через рот и нос воздух - под влиянием сигналов от хе­ попадает в трахею морецепторов в кровеносных тельное горло », сосудах. Благодаря этим в левый и правый бронхи , рецепторам существует обрат- ~ а потом во все меньшие головным мозгом и диафрагмой. ная связь между сосудами , J - «дыха ­ затем воздушные ходы, называ ­ емыебронхиолами.Между трахеей и конечными бронхиолами воздухонос­ ные пути делятся 23 раза. Воздух проходит через гортань Кровеносный сосуд Воздух проходит по трахее Рецепторы отслеживают Сигналы диафрагме, контролирующие уровень углекислого газа \ и кислорода в поступающей частоту дыхания отсердца крови Систе ма обратной связ и Хеморецепторы выявляют изменения уровня кислорода , Бронхиола углекислого газа и кислотности крови и отправляют эту информацию в головной мозг. Мозг контролирует движения диафрагмы , изменяя частоту Плевра правого и глубину дыхания и поддерживая тем самым постоянство состава крови . ДИАФРАГМА легкого - - - - - - - ',------'
с:-.·· .:- ~'" Вnе гкие Воздух идет вниз по бронхам Площадь поверхности всех ~~ O~ ~ концов попадает в альвеолы . - целых Это в ~~ во все меньшие ходы и в конце крошечных воздушн ы х ме ш очков (альвеол) в легких ,~ ~. ~'O полость j11· :1~;:.-.U~S:~i.-t1~::.-.' ~~~~ 9,0 Плевральная ,.-;---,.... ~ 70 ква д ратных метров! 40 раз бол ь ше, чем площа д ь кожи! Легкие отделены от грудной клетки плевральной полостью, заполнен ­ ной тонким слоем плевральной жидкости . Эта липкая смазка не дает легким спадаться при вдохе , но позволяет им скользить по стенке грудной полости . ОБЩАЯ ДЛИНА ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ- 2400 Бронхиолы ветвятся КИЛОМЕТРОВ на мельчайшие воздухоносные пути ЛЕГКИЕ Выдыхаемый воздух 1 +- . Мехаиика дыxииR Межреберные и грудные мышцы ::r: = g~ влияют на дыхание , однако основ­ ной мышцей является диафрагма. Эта большая куполообразная Воздух поступает в легкие мышца отделяет грудную клетку Грудная клетка от расположенных ниже органов. расширяется Чтобы сделать вдох, диафрагма сокращается и, как поршень, идет вниз . Одновременно межреберные мышцы сокращаются и приподни­ из легких 1 сокращается ... Легкие Направление мышцы расслабляются, воздух движения fJJ ~ ffi (') ~ ~ t'2 • ф ~ {;; . I • 1----' 1----' в размерах ъ- 1:\) Диафрагма расслабляется с "- и выгибается вверх ~ , • вдох "l:l '"1 1:1 • Легкие уменьшаются Диафрагма и заполняются воздухом. Когда . ",с Грудная клеткL а : +- мают ребра. Легкие растягиваются выталкивается наружу. ~~ , расширяются сокращается ~ o Воздух выходит Направление 1----' движения 1----' W выдох I
Из воздуха в кровь Жесткие хрящевые кольца не дают бронхам спадаться Все клетки организма нуждаются в кислороде, а легкие отлично умеют извлекать его из атмосферы. Этот процесс происходит в ВОЗдУШных мешочков - 300 миллионах крошечных Альвеолярные мешочки альвеол, которые делают Бронхиолы ведут легкие похожими на губку. в похожие на гроздья винограда скопления альвеол. Каждая альвеола Вглубь легких оплетена сетью Вдыхаемый воздух поступает из гортани в трахею и достигает капилляров. В отличие крошечных ответвлений - от остальных органов, бронхиол. Они защищены слизью, здесь артерии приносят которая поддерживает влажность и вылавливает инородные в капилляры бедную частицы. Каждая бронхиола покрыта тонкими пучками мышц. кислородом кровь . у больных бронхиальной астмой спазм этих мышц сужает дыхательные пути, вызывая удушье. ЛЕГКИЕ ВЫДЫХАЕМЫЙ ВОЗДУХ Артерия проводит СОДЕРЖИТ кровь из сердца бедную кислородом 160/0 КИСЛОРОДА. ЭТОГО ДОСТАТОЧНО, ЧТОБЫ РЕАНИМИРОВАТЬ ЧЕЛОВЕКА! ПОЧЕМУ В МОРОЗ ВИДЕН ПАР ИЗО РТА? В легких воздух согревается . При выдохе водяные пары те­ плого воздуха конденсируются, и получаются облака из капе­ лек воды. С'/fОI7ЛЕНИЕ Anb6~01\ Капилляры оплетают каждую альвеолу
Виды гаэов В выдыхаем ом воздухе в "' --7 100 раз больше углекислого газа , чем во вд ыхаемом Кислород "' --7 Углекислы й га з Кровь, притекающая к сердцу, Вдыхаем ы й воздух выталкивается в большой круг соде ржит 21% кровообращения Од носл ой н а я стен к а а л ьве ол ы стенка ка п илляра Из-за разреженного горного воздуха кровь получает недостаточ­ но кислорода . Количество углекис­ лого газа в крови постепенно увеличивается , и человек автомати­ углекислым чески начинает глубже дышать . газом плазма крови мх 1000 Фут х1 000 ------ 10 кислородом 9 эритроциты .. Углекислыи 'i 1', 8 7 . I ,'\ ., .. 1 20 6 газ уходит 5 в воздух 4 10 3 2 1 гаэ 1 Проникает из плазмы О крови путем диффузии ка п илляров и альвеол . Кровь может одновременно Насыщенные принимать кислород кислородом и отдавать углекислый газ. эритроциты Газообмен Капилляры и альвеолы расположены так близко, что газообмен между ними происходит быстро. Углекислый Организм может У горцев обычно адаптироваться путем повышения наследственно • числа эритроцитов. : Это увеличивает концентрацию • большие легкие, 2 Кислород Вдыхаемый кислород путем воздуха в кровь . Там его захватывают ~~ PJ(") tIj tO:I iJoJ:l "CI tIj ' = t:J' tO:I клетка и гены, t--' ответственные t--' Полная адаптация • ное использование • кислорода. Это 40 дней . помогает и м ж ить занимает около в трудных условия х. эритроциты , которые после этого ~ ............. • t--' t--' CJ] становятся ярко - красными, придавая тот же цвет крови . = ~~ широкая грудная кислорода в крови . : за более эффектив­ распределяет насыщенную кислородом кровь по всему воздух с кислородом . Поэтому в выдыхаемом воздухе Адаптация в эритроциты диффузии попадает из альвеолярного тоже есть кислород, о Акклиматизация Кислород поступает газ в крови замещается кислородом , после чего сердце организму. При спокойном дыхании в легких всегда есть 30 I
Зачем МЬI дыим?? Кислород жизненно необходим для образования энергии. Капилляры - самые маленькие кровеносные сосуды - доставляют 50 триллионам клеток организма. В день человек потребляет около 550 литров кислорода. кислород Бедная кислородом кровь Почему кровь красная Эритроциты наполнены пигментом (цветным белком) - гемоглобином . Всасываясь в кровь, кислород связывается с атомами железа Кислород и эиерrия Кровь доставляет кислород во все клетки органи з ма. Там он участвует в клеточном дыхании - химическом расщеплении содержащихся в пище в гемоглобине и делает цвет сахаров с выделением энергии . пигмента насыщеннее, Это непрерывный процесс . Побочный а кровь - ярко- красной . продукт данной реакции - углекислый газ, который по венам поступает в легкие и выводится с выдыхаемым Молекула кислорода, связан н ая с атомом железа в гемоглобине . 8н---- Богатые кислородом эритроциты Клетки , нуждающиеся в кислороде _ _ _~~ воздухом . Эритроциты теряют кислород , Молекула а с ним и красный кислорода цвет
в САМОМ СЕРДЦЕ Зачем мы дышим? 116 / 117 Гilзообмен Путем диффузии кислород переходит из областей высокой концентрации (из эритроцитов) туда, Капилляры соединяют тончайшие где его концентрация артерии (артериолы) с крохотными низкая (в клетки венами (венулами). Возможен организма) . Таким же образом углекислый обмен кислородом и углекислым газ поступает газом между кровью и клетками всего организма . Сосуды такие из клеток в кровь. узкие, что подходят ко всем тканям . Однако они пропускают эритроци ­ ты , хотя иногда тем приходится изгибаться, чтобы протиснуться . ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ВОЛОС 0,08 МИЛЛИМЕТРА Клетка КАПИЛЛЯР 0,008 МИЛЛИМЕТРА организма Гоnубая кровь? Когда гемоглобин несет кислород, его называют оксигемоглобином . Отдав кислород тканям , он превращается в дезоксигемоглобин и окрашивается в темно- красный цвет - цвет бедной кислородом крови . Хотя вены под кожей кажутся голубыми, сама кровь красная . в дезоксигемоглобине нет ЕСЛИ ЗАДЕРЖАТЬ соединенных с атомом железа молекул кислорода ДЫХАНИЕ, КИСЛОРОДА В КРОВИ ХВАТИТ, ЧТОБЫ НЕСКОЛЬКО МИНУТ НЕ ТЕРЯТЬ СОЗНАНИЯ Эритроциты без кислорода
Частицы раздражают нервные ......- - - окончания •• ~ :.~ / Звуковые волны Воздух /' выталкивается ~ изгорла .. ._ ~".'.: ':., \ .е 1t1'~ . . ,) .:,; • • • Частицы : '. ' . . i Сл из ь и ч астицы рассеи в а ются '. • раздражают нервные кончания f:- Воздух выталки вается из легких Чихание Храп Этот рефлекс пр очи щает носовую полость. Частичное спадение верхних дыхательных путей Он вызван инородными частицами, во время сна вызывает храп: язык смещается инфекцией или аллергией. назад, и мягкое нёбо вибрирует при дыхании. 1 Раздражитеnи 2 Непроизвоnьным попадаlOТ вnегкие Инородн ые частицы, вдох Мозг по нервам отправляет легким сигнал химичес к ие вещ е ства набрать воздух . Затем или избыто к слизи следУет резкий, глубокий при вдохе раздражают вдох . особые рецепторы в дыхательны х путях и вызывают кашель. Вдох ---,;......'i---ili~ Раздражители (пыль, ды м) Легкие - --':-+ - расширяютс я Кашель ичихание Движения органов дыхательной системы бывают резкими и рефлекторными. Кашель и чихание удаляют попавшие в дыхательные пути инородные частицы. Смысл икоты и зевоты пока не до конца ясен. ......
в САМОМ СЕРДЦЕ Кашель и чихание 118 / 119 Резкий выброс воздуха Застрявшая Голосовые связки в слизи частица открывают гортань раздражителя удаляется из гортани 4 Реэк"й ВЫДОХ Мышцы грудной клетки Воздух сильно сокращаются, диафрагма расслабляется . ~~Гo~~~~ Голосовые связки вырывается Illlli:lQi--- - наружу открываются, и взрывной кашель выталкивает раздражители раздражители . Повыwен"е 3 Дilмен"" Голосовые связки резко закрывают­ ся, и диафрагма ) начинает расслабляться, Воздух повышая грудной клетки устремляется давление сокращаются из легких воздуха в легких. Диафрагма расслабляется и выгибается Удивительно, но до сих пор вверх неизвестно, зачем человек зевает. Вдох Поскольку зевота «заразна », некоторые ученые полагают, что в прошлом она была сигналом Надгортанник усталости для других членов захлопывается племени и, возможно, даже помогала всем вместе Икота Звук заснуть . Быстрые непроизвольные сокращения диафрагмы или последовательность таких Легкие расширяются при зевоте сокращений загоняют воздух в легкие. Хрящевая пластин­ ка - надгортанник - захло­ пывается, и человек икает. Широко раскрытый рот Диафрагма резко сокращается повышает поступление кислорода
Миоrо задач ЖИДКОСТЬ ЖИ3НИ ~ Плазма, бледно -желтая иашеикрови ЖИДКОСТЬ, содержит воду и растворенные в ней соли, гормоны, жиры, углеводы, Сердце и кровеносные сосуды вмещают около белки, а также образующиеся 5 литров крови. Кровь поставляет клеткам все необходимое - кислород, гормоны , витамины. Выводит продукты жизнедеятельности клеток. Доставляет в печень вещества из пищи для переработки и токсины для обезвреживания , а также переносит ненужные организму вещества и лишнюю жидкость в почки . Из чего состоит кровь? Кровь состоит из жидкой части - в КАПЛЕ КРОВИ '. плазмы, в которой плавают миллиарды эритроцитов, лейкоцитов и тромбо­ ~ СОДЕРЖИТСЯ цитов (фрагментов клеток, участвующих в тромбообра­ зовании). Кровь также содержит растворенные продукты ~ обмена, питательные вещества, холестерин, антитела и белковые факторы свертывания крови. Температура, 5 МИЛЛИОНОВ ЭРИТРОЦИТОВ кислотность и уровень электролитов в крови тщательно контролируются: сильные колебания нарушают работу крови и клеток. Переиос кислорода Кислород в основном переносят эритроциты: лишь небольшой ( процент растворен в плазме. После насыщения кислородом в легких эритроциты примерно за минуту проходят полный круг по организму. За это время кислород диффундирует в ткани, а углекислый газ абсорбируется кровью. Затем бедные кислородом эритроциты возвращаются в легкие, где кровь ~~~~~~..... высвобождает углекислый газ, и цикл повторяется. Два круга ГДЕ 06РА3УЕТСЯ КРОВЫ Как ни странно, кровь образуется в костном мозге плоских костей (В ребрах, грудине, лопатках). кровообращения Бедная кислородом кровь выбрасывается из правых отделов сердца к легким. Левые отделы сердца перекачивают обогащенную в легких кислородом кровь по организму. Каждую секунду появляются миллионы новых кровяных телец! в легких кислород из воздуха пере ходит в кровь (
в САМОМ СЕРДЦЕ Много задач нашей крови 120 / 121 Что нужно орrаиизму Чтобы выполнять свои функции, живые клетки нуждаются в пита­ тельных веществах. Все необходи­ мое дает им кровь: кислород, соли, топливо (глюкоза и жиры), а также аминокислоты - ПЕЧЕНЬ строительные кирпичики для роста и восстанов­ ления . Еще кровь переносит КОСТНЫЙ МОЗГ гормоны, например адреналин. Это вещества, которые влияют на поведение клеток. НАДПОЧЕЧНИК Что не нужно орrаиизму В ходе нормальной жизне­ деятельности клеток образуются ПЕЧЕНЬ отходы, например молочная кислота. Кровь быстро удаляет их из клеток . Отходы выводятся мышцы почками с мочой или отправля­ ются в печень, где превращаются в нужные организму вещества. ---....,) Молочная кислота переносится кровью из работающих мышц ГЛЮКОЗА в печень. Там с участием ВОЗВРАЩАЕТСЯ кислорода она В КРОВЬ превращается в глюкозу Кровь несет углекислый газ к правым отделам сердца, а затем - в легкие Каждая клетка тела получает кислород из мелких кровеносных сосудов Кровь переносит кислород к другим частям организма ..... --7
Как6ьется R сердце Сокращение желудочков 8тороесокращение Электрический сигнал достигает желудочков Сердце - это мышечный орган размером и распространяется с кулак, который сокращается и расслабля­ ется примерно по ним . Самый большой на ЭКГ зубец R 70 раз в минуту. Сокращения сердца поддерживают в организме движе­ ние крови, которая переносит жизненно важный кислород и питательные вещества. R Сердечный ЦИКЛ Сердце представляет собой насос из правой и левой половин. Каждая разделена на две о камеры: желудочки и расположенные над ними предсердия. Обратному, неправильному течению крови препятствуют клапаны. Один из участков миокарда генерирует электриче­ ские сигналы и действует как водитель ритма, формируя цикл сокращений и расслаблений. Ритмические сокращения выталкивают кровь из правой половины сердца в легкие, а из левой в остальные части тела. ~лектрокаРАиограмма Возникающие в сердце электрические импульсы можно зарегистрировать с помощью электродов . В результате получается электрокардиограмма (ЭКГ). Каждый удар сердца Электрический иллюстрирует характерная кривая. Она складывается из пяти фазовых волн - Р. а. R. 5 и Т. - импульс проходит каждая из которых соответствует р определенной стадии сердечного цикла. по межжелудочковой пере городке Q р Начаnосокращения Электрическая актива­ ;;;:::~;;;;;;;;~~г- Электрический сигнал проходит по стенке предсердий ция мышечных клеток вызывает сокращение Предсердия предсердий и толкает сокращаются кровь через клапаны в желудочки. На ЭКГ ~1o--===---.IJ- Кро в ь поступает - ........~... в желудочки
122 / 123 ВСАМОМСЕРДЦЕ как бьется сердце .......1III!!!!!!~~!!!!IIIIIIo.t •...•.•••••••••..••••.••••..•.••...••••..•.••...••....•.•..•• как проходит ОТКУДА БЕРУТСЯ эпектрическийсиrиan ЗВУКИ СЕРДЦЕБИЕНИЯ? Водитель ритма сердца Четыре клапана сердца возникают электрические импульсы, которые затем распространяются по всему хорошо знакомые звуки сердцу по специальным волокнам. Клетки бьющегося сердца . миокарда способны быстро проводить кислородом кровь электрические сигналы, благодаря чему из легких поступает в остальные части сердце сокращается ритмично и последо­ организма вательно: сначала оба предсердия, затем 3а"рш.н .. . .КТlllнц .... оба желудочка. s Слециалиэированные водитель ритма Клетки водителя ритма « протекают »: пропускают в себя ионы (заряженные частицы). В результате сокращению желудочков возникают регулярные при выбросе кроеи. В это электрические импульсы, время каРДИОМИОЦИТЫ благодаря которым бьется предсердий уже готовы сердце. Некоторые мышеч ­ к следующему ные клетки сердца имеют сокращению. разветвленные волокна, быстро проводящие Электрическая электрический сигнал активация в соседние клетки . желудочков Кровь из правой стороны сердца Естественный ~ клетки S-эубец И моский сегмент ST соответствуют поступает в легкие синоатриаль­ мышцы правого предсердия. Там регулярно попарно открываются и закрываются, создавая Обогащенная - ный узел. Это область верхней части т Желудочки все еще сокращены т Электрический --«:--~n:' ~ сигнал восст.Но....Н... 38pRДII_YДO..К08 Заключительныii Т-эубец на кривой ЭКГ воэникает при прекращении электрической активации - репonя­ риэации кардиомио­ РЕПОЛЯРИ3АЦИЯ КАРДИОМИОЦИТОВ s цитов желудочков. Сердце отдыхает, а кардиомиоциты готовятся к сле­ дующему со­ кращению. ПРИ СОКРАЩЕНИИ НИЖНИЕ КАМЕРЫ ВЫБРАСЫВАЮТ ПО 70 МИЛЛИЛИТРОВ КРОВИ : ПОЧТИ Vs СОДЕРЖАЩЕГОСЯ В СЕРДЦЕ ОБЪЕМА
Как путешествует кровь Кровьпроводятартерии, кanил­ КТКАНЯМ ляры и вены. Эластичные мышеч­ ные стенки артерий сглаживают • • • под'Ьемы давления при выбросе крови из сердца. Стенки вен тоньше и растяжимее и по­ этому могут снижать дав­ артерии расслаблена ление крови. Очень высо­ Стенка артерии кое давление повышает риск инфаркта мио­ карда и инсульта. Сосуд сужен, чтобы локально ограничить кровоток из гладкой Артерии мускулатуры Проводят кровь в направлении от сердца . Капилляры, Большинство артерий, кроме идущих питающие к легким, содержат богатую кислородом Наружный стенки эластический слой кровенос ны х кровь. Их тонкие эластичные стенки способны выдерживать высокое давление, сосудов а также расширяться и сужаться, Внутренняя регулируя кровоток. оболочка Артериanьиоедавпеиие Артерии пульсируют в такт сердцу, и дав­ Артерия разделяется ление в них волнообразно повышается на более узкие и снижается. Самое высокое артериальное артериолы давление сразу после сокращения сердца (систолическое артериальное давление), а самое низкое - АРТЕРИИ когда сердце отдыхает между сокращениями (диастолическое артериальное давление). В капиллярах давление намного ниже: их так много , что они распределяют е го. Затем кровь 120 CII давление s :J: CII . ...,. 100 о:: са q .... CII ~ О попадает в вены, где давление минимально. ..._-,.--- - - Максимальное (систолическое) 80 .... а. 60 :;: :;: ~- 40 :J: ", о:: ДиапаЗ0Н артериального давления а. ... Артериальное давл ение измеряют в миллиме­ CII трах ртутного столба (мм рт. ст.). Обычно оно « ритмично варьирует между 120 и 80 ММ рт. ст. а. 20 ВЕНы О
В САМОМ СЕРДЦЕ как путешествует кровь ,К СЕРДЦУ 124 / 125 Путь по орrанизму Кровь толчками продвигается от сердца по крупным артериям, которые делятся - на артериолы. Из артериол кровь поступа- ет в капиллярную сеть . В капиллярах легких кровь насыщается кислоро­ дом и высвобождает углекислый КЛАПАН открыт газ, а в капиллярах тела - вы­ свобождает кислород и прини­ Закрытый мает углекислый газ. Затем Кровь не может кровь попадает в вен улы, которые объединяются, образуя вены. По ним кровь во з враща е тся в сердце. Гладкомышечный КЛАПАН3АКРЫТ слой Вены По венам кровь возвращается в сердце. Давление в них очень низкое, всего 5-8 мм рт. ст. В венах ног есть клапаны, предотвращающие обратный ток крови под действием гравитации . Внутренняя оболочка Капилляры Образуют обширную сеть, тщательно пронизывающую ткани тела . Вход в некоторые капилляры защищен мышечными кольцами сфинктерами, - - закрытие которых позволяет перераспределить кровь . Венулы объединяются в крупную вену Груша для ЧЕМ ОПАСНО ВЫСОКОЕ Иэмерение артериального давпения АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ? Манжету тонометра оборачивают вокруг руки и накачивают воздухом до тех пор, пока давление в ней не пережмет артерию. Затем воздух медленно спускают из манжеты . Когда движение крови в артерии возобновляется , слышится отчетливый звук, обозначающий точку систолического давления. Как только кровь начинает течь свободно, звук пропадает: эта точ ка обозначает диастолическое д а влени е. Манометр Оно повреждает внутренние покровы артерий. Это может вызывать отложение на стенке холестерина и образование холестериновых бляшек, что приводит к уплотнению стенок артерий.
Повре:ждеННЬlе СОСУДЬI Тонкие стенки капилляров пропускают кислород и питательные вещества, но легко повреждаются. ПРИ ДЛИННblХ Чтобы быстро исправить деффект, образуется тромб­ ПЕРЕЛЕТАХ ВОЗНИКАЕТ сгусток крови. Ненужные тромбы могут блокировать ТРОМБОЗ ГЛУБОКИХ ВЕН? кровоток. Тромб может сформироваться в здоровых сосудах при замедле­ Сиияки нии кровотока, особенно если мно­ При ушибе мелкие сосуды могут разрушиться, и кровь попадет в окружа­ го часов сидеть неподвижно. ющие ткани. У некоторых людей, особенно пожилых, синяки возникают Такие тромбы могут бло­ чаще. Иногда это связано с нарушениями свертывания крови или недо­ кировать кровоток статком питательных веществ. в вене. Вытекающая кровь скапливается Из поврежденных .--- Волос Вытекание крови Кровь вытекает из поврежденного сосуда. При этом выделяются вещества, которые активируют свертывание крови и привлекают « клетки -мусорщики » - макрофа ~ Свертываиие крови активируются и устраняют утечку. Чтобы замедлить При повреждении кровеносного сосуда нужно срочно предотвратить кровопотерю. Благодаря цепочке кровоток и уменьшить кровопотерю, сосуд может реакций растворенные в крови неактивные белки сужаться. .. .. о 1 • : 8 а о • о Тромбоциты, связанные I I(коплениетромбоцитов " е Остановка кровотечения Белки разрушенной сосудистой • . 2 . ... ••• . • . . . .. • . . . о • о фибриновыми волокнами о . Формирование тромба Тромбоциты прилипают к ране 3 .. . о о . Фиксирование тромба Липкая сеть фибриновых волокон и образуюттромбоцитарный тромб; выделяют ловит эритроциты и другие клетки крови , привлекают в место повреждения вещества, которые вызывают образование образуя тромб . фрагменты клеток - фибриновых волокон из фибриногена. стенки, например коллаген, тут же тромбоциты .
в САМОМ СЕРДЦЕ Поврежденны е сосуды Как заживает синяк Вначале синяк пурпурный цвета бедной - 126 / 127 Варикозное расширение вен кислородом крови , просвечивающей Это цена нашего прямохождения. В длинных через кожу. Макрофаги поглощают венах ног есть клапаны, которые обеспечива­ эритроциты и расчищают место поврежде­ ют движение крови вверх, против силы ния , превращая пигменты эритроцитов гравитации. В поверхностных венах эти в зеленые, а затем в желтые пигменты . Насыщенный клапаны могут повреждаться, кровь скапли­ вается и раздувает сосуд. ЦВЕТ СИНЯКА Здоровые клапаны Ряд клапанов в венах ног Бедный препятствует обратному кислородом движению крови , эритроцит благодаря чему кровь с дезокси ­ течет вверх, преодолевая гемоглоби­ силу гравитации . ном • Макрофаг Ограничение МАКРОФАГ ПОГЛОЩАЕТ 1 обратного движения КЛЕТКИ КРОВИ крови Фрагмент клетки, содержащий гемоглобин Зеленый Клапан вывернут пигмент i наизнанку, что (биливердин) МАКРОФАГ течь назад РАСЩЕПЛЯЕТ ГЕМОГЛОБИН ~ позволяет крови Влияние давления Желтый Если клапаны слабые, кровь под действием пигмент (билирубин) силы тяжести течет вниз и переполняет вены . Из-за повышения давления сосуды разду ­ МАКРОФАГ ВЫСВОБОЖДАЕТ ваются и изгибаются. Расширенная , скрученная ЖЕЛТЫЙ ПИГМЕНТ вена Блокада сосудов Повышение артериального Разрушенный давления и высокий уровень и расщепленный Восстановленная .. ферментами тромб глюкозы повреждают стенки сосудистая стенка артерий. К поврежденному месту устремляются тромбоциты, I _~ ... . . . . . . 4 . о . образуя тромбы. При повышенном содержании в крови холестерина о . он тоже оседает на стенке сосуда. Поражение артерий, питающих ЗАБЛОКИРОВАННЫЙ КРОВЕНОСНЫЙ СОСУД сердечную мышцу, может Растворение тромба При восстановлении сосуда активи ­ привести к инфаркту миокарда. Ограничениекровотока В зонах повреждения артерий могут руются ферменты, разрушающие сгусток скапливаться холестерин и другие жиры , крови . Этот процесс называют фибринолизом. образуя бляшки .
Про6лемыссердцем Сердце - жизненно важный орган. Если Ограничениекровотока Сужение коронарных оно прекратит перекачивать кровь, клетки артерий может быть не получат кислород и питательные вызвано накоплением жировых отложений вещества. Без кислорода и глюко­ (см. с. 127). зы клетки головного мозга не мо­ гут работать, и человек быстро теряет сознание. Клетки Бляшка в артерии Уязвимые сосуды Сердечная мышца нуждается в кислороде больше, чем любая другая . Сердце не может получать кислород непосредственно из своих камер, поэтому его питают коронарные артерии. Левая и правая коронарные артерии относительно узки и склонны к повышению жесткости и сужению. Этот потенциально опасный процесс называют атеросклерозом. ПРАВДА ЛИ, ЧТО СМЕХ - ЛУЧШЕЕ ЛЕКАРСТВО? Возможно, так оно и есть: смех способен усиливать кровоток и расслаблять стенки сосудов . Повреждение миокарда Из-за плохого кровоснаб ­ жения клетки миокарда не полу ­ чают достаточно кислорода . Это приводит к стенокардии - ощуще - нию сдавливания в грудной клетке. Ухудwение снабжения кислородом Специализированные мышечные клетки с развет­ вленными волокнами в сердце быстро проводят электрические сигналы. Эти сигналы можно зарегистри ­ ровать на ЭКг, что помогает врачам определить, связана ли боль в грудной клетке с недостаточным кровоснаб ­ жением (стенокардия) или с отмиранием кардиомиоци ­ тов (инфаркт миокарда). O~O ",~ ~b\E ТКАНи С ~~~ ~'1 Itt/fРоз МЫшцы CEPJ).\)." 'l<'/IE KPOBOCIt .q8'.Jt: ~~ ~~ ~~ ~+ '7<9 '/Iv~t\ИЕ МИО/( ~~ о -9~~ '1
в САМОМ СЕРДЦЕ Проблемы с сердцем 128 / 129 Электрическая активность Нарушения ритма Внеочередная элек­ Если сердце бьется слишком трическая активность в клетках сердца может быстро, медленно или неравномер­ подавлять нормальные но, врачи говорят об аритмии­ импульсы из синоатри­ ального узла, прерь!вая нарушениях ритма. Большинство аритмий не очень опасны. Серьез­ ная форма аритмии - это фибрил­ сигнал, идущий в сле­ дующий узел. Синоатриальный ляция предсердий, когда обе Атриовентрику­ верхние камеры сердца сокраща­ ются быстро инеравномерно. Это может вызывать головокруже­ лярный узел __--,F-d-~r-...t-Внеочередная Внеочередная -8.--1Ir'=-""- электрическая электрическая ние, одышку и риск инсульта. активность активность способна Некоторые аритмии лечат лекар­ возникнуть ствами, но иногда необходима в любом дефибрилляция. предсердии Синоатриальный узел I генерирует правильный ритм сердца Внеочередной электрический импульс блокирует нормальные импульсы НОРМАЛЬНЫЙ РИТМ СЕРДЦА НЕРЕГУЛЯРНЫЙ РИТМ СЕРДЦА Электрические помехи Скоординированные сокращения сердца возможны при правильном сигнале желудочкам из синоатриаль­ Очень большой электрический разряд на грудной клетке ного узла. При внеочередной восстанавливает нормальную электрическую активность электрической активности ритмич­ и сокращения. Дефибрилляцию применяют только при ность нарушается и сокращения становятся х аотичными. крайне тяжелом нарушении ритма. Она не сможет запустить остановивше­ еся сердце, если электриче ­ СЕРДЦЕ ЧЕЛОВЕКА СОКРАЩАЕТСЯ БОЛЕЕ РА3 В 36 МИЛЛИОНОВ ГОД - ПРИМЕРНО 2,8 МИЛЛИАРДА РА3 В ТЕЧЕНИЕ ЖИЗНИ Электрод дефибриллятора Электрод дефибриллятора ская активность отсутствует (асистолия) . Для этого перед дефибрилляцией электриче­ скую активность пытаются восстановить с помощью сердечно-легочной реанимации . ЭЛЕКТРОДЫ ДЕФИБРИЛЛЯТОРА ПРИКЛАДЫВАЮТ К ГРУДНОЙ КЛЕТКЕ
Тренировки и оrраничения Во время пробежки к мышцам приливает кровь, которая доставляет необходимый для выработки энергии кислород. Глубокое равномерное дыхание наполняет мыш­ цы кислородом и помогает поддерживать темп бега. - - Потребление кислорода Аэробная пробежка При умеренном ритме тренировок организм использует вдыхаемы й кислород и накопленные в мышцах резервы . Для получения энергии кислород сжигает имеющийся в организме сахар - глюкозу. Энергия нужна для мышечных сокращений и перемещения тела. Данный процесс называют аэробным окислением. К аэробным тренировкам относят бег трусцой , езду на велосипеде, греблю, плавание и танцы. Постепенное учащение дыхания Частота дыхания увеличивается с темпом . Повышается уровень молочной кислоты Равномерное дыхание Ритмичное дыхание обеспечивает постоянный приток кислорода и сдерживает накопление молочной кислоты . Уровень молочной кислоты быстро возвращается в норму Бегтрусцой Медленный темп позволяет дольше тренироваться . Организм очень эффективно вырабатывает энергию из запасов глюкозы. Замедпение дыхания После пробежки часто­ та дыхания быстро
130 / 131 8сесистемы работают В мышцах быстро Напредепе На старт Накопление молочной кислоты Подготовка к глубокому вызывает усталость во время тренировок. Молочная кислота препятствует сокращению мышц (см . с . 57) и вызывает физическое истощение . Чтобы от нее избавиться, нужен кислород, поэтому после нагрузки дыхание интенсивное. Молочная кислота накапливается и при аэробных упражнениях, но не так быстро, как при анаэробных . Клетки головного мозга способны сжигать только глюкозу. Так как во время тренировок запасы глюкозы истощаются, возникает усталость. ТРИДЦАТИ ­ СЕКУНДНЫЙ СПРИНТ ВЛИЯНИЕ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ НА МЫШЦЫ Мышцы не могут сокращаться Спринт При кратковременном максимальном напряжении организм не может эффективно выработать энергию. В результате вырабатывается много молочной кислоты и возникает истощение. кислота Анаэробный спринт Во время интенсивных упражнений организм расходует энергию бы­ Употребление воды во время трениро ­ стрее , чем получает нужный для ее вок помогает регулировать температу­ ру тела с помощью потовыделения производства кислород. Однако мышцы могут расщеплять глюкозу и без кислорода. Такой процесс анаэробное окисление - - отлично и вымывать из мышц молочную кислоту. Вода из плазмы крови выходит с потом, поэтому кровь может становиться гуще и сердцу сложнее будет ее перекачи­ подходит для коротких всплесков вать. Это одна из причин, по которой энергии, но оставляет в мышцах нельзя бесконечно бежать трусцой слишком много молочной кислоты: на аэробном дыхании. кислород становится нужен уже не для сжигания глюкозы, а для превращения накопившейся кислоты в глюкозу. Это выплата кислородного долга: некоторое время после интенсивного забега человек задыхается. НОРМАЛЬНОЕ УВЛАЖНЕНИЕ: 75% ГРАНИЦА БЕЗОПАСНОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ : 70%
БЬlстрее Лестничные мышцы сокращаются исильнее Внутренние межреберные мышцы Упражнения, после которых сердце бьется быстрее, а легкие дышат глубоко и сильно, - сокращаются и тянут ребра это кардио­ вниз тренировки. Они укрепляют сердце и улучшают Объем легки х уменьшается с сокращением мышц и движением ребер выносливость. Силовые тренировки заставляют мышцы регулярно сокращаться, увеличивая их силу и массу. Кардиотренировки Кардиотренировки - бег трусцой , плавание , езда на велосипеде и быстрая ходьба - развивают Мышцы rрудной клетки Мышцы шеи, груди, живота и спины сердечно-сосудистую систему. скоординированно Благодаря повышенной частоте увеличивают сокращений сердце перекачивает больше крови, особенно в грудные мышцы, которые и уменьшают размер грудной клетки, чтобы повысить объем воздуха в легких. влияют на глубину дыхания . Частота и глубина дыхания растет по мере увеличения потребности организма Наружные межреберные мышцы в кислороде. Кровь максимально насыщается сокращаются и тянут ребра вверх кислородом, и организм получает энергию. Глубокий выдох охватывает красную живота тянет и голубую области ребра вниз Емкость леrких Дыхательный объем - это ко­ личество воздуха, поступающе­ Благодаря смещению го в легкие во время спокойно­ ребер вверх го дыхания. Если выдохнуть объем легких максимально, часть воздуха остаточный объем - - увеличивается все равно останется влегких. Жизненная емкость легких - самый Наружные косые мышцы глубокий вдох, возможный ВОЗДУХ, оставшийся в легких после глубокого выдоха Спокойное дыхание во время тренировки , - общему объему легких за вычетом остаточного. сокращаются, укорачиваются и тянут ребра вниз равен ВДОХ ВЫДОХ
В САМОМ СЕРДЦЕ 132 / 133 Быстрее и сильнее КАКОЙ Силовые тренировки ВИД ТРЕНИРОВОК Поднятие тяжестей наращивает мускулатуру, однако тот же ЛУЧШЕ СЖИГАЕТ ЖИР? эффект дают и другие виды силовых тренировок, например танцы, гимнастика и йога. Повторение Все индивидуально, однако сочетание кардиотренировок Подход - - это одно полное упражнение. это серия повторений, сокращений данной мышцы или группы мышц. Выполняя определенные упражнения, можно через и силовых тренировок более некоторое время развить конкретные мышцы. Чем интенсивнее эффективно, чем каж­ тренировки, тем меньше повторов получается сделать за один подход. дый вид упражнений по отдельности. Клетка - МЫШЕЧНОЕ ВОЛОКНО МЫШЕЧНОЕ ВОЛОКНО МЫШЕЧНОЕ ВОЛОКНО ДО УПРАЖНЕНИЯ ПОСЛЕ УПРАЖНЕНИЯ В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ v.l/lfr. 8ыпоJ\~~v.1/I" YnPAw..~~ ",_ __ Процесс роста мышцы Нагрузка при водит к разрыву мышечных волокон, которые затем Прямая восстанавливаются клетками ­ мышца сателлитами . Хотя мышечные живота волокна - это клетки, в них есть много ядер. В процессе роста волок­ Позалука на интегрируют клетки-сателлиты Йога - вместе с ядрами. Во время хороший способ постепен ­ но нарастить мышцы. В позе лука перерыва в тренировках мышцы прямая мышца живота сокраща­ уменьшаются, но сохраняют ядра ется и возникают небольшие клеток- сателлитов и быстро разрывы . Повторение упражн е­ восста навливают размер после ния вызывает рост мышцы . возобновления упражнений. Интенсивность тренировки можно выразить в процентах максимальной частоты сердечных сокращений. Во время бега трусцой сердце работает наполовину мощности. В пиковой форме спортсмены могут заставить сердце работать максимально, на сто процентов . Для достижения желаемых результатов тренер может установить целевую частоту сердечных сокращений (она зависит от возраста). ВО ВРЕМЯ СНА ВЫДЕЛЯЮТСЯ ГОРМОНЫ , СТИМУЛИРУЮЩИЕ РОСТ МЫШЦ .. . ~ ~ .' -t : .. . ", . "f . 111 ' БОЛЬШОЕ МЫШЕЧНОЕ ВОЛОКНО С МНОГОЧИСЛЕННЫМИ ЯДРАМИ МЫШЕЧНОЕ ВОЛОКНО ПОСЛЕ МНОГИХ МЕСЯЦЕВ БЕЗ ТРЕНИРОВОК
В прекрасной форме Физические упражнения необходимы для здоровья, а регулярные тренировки улучшают общую форму. Организм адаптируется к серьезному режиму: мышцы утолщаются, дыхание становится глубже, поднимается настроение. Польза регулярных тренировок Заметные улучшения появятся во всем организме. Взрослым полезны даже получасовые интенсивные упражнения (желательно ежедневно), а детям нужно двигаться как минимум час в день. Активный образ жизни крайне важен для мышц и всего организма: равномерные нагрузки повышают эффективность работы всех систем. Тренировки усиливают мышцы грудной клетки и тем самым увеличи­ вают возможность расширения легких . Кислорода в орга низм поступает больше и в покое, Тренировки увеличивают - -----'1' - -- глубину дыхания и во время физиче ­ ской нагрузки . Во время тренировок нервные сигналы вызываютрасширение артерий и усиление кровотока, чтобы мышцы получили больше насыщенной Метаболические кислородом крови . процессы При регулярных в печени упражнениях диаметр артерии увеличивается , и мышцы получают больше кислорода. Интенсивность метаболизма - это скорость химических процессов в организме, напри ­ мер сжигания жиров. Вырабатывающе­ еся во время тренировок тепло ускоря ет эти процессы даже после окон ­ чания нагрузки .
в САМОМ СЕРДЦЕ KorHl1r В прекрасной форме "'е"" Реryлярные 134 / 135 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6/~..f, ~~ тренировки ~ кровоOIабжение мозга. Достичь максимума ~ Xopowee снабжение в начале про граммы тренировок усилия обычно S ~ приносят большие результаты: по сравнению кислородом с исходным уровнем форма заметно улучшается . и питательными Чем дальше, тем сложнее даются улучшения : веществами чел овек приближается к физиологическим стимулирует обраэова­ ние новыхсвяэей между ог р аничениям , которые зависят от воз р аста , пола клетками мозга, улучwая и д ругих генетиче с ких факторов . Чтобы добиться умственные способности. Упражнения поднимают максимума , тренировки нужно усиливать . Лучшие настроение, повыwая в мозге спортсмены достигают пределов своих уровень особых пептидов, возм ожностей и стараются их расширить. например серотонина. УКРЕПЛЕН", 8олокнасердечной ~("~.o ~~~ 'S-o в размерах благодаря клеткам'7 сателлитам, как другие мышцы тела. ~ мыwцы не увеличиваются В сердце укрепляются уже имеющиеся ~ волокна. Благодаря сильным сокращениям сердце выбрасывает в сосуды больwе крови, ~ .... и поэтому частота сердечных сокращений в состоянии покоя снижается . о з б 9 12 Время (недели) у с портс м ен о в частота серде чн ых сокращений в со стоян и и пок о я ниже, так как т р енировки укрепляют сердечную мышцу. По с равнению с нетренирован н ыми людьми, сердце спортсме ­ на с о к р а щ ается с ильнее и кр о в ь распределяется эффекти в нее. У высоко тренир о ванных спор ­ тсме нов пульс в состоянии покоя бывает всего 30- 40 уда ров в минуту. Медле нн ые сердечные Xopowo сок р а щ ения развитые Бы ст рые мыwцы-:по сердечные физическая сила, I сок р ащения крепкие кости, правильная осанка , гибкость,энергичность и в состоянии покоя , и во время нагрузки. Кроме того, сильные мыwцы уменьwают вероятность травм . НЕТРЕНИРОВАННЫ Й ТРЕНИРОВАННЫЙ

ВНУТРЬ ИНАРУЖУ
Питание организма Организм производит множество жизненно важных веществ, однако некоторые он должен получать извне . Энергия для его работы целиком образуется ЧТО БУДЕТ, ЕСЛИ НЕ ПОЛУЧИТЬ НЕОБХОДИМОЕ? Могут возникнуть болезни, связанные с недостаточностью из потребляемой пищи. После попадания важных элементов. Например, если в рационе мало мине­ в кровоток питательные вещества ральных веществ, кости доставляются в разные части не будут расти должным тела, где решают бессчетное образом. число задач. Углеводы Основной источник энергии для головного мозга. Углеводами богаты цельные Вода зерна, фрукты и овощи Организм человека с высоким содержанием примерно на клетчатки. 65% состоит из воды. Она постоянно 6еЛКIII теряется при Главный структурный элемент дыхании и с потом, клеток. Полезные источники ПОЭТОМУ крайне 6елка важно восполнять мясо, молочные продукты - бобовые, нежирное и яйца. ее запасы. Что иужио орrанизму Существует шесть основных видов питательных веществ, которые ЖIllРЫ организм должен получать с пищей: Источник энергии, с жирами жиры, белки, углев оды , витамины, всасываются жиро растворимые минеральные вещества и вода. здоровья жирами богаты молоч­ Молекулы веществ последних трех ные продукты, орехи, рыба витамины . Полезными для и растительные масла . групп малы и всасываются в кишечнике без изме нения. Более крупные молекулы жиров, белков и углеводов перед в с ас ыванием BI8Т8МMHЫ Требуются рас щ епляются на жи р ные ки с лоты, аминокислоты и м оно с а хар а ДЛЯ различных соответственно. процессов в оргаН IIIЭме. ВИтамин С, напрммер, участвует в синтезе кома­ гена, который присутству­ Ммкромементы Необходимы для формиро­ вания костей, волос, кожи, клеток крови. Обеспечивают работу нервной системы и помогают вырабатывать энергию из пищи. етв разных тканях.
Формирован В"п~атшн~~:н",ма ткани не rnаза обр""ютоя и Ф ... ... . ..... .••. •.• ,дания т,"ней ;:'~TBaM, по<тупаю';::~НОННР!ЮТ маеодаря ВНУТРЬ ПИт~:.И~~:~~~. НJ!PУЖУ~ 1~ 8 / 139 ••••••••••••••••• •••• ПЕЧЕНЬ ................ МОЖЕТ .. киолоты, а также,.' например, нужны а пищек. Для <0- ;~А~ИмТиЬ ЗАПАСЫ И межклеточное п ергия сахаров. Вн мино- и жирные а для преобр азования ространства заполнены утриклеточное основы зрения _ необходимы света в элект жидкостями вита рический импульс ~ НАА КОТОРЫХ ХВАТИТ НА2ГОДА миныимик роэлементы. Энергия Все клетки глаза мембраны (и Глаза ние мембран мозга и , как и сам Кnеточные частей тела) из жирных других окружены ами , постр - п о р долже- головного оенными мозг, для получ е­ кислот и белков. ния энергии нуждаются в глюко з е, которая об разуется из углеводов . ЖИДКОСТИ В гл~зу, за рогови ­ Эритроциты Снабжают ткани цеи есть жидкость поддерживающа~ внутри глазное давление питающая ~ увлаж- няющая Эта ж ткани глаза. идкость на состоит из воды . 98% Эрен ... Витамин Д свя Тканевые сбе структуры ~есницы содержат который состо'ит амин окислот лаза из другого белка коллагена. зритеnьными ~BeT попада~т гда меняет фо ин Д иРМУ, клетки, витам рочие ткани г . построены - пигментами ко елок кератин из П зан лками гnаза эл~~р3~чепосылается ский - импульс . кислород глаза к Для ислородом переноса бепокгем~;л:~еОбХОДИМ ин и железо. .
Как движется пища? Питание - это процесс расщепления пищи на молекулы, которые могут всасываться в кровь . Пища проходит около 9 метров по череде Голод органов, образующих желудочно-кишечный тракт. Натощак желудок Вblделя ет го рм он грел ин . Головно й мозг пр и н и м ает этот с игн ал и готовит Путешествие еды кише чн ик к пр и ем у Начинается с весьма аппетитного приема пи щ и. пищи и завершается посещением туалета . "", .. Между этими событиями еда отдает т . питательные вещества в четыре этапа . Грелин сигнализирует о чувстве голода В процессе участвуют ротовая поло сть , желудок, тонкий и толстый кишечник. Лептин отвеч ает Важны также печень , поджелудочная за чувство насыщения железа и го р моны лептин игрелин. Прохождение пищи через пищевари­ Насыщен ие Выделение жировой тельный тракт занимает в среднем тканью гормона 48 часов . лептина со ответствует состоянию СblТОСТИ. Всасывание Для головн о го мозга питательны х вещес т в это сигнал, ч то В ос н ов н ом п роисход и т кишечник нужно в то нком кише чн ике. Од н и п е р е в ес т и в режим п итате льны е ве щ ест ва вса­ п о ко я. с ы ваются дольш е, чем д ругие . --+ Витамины --+ Сахара --+ Микроэлементы --+ Жирные кислоты --+ Вода Аминокислоты Кровоток Голод и насыщение Человек ест, когда голоден, и перестает есть , 1 РОТ и пищевод когда сыт. Эти ощущения возникают не созна­ Первый этап тельно. Если организму не хватает питательных начинается с пережевыва ­ веществ , желудок вы р абатывает гормон грелин , ния пищи : она механически который вызывает чувство голода. Когда пита­ измельчается , смешивает­ ся со слюной. Начинается тельных веществ достаточно, жировая т кань процесс переваривания . Затем пища проглатывает­ ::1 ся и попадает в пищевод Е m (см. с. 142). :s: выделяет гормон лептин, подавляющий аппетит. tII О ]::1 КРОВОТОК
- 8 1 минута в ротово й I п олости 1. • :. .• и п ищевод е ПО протоку ~ ПЕЧЕНЬ посту п а ют ф е рм е нты из поджел удоч но й же л ез ы "О ~fJ\'lP.O"\4."''' • ~fJ\E.?#'" е ~ ~ Желудок Мышечные сокращения 2 ~ 'i' пищевода проталкивают пищу в желудок . Там она обрабаты ­ вается желудочным соком КАЕТ ОСТАНОВКА? и превращается в полужидкую массу, называемую х имусом Запоры вызваны стрессом , (см . с. 143). неправильным питанием и инфекциями. Для лечения применяют слабительные 2,5- 5 часов в ж елуд ке средства, которые облегча­ ют прохождение пищи 3 ча са в то н кой киш к е по кишечнику. '"о';::i" ~ ~= )::jtJj 'tl ~ ~ •, з J '1Тонкая кишка в ТОНКОЙ киwке химус ~ :s: t7' S' ~ :s: ~ Q~ ~ ~ \ 4 Толстая кишка 3десь всасывается содержащаяся в пище вода и некоторые оставшиеся расщепляется ферментами, питательн ые вещества . Непере­ поступающими И3 поджелу­ варенные остатки пищи спрес­ дочной железы, и вырабаты­ совываются в каловые массы ваемой печенью желчью. и накапливаются для удаления Здесь всасывается большая из организма (см . с. часть питательных веществ 146- 147). ~ '< .E ~ ~ '< ~ ~ о "" ~ ~ (cм.c. 144-14S). ~ 30-40 - - часов в толстой ки ш ке
~ Голод ыIИРОТ Дыхательный путь Жевание извилистый путь пищи начинается ( кратковременного ( б пре ывания Когда в ротовой полости во рту и кислотнои ванны первой стадии пищеварения - находится пища , надгортанник располага­ ется так, чтобы трахея превратить была открыта . Благодаря из питательных веществ. Затем химус этому во время жевания можно дышать носом. поступает в то~кий кишечник для переработки. Надгортанник поднимается Вниз по тракту Глотание Изо рта в желудок пища опускается по вертикальной соединительной трубке - При проглатывании пищеводу. Пища надгортанник опускается, закрывая трахею . продвигается под действием силы тяжести Одновременно мягкое нёбо приподнимается, и сокращений мышц пищевода, чтобы перекрыть вход которые называют в носовую полость. Мягкое нёбо поднимается Надгортанник опускается Снова готов кжеванию При жевании Когда пища прошла формируется комок пропитанной слюной в пищевод , надгортанник и мягкое нёбо возвраща­ пищи ются в исходное положение, и человек снова может дышать Слюнные железы Подъязычные 1', " и жевать. в области щек слюнные железы вырабатывают густую выделяют водянистую Надгортанник слюну поднимается слюну, содержащую ферменты , •• Подчелюстные слюнные железы выделяют слюну 1 Пищеварение начинается При жевании слюнные железы увеличивают продукцию слюны, чтобы превратить пищу в пасту. В слюне содержится фермент амилаза, который превращает крахмал в легко усвояемые сахара. у основания языка как не подавиться Поскольку рот нужен и для еды, и для дыхания, очень важно, чтобы трахея закрывал ась при глотании. К счастью, в организме есть пара предохранителей: хрящевая пластинка надгортанника и мягкое нёбо, гибкая тканевая складка в области свода ротовой полости .
Волны сокращений мышц передвигают вниз по пищеводу 2 8 желудок Пища попадает в желудок через мышечное кольцо (сфинктер) и в течение нескольких часов перемешивается там ОТЧЕГО Пережеванный ВО3НИКАЕТ И3ЖОГА? комок пищи Неприятное ощущение тремя слоями мышц . В ходе этой энергичной процедуры, которую человек почти не чувствует, пища обрабатывается желудочным соком, выделяемым железами Чтобы жжения вызвано действием в слизистой оболочке желудка . пропустить кислоты желудочного сока. Может возникнуть из-за стресса, переедания или чрезмер­ ного употребления алкоголя. Выделение желудочного сока 3 Желудочный СОК Содержит очень агрессивную соляную кислоту (убивает бактерии), а также фермент пепсин (превращает белки в меньшие по размеру молекулы - пептиды). Кроме того, желудок выделяет липазу (фермент, желудка тянут его который начинает процесс расщепле­ в трех направлениях, ния жиров), а также слизь. Слизь изгибают образует вязкий слой, защищающий и перемешивают желудок от собственного сока. пищу как одежду IXI в стиральной машине ::= ~ Желудочный сок вырабатывается у основания желудочных ямок Q1 t:1' . :=i :S: Слои стенки Мышечное кольцо O ~ ~~ ~~ :S:< ос: 4 Продвижение После t---I 3-4 часов ~ перемешивания в же ­ лудке пища превраща ­ с\.) ется в химус, который затем проходит через сфинктер основания в шейку тонкой кишки . """ t---I желудка и попадает Пища Химус попадает превращается в тонкую кишку в химус I ~ W
В недрах кишечника Ансамбль орrаиов Превращенная в химус пища попадает в тонкую кишку. Там разворачивается невероятная химическая активность, химус еще больше расщепляется, и в конце концов ферменты), печень (выделяет желчь), желчный вещества всасываются в кровь. Каждый день через тонкую кишку проходит около 11,5 литра пищи, Переваривать пищу в тонкой кишке помогают еще три органа: поджелудочная железа (вырабатывает пузырь (накапливает желчь) . жидкостей и пищеварительных соков. 1 Фабрика желчи Одна из многих задач печени - выработка желчи , 3 горькой жидкости, которая превращает Пища выходит Ферментативная обработка жиры в легко из желудка Поджелудочная железа усвояемые капельки и попадает в тонкую вырабатывает ферменты : амила ­ жира. Желчь кишку зу (превращает длинные углеводы в короткие), протеазу накапливается (превращает белки в аминокис­ в желчном пузыре . 2 лоты) и липазу (превращает Запасы желчи Когда пища выходит из желудка, желчный пузырь выпускает желчь в тонкую кишку. Там она перемешивается ~~ .... с ферментами Желчь проходит по желчному протоку поджелудочной железы . ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА Проток поджелудочной ОКОЛО 95% ВЕЩЕСТВ железы, наполненный ферментами ВСАСЫВАЕТСЯ В ТОНКОЙ КИШКЕ. ОСТАЛЬНОЕ - В ТОЛСТОЙ '11111PII1If Пища продвигается мышечными сокращениями стенок ки шечника
Отверстие протоков, .., проводящи х пищеварительные соки Жиры перерабатываются особенно 4 трудно . Даже после обработки Начало всасывания В течение 3- 5 часов желчь соляной кислотой в желудке они и ферменты сообща расщепляют все еще не годятся для питательные вещества . Всасывание расщепления ферментами. е •• ЖЕЛЧЬ ••••• На помощь приходит желчь : она эмульгирует жир, превращая его в капельки, на которые могут ЖИРОВЫЕ действовать ферменты . КАПЕЛЬКИ Липаза расщепляет капельки жира Протеаза расщепляет белки на жирные кислоты на аминокислоты АминокислотыJl ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ Жирные кислоты • •• • : IJ, • САХАРА • Аминокислоты происходит в стенке кишечника , которая выстлана тысячами пальцевидных выростов - ворсинок . Ворсинки значительно увеличивают площадь поверхности кишечника и , следовательно, его способность всасывать питательные вещества. Амилаза расщепляет углеводы 1"'~"~'''''''''' t:Jj = Тысячи ворсинок • w Сахара • кишечника J, • :х: = т ~ 'O "CI ~ t7' x :S: ---- ••• ••• • выстилают стенку 5 :s: e; В кровь Ворсинки всасывают питательные вещества и направляют их в кровь . Оттуда они попадают в печень и распределяются по всему организму. Тем временем остатки химуса поступают в последний отрезок кишечника (см . с. 146-147). Переваривание жиров включает еще один этап, не показанный на рисунке : из ворсинок жирные кислоты попадают в лимфатическую систему и лишь затем в кровоток . ~ c; . I~ .......... ~ ~ " .......... ~ (JJ
Вверх, вниз и наружу Заключительная стадия пищеварения протекает в толстой кишке - трубке длиной 2,5 метра, что окружает тонкий кишечник. За дело берутся бактерии. Они могут разрушить углеводы, выделяя крайне важные для здоровья человека питательные вещества. Одновременно в толстой кишке накапливаются и прессуются каловые массы, которые ОбраЗ0ваниекарманов затем выводятся. Примерно каждые полчаса мышечные волокна толстой кишки сжимаются, образуя карманы, где перемешиваются каловые массы. Содержимое кишечника здесь едва движется . Мышечные волны Так же как в пищеводе и в тонкой кишке, мышцы толстой кишки сокращаются и , сжимая каловые массы , продвигают их по кишке. 2 По мере Передвижение масс движения Медленные мышечные в кровь всасываются сокращения кишечника вода, хлориды, возникают примерно три натрий, а также раза в день при витамины группы В поступлении пищи и витамин К. Эти в желудок. Они витамины могут как вырабатываться волнообразно ВИТАМИН В передвигают каловые кишечными массы по толстой кишке бактериями, так в прямую. и содержаться в пище. Реryляриость В стенке толстой кишки живут Отходы проходят по толстой кишке примерно дружественные за бактерии 19-36 часов. Этого времени достаточно для всасывания воды. Если фекальные массы ХЛОРИД богаты клетчаткой, они движутся быстрее.
3АЧЕМ НАМ АППЕНДИКС? Возможно, это остаток органа, и бикарбонат всасываются в толстой кишке вобмен на натрий, поступающий который помогал предкам чело­ века переваривать растительную пищу. Сегодня аппендикс, вероят­ но, важен только как безопасное хранилище для кишечных из кровотока 1 бактерий. тонкий кишечник , отходы пищеварения начинают вертикально подниматься по слепой кишке . Когда каловые массы достигают прямой з Каловые массы уплотняются в нижних отделах толстого кишечника . расслабиться . Одновременно сенсорные сигналы в головной мозг информируют tI:1 OS tt1 = стенками толстой человека о необходимости 'd o-ij КИШКИ , они дефекации, и он сознатель- tt1 массы прямую кишку. но решает, когда рассла­ бить наружный анальный сфинктер. При правильном выводятся из орга­ низма через го мозга заставляют анальный сфинктер выделяемой влажность . Каловые ют импульсы в спинной мозг, вызывая рефлекторный позыв. Сигналы от спинно­ Благодаря слизи, сохраняют 4 кишки, рецепторы растяжения отправля­ питании это происходит Конец путешествия от трех раз в день Они примерно Толстый кишечник состоит из слепой кишки (там на БО% состоят накапливаются отработанные вещества из тонкой раза втри из бактерий , кишки), трех отделов ободочной кишки (где дня . остальное в основном всасыв а ются питательные вещества) и прямой до одного ro < .?< 'tI ~ tI" :s: ~~ ~~ ~ ~ о) непереваренные кишки (оттуда выводятся каловые массы) . Са м ый ........... волокна . большой отдел ~ в заднепроходном отверстии есть два сфинктера : внутрен ­ ни й и наружный - ободочная кишка , в которой кол онии бактерий поглощают непереваренные ~ кра х мал, волокна и сахара (см . с . f-.....:J 148-149).
ПОМОЩЬ бактерий Лактобациллы - широко рас п ространенные желудочные бактерии, которые используют В пищеварительном тракте обитает более 100 триллионов полезных бактерий, вирусов и грибов. Это микрофлора в лечебных целях как пробиотики . Они борются с бактериями, вызывающими кишечника. Она помогает переваривать пищу и БОРОТ~ СЯ диарею с вредными микробами (см. с . 172- 173). Проrпатываиие МИIq)обов Первые микробы ребенок получает при рождении, и после этого они поступают в организм каждый день . Через нос и рот попадают в желудок . Среда там очень кислая, и долго они не задерживаются. в переваривании пищи. пилори­ 900/0 ВСЕХ КЛЕТОК В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА враждебный микроорганизм. Он проникает в слизистую оболочку и вызывает язвы желудка СОСТАВЛЯЮТ БАКТЕРИИ 70% кишечных микробов живут Вредная Уничтожают бактерии или бактерия замедляют их рост, но при этом не различают вредные и друже­ ственные микроорганизмы . В результате страдает и полезная микрофлора : разнообразие из дружественных бактерий кишечных бактерий снижается уже в начале приема антибиоти­ ков и достигает минимума примерно к ll - му дню. После лечения популяция бактерий восстанавливается, но злоупо ­ треблять антибиотиками не стоит. Вещества, выделяемые дружественными бактериями для отражения атаки 8севместе Хотя в организм попадает много вредных бактерий , большинство микроорганизмов защищает нас от этих микроскопических врагов. Они прикрывают собой стенку кишечника и выделяют вещества , убивающие вредные бактерии .
ВНУТРЬИНАРУЖУ Помощь бактерий 148 / 149 Переварить иеперевариваемое Микробы в толстой кишке питаются углеводами, которые человек не может использовать как источник энергии. Они расщепляют пищевые волокна, например целлюлозу, помогают всасывать пищевые микроэлементы, в частности кальций и железо, в процессе расщепления синтезируют витамины, в том числе витамин К, и выполняют в кишечнике образуются газы другие важные задачи. (водород, углекислый газ, метан Газы, образовавшиеся в процессе 10J\С"ДЯ КИШКА Бактерии переваривают • углеводы Углеводы ферментации •• • и сероводород). Если их много, возникает вздутие живота и метеоризм . К газообразующим продуктам относятся не только . • бобовые, кукуруза и брокколи, . но И лук, молоко и искусственные • Питательные вещества всасываются в толстой кишке из дружественных бактерий Витамин К играет важнейшую роль в свертывании крови Пробиотики действуют проти­ воположно антибиотикам. Это жи­ вые бактерии, которые потребля­ для здоровья ются в виде кисломолочных про- мышц дуктов или таблеток для укреп­ Всасывание ления бактериальной флоры Масляная кислота дает энергию клеткам кишечника Витамин В Пропионовая кислота помогает помогает тканям превращать пищу реагировать на инсулин в энергию кишечника, нарушенной из-за антибиотиков или болезни.
Очистка крови почки фильтруют Проходя по организму, кровь собирает много отходов и ненужных 20-25 ВЕСЬ ОБЪЕМ КРОВИ РАЗ В ДЕНЬ клеткам веществ. Если бы не почки, их уровень быстро стал бы опасным ДЛЯ жизни. Задача почек из организма. - вымыть эти вещества Нефроны связаны с центральной частью почки Очистные сооружения Кровь проходит через почки за - мозговым веществом 5 минут. Там она очищается в бесчисленном множестве микроскопических фильтров, Отходы в виде мочи которые превращают отходы в мочу. Моча накапливаются поступает в мочевой пузырь, и возникает в мозговом веществе позыв посетить туалет. Основной компонент мочи - мочевина, продукт метаболизма , образующийся в печени (см. с. 15б-157). Поступление 1 загрязненной крови Несущая отходы кровь поступает в почки по почечной артерии, Через почки проходит так много отходов, что часть солей может накопиться и образовать которая разветвляется на сеть капилляров, оплетающих миллио­ ны микрофильтров­ камень. Маленькие камни без нефронов. После проблем выходят из организма , фильтрации очищен ­ однако большие могут заблоки ­ ная кровь выводится ровать мочеточник. Ожирение, из почки по почечной вене . неправильное питание , недостаточный объем выпиваемой • воды повыша ­ ют риск образо ­ • вания камней . Камн и в почках
Загрязненная кровь поступает в клубочек \ \ Клубочек, гд е происходит фильтрация Жидкость • d2 сотходами & Загрязненная K~OBb Отходы, включая течет В соседнии нефрон 3 Очищенная кровь поступает в почечную вену ~ Моча выходит Капилляры реабсорбируют НЕФРОН мочевину, токсины Сбор мочи и избыток солей , Мочевыводящие канальцы ",'",Ю"" мозгового вещества почек .,"0' ~ соединяются и выходят в почечную лоханку. Затем моча поступает в мочеточник, который соединяет почку с мочевым пузырем . из нефрона соли и воду 2 4 Фипьтрация Проходя через нефрон, кровь просачивается Утипизация ОТХОДОВ Мышечные сокращения проталкивают мочу по мочеточнику. Когда пузырь заполнен , сквозь крошечный фильтр, называемый клубочком . его мышечные стенки сдавливают мочу, Он пропускает мочевину и другие отходы, но оставляет но сфинктер в основании мочевого пузыря в сосуде клетки крови и ценные белки. По другую сторону ее не пропускает. Умение контролировать фильтра жидкость с отходами попадает в длинную петлю. эту мышцу позволяет человеку самому Там почки корректируют ее состав, а затем выводят выбрать время мочеиспускания . § в канальцы для сбора мочи . 0"1:1 ..с: t7' ;s: :s: ЧТО ДЕЛАТЬ, ЕСЛИ ~~ Мочевой пузырь ~~\ с мочой ПОЧКИ НЕ РА&ОТАЮТ? Если почки больны и не справля ­ МОЧЕВОЙ ПУ3ЫРЬ ются с фильтрацией крови, врачи • • • • используют диализный аппарат. • Кровь отводят по трубке в специ ­ альное устройство, там она очи ­ щается и фильтруется, а затем возвращается в организм . Мочеиспускательный канал l ~~'< ;s: ~ ~ " -1 ~ т Ж ~ S ;f o~ ~~~~~~~~o,> ~"'~ ~'6 1---1 c.n о ............ 1---1 c.n 1---1
ВОДНЬIЙ баланс Алкоголь блокирует выделение гормона АДГ гипофизом, из-за чего почки, которые активно выводят алкоголь Содержание воды в крови должно сохраняться из кровотока, выделяют в мочу больше воды. После бокала на определенном уровне, иначе клетки станут либо вина организм может потерять в четыре раза больший, чем обезвоженными, либо очень раздутыми и потеряют обычно, объем жидкости. Вещества, которые стимулируют работоспособность. Почки, эндокринная и кофеин . мочеобразование, называют диуретиками. К ним относится и кровеносная система слаженно работают, поддерживая баланс. Слишком мало воды Человек теряет жидкость непрерывно. Иногда большой объем воды Слишком MHOrO воды быстро выходит из организма, например при обильном потении, Чрезмерная гидратация встречается реже, чем обезвоживание . рвоте и диарее . Одновременно уменьшается объем крови и растет Ее может вызвать чрезмерное питье после физических нагрузок, содержание в ней солей. В такой ситуации включаются механизмы потребление наркотиков и некоторые заболевания. В результате восстановления баланса. объем крови увеличивается, а концентрация растворенных в ней солей падает. Детектор уровня солей Детектор YPOBH~ 1 Сиrнал об обезвоживании Гипоталамус получает сигналы о понижении артериального давления и высокой концентрации солей и реагирует на них усиленной выработкой АДГ (антидиуретического гормона), который затем поступает в гипофиз, -. • ~ ~ - (" солеи Гипофиз r ~'/о{\ОТАЛА-1fУ. .... Гипофиз 1 Сигнал об избытке воды Гипоталамус получает сигнал, что артериальное давление повышается, а содержание солей в крови низкое . В ответ он выделяет меньше АДГ. Так как этот гормон задерживает воду, снижение его выработки приводит к усилению мочеиспускания. а оттуда в кровь. Рецептор растяжения в кровеносном сосуде предупреждает гипоталамус о понижении артериального давления Уменьшение содержания водь, в крови Рецепторы растяжения в кровеносном сосуде \ предупреждаютгипоталамус о повышении артериального давления Повышение содержания водь, в крови
•• •• •• • • • • • • ·:.: .. .:.· · д~ 8 '~ .:о НЕХВАТКА 8OДbI : :х: u о ~ ~ ."" " 1:0о ? ~ :s:.о " " : '< "]::i Расслабление : ~ кровеносного мышц стенки "> ~ 2 " ~ кровеносных сосудов Высокий уровень АДГ заставляет 8 ~9 сосуда : S( " cg Сокращение " ::z: Jr ~, " о :]::i 2 Расширение кровеносных сосудов " 0'< " При низком уровне АДГ гладкие мышцы сосудистой стенки мышцы стенок кровеносных сосудов сокращаться. Это расслабляются. Благодаря :ному при водит к сужению просвета сосуды расширяются , а артери­ сосуда, что в условиях уменьше ­ альное давление , вызванное ния объема крови нормализует избытком воды , снижается. артериальное давление. ПОЧКА ПОЧКА Выведение воды почками ускоряется МОЧЕТОЧНИК 3 3 Реабсорбция Выведение воды Низкий уровень воды = ~ tI:'''CI Высокий уровень АДГ заставляет почки АДГ - уменьшить реабсорбцию 1ij :s: ~~ сигнал почкам реабсорбировать. (оли, воды. Благодаря этому которые теряются с потом больше воды выводится и рвотой, не выводятся . через мочевой пузырь . МОЧА 4 Концентрированная моча Если организм задерживает 4 o~ I~ t--' Разбавленная моча При меньшем объеме много воды, мочевой пузырь реабсорбируемой воды мочевой наполняется медленнее и моча будет пузырь быстро заполняется и моча более концентрированной и темной . получается более светлая. ()J с\.) '-. t--' ()J W
Какработаетпечеиь Пройдя через ротовую полость , желудок и кишечник , питательные вещества попадают в кровь и доставляются прямо в печень. Здесь они запасаются , расщепляются и превращаются в другие вещества. В печени всегда находится около 10% всего объема крови . Печеночная долька Входы и ВЫХОДЫ печени Кровь поступает в печень с двух Печень состоит из тысяч долек. направлений, а выходит через одну печеночную вену. Желчь выделяется Эти маленькие фабрики содержат множество химических « станков » - гепатоцитов . При поддержке клеток Купфера и звездчатых клеток они выполняют всю работу. Дольки печени имеют форму шестигранника. В центре расположена вена , а по углам - по желчному протоку. ••• ~ Кровь из кишечника Кровь от сердца Кровь к сердцу . •• ~ Желчь в желчный пузырь два кровеносных сосуда и желчевыводящий проток . Поперечный разрез дольки Печень необычна тем, что снабжается кровью сразу с двух сторон . Как и другие 1 органы , она получает Поступпение питатепьных веществ насыщенную кислородом В каждый угол дольки поступает кровь из сердца, которая богатая питательными веществами дает энергию, и еще кровь из кишечника для очистки, запасания и переработки питательных веществ . t ...... .... Киш~!К" кровь из ответвления идущей от кишеч н ика воротной вены печени . Насыщенную кислородом кро вь долька пол учает из пе ч еночной арте р иол ы - ответвления идущей от сердца п ече н очной артерии .
154 / 155 ВНУТРЬИНАРУЖУ как работает печень з Выведение питательных веществ ............................................................................ После обработки кровь поступает в центральную вену, по которой выводится из печени . Дальше она идет в сердце, легкие , опять в сердце и , наконец, в почки, где токсины удаляются с мочой . Клетки Купфера С КАКОЙ удаляют бактерии, СКОРОСТЬЮ мусор и старые РА60ТАЕТ ПЕЧЕНЫ Каждую минуту печень фильтрует примерно 1.4 литра крови . За сутки она вырабатывает до литра желчи . По мельчайшим каналам желчь поступает в желчные протоки Дольку пронизывают ответвления 2 печеночных воротных венул Обработка питательны х веществ Гепатоциты запасают, расщепляют и преобразуют питательные вещества , вырабатывают желчь (см. с. 144- 145). Для хранения желчь постоянно выводится в желчный пузырь.
Чем занимается печень ЧТО ЕЩЕ ДЕЛАЕТ ПЕЧЕНЫ Печень производит белки свертывания крови, которые помогают остановить крово ­ течение при травме. Если Печень похожа на фабрику с тремя цехами: печень больна, кровотече­ переработки, производства и хранения. ния возникают чаще . Сырьем для нее являются питательные вещества, поступающие в кровь при пищеварении. В какой цех ГnlOКО38 они будут нanpавленыI' зависит И3 yrneBoAoB Если организму от текущих приоритетов не хватает энергии, организма. печень создает глюкозу из гликогена в процессе гликогенолиза . Meтa60n1l3M llllIpiI При избытке углеводов и белков они превраща­ юте" в жирные кислоты и ВЫХОДАт В кровоток для образования запаса энергии в отличие от других органов, при - жира. Это важно, когда запасы повреждении у печени образуется постоянно воздействуют токсины, в том числе некоторые лекарства . Однако печень выдерживает натиск благодаря способности к самовосстановлению. крови Невероятно: даже потеряв Средовые загрязнения, полностью восстановиться . При этом она распределяет их туда, где они требуются, и создает резервы на черный день. Очень важно, что этот токсичные вещества. Это замечательно, потому что на нее печень всего за несколько недель способна питательных веществ. орган одновременно удаляет не рубцовая ткань, а новые клетки . 75% массы, Больше всего времени печень тратит на переработку бактериальные токсины пре06разуются в менее опасные соединения и затем направл"ются в почки для выведения
ВНУТРЬИНАРУЖУ Чем занимается печень Выработка желчи 156 / 157 Печень непрерывно производит желчь и отправляет ее на хра ­ нение в желчный пузырь. Для синтеза желчи нужен Выработка гормонов Печень выделяет как гемоглобин . Его орган получает при распаде минимум три гормона, старых эритроцитов . что делает ее важнейшим органом эндокринной системы (см . с. 190- 191). Гормоны пече н и стимулиру­ ют рост клеток, помогают образованию костного ПРОИ3ВОДСТВО Печень - главный про извод­ ственный центр организма. В ней питательные вещества Синтез белка В печени образуется превращаются в биологически много белков, которые активные вещества (например, затем выделяются гормоны) , злементы тканей в кровь. Это особенно (в частности, белки) и важную важно, когда в пище не хватает аминокис­ для пищеварения желчь . Так как лот - кирпичиков, печень непрерывно трудится, из которых синте ­ она вырабатывает и другой зируются белки. ценный продукт - ПЕЧЕНЬ ВЫПОЛНЯЕТ огром- ОКОЛО 500 Гleчень может запас витамина А, ХИМИЧЕСКИХ необходимого для работы иммунной Запасы системы. Витамины В'2' Орган запасает витамины, О, Е и К тоже запасаются РАЗ НО­ ОБРАЗНЫХ хранить двухлетний ФУНКЦИЙ на случай дефицита. микроэлементы и гликоген (вещество для хранения глюкозы). Благодаря этим резервам организм способен Минеральные несколько дней и даже вещества Способность к восстановлению ­ уникальное свойство печени , В печени откладыва­ которого нет у други х органов . недель продержаться ются два важных микро­ Однако из-за регулярного без пищи. элемента: железо, воздействия вредных факторов которое переносит кислород, и медь, которая поддерживает Гпикоrен Энергия запасается в печени в виде (ал коголя , лекарств и вирусов) у печени иногда не остается иммунитет и требуется времени на регенерацию. для 06разования Развивается цирроз : образуются эритроцитов. рубцы . Частая причина заболевания - гликогена. При злоупотребление нехватке энергии алкоголем . (см. с. 158-159) печень превращает гликоген в глюкозу и выделяет ее в кровоток.
Энерrетический баланс Многочисленные Большинство клеток организма использует для молекулы сахара образования энергии глюкозу или жирные кислоты. указывают на высокий Чтобы бьm запас этих веществ, периоды их уровень сахара в крови после еды поступления с пищей чередуются с периодами высвобождения из депо. В идеальных условиях I • • Молекула такой цикл повторяется каждые несколько часов. Заправка Глюкоза и жирные кислоты поступают с пищей. По мере жирной кислоты 1 • повышения уровня глюкозы в крови поджелудочная Молекула глюкозы железа выделяет гормон инсулин, который дает мышцам , жировой ткани и печени команду абсор­ Запас жир н ых кислот в жировой клетке бировать и накапливать глюкозу и жирные кислоты - __ запасать энергию на будущее. 3 1!;3 1шт Хранение избытка rпюкозы Жирные кислоты в основном хранятся в жировых клетках, которые служат вместили­ ще м э нергии. Эти клетки принимают лишнюю глюкозу Избыток глюкозы и превращают ее в молекулы жир н ых кислот. направляется в жировую клетку для хранения - • Мыwцы 2 сжиrают rпюкозу Богатые Мышечные клетки превра ­ сахарами щают глюкозу в энергию, продукты необходимую им для сокращений . Мышцы поглощают и жирные кислоты. Они сжигают их, если уровень глюкозы низкий . Мышечная клетка поглощает глюкозу Мышечная клетка поглощает жирную ТОЛСТЕЮТ ЛИ кислоту ОТ ЖИРНОЙ ПИЩИ? Толстеют, но только если есть ее с продуктами , содержащими сахар и другие углеводы. Глюкоза в таких продуктах дает организму сигнал запасать питательные вещества , а значит, набирать вес ';; се 3" о Е о 1 Сиrнап к поrпощению с После еды поджелудоч - ная железа выявляет высокий уровень сахара в крови и в ответ выделяет в кровь инсулин. Инсулин готовит клетки организма открыться и принять питательные вещества . Главное из них - глюкоза, из которой получают энергию все клетки . ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕ3А
ВНУТРЬИНАРУЖУ Энергетический баланс 158 / 159 Редкие молекулы Сжиrаиие топлива По мере того как клетки организма поглощают сахара указывают на его низкий уровень в крови питательные вещества , уровень глюкозы в крови снижается . Если пища не поступает, уровень глюкозы падает настолько , что организм начинает сжигать жиры . За этот процесс тоже отвечает поджелудочная железа . Жирные кислоты _ _ __ сжигаются з Мышечн." кn eткa CJКиr.ет в мышечной клетке жиры Здесь мышечная клетка получает жирные кислоты из жировой клетки и расщепляет их с образованием энергии. Энергетическую ценность пищи измеряют в калориях . При сидячем образе жизни для поддержания веса достаточно около 1800 ккал 2 в день . Если поступление или затраты энергии Жиры н.пр.мяIOТСЯ • увеличиваются, баланс нарушается . • мышцы Глюкагон дает команду клеткам жировой ткани высвобождать в кровоток жирные кислоты, чтобы другие клетки использовали их в качестве источника СТАБИЛЬНАЯ МАССА ТЕЛА энергии . 1 ПОТЕРЯ ВЕСА Сиrнan .Сжиr.i l_ Через несколько часов лосле еды слециальные клетки поджелудочной железы выявляют снижение уровня глюкозы в крови. Поджелудочная железа выделяет гормон НАБОР ВЕСА глюкагон . Это сигнал печени выделять в кровь ПОСТУПЛЕНИЕ КАЛОРИЙ РАСХОД КАЛОРИЙ глюкозу, запасенную в виде гликогена ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕ3А (см . с . 154-155).
Сахарная ловушка Калории - это просто колич е­ ство э нергии , которое органи зм с точки зрения содержания энергии все калории получит и з пищи. Поэтому н и ч его равноценны . Гораздо важнее их источник: жиры, белки или углеводы. Некоторые продукты обеспечиваю~ плохого в н их нет - э нергия нуж­ на для жизни ! Однако если потреб ­ стабильный приток энергии, а другие вызывают резкие лять слишком много калори й, будет накапли ваться скачки уровня инсулина в крови. лишний жир. Инсулин в крови Продукты, которые быстро превращаются в сахара, вызыва­ ют скачок уровня глюкозы в крови (см. с. 158). В ответ 8злет и падение Резкий взлет и падение уровня следует всплеск уровня инсулина, при водящий к резкому падению уровня глюкозы. Если налегать на сладкое, появит­ глюкозы, а также постепенный ся усталость и желание съесть еще больше сахара, а инсулин инсулина в крови наблюдается будет оставаться в крови и не давать сжигать жиры. во время завтрака . 1 8:00 - 2 завтрак Богатый углеводами завтрак­ будь то тосты или готовые хлопья с молоком - создает « сахарную 10:30 - ---). Глюкоза ---). Инсулин рост и снижение уровня перекус 3 Уровень глюкозы падает, но остающийся в крови инсулин подавляет высвобождение жирных 13 :00 - 0бед К обеду уровень сахара вновь падает, и это подталкивает эйфорию» И повышает уровень кислот. Сладкое печенье повысит выбрать что- нибудь инсулина . Это состояние уровень глюкозы и вслед за ними ­ с высоким содержа ­ можно усилить фрук­ инсулина . нием углеводов. Затем товым соком или цикл п р одолжается , подслащенным причем уровень кофе. 8:00 v 10:30 Прибавка веса Сахарная ловушка быстро приводит v глюкозы и инсулина выходит за пределы здорового диапазона . 13:00 E.~-- Абсорбция жирной кислоты Ядро клетки к ожирению, что опасно для здоровья: Запас жирных нарушается чувствительностъ к инсулину кислот и могут возникнуть сахарный диабет 2-го типа (см. с. 201), сердечные заболева­ ния, некоторые виды рака и инсульт. Чтобы избежать ожирения, крайне важно поддер­ живать инсулин на низком уровне, напри­ мер с помощью низкоуглеводной диеты. Хранение жиров Из-за отложения жира в организме число жировых клеток не растет: увеличиваются в размере уже имеющие­ ся жировые клетки .
ВНУТРЬИНАРУЖУ Сахарная ловушка 160 / 16 1 низкоyrпеводиыe диеты Популярный, но спорный выход из сахар­ Чтобы урезать потребление углеводов, некоторые диетоло ­ ги совет уют заменить их ной ловушки - ограничить потребление углеводов, чтобы предотвратить их последующее отложение в виде жира. белками и полезными жирами . Это поможет избежать скачков инсулина, Переходить на эту диету лучше которые заканчиваются тягой к сахару поэтапно, чтобы приучить орга ­ низм с ж игать жиры и меньше полагаться на углеводы. и избыточным накоплением жира. Поддержание уровня сахара и инсу­ лина в здоровом диапазоне позво­ ляет использовать в качестве САХАР вызы ВАЕТ БОЛЬШУЮ ЗАВИСИМОСТЬ, ЧЕМ КОКАИН источника энергии жир, а не глюкозу. КЛЕТКА ГОЛОВНОГО МОЗГА Кетоновое тело использу­ ется для выработки энергии Жирная кислота в клетке головного мозга используется для выработки энергии в мышечной клетке ~----- Кетоновое тело выделяется в кровоток Жирная кислота ----,А. поступает в кровоток Кетоновое тело вырабатывается Запас жирных из жирных кислот в печени ......+ Выделение жирных кислот Выработка кетоновых тел Если содержание глюкозы в крови В отличие от других тканей, головной мозг не способен в норме, уровень инсулина остается использовать жирные кислоты в качестве источника энергии . низким и не мешает жировым клеткам Если уровень глюкозы в крови низкий , печень начинает высвобождать жирные кислоты. превращать жирные кислоты в кетоновые тела которые обеспечивают клетки мозга энергией . - молекулы,
Поститься или пировать? в двух популярных сегодня диетах не нужно считать калории. Палеолитические диеты нацелены на возврат к рациону наших далеких Пподыохоты и собиратепьства предков и исключают сильно пере­ Палеолитическая диета работанные современные продукты. Другой подход - включает цельные пищевые продукты, например фрукты , периодическое голо­ овощи, орехи и семена. Поощряется потребление дание: оно подразумевает ограничение качественных белков, содержащихся в яйца х, рыбе, не содержания, а времени приема мясе, но не выращенных на промышленных фермах пищи. с использованием К истокам зерновых кормов. в основе палеолитических диет лежит представление, что организм эволюционно не приспособлен к сильно переработанным, сладким , богатым углеводами продуктам. Хотя эта диета не предполагает возврата к пещерной жизни, она поощряет потребление продуктов, которыми, видимо, питались древние охотники и собиратели, жившие до появления сельского хозяйства. Но если человек привык получать кальций из молочных продуктов , ему нужно найти им замену, чтобы избежать дефицита этого микроэлемента. Краткосрочноеrолодание При регулярных перерьrвах в еде организм начинает получать энергию из жировых запасов, но при этом не успевает перейти на расщепление мышечных белков. Есть два основных метода такой диеты - 16:8 и 5:2. Метод 16:8 22 24 2 Сторонники этого режима едят каждый день в течение В-часового 20 4 периода (например, с попудня до восьми вечера), а остальные 1б часов воздерживаются. б 1В Большая часть времени голодания приходится на сон, так что диету соблюдать несложно. 1б В Прием пищи Голодание 5:2 При таком режиме в течение двух дней в неделю нужно 14 Схема: Метод 12 10 ограничиваться 500 килокалорий - например, есть всего один раз. Остальные пять дней недели можно есть сколько угодно в разумных пределах .
ВНУТРЬИНАРУЖУ Поститься или пировать? 162 / 163 у '/з ВЗРОСЛОГО . . . . НАСЕЛЕНИЯ ",. ПЛАНЕТЫ ЕСТЬ ФЕРМЕНТ, РАСЩЕПЛЯЮЩИЙ САХАР МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ - Перерабо­ танные продукты Гликемический индекс (ГИ) Палеолитические Показывает, насколько быстро продукт, диеты исключают сахар, переработанные продукты, крупы, бобовые, алкоголь содержащий углеводы, повысит уровень и молочное, так как все глюкозы в крови. Чем ниже ГИ, тем меньше зто - продукция современ ­ продукт влияет на уровень сахара в крови. ного сельского хозяйства Палеолитические диеты привлекают тем , и пищевой промышленности. Однако многие сторонники что сосредоточены на продуктах с низким такой диеты позволяют гликемическим индексом. себе молочное, потому что у многих сейчас Резкий взлет и падение есть толерантность уровня глюкозы к молоку (см . с. 1б4 -165) . Уровень глюкозы крови растет Часы 2 Уровень глюкозы в крови Продукты с высоким ГИ сразу повышают уровень сахара, но затем он быстро падает. Продукты с низким ГИ повышают уровень сахара в крови постепенно, и чувство насыщения сохраняется дольше . Естественное ПОСЛЕ ПОСЛЕ ЕДЫ ГОЛОДАНИЯ сжигание жира Тренироваться лучше в период По некоторым данным, голодание положи­ тельно влияет на здоровье мозга . В частно­ САХАР естественного сжигания жира . сти, регулярное кратковременное голода ­ ние подвергает нейроны мягкому стрессу, Например, перед завтраком схожему с тем, что возникает в мышцах при жиры уже начали сгорать после ночного голодания, и пробежка ЖИР ЖИР физических нагрузках. В ответ на стресс клетки выделяют вещества, способствую­ усилит этот процесс. А если щие росту и поддер - бегать по вечерам, организм, жанию нейронов. глюкозу, которая содержится в крови после приемов пищи Вечер Утро в течение дня. Поэтому Организм Организм утренняя гимнастика обычно эффективнее для похудения. МО3ГПРИ ГОЛОДАНИИ скорее всего, станет потреблять может работать начинает на глюкозе сжигать жировые З-5 часов. запасы. Нейрон --=-___ __
Нарушения пищеварения Проблемы с пищеварением могут варьировать от временного дискомфорта после еды до серьезных, неизлечимых заболеваний. В большинстве случаев для лечения достаточно избегать пищевых продуктов, вызывающих неприятные симптомы. Непереиосимость лактозы Лактоза необходимая для расщепления лактозы Фермент 2 лактаза у многих взрослых отсутствует лактаза , Лактаза расщепля ет ла ктозу Лактаза расщепляет лактозу - на два меньших по размеру сахара : глюкозу и галактозу. сахара , содержащегося в молоке . Этот фермент есть у всех здоровых детей , но после отлучения от груди его синтез, как правило , прекращается . Лишь 350/0 населения имеет мутацию, Глюкоза которая позволяет вырабатывать лактазу во взрослом возрасте . Лактоза 1 в тонкой кишке Столкнувшись с лактозой, ВСЕЛИ клетки слизистой оболочки ТОНКОЙ кишки начинают вырабатывать Население европейских стран Тblсячелетиями занималось жи ­ Галактоза - _.......... специальный пищеварительный фермент лактазу. з вотноводством . Поэтому евро ­ Всасывание галакто з ы иглюкоз ы Глюкоза и галактоза пеЙЦbl, как правило, приспособи­ всасываются в кровоток лись пить молоко и во вз рос­ в тонкой кишке. лом воз расте без вреда Бактериальная ферм е нтация для здоровья . Бактерии, живущие в толстой кишке (см . с. 148- 149), расщепляют лактозу с выделением газов и кислот. Нарушения в кишечнике Образующийся при расще ­ плении газ вызывает вздутие Бактерии выделяют живота и дискомфорт. Кислоты притягивают в кишечник воду, что приводит лактоза попадает в толстую кишку Непереваренная лактоза Если человек не вырабатыва ­ ет лактазу, лактоза не абсорбируется и попадает в толстую кишку. Бактерии , расщепляющие лактозу
ВНУТРЬИНАРУЖУ Нарушения пищеварения 164 / 165 Синдром раздраженного кишечника (СРК) ЭТО трудноизлечимое заболевание может вызвать спазмы и вздутие живота, диарею или запор . Механизм его Рвота возникновения пока точно не известен, но, по -видимому, здесь один из сп особов - виновен стресс, образ жизни и некоторые продукты питания. избежать проблем с пищеваре ­ нием. Если съесть что-нибудь несвежее или ядовитое, - Углеводы жел удок, диа ф рагма и мы ш цы Кислоты и газ живота начнут сокращаться и выталкивать пи щу об р атно через пищевод и ротовую полость. ТОНКАЯ КИШКА ТОЛСТАЯ КИШКА 1 Бактериальное брожение Углеводы, которые п л охо 2 Сп аэмы кишечника СРК сопровождается кишечными всасываются , могут увеличивать объем спазмами, которые могут блокировать воды в кишеч н ике. Оказавшись в толстой движение химуса и газов. В других случаях это кишке, они подвергаются бактериальному при водит к СЛИШКОМ быстрому перемещению расщеплению с образованием кислот химуса , из -за чего нарушается всасывание и газа . воды и начинается понос. Непереиосимость ГЛJOтена Глютен - белок, содержащийся в зерновых (пшенице, ячмене и ржи) - способен вызывать боли в животе , усталость , головные боли и даже онемение конечностей. Эти симптомы указывают на различные до целиакии глютен- обусловленные заболевания - Тонкая кишка начиная с аллергии на глютен и заканчивая целиакиеЙ. Тонкая кишка после целиакии РЖАНОЙ ХЛЕБ Целиакия ПИВО МАКАРОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ При этом серьезном генетическом заболевании иммунная Аллергия на rлютен система после контакта с глютеном начинает атаковать клетки Вялость, усталость, спазмы в животе и диарея организма . Повреждается слизистая оболочка тонкой кишки гиперчувствительности к глютену. Следует исключить из рациона - симптомы и ухудшается всасывание питательных веществ . Игнорирование все глютеносодержащие продукты , в том числе ржаной хлеб, болезни чревато полным уничножением кишечных ворсинок­ пиво и макароны . В отличие от целиакии, аллер гия на глюте н маленьких пальцевидных выростов тонкой кишки . не повреждает кишечник.


?f:;f Организм как поле боя ?f?f?f ~ Человека ежедневно атакуют полчища для которых ?f :;:r~~ "'1 прорвавшийся через внешние барьеры, встречается с быстрой ~?f-"" -"" ~ -"'1 ' arpeccopoB. организм - идеальное место для кормежки и размножения. ~ Им противостоят наши защитные силы. Любой вредный микроб, - -.", -~, ~~ реакцией в месте заражения. Если это не помогает, -~, в дело вступает следующая команда . Захватчики Бактерии и вирусы - ?( главная причина болезней. Реакцию иммунной системы также вызывают животные-паразиты, грибы и токсины. Все эти патогены постоянно адаптируются и эволюционируют, Белки системы комплемента ?( ~ В крови циркулирует 30 различны х белков, усиливающих иммунную реакцию. Они помечают патогены для последующего уничтожения ~ или вызывают их разрушение (лизис). ~':;(?f ?f чтобы их не обнаружила и не уничтожила иммунная система . Дендритные клетки Эти фагоциты (пожиратели микробов) поглощают патогены :"." Грибы Большинство из них безопасно, но есть и вредные для здоровья виды . Паразитические животные Живут на коже и внутри организма и могут п ерено­ сить другие патогены. Бактерии Мельчайшие одноклеточные ды ханием и через ранки на коже. Баррикады Эпителиальные клетки - Вирусы главная физическая защита от патогенов. Эти Могут жить и размножаться только в живых клетках. клетки расположены плотно, чтобы Способны долго на ходиться ничего не пропустить , и выделяют внутри клетки-носителя жидкости, которые действуют как в состоянии покоя. дополнительный барьер. Токсины Вызывают заболевания Секреция Жидкости организма (слизь, или даже смертельные слезы, кожное сало, слюна для человека реакции . и желудочная кислота) задержат патогены или расщепят их с помощью ферментов. Эпителий Эпителиальные клетки образуют кожу и покровы , выстилающие поло сти организма , например рот, нос , пищевод и мочевой пузырь. ~
ЗДОРОВЬЕ И САМОЧУВСТВИЕ Организм как поле боя 168 / 169 На линии фронта Патогены, прорвавшиеся через барьеры, встречают НАСКОЛЬКО немедленный ответ со стороны врожденной иммунной ИНФЕКЦИЙ системы. Эта группа клеток и белков реагирует МОЖЕТ РЕАГИРОВАТЬ на сигнал тревоги от поврежденных или инфицированных клеток. Одни «защитники» помечают ИММУНИТЕТ? вторгшиеся организмы для уничтожения, другие (фагоциты) пожирают патогены . (читается , что одни только лимфоциты вырабатывают ра з­ личные антитела, способные справиться с миллиардом видов патогенов. Гранулоциты Существует три вида гранулоцитов. Они поедают вторгшиеся организмы и выделя ­ ют химические вещества, разрушающие клеточную стенку бактерий . Смертоносная кавалерия Если первой линии не удалось уничтожить инфекцию в течение 12 часов, в дело вступает адаптивная иммунная система. Она помнит предыдущий контакт с данным патогеном и запускает специфическую, целенаправленную реакцию. В-лимфоц иты Особый вид клеток, Макрофа r и которые способны Название этих клеток означает научиться «большие пожиратели ». Так оно вырабатывать и есть : они окружают и погло ­ антитела в ответ щают патогены и отмершие на присутствие клетки, а также сообщают определенных о проблеме другим клеткам патогенов. Могут быстро размножаться, усиливая реакцию. Антитела У-образные белки, вырабатываемые В-лимфоцитами. Прикрепляются к поверхности захватчиков и помечают их для разрушения фагоцитами. Мастоциты Мастоциты (тучные клетки) подают химический сигнал тревоги, предупреждая другие иммунные клетки о вторжении. Также участвуют в большинстве аллергических Т-лимфоциты Естественные киллеры Естественные клетки-киллеры Еще один тип обучаемых клеток. Прямо нападают на зараженные клетки, атакуют зараженные и раковые клетки вызывая их апоптоз (см. с. и побуждают фагоциты поглощать патогены . Некоторые Т-лимфоциты стимулируют выработку антител В-лимфоцитами. ,5)
Друг или Bpar? Иммунной системе важно отличить вредные патогены от клеток организма и дружественных микробов другими - словами, знать, кто свой, а кто чужой. Организм тщательно проверяет самые мощные иммунные клетки- В- и Т-лимфоциты, чтобы не дать им нападать на друзей. - Начапьная точка Свои и чужие Каждая клетка организма покрыта уникальной для И В-лимфоциты , которые вырабатывают антитела, данного человека группой молекул. Их основная убивающие захватчиков функция - (см. с. демонстрировать фрагменты белков, производимые организмом и дружественными 178-179), и Т-лимфоциты , которые непосредственно микробами, чтобы научить иммунную систему видеть убивают захватчиков в них « своих» И не нападать. (см. с. 180-181), возникают из стволовых клеток в костном мозге . Клетку покрывают Антиген другой формы . Все специфичные для 1 Костный моэr В-лимфоциты созревают и тестируются в костном мозге. Все клетки, которые связывают­ ся с находящимися там соб ­ ственными белками, деактиви ­ руются и уничтожаются путем КЛЕТКА ЧУЖЕ­ ОРГАНИЗМА РОДНАЯ Аутотоперантность Все клетки несут на поверхно­ сти «свои » белки-маркеры и благодаря этому живут в гармонии с другими клетками. Если иммунная система теряет способность распознавать собственные маркеры, могут возникнуть аутоиммунные заболевания. КЛЕТКА апоптоза (см . с. 15). КОСТЬ Чужие маркеры Чужеродные клетки несут на поверхности другие белки - маркеры, и это вызывает иммунную реакцию. Даже белки пищи будут распознаваться как чужеродные, если до всасывания не расщепятся пищевари ­ тельной системой . ТРАНСПЛАНТАТЫ 2 В-пимфоцит Если В-лимфоцит прошел проверку, он выходит из костного мозга в лимфатическую систему. Перед трансплантацией проверя­ Это сеть сосудов, которые проходят ют совместимость органа . Если он параллельно кровеносным и разносят недостаточно совместим с иммун­ иммунные клетки по всему организму. ной системой реципиента, она ЛИШЬ будет атаковать пересаженную УСПЕШНО ПРОХОДИТ ткань и пытаться уничтожить ее. Реципиентам иногда приходится принимать иммунодепрессанты, чтобы минимизировать нежелательные последствия . 20/0 Т-ЛИМФОЦИТОВ • 111 ~... ПРОВЕРКУ. ОСТАЛЬНЫЕ ОТВЕРГАЮТСЯ, ТАК КАК МОГУТ НАПАДАТЬ НА СВОИХ!
ЗДОРОВЬЕ И САМОЧУВСТВИЕ Друг или враг? ОДИНАКОВА ЛИ 1 ИММУННАЯ СИСТЕМА У 6ЛИ3НЕЦОВl Совместимость Тимус Т-лимфоциты переходят в тимус (специализированную лимфатическую железу впереди Нет. Иммунитет формируется на основе того, с чем человек Проверка на совместимость поможет определить, не будет ли сердца) и там созревают. Их рецеп­ иммунная система реципиен т а торы проверяются: они не должны атаковать пересаженную ткань. связываться с собственными сталкивается в жизни, поэто- 170 / 171 Эритроциты несут дополнительные признаки « своего» му индивидуален. - белки групп крови , в том числе АВО и резус­ фактор. При переливании крови другой группы эти белки вызывают быструю иммунную реакцию. Проверка и уничтожение Например, человек с группой крови В процессе образования Т- и В-лимфоциты О генерируют произвольные рецепторы любой другой группы, так как и показывают их на поверхности . Так как это имеет антитела и анти-А, и анти-В. случайный процесс, возможно, что рецепторы (1) будет реагировать на кровь Группа крови А будут сильно связываться со «своими», (11) Эритроцит показы­ дружественными антигенами . Именно поэтому вает на поверхности антигены А, лимфоциты проходят активную проверку. а в плазме крови есть Клетки, которые связываются с собственными антитела к анти ­ белками организма, уничтожаются. генам В . Антиген А Фасолевидные лимфатические узлы, многие из которых находятся в подмышках и паху, содержат В- и Т- лимфоциты Группа крови В (111) Эритроцит показывает на поверхности антигены В, а в плаз­ ме есть антитела к антигенам А . т-лимФоцит Группа крови АВ (IV) Эритроциты показыва ­ ют на поверхности 2 Т-пимфоцит Созревшие и антигены А, и анти­ гены В. В плазме крови Т-лимфоциты нет антител к белкам выделяются в лимфу групп крови. и кровь. Регуляторные Т-лимфоциты - это подтип, который обеспечивает иммунные клетки Место назначения Если «захватчики » попадают в кровь, они неизбежно проходят через лимфатические узлы, где их поджидают дополнительную проверку других Т-лимфоцитов Группа крови О (1) Эритроциты не пока ­ зывают на поверхно ­ сти ни антигенов А, на аутотолерантность . В- и Т-лимфоциты. При встрече с чужеродным антигеном, который совпадает с их рецепторами, лимфоциты активируются. анти -А
~oc. ДружествеИИЬlе Микробы, переносимые по воздуху, микрооргаИИЗМЬI Микробы мирно ЖИВУТ внутри и на поверхности тела. Эти организмы Св основном бактерии и грибы) приносят большую пользу - от поедания отмерших присоединяются к популяции .~ микробов, живущих Во рту насчи- в носовой полости - _ _ _ _ _ _ _ __ тывается как минимум cl 600 различных ." видов микроор­ клеток до переваривания пищи. ганизмов V" Ближайшие соседи Как города, построенные вокруг завода или фабрики, микробы скапливаются рядом с определенными областями организма . Например, на коже - вокруг потовых желез и фолликулов волос, где им проще найти питательные вещества для выживания. Условия в каждой области организма сухость , кислотность 0'\ - влажность, Именно бактерии :'I~\.; ___ _..;-_ _ _-'-_ придают поту характерный определяют, какие виды запах Бактерии мигрируют МОЛОЧНАЯ ПОДМЫШКА в молочные железы ЖЕЛЕ3А могут там жить . Особенно разнообразны с кожи и могут передаваться организмы, обитающие на коже, причем на спине ребенку с молоком « селятся» иные виды , чем, например, на ступнях . матери в пупке обитают необычные Из-за частого виды , которым нравится сухая, нежирная среда контакта I с предметами ~~\ ВОДЯТСЯ ЛИ НА НАС РЕДКИЕ ВИДЫ? Очень может быть. Ученые иссле­ довали мазки из ружили ~ на предплечье больше видов бактерий, чем -- на любом другом участке кож и ~it' 90 пупков и обна- 1400 видов бактерий, которые никогда не встречались на теле человека. Среди них Дружественные микробы вырабатывают химические - совершенно новые ПОЛОВ для науки . ОРГА КИСТЬ - - -- - - вещества , которые подавляют рост патогенов в области гениталий
Кто где живет На коже обитает На рисунке показаны основные типы организмов. Большие картинки обозначают виды, составляющие более 50 % популяции . огромное количество в основном ~ .. " , Бактероиды Q. tё '" ~ Протеобактерии " , Стафилококки ~. . . .t:. Aspergillus Фирмикуты ", ", в. Ma/assezia :ii 1. .t:. (andida с:а безвредных микробов Живущие на бактериях Живущие в клетках организма ос. Прочие грибы в естественно влажных Коринебактерии местах доминируют виды, любящие тепло Актинобактерии и влагу • ТЫЛЬНАЯ Полезные микробы СТОРОНА ~~~ Наука продолжает открывать КОЛЕНА ~ ~ С:::::> ~ ~9) О и изучать различные виды, С:::::>С:::::;:> IИQ I живущие в человеческом микробиоме. Иногда польза • КЛЕТОК от них явная (поедание МИКРОБОВ отмершей кожи и изменение химической среды Q ..""i Y,;'.::.. . вредных микробов), иногда менее очевидна (некоторые В ДЕСЯТЬ РАЗ клетка предотвращает развитие IИммунные клетки . "1 -'" Т-лимфоциты выделяют кишечные бактерии уменьшают воспаление и успокаивают воспаления - Правильное питание помогает процветать например антибиотики, могут полезным бактериям. Они вырабатывают микробов, и вредных. вещества, препятствующие воспа л ению антибактериаЛЬНblМ чистящим На ступнях преобладают грибы: стопы в кишечнике. Это мешает плохим бактериям в этой прохладной - ,---,--- проникнуть через его эпителий . НЕ слишком ЛИ МЫ ЧИСТЫЕ? Есть вероятность, что предпочтение ОРГАНИЗМА! здоровы й киw еч ни к иммунную систему) . Лекарства, массово уничтожить и полезных ЧЕМ КЛЕТОК больше не вызывают ингибиторы Довольные бактерии БОЛЬШЕ, и влажной среде процветает примерно Подарки новорожденному 100 их видов Собственный микробиом начинает формироваться в момент появления на свет: проходя через родовые пути, ребенок перенимает некоторые микробы матери. Эти бактерии вырабатывают средствам отрицательно скаЗblвается химические вещества, которые способствуют колонизации на дружествеННblХ микробах . другими полезными микробами. HeKoTopble исследования показали, На развитие и состав микробиома что из -за очень частого МblТЬЯ рук влияет много факторов : вид родов размножаются BpeAHble микробbl . Однако другие раБОТbI доказали противоположное . (после кесарева сечения микробы другие), кормление грудью, то, с кем ребенок контактирует. pW ~~ ф~ пО >-31:1:1 tII t7' Фt'1 ~:o: ron s:~ ~O о о!: ~~ ~O :s: 0-3 w1:l:l s: :о: !1: t'1 ~ t-..J с\.) ~ t-..J W
Уменьшение ущерба КАПЛЕ КРОВИ При повреждении физического барьера, например кожи, 375000 В КАЖДОЙ иммунная система начинает быстро его восстанавливать. ИММУННЫХ Местные иммунные клетки вступают в бой с первыми КЛЕТОn~ захватчиками и при необходимости вызывают подкрепление. Область краснеет Бактерии Гной ЭПИДЕРМИС 1 Сигнал тревоги Травмированные клетки выделяют химические вещества - цитокины, - которые вызывают много изменений в близлежащих клетках и кровеносных сосудах . Усиливается при ток крови , возникают краснота Гранулоцит Цитокины -="------.. поглощает бактерии 2 8 атаку Макрофаги и гранулоциты привлекаются в рану, поглощают проникшие в эту зону бактерии и убирают отмершие клетки . Плазма крови просачивается из капилляра - и вызывает опухание з Гранулоцит Клетка крови В-лимфоцит ПРОНlllцаемость СОСУДОВ Поврежденные клетки и местная иммунная система выделяют химические вещества, которые делают стенки капилляров более проницаемыми . Поэтому иммунные клетки могут перемещаться свободнее.
174 / 175 к оружию! в дерме живут многочисленные иммунные клетки, например макрофаги, мастоциты и гранулоциты . Мастоциты выявляют поврежденные клетки и выделяют гистамин, который вызывает р асширение близлежащих кровеносных сосудов. Это усиливает кровоток в данной области , рана «теплеет», И другие иммунные клетки быстрее достигают нужного места. Если в рану попадают бактерии, появляется гной - скопление мертвых иммунных клеток . ПОЧЕМУ У ПОЖИЛЫХ РАНЫ ЗАЖИВАЮТ ДОЛЬШЕ? С воз растом кровосна бже н ие тканей снижаетс я, и иммунным клеткам слож н ее попаст ь в рану. 5 8спомоrательная бриrада В пораженную область призываются Т-лимфоциты . Они ЛЕЧЕНИЕ ЛИЧИНКАМИ выделяют химические вещества , убивающие бактерии, и стимулируют поедание их макрофагами . Если рана на коже заживает неправиль н о или не реагирует на традиционное лечение , могут помочь личинки мух . Они тщательно поедают мертвые клетки и не трогают здоровые . При этом ли ч инки выде л яют защитные 4 БриrаДёl антител Если организму нужна помощь в борьбе с инфекцией , В -лимфоциты приходят в место заражения и начинают выделять антитела . Те связываются с патогенами и помечают их для антисептические вещества, которые очень эффективно убивают даже стойкие к антибиотикам бактерии. Эти выделения помогают подавить воспале н ие, способствуя заживлению раны. уничтожения . В-лимфоцит В-лимфоцит Т-лимфоцит личинки мухи .
Вирусы Бактерии Самые маленькие и простые Эти микроскопические организмы организмы на планете состоят только обычно безвредны, но иногда могут вызывать заболевание. Бактерии виновны, например, в туберкулезе из генетического материала (ДНК или РНК) и белковой оболочки. В отличие от других патогенов, вирусам для жизни и пневмонии. и размножения нужна клетка - носитель . Жгутик I РНК Капсид (генети­ (белковая ческий оболочка) ВИБРИОН (пищевые отравления) материал) ЛИССАВИРУС (бешенство) АДЕНОВИРУС (холера) Поверхностный (ангина, конъюнктивит) белок Оболочка Капсид ГЕРПЕСВИРУС СТРЕПТОКОКК ТРЕПОНЕМА (пневмония, (фрамбезия, бронхит) ЛЕНТИВИРУС (гепатит В, герпес) (ВИЧ-СПИД) сифилис) Антибиотики Вакцинация Распространенное средство Лучший способ предотвратить от бактериальных инфекций. Разрушают стенку бактерий или останавливают их распространение вирусной инфекции ­ рост. Однако антибиотики не способны отличить хорошие бактерии от плохих. систему распознавать вирус вакцинация . Вакцина учит иммунную и немедленно атаковать (cm.c.184- 18S). Инфекционные заболевания Бактерии, вирусы, паразиты и грибы живут на человеке постоянно. Большинство из них безвредно. Однако некоторые виды - это патогены, которые при изменившихся условиях способны вызвать болезнь. Другие заболевания передаются незвaJlыe rости Организмы, которые живут за счет клеток и тканей тела, называют паразитами . Их пять основных типов: бактерии , вирусы, грибы, животные и простеЙшие. В благоприятных условиях они быстро размножаются, могут вырабатывать вредные продукты или оказывать болезнетворное воздействие, заставляя иммунную систему работать. ПРИ ЧИХАНИИ от людей или животных. Высокая температура ВЫБРАСЫВАЕТСЯ почти всегда сигнализирует об инфекции. 100000 МИКРОБОВ
ЗДОРОВЬЕ И САМОЧУВСТВИЕ Инфекционные заболевания 176 177 Животные и простейwие Грибы Иногда организм сталкивается с нападе- Постоянно присутствуют нием крохотных животных и однокле точных на тел е и внутри него. И ногда организмов простейших, - которые ж ивут - патогенные виды вызывают внутри и на поверхности тела. Некоторые, заболевания , например например черви , настолько большие, что дерматофитию стопы видны невооруженным гла зом . Другие ­ и молочницу. _.. микроскопические, например лямблии (простейшие, вызывающие диарею). • COCCIDIOIDES ~ococcus (кокцид иоидомикоз) (криnтокок коз легких и моз говых оболо ч ек) Артроспоры ЛЯМБЛИЯ (диарея) НЕМАТОДА (дракункулез, Ядро Спороносн ое стронгилоидоз) • • те л о Жгутик ASPERGILLUS (легоч н ые и нфек ц ии) Профиnактика Противоrри6ковы. пр.параты Лучшая стратегия против такого Грибковые инфекции лечат рода инфекций в зависимости от того, наружные - избегать опасных мест и занятий, остерегаться они или внутренние. Лекарство сомнительной пищи и источников либо атакует грибок напрямую, воды и принимать рекомендуемые разрушая клеточную стенку, либо профилактические препараты . предотвращает его рост. Распространение заболеваний Животное/насекомое Прямой контакт Инфекционных заболеваний множество, но некоторые из них опасны не для всех и встречаются лишь в отдельных регионах. Заразными считают болезни, которые легко распространяются. Многие патогены передаются по воздуху, по воде, через прикосновение к предметам или через зараженную пищу. Зоонозы­ это инфекции животных, которые могут передаваться людям . BosAYX косвенны у •
Т-хелпер В поисках неприятностей стимулирует В-лимфоцит, выделяя особые Если инфекция слишком сильная и врожденная иммунная система не справляется, в дело вступают другие, более специализированные силы. В-лимфоциты учатся узнавать вредные микробы, которые в прошлом уже атаковали организм. В-лимфоциты умеют вырабатывать антитела, окружающие патоген и помечающие его для унич­ Макрофаг помещает Макрофаг поглощает микроб • .. тожения другими иммунными клетками. • •• • антигены на свою внешнюю мембрану и показывает их ... - В-лимфоцитам и Т-хелперам .. -+ •• о В-лимфоциты делятся, .~ Инородный - -_ и получаются В-клетки памяти микроорганизм и плазмоциты с антигенами 1 2 Презентация антигена Поглощая патогенный микроорганизм , макрофаг расщепляет его Микроб поглощается и фрагментируется Рука помощи В-лимфоциты приходят в готовность, когда связываются с антигеном . Полностью и показывает антигены микроба активируются лишь после того, как Т-хелпер (поверхностные белки) на своей узнает и свяжет тот же антиген. Затем Т-хелпер клеточной мембране. Такие клетки выделяет химические вещества, которые называются антиген-презентирующими . стимулируют выработку антител В-лимфоцитами . Активации антител В-лимфоциты - это разновидность лейкоцитов, которые постоянно патрулируют кровеносные сосуды или ждут в лимфоузлах (см. с. 170-171). ТЕСТИРОВАНИЕ НА АНТИТЕЛА Анализы крови показывают уровень иммуноглобулинов (еще одно название антител) во время инфекции. Крупные Когда В-лимфоцит встречает знакомый антиген, антитела он активируется и готовится к клонированию. ках инфекции, но они быстро исчезают. Антитела Другая клетка иммунной системы, Т-хелпер, специфичны, живут дольше и вырабатываются на более распознаёт и связывает тот же антиген, вызывая клонирование В-лимфоцита и выделение IgM организм вырабатывает при первых призна ­ поздней стадии заражения. Высокий уровень ет на текущую инфекцию, в то время как ет, что человек когда-то переболел. антител. у комплекса IgM в пять раз больше антител для борьбы НА ПОВЕРХНОСТИ с патогенами, чем у ОДНОГО В-ЛИМФОЦИТА МОЖЕТ БЫТЬ ДО 100000 АНТИТЕЛ IgG IgG IgG IgG более IgM указыва­ просто означа­ 0-
ЗДОРОВЬЕ И САМОЧУВСТВИЕ В поисках неприятностей 178 / 179 В окружении А нтител а могут скл еивать микробы, В- клетки памяти уменьшая число запоминают антиген единиц инфекции, на случай будущих с которыми нужно Скопление вторжений справиться микробов Аппетитные кусочки Покрытые антителами Покрытый антителами мик роб .... ~ ) микробыпривлекают I макрофагов и стимулируют их работу. r~y.... -+ Некуда приземлиться Антитела не дают микробам прик р епляться кдругим клеткам, п о этому те не могут п р оник н уть внутрь И разм н ожиться. 3 4 Выделение антител В-лимфоциты клонируют сами себя . Некоторые Нейтрализация патогенов Антитела связываются из дочерни х клеток становятся клетками памяти , со вторгшимися микробами, нейтрализуя но большинство их и помечая для уничтож е ния другими - плазмоцитами , которые вырабатывают антитела , специфичные к антигенам иммунными клетками . за х ватчика . Эти антитела затем выделяются в кровь . - - - MaTbRhВторой плод Первый плод Rh+ Вы работка ан т ител Клетки крови Rh+ Rh+ Антитела матери анти - R h+ атакуют клетки крови ребен ка ПЕРВАЯ БЕРЕМЕННОСТЬ МЕЖДУ БЕРЕМЕННОСТЯМИ ВТОРАЯ БЕРЕМЕННОСТЬ Резус-конфликт Резус- фактор (Rh) - это белок на поверхности эритроцитов. Его наличие у человека обозначается как Rh+. Когда во время родов кровь Rh- матери смешивается с кровью плода , унаследовавшего ген Rh+ Не такая уж тихая raBaHb Кровь матери смешивается при родах с кровью ребенка, и к матери попадают его антигены . В результате вы рабатываются антитела , способные атаковать эритроциты от отца, у женщины вырабатываются антитела к этому белку, которые следующего могут в будущем атаковать эмбрионы Rh+. Чтобы этого не произошло, материнские антитела способны пересекать после родов матери вводят антирезусный иммуноглобулин . Rh+ ребенка . Дело в том, п л аценту и попадать в кровь плода . что
Боевой эскадрон Иммунная система может готовить некоторые клетки атаковать агрессора один на один. Эти клетки - Т-лимфоциты. Они охотятся за инфицирован- ными клетками и уничтожают их. РЕГУЛЯТОРНЫЕ Под контролем Т-ЛИМФОЦИТЫ Т-лимфоциты играют ключевую роль в борьбе с инфекциями. Циркулируя в крови и лимфе, КРАЙНЕ ВАЖНЫ Т-лимфоциты выискивают инородные антигены ДЛЯ П РОФИЛАКТИ КИ АУТОИММУННЫХ на поверхности клеток организма: эти характерные белки показывают, что клетка заражена или что в ней ЗАБОЛЕВАНИЙ развивается опасная патология. Они также .. мобилизуют другие иммунные клетки и готовят В-лимфоциты вырабатывать антитела . Макрофаг Инородный микроб показывает антиген с антигенами Т-лимфоциту . . . . .. Микроб ... 1 Активация Т-лимфоцитов Макрофаг поглощает патоген, расщепляет его и встраивает фрагменты патогена (его антигены) в мембрану, показывая их. Когда Т-лимфоцит распознаёт антиген, он связывается Макрофаг поглощает с ним и активируется . микроб Борьба с раком Иммунотерапия призвана помочь •• • • ••• • I• • •• иммунной системе справиться с раком. Ее разнообразные методы либо облегчают идентификацию раковых клеток иммунной Раковая системой, либо усиливают клетка иммунитет путем введения пациенту клеток или цитокинов, размноженных в лаборатории. . 1--- Вакцина Т-лимфоцит Ва к цины от рака Этот метод иммунотерапии сейчас разрабатывается . Вакцины побуждают иммунную систему 1 Уrрозы нет Рак - это неконтролируемое 2 Определение противника Раковые клетки имеют на поверхности деление патологических клеток. Поскольку « свои » антигены организма, но, кроме них, нацеливаться только на раковые это собственные клетки тела, иммунная вырабатывают собственные. Вакцина клетки. система не распознаёт их как аномалию. подходит по форме к раковому антигену. ..
ЗДОРОВЬЕ И САМОЧУВСТВИЕ Боевой эскадрон 2 Т-nимфоциты в действии 180 / 181 Т- киллеры выделяют Активировавшись, Т-лимфоцит .. ... ...... начинает клонировать сам себя , Эти клоны становятся одним из четырех представителей семейства Т-лимФоцитов, цитокины ~ Т-л имфоцит уходит Киnnеры Эти «солдаты » активно ·.. ищут и убивают ~ зараженные клетки . Хеnперы Т-хелперы стимулируют В-лимфоциты и другие ·.. виды Т-лимфоцитов, а также поощряют --------=~ другие иммунные клетки поглощать захватчиков, Реrуnировщики Успокаивают иммунную ИНФИЦИРОВАННАЯ систему, необходимы ) КЛЕТКА для распознавания дружественных микробов. КЛЕТКА ЛОПАЕТСЯ 3 Т-киnnеры Кnетки памяти ·. Т-киллер распознаёт и связывает Запоминают микробы, антиген на зараженной клетке, Он выделяет которые атаковали химическ ие вещества, которые открывают организм в прошлом . поры в мембране инфицированной клетки . Затем клетка распадается или поглощается макрофагами. Т-лимфоцит выделяет • • •• • •• IЗдоровая клетка О ЧЕМ ГОВОРИТ ЧИСЛО Т-ЛИМФОЦИТОВ? •• •• •• Теперь •• 3 Вакцина учит Т-лимфоциты количество Т-лимфоцитов в крови может указывать • на заболевание . Т-лимфоцит распознаёт Обучены убивать И пониженное, и повышенное Раковая клетка раковые клетки 4 Цеnенаправnенная атака Теперь Т-лимфоциты могут распознавать и связывать антигены нацелиться и атаковать раковые на поверхности раковых клеток . клетки , отличая их от здоровых клеток того же типа . распадается
Простуда и rрипп Человек часто простужается, потому что вирусы, вызывающие заболевание, постоянно мутируют, а иммунная система не может распознать новый вариант. Обычно симптомы простуды вызваны реакцией иммунной системы на вирус, а не самим вирусом. 06IЦIIe с...там.. Простуда или грипп? Грипп И простуда, и rpипп Грипп вызывают виру­ ОТНОСЯТСЯ сытипа д , В и С. у больных наблюдаются Многие симптомы простуды чenoeetC ЧICТO чихает. и гриппа схожи . Есть немало '1 нero нeмнoro к инфеКЦИЯМ верхних l108bIWИJCR дыхательных путей. умеренная или высокая вирусов , вызывающих 1eМПep8Т'JPёI. у болезней схожие температура,ПОСТОЯН ­ обычную простуду. l1OII8IIIIIOТCJ CIIIбocn. симптомы: насморк, ное чувство усталости . И YCТaIIOCТIt. ЭУО эaбonee8ниe 8lllЭЫ8l1OТ 60nee 100 8ИР)'СО8. Пpoc:тyдlmoCll можно боль 8 горле, кашель, головные боли, болеют зимой, и он ломота 8 теле и 0ЗНоб. может привести За грипп отвечают три подтипа вирусов. В целом симптомы простуды намного к серьезным осложне ­ вlIIOбoe время года. мягче . Как правило, гриппом ниям, например пневмонии. • Нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) как вирус вторrается Вирус BкneTКY Для размножения вирус должен про никнуть в здоровую клетку. Клетка Затем он «обманывает» ее и за­ ставляет производить копии себя самого. Инструкции по изготовле­ 1 -'-...L_ _ 2 Ви рус прикрепляется к клетке организма и поглощается ей . нию белков организма хранятся Ядро клетки Вещества клетки начинают снимать 3 Вирус высвобождает нуклеиновую кислоту с вируса белковую и готов к репликации оболочку. (размножению) . Нуклеиновая в клеточном ядре . Вирусы окруже­ Вирус кислота входит ны белковой оболочкой и умеют в клеточное ядро взломать клетку так, чтобы она производила именно вирусные белки . После этого вирус готов ПРОНИI<НУТЬ В другие клетки 4 Клетка организма реплицирует организма, и цикл повторится. 5 Клетка и переключа ­ ется на производ- Этот процесс одинаков и при про­ вирусные нуклеиновые ство новых нуклеиновых кислоты как собственную кислот вируса студе , и при гриппе. ДНК . ливает его копии . - изготав ­ 6 Вирус выходит из клетки - носителя . При этом она может разру ш иться , а вирусы отправятся захватывать другие клетки .
ЗДОРОВЬЕ И САМОЧУВСТВИЕ ~fto Простуда и грипп $ о ~ Изменение v ~ настроения связано с раздражением от насморка и бессонницы . /~ J ~ Воспаление пазух ~ с: ГОЛОВНЫЕ 60ЛИ Считается, что химический коктейль, выделяемый во время иммунной реакции, Еще один способ борьбы Боль и тяжесть в голове возникают в том иммунной системы с инфекцией. числе из-за расширения кровеносных Система регуляции переключает сосудов в носовом канале, пазухах, слизи в носовой накопления слизи количество слизи образует лротивовирусный барьер. ЛИХОРАДКА повышает чувствительность мозга к боли. стимулирует выработку полости. Повышенное 182 183 температуру тела на более высокий уровень, чтобы уско­ рить иммунные реакции для борьбы с инфекцией. Пока температура не очень высокая, беспокоиться Выделениегистамина вызывает чихание. Оно нетолько помогает удалить вирусы из носа, нео чем. Но за состоянием нужно внима­ тельно следить. но и передает эти вирусы окружающим. иммувная реiUЩIUI Вторжение частиц вируса в эпителиальные клетки рта и носа вызывает иммунную реакцию. Симптомы простуды и гриппа ее следствие. Затронутые эпителиальные клетки выделяют коктейль веществ, включая гистамин, ответственный за воспаление пазух, и цитокины, которые управляют вовлеченными в иммунную реакцию клетками. Этот рефлекс, u"'"ща - _~ ющий дыхательные пути от накопившейся слизи, может быть вызван воспалившимися клетками и н екоторыми химическими веществами, выделяемыми при иммун - Воспаление эпителиальных клеток в горле - один из п ервых симптомов npocTYAbl ной реакции. и гриппа . Часто УСТАЛОСТЬ сигнал , что человек воспринимается как Всеперечисленные « что -то подхвати м. симптомы нарушают сон. Цитокины усугубляют чувство утомленности, заставляя организм замедлять другие про ­ цессы и бороться с вирусом. 03НО6 Дрожь повышает температуру тела: быстрые сокращения мышц вырабатывают тепло, помогая ускорить иммунные реакции , которые борются с инфекцией .
Действие вакцин Один из эффективных способов остановить распространение инфекционных заболеваний - это подготовить к ним иммунную систему путем вакцинации. Вакцина учит иммунную систему быстро и яростно атаковать патоген. Коллективный иммунитет Вакцинация значительной части (около 80%) популяции защищает даже непривитых людей. Когда заболевание передается вакцинированным людям, их подготовленная иммунная система уничтожает его, не давая распростра ­ ниться дальше. Это может помочь людям, которые не были ПРИБИТЫ из-за возраста или состояния здоровья. Широкое распространение вакцинации полностью уничтожило Схема : t t t Здоровый, Здоровый , Непривитый , больной непривитый привитый и заразный некоторые заболевания, например оспу. Безопасность прежде всего Остановить распространение инфекций поможет всеобщая вакцинация . Если у человека имеются хронические заболевания, ему также •• рекомендуют сделать прививку, чтобы избежать возможных осложнений . ПРИВИВАТЬ ИЛИ НЕТ? ЗАРАЗНОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ НИКТО НЕ ПРИВИТ РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ В П ОПУЛЯЦИИ Страх перед возможными побочными эффектами вакцина ­ ции заставляет некоторых родителей не прививать детей . От этого возникают вс п ышки болезней, например кори •• и коклюша . Если вакцинирована лишь малая часть популяции , коллективный иммунитет перестает работать. ЧАСТЬ ПОПУЛЯЦИИ ЗАРАЗНОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ ПРИВИТА РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ В ЧАСТИ ПОПУЛЯЦИИ БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПОПУЛЯЦИИ ПРИ ВИТА ЗАРАЗНОГО ЗАБОЛЕВАНИЯ СДЕРЖИВАЕТСЯ
ЗДОРОВЬЕ И САМОЧУВСТВИЕ Д ействие вакцин 184 / 185 ТиПЪJ вакцин Вакцины разработаны для конкретной ПОЧЕМУ ПОСЛЕ болезни и при званы быстро запустить ПРИВИВКИ УХУДША­ иммунную систему. Вводится безвредная ЕТСЯ САМОЧУВСТВИЕ? версия патогена, который иммунная система будет помнить при настоящей Вакцинация стимулирует атаке. Создать хорошую вакцину иммунную реакцию, которая непросто : погибший патоген может стать способна вызвать у некоторых безопасным , но не вызвать иммунной людей неприятные симптомы. реакции . Некоторые болезни Но это значит, что вакцина развиваются так быстро, что иммунная работает. система не успевает среагировать . Для ускорения реакции проводят повторные иммунизации, которые напоминают организму о патогене . Инактивированный "атоген Патоген убивают теплом, излучением или химическими веществами . Используется в вакцинах от гриппа, холеры и бубонной чумы . Живые, но без вредны е Схож ий микроб Иногда используют патогены, Патоген жив, но части, вызывающие заболевание у других отвечающие за вредное видов , но не дающие симптомов воздействие, удалены или у человека . Например, вакцину дезактивированы . от туберкулеза делают из бактерии , поражающей крупный рогатый скот. Используется в вакцинах от кори, краснухи и свинки . НАСТОЯЩИЙ БОЛЕЗНЕТВОРНЫ Й , ПАТОГЕН ДНК Частицы " атогена ДНК из патогена вводится Фрагменты патогена , например в организм . Клетки принимают белки на поверхности клетки , эту ДНК и начинают вырабатывать белки патогена, вызывающие используются вместо целого Обез вреженные токсины патогена. Метод применяется иммунную реакцию . Токсичные вещества, выделяемые патогеном Используется в вакцинах и отвечающие за заболевание, дезактивируются в вакцинах от гепатита В и вируса папилломы человека (ВПЧ). от японского энцефалита. теплом, излучением или химическими веществами . Используются в вакцинах от столбняка и дифтерии .
Проблемы с иммунитетом Иногда иммунная система слишком активна и атакует безвредные объекты и даже собственные клетки АНАФИЛАКТИЧЕСКАЯ РЕА ИЯ организма. Аллергии, сенная лихорадка, астма Иногда иммунная система начинает и экзема вызваны гиперчувствителъностью иммунной системы. С другой стороны, иммунитет может крайне интенсивно, панически атаковать обнаруженный аллерген , например при укусе насекомого или реагировать недостаточно, и организм становится съеденном орехе. Возникает резь уязвим для инфекций. обычно на лице), затем отеки, в глазах и зуд (при анафилаксии - крапивница, сложности сдыханием и проглатыванием. В таких случаях нужно вызвать скорую помощь : врач сделает укол ЯВЛЯЮТСЯ ЛИ адреналина, ПИЩЕВblЕ АЛЛЕРГИИ который сузит ИММУННОЙ РЕАКЦИЕЙ ? Эрозия хряща кровеносные сосуды, уменьшит Да! Как и сенная лихорадка, отеки и расслабит аллергия на определенные про- мышцы вокруг дыха ­ тельных путей. дукты вызывает воспалительную реакцию от рта до кишечника. Ревматоидный артрит Тяжелые аллергии могут Если иммунная система атакует клетки привести к анафилакти­ вокруг сустава, возникшая воспалитель ­ ная реакция способна вызвать аутоиммун ­ чес кому шоку. ное заболевание - ревматоидный артрит. Сустав о пухает, воспаляется и сильно болит. В конце концов это может привести к необратимому повреждению суставов и окружающих тканей . В-лимфоцит Воспаленный Перегрузка иммунитета том - Опухание сустав Большинство проблем с иммуните- и зуд Волос сочетание генетических и средо­ вых факторов. Хотя иммунные состояния обычно вызваны контактом со средой , (пыльцой, пищей и раздражителями эпителий ~ КОЖА на коже и в воздухе) , некоторые люди генетически предрасположены к их появлению. Даже аутоиммунные Мастоциты • выделяют гистами н •• е ••• -р заболевания (в том числе ревматоидный артрит) тяжелее протекают из-за раздражителей, вызывающих воспаление 3кэема Причины болезни неясны, но считается, что она связана с нарушением взаимодействия между в других местах организма. Люди иммунной системой и кожей. Возможно, ее с гиперчувствительной иммунной вызывает раздражитель (аллерген) на коже. системой нередко подвержены сразу нескольким недугам, например больные астмой страдают и от кожной аллергии. В ответ иммунная система активируется, и возникает воспаление .
ЗДОРОВЬЕ И САМОЧУВСТВИЕ Про блемы с иммунитетом 186 187 Аллергии и современный образ жизни В развитых странах люди чаще страдают от аллергии , распространенность / заболевания после Второй мировой войны выросла. Скорее всего, это связано с тем, что в детстве иммунная система жителей развитых стран меньше контактирует с микробами . Аллерген Сенная лихорадка Многие люди страдают от сенной лихорадки (поллиноза) - аллергии на пыльцу и пыль . Когда аллергены связываются с мембранами иммунных клеток непосредственно под эпителием глаз и носа, эти клетки выделяют гистамин . Возникает воспалительная реакция, в том числе Эпителий зуд , слезы и чихание . ПОКРОВЫ НОСОВОЙ ПОЛОСТИ Мастоциты выделяют гистамины Опухший бронх Цитокин . .--~:--_ _ Суженны й дыхательн ый путь Иммунная клетка НОРМАЛЬНАЯ ИММУННАЯ РЕАКЦИЯ Астма Приступ астмы - это спазм ОСЛАБЛЕННЫЙ ИММУНИТЕТ бронха, ведущий к свистяще ­ му, затрудненному дыханию и кашлю. Он вызван аллерги­ ческой реакцией в легких на какой -либо средовой Если иммунитет ослаблен или отсутствует, у человека наблюдается иммунная недостаточ ­ ность . Это состояние может возникнуть из-за раздражитель. Есть данные. генетических дефектов , в результате ВИЧ или что это наследственное СПИДа , некоторых видов рака и хронических заболевание. заболеваний , а также вследствие химиотерапии и приема иммунодепрессантов после пересадки органа или ткани . Людям с ослабленным иммуни ­ тетом приходится избегать даже простуды . Прививка тоже может вызвать у них болезнь .

'-' ХИМИЧЕСКИИ БАЛАНС
Химические регуляторы СОН Одни органы эндокринной системы только Эпифиэ Когда темнеет, эпифиз вырабатывают гормоны, а другие, например выделяет мелатонин , желудок и сердце, выполняют и иные задачи. и человеку хочется спать . Каждый из них получает информацию Эпифиз тесно взаимодействует от организма и реагирует на нее, выделяя с гипоталамусом . тот или иной гормон. Гормоны действуют как переносчики информации и словно говорят клеткам «поддерживайте баланс» или дают инструкции о необходимых <Q~~Я СИс}': ~~ ~ ~~ изменениях, например при половом ~ :..-...: .., созревании. Гипотапамус Входит в состав головного мозга и соединяет нервную и эндокринную системы . Он расположен над Гипофи э Ги п офиз размером с го рошину, однако его ино гда называют гипофизом и работает ГИПОФИЗ с ним в теснейшей связи . Также контролирует « главной железой ». Он контро ­ чувство жажды , лирует рост и развитие тканей, усталости и температуру а также функцию ряда других те л а . эндокринных желез . Щитовидн ая жеп еэа ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА Выделяет гормоны, контролирующие рост и скорость метаболизма . Кроме того, она вырабатывает ПАРАЩИТОВИДН ЫЕ \ ЖЕЛЕЗЫ кальцитонин, который .\ стимулирует накопление кальция в костях . Паращитовидные жеп еэ ы Четыре крошечные железы, расположе нные Ти мус рядом со щитовидной Тимус выделяет гормон , железой, регули руют который стимулирует уровень кальци я в крови выработкуТ-лимфоцитов, и костях. Они в ыделяют борющи хся гормон, котор ый с чужеродным и бел к ами . действует на почки , Эта железа наи более тонкую кишк у и кости , активна у дете й повышая уро вень и подростков и потом кальция в кр ови . всю жизнь умен ьшается в размерах .
Сердце Здесь образуется гормон , который Надпочечники способствует Эти жел езы вырабатывают гормон ы, например Жепудок адрена лин . Участвуют Когда желудок поло н, клетки его давление . слизи стой оболочки выделяют гормон гастрин, который стимулирует выраб отку НАДП ОЧЕЧНИК соседними клетками соляной кисл оты. Эта кислота необходима и эстр огенов . для расщепления пищ и с. 142-143). Поджепудочная жеп еэа Кроме пи щеварительных ферментов поджелудочная железа вырабатывает инсулин и глюка гон - Яич ки ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ гормоны , Выделяют мужской гормо н ЖЕЛЕЗА регулирующие тестостерон. Он отвечает уровень глюкозы крови (см . с. за физи ческое развитие мальчиков 158-159). и поддерживает либидо, мы шечную силу и плотность костной тка ни П очки ГормонаЛ5И51е фабрики Если почки выявляют низкий у мужчин. ~ (\оловы~ 1lJ;> <.:+-"1\ ~~ уровень кислорода в крови , они выделяют гормон , стимулирующий образование эритроцитов в костном мозге. ~.:f' ~ ~'1: ~ ~ 'ds:: :s:.с: О1 а: о tIj :': 0 ~ 8 !Е ;:;;; i<: :S:' Н Особые молекулы, гормоны, путеше ствуют по организ му, вызывая ~ o в тканях изменени я , влияющие на са мые разные процессы - 1---' от сна со и р а змножения до пищеварения, О роста и беременности. Гормоны Я ичники Вырабатывают эстроген ........... выделяют в кровоток органы и прогестерон . Эти гормоны 1---' эндокринной системы. отвечают за женское репродуктивное здоровье, со регулируют менструальный 1---' цикл, беременность и роды .
Как работают rормоиы Гормоны - это молекулы, которые переносят информацию между органами и тканями. Попадая в кровь, они Эстрогены запускают синтез белка, разносятся по всему телу, однако влияют лишь на клетки стимулирующего обра зова ние с особыми рецепторами. Каждому окситоцина, который гормону соответствует свой готовит организм к родам собственный рецептор. Некоторые рецепторы ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА плавают в цитоплазме клеток-мишеней, другие находятся в клеточной мембране. Ре цептор гормона П ара « ре це птор - гормо н » В к л еточ н ом я др е в к л ючает ге н , отв етств е нны й за си нтез определ ен ного белка •••• ••• ~..• • ~. '~. Прямо к ядру Некоторые гормоны спо собны проникать через наружную мембрану клетки-мише ни. 3строгены Их рецепто р ы находятся в цитоплазме Это жирорастворимые гормоны , Спе циал ьные эстрогеновые и связывается с рецепторо м. Пара рецепторы есть в большинстве - ~. вырабатываемые яичниками. клетки . Гор м он п роходит чер ез мембр ану « рецептор МОЛЕКУЛЫ 3СТРОГЕНОВ • кл еток. Эстрогены запускают гены, гормон » п о падает в кле т оч но е обеспечивающие функцию ядро, связывается с ДНК и активирует же нских половых органов . опр еделенный ген. Регуляция выделения гормонов Вы зываемые изменениями Эндокринные железы выделяют гормоны в крови в ответ на стимулы трех видов: изменение ко гда сенсо р ные к л етки о бнаружи­ Н екото р ые гормоны в ыделя ютс я, состава крови, нервные сигналы и другие вают изме н е н ия в к ро ви или гормоны . Стимуляция выделения гормонов др угих жи д ко стях о р га н из м а . часто связана с изменением внешней среды. Н а п риме р, п ара щи тов ид ные же л езы си нт ези ру ют п ара т ире оид­ Например, гормон мелатонин н ы й гор мон (п а ратго рмо н , ПТГ) высвобождается и вызывает сон, когда в ответ на н и зкий урове н ь кальц ия вокруг темнеет (см. с. 198-199) . в к р о в и (с м . с. 194- 195). В ыделе н ие ПТГ ..
ХИМИЧЕСКИЙ ВАЛАНС как работают гормоны КЛЕТКИ - МИШЕН И МОГУТ ИМЕТЬ 100000 192 / 193 5000 - ГОРМОН АЛЬНЫХ ЧТО ТАКОЕ РЕЦЕПТОРОВ ГОРМОНАЛЬНАЯ ТЕРАПИЯ? Гормоны принимают как лекар­ ства при некоторых заболеваниях. 6'\1 Гормональный <] <] 6 А ученые, применяя гормоны, могут, например, превратить р е цептор курицу в петуха. 'v 6 <J МОЛЕКУЛЫ'V КЛЕТКА ПЕЧЕНИ ГЛЮКАГОНА Глюка гон св я зыва ется с реце п торо м П од де йствием глюка го н а образуется на п ов е рх ности второ й бел ок- п осред н ик. О н стимул ирует клетки о бразова н ие гл юкозы в п ечени Рецептор за пущен Гонец V ворот ГlIIокагон Глюка гон , выделяемый Другой класс гормонов не способен проникнуть поджелудочной железой, через мембрану клеток и связывается соединяется с поверхностными с рецепторами на их поверхности. В результате рецепторами клеток печени . В этих клетках он инициирует м ехан и змы клетка вырабатывает «вторичный посредник» преобразования гл и когена белок, который вызывает изменения внутри в глюкозу (см. с. клетки . 156-157). Вызываемые нервами Вызываемые гормонами Многие эндокринные Гормоны могут выделяться железы стимулируются и в ответ на действие других нервными импульсами. гормонов . Например, Например, при гипоталамус секретирует физической н а грузке гормон, который поступает нервная стимуляция в нижележащий гипофиз надпочечников приводит и вызывает выделение еще к выделению одного гормона адреналина - реакции «дерись или беги » (см . с. 240- 241). - гормона роста, который, в свою гормона очередь, стимулирует рост НАДПОЧЕЧНИК и обмен веществ. Гормон роста -
Внутренний Низкий уровень баланс кальция в крови Если гормон выделяется при изменении какого-нибудь параметра и возвращает его в норму, такой тип регуляции называется петлей обратной связи. Система работает как термостат, поддерживающий температуру в помещении . 2 Кости высвобождают кальци й ПТГ стимулирует остеокласты .~ - специализированные клетки кости , которые разрушают костную ткань и высвобождают кальций в кровоток . 3 Повы ш ение уро вня кальция в крови Почки активируют витамин D ПТГ побуждает почки всасывать кальций и вырабатывать фермент, превращающий неактивну ю форму витамина О в активную. • о о о о, , ; • • • о ••",. о о 1\""'"" • • • ~~a •• a,,,,v>a «\1>' Кишечник абсорбирует кальци й 4 Активированный витамин О попадает в кишечник и стимулирует там образование белков, связывающих кальций . Эти белки помогают кишечнику всасывать кальций , поступающий с пищей . Кальциевый баланс Кальций - самое распространенно е в организме минеральное вещес т во . Требуется для большинства физиологических процессов. И з б ыто к ил и недостаток кальция вызывают серьезные проблемы . Гормоны помогаю т держат ь е го у ровень под контролем .
ХИМИЧЕСКИЙ БАЛАНС Внутренний баланс Высокий уровень кальц и я в крови Реrуляция уровня кальция птг (ГОРМОН) • Кальций Кальцитонин (гормон) • ..... . Высокий уровень кальция Витамин D 194 / 195 КАЛЬЦИТОНИН УМЕНЬШАЕТ ПОТЕРЮ КОСТНОЙ МАССЫ, поэтому ЕГО ДОЛЖНЫ ПРИНИМАТЬ БОЛЬНЫЕ ОСТЕОПОРО30М ..... .. Щитовидная железа выявляет высокий уровень кальция .. .~ в крови и вырабатывает в ответ гормон кальцитонин . Одновре- 2 Кости запасают кальций ПТГ перестает стимулировать разрушение костной ткани остеокластами. Кальцитонин побуждает другие костные -- остеобласты -- формировать клетки костную ткань, захватывая кальций из крови . снижениеуровня кальция в крови 3 Почки выводят кальций Кальцитонин подавляет обратное всасывание кальция в почках, и избыток кальция начинает выделяться с мочой (см. с. 150-151). Низкий уровень ПТГ тормозит активацию витамина О в почках и способствует выведению кальция . 4 Прекращение абсорбции в киwечнике Без активированного витамина О образуется меньше белка, связывающего кальций, поэтому в кишечнике всасывается меньше кальция. ______~~~~~~~~~
ГормонаЛЬНЬlе изменения в перепадах настроения, например у подростков , часто винят Го рмоны и стресс гормоны. Однако наше повседневное поведение тоже влияет За инертность, тревогу на гормоны , а это, в свою очередь, может иметь серьезные отвечают три гормона . и длительный стресс ·.-+ ·.-+ ·.-+ последствия для здоровья . . . ... ............ Гипофиз выделяет адренокортикотропин (АКТГ), который стимулирует выделение кортизола надпочечниками • Тревожность •• Кортизол Инсулин Мелатонин При сидячем образе жизни человек хуже справляется со стрессом. Воз мож н о, это связано с тем, что не происходит нормального физиологического ответа на гормоны реакции «дерись и л и беги», ... выбрасываемые при стрессе. ~_ Курение негативно сказывается Бессонница и усталость на работе всех Ночью яркий свет экрана телевизо­ ра или тел ефона подавляет выработку мелатонина. Это ухудшает качество сна и способ­ ность организма контролировать температурутела,артериальное Поджелудочная давление и уровень глюкозы . Подавленный иммунитет Неправильное питание и низкая актив н ость могут вызвать рост уровня кортизола. Этот гормон при длительном действии способе н подавлять иммунную систе м у. Высокий уровень инсулина Сидячий образ жиз н и при­ водит к повышению уровня ин сул и н а, который заставляет организм откладывать жир, а не сжигать его. Вредные привычки Неправильное питание и сидячий образ жизни вызывают гормональные изменения, которые закрепляют такое ПРИ ОБЪЯТИЯХ ВЫДЕЛЯЕТСЯ поведение. Низкая активность снижает уровень гормонов ГОРМОН ОКСИТОЦИН . «хорошего самочувствия», а это, в свою очередь, может ОН СНИЖАЕТ АРТЕРИАЛЬНОЕ привести к перееданию, что влияет на гормоны, регулирующие уровень сахара в крови. В результате растет вес и падает физическая активность. ДАВЛЕНИЕ И РИСК БОЛЕ3НЕЙ СЕРДЦА
ХИМИЧЕСКИЙБАЛАИС Гормональные изменения 196 / 197 Здоровый образ жизни Регулярные тренировки - эффективный способ вызвать гормональные изменения, которые оздоровляют тело и разум. Некоторые гормоны, регулирующие температуру и водный баланс и адаптирующие организм к повышенной потребности в кислороде при физической активности, являются так При ф изических у пр ажнениях в нервной системе выделяется больше биологически активных называемыми гормонами хорошего самочувствия веществ, способствующих передаче и поднимают настроение. сиг н алов между ней р онами - (н еЙ ротра н смитте ро в). Некоторые из этих Во время и после физической нагрузки гипофиз выделяет гормон роста веществ, например дофамин, вызывают ощущение счастья. Передающая ""-.. нервная клетка Высвобожден- --------= ные молекулы нейротранс­ миттеров Принимающая Ппотность костной ткани нервная клетка Тестостерон и гормон роста высвобождаются во время СИНАПС МЕЖДУ тренировки у мужчин и жен щ ин. Тестостерон не только стимулирует половую функцию, НЕРВНЫМИ КЛ ЕТ КАМИ но и улучшает плотность костей. Гормон роста тоже помогает укрепить кости . Он продолжает работать и ночью после нагрузок. Минимальный слой жира гормону роста и тестостерону Мышечная масса Тестостерон стимулирует наращивание мышечной массы и усиливает обмен веществ. Гормон роста помогает Гормоны и здоровье укреплять мышцы и сжигать За здоровье тела жир. и хорошее наст р оение отвечают три гормона. Нормапьный уровень инсупина Гормон роста •• ~ Инсулин •• ~ Тестостерон Во время тренировок ингиби­ руется инсулин. Клетки для получе н ия энергии сжигают жир вместо глюкозы. Уровень и нс улина еще долго остается низким, поэтому жир продолжает сжигаться даже во время отдыха.
СУТОЧНЬlе РИТМЬI Внутренние часы организма управляют суточными ритмами, в частности еды и сна. В основе смены ритмов лежит ежедневное биохимическое превращение гормона бодрствования серотонина в гормон сна мелатонин. 3 Этот процесс занимает примерно сутки. Гормоны rOlloAa Уровень гормонов голода повышается и снижается в течение дня. Уровень грелина, усиливаю ­ щего аппетит, выше натощак . Лептин, подавляющий аппетит, Суточный ЦИКЛ сигнализирует Уровень многих гормонов ритмически меняется о насыщении. в течение дня независимо от внешних сигналов . Даже в комнате без окон утром растет уровень УпраВIIАIOЩllli 2 стрессом KOPTIISOII серотонина , и человек просыпается . Однако Утром в организме вырабатывает­ эти ритмы гибкие , постоянно корректируются ся стероидный гормон кnrпи 'юл и могут меняться , ко гда человек переезжает Он помогает организму в другой часовой пояс. ляться со стрессом, повышая уровень сахара в крови и ускоряя обмен веществ. Циркадиаииые часы 1 Организм человека работает по особому гормо­ нальному 24 -часовому ритму. Управляющие им На свету СХЯ усиливает биологические механизмы называют циркадиан­ синтез серотонина - гормона, который заста ­ ными часами : они задают все ритмы организма . Один из основных винтиков в этих часах - Про6уждаlOЩllli С·РОТОНIIН вляет работать мозг и тело (особенно малень­ кая область головного мозга, супрахиазматическое кишечник). ядро (СХЯ). Оно расположено внепосредственной близости к зрительным путям и настраивает циркадианные часы по степени освещенности . СХЯ стимулирует В t! утренние часы секрецию мелатонина СХЯ управляет превращением гормона серото н ина, вызывающего пробуждение, вмелатонин , погружающий в сон, и обратно. или серотонина в за висимости Световые лучи различной от вре мени суток интенсивности можно ли 3А&ОЛЕТЬ ОТ СТРЕССА1 Гормоны стресса готовят Серотонин _ организм к реакции «дерись - Мелатонин или беги», но при этом влияют на многие системы организма , например иммунную. Поэтому хронический стресс может привести к болезням . Электрические сигналы поступают в СХЯ ПРОСЫПАЙСЯI ЗАСЫПАЙI
ХИМИЧЕСКИЙ ВАЛАНС Суточные ритмы 4 198 / 199 ПИКИ кортиэола После утреннего подъема уровня кортизола следующую дозу этого гормона организм получает около При авиаперелетах в другие часовые полудня . Затем роль кортизола уменьшается . Уровень мелато ­ нина в это время самый низкий . }Q ... 5 Всмеск anьдостерона пояса организм не успевает пере ­ В середине дня гормон строиться . Чтобы перейти на новый альдостерон достигает пико ­ режим , ему нужно обновить цирка ­ вого уровня . Он помогает под­ дианный ритм. Например, кортизолу держивать стабильное артери - для адаптации нужно 5-10 дней. Без регулировки ритмов голод и сонли ­ вость возникают внеподходящее время. Такое явление называют синдромом смены часового пояса Мелатон ин - джетлагом. С этой проблемой постоянно сталкива- ются работающие в ночные смены . Ее долгосрочные последствия для здоровья пока не полностью выяснены . СонныА М.n8Тон .. н Заход солнца инициирует превращениесеротонина в мелатонин . Это готовит организм ко сну. СТИМУЛИРУlOщая щитовидная жепеэа Гормоны щитовидной железы оказывают возбуждающее действие на головной мозг. Перед сном их количество в крови уменьшается, что помогает заснуть . Гормон роста В первые два часа сна наблюдается всплеск гормона роста . У детей он запускает П"ICIII М8IIПОН.. Н8 Около ПОЛУНОЧИ В КРОВИ самый ВЫСОКИЙ уровень мелатони­ на и самый низкий - кортизола. это oбecneчивaer организму полно-: процессы роста, а у взрослых регенерацию организма. Этот гормон в основном высвобождается ночью. - БЫСТРАЯ ХОДЬБА В ОБЕДЕННЫЙ ПЕРЕРЫВ ПОВЫШАЕТ УРОВЕНЬ СЕРОТОНИНА
Диабет Инсулин - ключ, который открывает мышечные и жировые клетки для поступления глюкозы . Без инсулина глюкоза остается в крови, клетки Сладкие продукты и некоторые углево­ ды вызывают в клетках отложение жира, не получают энергию и возникают серьезные который мешает инсулину. Чем больше проблемы со здоровьем. Если инсулин жира, тем выше риск развития диабета не работает, развивается сахарный диабет. l -ro и 2-го типа . заболевания страдает 382 миллиона 2-го типа . Здоровая , сбалансированная диета снижает опасность и крайне важна Диабет бывает двух видов : для больных диабетом. Ее цель От этого поддерживать нормальный уровень человек. - глюкозы в крови, ограничивая потребле­ ние продуктов, которые резко повыша ­ ют и понижают уровень глюкозы . Диета также помо ­ Мышечная клетка гает рассчитать дозу Глюкоза не может попасть инсулина, который может при меняться в закрытые при лечении . 1 Уровень гпюкоз ы растет Во время пищеварения глюкоза поступает в кровоток . Повышение уровня глюкозы запускает механизмы , которые снижают ее уровень, в том числе выделение инсулина п оджелудочной железой (см . с. • глюкоза, но нет инсулина 3 158-159). Гпюкоза не поступает в кпетки Без инсулина глюкоза не может проникнуть в клетки организма и задерживается в крови . Организм пытается избавиться от нее другими способами, например выводить с мочой . Диабет Молекула глюкозы l-ro типа Иммунная система атакует вырабатывающие инсулин клетки поджелудочной железы и препятствует образованию этого гормона. Симптомы появляются в течение нескольких недель, но при лечении инсулином могут исчезнуть . Хотя диабет 1 -го типа возникает в любом возрасте, в большинстве случаев его выявляют до чаще в детстве. На 1-й тип приходится диабета . 40 лет, 10% всех случаев 2 Нет инсупина При диабете 1 - го типа вырабатывающие инсулин клетки поджелудочной железы разрушают­ ся . В результате инсулин не выделя ­ ется и не может противодейство ­ вать повышению уровня глюкозы .
ХИМИЧЕСКИЙ ВАЛАНС Диабет 200 / 201 Постоянное чувство жажды, голода и усталости СИМПТОМЫ диабета Ухудшение зрения, вызванное Признаки диабета 1-го и 2-го типа схожи. Почки в хрусталиках не могут вывести глюкозу, и она начинает скапливаться Неприятный запах изо рта из-за кетонов, образующихся накоплением глюкозы в организме. Чтобы избавиться от нее, организм при сжигании жира (см. с . увеличивает потребление воды, тем самым учащается 159) Гипервентиляция легких для мочеиспускание. Без глюкозы клетки организма выведения продуктов обмена испытывают голод, возникает чувство усталости. Потеря веса Человек теряет вес из-за того, что вместо глюкозы Тошнота и рвота сжигается жир. Частое мочеиспускание Молекула инсулина открывает Глюкоза, поступившая благодаря инсулину мышечную клетку ВХОД ДЛЯ глюкозы закрыт Из-за накопления жира инсулин не может открыть клетку. Голодающие без глю­ козы клетки отправляют сигналы печени выделять больше глюкозы . Это при ­ водит к дальнейшему повышению уровня глюкозы в крови. Поступление глюкозы В процессе пищеваре­ ния глюкоза поступает в кровоток как обычно . •• Перегрузка инсулином В ответ на повышение уровня глюкозы в крови выделяется все больше и больше А инсулина. Это может привести к ослаблению и даже прекра­ щению функционирования поджелудочной железы . Диабет 2-го типа А Молекула инсулина Выделение инсулина Поджелудочная железа Организм либо не производит достаточно инсулина, либо инсулин не работает должным образом. Чаще возникает у больных ожирением, но встречается и у людей с нормальным весом. Симптомы появляются находит глюкозу в крови постепенно, иногда отсутствуют. Считается, что и выделяет инсулин. у 175 миллионов больных диабетом 2-го типа во всем мире диагноз не поставлен. На 2-й тип приходится всех случаев заболевания. 90%

ЦИКЛ жизни
Половое размножение Человек, как и все млекопитающие, - существо раздельнополое, поэтому размножается при помощи половых клеток: сперматозоида и яйцеклетки. Миллионы сперматозоидов соревнуются друг с другом, чтобы найти яйцеклетку и начать процесс Семенной пузырек добавляет жидкость создания новой жизни. к сперматозоидам Предстательная железа добавляет больше жидкости для образования спермы Смешение reHOB Миллионы комплектов генов в виде сперма­ Бульбоуретральная железа нейтрализует кислотность мочи тозоидов пытаются оплодотворить яйцеклет­ в мочеиспускательном канале, ку. Тогда гены мужчины и женщины смеша­ это нужно для безопасности ются , породив новое, уникальное сочетание ...... ~.--!!~~!!~ у потомства. сперматозоидов ЧТО ТАКОЕ I в НОРМЕ БЕСПОЛОЕ РА3МНОЖЕНИЕ? При бесполом размножении , КАЖДЫЙ миллилитр (например, у грибов и водорослей) СПЕРМЫ СОДЕРЖИТ потомство происходит от одной особи. Набор генов у материн­ 40-300 миллионов ского и дочернего организма СПЕРМАТОЗОИДОВ остается одинаковым. Сперматозоиды проходят по моче ­ испускательному каналу Пережатые вены в половом члене имеются два цилиндра из губчатой ткани - пе ­ Арте рия предотвращают отток крови щеристые тела. Когда небольшие артерии в основании члена расширяются, в пещеристые тела поступает кровь. Они твердеют и окимают небольшие отводящие вены , поэтому кровь не вытекает. созревает После эякуляции давление в придатке яичка уменьшается , отводящие вены вновь открываются , выпуская кровь. СПОКОЙНОЕ тела СОСТОЯНИЕ наполняются кровью СОСТОЯНИЕ ЭРЕКЦИИ
ЦИКЛЖИЗНИ Половое размножение 204 / 205 Опасный путь сперматозоида Миллионы сперматозоидов с помощью ударов жгутиков плывут через шейку матки в матку. Им помогает движение жидкости, создаваемое волосковыми клетками, выстилающими фаллопиевы трубы. Лишь около 150 сперматозоидов достигает верхней части фаллопиевых труб, где обычно происходит оплодотворение. Все остальные естественным образом вымываются . Сперматозоиды попадают из яичек в половой член по семявыносящему протоку Сперматозоид обычно встречается с яйцеклеткой в верхней части фаллопиевой трубы Сперматозоид проходит в матку Выброс сперматозоидов в мошонке расположены оба яичка. Они вынесены наружу, потому что выработка Яйцеклетка - самая большая сперматозоидов требует клетка человеческого организма : прохлады ее даже видно невооружеННblМ глазом . Она защищена толстой прозрачной оболочкой. Спермато­ ЗОИДbl - одни из caMblX малень­ ких клеток. Они длиной всего 0,05 миллиметра, причем большую часть составляет жгутик. х100 в НАТУ­ РАЛЬНУЮ ВЕЛИЧИНУ х100 I------iО,О5мм
МеСЯЧИЬIЙ ЦИКЛ Каждый месяц женский организм готовится к возможной беременности. В яичниках хранится полмиллиона яйцеклеток, которые ждут очереди на овуляцию. Когда гормональный уровень достигает пика, яйцеклетка выходит из яичника. Оплодотворенную яйцеклетку встречают утолщенные покровы матки. Менструальный цикл Менструальный цикл контролируется из головного мозга гипофизом. Начиная с периода полового созревания там вырабатывается Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), который стимулирует выработку эстрогенов и прогестерона в яичниках. Ежемесячно число выбрасываемых гипофизом ФСГ и лютеи­ низирующего гормона (ЛГ) колеблется. Из яичника выходит одна созревшая яйцеклетка, а внутренний слой матки - эндометрий­ Посnедоватеnьность утолщается, а затем отслаивается. Но если яйцеклетка оплодотворена и внедрилась в эндометрий, цикл прерывается. С возрастом количе­ ство яйцеклеток уменьшается. Наступает момент, когда они уже не могут вырабатывать достаточное количество эстрогенов собblТИЙ Первый день менструального 8 кровотечения обозначается как день - 1. Продолжительность цикла индивидуальна. Норма- цикл прекращается, и наступает менопауза. от 35 дней. Средняя продолжительность 21 9 до 10 28днеЙ . Мышцы матки во время менстру­ ации естественным образом сокращаются, сжимая мелкие артерии , чтобы уменьшить овуляция кровотечение. Если сокращения интенсивные или длительные, они давят на близлежащие нервы Вспnеск гормонов 3 Эстрогены вырабатываются клетками Мышцы матки и причиняют боль. болезненно сокращаются фолликулов, окружающих соз ревающую яйцеклетку в яичнике. Когда уровень эстрогенов достигает пика , происходит выброс ФСГ и ЛГ гипофизом, что 1 стимулирует овуляцию. Менструаnьное кровотечение Если оплодотворенная яйцеклетка не внедрится в эндометрий, количество прогестерона снизится, кровоснабжение эндометрия уменьшится и произойдет отторжение его поверхностного слоя - • • 2 менструальное кровотечение. Рост зндометрия В первые две недели менструального цикла уровень эстрогенов постоянно повышается, вызывая рост эндометрия. Кровотечение • • при отслаивании Небольшое повышение уровней ~ эндометрия • ФСГ и ЛГ стимулирует выработку эстрогена и прогестерона ФСГиЛГ /
ЦИКЛ жизни Месячный цикл 206 / 207 ............................................................................ Яйцеклетка проходит по фаллопиевым трубам, где з может быть оплодотворена, Развитие вторичного фолликула В доминирующем фолли­ куле образуются заполнен­ ные жидкостью простран ­ ства . Внутри продолжает развиваться готовая 2 Доминирующий фолликул увели- чивается в размерах Один доминирующий фолликул быстро растет, а другие, недоминиру­ ющие , перестают. Овуляция Прилив ФСГ и ЛГ из гипофиза вызывает овуляцию. Фолликул и яйцеклетка выходит первичных фолликулов ФСГ стимулирует рост нескольких дремлющих фолликулов в яичниках, и они начинают выделять эстрогены. Дегенерация Бахромки ткани помогают направить яйцеклетку Пустой фолликул спадается и образует кисту­ желтое тело. Желтое тело в фаллопиеву трубу 4 вырабатывает больше прогестерона, чтобы Следующий гормон После овуляции растворя ­ ющееся желтое тело яичника вырабатывает прогестерон. Этот гормон стимулирует рост артерий в эндометрии и делает эндометрий более мягким, губчатым и готовым принять оплодотворенную яйцеклетку. Изменениеуровнягормонов Здесь показаны ключевые гормоны , регулирующие менструальный цикл . ФСГ (фолликулостиму­ лирующий гормон) ЛГ (лютеинизирующий гормон) - - - - Эстрогены Прогестерон
Одна клетка Внешняя масса клеток Одна клетка - - - - -- Внутренняя масса клеток Внешний слой клеток 4 ДВУХКЛЕТОЧНАЯСТАДИЯ Две клетки внутри внешней 5 ШАРИК И3 КЛЕТОК Делящиеся клетки образуют 6 КЛЕТОЧНЫЙ ШАРИК С ПОЛОСТЬЮ Наполненная жидкостью полость оболочки яйцеклетки все еще шар соединены . Если они разделятся, к матке. Морула окружена внешней бластулы (клеточного шара) станет могут родиться однояйцовые оболочкой, поэтому постоянно деля­ амниотическим мешком . После при ­ близнецы . щиеся клетки становятся все меньше. крепления к стенке матки внешние - морулу, которая перемещается клетки бластулы образуют плаценту, а внутренние - эмбрион. 3 закрепляется Яйцеклетка начинает в мягких первое из многих покровах делений , в ходе матки которых из одной клетки вырастает ВЛАГАЛИЩЕ эмбрион. 2 ОПЛОДО­ 1 ТВОРЕНИЕ УГЛУБЛЕНИЕ Головка спер- Ядро сперматозоида матозоида при помощи содержит гены отца . ферментов, похожих При слиянии с ядром на ферменты кишечни- яйцеклетки отцовские ка, внедряется гены присоединяются во внешний слой яйце­ к материнским клетки. и завершают генетиче­ ский чертеж ребенка . Сливающиеся ядра
ЦИКЛЖИЗНИ Начало начал 208 / 209 Начало начал Путеwеств .. е яйцекnетк" Каждый месяц в яичниках начинает созревать несколько яйцекле ­ ток. В норме в ходе овуляции выделяется лишь одна развитая яйцеклетка , которая Еще двое суток после полового акта около 300 миллионов сперма­ тозоидов стремятся к спускающейся по одной из фаллопиевых труб яйцеклетке. Сперматозоиды химически притягиваются к яйцеклетке, что помогает им преодолеть расстояние 15 санти­ метров. Когда один из них оплодотворяет яйцеклетку, начинается каскад изменений. затем попадает в фаллопиевы трубы . КОГДА Оплодотворение НАЧИНАЕТСЯ Как только сперматозоид проникает во внешний 6ЕРЕМЕННОСТЫ слой яйцеклетки, в ней происходят быстрые Беременность не наступит, химические изменения и оболочка затвердевает, пока оплодотворенная яйце ­ предотвращая вхождение других сперматозои­ дов. С этого момента сочетание яйцеклетки клетка не закрепится в мягком и сперматозоида называют зиготой. Она начи­ покрове матки. В этот момент нает делиться после того, как входит в матку. зарождается новая Но путь от оплодотворения до родов долгий . Бесплодие часто встречается у обоих полов : им страдает одна из каЖДblХ шести семей . У женщин бblвают нарушения овуляции, жизнь. ОДНОЯЙЦОВЫЕ МНОГОЯЙЦОВЫЕ БЛИЗНЕЦЫ БЛИЗНЕЦЫ Оди н оч н ая Две яйцеклетка яйцеклетки @ СПЕРМАТОЗОИД ЯЙЦЕКЛЕТКА непроходимость фаллопиеВblХ Общая труб или старение яйцеклеток . плацента МУЖЧИНbI могут страдать от недо­ статочного количества или плохой подвижности сперматозоидов . Отдельные плаценты Один из способов лечения бесплодия - оплодотворение in vitro. Яйцеклетки и сперматозо ­ идbl собирают и помещают в « пробирку », где происходит оплодотворение. Оплодотворен ­ ной яйцеклетке дают развиться , как ПОЯВЛЯIOтся близнецы после чего вводят в матку, где Когда выделяются две яйцеклетки и обе оплодотворяются, развитие продолжается . При бо ­ появляются многояйцовые близнецы. Если одна оплодот­ лее совершенной процедуре - интрацитоплазматической инъекции сперматозоида - ядро сперматозоида вводят непосред ­ ственно в яйцеклетку. воренная яйцеклетка разделяется на ранних стадиях и каждый эмбрион продолжает развиваться отдельно, появляются однояйцовые близнецы, каждый со своей плацентой . Если яйцеклетка делится позже, у однояйцо ­ вых близнецов плацента будет общая .
Иrра поколений Каждый человек уникален, однако родственники похожи друг на друга . Общие черты передаются из поколения в поколение в генах, которые переносятся в яйцеклетке матери и сперматозоидах отца. Лоб с залысинами МАТЬ Набор воэможных черт Веснушки Отец и мать могут передать Наследственные черты любой свой ген, внеся вклад Гены инструктируют организм, как во внешность и характер ребенка . На примере показано ему развиваться (см. с. 23). Особые структуры хромосомы вмещают множество генов (см. с. 16). Каждый возможное наследование трех различных черт: лба ~-~--4-- Римский нос с залысинами, веснушек от отца сперматозоид отца и яйцеклетка и римского носа от матери. матери содержат случайный набор + родительских генов . Когда при оплодотворении клетки сливаются , Ген веснушек Ядро клетки, ~ не перешел где х р ан я тся от отца к первому материнские и отцовские гены ребенку смешиваются, образуя новый чертеж, " •••••••••• • который делает человека уникаль­ + ге н ы е•••••• е ным. Братья и сестры наследуют схожий набор генов, поэтому похожи . Хромосомы Но если они унаследовали мало ~ ( одинаковых генов, они могут на пер­ f в каждом клеточном "'" \. ~ ядре содержат гены вый взгляд быть совершенно разными. Второму ребенку CI)~ ~'\~~ ;.o~ Отцовский ген лба с залысинами Иэбранные черты В каждом сперматозоиде и яйцеклетке разное сочетание генов. В примере при первом зачатии ген лба с залысинами от отца был в сперматозоиде, который оплодотворил яйцеклетку матери, содержащую ген римского носа. Отцовский ген веснушек отсутствовал в сперматозоиде в первом случае, но был во втором . ~ *'~ ~ о ,~ О ~ w :s с: передаются другие гены матери 1)(C'..o Материнский ген римского носа ~ ~ о w О Черта отца­ лоб с залыси­ нами-пере - дается и второму, и первому ребенку ..:s .I Яlltl(~~ ,J, ~~ ~ "
Общие черты Черты обоих родителей Сперматозоид и яйцеклет­ Второй ребенок ка, из которых образовал ­ наследует ся первый ребенок, отцовские гены передали отцовский ген лба с залысинами лба с залысинами и мате ­ и веснушек. ринский ген римского у братьев будет носа . В результате ребенок будет иметь черты обоих родителей . По случайно­ сти он не унаследовал как минимум одна ~ общая черта ~ ~O - отцовский ~~8ый PE~~ вы сокий лоб. отцовских веснушек . Доминантные и рецессивные черты Доминантные и рецессивные варианты одного гена называют аллелями . Они находятся в одном месте хромосомы . Доминантный аллель обычно проявляет свою черту, когда присутствует, а рецессивный - тол ько когда Если мать - носитель рецессивного гена плохого зрения на хромосоме Х, ее организм будет использовать нет доминантной версии . Если у человека мочка уха отделена , у него есть полностью рабочий ген на дру гой хромосоме Х . Дочь, как минимум один доминантный аллель. Более редкая сросшаяся мочка уна следовавшая от матери этот проблемный ген , будет носительницей, но зрение у нее не повредится, так как уха проявится только при двух рецессивных вариантах . доминантный ген маскирует этот эффект. Однако у мужчин хромосома Х всего одна , поэтому все сыновья с неисправным ген о м будут пл охо видеть. ОТЕЦ МАТЬ МАТЬ - ОТЕЦ БЕЗ ДЕФЕКТА НОСИТЕЛЬ Рецессивный аллель дефекта зрения :s:: '"1 .= :s: ~O s~ g= Ф w :~(>: = :s: ДОЧЬ СЫН ДОЧЬ ­ СЫН БЕ3ДЕФЕКТА БЕ3ДЕФЕКТА НОС ИТЕЛЬ С ДЕФЕКТОМ с\) ~ о "-.. с\) Нет дефе кта Нет дефекта Нет дефе кта Есть дефе кт зр е ния зрения з рения з рения I ~ ~
Растущая жизнь Всего за Четырехнедельный эмбрион 9 месяцев оплодотворенная яйцеклетка Эмбрион примерно в длину и весит превращается в полностью сформировавшегося ребенка. Мать и дитя связывает плацента - 5 миллиметров 1 грамм . У него начинают образовываться позвоночник, глаза, специ­ конечности и внутренние органы . альный орган, который поставляет растущему плоду Голова все необходимое. Пуповина От клеток к орrаиам В первые 8 недель беременности ребенка называют эмбрио­ ном. Его гены включаются и выключаются, управляя развитием клеток. Из клеток внешнего слоя эмбриона образуются головной мозг, нервы и клетки кожи. Из внутрен­ него слоя формируются основные органы, например кишеч­ ник, а из клеток, соединяющих два слоя, образуются мышцы, кости, кровеносные сосуды и половые органы. Когда основные структуры созданы, ребенка вплоть до родов называют плодом. Первый удар сердца Зачаток К б-й неделе формирование ноги сердца почти заканчивается, и все четыре камеры начинают быстро биться с частотой примерно 144 удара Выделение мочи в минуту. Моча выделяется почками Сердцебиение можно выявить во время ультразвукового исследования . в ам н иотическую жидкость каждые пол часа . Так как моча разбавлена жидкостью, плод без вреда может ее проглотить . Впоследствии моча проходит через плаценту в организм матери и выделяется с ее мочой . Крохотные конечности Из зачатков верхних конечностей образуются руки, Образуютси легкие а зачатки нижних Примерно в это время конечностей начинают образовываться превращаются в ноги. легкие. О н и еще не готовы Пальцы рук и ног ды ш ать почти д о самого сначала слиты , а потом рождения. раз д ел яются. Ра з витие плода Каждый плод развивается в собственном темпе, КАЛЕНДАРЬ БЕРЕМЕННОСТИ и время ключевых событий обычно варьируется. МЕСЯЦ МЕСЯЦ МЕСЯЦ МЕСЯЦ
ЦИКЛ жизни Растущая жизнь 212 / 213 ._- - - Материнский кровеносный сосуд ~--tIг-- Пространство, заполненное кровью матери Место встречи Плацента со стороны плода заканчивается Ребенка подцерживает плацента - уни­ сетью тонких кальный орган, который начинает расти кровеносных сосудов, вместе с эмбрионом под контролем генов которые доходят до материнской Кро веносный Система поддержки половины плаценты . сосуд эмбриона и матери, и ребенка. В плаценте крове­ носные сосуды матери и плода тесно переплетены, но кровь никогда не сме ­ шивается. Если бы это произошло, иммунная система матери отторгла бы плод как «чужеродное тело». Плод получает кислород и питательные вещества из крови матери через плацен­ ту и пуповину и так же отдает отходы , например углекислый газ . Обоняние Черезамниотическую жидкость плод чувствует запах матери. После родов этот запах привлекает ребенка . Чувствительность Первый взгляд KWYMY Ребенка пугает резкий Веки плода закрыты «Толкание» И (<Пинки » шум . После рождения месяца беременности . вплоть до седьмого Мать чувствует, что ребенок он будет помнить песни Когда глаза первый раз «брыкается »: плод сгибает и звуки, которые слышал открываются, они просто спинку, учится двигать в утробе. различают свет и темноту. конечностями . МЕСЯЦ МЕСЯЦ МЕСЯЦ МЕСЯЦ МЕСЯЦ
Новое тело матери Развитие ребенка в утробе матери - удивительный и очень непростой процесс. В период беременности ребенок претерпевает невероятное количество изменений и подвергается многим опасностям . Изменения во время беременности Ожидание ребенка - это время больших физиче­ ских и психических перемен. К матери предъявля­ ются дополнительные требования . Ее организм теперь должен снабжать растущего ребенка необходимым кислородом, белками, энергией, ./ ~ Исто ....... мoan ГonoeнoA М03I' плода надо снабжать жирными КИCIIOТiми. .~ l И мoэry матери их не хватает. Эro lIOJМOIIOtaя причина эамeдneн­ нoro МЫWIIeНtUI. которое нaбnlOДll­ .....- eТCJI У мнorиx женщин к концу беременности. Помогут жидкостями , витаминами и минеральными ~ веществами . Организм матери выводит отходы ребенка и перерабатывает их как свои собствен­ ные. Материнские органы работают и на нее, и на ребенка, поэтому женщина быстрее устает. И тем не менее чудо беременности - это замеча ­ тельный пример адаптивных способностей организма. ~ Y8мм8н_rpyД81 Груди и СОСКИ увеличиваlOТСЯ В раэмерах в ответ на повышение уровня эcтporенов. Молочные желе3bl меНЯIOТСЯ noддейст8ием прогестерона. В конце беременно­ сти из груди иногда выдenяeтcя ~ ...- ~~ :r О ж "" о ~ fW\ ~ О С Желание определенной пищи, несомненно, один из самых странных феноме н ов, сопровождающих беременность. Это симптом нехватки определенных питательных веществ . Если организм ребенка сильно нуждается в них, мать выбирает странные сочетания продуктов, например мороженое с солеными огурцами . Изредка встречается даже желание съесть что -то несъе­ добное - землю или уголь. • . ~
БЕРЕМЕННЫХ ТОШНИТ? Сда.,._нн..." _епуАОК По мере роста ребенка увеличи­ вается и матка, смещая желудок В начале беременности гормональ­ ные изменения, влияя на внутреннее вверх, к диафрагме. В результате многие беременные чувствуют изжогу из-за кислотного ухо, нарушают чувство равновесия. рефлюкса, и у них бывает Будущая мать жалуется на тош­ громкая отрыжка . д.мнм llll1I088Oi1O'ti1_ при росте rмтки центрТяжectи тела cмeщaen:яanepeд. rtaaЦIМY женЩина ecтec:ri!Jeннымобраэом Н/IЧIIIJfafПcm<IIOНЯТЪCJI нauд. Эro ~оСанкуидononнмтenыtO ноту и головокружение, схожее ~МЫЦIЦЫ.OIIQКИ инe6anь­ с состоянием опьянения . wиe C)'C'ГCIIIЫ ltI4IICJtfiй чacnt поз­ воночника.lIIiIЭbIIIaЯ 60nи Тошнота возникает в любое время дня. Фабрика гормонов В процессе формирования к КОНЦУ ~ БЕРЕМЕННОСТИ , МАТКА УВЕЛИЧИВАЕТСЯ В плацента вырабатывает хорио­ нический гонадотропин (ХГТ). Затем она начинает в усилен ном темпе производить эстрогены и прогестерон, вызывая физические изменения , например рост молочных желез. 500 РА3 Стрии возникают из-за быстрого набора веса, растягивающего кожу. Эластичные волокна и коллаген , которые в норме поддерживают прочность и гладкость кожи, в период беременности истончаются и изнашиваются . Увеличение живота По расстоянию между лобковой костью и дном растущей матки врачи оценивают срок беременности . Высота дна матки 22 сантиметра примерно соответствует 22-й неделе беременности. у большинства женщин появляются растяжки, однако 1---1 некоторым удается ~ обойтись без них. '" 1:\) 1---1 01
Чудо рождения Появление на свет - пугающий и захватывающий процесс, к которому мать и ребенок готовятся девять месяцев. Роды могут длиться от получаса до нескольких дней. Гормон Релакс и н р азмягчает с в язки таза 2 Шейка матки расw .. ряется Мышцы матки болезненно и регулярно сокращаются и толкают голову ребенка к шейке, которая постепенно расширяется примерно до 10 сантиметров. 10 часов. Как правило, эта стадия родов длится около . .. .... ~. +- .. . . ~ '--.......r-- Инициация родов На п озд н ей стадии бе реме нн ости плацента в ырабатывает го р мо н р ел акси н , который рассл абля ет та зов ы е с вяз ки , . .. Пуповина ~ ... . ~ .. . . расширяя таз , а также р аз м я г чает и открывает шейку матки, готовя ее к родам . Точный си гна л , ини ц иирую щ ий роды , неизвестен. .. ........=t Шейка матки начинает раскрываться 1 Амниотическая жидкость Когда голова ребенка нажимает на шейку матки, амниотический мешок разрывается . Обычно вытекает не более Разиыероды 300 милли­ литров жидкости ; Выделяют четыре стадии родов, и каждая имеет она может вылиться р азную пр одолжительность . Роды у всех женщин не сразу, а струйкой. Дмниотический мешок разрывается Дмниотическая протекают по -разному, даже если они рожают жидкость выходит не в первый раз. Стадии могут быстро следовать из организма друг за другом, а могут з анимать пару дней . При второй беременности переход к стадии схваток бывает короче, чем при первой .
~~~~::: 'i':.J>.t ~оJ\ОВКи ~fl>t' ~'O <:s o~~ 216 / 217 ............................................................................ Время тужиться 3 После паузы схватки усиливаются - в этот момент мать чувствует потребность тужиться . Ребенок выталкивается Беременность протекает по - разному. Лишь один в родовой канал . Прорезывается из двадцати детей рождается точно в срок. (пока з ывается снаружи) головка . . ~ Врачи считают 40 недель (плюс-минус две .....:. недели) ПОЛ Н blМ сроком вынашивания ~- одного ребенка. Для двойни зто а для тройни - 34 недели. 37 недель, Поскольку двойни и тройни рождаются раньше 40 недель, они требуют дополнительного медицинского наблюдения . . .. ТРОЙНЯ 34 ДВОЙНЯ 37 40 НЕ ДЕ Л И 4 Что происходит после родов Новорожденный делает первый вдох, после чего его сердечно - сосудистая и дыхательная системы начинают функционировать независимо от материнских. Кровообращение немедленно пере страивается, чтобы получать кислород Роды Дети обычно ро ждаются голо ­ вой вперед . Дело голова - самая крупная часть их тела , и , проходя по самой широкой части таза матери , она готовит проход для всего из легких. Давление в левой половине сердца остального. Пуповина становится больше, чем в правой, и устанавли­ и плацента вы ходят после вается нормальное кровообращение . ребенка . СОБРАННУЮ КРОВЬ ИЗ ПЛАЦЕНТЫ МАТЕРИ МОЖНО СОХРАНИТЬ КАК БУДУЩИЙ ИСТОЧНИК СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК ДЛЯ РЕБЕНКА отс о еди ­ ня ется в том , ч то от стенки ма тк и
Подrотовка к жизни Между костями черепа новорожденного есть гибкие фиброзные промежутки, позволяющие голове расширяться, а мозгу увеличиваться в размерах. В первый год ребенок растет очень быстро, и его вес увеличивается в три раза. Младенцы рождаются более чем с 70 рефлексами , необходимыми для выживания . Если приложить палец к щеке новорожденного, малыш повернет головку и откроет рот: основно й рефлекс помогает найти сосок матери. Рефлекс исчезнет после перехода 0\ на регулярное кормление . 00 Хватательный рефлекс предот- " вратит падение . Если положить 10 ребенка 5! 5 :z: на живот, можно Первая улыбка 2 Новорожденный слушает, Попытки наблюдать переворачиваться рефлекс смотрит и начинаетузнавать Трехмесячный ребенок уже людей, предметы и места. Первый умеет держать головку раз он улыбнется, скорее всего, и пытается переворачиваться уже в 4-б-недельном возрасте. со спины на животик . 10 -5 -5 :z: :1: .о Оба этих рефлекса еще ... ся малышу. о: с ... о: '" 0101 1- о: 01 '" 1-01 100: 80. 11101 )(0. ('3t долго пригодят- .о ;-е- '" '" 01 о: -е01 О. Q ~~ Вехи развития в первый год жизни появляются навыки, Появляется лепет Ребенок начинает лепетать и агукать . Он подражает звукам 4 которые помогут ребенку изучать окружа­ Умение садиться Малыш начинает ющий мир. Важно фиксировать, садиться и ползать. По мере когда малыш впервые развития двигательной функции улыбнулся или сделал ему все сложнее усидеть и реагирует на простые первый шаг, чтобы отследить команды, правильность например « да . развития или « нет». ребенка. 5 Ходьба Ребенок б Узнаваниесебя Годовалый малыш знает свое имя, а к полутора годам начинает узнавать себя в зеркале или на фотография х. до полутора лет. Первые шаги он делает, держась за опору или мамин палец . ::r ., .....11: '" .... ...'" о: О :ii :ii к пол занию. :ii 11\ :Е
ЦИКЛ жизни Подготовка к жизни 218 / 219 МОЗГ НОВОРОЖДЕННОГО ПРИМЕРНО В 4 РАЗА МЕНЬШЕ МОЗГА ВЗРОСЛОГО Здня Развитие чувств Сначала зрение у ребенка черно ­ Новорожденный может сфокусировать взгляд на предметах на расстоянии не больше белое . Особенно его 25 санти­ привлекают лица. метров и различает формы и рисунки. Уже в утробе он узнает голос матери , а мягкие , ритмичные звуки, похожие на материнское сердцебиение, его , успокаивают. Ребенок также знает запах мамы . На первом месяце месяц жизни начинает развиваться нормальное цветное бинокулярное зрение. 6 Грудное месяцев К полугоду вскармливание ~ у ребенка уже улучшает здоровье прекрасное зрение. зубов Теперь он умеет различать лица . Важиостъrpудноrовскармливаиия Материнское молоко - самая полезная пища для растущего младенца. Оно настолько богато питательными веществами, что в первые 4-6 ме­ сяцев дает ребенку всю необходимую энергию, белки, жиры, витамины, минеральные веще­ ства и жидкость. Грудное молоко содержит полезные бактерии, передает антитела и лейкоциты, которые защищают При грудном от болезней, а также незаменимые вскармливании меньше проблем с дыханием жирные кислоты, ценные для развития головного мозга и глаз. Польза Сердце ребенка, получающего материнское молоко, бьется от кормления грудью огромна . Оно спокойнее Пищевые аллергии реже возникают у детей, которых кормили грудью хотя бы 6 месяцев влияет на большинство органов у получающих материнское молоко реже встречается ювенильный ревматоидный артрит ребенка.
Мысли и чувства Понимание дрyrих людей От года до пяти лет большинство разума - 1 СЛОМАВШИЙ Ребенок осознает детей овладевают теорией мысли начинают осознавать, и чувства что у других людей есть собствен­ другого ная точка зрения. Ребенок учится ИГРУШКУ Владелец человека Jf'. Владелец игрушки прощает занимать очередь, делиться игрушками, распознавать ВЛАДЕЛЕЦ эмоции других. Игры становятся ИГРУШКИ все сложнее: ребенок играет роли, которые наблюдает в повседневной жизни. Понимание других людей Возмущение Прощение Ребенок, овладевший теорией разума , Поняв, что друг сломал Осознав, что друг случайно сломал может предсказывать чувства други х игрушку специально, людей в конкретной ситуации и пони ­ ребенок возмущен игрушку и сожалеет мать намерения чужих поступков . и расстроен . об этом, ребенок Он учится правильно реагировать. Постоянный рост Детство - время быстрого физическо­ го и эмоционального развития. не обижается на него. Детское раэвитие Пропорции тела постепенно становятся взрослыми . Между 5 -м и В-м годом жизни ребенок растет медленнее. Ребенку важно общаться со сверстни­ ками, чтобы понять себя и других, научиться расставлять границы и формировать социальные связи. Эти навыки пригодятся во взрослой жизни. Постоян­ ный физический рост сопрово­ ждается развитием речи , осознанием эмоций и правил поведения. В головном мозге формируются новые связи между нейронами, закладывая фундамент психического развития. Детство ДЕТИ В ВОЗРАСТЕ Ребенок полон любопытства и энергии. Вплоть ЗАДАЮТ до подросткового возраста он овладевает ПРИМЕРНО ключевыми навыками, учится говорить, понимать, что у других людей может быть собственное мнение, узнает о чужих эмоциях и начинает активно изучать мир. ОТ 2ДО 10ЛЕТ 24 ВОПРОСА ВЧАС
ЦИКЛ~~~в~ Образование дружбы 220 / 221 Понимание правил Начиная с четырехлетнего возраста многие дети Игры, основанные на правилах, помогают детям выбирают товарищей, исходя из общих интересов старше пяти лет найти баланс между желанием и занятий. Теперь они понимают ценность надежных победить и соблюдением законов игры . Правила друзей, с которыми можно поделиться секретами . не дают обманывать и плохо себя вести. Впоследствии это поможет им отличать хорошее от плохого и понять, как устроено общество. НАРУШЕНИЕ ПРАВИЛ ..~~~ .. ПЕРВАЯ ДРУЖБА ПЕРВАЯ ССОРА Первое разреwение конфликта I ПЕРВОЕ Соблюдение правил ПРИМИРЕНИЕ поощряется Освоение теории разума помогает сохранить дружбу. После ссоры дети способны обдумать, чем они расстроили друга , СОБЛЮДЕНИЕ разрешить конфликт и помириться. ПРАВИЛ Группы друзей Лидер Мальчики и девочки к семилетнему возрасту объединяются в разные группы со своей иерархией. Мальчики , как правило, образуют большие группы, Популярная Б'":;;: . девочка в которых есть лидер, внутренний круг близких друзей и периферийные последо­ Последо - ..... 0·0 ватели . Девочки же обычно имеют • • •• ватель одну-двух близких, равных по статусу Лучшие •/• • • • подруги популярной девочки подруг. Самых популярных девочек очень хотят заполучить в лучшие подруги . • ~ •• • • МУЖСКАЯ ДРУЖБА ЖЕНСКАЯ ДРУЖБА
Подростки и их rормоны Половое созревание - это стадия между детством и взрослым возрастом. Гормональные колебания вызывают эмоциональные и физические изменения, из-за которых подростки могут испытывать неловкость, застенчивость и быть в плохом настроении. .... Гипоталамус • О , , "'о" ~('\ "''1" • ••• 'У •• . •• е •• : • : ..•... : ... -.- .. . ..-..... ~ ~ nомка •••• .~ ronoca Гормоны вызывают длиннее и толще, поэтому голос грубеет. Гипофиз . ~ Начало половоrо созревания • Когда масса тела и уровень лептина (гормона, выраба­ увеличение гортани, голосовые струны становятся а._ тываемого жировыми клетками) достигают опреде­ • ленного уровня , гипоталамус периодически выд еляет гонадотропин-рилизинг гормон, вызывая быстрые изменения у обоих полов . Женские изменения ~yzскиеизменеиия Мальчики обычно вступают в период в целом половое созревание у девочек Скорость процесса сильно варьируется, Головной мозг тоже претерпевает однако созревание завершается изменения, разрывая старые 8 и 11 годами и завершается между 15 и 19 годами нейронные связи и образуя новые. жизни. полового созревания с 9 до к начинается между 12 лет. 17-18 годам. на год раньше, чем у мальчиков, Он буквально не может управиться с резко выросшими конечностями, мышцами и нервами, поэтому подростки иногда хуже координируют движения . ГРУДЬ СТАНОВИТСЯ ШИРЕ Реберная клетка растет, могут появляться волосы на груди. . .~. ~ . :. ..... . .~ РОСТ МОnОЧ­ НЫХЖЕnЕ3 Зачатки молочных желез развиваются и могут уплотняться. Соски становятся более выраженными .
Яични ки вырабатывают эстрогены , ускоряя половое созревание ......... · ·.f... .. ..... • - .е ._ ПОДРОСТОК Начало МеНсТруац .... ЗА ГОД МОЖЕТ Первая менструация приходит 10 и 16 годами жизни , в среднем в 12 лет. Овуляция между ВЫРАСТИ НА ЦЕЛЫХ 9 САНТИМЕТРОВ! .,1 МАТКА и ЯИЧНИКИ происходит нерегулярно, и матка увеличивается ОТКУДА о. до размера кулака . ПРЫЩИ У ПОДРОСТКОВ? Сальные железы кожи стимули­ ........ ..... . ~ руются под действием гормонов и какое-то время не могут норма- Яички лизовать выработку кожного вырабатывают ускоряющий половое созревание ~ ЛОБКОВЫЕ ВОЛОСЫ - , ,. О n "'1 ~ :s: ~ Половое созревание Некоторые ровесники 3 ~ и выглядят старше других : три двенадцатилетние @= g: :S: девочки могут резко отли ­ чаться ростом и массой тела . L'V L'V L'V Девушки обычно развиваются СПЕРМАТО30ИДОВ В ЯИЧКАХ :::1 g 'о начинается в разном возрасте . ВЫРАБОТКА ВОЛОСЫ сала. тестостерон , . . ... ................. .. . ЛОБ КОВЫЕ раньше, чем мальчики , видимо, потому, что для начала женского полового ............ созревания достаточно L'V L'V меньшей массы телаоколо 47 килограммов против примерно 55 у мальчиков . килограммов (л) 12-ЛЕТНИЕ ДЕВОЧКИ
Наступление старости Старение - медленный и неизбежный процесс. Его скорость зависит от генетических факторов, диеты, образа жизни и окружающей среды. Преждевременноестарение ~~~ вызванными свободными радикалами . Эти молекулярные Это загадка . Известно, что клетки делятся и обновля­ действием солнца, курения, радиации и разрушают ДНК. раз . Такое ограничение связано с числом теломер, Антиоксиданты в пище, повторяющихся единиц на концах хромосом - Если унаследовать длинные теломеры , клетки смогут '\i i~ . А фрагменты образуются под ются, но делают это лишь определенное количество Х-образных молекул ДНК в ядре каждой клетки. ~.- ;;. . , , " . .~ ческими повреждениями, Почему человек стареет? ~~ может быть связано с генети- ~ ,?! ~ ~ .. тъ ДНК .... ): например овощах и фруктах, ~ помогают нейтрализовать свободные радикалы и повыша ют ш анс долголетия . делиться дольше и жизнь станет длиннее . Х ромосома Теломера КЛЕТI(.с1 ЯДРО " "o<':~: :; ~ Делящаяся Теnомеры В конце каждого плеча хромосомы находится теломеgа - повторяющийся к делению клетка 1 Обновление клетки 2 Укорачивание тепомер Ферменты прикрепляются Теломеры становятся слишком учаСТОi\ДНК . Ферменты при делении к теломерам , чтобы скопировать короткими, и ферменты уже не могут клетки прикрепляются к теломерам генетический материал. Когда фермент к ним прикрепиться . Клетки с короткими и ускоряют хими ческие реакции, отсоединяется, он забирает с собой теломерами больше не способны делиться вовлеченные в этот проц е сс. фрагмент теломеры, поэтому с каждым и обновляться . Клетки теряют теломеры делением х ромосомы укорачиваются. с разной скоростью.
ЦИКЛ жизни Наступление старости 224 / 225 Тонкий волос Облысение Волос не достигает Некоторые волосяные фолликулы поверхности кожи становятся неактивны и отмирают быстрее других. Даже у лысых людей часть волосяных фолликулов - Неактивный волосяной содержат волосы, которые, однако, фолликул не вы ходят на поверхность кожи. волосяной фолликул волосковых клеток в ухе Глухота Ухудwение зрения Свет может повреждать желтое пятно Крохотные волосковые клетки во внут­ - ключевую область в задней части глаза­ реннем ухе преобразуют звуковые вызывая накопление отходов. В результате волны в нервные сигналы, которые мозг зрение затуманивается, появляются темные интерпретирует как звуки. Повреждение точки . Это явление называют возрастной или утрата этих волосковых клеток ведет макулодистрофиеЙ. к нарастающей возрастной глухоте. Избыток меланина вызывает Здоровая появление возрастных пятен Меланоцит J вырабатывает темный кожный пигмент меланин Клетка Возрастные пятна не может делиться Разрушенная миелиновая • Под влиянием ультрафиолетового излучения в коже образуются свободные радикалы . Это заставляет клетки вырабатывать оболочка Деградация нервов Миелиновые оболочки, окружающие Неспособность к восстановлению 3 в пожилом возрасте лишь немногие нервные клетки, ухудшаются , и прохождение электрически х сигналов защитный пигмент, и возникают клетки способны делиться . Когда клетки по ним замедляется. Из-за этого человек возрастные пятна . уже не обновляются, они медленно думает медленнее, хуже воспринимает разрушаются , становятся очевидны информацию и быстрее все забывает. признаки старения. Место отмерших клеток может занять рубцовая ткань и жир.
Что нас убивает Неинфекционные болезни (сердечные и легочные заболевания, рак и диабет) чаще других появляют­ ся в графе «причина смерти ». Многие из них связаны с неправильным питанием, недостаточ ­ Леrочные IIIнфеКЦ1II1II1II nеrочная недостаточность - 16% Рак легких и инфекции ной физической активностью и курением . В дру­ гих случаях виновен недостаток питательных веществ . нижних дыхательных путей в 2012 году стояли на второй строчке среди всех причин смерти. СердеЧНО - СОСУДlIIстые ~абоnеваНIIIЯ - СВЯ3АНОЛИ ДОЛГОЛЕТИЕ С БОГАТСТВОМ? в развитых странах век умирают после 7 из 10 чело ­ 70 лет, прожив благополучную, долгую жизнь. В самых бедных странах 1 из 10 детей умирает в младенчестве. 60% Инфаркт миокарда и инсульт-
Когда сердце перестает перекачивать кровь, клетки организма больше не получают кислород и не выводят Окоченение токсины . Химические изменения в мышечных клетках Трупное окоченение начинается с век при водят к тому, что конечности трупа после вялости и распространяется на другие мышцы . охватывает трупное окоченение. Оно прекращается Его скорость зависит от температуры через два дня. среды , возраста, пола умершего и други х факторов. Скопление крови Максимальное В течение нескольки х трупное часов после смерти Клетки кожи окоченение Даже спустя сутки клетки кожи можно собрать для в нижних частях тела, медицинских целей . придавая им фиоле - '" с:; 35 {95} Тело остывает 30 {86} 25 {77} 20 {68} 15 {59} 10 {50} 5 (41 ) ями организма . 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Часы ... QJ

РАЗУМИМЕЕТ r',"·" <·~·, , ЗНАЧЕНИЕ
Вторая нервная клетка получает нейротрансмиттер Нервная клетка Основы обучения -/., ., ' .' Когда человек что - то узнает, приобретает навык или реагирует на новый стимул , между нейронами образуются связи . П узырек с нейро­ Сообщения передаются из одной клетки другой с помощью спе ц иальных ве щ еств трансмиттером - неЙротр ансмиттеров . Чем чаще вспоминать выученное , тем больше сообщений отправ ­ ляют клетки и тем сильнее их связи. После обучения До обучения клетке Ко гда н ерв н ая клетка актив и руется Первая н ерв н ая клетка выделяет в п ервые, нейротранс м иттера выде ­ больше нейротра н смиттера , а на вто­ ляется нем н ого, на пр инимающей рой появляется больше рецепторов, н ервной клетке мало рецепторов . и соеди н ение усиливается . Типы обучения Человек усваивает новые знания в зависимости от их свойства . Для некоторых навыков у нас ...,...CI'88I..... CIII'I...... период, когда мы можем п олностью новые cтммynы ёtlJТOМm1ЧКlCИ nPМeneКatOr внимaltИe. ECIIМ они не несут важной информацмм, усвоить информацию . Например, если чеnoeeк УЧМТCII их иrнoptlpoem.. имеется так называемый критический начать изучать иностранный язык во взрослом возрасте, будет сложно избавиться от акцента: критический f\OA KPen l1EHI1 Е"о период обучения базовым И8rpaдa • Н8IU1ИН.. звукам речи уже прошел. АссоциаТII8ное обучеНllе Когда два события регулярно совпа­ дают по времени, человек начинает их связывать. Если нас постоянно зовут обедать звоном колокольчика, сам этот <9~ ~(C'~ "'~ Вознаграждение за хоро- wee поведение и наказание за плохое может закрепить представление о приемлемом и неприемлемом. звук начнет пробуждать аппетит. Сочетание стимулов при голоде ПРОГУЛКА т~~~ Навыки обучения ПО НЕЗНАКОМОМУ '~~~i\ Образование связей между клетками в головном мозге позволяет человеку учиться непрерывно, часто ГОРОДУ УВЕЛИЧИВАЕТ РАЗМЕР МОЗГА: МЕЖДУ без сознательного усилия. Повторение помогает НЕЙРОНАМИ ОБРАЗУЮТСЯ закрепить полученные навыки. НОВЫЕ СВЯЗИ
РАЗУМ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ Навыки обучения КОГДА ЧЕЛОВЕКУ 230 / 231 Факт ПРОЩЕ УЧИТЬСЯ? хранится в памяти В детстве когнитивные, дви­ гательные и языковые навы­ ки развиваются в невероят- ребенок обычно осваивает 10-20 слов Иэучение фактов Любая информация попадет ном темпе. Двухлетний в долгосрочную память, если окажется достойной запоминания . Такая оценка может быть как в неделю. сознательной , так и подсознательной. :. . ~ Обращаю~с~ап~~ --jf---~,== необходимости Факт используется на экзамене Если информация начинает забывать­ ся , на помощь придет повторение . Это гарантирует попадание усвоенных знаний в долгосрочную память . Чтобы удержать их там, лучше повторять понемногу и часто. Во время зубрежки перед экзаменом или презентацией мозг быстро получает большой объем данных, но без пересмотра они теряются : интенсивное заучивание полезно лишь в краткосрочной ~пиэодическа,. памАТЬ перспективе. Опираясь на опыт, человек учится избегать неприятных ситуаций, например забывать зонтик Опыт силдпдмяти в дождливый день. (человек ВРЕМЯ
Формирование ПОЧЕМУ ВОЗНИКАЕТ ДЕЖАВЮ? ~ Иногда кажется, что незнако­ воспоминании мая ситуация уже случалась раньше. Из памяти извлекается Любое переживание головной мозг npевращает в воспоминание . Запоми­ воспоминание о похожем со­ наются и несущественные детали, и переломные события. Воспоминания бытии, и появляется ощуще­ временно хранятся в краткосрочной памяти, а затем, если они важны ние узнавания. и человек постоянно к ним возвращается , передаются в долгосрочную. Сен сорная память ВКУс зРЕНИЕ" о"оняни~ СЛУХ Когда человек что-то чувствует, создается переходное воспоминание,часто неосознанное.Оно хранится в сенсорной памяти и, если не пере ­ дается в краткосрочную память, исчезает меньше, чем за секунду. Нервные сигнаnы Краткосрочиаяпамить Истинная память образует­ ся из сенсорных воспоминаний В ней содержатся примерно пять-семь в процессе кодирования . Если элементов информации. Эти воспоминания, такому воспоминанию уделить внимание, оно осознается, I (' Нервная и нервные клетки, которые кодируют воспоминания, например телефонные номера или маршрут ••••• Предыдущие начинают работать быстрее. воспоминания Связи между нейронами временно усиливаются, и обра­ создают клетка в другой город , хранятся ровно столько, сколько необходимо. Постоянное повторение помогает продлить время хранения . Считается, что краткосрочная контекст память основана на временном повышении зуется краткосрочная память . активности в участках префронтальной Окончательное корь!. воспоминание Закрепnение ~~~~~ЕЗА86 Новый опыт сравнива ­ o~ ~ ется с прошлым и создает t:: контекст для новых воспо ­ минаний . Те из них, которые 11) важны и вызывают эмоции, сохраняются чаще и прочнее . Для эффективного закрепления очень важен сон . ..... . . "е'1.~.I~'-tJ. - - - Незначимые воспоминания теряются ~
~t-","'E ДолrОСРОЧНёlJI память позволяет хранить неограниченный объем информации. Возможно, ~~ ~р.",ИЕ3..q8' ~"f. По-видимому, долгосрочная память ~ 61 о ~-1 нервными клетками способны стать постоян­ + ..= 111 ными . Яркое событие :SI навсегда останутся воспоминания, вызвавшие сильные эмоции (день попадет на долгосроч­ ное хранение в тот же свадьбы), и важные факты (имя супруги). день. Эти воспоминания связаны с изменением в областях головного мозга, отвечающих за память , например гиппокампа, 1 краткосрочные. и усиливаются уже существующие . Если событие вспоминают нечасто, ОНО, Во время извлечения информации вероятно, память входит в лабильное (легко забудется. ющих подробностей в процессе запоминания. Эта новая информация становится неотделимой частью вероятность, что забудутся подробности (например, свадебное I .;t.~ меню). о ~с.Йl'ИIIЕ"1f ~ ~ 5А 4 О изменяемое) состояние, и может намеренное добавление несуществу­ щаться , велика ~~.p создаются новые связи непред­ нанию долго не обра­ к воспоминанию кодирующие активируются , между ними воспоминаний В конце концов -J. воспоминания Связь между J~ нервными 47-s-: укрепляется Потеря I ф клетками Память блекнет Если к воспоми­ При обращении его нервные клетки вновь - 3 Обращение к памяти поэтому они стабильнее, чем произойти конфабуляция Спустя много месяцев связи между ~("\ ~ S о Хранение 2 - даже самые важные­ блекнут. Неизвестно, ~h) е исчезают ли связи 11'(/90 ~ ~ между нервными ~ ос:: клетками, или они памяти. '8 :s:== по-прежнему lIj существуют, но к ним Придуманная .- .. ..•-. информация : Воспринимается как истинное • == t'3 1Ij t'3 ~-?~ o ~ В '" ~; ~~ :I: t'3 ~o • -.... - • ~ воспоминание • .f-.o~ ~ ~ • ffi~ теряется доступ. ~ t'3~ ~ :s:' % ~ ~ s :о с\) (л) . с\) " с\) (л) (л)
Поrружение в сон Сон - очень любопытный феномен. Человек спит каждую ночь, но зачем - неизвестно. Возможно, такой отдых дает телу и мозгу Паралич тела время на восстановление, удаление Во время фазы быстрого накопившихся в течение сна мышцы парализова ­ ны, поэтому человек днятоксинов,укрепление не двигается. Если на этой воспоминаний. Бессонница плохо сказывается стадии проснуться, легко испугаться : сознание почти вернулось, а поше­ $." ·VO на здоровье. велиться невозможно. После хорошего ночного отдыха давление низкое .... , ,, " " ..... ......" •• ~~ ~ -- ~" Быстрый сон Один из признаков фазы быстрого движение глазных яблок. Если в это время разбудить человека, 3:00 Аденозин расщепляется Давление во сне Чем дольше человек ...... -... -. он, вероятно, вспомнит, что ему снилось. '1 •• 4:00 сна - •• • • • • I • , , бодрствует, тем выше артериальное давление во сне. Это связано с повышенным уровнем некоторых веществ, например аденозина, которы й вызывает усталость, _ ___ ::::::; подавляя нейроны головного мозга. После активного дня ~ вырабатывается больше ~ аденозина. ~ ~ Давление ~,,! дости"е. пика ~~ ~;jlliilei\\\\~ Прогулки во сне ('~~~ Сомнамбулизм чаще возникает Oyllf." во время глубокого сна. Причины явления неизвестны . Человек может не только ходить, но и есть, и даже водить машину! ЧЕЛОВЕК ТРЕТЬ ЖИЗНИ, ПРОВОДИТ ВО СНЕ, И НИКТО • НЕ ЗНАЕТ ЗАЧЕМ - -1-- - - Сразу после засыпания редко наступает фаза быстрого сна
РАЗУМ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ Погружение в сон 234 / 235 ............................................................................ Спектр зффектов От бессонницы появляется целый ряд неприятных физических и когнитивных эффектов. Чтобbl взбодриться, многие Продолжительное лишение сна способно пьют кофе. Кофеин блокирует вызвать галлюцинации . аденозин в головном мозге, ЗАБblВЧИВОСТЬ отвечающий за чувство сонли ­ вости. Когда эффект кофеина прекращается, возникает сильная усталость. Стадии сна Каждую ночь человек проходит через разные фазы сна. Стадия 1- грань между сном и бодрствованием. Возможны мышечные подергивания, но тонус мышц снижается. Когда человек входит в истинный сон - стадия 2, - сердечные сокращения и дыхание выравниваются. Во время глубокого сна (стадии 3 и 4) мозговые волны замедляются и становятся регулярными . Человек обычно входит в периоды быстрого сна, ТРЕМОР МblШЦ когда другие фазы пройдены. В это в ремя частота сердечных сокращений и мозговые волны такие же, как при бодрствовании. Бессонница Долгое лишение сна вызывает неприятные симптомы. Мозг Хороший ночной отдых Здесь показан типичный восьмичасовой ночной постепенно делается невосприим ­ сон. Полуторачасовые стадии сна перемежаются чивым к нейротрансмиттерам, фазами быстрого сна. • отвечающим за радость, поэтому Бодрствование З-я стадия сна • Быстрый сон • l -я стадия сна 11111 Давление во сне • 2-я стадия сна • 4-я стадия сна уставшие люди часто хандрят. Во время сна головной мозг переза­ гружается и снова становится чувствительным к этим нейротранс­ миттерам . Чем дольше человек не спит, тем сильнее негативные эффекты . -
В мире сновидений Головной мозг перерабатывает и перемешивает воспоминания о людях, событиях и эмоциях, создавая сновидения - сложную, причудливую виртуальную реальность. Возникновение снов в фазе быстрого сна мозг отнюдь не спит. Именно тогда человеку обычно снятся сны. В это время особенно активны области мозга, ответственные за ощущения и эмоции. Частота сердечных сокращений и дыхания высокая, так как мозг потребляет кислород почти как при бодрствовании. Считается, что Нар,..аlНИIIIОrики Префронтальная кора головного сновидения связаны с обработкой мозгом воспоминаний. мQЭtа -- главная область рационального МЫЩDeММя - во сне неактивна, поэтому чел~ amoнек принимать невеpoяпtые coбbrrйя как доnжное: спящее «Я» не способно осмыслить их иначе. Ходьба и разговоры во сне Двигательная Сомнамбулизм проявляется во время зона головного глубокого, медленного сна: в этой фазе мозга активна мышцы не парализованы, как при быстром сне. Ствол головного мозга отправляет нервные сигналы в двигательную кору, заставляя создавать сновидения. Спящий даже может разговаривать. Такое явление возникает в фазе быстрого сна, если прекращают поступать нервные сигналы, парализующие мышцы, а также при переходе из одной фазы сна в другую. ПереЖИВIние ощущений Головной мозг спящего получает мало новой сенсорной информации, поэтому его часть, обрабатывающая сенсорные сигналы, малоактивна. Во сне человек может «чувствовать», но часто это Речевая зона лишь повторное переживание эмоций, возникших головного мозга в какой-то момент бодрствования. активна ХОДЬБА ВО СНЕ РАЗГОВОР ВО СНЕ &ыстрыйсон Нервные сигналы ствола головного мозга регулиру­ ют мозговую активность. Взаимодействие между ПРИМЕРНО 2ЧАСА КАЖДУЮ НОЧЬ ЧЕЛОВЕК ВИДИТ СНЬ! включающими и выключа­ ющими эту фазу центрами определяет время ее наступления и продолжи ­ тельность. В стадии быстрого сна активны только глазодвигательные мышцы, поэтому у спящего движутся глазные яблоки.
РАЗУМ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИ~ в мире сновидении 236 / 237 Сон важен для сохранения воспомина ­ ний: если хорошо выспаться, запом­ нить новую информацию будет проще. Есть мнение, что сны - это побочный продукт обработки и перетасовки головным МОЗГОМ новых данных и забывания незначимой информации . Воспоминания забываются Перетасовка ;' I ~ памяти l' Ощущение движения Мозжечок, контролирующий пространственную ориентацию, иногда активируется , в результате чего спящему человеку кажется, будто он бежит или падает. Перемеwанные воспоминания Зрительная кора в задней части мозга активна и создает из воспоминаний образы, которые человек видит как сны. Это могут быть места, в которых бывал спящий, люди, с которыми он встречался , и знакомые предметы . Объекты могут быть как важными для человека, так и совершенно произвольными .
ОДНИЭМОЦИИ Эмоции влияют на решения и сопровождают все ПОЧЕМУ ГРУСТЬ жизненные события. Для наших далеких предков были ВЫ3ЫВАЕТ СЛЕ3Ы? крайне важны социальные связи, поэтому в ходе эволюции Когда возника ет чувство люди научились считывать чужие чувства. Изучение грусти или подавленности , принципов работы эмоций доказывает, что собственным плач помогает выделению настроением можно управлять. гормонов стресса, например Базовые эмоции кортизола, от которого Выделяют несколько базовых эмоций: радость, грусть, страх и гнев. Каждой становится легче. из них соответствует выражение лица, понятное людям совершенно разных культур. Сочетания базовых эмоций порождают множество более сложных чувств. rpycTb Страхиrнев Радость и Реакции организма на страх и гнев очень похожи, хотя в них В головном мозге и кишечнике вырабатываются гормоны участвуют разные гормоны. испугается человек или серотонин, дофамин, окситоцин и эндорфины, которые отвечают рассердится, зависит в основном от оценки ситуации мозгом. за чувство радости. Низкий уровень этих гормонов вызывает грусть . Во время гнева яички или Когда человек яичники вырабатывают испуган, тестостерон надпочечники вырабатывают адреналин .. .'.'.• ..•. •... .. ... . • ••••• .'.'..,..... .' . ....,: '.'. . ... . • " большинство гормонов, связанных с радостью ' , • • Головной мозг вырабатывает ' вается • количество серотонина Зубы .: '-..-L- сжаты По телу Ощущение змоций Мышцы напряжены Есть мнение, что при разных эмоциях у людей бывают либо негативные, либо позитивные физиче­ ские ощущения. Физические ощущения Позитивные • Негативные вырабаты ­ большое : .' .' .. ' в кишечнике Снижение тельности в ногах
РАЗУМ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ ОДНИ ЭМОЦИИ Двигательная кора 238 / 239 ............................................................................ , Как образуются эмоции Эмоции складываются из ощущений, выражений и вегетативных реакций. Может показаться, что сначала возникает ощущение, однако петля обратной связи позволяет регулировать эмоции. В определенных точках этого цикла человек способен подкреплять, подавлять или трансформировать эмоции, изменяя реакцию. Например, если улыбаться, когда случилось что-то хорошее, чувство радости усилится. Рефлекторное выражение лица Сознатепьное выражение пица Человек способен изменить выражение лица, чтобы скрыть При возникновении эмоции выражение лиЦа меняется без или подкрепить новую эмоцию. Эти действия сознательно контроля сознания: например, от хорошей новости контролируются нервными путями, идущими из двигательной невозможно не улыбнуться . Считается, что рефлекторные коры . действия связаны с сигналами, идущими из миндалин эмоционального центра мозга. РАДОСТЬ ВОВРЕМЯ «ЭЙФОРИИ БЕГУНА» ВЫЗВАНА ЕСТЕСТВЕННЫМИ ОПИОИДАМИ ГОЛОВНОГО МО3ГА (читается, что эмоции как способ общения возникли до появления .. .... ---). речи. Понимание эмоциональных сигналов позволяет образовывать сильные социальные связи. СОЧУВСТВИЕ ПЛАЧ По выражению лица можно понять, что человек нуждается в помощи, ...... чувствует себя виноватым или готов напасть. Однако некоторые ученые полагают, что все проще: расширен­ --....,;)~ ГНЕВ СТРАХ ные от испуга глаза лучше видят, а сморщенный от отвращения нос .. .... ---). затрудняет попадание вредных веществ из воздуха. РАДОСТЬ РАДОСТЬ ЭМОЦИОНАЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
'f..OV~ Дерие. иии 6еrи Зрительная кора обрабатывает образы после рефлекторной в момент угрозы человек сразу начинает Таламус передает действовать. Головной мозг отправляет реакции сенсорную информацию миндалинам в виде сигналы по всему оргаиизму, вызывая различные физиологические изменения, чтобы справиться с проблемой или убежать. Миндалины активируют нервную реакцию и вызываю т выделение гормонов гипофизом .-..• ·......•.. ··.... .. ·.. . о· о 1 Мо з гов ая актив н ост ь о Миндалины отправляют сигнал стимул распознается зрительной корой . Затем зрительная кора ВЫ когда-нибудь пугались садового шланга, ошибочно • • реальность угрозы и корректирует сверяется с хранящимися в гиппокампе воспоминаниями, чтобы проверить, активирует выделение гормонов надпочечниками. Тем была ли такая угроза в прошлом. временем информация проходит и более длинный путь с:: < :t: L- :s: u .:s: в кору головного мозга, которая анализирует, истинна ли угроза. Если нет, сознательные зоны успокаивают ::а физическую реакцию. :t: .0• ·.0• . •.... •• · ш о L- 1~ < :t: О :Е Q. О Q. ВО BP~ СИЛЬНОГО о О физическую реакцию . Кора также приняв его за змею? Перед осознанием опасности мозг выделяет АКТГ ..•.8.. анализирует образ, проверяет AIcтJaIaIuIя реав "ИИ Гипофиз о· «действуй! » еще до того, как опасный ЗМЕЯ о • L- w :t: CVECCA МОЖЕТ ОЯВЛЯТЬСЯ ТУННЕЛЬНОЕ ЗРЕНИЕ: • 2 Разл и ч н ы е пути Сигналы из головного мозга отправляются в ор г анизм по нервам , ЧЕЛОВЕК НЕ ЗАМЕЧАЕТ, а также с помощью гормона АКТг, ЧТО ПРОИСХОДИТ сигналы быстрее, чем гормональные, ВОКРУГ гормонов надпочечниками . выделяемого гипофизом . Нервные и сразу вклю ч ают выработку
• •• • · " Стресс современного человека обычно очень .. ся борьбой или побегом. В краткосрочной перспективе стресс помогает, однако длитель­ • •• ••• • · · · "·• 6.· ·••• ·•• .. ·•• ·•• ••• * ·•.. •.•.. ..• .. .... ...•.. УСТОЙЧИВЫЙ СТРЕСС Выработка гормонов 3 ~ Надпочечники сверху почек ~ ••• ~ •••••• • : НЕМЕДЛЕННЫЙ СТРЕСС - - " железы в ответ на нервные сигналы и гормоны е. -......- •е .~ .. за считаные ce~ды •• ,.... .. ....... - ...-.. . . . • е. . ~p.ET ЭНЕр ~~ ~:/"It ~ ~'b ··· .А. ! ~ .. : b~ . _.е . • 5 Долгосрочные эффекты из надпочечников продолжают вызывать каскад реакций. Уровень о ф ~ носные сосуды сокраща­ ЮТСЯ, вызывая бледность, ~ ~~ #ОЧ.l1UВАЕ"Т. '#- . ф~ ~- сахара в крови повышается, ~ O('~6~~ V~ С'ОСУАЬ\ J.f w. ~ ~,qnОЧЕЧ"''''~ t'lj ' ~ $ В течение нескольких ~ ф 'о ~ : :s: w 8 • • • _- ~ r10IIМwaя YJЮ8fнь пузыри расслабляются - ~.., \."'> минут или часов сигналы вoэpacтaer. ~o а мышцы мочевого ~ ..:0.0-.. ... -• . . -• -••. .... - _._ •• _ •• чаcтorа сердечнт х Подкожные крове- ~ . ~ ..... . .: .. : ...:...... . ... .• .- сокращений и Д~lхания киcnopoдa В крови. '< ,.., гипофиза вырабатывают •• больше адреналина •• и кортизола . Это усиливает •• физический эффект стресса . • 4·······················~······· .-.• •• ~: •• .~. е.. • • • • • • • • • • • • • • • • • ......... • • • • • • • • • • • • , •••- е. .. - fS' ~ • • • ........ -.. •· ~ ~ о:( ное напряжение вредит здоровью. 4 ......, ~ продолжителен и с ним не получится справить­ 'd2! ("~ (' ....30 отличается от стресса наших предков: он более 4 ........ 8. . . 4- .••..•... : ",~MYHHOIf ~'O 0<'" S ~ :s: t'Ij 0':S:\ = t'Ij Щ :S:: N ...t:::=. с) а отложенный жир ............ перерабатывается N с выделением энергии для полноценной работы мышц. ...t:::=. 1----'
Проблемы с психикой Эмоции контролируются балансом химических веществ и нервной активностью головного мозга, поэтому дисбаланс может быть опасен. Раньше считали, что дело только в психологии, но теперь ясно: в основе эмоциональной не стабильности лежат органические изменения. Контакт может быть как постепенным, так и внезапным ~ Фобии Страх считается фобией, если он непропорционален Контакт з 2 Единственное лекар­ угрозе. Остерегаться змей разумно, потому ство - прод~монстрировать человеку, что бояться нечего. что они опасны. Исцеление Если не случилось ничего плохого, страх уходит и организм учится не бояться стимула. Но когда страх распространяется Острая на нарисованных l'ревожност\:о и игрушечных змей, это фобия. Фобии могут развиваться постепенно, возникать в раннем возрасте или после неприятных происшествиЙ. СИМПТОМ ЛЕЧЕНИЕ ВЫЗДОРОВЛЕНИЕ Обсессивио-компульсивиое расстройство (ОКР) Люди с ОКР страдают от негативных мыслей, ведущих к навязчивому поведению, которое они неправильно интерпретируют как снимающее з тревогу. ОКР, возможно, вызвано излишней активностью в областях, Исцеление Так как ничего плохого не происходит, тревожность связывающих передние доли с более глубокими зонами головного мозга. должна уменьшиться и прервать Большинство случаев ОКР поддается лечению. разрушительный цикл. \ ..: Беспокоящие мысли исчезают. Навязчивое поведение Неприятные, часто иррациональ­ (нижениевнимания ные мысли больного вызывают навяз­ поведением, и влияние негативных мыслей может уменьшиться. Y/I\" мытье рук или включение переключате­ лей определенное число раз). / / / Навязчивое поведение I ВЫЗДОРОВЛЕНИЕ . /_ ~ Негативные мысли начинают отступать Навязчивое поведение исчезает СИМПТОМ ЛЕЧЕНИЕ ~ Беспокойство 2 Терапия борется с навязчивым чивые действия (например, постоянное I/
................. Тала мус активен ИЗ-З ёi связи приятного когда -то стимула с негативными эмоциями После тяжелого стресса могут I наблюдаться повышенная бдитель­ ность, тревожность и депрессия. Все это симптомы посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). Травматические воспоминания, в отличие от обычных, включают влияя на концентрацию памяти и обработку информации реакцию «дерись или беги». ПТСР лечат психотерапией или лекарствами. a~:::::BO , , 511/ ' ~:5 ' Ож i , (Q 6"' 0 :Z: 'i' Стресс отсобытия i 'i' Депрессия Плохое настроение, апатия, бессонница и голов­ ные боли - симптомы депрессии. Считается, что она вызвана химическим дисбалансом в головном мозге, ведущим к гиперактивности или понижен­ S:QI ной активности определенных зон. Антидепрес­ Ож санты могут перестроить этот баланс, но они ~:5 5"' ~ :z: справляются лишь с последствиями, а не с причи­ воз в ра щается ной. Отношение к депрессии изменилось: врачи восприни­ Память мают ее как болезнь, а не про­ сто плохое настроение. Биполярное расстройство Перепады настроения от мании до крайней Есть мнение, что оно связано с дисбалансом депрессии во многом генетически обусловлены некоторых веществ в головном мозге, включая и встречаются у родственников. Часто норадреналин и серотонин, и вызывает изменения провоцируются стрессовым событием. Биполярное в работе синапсов - гиперактивность при мании расстройство - это разновидность депрессии. и недостаточную активность при депрессии. Фаза мании Наблюдается переизбыток энергии, ухудшение сна, быстрая Фаза депрессии Повышенная химическая речь. у больных иногда тяжелую депрессию, активность и утомленность. Они больше связаны с реаль­ например, они считают себя ностью, чем при мании. знаменитыми . СИМПТОМ симптом СИНАПС восторг Сниженная химическая ощущение безнадежности появляются бредовые идеи, Крайний Больные испытывают Крайняя грусть СИНАПС
Привлекательиость СВЯ3АНbI ЛИ КУЛЬТУРА И ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОСТЫ Ученые лишь подходят к разгадке привлекательности: что Даже в рамках одной культуры происходит, когда другой человек нам симпатичен, почему идеалы красоты меняются. В Европе одни люди нравятся, а другие нет, как человек выбирает полнота и бледная кожа когда-то супруга. считались признаком богатства, и такие женщины обычно нравились мужчинам. Теперь в моде Химическая связь стройная фигура и загар. Гормоны играют важную роль в укреплении рома,нтических чувств. В головном мозге растет уровень дофамина, давая прилив удовольствия. Выделяется вещество, которое превращается в адреналин, вызывая сухость во рту и увлажнение ладоней. Зрачки расширяются, повышая привлекательность. Меняется Зона, и уровень серотонина. инициирующая 1 Немeдnеннаи симпатии Когда человек видит кого-то привлекательного, вентромедиальная префронтальная кора с..",О РО С1"6 головного мозга активиру- ется и анализирует возможность для знакомства. У обоих полов ~~ .с,.О. . . . . . . . . выделяется тестостерон. 2 ~c..'1BO ю~о :.0"'9 p~ ,r.f."t РИЯ .l1 ~Ф .)..~ ~ <.,; -..... ~~"'9 -. »)) СпосоБСТВУlOщие факторы Для привлекательности важны подсказки, указывающие на здоровье Привлекательность и способность к репродукции: симметричные усиливает частоту черты лица, красивая фигура. Другие признаки, например общие интересы, говорят о том, подойдут ли люди друг другу в долгосрочной перспективе. Красный цвет привлекателен для обоих полов. сердечных сокращений. ---*-- v.8~rOAE~~'О' поэтому можно спутать любовь и страх Фигу~ "
3 Пока смерть не раЗnУЧ"Т Со временем отноwения развиваются ~ ~" - и начинают играть роль другие гормоны. Например, окситоцин, который повышает чувство доверия, помогая укрепить отношения. Не менее важен ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЫЙ 3РИТЕЛЬНЫЙ КОНТАКТ и вазопрессин: он выделяется, когда пара проводит вместе много времени, и стимулирует моногамию. УСИЛИВАЕТ ПРИТЯЖЕНИЕ ~~ ··· · ·· I#z_ tltЕНСТРУДЛЬНЬ/ч ...,...,~-?' ~ '< Е:: о генетической скрытые c8i .aв:w у многих животных самки подают четкие сигналы готовности произвести потомство (например, феромоны в моче). По неизвестным причина м у человека в ходе эволюции овуляция перестала быть очевидной. Тем не менее женщина косвенно показыаетт свою репродуктивную способность: больше кокетиичает.привлекательнееQДевается. мужчины' видимо, подсознате.льно улавливают эти сигналы. совместимости. Люди, чья иммунная Пр"знак" оВуnяц .... При овуляции повыwается тон голоса, краснеют щеки. Женщины чаще флиртуют и выбирают красивую одежду. система о ~ ::а :а .s:: ~ сравнительно отличается от нашей, обычно пахнут привлекательно для нас, :::::1 :S: 'О Е:: :s: ~ tD ~ ~ 1-3 w . ~ $ :><: ::::1 tr ;r:: ~ = aа :s: tf ~ поскольку в таком случае смешение генов будет способствовать появлению здорового потомства. В целом женщины предпочитают запах мужчин, чем -то схожий с их собственным. [)..) ~ ~ ............. [)..) ~ (JJ
Нео6ыкиовеииые умы Мозг каждого человека уникален. Некоторым под силу удивительные вещи, о которых большинство только мечтает. Эти невероятные способности, очевидно, связаны с небольшими изменениями в работе мозга или его использовании. Задержка раэвития Наруwениесоциanиэации Стереотипное поведение речи Минимальный зрительный Больные аутизмом интересы Дети с аутизмом контакт - обрабатывают информацию Людям с аутизмом ранний признак Специфические (но не больные аутизма. Больные обычно по-другому, позтому свойственны узкие, синдромом Аспергера) не любят социализироваться: повседневные ситуации могут специфические интересы . дольше осваивают язык, сложные правила общества быть для них слишком Они доставляют им а иногда зтого вообще их пугают, сбивают с толку. сложными. Часто встречается наслаждение, возможно, не происходит. Тем не менее зто не значит, стереотипное поведение потому, что структура Во взрослом возрасте что такие люди не способны (непрерывный стук рукой и упорядоченность таким людям бывает образовывать прочные по столу, раскачивание взад знакомых тем позволяет сложно нормально социальные связи. и вперед, просмотр передачи отдохнуть от непонятного в одно и то же время и т.д.), мира людей . общаться . которое помогает таким людям снять тревогу. Спектр аутиэма Нарушения из спектра аутизма (включая синдром Аспергера), вероятно, вызваны необычными связями в головном мозге . Здесь играют роль гены (аутизм встречается у родственников) , однако неизвестно, почему заболевание одних людей поражает незначительно, а другие нуждаются в постоянной опеке. Редкие феноменальные больwее число свяэей качества В период роста мозга Иногда люди с аутизмом несущественные соеди ­ проявляют невероятные нения нервных клеток способности в математике, исчезают. (читается, что музыке, живописи. Вероятно, при аутизме зтот процесс причина такой одаренности подавляется, и в резуль­ в необычных способах обработки тате связей остается информации мозгом с сосредото­ слишком много. ченностью на деталях. •• S':t •• О "'1 . 1:1 • ]10 . ~ • -4 • S · =~ • w ~ "., .., ~
РАЗУМ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ Необыкновенные умы 246 / 247 ............................................................................ Галлюцинации Видения встречаются на удивление часто. у некоторых людей чувства «пересекаются». Они Многие недавно овдовевшие люди утверждают, видят цвет букв и цифр, чувствуют вкус кофе при что встречали умерших супругов, и почти звуке до-диеза. Это синестезия. Возникает из-за того, каждый видел краем глаза что-то что в детстве процесс развития головного мозга несуществующее. Это естественный побочный пошел необычно и между чувствительными зонами мозга остались дополнительные связи. Считается, что продукт осмысления мира головным мозгом. синестезия передается по наследству и чаще встреча­ ется у родственников. Но бывает, что у одного из однояйцовых близне­ цов есть синестезия, а у другого нет, а значит, дело не только в генетике. ЧИСЛА ВИДЯТСЯ КАК ЦВЕТА Типы галлюцинаций Распространенные виды галлюци­ К ПЯТИЛЕТНЕМУ ВОЗРАСТУ наций: когда ЛЮДИ С ВЫДАЮЩЕЙСЯ АВТОБИОГРАФИЧЕСКОЙ человеку кажется, ПАМЯТЬЮ НАЧИНАЮТ он краем глаза ЗАПОМИНАТЬ ВСЕ что в тишине кто -то окликает его по имени, или когда ПЕРЕЖИВАНИЕ видит тени . ГАЛЛЮЦИНАЦИЙ Чемпионыпоэапоминанию у некоторых людей удивительная память. Как правило, они пользуются различными приемами запоминания, например располагают элементы в знакомом порядке. Если у человека феноменальная автобиографическая память, он автоматически запоминает малейшие события в течение жизни. Один из таких уникумов имел увеличенные височные доли и хвостатое ядро: обе эти зоны головного мозга связаны с памятью . Путь памяти Чтобы запомнить последовательность чисел, можно ассоциировать каждое число Девятку можно с местом или объектом, которые видишь представить по дороге на работу. Например, мысленно как фрукт, поместить тройку в окно здания, висящий чтобы число заняло свое место на любимом в последовательности . дереве
Алфавитный указатель блокада Aspergillus 173,177 Candida 173,177 Ma/assezia 173,177 Coccidioides (кокцидиоидомикоз) биполярное 127, 128 действие/расслабление коронарные 128 менструальные боли 206 154-155 печеночные 177 польза от упражнений А 68 134 почечные гормон) 152, 153 аденин 16, 17 аденовирус 176 аденозин 234, 235 в крови 186 121 выработка растяжения 193, 238,240,241 62, 66, 78 актин 56-57, 131 алкоголь 51,61, 92, 143, 152, 157, 163 аллели 17,211 аллергии 118, 163, 186, 187,219 альвеолы 113-115 альдостерон 199 амилаза 142, 144, 145 аминокислоты 14,20-21,121, 138-140,144,145,157 анафилаксия 186 аносмия 96 антибиотики 48, 148, 149, 173, 175, 176 антигены 170,171, 178-181 антикодоны 20, 21 антитела 169-171, 175, 178-180 аорта 128 апоптоз 15, 27, 169, 170 аппарат Гольджи 14 аппендикс 10, 147 аритмия 129 аксоны артериальное давление 124-125 артериальное давление 124, 125 бедная КИСЛОРОДОМ кровь 114 богатая кислородом кровь 70 71 128 аутизм 107,246 хлыстовая травма боль в спине 37, 54, 55, 149 потребность 138 хранение в печени человека) 70 большеберцовая кость 37 76 В вазопрессин бактериальные инфекции вакцины бактерии, дружественные 146-149 веки выведение из клетки выработка в печени трансляция 14 157 20-21 упаковка в везикулы 14 16 вены белок, пищевой 138, 161 беременность видов пищи 214 изменения в организме 214-215 оплодотворение 208-209 продолжительность 217 резус-конфликт 179 роды 216-217 212-213 стрии 215 утренняя тошнота 215 бесплодие 209 бессонница 235 бикарбонат 147 бинокулярное зрение 84 98 208, 216 115 вода абсорбция 146 баланс 152-153 выведение 151 потребность 138, 139 водитель ритма 122-123 волдыри 47 124 варикозное расширение 127 волосковые клетки, ухо перенос бедной кислородом волосы на голове 116 перенос богатой кислородом 114 печеночные почечные желание определенных 98 вкусовые рецепторы артериальное давление крови 23 14, 15 81 крови белки «домашнего хозяйства)) матери варикозное расширение вен везикулы 37, 51 белки функции 245 176, 180-181, 184-185 127 бедренная кость 18~226 влияние высоты барабанная перепонка 88, 94 176 176, вкусовые почки влагалище Б 157 вкус 98-99 71 большой мозг 62, 63, 71 микробами ВИЧ (вирус иммунодефицита 60-61 187 атеросклероз рост и развитие плода артерии выработка/выделение рефлекторные реакции 86 ахиллово сухожилие 191 реакция «дерись или беги» 124 51 астигматизм астма анафилаксия, лечение пощипывание нервов 204 адреналин боль 78 отраженная 78 ощущение 78-79, 99 эрекция полового члена артрит 139, 155, 157 витамин В 146, 149, 157 витамин С 138 витамин D 30, 31, 33, 36, 50, 157, 194, 195 витамин Е 157 витамин К 146, 149, 157 витамин А 243 бицепс 54, 55, 58, 59 близнецы 171, 20В, 209 близорукость 86 назначение 150 строение 124 АДГ (антидиуретический витамины расстройство 154-155 150, 151 тромбоз глубоких вен 126 эрекция полового члена 204 вес 158-163, 196 веснушки 33 вздутие 149, 164, 165 вибрионы 176 вакцины 176, 184-185 вторжение в клетку 168, 182 генная терапия 27 дружественные 172-173 простуды и гриппа 182-183 симптомы 183 типы 176 височно-нижнечелюстные суставы 92-95,225 34-35, 225 волосы на теле 30, 74, 222 вывихи 49 выделительная система 10-11, 150-153 моча 150-151, 153, 195,212 мочевой пузырь 69, 150, 151, 153,215 мочеточник 10, 150, 151, 153 почки см. почки выражения лица 106, 107, 108, 109,239 высокая температура вирусы 41,44-45 13, 89, 176, 182, 183 высокобелковая диета 161 высокое артериальное давление 226 высшие отделы мозга 62, 63 r галактоза 164 галлюцинации 235, 247
248/249 . " , •••• , •••••• " , ••• " гастрин реакция Ilдерись или беги» 191 гемоглобин llб-117, 127, 139, 27 смазка гены 82, 83 17 веществ строение/элементы 80 211 управление зрачком б8 фиксация изображения 210-211 фокус определение пола сопряженные с полом 211 транскрипция связи 112 100 102-103 101 7б-77 эффекты беременности функций б2 созревания 222 92-93 22 трансляция 20-21 глаукома гликемический индекс (ГИ) lб3 младенца функция 20-21 число 16, 17 гликоген 15б, мозолистое тело б4 голодание глотание нервные пути голосовые связки экспрессия 17,22-23 176 глухота обоняние 131, 152-153 31, 32,47 глюкоза герпесвирус гидратация гиподерма гипоталамус баланс 10, 152, 190, 193, 19б, 19~206,20~222,240,241 гиппокамп 233, 240 гистамины 4б, гликемический индекс (ГИ) гормоны регулирующие 163 191, 187 12, В, 124, 125, 200-201 тренировок ВО, ретикулум 164 121 сахарная ловушка бинокулярное зрение расстройство (окр) 242 обучение 62, 241 160-161 222 гормон гормон роста АДГ 152-153 234, 235 адреналин см. адреналин 64, 76-77 альдостерон баланс 135 194-195 245 влияние образа жизни стрессовое расстройство 19б-197 выработка 243 гастрин 218-221 реакция «дерись или беги» 240-241 15, 157, 190-191 191 159, 191, 193 голода/насыщения 140, 198 глюкагон глютен lб5 реакция на зуд 79 гормон роста голень речь грелин глаукома головная боль б3 87 81 65 алкоголь, действие бl 87 корректирующий рефлекс аутизм 246 белое вещество 62 93 сети б5 сеть пассивного режима кальцитонин работы мозга б5 синестезия боль, ощущение скорость 86-87 проверка зрения 87 в детстве 247 60 смерть 227 вид снабжение энергией 220-221 84-85 водный баланс 152 60-61 серое вещество б2 биполярное расстройство 243 повреждения и нарушения 245 197,238,244 жирорастворимые 192 инсулин 149, 158, lБО-161, 191, 19б, 197,200-201 палочки и колбочки 78, 79 пар дофамин сенсорный вход, остаточное изображение 83 82-83 38, 193, 197, 199 140 долгосрочное связывание 244 двигательный выход 65 активные зоны 82-83 катаракта привлекательность активность нервных клеток изображение, формирование 104-105 сексуальная головной мозг дальнозоркость 86 защита 55, 71 199 вазопрессин близорукость 8б 84 193 38. 193, 197, 199 гормоны аденозин 230-231 память 231-233, 247 развитие реакция (Iдерись или беги» астигматизм 86 обсессивно-компульсивное (ПТСР) 104 гормональная терапия 239 посттравматическое превращение из молочной кислоты 15 глаза 90-91 польза упражнений 131 140,198 162-163 гонадотропин-рилизинг польза голодания lб3 превращение из лактозы 153 гладкий эндоплазматический 97 полушария потребление во время гладкие мышцы 65 образование эмоций влияние образа жизни 19б-197 диабет голод 218-219 обработка мыслей б3 158-159 193, 196 174-175, 183, 18б, головокружение обработка звуков 159, 191, 193 выработка в печени 68,156,157 193,222 гипофиз 142 94-95, 225 глюкагон 10, 140, 152, 190, 157, 159, 193 214 эффекты полового тел lбl контроль вегетативных 87 100, чувство прикосновения использование кетоновых см. также зрение 198 число нервных клеток 65 чувство положения тела 243 интеграция чувств 93 198 242 циркадианные часы 247 дыхание, система обратной 80 чувство положения тела 23 238 фобии чтение лиц 1Об депрессия 81 функция равновесия 19 (СХЯ) 247 140 21 наследственность супрахиазматическое ядро голод / чувство насыщения доминантные и рецессивные обмен генами •• " " , ••••••••• " ••••••••••••••• " ' ••••••••• 1 строение и элементы 62-б3 галлюцинации 139 старение 86,87,225 формы •• , •• , выработка гормонов длина lб мутации ... , выдающаяся память 81 создание из питательных аллели •••• " автобиографическая 241 слепые пятна 157 генная терапия ••• , сновидения 23б-237 кортизол 190, 195 109, 19б, 198, 199, 238,241 140, 198,222 лептин мелатонин 161 190, 192, 19б, 198-199 менструальный цикл 20б-207
норадреналин дерма окситоцин дети 243 192,196,238,245 петля обратной связи плаценты 194-195 215 половые гормоны 222-223 38 вес и рост при рождении 197 191,206-207,214, микробы рождение чувства реакции «дерись или беги» детство 219 рецепторы в клетках рост мышц 192, 193 133 151 диеты управление стрессом усталость 198, 199 пищеварительная система фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) функции хорошего самочувствия эмоции 197 104, 112, 114, 119,222 гранулоциты грелин 46, 169, 174-175 168, 177 16, 17 19 восстановление 26-27 репликация и деление 18 224 20-21 химиотерапевтические Malassezia 173, 177 грибы, дружественные 172-173 гуанин 27 экспрессия генов дружба 30, 31 17,22-23 226 197,238,244 астма дальнозоркость 86 двигательная кора 186 187 газообмен 239 114-117 112-113 механика дендритные клетки 59 168 при рождении дезоксигемоглобин 117 реакция «дерись или беГИ11 депрессия 243 241 141, 143 217 86 87 83 обработка в мозге 84-85 82-83 12, 143 эффекты беременности 215 86-87 постоянство цвета проверка зрения 148 желудочно-кишечный тракт 138,140-141; см. также кишечник; желудок желчный пузырь 144, 155, 157 141, 144, 145, 154, 155, развитие 85 87 219 слияние мельканий старение 85 86, 87, 225 трехмерное зрение 84 туннельное зрение 240 фокусировка 157 81 фоторецепторные клетки выработка сжигание хранение цветовая слепота 15 метаболизм 156 133, 163 158, 160 жировые клетки 13, 158-161, 13 87 цветное зрение 83 черно-белое зрение 83 яркий и тусклый свет 81 см. также глаза зрительная кора 85, 237, 240 зрительный бугор (таламус) 62, 63,7~85,240,243 жировые ткани 140 зрительный нерв зубы 3 42-43 зуд 46, 79 заболевания вакцины 85 139 повреждение и нарушения 130-132 дельтовидная мышца глаукома 87 питание 222 упражнений 84 86 дальнозоркость перспектива 143 148 138, 145 жирные кислоты 145, 158, 161 во время и после 105,236,237, 86 образование изображения жир, в пище 221 анафилаксия зрение 69 жир дыхание Д 140, действие/расслабление желчь дорожно-транспортные дофамин 171 16, 17 гусиная кожа 16 происшествия 182-183 группы крови выработка гормонов язвы повреждение и препараты 177 зрачки 68, 80, 81, 244 катаракта строение/элементы 26 функции грибы 207 пищеварение 20 транскрипция 100 зоонозы нервные сигналы микробы 16-17 грибы Aspergi/lus 173, 177 Candida 173, 177 41,44-45, 140, 142 116, 117, 139, 149, 157 желудочный сок 27 грибыСгурtососсus177 грибы железо 191 свободные радикалы 140, 198 грибковые инфекции жевание кислота) мутации 70 119 близорукость желудок ДНК (деоксирибонуклеиновая генная терапия 96-97 запястный синдром астигматизм желтое тело 161-163,200 обмен и рекомбинация 238-239 эстрогены см. эстрогены гортань 165,215 копирование 192-193 226 112-113, 118-119, двойная спираль 206-207 запах, чувство бинокулярное зрение азотистые основания 234 140-143, 198; см. также 147 245 зеркальная терапия Ж 238, 243, 244 198-199 68,112-113, 169 диализ диафрагма суточные ритмы запах тела 112, 114 естественные клетки-киллеры 199 200-201, 226 244 серотонин 79, 135, 198-199, привлекательность трахея еда диабет см. также инфекции зевание 219 176-177 226 заднепроходное отверстие Е 38 диарейные заболевания сексуальная 10-11 смертность от легкие см. легкие 216-217 220-221, 231 джетлаг 216 релаксин 214 114,119; см. также дыхание дефибрилляция129 240 инфекционные 187 дыхательная система дыхательные пути 173 рост костей 215 ПТГ 192, 194, 195 грипп 38 218-219 кормление грудью польза от упражнений сенная лихорадка эффекты беременности когнитивное развитие половое созревание прогестерон 31, з2. 47, 74-75, 174-175 184-185 вызванные мутациями ДНК 18,26,27 И 143 119 изжога икота 80-82, 87
250/251 •••••••••••••• " ••••••• , ••••••••••••••••• , " •••• 8' •• ' 8" •••• ,.,., , ••••••••• , •••••••••• t К иммунная система В-лимфоциты СМ. В-лимфоциты Т-лимфоциты СМ. Т-лимфоциты адаптивная иммунная система антитела 169 169-171,175, 178-179 барьеры от патогенов 168-169 влияние образа жизни капиллярные сети 196-197 в коже 169 проблемы 180-181 186-187 различение «своиXl> и «чужи)(» рак, борьба 124 30 114, 115 в легки)( иммунотерапия 170-171 180-181 реакция «дерись или беги» 241 реакция на бактериальные инфекции кишки (СРК) целиакия 49 116, 117, 125 диаметр 117 заживление ран 174 почечный 150,151 сфинктеры 125 кардиотренировки 132 вторжение вирусов 192-193 деление 18-19 диаметр 15 молекулы днк сигнализация состояние иммунной кетоновые тела типы барьеры для патогенов газообмен в сломанных костях 115, 117 действие/расслабление 68 ды)(ание, система обратной 112 48 94 вакцины против 184-185 вирусы 176, 182-183 грибковая 177 защита от 31, 168-169 зубов 43 иммунная реакция 174-175, 180-181,183 инфекционные заболевания 176-177 116 115-117, 14-15 14 22-23 клеточная мембрана 14, 15, 18, 139 клыки 42-43 кодоны 21 кожа волдыри 47 46-47 польза от упражнений контроль температуры потребности сердца масса абсорбция кальция 194, 195 абсорбция питательных микробы реакция на ранение синтез витамина О микробы слои типы 168 самообновление 148, 172 149 метеоризм непереносимость лактозы 31, 32 старение з2, 164 стрии 215 95 162 кровеносные сосуды артериальное давление 174-175 101 47 выработка гормонов 178 121,157,170,191 152,235 крестец 37 46-47 проницаемость 31 угри (акне) 47, 223 действие/расслабление 69 177 120, краткосрочное голодание некроз клеток распространение костный мозг 24,25,36,38, кохлеарные имплантаты 173 47 простейшие тестирование на антитела 36 кофеин повреждение рубцы 238 30 12 рецепторы растяжения 149 195 36 остеопороз 36,48, 50-51 переломы 38,48-49 польза от упражнений 50 прочность 36 рост 38-39, 223 старение 48,50 строение/элементы 36-37, 50 строение скелета 37 функция как защитный барьер 31, 32-33 кишечник запасы кальция суставы СМ. суставы поглощение кислорода ожоги 194 49 кровеносные сосуды заживление веществ 15 177 14-15 13 число 241 заживление 120-121, 128, 134 134 128 знергетическая функция 116, 130 эффекты высоты 115 кисти рук 36, 55, 75, 109, 172 31,47 82-83 коллаген 32, 36, 41, 46, 49, 126, 139,215 коллективный иммунитет 184 кома 227 комплементарные белки 168 кончики пальцев 75,76 кора головного мозга 62, 63, 101 коренные зубы 42, 43 кормление грудью 219 кортизол 109, 196, 198, 199,238, высвобождение кальция 224, 225 зкспрессия генов кровообращение 168-169 в ухе 130-132 186 кости строение/элементы во время и после тренировки связи 15 15 функция ежедневное потребление 176 26-27 170-171 и восстановление ДНК «свои» маркеры» старение бактериальные 16 повреждение смерть инфекции 116 14, 15, 18,139 87 118-119, 183 кератин 21, 32, 34-35, 139 175 173 инсулин 149, 158, 160-161, 191, 196,197,200-201 инсульты 226 182 клеточные мембраны кислород экзема 74-75 колбочки клеточное ды)(ание 161 33 кожное сало кашель успокоение 74 148 газообмен 39 30-32 30-31 чувство прикосновения бактериальные катаракта старение цвет клетки 174-175 183 резус-конфликт 179 187 165 в сломанны)( костя)( карта физического развития строение/элементы функции 165 чувство прикосновения реакция на вирусы недостаточности 141, 144-147 синдром раздраженной гормональные рецепторы артериальное давление врожденная иммунная система пищеварение 141, 146-147 калий 147 калории 159-163 кальций 36, 50, 51, 149, 162, 190, 192,194-195 кальцитонин 190, 195 камни в почка)( 150 кал 225 32 33 124-125 127 в костя)( 36 блокада водный баланс 152, 153 действие беременности 214 действие/расслабление 68 заживление 175 иммунная реакция 174-175
181 коронарные типы кровоток число 128 127, 128 повреждения и восстановление при рождении 126-127 217 реакция «дерись или беги» роды 21б-217 межпозвоночная грыжа легкие мейоз19 астма меланин 187 капиллярные сети; вены кровь водный баланс выработка иммунные клетки компоненты 120 кровообращение в организме объем рост и плодовое развитие строение/элементы 122-123 212 114-115 120 116, 117, 139, 149, 157 железо калий лечение бесплодия 209 кальций транспорт ресурсов/отходов лечение личинками 175 190,192,194-195 медь 157 лимфатическая система фильтрация 150-151, 154-155 эритроциты 13, 16,25,46, натрий лиссавирусы 155,157,171,179,191 ложь 37, 49,55 выработка антител 175, 179, 171 170, 171 стимуляция Т-лимфоцитами 178 типы 178 Т-лимфоциты бактерицидные вещества выработка 175 рак, борьба 171 180-181 самотестирование 171 созревание и высвобождение 171 стимуляция В-лимфоцитов 178 растяжения рост 97, 126, 127, 169, 174-175,178-181 клетки 15 61-63, 68, 79, 133 13 слаженная работа 54 сокращение и расслабление 227, 237 мозжечок 57-59 62, б3, 101,237 строение/элементы 5б малоберцовая кость 37 мозолистое тело б4 судороги масляная кислота 149 молоточек (кость) 88 сухожилия, контроль 55 169, 174, 175, 186, молочная кислота 43, 121, тяга без укорачивания мастоциты 130-131 менструальный цикл 206, 207 57 тяга и удлинение молочные железы матка 55 сгибание и разгибание 54-55 скелетно-мышечные мозговой ствол макрофаги 133 силовая тренировка 56-57, 131 митохондрии 100 рычаги тела и точки опоры 157 митоз18 М 70, 71 60-61 237,239,240 177 58 рецепторы растяжения 146 миозин 37, 49, 54 187 170, 190 миграция в лимфоузлы 149 138, 139 16, 17,36 лучевая кость миграция в лимфоузлы самотестирование хлор 158-159 рефлекторные реакции миндалина (область мозга) лямблии 180 тренировкой 37, 70 37, 54, 55, 70 лопатки 37, 54, 55 локти В-лимфоциты потребление энергии 135 разминка перед 146, 147 хранение в печени локтевой нерв Л 36, 50, 51,149,162, фосфаты локтевая кость 92 237 потребность 176 109 234, польза от упражнений 147 микробное пищеварение 171,178 143-145 липаза 115-117,120,126-127, 139, купула 170, 58-59 паралич во время сна лептин 121 54-55 челюсти 44-45 натяжение микроэлементы 140, 198,222 80, 81 мышцы рук мышцы 15, 18, 19 лентивирусы176 веществ 30 мышцы глаза 148-149, 171-173 микротрубочки 145 транспорт 114-117, 120-121 перенос питательных волос 148, 172-173; дружественные 14б, 112-113, 131 13 мышца, поднимающая вредные 187 57 мышечные волокна 5б микробы СМ. также инфекции реакция на аллергию кровообращение в сердце 149 метеоризм 134 молочная кислота мышечная ткань 223,245 рак 22б 125 сокращающиеся волокна 206 менструальный цикл 20б-207, польза от упражнений 132 БО-Бl менструальные боли 113 13 медленно и быстро 132 118-119, 183 59 107 контроль нервной системы 198-199 емкость площадь поверхности выражения лица дыхание 19б, менопауза 20б кашель кислород/углекислый газ 190, 192, 112-113 инфекции 22б 174 31, 33, 34, 35, 225 дыхание заболевания 22б 152-153 120 70, 71 гладкомышечные клетки мелатонин 114-115,120 91 мышцы выработка тепла 157 медь левши б4 действие/расслабление б8 СМ. также артерии; 14,20,21 лактаза lб4 газообмен 241 музыt<а матричная РНК (мРНК) 181 172,214,215, 59 59 тяга и укорачивание 58 222 молочные зубы Н оплодотворенной мочевина надгортанник 119, 142 яйцеклетки мочевой пузырь надпочечники 10, 121, 191, 193, погружение 208, 209 расширение во время беременности 215 42 150,151 10,69,121,150, 151,153,168,205,215,241 мочеточник 10, 150, 151, 153 19б, 238, 240, 241 наковальня 88
252/253 наследственность натрий слух 210-211 невербальная коммуникация 108-109 нейроны 62, 65-67, 79,82, 89-91,163, 197,220,222, 230, 232,234,237,239 197, некроз ногти непереносимость глютена 70 нос 13 95 30, 31, 74, 78 в носовых проходах в пальцах рук 243 кости и хрящи 97 переломы 48 храп 75, 76 О вегетативная 69 облысение головной мозг СМ. головной ободочная кишка мозг действие/расслабление дыхание, система обратной осязание обучение 13 196-197 242 62, 230-231 общение 13 104-105 не вербальное 230-231 74-75 ожирение ожоги 231-233 64, 108-109 160 47 66 реакция «дерись ИЛИ беги» 240-241 105 157 156 155 154-155 157 157 хранение витаминов 157 хранение гликогена 157 138-141, 149,219; остеоартрит желание определенной остеопороз скорость работы 66 12, 140-143, 165 плацента 179,208,209,212-213, 215,216,217 плечевая кость плод 49, 54, 55 212-213 10, 140, 141,144,158,159,191-193,196, 200-201 172 аллергии 38, 222-223 109 позвонки 50, 70 60-61 32 141-145 пищевод подростки двигательный выход отпечатки пальцев 141, 143, 144, 147; СМ. также кишечник подмышки система; еда вредная пища 69 141, 143, 146; поджелудочная железа СМ. также пищеварительная пищи тонкая кишка ферменты 156-157 остаточное изображение 83 51 36, 48, 50-51 142-147 кишечник сенсорный вход, 16,23 140 СМ. также ободочная кишка; функция хранения пища 79, 239 рот 165 толстая кишка скорость фильтрации опиоиды 140-141 строение/элементы 154-157 строение/элементы 12, 140-143, 165 148-149 прохождение пищи часы 157 156 синтез белков 157 питание пищевод полезные микробы определение пола и парасимпатическая 68 154 регенерация 227 оксигемоглобин 117 окситоцин 192, 196,238,245 142-143 рвота функции 146-147 печень см. печень речь симпатическая 161 157 переживания 66-67 ободочная кишка хранение микроэлементов околосмертные 157 пережевывание и глотание функция производства вербальное 97 покалывание образ жизни расстройство (окр) передача сообщений 157 141, 144, повреждение 97 обсессивно-компульсивное 112 82-83 обучение выработка желчи веществ СМ. также кишечник 141, 144, 145, 154, 155, 149 нарушения 141, 164-165 обработка питательных обонятельные рецепторы 68-69 желудок метеоризм 156 146-147; 141, 143; см. также кишки см. кишечник 85 обезвреживание токсинов 225 обмен генами 19 желудок перспектива метаболизм жиров 78, 79 131, 152 68-69 желчь кровоснабжение обезболивающие 78-79 64, 65 действие/расслабление 184,185; СМ. также инфекции 105 переломы 38,48-49 действие/расслабление 10-11 обезвоживание обоняние 190, 192, 194, 195 патогены 168-170, 172, 175-180, выработка тепла 118, 183 гормоны голода/насыщения 140,198 155, 157 в головном мозге нервные клетки 168, 176-177 выработка кетоновых тел 63, 78 нервная ткань 55 память 231-233, 237, 243, 247 выработка гормонов 118 чихание боль, ощущение пальцы печень 183 118 нервы/нервная система память 48 172 145, 149 вздутие 149, 164-165 веществ пение симптомы простуды и гриппа на языке 99 связи 161 обоняние в волосковых клетках уха абсорбция питательных 82-83 паразиты 34, 35 микробы нервные окончания 10-11 паращитовидные железы норадреналин 165 непереносимость лактозы 164 зрение 66-67 окончания 15, 128 нематоды 177 нервные пучки палочки низкоуглеводная диета 230,235,237 в коже 225 строение/элементы травмы пищеварительная система палеолитические диеты 162-163 мозг старение см. также нервные нейротрансмиперы67,89, нервная ткань П 89 спинной мозг см. спинной 146, 147 поза супермена 186 196 214 50, 70, 71, 212, 214,215 обработка см. пищеварительная система; еда пищевые требования позвоночник з7. 138-139 половое размножение 204-205 222-223 половой член 204-205 половое созревание
прямая кишка половые органы, женские беременность 192, 194, 195 менструальный цикл 206-207 микробы 172 путь сперматозоида пупок 172 пучки 56 сахара равновесие 207 172, 204-205 посттравматическое 30 71 165 195 191 резцы строение/элементы 150-151 релаксин правши 64 77 186 42-43 46, 49,126-127 сенная лихорадка 187 147 слепые пятна 82, 83 76 высота звука сердце кохлеарные имплантаты 127-129,226 208-209 артерии 128 биение восстановление тканей выработка гормонов премоляры 70 204-205 ресницы 42 префронтальная кора 232, 236, 81, 139 ресничные мышцы 74-77,99 применениестволовых рибосомы пробиотики 149 проверка зрения прогестерон 87 215 простагландины 149 пространственная ориентация 237 простуды 182-183 протеаза 144, 145 противогрибковые препараты 177 177 кровообращение сновидения 122-123 128 объем крови 123 128 сустав 41, 44, 45 140, 142 42-43 зубы микробы речь 172 104, 105 язык СМ. язык рубцы 55 122, 234 237 190, 192, 196, 198-199 234, 237 разговор во сне сновидения сердцебиение 123, 128, 129 серотонин 79, 135, 198-199,238, 243,244 сон 36 сетчатка 80-83, 85, 86, 93 133 19 синдром раздраженной кишки 236 236-237 сомнамбулизм 234, 236 234-237 уровни сесамовидные кости 165 мелатонин паралич тела 122-123 цикл 122-123 силовые тренировки 13; консолидация памяти 212 123, 129 (СРК) 236-237 давление во сне 128-129,226 синдром Дауна 47 рычаги тела 128 сон 135 строение рот 142 СМ. также связки; сухожилия синоатриальный узел 25,80, 82, 86,87 216-217 88, 94 соединительная ткань польза от упражнений проблемы 95 226-227 смех роговица еда 78 простейшие, инфекции смерть рост и плодовое развитие височно-нижнечелюстной пропионовая кислота слуховая кора слюнные железы РНК-полимераза роды 191,206-207,214, 14, 15, 20-21 20, 22 94-95 95, 225 кардиотренировки132 кровоток 90-91 90-91 88-89 слуховые косточки 122-123 повреждения 101, 104-105 речь 25 60, 61, 218 прикус42 клеток 80, 81 рефлекторные реакции 237, 243, 244 прикосновения 25 191 дефибрилляция129 запись ЭКГ 95 проблемы старение 122-123 половые органы, женские 108 локализация звука прием звука половая система коммуникация 89 обработка звуков мышцы нервные нарушения 93,95 СМ. кровеносные сосуды; 129 205,207 13,89,92, волосковые клетки сердечно-сосудистая система аритмия половые органы, мужские 85 слух 129 микробы невербальная слияние мельканий 226 сердце 23 141 81 слепая кишка сердечное заболевание 210-211 определение пола 172 54-55, 58-59 10-11 слабительные слезы 76-77 сердечные приступы 216 оплодотворение 49, 54-55 системы 224 37, 40,41, 49, 70, 71, 216 реанимация (Rh) 179 наследственность предплечья кости 193, репрессорный белок 22 150-151 сердце сердечно-легочная реакция на щекотку выработка гормонов фильтрация 41 сенсорный гомункул резус-фактор выведение кальция сверхгибкие люди сенсорная кора ревматоидный артрит 153 160-161 сгустки крови 18,26,27,33,180-181,226 46-47, 174-175 198, 196,240-241 D 194 СМ. кровеносные сосуды; сахарная ловушка рак реакция «дерись или беги)) почки 126-127 система кровообращения скрежет зубами 43 рвота 79 синяки скелетная система СМ. кости растяжения водный баланс 57,68,116,138-140,142, 40,51 связки (ПТСР) активация витамина синовиальная жидкость свободные радикалы 80,81 раны 243 92-93 122-123 разговор во сне 2З6 радужка стрессовое растройство почесывание 57 145,147,158,160,163; Р 247 синоатриальный узел 176 СМ. также глюкоза 205, половые органы, мужские синестезия сальмонелла, бактерия саркомеры 205 строение/элементы потовые железы С 147 ПТГ (паратиреоидный гормон) 208-209 234, 235 фаза быстрого сна циркадианные часы сперма 198 204-205 сперматозоиды выработка 13 19,223 наследственность 210-211
254/255 оплодотворение яйцеклетки 205 204 62,68, в пальцах рефлекторные реакции БО, б1 длина сенсорный вход, растяжения двигательный выход БО, б1 стабилизация цвета 225 94, 95, 225 деградация нервов длина теломер 87, 225 38-39, 48 теория ключа и замка 51 48, 50, 51 повреждение ДНК тимус 233 потеря памяти смерть клетки 224 23-25,170,217 стремечко (кость) 3б, травмы 198,241 ступня 198 трахея 134-135 20,21 215 волосковые клетки замена 51 трихомонады локализация звука трицепсы ревматоидный артрит 18б рецепторы положения сверхгибкие люди 54,55 сгибание и разгибание 54, 55 диабет типы использование в печени суставы 156 16, 17 174, 180, 181, 183 цитоплазма 14, 15,20-21, 192, Ч сокращений 88-89 95, 225 интенсивностыренировок133 36,88-89, кардиотренировки132 польза от упражнений 92-93 200 198 90-91 строение/элементы углеводы 15 частота сердечных прием звука У 165 193 старение строение/элементы 40 40-41 13 95 94-95 126 трупное окоченение 227 101 41 цитозин повреждения и нарушения тромбоз глубоких вен 83 87 цитокины звон 71 Ц циркадианные часы трепонема176 растяжения 80, 81, 8б, 87, 201 центросомы 234-235 49, 70 остеоартрит 51 хрусталик целиакия 239 вывихи 177 224 16,23,211 цветовая слепота уши 134-135 ХиУ цветное зрение утренняя тошнота 196 тренированность усталость 16, 17 наследственность 210-211 50 частота сердечных эйфория бегуна 112, 114 тревожность cycTaBDI теломеры сокращений 1З3 транспортная РНК (тРНК) 173 супрахиазматическое ядро (СХЯ) 70-71 трансплантаТDI25,170 215 133, 1б3 58 130-1З1 15, 26, 168 18 молекулы ДНК уровень молочной кислоты 156 хромосомы митоз укрепление костей 215 118 134-135 тренированность повреждение от человека (ХГЧ) мейоз19 133 силовые упражнения 1З3 148 хорионическийгонадотропин преимущества сжигание жира 25 токсины 88 стрептококк (бактерия) 17б стрии типы 1з 197 70 234, 236 кардиотренировки132 разминка обезвреживание в печени 242 стресс 17 хлыстовая травма храп 131 интенсивность выделение для защиты 128 гидратация гормональная польза 171, 190 трансплантаты 225 стволовые клетки 97 220 ткани свободные радикалы страх тимин 1б, 26 71 стенокардия теория разума аэробная тренировка 1З0-131 77,99 146 ходьба во сне аэробное дыхание 1З0-1З 1 30 141-145, 148, 1б5 хлориды 131, 27 препараты химус 133 224, 225 температура, контроль 148 химиотерапевтические анаэробная тренировка температура, ощущение 225 остеопороз 3б, хеликобактер пил ори 149 88, 89, 91, 95 упражнения 32 13 Х 26,31,3З теломеры остеоартрит позвонки улитка татуировки 17, 3б фоторецепторные клетки 47, 223 уксусная кислота тела нервных клеток 62, б7 175 гормон (ФСГ) 20б-207 142 считывание лиц 10б-107 37 242 фосфаты 1б, сферический мешочек 93 таз 32,225 облысение 112, 115-117, узнавание лиц lОб 54 фобии фолликулостимулирующий ультрафиолетовое излучение 175 иммунная реакция угри (прыщи) удушье Т изменения зрения 8б, костной ткани 100 36 225 224 заживление ран 100 120-121,125 рецепторы напряжения функция старение возрастные пятна углекислый газ 71 сесамовидные кости 85 138 кишки (СРК) 1б5 54 15,168,169 фаза быстрого сна 234-236 фантомные боли конечностей синдром раздраженной 55 височное сухожилие 45 78, 79, 237 161 144, 145 пищеварение потребность 55,71 передача сообщений кожа 37, 54, Ф фагоциты 149 низкоуглеводная диета ахиллово сухожилие спинной мозг глухота 198-199 сухожилия эякуляция б9, микробное пищеварение 40 суточные ритмы 208-209 размер функция 41 функция равновесия 92-93, 100 135 реакция «дерись или беги)) 241
релаксация предсердий возникновение 239 107 гормоны 238-239 и запахи 97 и музыка 91 привлекательность 244-245 проблемы/нарушения 242-243 развитие 220 цель 239 эндокринная система 10-11 гипоталамус 10, 140, 152, 190, 193,222 гипофиз 10, 152, 190, 193, 196, 197,206,207,222,240,241 надпочечники 10, 121, 191, 193,196,238,240,241 поджелудочная железа 10, 140, 141, 144,158, 159, 191-193,196,200-201 щитовидная железа 190, 195, 199 яички 10, 191,205,223,238 яичники 10, 191, 192,205,223, выражения лица 68-69 сексуальная привлекательность 244 челюсти 41, 44-45,101 череп 37, 45 черно-белое зрение 83 чихание 118, 176, 183 чувства вкус 98-99 во сне 236 запах 96-97 зрение см. зрение интеграция 102-103 обладания телом 101 осязание 74-77, 99 память 231 плодовое развитие 213 положения тела 100-101 слух см. слух у ребенка 219 чувства см. эмоции чувство гравитации 93 92 чувство направления 101 92 191,205,223,238 191,223 ночной всплеск 198 поза супермена 109 выработка польза от упражнений я яичники ядро, клеточное язвы выработка гормонов 14,20 менструальный цикл другие рецепторы 13 выработка 19 142 104 менструальный цикл сенсоры положения тела 206-207 наследственность 210-211 оплодотворение 205, 208-209 размер 205 101 118 чувствительность язык тела 206-207 яйцеклетки 99 речь храп 191, 192, 223,238 148 язык еда 197 76 108-109 см. также гормоны баланс 158-159, 190 глюкоза 156-159, 200 100-101 действие/расслабление 68 93 жирные кислоты ш 158-159 из микробного пищеварения шейка матки 205, 216-217 шероховатый эндоплаэ­ матический ретикулум 149 из питательных веществ 14 щ 138, 139 клеточное дыхание 10, 190, 194,195,199 тренировок DK бnаrодарит за помощь в работе над этой книrой: 130-131, 135 реакция «дерись или беги» сахарная ловушка 186 32 эластин электрокардиограмма (ЭКГ) эллиптический мешочек (маточка) эмбрионы 93 212-213 эмоции во сне 238 237 8 подготовке к изданию, Кэролин Джонс за составление алфавитного указателя и Анхелес Гавира Герреро эпителиальные клетки/ткань за вычитку. 12,13,23,168,173,183 Издатель выражает благодарность за любезное 190 эритроциты 13, 16,25,46, 115-117,120,126-127, 139, 155, 157,171,179,191 во время беременности 215 разрешение использовать репродукции своих изображений: с. 85: 3дварда 3деnсона с. 87: Photolibrary: Стив Аллен эстрогены базовые и Кэтрин Радж за дизайнерскую помощь, Надин Кинг, 160-161 эпидермис 31-33, 47, 74,174 эпифиз 122-123 Эми Чайлд, Джона Дурбина, Фила Гэмбла, Алекса Ллойда Драгану Пувачич и Джиллиан Рейд за содействие 241 э Впаrодариости 116 потребление во время щитовидная железа экзема яички энергия чувство положения тела чувство ускорения 191, 192,223 206-207 остеопороз 50 функции 192 238 чувство обладания телом чувство поворота выработка менструальный цикл 214, Больше информации на сайте: www.dkimages.com
Понятнu, доступная, наглядная ИНСТРУКЦИЯ К еп~ человека Автомобили, компьютеры, стиральные машины .. к ним обязательно прилагается руководство по эксплуатации: как именно они устроены, отчего могут случиться поломки и что с этим делать. Перед вами - подробная инструкция к телу человека. Откуда берется чувство голода? Как растут кости? Почему в организме возникают неполадки: нарушения пищеварения, судороги, аллергия? ............................................................................................................. Благодаря точным, понятным рисункам и множеству захватывающих фактов эта книга снимает завесу тайны со сложных процессов, поддерживающих жизнь и здоровье . ......................................................................................................... ISBN 978-5-00100-980-1 9 785001 009801 > Максимально полезные книги на сайте mann-ivanov-ferber.ru [ издательство МАНН, ИВАНОВ И ФЕРБЕР _ facebook.comjmifbooks а vk.comjmifbooks ~ iпstаgгаm . соmjmifЬооks