Билл Шутт - Жуткая биология для безнадежных гуманитариев. Вампировые летучие мыши, пиявки и прочие кровососущие

Так что же такое кровь? Один из ответов – это пища для существ, о которых идёт речь в данной книге. Поэтому я немного расскажу о ней.

Анатом может начать описывать кровь как соединительную ткань – такую же, как кости, хрящи, сухожилия и связки. Сбиты с толку? Это ненадолго, нам необходимо разобраться, что можно считать соединительной тканью.

Ткани – это скопления различных типов клеток и межклеточного вещества. Если выстроить иерархию, то ткани стоят на ступень выше, чем клетки, и на ступень ниже, чем органы, которые представляют собой структуры, формируемые несколькими различными тканями. Если пойти дальше по этой иерархии, то несколько органов, работающих вместе, образуют систему органов, а системы органов объединяются в организм. В противоположном конце нашей лестницы находятся клетки, состоящие из субъединиц, называемых органеллами (такими, как всем известные митохондрии), а органеллы восходят к биохимическим единицам – белкам и липидам и т. д.

Хорошо, вернёмся к тканям.

Следующая важная характеристика ткани – клетки работают вместе, выполняя конкретную функцию. Например, нервная ткань состоит из нейронов и глиальных клеток, каждая из которых определённым образом способствует функционированию нервной системы [42] Помимо соединительной и нервной ткани, есть два дополнительных типа ткани: эпителиальная, покрывающая поверхности, и мышечная – уникальная благодаря своей способности накапливать химическую энергию, а затем преобразовывать её в энергию движения. .

Соединительная ткань также характеризуется тем, что формируется из относительно небольшого количества клеток, окружённых большим числом межклеточного вещества. В результате клетки соединительной ткани обычно не соприкасаются друг с другом. Представьте, как выглядит кирпичная стена, а межклеточное вещество – это раствор, который окружает клетки, связывает их друг с другом и наделяет определёнными физическими свойствами. Например, твёрдость кости зависит от кальцифицированного костного межклеточного вещества, а не от самих костных клеток (остеоцитов) [43] Гибкость хряща зависит от гелеобразного межклеточного вещества. Сухожилия и связки соединяют мышцы с костью и кости между собой, соответственно, также являются структурами, состоящими из соединительной ткани, и они получают свою прочность от жёстких, подобных проволоке волокон, находящихся в межклеточном веществе. .

В крови межклеточное вещество называется плазмой, и она не является ни твердой, ни гелеобразной. Это жидкость (состоящая в основном из воды), и данное свойство функционально так же важно, как твёрдость, гибкость и прочность для других типов соединительной ткани. Причина в том, что плазма действует в качестве транспортной среды для клеток крови, а также крошечных фрагментов клеток, называемых тромбоцитами, которые участвуют в свёртывании. Кроме того, в плазме содержится много других питательных веществ, витаминов, гормонов, отходов, газов и ионов.

Левый желудочек закачивает кровь в аорту, и сила, оказываемая кровью на внутренние сосуды, через которые она проходит, называется кровяным давлением. Когда левый желудочек сокращается, вытесняя артериальную кровь, кровяное давление увеличивается. Когда левый желудочек опустошается, расслабляется и снова начинает заполняться, кровяное давление падает, что приводит к снижению показателя [44] Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба, так что систолическое давление 110 представляет собой силу, приложенную к внутренним стенкам кровеносных сосудов, эквивалентную силе, которая может поднять тонкий ртутный столб на высоту 110 миллиметров (если бы этот столбик ртути находился на уровне моря в U-образной стеклянной трубке). .

Кровь движется по артериям к артериолам и, наконец, попадает в метры микроскопически крошечных (и тонких) капилляров. Эти мини-сосуды образуют плотные сетчатые оболочки вокруг органов и других структур. Постепенно кровяное давление уменьшается. Чтобы понять, как это происходит, представьте, как вода течёт через садовый шланг. Допустим, что дальний конец этого шланга начинает разделяться на трубы меньшего сечения, каждая из которых снова и снова раздваивается – до тех пор, пока конец шланга не будет состоять из миллиона крошечных трубочек. Давление воды в любой из этих маленьких полостей будет намного меньше, чем первоначальное давление. Всё потому, что общая площадь внутренней поверхности этих маленьких трубочек больше, чем площадь внутри исходного шланга. По той же причине давление воды падает, когда все одновременно решают принять душ.

Капилляры не только невероятно малы, их стенки настолько тонкие, что, как только кровь попадает к месту назначения, питательные вещества и кислород, содержащиеся в плазме, просачиваются сквозь стенки сосудов и снабжают окружающие их ткани и клетки [45] Кислород (который фактически переносится красными кровяными тельцами) и питательные вещества всасываются в области, где они больше всего нужны (например, тканях и клетках, испытывающих недостаток кислорода и питательных веществ). .

Метаболические отходы и углекислый газ, в свою очередь, выводятся из тканей и с кровью попадают в правое предсердие. К сожалению, возвращаться из ног и ступней этой крови несколько сложнее, поскольку она должна преодолеть в том числе и гравитацию. Возврату крови способствуют односторонние клапаны и то, что называется скелетно-мышечной помпой.

В отличие от крупных, сложных существ (таких, как мы), у микроскопических организмов нет крови или дико запутанной системы кровообращения (органов или систем органов у них также нет). Для большинства видов на этой планете всё гораздо проще.

Представьте, как должно быть легко одноклеточной амёбе обмениваться газами с окружающей средой. При наличии только одной клетки кислород и другие необходимые вещества она получает непосредственно из окружающей среды. Несмотря на то что некоторые из этих процессов требуют затрат энергии, в большинстве случаев входящие и исходящие вещества просто всасываются через тонкую клеточную мембрану организма. Теперь вообразите существо в форме шара, состоящего из миллионов клеток. Как клетки из центра шара могут получать питательные вещества и кислород или избавляться от отходов? Возможно, вам удастся придумать несколько способов, как это может произойти. Решение же, которое развилось у земных существ, – мышечная помпа, другими словами, сердце и удивительно сложная система транспортировки, состоящая из сосудов и уникальной соединительной ткани – крови.