Айзек Азимов - Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

Неэффективный способ, которым такой человек извлекает пользу из пищи, критически проиллюстрирован участью глюкозы, содержащейся в его организме. Жидкость, выходящая из клубочка, конечно, всегда содержит глюкозу, но в процессе ее прохождения через каналец вся глюкоза повторно абсорбируется так, что нормальная моча не содержит глюкозы. Однако при этой форме диабета концентрация глюкозы в крови возрастает до высокого уровня, и канальцам становится все труднее и труднее повторно абсорбировать ее. Наконец наступает момент, когда повторная абсорбция осуществляется не полностью. Тогда говорят, что концентрация глюкозы поднялась выше почечного порога, и она появляется в моче. Присутствие формы сахара в крови, как оказалось, было открыто в древние времена, когда было замечено, что такая моча привлекает мух. Тщательные анализы должны показать присутствие сахара в моче, и такая болезнь, следовательно, называется сахарный диабет – по-латыни diabetes mellitus (что значит «мед»). Сахарный диабет – болезнь гораздо опаснее и встречается гораздо чаще, чем несахарный диабет. Когда говорят «диабет», обычно подразумевают сахарный диабет.

То, что с мочой выбрасываются полезные пищевые продукты, – а это малоэффективно, – не проходит без компенсации. Если позволить концентрации глюкозы в крови повышаться бесконтрольно, то вязкость крови возрастет так, что циркуляция ее нарушится, что приведет к фатальному результату. Удаление глюкозы из организма – вещь расточительная, но продлевает жизнь.

С точки зрения диагностики ценность глюкозы в моче в том, что ее присутствие может быть легко обнаружено с помощью анализа, и это верный признак основательно запущенного диабета. Эта болезнь сейчас лечится инъекциями инсулина, получаемого от домашних животных, убиваемых в пищу, и диагностировать диабет лучше как можно раньше, до того, как глюкоза появляется в моче. Это делается с помощью анализов крови.

Присутствие других несвойственных составляющих в моче также может служить показателем химических нарушений обмена в организме; эти нарушения, к счастью, не столь серьезны, как диабет. Иногда аминокислоты, строительные блоки белка, появляются в моче в превышающем норму количестве; иногда появляются определенные продукты распада. Есть, к примеру, вещество, называемое гомогентизиновая кислота , которая появляется в моче некоторых людей, от рождения лишенных способности надлежащим образом расщеплять аминокислоту тирозин. Моча, содержащая гомогентизиновую кислоту, будет при определенных условиях через некоторое время приобретать черный цвет, но, несмотря на этот потрясающий факт, болезнь эта ни в коей мере не считается серьезной.

Принцип действия почек основан на том, что все отходы, которые должны быть устранены, могут вымываться из организма потоком воды. Естественно предположить, что эти отходы растворимы в воде. К сожалению, это не совсем так. Некоторые вещества, выводимые из организма с помощью почек, не всегда растворимы в воде. К примеру, мочевая кислота. Хотя человек выводит ее из организма в небольших количествах, в моче она совершенно нерастворима. Другие млекопитающие разлагают мочевую кислоту на лучше растворимые составляющие, но приматы, включая человека, не обладают такой способностью. И опять же, некоторые неорганические ионы, обычно присутствующие в моче, могут соединяться и образовывать нерастворимые субстанции, такие, как фосфорнокислый кальций и оксалат кальция.

Тогда вопрос состоит в следующем: как выводятся эти нерастворимые вещества? Ответ состоит в том, что даже твердые вещества могут уноситься потоком воды, если присутствуют в виде достаточно небольших частиц. В моче часто содержатся микроскопические кристаллы твердого вещества, которые моча увлекает без особого труда. Эти кристаллы не имеет особой тенденции к агрегации (слипанию в единое целое) в обычном состоянии. Причины тому точно не установлены, но вполне приемлемо предположить, что отдельный крошечный кристалл покрыт тонким слоем какого-либо защитного вещества, такого, как белок мукополисахарид, который удерживает их от агрегации, даже когда они приходят в контакт друг с другом. У некоторых людей это защитное устройство не срабатывает, и тогда возникает тенденция к слипанию кристаллов в почечные камни или мочевые конкременты. Они легко становятся слишком большими, чтобы проходить через мочеточник. В некоторых случаях камни из фосфорнокислого кальция (которые растут быстро) могут заполнить почечную лоханку. Камни из оксалата кальция, которые растут гораздо медленнее, зазубренные и неправильной формы, вызывают интенсивную боль (подобно во много раз усиленной и непрекращающейся боли в желудке), когда застревают в мочеточнике. Боль от почечных камней иногда называется почечная колика из-за этого сходства с кишечными болями, хотя не имеет никакого отношения к кишечнику.

Органические вещества также могут, хотя гораздо реже, образовывать камни. Аминокислотный цистин – это обычный компонент белков и наименее растворимая из аминокислот. Он иногда экскретируется в небольших количествах в моче и может собираться, образовывая камень в мочевом пузыре. Действительно, цистин был впервые выделен из такого камня в мочевом пузыре, и его название происходит от греческого слова, обозначающего мочевой пузырь.

Мочевая кислота также может образовывать камни, и здесь возникает новая опасность. Иногда мочевая кислота откладывается в суставах конечностей, особенно большого пальца ноги, отчего возникает чрезвычайно болезненное заболевание – подагра. Подагра была более распространена в прошлом, нежели теперь, отчасти из-за того, что состояния, которые прежде диагностировались как подагра, теперь диагностируются как некая форма артрита.

У примитивных животных, как у одноклеточных, так и у многоклеточных, внешняя поверхность контактирует с окружающей средой, и именно на внешней поверхности происходит большая часть взаимодействий с окружающей средой. Однако по мере того, как животные становились сложнее, все больше и больше таких взаимодействий осуществлялось на внутренней поверхности. Возник пищеварительный тракт и был помещен вовнутрь. Система органов дыхания и система выделения эволюционировали как внутренние органы. Лишь очень небольшая часть внешней поверхности стала иметь отношение к потреблению пищи и воздуха, а также к избавлению от отходов. Внешняя поверхность, за исключением незначительных областей, могла поэтому сохраниться для пассивной защиты.

Многие типы животных обзавелись разнообразными панцирями (оболочками), которые служили такой защитой. Эти оболочки, тем не менее, добавляли вес и снижали чувствительность животного к стимулам внешнего мира, а также ограничивали его подвижность. Хордовые, с их внутренним остовом, могли позволить себе оставаться без панциря, и риск, вытекающий отсюда, должен был компенсироваться улучшением оперативности. Даже при этом победа беспанцирных не была быстрой. Среди беспозвоночных хордовых оболочечные обзавелись «туникой», выполняющей функцию панциря. Что же касается позвоночных, первые два класса подкрепляли свой внутренний скелет также и внешним скелетом. Фактически, как я объяснял в первой главе, кости сначала развивались не как внутренний скелет (который оставался хрящевидным миллионы лет), а как внешний панцирь. Даже у человека ключица и кости черепа унаследовали признаки этого наружного панциря, втянутого теперь внутрь и покрытого кожей.