Борьба со старением, или Не все мы умрем…

1.1.3. Как клетки формируют тело человека

Человечество существенно преобразовало Землю, приспособив ее для своей жизни. Ныне всю планету опутывают сети дорог, линий связи, электропередач, газопроводов. В узлах этих сетей расположены города, села, заводы, электростанции, другие объекты инфраструктуры и производства.

Примерно таким же образом сообщество клеток обустраивает свою жизнь в человеке. При этом инфраструктурной базой жизни клеток служит тело человека.

Человек создает производственные и инфраструктурные объекты из относительно небольшого набора материалов: кирпича, бетона, стекла и т. д. Клетки создают материалы для изготовления инфраструктуры (тела человека) из своих определенным образом сцепленных тел и специальных производимых клетками веществ.

Основным строительным материалом служат ткани, состоящие из клеток и производимых ими веществ. Принято выделять четыре основных вида тканей: соединительная, мышечная, нервная и эпителиальная. Органы человека – объединения клеток, выполняющие в организме определенные функции – чаще всего состоят из доминирующей ткани и соединительной. Например, сердце состоит преимущественно из мышечной ткани, поджелудочная, щитовидная и другие железы – из эпителиальной ткани, мозг – из нервной ткани и, конечно, во всех этих органах, в большем или меньшем количестве, присутствует соединительная ткань. Нервная ткань пронизывает практически все органы, придавая телу свойства управляемой из единого центра системы.

Основной формирующей тело человека конструкцией служит матрикс, что в переводе с латинского и означает «основа». Матрикс заполняет клеточное ядро, клетку, формируя ее цитоплазму, и межклеточное пространство. Внутриядерный, клеточный и межклеточный матрикс несколько отличается по составу, но в любом случае это жидкая среда, в которой находятся вещества, образующие пространственную сетевую структуру, служащую для опоры и защиты клеток и основной средой протекания большинства жизненно важных процессов. Матрикс можно сравнить с темной материей во Вселенной, которая формирует структуру галактик и галактических групп.

Совокупный объем и вес всех клеток организма человека составляет всего 20–25 % от объема или массы его тела. Однако в теле нет пустых мест. Всё остальное занимает межклеточный матрикс. Клетки фиксируются на своих местах, прикрепляясь к другим клеткам и к внеклеточному матриксу. Внутри тканей на основе матрикса формируются разнообразные межклеточные контакты, необходимые для функционирования клеток и для координации деятельности клеток в составе тканевых структур.

Внеклеточный матрикс – это трехмерная решетчатая структура, со всех сторон окружающая клетки органов. В состав матрикса входят белки коллаген и эластин, обеспечивающие его прочность и эластичность, гиалуроновая кислота, входящая в состав хрящей, слюны, кожи, и много других веществ. Вода составляет до 90 % матрикса в плазме крови и 25 % в костной ткани. Плазму крови и лимфу считают жидким внеклеточным матриксом, а кровь относят к жидкой соединительной ткани. Белки коллаген, эластин и другие вещества матрикса производятся клетками соединительной ткани фибробластами[13 - «Фибро» в переводе с латыни «волокно», а «бласта» – «зародыш»; фибробласта – «зародыш волокна».].

Межклеточный матрикс поддерживает клетки, формирует ткани и органы, обеспечивает питание и передачу разнообразных информационных сигналов. В сформированном внеклеточным матриксом межклеточном пространстве заканчиваются артериальные и берут начало венозные капилляры. Нервы так же начинаются и заканчиваются во внеклеточном матриксе, приводя в действие нервные сигналы или осуществляя сбор информации. В матриксе обитают многие иммунные клетки (макрофаги и тучные клетки), которые очищают и защищают организм. Структура внеклеточного матрикса организована таким образом, что она позволяет ему выполнять функцию биофизического фильтра. По внеклеточному матриксу могут передвигаться токсические вещества, которые затем выводятся из организма.

С возрастом межклеточный матрикс теряет свою эластичность и упругость. Старение человека в наиболее наглядной форме проявляется именно в изменении формы и свойств матрикса. Отсюда морщинистая кожа, утончение суставов и другие бросающиеся в глаза признаки старения. Об этом мы подробно поговорим во второй и третьей частях книги.

Соединительная ткань, важнейшей частью которой является межклеточный матрикс, является самой распространенной в организме. Она присутствует во всех органах и составляет от 60 до 90 % их веса. Жир, связки, сухожилия, кости, хрящи, суставы, кровь, лимфа, внеклеточная жидкость – всё это и многое другое – виды соединительной ткани.

В соединительной ткани наиболее распространены фибробласты, синтезирующие важнейшие составляющие матрикса: коллаген и эластин. Однако компоненты матрикса могут создавать и другие клетки: клетки хрящевой ткани – хондроциты, костной ткани – остеобласты. Их могут синтезировать и клетки прилегающих органов, например клетки эпителия сосудов производят компоненты рыхлой соединительной ткани.

Около 60 % веса тела взрослого человека составляет жидкость. Большая часть этой жидкости сосредоточена в клетках. Это внутриклеточная жидкость. Примерно 20 % веса приходится на жидкость в межклеточном пространстве, которая является частью внеклеточного матрикса. Внеклеточная жидкость быстро перемещается в кровоток, затем путем диффузии выходит оттуда через стенки капилляров и смешивается с тканевой жидкостью. Она содержит ионы и питательные вещества, необходимые для поддержания жизнедеятельности клеток. Таким образом, все клетки живут в одном и том же окружении – во внеклеточной жидкости, поэтому ее называют внутренней средой организма.

Внеклеточная жидкость содержит большое количество ионов натрия, а также кислород, глюкозу, жирные кислоты и аминокислоты. Через нее из клеток выводится углекислый газ, который доставляется от клеток к легким и затем выводится из организма, и другие клеточные отходы, выведение которых осуществляют почки. Внутриклеточная жидкость отличается более высоким содержанием ионов калия и магния. Различие в концентрации ионов во внеклеточной и внутриклеточной жидкостях поддерживается благодаря особому натриево-калиевому насосу, который мы рассмотрим в следующей главе.

Костная ткань, входящая в состав соединительной ткани, придает нашему телу жесткую и, как мы скоро покажем, невероятно красивую в своей рациональности форму. Клетки молодых растущих костей, остеобласты[14 - «Остео» в переводе с латыни «кость», а «бласта – «зародыш»; остеобласта – «зародыш кости».], синтезируют уже знакомый нам коллаген и выделяют его для образования матрикса кости. Затем уже в матриксе откладываются соли кальция, образующие кристаллы и придающие костям прочность. После формирования костей во взрослом состоянии остеобласты превращаются в остеоциты[15 - «Остео» – «кость», а «цито» – «клетка»; остеоциты – «клетки кости».], которые больше не делятся. Остеоциты живут в полостях костей, а их отростки занимают костные канальца, образуя дренажную систему.

Итак, мы выяснили, что матрикс является средой протекания всех основных процессов в живом организме, а внеклеточный матрикс служит средой обитания и общения клеток. Соединительная ткань – основная формообразующая конструкция нашего тела.

Говоря о формообразовании, нельзя не упомянуть мышечную ткань. В различных органах используются разные виды мышечной ткани. Гладкая мышечная ткань используется при формировании внутренних органов: кишечника, мочевого пузыря, желудка. Мышцы в этих органах работают под руководством подсознания, или, другими словами, вегетативной нервной системы, то есть неосознанно.

Поперечнополосатая мышечная ткань составляет основу скелетной мускулатуры человека и играет очень важную роль в формировании тела человека. Она формируется из миобластов[16 - «Мио» в переводе с латыни «мышца», а «бласта» – «зародыш»; миобласта – «зародыш мышцы».]. Это небольшие одноядерные клетки, сливающиеся в процессе развития в многоядерные (до 10 тысяч ядер) клетки, которые образуют мышечные волокна длиной несколько сантиметров. Мышечные волокна имеют внутри себя сократительные элементы. Для нас важно, что для сокращения мышцы нужны энергия и ионы кальция.

Сердечную мышцу выделили в отдельный класс, так как она сочетает в себе два типа мышц (поперечнополосатую и гладкую). Составляющие ее клетки (кардиомиоциты) соединяются между собой с помощью вставочных дисков, и нервный импульс, сокращающий сердечную мышцу, распространяется веером. Импульс возникает и распространяется в клетках сердца непроизвольно, под влиянием вегетативной нервной системы.

Эпителиальные ткани служат для выстилания поверхностей различных органов и формирования различных желёз. Эпителиальные клетки всегда располагаются плотно друг к другу, образуя клеточные пласты. Между клетками эпителия имеются узкие межклеточные щели, по которым циркулирует тканевая жидкость. Занимая пограничное положение, клетки эпителия постоянно подвергаются воздействию внешней и внутренней сред. Поэтому они быстро «изнашиваются» и количество погибающих эпителиальных клеток чрезвычайно велико.

Наконец, нервная ткань обеспечивает взаимосвязь организма с окружающей средой. Она состоит из нейронов, выполняющих основную функцию, и нейроглии, обеспечивающей специфическое микроокружение для нейронов. Нервная ткань формирует нервную систему и, вместе с другими тканями, головной и спинной мозг.

Итак, как мы показали в предыдущем разделе, клетки, делясь и руководствуясь встроенными в их ДНК правилами, превращаются в нужные как раз в это время и в этом месте ткани и органы. Таким образом, они формируют наши органы в точно определенных друг по отношению к другу местах и с пугающей точностью и совершенством создают человеческое тело, которое своей божественной красотой вдохновляло художников, скульпторов и поэтов.

Людям дано остро чувствовать красоту пропорций природы и человеческого тела. Оказывается, эту красоту можно выразить математически. Вся Вселенная от галактик до ДНК сформирована по единому закону пропорциональности, названному «золотым сечением».

Проще всего показать золотое сечение можно, поставив на отрезке точку так, чтобы меньшая часть отрезка относилась к большей части так же, как большая часть – к целому отрезку. Золотое сечение принято обозначать буквой ?, приблизительно оно равно 1,618[17 - А точно 

.]. Впервые теорию золотого сечения изложил монах Лука Пачоли в книге с весьма пафосным названием «Божественная пропорция» (1509 г.). Это тот самый Лука Пачоли, который создал современный бухгалтерский учет и ввел основополагающее правило двойного счета.

С золотым сечением тесно связана последовательность, или ряд, Фибоначчи: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 и так далее. Каждый последующий член ряда Фибоначчи равен сумме двух предыдущих. Каждое число из ряда Фибоначчи, разделенное на предыдущее, имеет значение, стремящееся к числу ? – золотому сечению.

Спираль Фибоначчи является графическим отображением этого ряда.

Рис. 1.1.3. Спираль Фибоначчи

Проявлениям золотого сечения, ряда и спирали Фибоначчи в природе несть числа. Приведем наиболее броские примеры.

• Во Вселенной все известные человечеству галактики существуют в форме спирали, соответствующей формуле золотого сечения. Аналогичную форму имеют области циклонов и раковины моллюсков.

• Расположение семян в подсолнечнике и шишках сосны, строение ананасов, кактусов и лепестков роз соответствуют спиралям Фибоначчи.

• Все геометрические фигуры в снежинках построены по формуле золотого сечения.

Рис. 1.1.4. Спиральная галактика Водоворот, циклон над Исландией и раковина моллюска (слева направо)

• Отношение длины спирали ДНК к ширине составляет 1,618.

• Отношение роста человека к расстоянию от его ступней до точки пупа равно 1,618.

• Расстояние от уровня плеча до макушки головы, деленное на размер головы, равно 1,618.

• Расстояние от точки пупа до коленей, деленное на расстояние от коленей до ступней, равно 1,618.

• Расстояние от кончика подбородка до верхней линии бровей, деленное на расстояние от верхней линии бровей до макушки, равно 1,618.

Рис. 1.1.5. Золотые пропорции в теле человека

Это означает, что в программе формирования тела человека, встроенной в ДНК каждой клетки, как-то заложены довольно точные пропорции тела и всех органов. Примечательно, но, конечно, менее удивительно, что золотая пропорция присутствует в лучших архитектурных, живописных и скульптурных произведениях. Их создатели, естественно, старались отобразить естественную красоту мироздания.

1.1.4. Как клетки живут в нашем теле

В развитых странах человек сумел создать себе довольно комфортную среду обитания. Он удовлетворяет все свои потребности за счет результатов труда других людей и сам поставляет на рынок результаты своего труда. Кроме того, уже в рамках государства он выполняет свои гражданские обязанности и функции, например служит в армии. Заводы, фабрики и фермы, магазины связаны с другими предприятиями в сложные производственные и товаропроводящие цепочки. Если какая-то из этих цепочек прерывается, связанные с ней предприятия начинают испытывать значительные трудности и часто вынуждены прекращать свою работу.

Клетки в теле человека также неплохо обустроились. Они отличаются от людей гораздо большей специализацией. Если человек может сначала поработать на машиностроительном заводе, потом пойти в армию, а затем пойти работать на хлебокомбинат, то клетка навсегда выбирает свой жизненный путь в соответствии с заложенным в ее ДНК единым для всех клеток правилом. При этом она может быть спокойна: другие клетки в соответствии с тем же правилом обеспечат ее всем необходимым для жизни. Она же должна только хорошо выполнять свои функции, однозначно связанные с местом ее работы и жизни.

Потребности клеток практически совпадают с основными потребностями человека и других живых существ. Клетка нуждается в пище, кислороде, защите от враждебных вторжений, комфортной окружающей среде (температура, кислотность и т. д.) и выведении отходов жизнедеятельности. Всё это предоставляет ей сообщество клеток, называемое человеком, в обмен на ее работу в интересах всего сообщества и выполнение установленных правил. Всё как у людей.

Конечно, у человека, в отличие от клеток и даже, по-видимому, от высокоразвитых животных (обезьян, собак и т. д.), есть духовные, возвышенные потребности. Человеку свойственно задумываться о смысле жизни, о смерти, красоте, Боге. Однако, во-первых, это свойственно далеко не всем людям и, во-вторых, по современным научным воззрениям все их возвышенные мысли и душевные переживания не что иное, как скоординированная работа сосредоточенных в мозге клеток.

Многие люди почему-то склонны, с одной стороны, одушевлять вещи, например разговаривать с телевизором или с автомобилем как с живым существом. С другой стороны, принижать мыслительные возможности животных, говоря, что их поведение полностью определяется инстинктами. При этом мало кто может объяснить, что такое инстинкт, где он хранится и как функционирует. Вообще, незнание часто прикрывают непонятным термином.

Современная наука считает, что наш мыслительный процесс и эмоции производятся сообществом наших клеток. При этом об одной клетке, участвующей в создании нашего Я, в контексте ее собственных устремлений говорить не принято. В то же время клетка, по всей видимости, стремится к сохранению своей жизни, как любое живое существо, и, наверно, жизни всего организма, а также к размножению путем деления. Она может покончить жизнь самоубийством и даже восстать против установленного в организме порядка и самой собственной смерти, став раковой.

Осмысленно ли как-то пытаться общаться со своими клетками? Пока этого никто не знает. Однако наши мысли о клетке – это всего лишь определенная деятельность одного сообщества клеток (в мозге) по отношению к клетке, расположенной в том же организме. Клетки организма всю их жизнь находятся в постоянном, довольно тесном общении. Так что мысль, в принципе, можно рассматривать как одну из форм межклеточного взаимодействия клеток. Поэтому психологические практики, основанные на попытках сознательного влияния на жизнедеятельность собственных клеток и их сообществ, могут оказаться достаточно эффективными при противодействии болезням и старению. Мы вернемся к этим практикам в третьей части книги.

А сейчас рассмотрим более обыденные и прозаичные потребности отдельной клетки. Итак, клетка находится на своем обычном месте в определенном органе и выполняет свои функции в ожидании, что другие клетки удовлетворят ее потребности. И они это делают.

Потребность клетки в кислороде удовлетворяют в основном клетки легких и крови. При вдохе кислород воздуха проходит носоглотку, гортань, трахею и попадает в бронхи и в легкие. Клетки легких производят интенсивный газообмен с кровью. Молекулы кислорода прикрепляются к специально для этого существующим клеткам крови (эритроцитам), а углекислый газ и другие отработанные продукты жизнедеятельности клеток переходят из крови в клетки легких и выбрасывается с выдохом. Подробнее о системе дыхания будет рассказано в главе 1.3.