Рафаил Нудельман - Неизвестное наше тело. О полезных паразитах, оригами из ДНК и суете вокруг гомеопатии...

На первый взгляд 2,5 литра не так уж много. Но это взгляд именно первый — и неверный. Наш организм (как, впрочем, и любой другой живой организм) очень тонко запрограммирован природой и не терпит серьезных отклонений от гомеостаза, то бишь от условий, обеспечивающих динамическое равновесие всех идущих в нем биохимических процессов, именуемых «жизнью». В особенности не терпит он дегидратации, что и понятно, в свете вышесказанного. Потеря воды немедленно нарушает такие важнейшие параметры гомеостаза, как солевой обмен и осмотическое давление [1] Осмотическое давление — это разница давлений по обе стороны полупроницаемой мембраны, порожденная разницей концентрации раствора; при наличии такого давления растворитель течет через мембрану, чтобы уменьшить эту разницу. в клетках и крови. Поэтому теряемую за день воду нужно возмещать. Хочешь не хочешь, а нужно пить. И если мы сами этого не понимаем, природа (в лице нашего организма) нам об этом напоминает. Она придумала для этого замечательный механизм, который, кстати, всем нам хорошо знаком с раннего детства. Этот механизм называется «жажда».

С жаждой дело обстоит так. В мозгу есть очень важный, выполняющий великое множество разных функций участок — гипоталамус. В этом участке есть группа нейронов, которую ученые так и назвали — «центр жажды». И правильно сделали. Потому что именно в этот центр приходят сигналы из нескольких разных мест, где первым долгом ощущается нехватка воды. Одно из этих мест — слизистая оболочка нашего рта. Она непрерывно «смазывается» слюной. Нехватка воды вызывает нехватку слюны, и тогда слизистая оболочка рта высыхает. А в ней находятся нервные окончания, которые реагируют на такое «нарушение порядка», — они немедленно доносят об этом «по начальству», то есть посылают нервный сигнал. Куда? Конечно, в центр жажды, эти нейроны изначально связаны именно с этим центром. Но это еще не все. Нехватка воды быстро сказывается и на состоянии крови. Как я уже сказал, кровь — это раствор. Она состоит из воды и растворенных в ней веществ (прежде всего белков-альбуминов, но также глюкозы, минеральных ионов, гормонов и т. п.) Если воды становится меньше, концентрация растворенных в ней веществ становится, естественно, больше. Это ведет к росту осмотического давления крови. А у центра жажды есть «свои люди» также и в кровеносных сосудах. Это специальные датчики, которые называются «осморецепторы». По сути, это тоже окончания нервных волокон, которые немедленно сигнализируют гипоталамусу, что осмотическое давление в крови изменилось против нормы. Третье место, где нехватка воды вызывает серьезное недовольство, — это почки. Здесь рост осмотического давления крови тоже улавливается осморецепторами, и по их сигналу почки реагирует на это усиленным производством некоего гормона. Избыток этого гормона в крови сигнализирует гипоталамусу, что воды в организме маловато. И когда все эти сигналы сходятся в одном и том же месте, количество, как говорится, переходит в качество — становится ясно, что нужно принимать срочные меры.

Я нарочно рассказал все это так подробно — хочется показать, как искусно (и как сложно) увязана в нашем организме каждая мелочь, даже такая на первый взгляд «простая», как желание пить. Сильно недостает воды — и вот в гипоталамусе, в его центре жажды, раздаются сразу три тревожных звоночка — от слизистой рта, от крови и от почек. А что делает этот центр? Он тотчас посылает донесение об этом в тот район головного мозга, который заведует эмоциями. А там, в этом районе, есть участок, который активируется этим донесением и немедленно ввергает нас в безошибочно понятное и знакомое состояние — нам чего-то хочется. Более того, мы начинаем понимать, чего именно нам хочется. Нам хочется пить, и теперь мы не успокоимся, пока не выпьем. Как сказал поэт, «если я чего решил, я выпью обязательно». Мы ощущаем жажду, и мы жадно припадаем — к стакану, к крану, к бутылочке. И что тогда? Снова чудеса природы. Замечали ли вы, что с первым же глотком ощущение жажды как рукой снимает? И действительно, оно пропадает первым, еще до прихода воды в желудок, а все потому, что нервные окончания в слизистой рта успокаиваются сразу же с первым смачиванием. Затем вода попадает в желудок и растягивает его. Тогда «механорецепторы» желудка, реагирующие на давление в нем (это они, гады, создают наше ощущение тяжести в животе), посылают в гипоталамус соответствующий сигнал, и центр жажды еще более успокаивается. Затем осмотическое давление крови спадает до нормы, «осморецепторы» перестают трезвонить, и тогда центр жажды успокаивается совсем и перестает просить о помощи. В эмоциональных участках коры «дают отбой»: водный гомеостаз восстановлен.

А что, кстати, происходит в это время в почках? Мы сказали о слизистой, о крови, а о почках забыли. А в них, оказывается, тоже происходит в это время интересный процесс. И мало того что интересный, но, как недавно выяснилось, имеющий прямое отношение к вопросу о том, почему мы не пьем ночью. Вот этот процесс вкратце. Гормональный сигнал почечной тревоги, приходящий в гипоталамус, вызывает у гипоталамуса гормональный же ответ: оттуда тотчас же посылается нервный сигнал в соседний (и тоже очень важный) участок мозга — гипофиз, где в определенном месте хранятся готовые молекулы некого гормона по названию «антидиуретический гормон», или АДГ (он же вазопрессин). Получив сигнал из гипоталамуса, гипофиз немедленно выделяет этот АДГ в кровь, и сей гормон, распространяясь по сосудам вместе с кровью, вскоре достигает своей цели. А цель эта — почки. (Вообще-то у АДГ есть много других функций: в сосудах, где он влияет на кровяное давление, и в мозгу, где он определяет социальное поведение, — но сейчас нам важно только его действие на почки.) Как только молекулы АДГ усаживаются на предназначенные для них рецепторы почечных клеток, под их влиянием расширяются почечные канальцы и вода из первичной мочи уходит обратно в почечные клетки, а оттуда всасывается в кровь (этот процесс обратного всасывания воды называется реабсорбцией). Что и требовалось совершить.

Так почему же все-таки нам не хочется (как правило) пить ночью? Ведь воду, хоть и в малых количествах, мы теряем и ночью: выдыхаем с воздухом, отдаем (если жарко) с потом, тратим на производство мочи. Надо думать, что природа и тут придумала некий механизм, который помогает нам компенсировать ночные потери воды без появления чувства жажды. Какой же это механизм, интересно? Ответить на этот вопрос взялись недавно канадские исследователи Бурке и Трудель из университета Макгилл в Монреале. Они провели исследования и пришли к занятному выводу, каковой опубликовали в сентябре 2011 года. Оказалось, ради нашего удобства, чтобы нам не вставать ночью от жажды и не искать на ощупь, с грохотом роняя стулья, запропастившийся стакан, природа мобилизовала ни больше, ни меньше наши биологические часы. Вы, конечно, слышали о них. У нас у всех (включая животных и даже насекомых, не знаю, как насчет бактерий) есть в мозгу группа нейронов (с замысловатым названием «супрахиазматическое ядро»), которые отличаются тем, что в них непрерывно происходит образование нескольких белков; за счет такого процесса (его период составляет примерно 24 часа) эта группа клеток непрерывно испускает «сигналы точного времени», рассылая их по всему организму.