ое напряжение мышц. Интересны они тем, что число их может колебаться от 1 до 8. В скелете человека они находятся в стопах ног и кистях рук. Но самые большие, присутствующие у всех людей сесамовидные кости хорошо известны. Это надколенники, или коленные чашечки.
У новорожденных детей их нет и в помине, они формируются позже, когда человек начинает ходить и сухожилия, проходящие через коленный сустав, начинают испытывать сильную нагрузку. Вот тогда и происходит их укрепление за счёт частичного окостенения.
Бинокулярное зрение
Посмотрите на рисунок или фотографию лемура, обезьяны или человека. Все прямо смотрят на нас с картинки, словно заглядывая в глаза. Эта особенность глаз приматов называется бинокулярным зрением. Теперь взгляните на глаза вороны, черепахи, рыбы. Они не будут смотреть прямо на вас, потому что расположены по бокам головы и смотрят влево и вправо. Такое положение глаз, с одной стороны, выгодно: эти животные видят то, что происходит по бокам от них, а также впереди и частично сзади. Поэтому не так-то просто застигнуть птицу врасплох и поймать её. Но есть у этого зрения и недостатки. Чтобы хорошо видеть, что происходит впереди, нужно повернуть голову хотя бы немного боком. Тогда все, что находится впереди, будет хорошо видно одному из глаз.
Так смотрит обезьяна…
У нас и других соседей по отряду приматов глаза посажены в передней части черепа. Мы, конечно, не видим ничего из того, что происходит сзади, и плохо видим то, что находится сбоку. Для этого нужно повернуть голову, а чтобы взглянуть назад – как минимум туловище. Почему же наше зрение стало именно таким? Для того, чтобы выяснить это, необходимо обратиться к эволюции приматов.
…а так – птица (серый гусь)
Предки человекообразных обезьян жили на деревьях, как, впрочем, и лемуры. Это были небольшие обезьяны наподобие макак. Им приходилось передвигаться в кронах деревьев, прыгая с ветки на ветку в поисках пищи или спасения от хищника. В последнем случае была особенно важна высокая скорость передвижения. Для этого необходимо прыгать по веткам ловко, но в то же время осторожно. Одно неправильное движение – и животное упадет вниз. Чтобы лучше видеть, куда сделать следующий прыжок (по сути дела, найти путь для дальнейшего продвижения), и оценивать дистанцию до ближайшей ветки или дерева, необходимо бинокулярное зрение. То есть глаза должны быть расположены в передней части черепа и, самое главное, видеть, что происходит впереди. Ко всему прочему, зрение человека и обезьян цветное. А это также важно для прыжков в густых кронах деревьев. При цветном зрении легко различить зеленые листья и темные ветки. А при черно-белом видении вся эта растительная масса сливается воедино.
Мельчайшие ручейки
Все мы хорошо знаем, что кровь в теле человека течет по сосудам: аорте, артериям и венам, а качает её по организму сердце. Однако в теле человека есть и другие сосуды, они очень мелкие, диаметром всего несколько микронов: это артериолы, капилляры и венулы. Если задать себе вопрос: как кислород и питательные вещества поступают из крови к каждой клеточке тела, то, не зная о существовании микроциркуляторного русла, ответить на него невозможно. Стенки крупных сосудов многослойные, и кислород и различные вещества просто так не могут через них пройти. Так же непроницаемы они для отработанных продуктов обмена веществ и углекислого газа. Зато все эти вещества проходят через сосуды микроциркуляторного русла.
По расчетам специалистов, в организме человека находится около 40 млрд. капилляров. Внутренние органы оплетены ими, словно сетью, ведь кислород и питательные вещества должны поступать к каждой клетке. Но число сосудов в разных тканях и органах отличается. В печени, головном мозге, почках и сердце их больше всего. Ведь сердце и головной мозг – важнейшие функциональные части организма, а почки и печень участвуют в очистке крови от ненужных веществ и выведении их из организма. Кроме того, мозг и сердце очень чувствительны к дефициту кислорода.
Капилляр в хрящевой ткани: 1 – стенка капилляра; 2 – просвет капилляра; 3 – эритроциты
Соединяясь друг с другом, эти мелкие сосуды образуют капиллярную сеть. Их однослойные стенки могут быть перфорированы. Через поры вещества из капилляров попадают в межклеточную жидкость путем диффузии. Жирорастворимые вещества (например, спирт) и газы (кислород и углекислый газ) проходят через клеточные мембраны клеток капиллярной стенки. А водорастворимые вещества, например соли и их ионы, способны проходить через поры в сосудах. Этой способностью обладают даже некоторые не очень крупные белки. Но крупные молекулы преодолевают барьер капиллярной стенки иным способом, при помощи пиноцитоза. Часть клеточной мембраны капиллярной клетки огибает крупную молекулу, улавливая её внутрь. Образуется пузырь, который попадает внутрь клетки. По системе вакуолей вещество движется к противоположной стороне клеточной мембраны, где пузырек-вакуоль встраивается в мембрану и открывается наружу. Так необходимое вещество оказывается по другую сторону сосудистой стенки.
Возможен и другой механизм транспорта веществ в капилляр и из него. Он называется фильтрацией. В основе его лежит разница давлений внутри капилляра и в межклеточной жидкости. В том случае, если давление выше в капилляре, вода с растворенными в ней веществами будет переходить в межклеточную жидкость, а если давление выше снаружи капилляра, то жидкость устремится внутрь сосуда. Такой процесс называется реабсорбцией. В норме в капиллярной сети поддерживается равновесие процессов фильтрации и реабсорбции, но изменение кровяного давления, расширение сосудов, потери крови и т. д. смещают его в ту или иную сторону. При нарушении равновесия в сторону снижения реабсорбции могут возникать отёки.
Нарушение кровообращения в микроциркуляторном русле может привести к тяжелым заболеваниям. Например, закупорка сосудов в печени и поджелудочной железе выражается в некрозе (отмирании) тканей этих органов и появлении таких заболеваний, как цирроз и панкреатит соответственно. Поражение капилляров в ногах приводит к появлению болезненных ощущений, затруднению передвижения и к некрозу тканей. Последнее может стать причиной развития гангрены, при которой конечности приходится ампутировать.
Казалось бы такие маленькие тоненькие сосуды, которых в организме миллиарды, тем не менее являются такой же важной частью кровяного русла, как и сердце.
Все дело в площади
Как улучшить интенсивность работы того или иного органа? Над этим вопросом природа «задумывалась» в течение миллионов лет неоднократно и зачастую приходила к одному и тому же решению.
Что нужно сделать для того, чтобы мозг лучше координировал организм, чтобы животное могло делать сложные движения и обладать сложным поведением? Может, стоило бы увеличить мозг до огромных размеров? В нем бы помещалось больше нервных клеток, специализированных для той или иной функции. И природа иногда так и поступала, увеличивая то один, то другой отдел мозга. Сравните мозг рыбы, ящерицы, голубя и собаки. Но всему есть предел. Представьте собаку с мозгом как у человека – да она даже передвигаться не сможет!
Может быть, поступить так же, как это делали некоторые динозавры? Например, у огромного диплодока было, по сути дела, два мозга. Один в голове, а другой в крестце. Но, скорее всего, диплодок не был от этого «умнее и мозговитее». Второй, «задний» мозг управлял движениями ног и хвоста – от головы до них было слишком далеко.
Может быть, уменьшить одну часть мозга за счет другой, менее важной? Но «ненужных» или «маловажных» отделов мозга нет. Где же выход?
Сравните мозг ящерицы и обезьяны. Помимо того, что мозг обезьяны больше, у него есть ещё одно важное отличие. Весь мозг обезьяны покрыт извилинами и бороздами, за счет которых увеличивается площадь его поверхности. И нервных клеток в этих полушариях гораздо больше – не только за счет объема, но и за счёт увеличения поверхности.
То же самое увеличение площади поверхности происходит и в желудке. Его внутренняя поверхность не гладкая, она вся покрыта небольшими бугорками, на возвышении которых находятся ямки – выходные отверстия желез, которые выделяют ферменты в полость желудка. Помимо этого, площадь внутренней поверхности желудка увеличивается за счет беспорядочно расположенных складок.
За желудком следует тонкий кишечник, и начинается он двенадцатиперстной кишкой. Вся внутренняя её поверхность покрыта глубокими складками – это ворсинки тонкого кишечника. В данном случае значительное увеличение площади поверхности произошло для того, чтобы повысилась интенсивность всасывания переваренной пищи. Складки есть и на внутренней поверхности толстого кишечника. Если посчитать площадь всего кишечника, то получится огромная цифра – 300 м2.
Вот и получается, что увеличение площади поверхности за счет образования складок – не какой-нибудь частный случай, который характерен для одного из органов нашего организма, например, головного мозга. Это часто встречающийся «прием», который использует природа для усовершенствования того или иного органа и его функций.
Жидкая ткань
Всем известно словосочетание «течет кровь». Например, кровь течет по жилам, кровь течет из раны. Это свойство крови – текучесть – заставляет относится к ней как к жидкости. В действительности это самая настоящая ткань – такая же, как мышечная, эпителиальная, железистая и т. д. Действительно, жидкая составляющая в ней преобладает. Она представлена плазмой. По составу она очень близка к воде, ведь последняя составляет 90 % плазмы. Остальную часть составляют растворенные в ней вещества: белки (фибриноген, липопротеины, глобулины, альбумин) и легкие органические и неорганические соединения: анионы соляной, угольной, фосфорной, серной кислот; катионы кальция, натрия, калия, магния; мочевина; глюкоза. Именно за счет плазмы кровь является жидкой тканью, несмотря на то, что содержит множество живых клеток.