Вокруг Света - Вокруг Света 2006 №10

Интересные сведения о клетках можно получить, разглядывая поджелудочную железу. На самом деле это не одна железа, а несколько под одной крышей. Здесь есть клетки (они называются ацинарными), синтезирующие пищеварительные ферменты. Каждая из них похожа на мешочек. А 8—12 клеток объединяются в мешок покрупнее и наполняют его пищеварительным соком. Содержимое каждого мешка изливается в проток железы и двенадцатиперстную кишку. Между этими мешками вкраплены островки, состоящие из инсулоцитов — клеток внутренней секреции. Они синтезируют гормоны, в том числе всем известный инсулин, а также вещества, которые снижают кровяное давление и стимулируют работу поджелудочной железы. Продукция инсулоцитов поступает в кровь.

Каждый тип секреторных клеток выглядит по-своему, но всех их объединяет наличие секреторных гранул — пузырьков, где содержатся активные вещества. Это очень важная деталь. Именно в гранулах секрет хранится и доставляется к месту назначения, не смешиваясь с другими веществами и не включаясь раньше времени в работу. Гранулы есть и у клеток других желез, и у остеокласта, и у тучной клетки. Впрочем, любая клетка, независимо от ее развития и основной функции, синтезирует чуть-чуть гормона для связи с другими клетками, органами и тканями.

Помимо всеобщей капельной связи клетки практикуют и связь электрическую. Ее осуществляют нейроны. Они безошибочно узнаются по отросткам — аксонам. Один или несколько, короткие или длинные, прямые или разветвленные, но они обязательно есть в любой нервной клетке. По ним от клетки к клетке несется электрический сигнал, поэтому аксон можно уподобить электрическому проводу. А провод необходимо изолировать. Это делают клетки глии. Они всегда при аксоне — будто бы оборачивают его.

Один или несколько обернутых аксонов образуют нервное волокно, которое, как путеводная нить, приведет нас в любое место тела, даже на его край — в кожу. От окружающего пространства тело отделяют пять слоев эпителиальных клеток. Они стоят, плотно сомкнув ряды, всегда готовые противостоять любому вторжению. Начиная жизнь в самом нижнем слое, клетки эпителия постепенно продвигаются вверх и заканчивают свое существование в виде высохшей роговой чешуйки на поверхности кожи.

Не все клетки умирают естественной смертью. Например, в случае сильных ожогов врачи пытаются реконструировать поврежденную кожу путем пересадки клеток. Однако клетки-доноры приходят в чужой организм, как эмигранты: они выполняют положенную работу, но приживаются на новом месте плохо. Если же ученые смогут разгадать секрет, как без побочных эффектов компенсировать убыль клеток и правильно восстанавливать нарушенные между ними связи, — это будет настоящий прорыв в медицине.

Наталья Резник, кандидат биологических наук

Читайте также на сайте «Вокруг Света»:

Природные каверзы на уровне клетки

Выключатель для генов

Мифы о генах

Кто быстрее?

Цветовая дифференциация недугов

Современные ракеты на химическом топливе отлично справляются с задачей вывода на орбиту космонавтов и геостационарных телекоммуникационных спутников. Однако для полетов к далеким планетам они не слишком хороши — тут важна не высокая мощность, пусть и на краткое время, а долгая, стабильная работа и небольшая масса двигателя. Струя раскаленных газов из обычной "химической ракеты течет «медленно». А вот в ионных двигателях, например, скорость выбрасываемого потока атомов может быть выше на порядок, и, значит, топлива потребуется на порядок меньше. Об этом писал еще Циолковский, но только теперь мы приближаемся к решению задачи.

Ракета Atlas 5 установила рекорд скорости при старте с Земли

Американская межпланетная станция New Horizons, которая стала самым быстрым в истории космическим аппаратом, была выведена на траекторию полета к Плутону 19 января 2006 года. Ее скорость относительно Земли в момент отделения от ракетыносителя составила 16,207 км/с и вплотную приблизилась к третьей космической — барьеру, после которого тело навсегда покинет пределы Солнечной системы. Станцию весом 465 кг вывела на орбиту новейшая ракета Atlas 5, оснащенная традиционными реактивными двигателями. New Horizons будет лететь до Плутона долго, почти 10 лет. И это несмотря на предстоящий ускоряющий гравитационный маневр при пролете Юпитера .

Несмотря на то что New Horizons на данный момент является практически венцом технической мысли, ясно тем не менее, что ракеты с химическими двигателями почти исчерпали свой потенциал в межпланетных полетах. Можно бесконечно совершенствовать карету, но автомобиль все равно поедет быстрее, поэтому все чаще с задачей окончательного разгона и маневра справляются двигатели, использующие нетепловой способ разгона отбрасываемой массы. New Horizons не оснащен такими двигателями, но можно не сомневаться, что уже в самом недалеком будущем они перехватят пальму первенства у химических ракет.

Для того чтобы вывести космический аппарат хотя бы в район Юпитера, надо придать ему у Земли скорость не менее 14 км/с. Обычно старт таких аппаратов производится с промежуточной орбиты. Если делать это с помощью существующих ракет-носителей и разгонных блоков, оснащенных химическими двигателями, то к планете улетает очень маленький объект — в 5—10 раз меньше по массе, чем выведенный на низкую околоземную орбиту разгонный блок. А ведь космическому кораблю надо еще затормозить при подлете, чтобы стать спутником исследуемой планеты. Вот и получается, что полезная масса исследовательской аппаратуры ограничивается всего парой сотен килограммов.

Несмотря на доведенную почти до совершенства технологию существующих химических ракетных двигателей, невысокий предел скорости истечения продуктов горения становится той стеной, которую нельзя пробить… Но, как ни странно, можно объехать! Это позволяют сделать ракетные двигатели, в которых источник энергии и отбрасываемая масса разделены.

До исследования подледной воды на Европе дело пока не дошло

С каким багажом лететь на Европу?

В 1970-х годах американские зонды Voyager 1 и Voyager 2, пролетавшие в окрестностях Юпитера, обнаружили ледяной покров на его естественных спутниках Каллисто, Ганимеде и Европе. В 1995 году на орбиту вокруг Юпитера была выведена автоматическая станция Galileo, которая зафиксировала признаки воды под ледяным покровом Европы. Ученые предположили, что в этой воде вполне могла зародиться жизнь, пусть и в самых примитивных формах. Именно в связи с этим стали разрабатываться проекты детального исследования ледяных лун Юпитера, в первую очередь Европы. Космические автоматы, которые побывали в этом районе Солнечной системы, можно пересчитать по пальцам. Даже самый крупный и сложный из них, Cassini, для исследования ледяного панциря Европы и жидкого океана под ним не пригоден. Для этого необходим переход на качественно новый уровень: станция должна быть сложнее и, соответственно, многократно тяжелее всех запущенных до сего дня зондов. Предполагается, что такая станция выйдет на орбиту спутника малой планеты и будет изучать ее с помощью мощного радиолокатора. По прогнозам, толщина ледяного покрова Европы составляет порядка 70—80 км. Таким образом, мощность излучения радара, который сможет «достать» до подледной воды, должна составлять несколько десятков киловатт, а масса научной аппаратуры, обеспечивающей его работу, — порядка тонны! Немаленьким должен быть и передатчик, который обеспечит непрерывную доставку научной информации на Землю. Для сравнения напомним, что масса приборов станции Galileo составляла всего 118 кг, а максимальная мощность системы энергоснабжения на основе радиоизотопных термоэлектрических генераторов во время полета около Юпитера не превышала 0,5 кВт.