Не считая этого дефекта, который является скорее следствием неправильного образа жизни, нежели ошибкой природы, проблема подъема венозной крови к сердцу решена вполне удовлетворительно.
Глава XVIIПрирода Реки
Кровь человека очень похожа на первозданное море. Имеющиеся между ними различия вызваны тем, что в свое время море было внешней средой, которая питала находящиеся в нем простейшие клетки и организмы, в то время как наша кровь является внутренней средой, соответствующей более специализированным нуждам организма, в котором она заключена.
Своей обширной поверхностью море соприкасалось с воздухом, поглощая кислород, который затем доставлялся примитивным организмам. Система замкнутой циркуляции — кровообращения — не имеет прямого контакта с воздушной средой, и обмен кислорода на углекислоту происходит в ней иначе. Для выполнения этой жизненно необходимой функции кровь выработала специфические структуры — красные кровяные тельца. Аналогично, и во многом по тем же причинам, в крови возникли и другие элементы и структуры, которых не было в первобытном море.
И все же, несмотря на десятки миллионов лет, прошедших с тех пор, как наши предки покинули первозданное море и приспособились к жизни на суше, жидкая составная часть нашей крови и вода древнего моря остались почти идентичными по своему неорганическому химическому составу.
Кровь, в ту пору вытеснившая море, но в чем-то главном оставаясь тем же морем, по своему составу была все же значительно более сложной жидкостью, содержавшей во взвешенном состоянии плотные элементы. Что представляют собой эти элементы, каков состав жидкой части крови — это была загадка, над разрешением которой в течение многих столетий бились виднейшие ученые. На некоторые из них удалось ответить полностью, а к решению других мы только еще приблизились.
Рис. 25. Усовершенствованная техника микроскопирования позволила получить великолепный фотоснимок эритроцита в капилляре собаки.
Капилляр, представленный в поперечном сечении, как бы охватывает эритроцит.
Изучение природы крови стало возможным лишь по мере дальнейшего усовершенствования микроскопа и методов его использования, благодаря применениям новейших достижений химии и других наук, а также появлению новых приборов и инструментов.
Плотные элементы крови — красные кровяные тельца, различные виды лейкоцитов и особые образования, названные тромбоцитами, которые фактически не являются клетками, взвешены в плазме.
Красные тельца, или эритроциты, — наиболее многочисленные клетки крови. В их функции входит доставка кислорода к тканям и удаление из организма углекислоты. Количество красных кровяных телец подвержено некоторым колебаниям, но обычно оно составляет в среднем около 35 триллионов. В одном кубическом миллиметре крови мужчины (примерно 1/25 капли) содержится от 5 до 5,5 миллиона красных телец. По какой-то непонятной причине в равном объеме женской крови красных телец на полмиллиона меньше.
Однако пол — не единственный фактор, влияющий на количество красных кровяных телец у человека. У людей, живущих в высокогорных районах, например в Тибете и Андах, число эритроцитов примерно на 30 % больше, чем у жителей морского побережья. При переезде из низменностей в высокогорные места, даже на непродолжительное время, у людей почти немедленно повышается количество красных кровяных телец. Их число в нашей крови возрастает также во время физических упражнений и любой мышечной нагрузки, в моменты эмоционального возбуждения или при повышении температуры окружающей среды.
Например, у людей и животных, работающих в глубоких шахтах, где атмосферное давление выше, чем на поверхности земли, количество эритроцитов по сравнению с жителями морского побережья меньше. В любом случае, когда организм нуждается в дополнительном снабжении кислородом, в кровообращение вводятся новые порции переносящих его красных телец. Когда же потребность тела в кислороде уменьшается, сокращается и количество красных телец в крови.
Судя по всему, увеличение количества циркулирующих красных кровяных телец вызывается одним из двух важных факторов: либо возрастает скорость образования этих элементов крови, либо же селезенка, орган, расположенный в верхней левой части брюшной полости и, помимо прочих функций, играющий роль резервуара для эритроцитов, выпускает дополнительно красные тельца в систему кровообращения.
Жизненный цикл красных кровяных телец весьма непродолжительный и бурный. Они образуются в костном мозгу позвоночника, ребер и других костей и проходят через несколько стадий, прежде чем приобретают окончательную форму. В первоначальный момент своего появления красное кровяное тельце — сравнительно большая клетка, практически бесцветная, с довольно крупным ядром и всеми другими чертами, характерными для живой клетки. По мере своего развития она уменьшается, постепенно лишается ядра и вбирает в себя гемоглобин, который и придает ей красный цвет. На этой стадии клетка попадает в кровь и превращается в окончательно сформированное красное кровяное тельце.
Зрелый эритроцит — это круглый, плоский и гибкий двояковогнутый диск. Эти свойства эритроцита увеличивают его поверхность, а следовательно, и способность связывать кислород. Благодаря им он также обладает возможностью сгибаться и свертываться при прохождении через узкий просвет капилляров.
Совершая круговое движение по системе кровообращения со средней скоростью 1–2 оборота в минуту, красные кровяные тельца подвергаются множеству опасностей. Мчась по сосудам, они наталкиваются на другие клетки; их подстерегают и другие неожиданности. Этим объясняется довольно короткая продолжительность жизни эритроцитов — она составляет 90–125 дней. Когда изношенные или состарившиеся эритроциты в ходе своего путешествия по системе кровообращения попадают в селезенку, их захватывают и разрушают крупные клетки — так называемые макрофаги. Макрофаги сохраняют железо, содержащееся в гемоглобине красных телец, и вновь возвращают этот ценнейший материал в организм человека.
Без гемоглобина ткани нашего тела могли бы задохнуться. Гемоглобин — это удивительное вещество, которому красные кровяные тельца обязаны своим цветом, — находится в родстве как с зеленым хлорофиллом растений, так и с пигментами, ярко окрашивающими оперенье птиц. Но у него есть важная особенность: гемоглобин содержит железо. Железа, которое содержится в крови взрослого человека, хватило бы на изготовление двухдюймового гвоздя. Именно благодаря этому железу гемоглобина красные кровяные тельца обладают способностью транспортировать необходимый для жизни кислород.
Как известно, на воздухе обычное железо быстро ржавеет, так как оно легко вступает в соединение с кислородом. Обычное окисленное железо не склонно отдавать кислород. Но железо составляет лишь незначительную часть гемоглобина. В основном же гемоглобин состоит из пигмента, называемого порфирином, и белковой субстанции — глобина. В соединении с этими веществами железо приобретает совершенно своеобразную способность к взаимодействию с кислородом — оно может с такой же легкостью отдавать кислород, как и соединяться с ним. Эта особенность, на которой мы подробнее остановимся ниже, позволяет крови без задержки снабжать любую клетку организма необходимым ей кислородом.
Но, однако, как ни важны красные кровяные тельца для жизни, сами они не имеют черт, присущих живому организму. Утрачивая ядро в последней стадии своего развития, они фактически превращаются в биохимические структуры, призванные с наибольшей эффективностью выполнять возложенную на них специфическую задачу. Лишенные способности и к самостоятельному передвижению, они направляются в различные части тела под воздействием тех факторов, которые регулируют кровоток.
Иное положение занимают белые кровяные тельца, или лейкоциты. В отличие от эритроцитов они самостоятельно перемещаются по крови. В каждом лейкоците имеется ядро, что уже само по себе является характеристикой живой клетки. Кроме того, лейкоциты обладают возможностью независимого «амебоидного» передвижения, что позволяет многим из них проникать сквозь эндотелиальные стенки капилляров и свободно передвигаться по всему телу. В широком смысле слова, белые кровяные тельца представляют собой автономные живые существа, ведущие относительно независимый образ жизни внутри человеческого организма. И все же лейкоциты — это неотъемлемая часть тела человека, ибо их жизнедеятельность подчинена нуждам высокоорганизованной системы клеток, к которой они принадлежат, т. е. самому человеческому телу.
Лейкоциты не содержат гемоглобина. В организме человека их примерно в 600 раз меньше, чем эритроцитов. Но и с этим «меньшинством» приходится считаться — в теле взрослого человека содержится в среднем около 60 миллиардов лейкоцитов! Эти якобы независимые организмы, блуждающие в крови и имеющие огромное значение для жизнедеятельности и здоровья человека, делятся на две основные группы — гранулоциты и лимфоциты. Каждая из них в свою очередь подразделяется на несколько разновидностей.
Гранулоциты гораздо многочисленнее лимфоцитов. У них имеется дольчатое ядро. Своим названием гранулоциты обязаны тому, что в их протоплазме, составляющей основную часть клетки, разбросаны мелкие зерна (гранулы).
Поскольку под микроскопом все гранулоциты выглядят почти одинаково, одно время полагали, что внутри этой группы не существует разновидностей. И лишь применение более тонких методик показало, что не все гранулоциты одинаковы, что они по-разному реагируют с различными красителями. Установлено существование трех четко различающихся видов гранулоцитов, имеющих, помимо различной реакции на красители, и другие специфические черты. Они известны под названием нейтрофилы, эозинофилы и базофилы.
Нейтрофилы содержат гранулы, которые в присутствии нейтральных красителей (не дающих ни кислой, ни щелочной реакции) окрашиваются в фиолетовый цвет. Нейтрофилы относятся к числу активных защитников организма против любой инфекции. Действуя одновременно как солдаты, полицейские и санитары, они бросаются в атаку, пожирают и проглатывают микробы или любые частички инородных веществ, с которыми сталкиваются.