В ряде мест по ходу вен расположены многочисленные и чрезвычайно эффективные клапаны. Эти клапаны, на которые в свое время обратили внимание величайшие анатомы прошлых веков — Фра Паоло Сарпи, Везалий и другие, могут открывать дорогу крови только в одну сторону — к сердцу. Только в этом направлении может пройти через них кровь. Если поток крови устремится от сердца, то он сам закроет клапаны и не сможет двигаться вспять. Кроме того, следует иметь в виду, что вены располагаются между скелетными мышцами. При любом движении тела одна из этих мышц сокращается и давит на вены. Давление скелетных мышц перегоняет кровь от одного клапана к другому, все ближе к сердцу. Каждый очередной клапан, пропустив кровь, закрывается и препятствует току в обратном направлении. Так, шаг за шагом, по своеобразному «клапанному лифту» кровь поднимается вверх и в конечном итоге возвращается в сердце.
Если человек мало двигается или подолгу остается в неизменной позе, вынуждая мышцы к бездействию, то тем самым подъем венозной крови к сердцу, особенно из нижних конечностей, затрудняется. В результате ноги «затекают», появляется ощущение неудобства.
В тех случаях, когда значительные количества крови не поступают из ног к сердцу, может начаться варикозное расширение вен. Это обычно происходит с людьми, которым по роду работы приходится много стоять, или же с теми, у кого вены теряют эластичность, а клапаны — способность плотно закрываться. В таких случаях кровь застаивается в венах и вызывает их набухание.
Не считая этого дефекта, который является скорее следствием неправильного образа жизни, нежели ошибкой природы, проблема подъема венозной крови к сердцу решена вполне удовлетворительно.
Кровь человека очень похожа на первозданное море. Имеющиеся между ними различия вызваны тем, что в свое время море было внешней средой, которая питала находящиеся в нем простейшие клетки и организмы, в то время как наша кровь является внутренней средой, соответствующей более специализированным нуждам организма, в котором она заключена.
Своей обширной поверхностью море соприкасалось с воздухом, поглощая кислород, который затем доставлялся примитивным организмам. Система замкнутой циркуляции — кровообращения — не имеет прямого контакта с воздушной средой, и обмен кислорода на углекислоту происходит в ней иначе. Для выполнения этой жизненно необходимой функции кровь выработала специфические структуры — красные кровяные тельца. Аналогично, и во многом по тем же причинам, в крови возникли и другие элементы и структуры, которых не было в первобытном море.
И все же, несмотря на десятки миллионов лет, прошедших с тех пор, как наши предки покинули первозданное море и приспособились к жизни на суше, жидкая составная часть нашей крови и вода древнего моря остались почти идентичными по своему неорганическому химическому составу.
Кровь, в ту пору вытеснившая море, но в чем-то главном оставаясь тем же морем, по своему составу была все же значительно более сложной жидкостью, содержавшей во взвешенном состоянии плотные элементы. Что представляют собой эти элементы, каков состав жидкой части крови — это была загадка, над разрешением которой в течение многих столетий бились виднейшие ученые. На некоторые из них удалось ответить полностью, а к решению других мы только еще приблизились.
Рис. 25. Усовершенствованная техника микроскопирования позволила получить великолепный фотоснимок эритроцита в капилляре собаки.
Капилляр, представленный в поперечном сечении, как бы охватывает эритроцит.
Изучение природы крови стало возможным лишь по мере дальнейшего усовершенствования микроскопа и методов его использования, благодаря применениям новейших достижений химии и других наук, а также появлению новых приборов и инструментов.
Плотные элементы крови — красные кровяные тельца, различные виды лейкоцитов и особые образования, названные тромбоцитами, которые фактически не являются клетками, взвешены в плазме.
Красные тельца, или эритроциты, — наиболее многочисленные клетки крови. В их функции входит доставка кислорода к тканям и удаление из организма углекислоты. Количество красных кровяных телец подвержено некоторым колебаниям, но обычно оно составляет в среднем около 35 триллионов. В одном кубическом миллиметре крови мужчины (примерно 1/25 капли) содержится от 5 до 5,5 миллиона красных телец. По какой-то непонятной причине в равном объеме женской крови красных телец на полмиллиона меньше.
Однако пол — не единственный фактор, влияющий на количество красных кровяных телец у человека. У людей, живущих в высокогорных районах, например в Тибете и Андах, число эритроцитов примерно на 30 % больше, чем у жителей морского побережья. При переезде из низменностей в высокогорные места, даже на непродолжительное время, у людей почти немедленно повышается количество красных кровяных телец. Их число в нашей крови возрастает также во время физических упражнений и любой мышечной нагрузки, в моменты эмоционального возбуждения или при повышении температуры окружающей среды.
Например, у людей и животных, работающих в глубоких шахтах, где атмосферное давление выше, чем на поверхности земли, количество эритроцитов по сравнению с жителями морского побережья меньше. В любом случае, когда организм нуждается в дополнительном снабжении кислородом, в кровообращение вводятся новые порции переносящих его красных телец. Когда же потребность тела в кислороде уменьшается, сокращается и количество красных телец в крови.
Судя по всему, увеличение количества циркулирующих красных кровяных телец вызывается одним из двух важных факторов: либо возрастает скорость образования этих элементов крови, либо же селезенка, орган, расположенный в верхней левой части брюшной полости и, помимо прочих функций, играющий роль резервуара для эритроцитов, выпускает дополнительно красные тельца в систему кровообращения.
Жизненный цикл красных кровяных телец весьма непродолжительный и бурный. Они образуются в костном мозгу позвоночника, ребер и других костей и проходят через несколько стадий, прежде чем приобретают окончательную форму. В первоначальный момент своего появления красное кровяное тельце — сравнительно большая клетка, практически бесцветная, с довольно крупным ядром и всеми другими чертами, характерными для живой клетки. По мере своего развития она уменьшается, постепенно лишается ядра и вбирает в себя гемоглобин, который и придает ей красный цвет. На этой стадии клетка попадает в кровь и превращается в окончательно сформированное красное кровяное тельце.
Зрелый эритроцит — это круглый, плоский и гибкий двояковогнутый диск. Эти свойства эритроцита увеличивают его поверхность, а следовательно, и способность связывать кислород. Благодаря им он также обладает возможностью сгибаться и свертываться при прохождении через узкий просвет капилляров.
Совершая круговое движение по системе кровообращения со средней скоростью 1–2 оборота в минуту, красные кровяные тельца подвергаются множеству опасностей. Мчась по сосудам, они наталкиваются на другие клетки; их подстерегают и другие неожиданности. Этим объясняется довольно короткая продолжительность жизни эритроцитов — она составляет 90–125 дней. Когда изношенные или состарившиеся эритроциты в ходе своего путешествия по системе кровообращения попадают в селезенку, их захватывают и разрушают крупные клетки — так называемые макрофаги. Макрофаги сохраняют железо, содержащееся в гемоглобине красных телец, и вновь возвращают этот ценнейший материал в организм человека.
Без гемоглобина ткани нашего тела могли бы задохнуться. Гемоглобин — это удивительное вещество, которому красные кровяные тельца обязаны своим цветом, — находится в родстве как с зеленым хлорофиллом растений, так и с пигментами, ярко окрашивающими оперенье птиц. Но у него есть важная особенность: гемоглобин содержит железо. Железа, которое содержится в крови взрослого человека, хватило бы на изготовление двухдюймового гвоздя. Именно благодаря этому железу гемоглобина красные кровяные тельца обладают способностью транспортировать необходимый для жизни кислород.
Как известно, на воздухе обычное железо быстро ржавеет, так как оно легко вступает в соединение с кислородом. Обычное окисленное железо не склонно отдавать кислород. Но железо составляет лишь незначительную часть гемоглобина. В основном же гемоглобин состоит из пигмента, называемого порфирином, и белковой субстанции — глобина. В соединении с этими веществами железо приобретает совершенно своеобразную способность к взаимодействию с кислородом — оно может с такой же легкостью отдавать кислород, как и соединяться с ним. Эта особенность, на которой мы подробнее остановимся ниже, позволяет крови без задержки снабжать любую клетку организма необходимым ей кислородом.
