Биология в вопросах и ответах

Какую работу выполняет сердце?

О т в е т: человеческое сердце – невероятно выносливый орган. Несмотря на то, что сердце составляет всего 1/215 часть массы тела у мужчин и 1/250 – у женщин и весит в среднем 220–300 грамм, каждую секунду оно перегоняет по сосудам около 70 миллилитров крови, что соответствует 6 тысячам литров в сутки. За 70–72 года жизни сердце перекачивает 160 миллионов литров крови и совершает при этом работу, равную работе эскалатора, поднимающего электричку на вершину горы Эверест.

Какая польза в зевании?

О т в е т: зевота (глубокий затяжной вдох и короткий выдох при широко открытом рте) – это рефлекторный акт, являющийся признаком усталости или нехватки кислорода. Однако наряду с проявлением дискомфортного состояния зевота выполняет и защитную функцию для организма. Во время зевания дыхательные пути расширяются, лицевые и челюстные мышцы расслабляются, после чего наступает короткая пауза, во время которой весь организм отдыхает. Исследования и экспериментальные наблюдения подтверждают, что зевота помогает уставшему организму (зевают и люди и животные) дольше находиться в состоянии бодрствования.

Почему появляется седина?

О т в е т: цвет волос, а также длительность его сохранения, обусловливается количеством содержащегося в них пигмента, который является генетической особенностью каждого человека. Основные причины потускнения и поседения волос – возраст, нервные перегрузки и неблагоприятная экология. Самое раннее изменение цвета волос выявлено у представителей белой расы, более позднее – у негроидной, а у индейцев седина начинает появляться лишь к 70 годам. Поседение волос происходит из-за недостатка тирозина, содержащегося в качестве компонента практически во всех белках. А потому седина может возникнуть раньше времени у людей, которые увлекаются диетами, исключающими богатые белком продукты.

Кроме того, седина может появляться при нарушениях нервной и эндокринной систем, при ограниченном поступлении в организм витаминов, а также при дефиците меди.

А вот предотвратить этот процесс поможет парааминобензойная кислота, которая способствует полноценному усвоению белков, а также участвует в образовании эритроцитов, доставляющих кислород к клеткам тканей.

Что мы видим в зеркале?

О т в е т: общеизвестно, что из живых существ только человек, высшие приматы да еще дельфины способны узнавать себя в зеркальном отражении.

Каков механизм воздействия зеркального отражения на человеческий мозг, выявилось совсем недавно. Эксперименты, проведенные в Гарвардской медицинской школе, доказали, что за этот процесс отвечает правое полушарие мозга человека.

У пяти испытуемых на 3 минуты попеременно усыплялось то правое, то левое полушарие мозга. Так вот, за эти минуты каждому испытуемому показывали собственное изображение, совмещенное с портретом какой-то очень известной личности. Когда анестезия проходила, испытуемых просили вспомнить, кого именно они видели в зеркале. Когда «спало» левое полушарие, все пациенты вспоминали собственное лицо, а когда правое – четверо из пятерых сказали, что видели какую-то известную им знаменитость.

Как на голове перенести груз?

О т в е т: всех, когда-либо приезжавших в страны Востока или Африки, поражала легкость, с которой местные жители носят на голове довольно увесистые грузы. Женщины кенийского племени луо, например, способны носить груз, равный почти 70 % веса их тела.

Исследования физиологов доказывают, что переноска тяжестей на голове – самая экономичная для человеческого организма. А подтверждением этому могут служить законы физики: перемещая груз с постоянной скоростью по горизонтальной поверхности, человек практически не совершает работы, кроме затрачиваемой на преодоление силы трения. А чтобы она совершалась, надо либо везти груз с ускорением, либо поднимать его. Последний вариант имеет место при ходьбе, когда корпус человека поднимается и опускается. Так что основные силы затрачиваются на подъем тела и груза при каждом шаге. Голова при этом поднимается и опускается с меньшей вертикальной амплитудой, чем все тело. Причем эта особенность вырабатывалась эволюционным путем: мозг оберегался от сотрясения, рессорой же служил пружинящий позвоночник с двойным изгибом. Хотя, конечно, большую роль в деле переноски грузов на голове играет тренировка, вырабатывающая к тому же красивую и плавную походку.

Людям, не знакомым с этим способом переноса грузов, подобные эксперименты лучше на себе не ставить.

Из чего состоит череп?

О т в е т: череп состоит из 29 костей и представляет собой единое целое, в котором все кости, за исключением нижней челюсти, прочно сочленены между собой швами и хрящевыми соединениями. Несмотря на общее сходство, строение черепа у разных людей имеет свои индивидуальные особенности, которые, впрочем, не выходят за рамки усредненной нормы. Что касается половых различий, то они весьма условны.

У мужчин, как правило, чуть сильнее выражены надбровные дуги и затылочный бугор, а также более глубокие глазницы. Череп служит для защиты мозга, вес которого при рождении составляет примерно 300 грамм, а у взрослого человека достигает в среднем 1 375 грамм.

И хотя вес мозга составляет всего 2,5 % от веса всего тела, к нему поступает 20 % циркулирующей в организме крови и, соответственно, такое же количество кислорода.

Кто такие вампиры?

О т в е т: как известно, славу «главного» вампира приобрел Влад Дракул, он же Влад Цепеш (по-румынски «кол»). На протяжении нескольких столетий истории о замученных им самыми изощренными способами людях обрастали новыми, еще более жуткими подробностями, и со временем грань между правдой и вымыслом стерлась. Так появился мистический граф Дракула, восстающий из гроба и охотящийся под покровом тьмы за душами невинных людей, а также обращающий тех, кому он возжелал даровать вечную жизнь, в таких же, как и он, вампиров. Безусловно, это легенда, и в реальной жизни людей-вампиров нет.

Но существуют люди, страдающие одним крайне редко встречающимся заболеванием, носящим название порфирии (от греч. porphyra – пурпурная краска). У таких больных сначала наблюдается упадок сил, побледнение кожи и светобоязнь; по мере развития недуга их кожа истончается, приобретает коричневый оттенок (так как в ней откладывается красящий пигмент порфирин), а потом начинает гнить, покрывается язвами и рубцами. Дальше происходит деформация сухожилий, что вызывает скрючивание пальцев. Слизистая десен и внутренней части губ лопается, начинает крово-точить и обнажает корни зубов, особенно же глубоко вскрываются они у резцов. Кроме того, порфирин зачастую откладывается и в эмали зубов, придавая ей зловещий коричневато-красный оттенок.

В прошлом внешний вид и поведение подобных больных невольно наводило на мысль об их дьявольском перерождении. А потому за многовековую историю борьбы с оборотнями и вампирами эти бедолаги натерпелись немало – их предавали анафеме, пытали и, как правило, казнили.

Реабилитировать этих страдальцев, опровергнув их связь с темными силами, удалось английскому доктору Ли Иллису. В 1963 году он представил в Королевское медицинское общество свою научную работу «О порфирии и этиологии оборотней», в которой подробно описал симптоматику этой редчайшей генной патологии.

При этом страшном генетическом недуге в крови и тканях человека увеличивается содержание пигмента порфирина, который под действием света разрушает гемоглобин и создает тем самым дефицит в крови кислорода и железа.

Небелковая часть гемоглобина – гем – превращается в токсичное вещество, разъедающее подкожные ткани.

В основе наследственной формы болезни лежит образование видоизмененных эритроцитов. По статистике, родители 25 % детей, рожденных с этой патологией, также страдают порфирией.

Приобретенные же ее разновидности – это тяжелейшие осложнения авитаминозов, анемий, а также некоторых заболеваний печени, вызванных интоксикацией, например, отравлений свинцом или солями тяжелых металлов.

В настоящее время тщательное изучение этой редчайшей патологии крови позволяет врачам корректировать врожденную форму этой болезни и лечить на ранних стадиях ее приобретенные формы.

Что отвечает за вечную жизнь?

О т в е т: в детстве каждый мечтает поскорее повзрослеть, но как только это происходит, мы начинаем думать уже о том, что предпринять, чтобы этот процесс замедлить. На «взросление», которое достаточно быстро переходит в старение, влияет целый комплекс причин. Как, например, удалось выяснить ученым из Массачусетского технологического института, продление молодости напрямую связано с уменьшением калорийности питания.

Опыты, проведенные с лабораторными животными, показали, что после того как они были переведены на обезжиренное питание, позволившее сократить ежедневное потребление калорий на 30–50 %, продолжительность жизни подопытных экземпляров в среднем возросла на 50 %. А это уже прямое указание на то, что диета способствует продлению молодости. Происходит же это потому, что ограничение в калорийности приводит к активизации гена SIR2, который угнетает работу генов старения. Свое открытие ученые вначале проверили, экспериментируя с культурой пищевых дрожжей: удвоив в геноме ген SIR2, они сумели в полтора раза увеличить продолжительность жизни этой культуры. На следующем этапе данный сдвоенный ген они имплантировали в геном простейшего червя, который стал настоящим долгожителем среди себе подобных, прожив 3 недели вместо 2 (обычный жизненный цикл этих животных).

Результаты исследования, проведенного специалистами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, показывают, что ограниченное потребление мышами калорий не только в молодом (как это было установлено ранее), но и в среднем возрасте ведет к увеличению срока жизни животного и к уменьшению заболеваемости.

Мышам «среднего возраста» давалась пища с добавлением витаминов и минералов, но с уменьшенным на 28–43 % количеством калорий по сравнению с диетой для контрольной группы мышей, вес тела которых не изменялся.

Мыши, получавшие пищу с ограниченным количеством калорий, теряли вес, но оставались здоровыми и жили на 10–20 % дольше, чем животные контрольной группы.

У подопытных мышей была также пониженная заболеваемость раком, особенно лимфомами.

Как утолить жажду?

О т в е т: такое простейшее химическое соединение, как вода, никакой питательной ценности не имеет. И тем не менее именно она является первоосновой жизнедеятельности всех обитателей Земли. Поэтому пить воду необходимо, причем желательно не менее 1,5 литров в день, а летом и до 3 литров.

Другой вопрос, всякую ли воду можно и нужно пить? Выбирая между минеральной и водопроводной водой, большинство из нас явно отдадут предпочтение первой. И не ошибутся. О чудодейственных свойствах природных источников человечество знало с незапамятных времен. Такую воду в качестве целительного средства назначали больным еще врачи древнего мира, Гиппократ и Плиний.

Сегодня известно множество природных источников, и их список ежегодно пополняется. Нужно отметить, что многие из них предназначены исключительно для лечебных целей, а потому употреблять «поставляемую» ими воду нужно очень осторожно. Ведь вода, добытая из подземных скважин, обладает совершенно особыми физико-химическими свойствами и содержит специфически активные компоненты, действующие на каждый организм по-разному: на один – благотворно, а на другой – негативно. Поэтому без всяких ограничений пить, а также применять в качестве основы для приготовления пищи можно только ту минеральную воду, которая имеет пометку «столовая».

Природная столовая вода хороша тем, что не имеет специфического привкуса, хорошо утоляет жажду и вместе с тем благотворно действует на организм.

Покупая столовую воду, следует помнить, что на этикетке обязательно должна быть ссылка на наличие паспорта экологической чистоты и указание срока годности (не более 2 лет для разлитой в стеклянную тару, не более 12 месяцев – в пластиковую).

Самая же важная информация, которую должна нести этикетка, – это место происхождения воды, поскольку именно по этому признаку можно оценить ее натуральность. Если на этикетке об очистке воды ничего не сказано, но в адресе компании-бутилировщика значится город или же пригородные районы, то такая вода почти наверняка подвергалась очистке. И тут уж даже надпись «природная», столь часто встречающаяся на этикетках, не может гарантировать ее подлинной природности. Даже в том случае, когда на такой столовой минеральной воде указан номер скважины, из которой ее получают, – вероятность того, что ее очищали, очень велика.

Гарантированно натуральную воду, не нуждающуюся в очистке, можно получить только в экологически чистых местах – в природных парках, особо охраняемых зонах и заповедниках. Хотя, конечно, мест таких в мире осталось не так уж и много.

В России наиболее популярны марки питьевой воды северокавказского региона. Однако многие из них зачастую страдают именно из-за своей популярности – их подделывают. Причем чем популярнее марка, тем чаще она подвергается подделке. Во всяком случае, если обратиться к исследованиям НИИ безалкогольной промышленности, проведенным два года назад, лишь 1 из 10 бутылок с этикеткой «Боржоми» в московской торговой сети оказалась подлинной. И в подобных случаях бутылку с минеральной водой следует внимательно рассматривать не только «анфас», но и «в профиль», ведь и ее форма, и крышка, и прочие тонкости – гаранты столь ценимой «фирменности», а главное – подлинной природной чистоты.

Откуда берутся родинки?

О т в е т: наверное, самый распространенный пример нарушения пигментации кожи – обычные родинки. Темный цвет родинок обусловлен повышенным содержанием пигментов, которые образуются в особых клетках – меланоцитах. По сути родинки – это скопления меланоцитов, которые видны невооруженным глазом благодаря большой концентрации в них пигмента.

В народе такие пятнышки прозвали «родимыми», то есть «родными», не случайно. Локализация точечных очагов повышенной пигментации кожи часто наследуется. Наверняка у ваших родителей, родственников есть родимые пятнышки, которые расположены точно в тех же местах, что и у вас.

В среднем на теле человека можно обнаружить от 9 до 15 родинок. Механизм наследования таких «родных отметин» пока мало изучен. В период полового созревания или во время беременности на коже могут появляться новые родимые пятна, а уже существующие иногда увеличиваются или темнеют.

Родимое пятно может возникнуть при увеличении числа меланоцитов на границе эпидермиса и дермы. Площадь такого пятна, которое называется лентиго, со временем не растет. Обычно оно не возвышается над уровнем кожи, имеет более темную окраску (коричневый, бурый цвета) и больше, чем веснушка.

Иногда встречаются родимые пятна, окруженные каймой из более светлой, депигментированной (неокрашенной) кожи. Некоторые родимые пятна возвышаются над уровнем кожи, их окраска варьирует от телесной до черной, а поверхность может быть гладкой, покрытой волосами или бородавчатой. Некоторые родинки, слегка возвышающиеся над уровнем кожи, имеют неправильную форму. Врачи называют их диспластическими. Как правило, они крупнее обыкновенных родимых пятен (5–12 миллиметров в диаметре). Диспластические родимые пятна могут возникнуть в любом месте, хотя чаще они встречаются на участках, закрытых одеждой.

Отмечены семьи, где появление крупных родинок неправильной формы явно носит наследственный характер. Если у большинства людей обыкновенных родинок в среднем около десятка, то диспластических может быть и более сотни! Появление обычных родинок, как правило, заканчивается к периоду полового созревания, тогда как диспластические продолжают возникать и после 35 лет.

Некоторые родинки выглядят как маленькие, мягкие, выпуклые красноватые пятна. Их официальное название – земляничные гемангиомы. Они встречаются почти у каждого десятого новорожденного. По сути, это даже не эпидермис, а часть кровеносной системы зародыша, изолированная от общего кровотока в процессе эмбриогенеза. Обычно такие пятна заметны сразу после рождения ребенка, хотя могут проявиться и в течение нескольких недель после родов. Особых беспокойств земляничные гемангиомы у специалистов не вызывают, поскольку эти пятна вскоре начинают бледнеть и исчезают к 5–10-му году жизни ребенка. Родителям детей с подобными родинками можно посоветовать обращаться к косметологам только в тех случаях, когда такие гемангиомы расположены на лице.

В среднем у одного из сотни новорожденных можно обнаружить пещеристую гемангиому – голубовато-красный рыхлый плоский нарост на коже. И в этом случае также особых причин для волнения нет. Несмотря на то, что площадь пещеристой ангиомы растет в первые месяцы жизни ребенка, с годовалого возраста начинается обратный процесс. К 5–6 годам от такого выпуклого пятна практически ничего не остается, разве что небольшой малозаметный шрам будет в дальнейшем указывать на место локализации ангиомы этого типа. Точно так же обычно исчезают у детей с возрастом точечные ангиомы в области шеи. Любопытно, что за это их специфическое расположение подобные дефекты пигментации в народе назвали «клевками аиста».

В отличие от ангиом, плоские пятна, окраска которых варьирует от цвета кофе с молоком до темно-коричневого оттенка, не исчезают со временем. Такие дефекты пигментации могут располагаться на любых участках тела. Они встречаются достаточно часто и проявляются либо уже при рождении, либо в первые годы жизни ребенка. И в этом случае особых причин для беспокойства нет, однако если таких пятен много, стоит показать младенца дерматологу.

У представителей африканской, азиатской и индейской рас дефекты пигментации кожи иногда проявляются в виде так называемых монгольских пятен. Они имеют вид голубых или бледно-серых пятен, похожих на синяки.

Не исчезают с возрастом и гораздо более заметные пурпурно-красные (винные) родимые пятна на коже. Строго говоря, к врожденным дефектам пигментации они отношения не имеют, поскольку возникают благодаря локальному разрастанию и расширению капилляров дермы. Причины такого, часто врожденного, дефекта остаются пока неясными. Опасности для жизни и здоровья они не представляют, хотя способны доставлять их обладателю чисто психологические неудобства.

В средние века родинкам и родимым пятнам приписывали некую мистическую роль. В те времена немало несчастных женщин закончили свой жизненный путь на костре инквизиции только из-за того, что у них были крупные родимые пятна.

Иногда родимые пятна могут стать местом развития меланомы – рака кожи. Известно, что около 40–50 % злокачественных меланом развивается именно из меланоцитов родимых пятен. У детей эти опухоли встречаются очень редко, возникая из имевшихся при рождении крупных пигментированных родимых пятен.

Фактор риска, увеличивающий вероятность возникновения меланом, – обычный солнечный свет, вернее его ультрафиолетовая (УФ) составляющая. УФ-облучение в больших дозах вызывает необратимые изменения в клетках кожи, повреждая их ДНК и многократно увеличивая риск перерождения этих клеток в злокачественные. Об этом стоит помнить людям, которые готовы часами загорать. Интенсивное загорание – совсем не такая безопасная процедура, как может показаться! Особенно приятно бывает, поплавав летом в море или озере, лечь на горячий песок или на махровое полотенце, подставив свои бока ласковому солнышку. При этом оставшиеся на коже капли воды действуют как миниатюрные линзы. Они фокусируют солнечные лучи почти в одной точке, многократно увеличивая силу воздействия УФ-лучей на отдельные клетки кожи.

Наиболее подвержены мутагенному воздействию солнечных лучей светлокожие и светловолосые люди с голубыми, зелеными и серыми глазами. К группе риска относятся и те, у кого много веснушек, пигментных пятен и родинок, особенно если диаметр их превышает 5 миллиметров. При этом надо помнить, что от пагубных УФ-лучей не спасает ни пляжный костюм, ни зонтик. Сухой песок в полдень отражает до 17 % УФ-лучей, облака и туман пропускают их до 50 %, влажная одежда после купания – от 20 % до 40 %.

Дополнительным фактором, иногда индуцирующим перерождение меланоцитов в раковые клетки, являются механические повреждения родинок. Развитие меланомы – обычно длительный процесс, который может тянуться годами и даже десятилетиями, поэтому на ранних стадиях ее возникновения она излечима практически в 100 % случаев. Нужно только внимательно относиться к своему здоровью и в случае увеличения или возникновения подозрительных пигментных пятен обращаться к специалистам: дерматологам или онкологам.

На поздних стадиях развития меланома становится весьма опасной разновидностью опухоли. Составляющие ее раковые клетки могут проникать в кровеносные сосуды и разноситься вместе с кровотоком по всему организму. Оседая в самых разных местах, клетки меланомы образуют метастазы – очаги образования новых опухолей. В такой ситуации бороться с опухолью хирургическим путем уже невозможно, и болезнь быстро прогрессирует.

У кого самая длинная шея?

О т в е т: в высокогорном районе Восточной Мьянмы (до 1989 года – Бирма) живет племя падаунг, имеющее древнюю традицию удлинять своим женщинам шею с помощью латунных колец, первое из которых надевается на девочку в 5 лет.

В течение всей жизни кольца, вес которых со временем достигает порядка 9 килограмм, периодически добавляются, вытягивая таким образом шею в среднем на 25–30 сантиметров (наибольшая длина, занесенная в Книгу рекордов Гиннесса, составляет 40 сантиметров).

Этот обычай, помогая сохранить племенную идентичность, является еще и зримым свидетельством высокого социального статуса и богатства.

У постоянно пребывающих в подобном «ожерелье» женщин шейные мускулы полностью атрофируются, и если все кольца удалить за один раз, то резкое падение головы может вызвать удушье. В наши дни, когда цивилизация коснулась и этого затерянного в горах народа, некоторые женщины племени осмеливаются отвергать древний обычай.

Что такое альбинизм?

О т в е т: в принципе альбинизм следовало бы отнести к врожденным заболеваниям обмена веществ. Темный пигмент меланин, который придает белой коже «телесный» оттенок и выработка которого возрастает под действием солнечных лучей, образуется в клетках человека и животных из аминокислот.

Контролирует это удивительное превращение ряд ферментов, ключевую роль среди которых играет тирозиназа. Дефекты в синтезе тирозиназы автоматически приводят к блокированию синтеза меланина. В результате на свет появляются люди и животные либо вообще лишенные меланина, либо c недостаточным его содержанием.

Альбинизм может быть полным или частичным. В последнем случае синтез меланина снижен, либо этот пигмент образуется в одних клетках и отсутствует в других. У неполных альбиносов на теле имеются отдельные белые пятна, встречаются белые пряди волос.

Седина, появляющаяся с возрастом, к синтезу меланина отношения не имеет. Считается, что она обусловлена нарушениями в укладке чешуек кератина, расположенных по длине волоса: между ними появляются воздушные прослойки, которые в массе и создают эффект «белой пены».

Полные альбиносы рождаются с частотой менее 1/10 000. Альбинизм наследуется как аутосомно-рецессивный признак. Ведь для полной блокады синтеза меланина у людей-альбиносов должны быть повреждены оба гена, отвечающих за синтез тирозиназы. Если же хромосома одного из родителей несет нормальный ген этого фермента, меланин будет синтезироваться, хотя и с меньшей интенсивностью.

У полных альбиносов не только белая кожа, но и красноватый цвет радужной оболочки глаза. Такой оттенок ей придает просвечивающая через неокрашенные ткани внутренняя сосудистая оболочка глаза, которая, естественно, имеет красный цвет.

Поскольку за синтез меланина отвечают несколько ферментов, к альбинизму могут приводить дефекты в разных генах, кодирующих эти ферменты. Редкие случаи рождения нормальных детей у родителей-альбиносов объясняются тем, что альбинизм родителей был следствием дефектов разных генов, а при объединении генов родителей в зиготе генетические дефекты взаимно компенсировались.

Следует также заметить, что под общим термином «меланин» кроется не один пигмент, а целая группа белков, способных придавать тканям различную окраску – от желтой и светло-коричневой до почти черной. Кодируются они разными генами, вернее множественными аллелями (вариантами) гена, содержащего информацию о меланине.

Хорошо известно, что в браках белых людей с представителями негроидной расы рождаются метисы с вариацией цвета кожи от белого до темно-коричневого. Такое «цветовое смешение» является результатом взаимодействия двух разных аллелей в генотипе метиса. Какой цвет кожи будет у потомства от брака двух метисов, заранее сказать трудно.

Как это ни покажется странным, но серьезное научное исследование меланинов только начинается. При этом выясняются любопытные факты. Оказывается, меланины не просто защищают кожу от опасного ультрафиолетового излучения, поглощая его и превращая в тепло. Они защищают клетки еще и от свободных радикалов и молекулярного кислорода. Таким образом, меланины можно рассматривать как естественные антимутагены.

Оказалось, что меланины важны и для восприятия звуков. Хорошо известно, что у альбиносов обычно снижен слух, а кошки и коты-альбиносы и вовсе глухие. Вызвано это следующим обстоятельством. За восприятие звуков отвечают особые клетки, находящиеся в полости внутреннего уха. Эта полость заполнена эндолимфой, которая должна иметь вполне определенную концентрацию различных ионов. За выработку эндолимфы отвечают клетки так называемой сосудистой полоски, которым для нормальной работы необходим меланин. У альбиносов его нет или не хватает. Из-за этого свойства эндолимфы изменяются, что и сказывается на остроте слуха.

Изредка в прессе мелькают сенсационные сообщения о различных животных-альбиносах: тиграх, жирафах, рыбах и птицах. Такие находки свидетельствуют, что генетические нарушения синтеза меланинов встречаются не только у людей. Ведь эти пигменты очень широко распространены в живой природе. Достаточно упомянуть, что меланины есть и в потемневшей шкурке бананов, и у некоторых плесневых грибов.

Особенно остро проблема альбинизма воспринимается представителями негроидной расы. У некоторых племен Африки альбинизм считается уродством.

Альбинизм – не единственный пример изменения нормальной пигментации кожи. Нарушение равномерной пигментации приводит к появлению на коже сеточек, полос или пятен, отличающихся по окраске от соседних областей, – так называемая симметричная акропигментация. Такой синдром нередко имеет наследственный характер и передается в ряду поколений.

Медицинское же название отдельных беловатых пятен на коже, обусловленных сниженным содержания пигментов, – витилиго (от лат. vitium – «порча»). С возрастом такие пятна склонны разрастаться. Любопытно, что в пределах пятна меланоциты присутствуют, но вырабатывать свою главную продукцию – меланин – почему-то не желают. Возможно, дело тут не в дефектах генов, ответственных за синтез пигментов, а, по некоторым данным, в нарушении иннервации кожи. Однако и иннервация кожи сама может зависеть от ее пигментации.

Зачем человеку быстрые и медленные мышцы?

О т в е т: в составе мышц различают фибриллы, состоящие только из S-миозина или только из F-миозина. Впрочем, встречаются фибриллы и смешанного типа. Самой природой фибриллы разных типов предназначены для выполнения разных задач. Если требуется быстрая, но непродолжительная реакция мышц (например, при прыжке), то основная нагрузка ложится на быстрые F-фибриллы. При выполнении работы длительной, но не обязательно быстрой (например, бег в спокойном ритме) основная нагрузка ложится на S-фибриллы.

Теперь мы подошли к самому главному. Соотношение между S- и F-фибриллами у различных людей может быть разным от рождения!

В среднем S-фибриллы составляют примерно половину всего объема четырехглавой мышцы человека. Однако у отдельных людей этот показатель может варьировать от 19 до 95 %. Ясно, что человек с врожденной минимальной долей медленных мышц является потенциальным спринтером, а из спортсмена с максимальной долей таких мышц получится великолепный неутомимый марафонец. Сам факт существования людей с быстрыми и медленными мышцами не вызывает сомнения. Исследования показывают, что мышцы с максимальной долей медленного миозина характерны для марафонцев, а у спринтеров они буквально насыщены быстрым миозином. Поскольку преобладание тех или иных мышечных пучков – свойство врожденное, то, наверное, потенциальных олимпийских чемпионов в определенных видах спорта можно отбирать уже среди грудных детей, просто анализируя соотношение различных типов миозина в их мышцах.

Сделать это совсем несложно. Можно создать систему глобального скрининга грудничков и из миллионов новорожденных отбирать пару десятков будущих звезд спорта.

Насколько такой подход оправдан? Не может ли меняться у людей соотношение тех или иных мышечных волокон в результате тренировок? Наука уже дала ответ на этот вопрос – «да», хотя, может быть, и в известных пределах.

Возможность превращения быстрых мышц в медленные и, наоборот, медленных мышц в быстрые биологи начали изучать еще в конце 1960-х гг. В то время сотрудники Национального университета в Канберре (Австралия) и Института мышечных заболеваний в Нью-Йорке (США) проводили любопытные опыты с животными. С помощью нейрохирургических операций экспериментаторы меняли у них иннервацию быстрых и медленных мышц. Нервное окончание, которое ранее подходило к быстрой мышце, теперь иннервировало медленную мышцу, и наоборот – быстрая мышца сокращалась под действием «медленных» нейронов. После таких операций происходило постепенное превращение мышц одного типа в мышцы другого типа.

Разумеется, результаты этих опытов не означали, что медленный миозин мог превращаться в миозин быстрый или наоборот. Такое в принципе невозможно. Просто под воздействием нервных импульсов определенной интенсивности и частоты менялась активность работы генов, в которых были закодированы аминокислотные последовательности S- и F-миозинов. Соответственно, в составе мышечных фибрилл увеличивалась или уменьшалась доля миозиновых белков определенного типа. Аналогичные изменения можно вызвать либо вообще лишая мышцы иннервации (перерезая соответствующие пучки отростков нейронов), либо подвергая их принудительной электростимуляции. В 70-е и 80-е гг. XX в. было показано, что подобная пластичность свойственна и мышцам человека. Интересные данные были получены в результате многолетних исследований людей, парализованных из-за травм позвоночника. Длительное отсутствие полноценной двигательной активности приводило у них к постепенному уменьшению количества S-ми-озина в мышцах. В результате у людей, в течение 10 лет прикованных к кровати, практически весь миозин в мышцах относился к F-типу! Увеличить долю S-фибрилл могла в этом случае лишь искусственная электростимуляция мышц.

Биологическая подоплека таких изменений понятна. Невостребованность функции постепенно ведет к деградации структур, ее обеспечивающих. Длительное отсутствие нагрузок, справляться с которыми должен в первую очередь именно медленный миозин, приводит к снижению интенсивности его синтеза в миоцитах. Учитывая это, можно предположить и обратный эффект: постоянные дополнительные длительные нагрузки на мышцы, заставляющие их выполнять небыструю тяжелую работу, должны приводить к увеличению в этих мышцах доли «медленного» миозина. Так, в общем, и происходит на практике.

Если начать посещать тренажерный зал раза три в неделю, то через месяц в мышцах произойдут любопытные изменения. В них не только увеличится число актино-миозиновых филаментов – произойдут и качественные изменения. Число F2-филаментов уменьшится, а доля филаментов F1 возрастет. Необходимо напомнить, что F2-миозин – самый быстрый, миозин F1 работает чуть медленнее. Следовательно, длительные упражнения с отягощениями делают ваши мышцы менее быстрыми, но зато более выносливыми. Все логично. Что от организма требуем, то и получаем.

Если долго посещать тренажерный зал, а затем бросить это занятие, в мышцах пойдут обратные процессы. Доля F1-филаментов пойдет на убыль, а число F2-филаментов начнет расти. В результате через некоторое время все вернется в исходное состояние, соотношение всех трех типов ваших мышечных филаментов снова будет определяться только вашей наследственностью. Впрочем, экспериментаторы заметили в этом процессе нормализации один любопытный момент, который может быть использован спортсменами в борьбе за новые рекорды.

При длительных тренировках с отягощениями доля F2-миозина в составе мышечных волокон постепенно снижается с 9 до 2 %. После прекращения тренировок количество миозина F2 начинает снова расти. Уже через 1,5 месяца оно достигает исходного уровня. Однако процесс на этом не останавливается. Еще через 1,5 месяца доля F2-миозина в мышцах составляет уже 18 %, то есть становится вдвое большей, чем до начала тренировок. Постепенно эта суперпродукция быстрого миозина сходит на нет. Следовательно, спринтерам и всем остальным спортсменам, которым для достижения успехов нужны резкие быстрые рывки, можно порекомендовать за полгода до выступлений немного «подкачать» свои мышцы, а затем вовремя прекратить упражнения с отягощениями. В результате их мышцы временно станут более быстрыми!

Из сказанного следует простой вывод – в борьбе за рекорды не надо полагаться только на одну наследственность. Продуманный режим тренировок может сыграть не менее важную роль. Не говоря уже о воле к победе.

Впечатляющие успехи современной молекулярной биологии и генетики позволяют предположить, как прогресс в этих отраслях науки может повлиять на борьбу за новые олимпийские рекорды. Например, если существует прямая связь между долей быстрых миофибрилл и результатами в спринте, число F2-фибрилл у спортсменов можно попытаться увеличить искусственно, с помощью методов генной инженерии. Для этого достаточно впрыснуть раствор с миллионами копий генов, кодирующих F2-миозин, непосредственно в мышцы спринтера. Наверняка изрядная доля таких генов окажется в миоцитах и приведет к резкому увеличению продукции быстрого миозина. Ничего невероятного в такой процедуре нет. Биологи уже осваивают иммунизацию животных и человека не чужеродными белками, а одной лишь «голой» ДНК с информацией об антигенах.

Конечно, на начальных этапах развития технологии введения спортсменам F2-ДНК могут возникать побочные эффекты. Ведь инъецированные гены быстрого миозина могут попасть в кровяное русло, которое разнесет их по всему организму. Где гарантия, что при этом такие кусочки ДНК не попадут в клетки, никакого отношения к мышцам не имеющие? Кто знает, как поведет себя лимфоцит или гепатоцит, вдруг ставший «мускулистым» благодаря ухищ-рениям молекулярных биологов?

Зачем человеку нос?

О т в е т: надо сказать, что сама постановка подобного вопроса может вызвать недоумение. Тем более этот вопрос заслуживает подробного рассмотрения. Обычно говорят, что этот орган предназначен для обоняния, для предварительного нагрева вдыхаемого воздуха, хотя такие же функции у других животных, у которых нет такого отдельного органа, как нос, выполняют просто ноздри. Не было достаточно развитого носа и у предков человека, нет носа (подобного человеческому) у современных обезьян, в том числе и человекообразных.

Человека от животных отличает вторая сигнальная система, роль которой в деятельности мозга исключительно велика.

У животного раздражения воспринимаются только через первую сигнальную систему – через физическую боль. У человека сильное негативное воздействие на мозг может оказать слово, которое порой ранит больнее любого физического воздействия. Мозг для смягчения сильных негативных воздействий использует индукционный принцип. При воздействии факторов, вызывающих сильную боль, при испуге, нервном потрясении включается защитная система. Животные бегают, мечутся, кричат, визжат, прыгают. Аналогично ведет себя и человек. Он тоже ходит с места на место, кричит, стискивает зубы, кусает губы или каким-либо другим образом причиняет себе боль. Эти напряжения снижают воздействие на пораженный участок. Именно поэтому днем, когда много посторонних раздражителей, боль переносится легче, чем ночью.

Если раздражение или поражение выше порога выносливости, то возникает «запредельное» торможение, с помощью которого клетка может вообще перестать принимать сигналы о внешнем воздействии. Это может быть обморок, частичный или общий паралич или болевой или нервный шок. Истерический паралич может длиться годами, а то и всю жизнь.

Очень важную роль здесь играют слезы. Механизм действия слезотечения состоит в том, что в случае стрессовых ситуаций возникает новый мощный, компенсирующий основной, очаг раздражения. Активизированная сильным раздражением кора головного мозга усиливает самые различные функции организма: дыхательные, двигательные, желез внутренней и внешней секреции. Расслабляется гладкая мускулатура мочеиспускательных каналов, прямой кишки. Именно поэтому при сильном испуге может произойти невольное мочеиспускание или «медвежья болезнь».

Но прежде всего в любом подобном случае включается механизм слезотечения. Выделяясь из слезных желез, слезы по слезно-носовым каналам поступают в полость носа и обильно орошают там слизистую оболочку. Последняя же насыщена рецепторами тройничного и обонятельного нервов. Раздражение этих рецепторов порождает сигналы, которые поступают в мозг, создавая там дополнительные очаги возбуждения. При особо сильных потрясениях люди плачут, рыдают или кричат, что тоже снижает возбуждение коры мозга.

При слабой выносливости нервной системы в случаях более или менее сильных возбуждений человек падает в обморок. При этом, если сильно раздражить рецепторы внутренней полости носа, например давая человеку понюхать нашатырный спирт, то человек приходит в себя.

Люди со слабой деятельностью корковых нейронов плаксивы; то же может наблюдаться с возрастом, когда выносливость нейронов ослабевает, а люди становятся эмоционально более чувствительными.

Быстро утомляются многие нейроны коры головного мозга, и когда человек спит, то нейроны отключаются. Если их длительное время не отключать, то человек все равно рано или поздно уснет, даже в самом неудобном положении.

Но те нейроны, что ответственны за деятельность дыхательного центра, отключаться не могут и работают всю жизнь без остановки. Тут следует отметить, что и эти нейроны периодически отдыхают, так как их деятельность может подменить работа других нейронов. Но если нагрузка слишком велика, то и резервных нейронов может оказаться недостаточно, и дыхательный центр резко снизит свою деятельность или вообще прекратит ее. Именно поэтому останавливается дыхание при перегрузках, особенно у нетренированных людей. Дело в том, что голосовые складки гортани, которые в обычном состоянии прижаты к ее стенкам, при переутомлении ослабляются, чем резко затрудняют дыхание.

Эти явления могут наблюдаться и при нарушениях носового дыхания. Заложенный нос может стать причиной отставания ребенка как в физическом, так и в умственном развитии. Может появиться в случае хронического нарушения носового дыхания то, что называется «аденоидной маской».

Из сказанного можно видеть, что раздражения носовой полости должны быть постоянны, и что опасен как их избыток, так и недостаток. Порой даже рекомендуется умеренно раздражать эти нервные окончания химическими или электрическими раздражителями. Нельзя не вспомнить нюханье табака, благотворное, умиротворяющее действие запахов морского воздуха, богатого ионами воздуха хвойных лесов, аромата цветов и пр.

Кроме того, как стало известно в настоящее время, нос обеспечивает рефлекторную регуляцию дыхания и дополнительно регулирует кровообращение.

Изменяется ли с возрастом восприятие окружающего мира?

О т в е т: знаменитую картину И. Репина «Иван Грозный и сын его Иван» еще при жизни художника чуть не погубил сумасшедший. Он ударом ножа вспорол холст. Картина, казалось, была полностью обречена. Было нарушено полотно, грунтовка, осыпалась краска. Для спасения картины были приглашены лучшие реставраторы России. Их стараниями полотно было восстановлено, и решили, что лицо царя будет писать сам Репин. Это было тем более кстати, что автор картины давно уже видел массу недостатков в своем полотне. Он все больше укорял себя за небрежение к синим и фиолетовым тонам, и лицо царя ему представлялось излишне желтым. Поэтому он с радостью решил исправить ошибки.

Но чем дольше работал художник, тем тревожнее становилось на душе у наблюдавших за ним. А когда Репин закончил свою работу, все пришли в ужас: лицо царя было испорчено – оно стало мертвенно-бледным.

Лицо стало неузнаваемым и неестественным настолько, что репинские исправления пришлось смыть, и уже другие художники по памяти и репродукциям восстановили истинное лицо царя.

Этот случай заставил задуматься физиологов. Было давно замечено, что с годами художники питают слабость к лиловым тонам: на картинах, написанных ими в старости, преобладают синие, голубые и фиолетовые краски. Психологи были склонны объяснять эту особенность ностальгическими настроениями.

На поверку оказалось, что с годами у человека слегка желтеет хрусталик и человек смотрит на мир как бы через той или иной плотности желтый светофильтр.

Точно так же с годами меняется эластичность барабанной перепонки и других элементов внутреннего уха человека. Человек перестает различать высокие тона, что, соответственно, сказывается на исполнении музыкантом или дирижером тех или иных музыкальных произведений.

Обычно люди слышат звук частотой не выше 16, редко 20 тысяч Гц. Недавно ученые случайно установили, что многие больные астмой обладают способностью слышать звуки очень высокой частоты – до 25 тысяч Гц, а дети – даже до 30 тысяч Гц. Полагают, причина этого явления кроется в повышении общей чувствительности  организма больного и острой реакции (аллергии) на различные физические и химические раздражители.

Как при такой вязкости, какая свойственна крови, сердцу удается прогнать ее по всем, даже самым мелким капиллярам?

Ответ: действительно, кровь человека и животных имеет вязкость, сопоставимую с вязкостью глицерина.

Еще в 1661 году Марчелло Мальпиги, а спустя некоторое время и Антони Левенгук, обнаружили в живой ткани микроскопические капилляры, а затем красные кровяные тельца, которые были названы эритроцитами, что по-гречески означает «красные клетки». Они-то и составляют основной объем клеток, содержащихся в крови, и придают ей красный цвет. Кровь таким образом является суспензией, в которой клетки составляют почти половину объема. Для человека эта объемная норма постоянна и равна 45,5 % (это называется гематокритом).

Течение суспензий не может быть удовлетворительно описано методами обычной гидродинамики. Будь упомянутые клетки твердыми частицами таких же размеров, вязкость крови возросла бы в 500 раз. Но удивительным является то, что кровь течет; при указанном гематокрите ее вязкость лишь втрое превышает вязкость воды.

Красные кровяные тельца в обычном состоянии имеют вид двояковогнутой линзы, то есть представляют собой диск диаметром 8 микрон, вогнутый с обеих сторон в середине. Максимальная толщина диска – 4, минимальная – 2 микрона. Внутри оболочки эритроцита находится его жидкое содержимое – цитоплазма. Ядра у эритроцита нет.

Такое строение клетки позволяет ей по мере надобности менять свою форму в процессе движения. Особенно при движении в узких капиллярах, диаметр которых меньше диаметра эритроцитов. Здесь они принимают обтекаемую форму пули и движутся согласованно, друг за другом.

В обычных кровеносных сосудах движение эритроцитов опережает движение крови в целом. Это происходит вследствие того, что эритроциты при движении крови концентрируются в центральной, наиболее быстрой части канала.

Живет эритроцит только 4 месяца, после чего погибает, а печень и селезенка изымают его из кровообращения. Стареющий эритроцит не способен пластично менять свою форму, как это делают молодые или зрелые клетки, поэтому с возрастом попадание старых клеток в узкие каналы становится все менее вероятным. Погибающие клетки током крови относятся к селезенке – «кладбищу эритроцитов».

Мембрана эритроцита очень прочна и пластична; она способна как бы переливаться, придавая клетке ту или иную форму. Таким образом, клетка оказывается псевдожидкой, что при ее движении по сосудам не вызывает сильного сопротивления.

Так как при нормальном движении крови скорость движения максимальна в центре и практически нулевая у стенок, то разные части диска эритроцита оказываются под действием слоев, движущихся с разными скоростями, и эритроцит начинает катиться. Но движется эритроцит не как колесо, а как гусеница трактора.

Таким образом, текучая мембрана практически не создает гидродинамического сопротивления, и кровь имеет гораздо более низкую вязкость, чем следовало бы ожидать, будь эритроцит твердым.

Исследования показали, что красные и белые кровяные тельца и другие элементы крови несут на своей поверхности отрицательный электрический заряд. И на внутренней поверхности кровеносного сосуда образуется заряд такого же знака. Таким образом, частички крови и ее элементов не соприкасаются со стенками сосудов.

В случае если сосуд нарушается, то в этом месте заряд меняется на противоположный, и отрицательно заряженные частицы крови немедленно оседают на этом месте и закупоривают дырку. Более того, создающаяся разность потенциалов приводит к коагуляции коллоидных частиц, что еще больше ускоряет процесс заживления.

В дополнение к сказанному следует отметить, что в последнее время установлена еще одна подробность движения крови. Оказалось, движется она не прямым потоком, как до этого считалось, а ее частицы в процессе движения имеют спиральные траектории, то есть поток крови закручивается. Этот поток, как считают авторы открытия В. Захаров и В. Шумаков, не позволяет частицам крови слипаться и предотвращает образование тромбов. Установлено также, что потоки в большом и малом кругах кровообращения вращаются в разные стороны.

Какие изменения в организме человека возникают в горах?

О т в е т: горы одаривают человека здоровьем, бодростью и незабываемыми впечатлениями. Целебность горного воздуха общеизвестна: в холодном воздухе меньше болезнетворных микробов, на 10–15 % больше кислорода.

Высокая ионизация, характерная для горного воздуха, стимулирует окислительно-восстановительные реакции в организме, благотворно воздействует на состояние нервной и эндокринной систем. Кратковременное охлаждение способствует усиленной выработке гормонов, повышает иммунитет и снижает аллергические реакции организма.

Специфические черты горного климата проявляются уже на высоте 500 метров над уровнем моря, а нарушения физиологических функций у человека наблюдаются начиная с высот 1,6–2,5 километра над уровнем моря. Высота более 2,5 километра рассматривается медиками уже как экстремальная зона.

Разреженный воздух, низкие температуры, сильный ветер, сухость и усиленная солнечная радиация изменяют многие функции организма, вызывают стресс.

Здоровый организм достаточно быстро адаптируется к изменениям условий среды (если они не чрезмерны). Из всех высокоорганизованных существ у человека диапазон выживания в различных условиях наибольший. Изучением резервных возможностей человека в условиях максимальных нагрузок занимается новое научное направление медицины – антропомаксимология.

Скорость охлаждения в горах определяется в основном температурой воздуха и скоростью ветра. При урагане на подветренных склонах происходит дополнительное разрежение атмосферы и падение температуры. Разреженный воздух способствует обморожениям, что, видимо, связано с перераспределением обедненной кислородом крови между различными органами. Кислородом в первую очередь снабжаются важнейшие органы, в частности мозг, и отток крови от конечностей приводит к их переохлаждению.

Горные животные имеют большие размеры по сравнению с равнинными собратьями (например, лесная мышь и пищуха в Швейцарских Альпах, дрозд в Гималаях). В этом проявляется правило Бергмана: большее по размерам тело при схожих формах имеет меньшую поверхность на единицу массы, поэтому чем больше организм, тем меньше он теряет тепла.

У человека есть своеобразная воздушная «шуба» – тонкий слой малоподвижного воздуха толщиной 0,1 миллиметра, покрывающий все тело. На высоте 5 километров количество молекул воздуха в этом слое уменьшается вдвое, и сам он становится тоньше. В результате воздушная «шуба» теряет теплоизоляционные свойства.

Воздействие холода на организм человека приводит к обморожениям, отморожениям и общей гипотермии. При обморожении возникают болезненные ощущения, изменение цвета кожи, волдыри. Отморожение возникает при охлаждении ткани ниже температуры замерзания. При этом ткани погибают, могут возникать нарушения функций органов. При охлаждении чувствительность, например, конечностей теряется постепенно, поэтому обморожение наступает незаметно.

Мышечная дрожь – один из самых мощных механизмов терморегуляции, вернее, теплообразования в организме. Она может быть такой сильной, что приводит к повреждению мышц. Дрожь возникает при ощущении холода. Чувствительность к теплу и холоду связана с активностью терморецепторов кожи (в нашей коже около 250 тысяч рецепторов холода). Однако ощущение холодового дискомфорта обусловлено общим состоянием системы терморегуляции, в которую входят терморецепторы не только кожи, но и внутренних органов, включая гипоталамус.

Говорят, человек может привыкнуть ко всему, но только не к холоду. Еще Гиппократ подметил, что люди по-разному переносят стужу. Механизмы противодействия холоду отбираются естественным отбором. Г. Спенсер, один из первых иностранцев, побывавших в Якутии, писал: «Якуты, прозванные ради их способности к переносимости холода «железными людьми», иной раз спят в своей суровой стране прямо под открытым небом, едва покрытые кое-какой одежонкой, под толстым слоем инея, осевшего на поверхности их тела». Жители гор также хорошо переносят холод. У коренного населения гор по сравнению с приезжающими снижен порог чувствительности и более редки случаи обморожения.

Их адаптированность к низким температурам связана с изменениями метаболизма, терморегуляции и газообмена. Такая нечувствительность объясняется в том числе закалкой организма с детства и включением механизмов физической терморегуляции. Якуты растирают новорожденных снегом или обмывают холодной водой несколько раз в день.

У горцев Памира и Тянь-Шаня принято ходить босиком по холодным камням и снегу.

В саклях у кабардинцев зимой температура нередко доходит до минус 15 °С, и люди переносят это без особых осложнений.

У детей племени кечуа, живущего в Андах, температура на поверхности пальцев нередко падает до нуля. Как считают специалисты, обморожений у них не случается из-за усиленного притока крови к конечностям.

А у шерпов, живущих в Гималаях, как и у эскимосов на севере Канады, при охлаждении, наоборот, скорость кровотока снижается.

При температуре внутренних органов тела человека около +34 °С регуляция метаболизма становится неустойчивой и при дальнейшем охлаждении нарушается. При снижении температуры тела человека до +32,2 °С прекращается мышечная дрожь. Это состояние считается уже серьезным переохлаждением, требующим неотложной медицинской помощи. Сердечная недостаточность, кома и смерть могут наступить при температуре тела +31 °С, считающейся смертельной. Однако есть сообщения о выживании людей и после охлаждения до более низких температур. Искусственное охлаждение тела до +25 °С используют при некоторых операциях.

Снижение температуры тела применяется для замедления процессов метаболизма при лечении некоторых видов рака, а также при хранении органов, предназначенных для трансплантации.

Область биологии, изучающая влияние холода на живые организмы, называется криобиологией. Существует закономерность: чем проще живой организм, тем выше его холодоустойчивость. Некоторые микроорганизмы, например холерные вибрионы, выдерживают замораживание до –192 °С. Значительное охлаждение выдерживают черви, улитки, лягушки, змеи.

Гипоксия, сильные ветры, повышенные радиация и ионизация воздуха, пониженная температура и ее резкие суточные перепады приводят к стрессу, и у человека, попавшего в горы с равнинной местности, может развиться горная (высотная) болезнь. При подъеме на высоту более 4 километров над уровнем моря работоспособность снижается на 20 %, а на высоте 5,5 километра – почти наполовину.

Из 21 % кислорода, содержащегося в воздухе, организм усваивает лишь 4 %. С высотой давление воздуха снижается, и для поддержания нормального газообмена частота и глубина дыхания должны увеличиваться. Но существует предел частоты дыхания и, кроме того, значительно возрастают затраты энергии на изменение объема легких при дыхании.

Основной причиной горной болезни считается гипоксия – недостаток кислорода. «Кислородный потолок» для каждого индивидуален, но на высотах 5,8–6 километров над уровнем моря признаки горной болезни появляются у всех. Давление воздуха с высотой падает везде приблизительно одинаково, а горная болезнь, между тем, в разных местностях начинается на разных уровнях. По-видимому, это обусловлено особенностями местных условий, такими, например, как резкие перепады между дневной и ночной температурами или повышенной влажностью воздуха.

Животные весьма сильно различаются по устойчивости к гипоксии. Из млекопитающих легче всего гипоксию переносят яки. В Гималаях они не спускаются ниже 2 километров над уровнем моря и свободно поднимаются до 6,5 километра.

А вот верблюды и лошади такой высоты не выдерживают. Весьма стойки к гипоксии и тибетские мулы, правда им для облегчения дыхания рассекают ноздри.

Немалую роль в развитии горной болезни играет холод. Морозный воздух приходится вдыхать маленькими порциями, и чем сильнее мороз, тем меньше кислорода поступает в легкие. На высоте 6 километров дефицит кислорода становится опасным, и бывает, что человек теряет сознание.

Условия, схожие с горными, создаются в барокамерах, используемых в исследованиях по высокогорной физиологии. Они имитируют подъем на высоту. В барокамере люди, как правило, выдерживают условия, эквивалентные высоте около 8 километров. У некоторых «высотный» потолок поднимается до 9,3 километра, а при использовании биостимуляторов – до 9750 м.

Тренированный организм лучше переносит экстремальные условия: высоту, низкие температуры, гипоксию и т. д. Для выработки приспособительных механизмов к таким условиям необходима акклиматизация. При длительной акклиматизации приспособление происходит комплексно: изменяется метаболизм, повышается активность окислительно-восстановительных ферментов, на молекулярном уровне изменяется структура тканей.

Как же адаптируется организм к обедненному кислородом горному воздуху? Прежде всего происходят изменения в дыхательной и сердечно-сосудистой системах. Дыхание учащается, улучшается легочная вентиляция, увеличивается объем легких. В крови увеличивается содержание эритроцитов, кровообращение ускоряется, сосуды расширяются, увеличивается проницаемость капилляров, активнее происходит тканевое дыхание.

Наиболее эффективна ступенчатая акклиматизация – поочередные подъемы и спуски, но каждый раз с достижением все большей высоты. Выделяют кратковременную (от нескольких дней до нескольких недель и даже месяца) и длительную акклиматизацию (от 2–3 до 6 лет). Последняя, однако, может привести к сильному истощению организма.

Впервые острая реакция организма на условия высокогорья была идентифицирована как высотная болезнь в 1937 г. На сегодняшний день симптомокомплекс горной болезни определен. Теперь медики могут точно указать продолжительность акклиматизации здорового человека для каждого уровня гипоксии с учетом конкретных условий местности и особенностей организма.

Лучше всего акклиматизируются на высоте молодые тренированные люди. К старости «высотный потолок» снижается. Наименее чувствительны к недостатку кислорода новорожденные.

Почему в результате стресса люди могут поседеть?

О т в е т: нормальная окраска волос определяется пигментом меланином, который производят клетки меланоциты. С годами эти клетки хоть и не умирают, но перестают вырабатывать меланин. В результате волосы сереют, как бы покрываясь «пылью». Когда меланоциты погибают, волосы становятся снежно-белыми.

Но в данном случае речь идет о внезапном поседении, вследствие, например, сильного потрясения.

Это явление в медицине известно как «острое нервное поседение». Как в медицинской, так и в художественной литературе описаны случаи быстрого, даже внезапного поседения вследствие сильных нервных переживаний. Иногда человек седеет спустя некоторое время – например, через несколько недель после того как случилось это потрясение. Такие случаи не вызывают особого удивления. Случаи же внезапного поседения до сих пор остаются загадкой.

Русский врач Г. М. Назаров в начале ХХ века наблюдал, как пожилой мужчина поседел за одну ночь, но спустя некоторое время его волосы приобрели прежний цвет.

Врач Парри описал солдата, поседевшего от страха за полчаса. Медицине известны случаи, когда у больных во время нервных припадков менялся цвет волос, но после припадка цвет восстанавливался.

Цвет волос определяется пигментом, образующимся в корневой части волоса, представляющей собой активную ткань. Какой-то тканевый обмен идет и в самом волосе. В волосе имеется своеобразный нервный аппарат, так как мы чувствуем даже легкое прикосновение к волосам. Поседение обусловлено снижением или прекращением выработки пигмента. Процесс этот, кстати, может быть обратимым. Так, инъекция новокаина вызывала у стариков почернение волос.

В механизме внезапного поседения играет роль какой-то еще неизвестный фактор. В ряде случаев, когда удавалось исследовать внезапно поседевший волос под микроскопом, отмечалось большое количество пузырьков воздуха, обилие которых и придавало волосу впечатление седины. Рассасывание этих пузырьков возвращало волосам прежний цвет.

Почему мы не можем дышать другими газами?

О т в е т: для противодействия глубинному опьянению у водолазов, которое вызывается растворяющимся в крови азотом и известно как «азотный наркоз», в дыхательную смесь подается вместо азота гелий. Вдыхаемая смесь становится безвредной, но возникает такая трудность, как «гелиевая речь». Разборчивость речи в нормальных условиях зависит от резонансов в полости рта, горла и носа. Вследствие того, что гелий имеет плотность меньшую, чем у азота, резонансные частоты этих полостей смещаются в область более высоких частот, и голос водолаза становится тонким. Это явление носит название «эффект Дональда Дака». Он проявляется тем сильнее, чем глубже погружается водолаз, а при длительном пребывании водолаза под водой этот эффект сильно затрудняет переговоры с ним.

Кроме того, длительное вдыхание инертного газа может привести к полному заполнению им легких, и человеку грозит смерть от дефицита кислорода. Вдыхание же водорода может привести к образованию в легких гремучей смеси и взрыву ее.

Почему суставы «щелкают»?

О т в е т: привычка в минуты волнения трещать пальцами довольно распространена среди людей. Но лишь недавно стала известна причина этого явления. Предполагалось, что этот треск порождают кости, по другой версии – стяжки суставов. Для исследо-вания природы этого явления английские ученые сконструировали специальное устройство, которое тянуло пальцы с определенной скоростью и силой. Это было нечто вроде средневековой камеры пыток. На этом устройстве прошли испытания около двадцати добровольцев. Но в отличие от жертв инквизиции, с испытуемыми ничего страшного не случилось. При растяжении пальцев производилась рентгеновская съемка суставов. Исследования показали, что при растяжении сустава увеличивается объем суставной сумки; давление в ней падает. Это приводит к эффекту «вскипания» жидкости, вследствие чего в ней появляются пузырьки газа. Давление продолжает падать по мере растяжения суставов, пузырьки лопаются, что и вызывает характерный звук «щелканья». Но выхода для газа нет, так как сустав герметичен. При возвращении сустава в прежнее положение газ вновь растворяется в жидкости. Возвращение в исходное положение занимает около 15 минут. Сустав должен отдохнуть перед тем, как он вновь приобретет способность к «стрельбе».

Почему человек плачет от боли?

О т в е т: это не попытка вызвать сочувствие окружающих, порой наоборот – слезы наворачиваются вопреки нашему сильнейшему желанию скрыть их. Общеизвестно, что слезы защищают глаза от возможных поражений при попадании инородных тел – соринок, мелких насекомых и пр. Но почему слезы появляются и тогда, когда глаза совершенно не тронуты поражением?

Организм человека – единое целое и обладает единой сложной системой самозащиты от различных воздействий, которые способны нанести ему вред. Очевидно, что и деятельность слезных желез должна преследовать ту же цель, а слезы – результат, вернее, побочный продукт этой деятельности.

Это подтвердилось в процессе исследований, проведенных в Кардиологическом центре АМН (ДАН СССР, т., 279, № 1, 1984). Так, раны на коже подопытных животных заживали гораздо быстрее, когда у животных вызывалось слезоотделение. Если деятельность слезных желез была заблокирована или они вообще были удалены, то процесс выздоровления затягивался надолго. Зато заживление ускорялось, если животным вводили экстракт из размельченных слезных желез.

Исследования показали, что слезные железы производят некое биологическое соединение или целый комплекс соединений, которые существенно ускоряют заживление ран. Но что это за вещество или вещества, еще предстоит установить.

Слезы вообще таят в себе много неясного. Ведь смело можно утверждать, что человек – единственное существо, в жизни которого так много значат слезы. И это простое действие тем не менее представляется странным. У животных выделение слез – процесс рефлекторный; у них слезы просто увлажняют глаза и несут ряд других чисто физиологических функций. А у человека слезы – явление эмоциональное; возникают они не только от физической боли, но могут появиться в минуты печали, радости или даже порой от воспоминаний об этих переживаниях.

Американский биохимик Вильям Х. Фрей много лет занимался изучением слез, для чего тысячи добровольных помощников плакали для пользы дела. Ученый установил, что «эмоциональные» слезы содержат больше белка, чем слезы рефлекторные, но причина этого пока не ясна. Эмоциональные слезы могут возникать и в случае поражения нервов, ответственных за появление рефлекторных слез.

Фрей полагает, что слезы, кроме прочих функций, удаляют из организма токсичные вещества, которые образуются во время различных стрессовых ситуаций.

Плакать новорожденный начинает не сразу, а спустя 5–12 недель после рождения, хотя и намного раньше, чем начинает смеяться (примерно на пятом месяце). Слезы каким-то образом уравновешивают хорошее самочувствие человека. Дети, вследствие заболевания лишенные способности выделять слезы при плаче, имеют очень низкую сопротивляемость эмоциональным стрессам.

А антрополог Э. Монтегю вообще считает, что слезный механизм не только укрепился у человека в процессе эволюции, но и оказался каким-то образом одним из важнейших факторов становления человека как биологического вида и его выживания. «Даже бесслезный крик младенца высушивает мембраны слизистой оболочки носа и горла, весьма подверженные у молодых особей внедрению бактерий и вирусов, – заявляет ученый. – Когда же эти мембраны орошаются ферментом лизоцимом, синтезируемым слезными железами, защитная деятельность их заметно усиливается».

Умеют ли наши глаза фотографировать?

О т в е т: давно бытует мнение о том, что в глазу умершего человека возникает изображение того, что он видел перед собой в момент смерти. Объясняли это тем, что под действием света на сетчатке глаза происходит разложение зрительного пурпура – родопсина. Этот зрительный пигмент под действием попадающего на сетчатку света разлагается и меняет ионный транспорт в фоторецепторе. В свою очередь это вызывает появление электрического сигнала, который поступает в нервные элементы сетчатки, а оттуда – в зрительный отдел мозга. Разлагающийся родопсин постоянно восстанавливается притекающей кровью. В случае смерти человека притока крови, а следовательно и восстановления пурпура не происходит, и на сетчатке остается изображение того, что проецировалось хрусталиком. Как правило, для получения видимого изображения необходима большая выдержка, и поэтому в глазу можно различить лишь изображения неподвижных предметов. Получению изображений, несомненно, способствует и страх последних мгновений, что сказывается как на выделении пурпура, так и на задержке притекающей крови.

Такое изображение знакомо каждому в виде «постизображений», или «последовательных образов», возникающих в глазу после взгляда на ярко окрашенные и ярко освещенные предметы. Закрыв глаза, можно долго видеть меняющий окраску последовательный образ. При наличии соответствующей аппаратуры изображение может быть заснято на пленку.

Что такое мелатонин и зачем он нам нужен?

О т в е т: мелатонин, открытый американским дерматологом Аароном Лернером полвека назад, – одно из первых веществ, с помощью которых жизнь на Земле стала защищаться от губительного воздействия избытка ультрафиолетовых лучей.

Мелатонин присутствует и у одноклеточных организмов, и в растениях. Он содержится в обычной растительной пище, но в ничтожных, «гомеопатических» концентрациях, не оказывающих никакого воздействия на организм млекопитающего. Так, например, чтобы повысить уровень мелатонина в крови хотя бы до 50 пг/мл (1 пг = 10–12 грамм) («вечернее» его содержание у человека), нужно съесть за один прием 200 килограммов помидор или бананов или полтонны отварного риса!

В организме позвоночных животных главным источником мелатонина является эпифиз, или шишковидная железа. Впервые ее описал, как предполагают, александрийский врач Герофил за 300 лет до н. э., а назвал шишковидной Гален (II в. н. э.), которому форма этой железы напомнила сосновую шишку. Роль «седалища души» приписывал эпифизу Рене Декарт (XVII в.). В свете наших сегодняшних знаний об эпифизе весьма интересно, что Декарт связывал функции этой железы со зрением. На протяжении XVIII–XIX вв. эпифиз рассматривался лишь как рудиментарный придаток мозга.

Только в самом конце XIX в. немецкий педиатр Хюбнер описал мальчика с преждевременным половым созреванием, у которого при посмертном вскрытии была обнаружена опухоль эпифиза, препятствовавшая, как теперь очевидно, выработке мелатонина. В начале XX в. невролог Марбург выдвинул предположение, что эпифиз – верхний придаток мозга – выделяет какое-то вещество, угнетающее функции гипоталамуса (важнейшей структуры в глубине мозга, управляющей нижним придатком мозга, гипофизом) и, соответственно, развитие репродуктивной системы. Примерно в эти же годы было установлено, что эпифиз содержит субстанцию, вызывающую депигментацию (побледнение) кожи головастиков. Это и послужило основой для открытия мелатонина через 40 лет. Интересно, что А. Лернер, первооткрыватель мелатонина, впервые описал и седативное (успокаивающее) его действие на человека.

У зародыша эпифиз вначале образуется из выпячивания крыши промежуточного мозга, из которого берут свое начало и глаза, и гипоталамус. Исторически все эти образования возникли как единый механизм, способный реагировать на циклические изменения освещенности. У холоднокровных позвоночных и птиц эпифиз выполняет хорошо известную роль «третьего глаза», давая информацию о суточной и сезонной освещенности. Однако у млекопитающих верхний мозговой придаток, оказавшись «погребенным» под разросшимися полушариями и мощным черепом, потерял непосредственные афферентные (центростремительные) и эфферентные (центробежные) связи с мозгом и превратился в железу внутренней секреции.

Это произошло у всех млекопитающих, за исключением неполнозубых (муравьеды, ленивцы), панцирных (броненосцы) и китообразных (киты, дельфины), у которых эпифиз попросту исчез.

Несмотря на то, что геометрически эпифиз находится в самом центре мозга, он управляется как обычный периферический орган, то есть при помощи вегетативной нервной системы.

Зрительная информация от сетчатки через ответвление зрительного нерва попадает в супрахиазмальные ядра (СХЯ) – небольшое парное образование, находящееся в глубине полушарий над зрительным перекрестом. Затем эти сигналы через гипоталамус по проводящим путям вдоль ствола головного мозга нисходят вниз, в шейный отдел спинного мозга, откуда по симпатическим нервам через отверстия в черепе проникают обратно в головной мозг и, наконец, достигают эпифиза.

Ночью, в темноте, когда большинство нейронов СХЯ не разряжается («молчит»), нервные окончания выделяют вещество норадреналин, активирующий в клетках эпифиза (пинеалоцитах) синтез ферментов, образующих мелатонин.

Эпифиз здорового взрослого человека, имеющий массу немногим более 100 миллиграмм, еженощно  выделяет  в  кровь  около  30 мкг (1 мкг = 10–6 г) мелатонина. Появление яркого света мгновенно блокирует его синтез, в то время как при пребывании в постоянной темноте суточный ритм выброса мелатонина сохраняется, поддерживаемый периодической активностью СХЯ. Мелатонин синтезируется из незаменимой аминокислоты триптофана, поступающей в организм с пищей. Он не накапливается в эпифизе, а немедленно выбрасывается в кровяное русло и спинномозговую жидкость.

Суточные изменения уровня мелатонина в крови (паттерн) имеют некоторые общие черты у всех людей. Концентрация мелатонина, ничтожная днем (1–3 пг/мл), начинает возрастать часа за два до привычного для данного субъекта времени отхода ко сну, при условии что в это время человек не находится на ярком свету. Быстрый рост уровня мелатонина наблюдается после выключения света в спальне, достигая 100–300 пг/мл. В ранние предутренние часы обычно начинается спад кривой уровня мелатонина, который завершается после пробуждения. Доказано, что мелатониновый паттерн у каждого человека на удивление стабилен от ночи к ночи, в то время как паттерны разных людей одного пола и возраста в деталях настолько различны, что это дает основание говорить об индивидуальном паттерне, характеризующем данную личность.

Кроме суточного существует и сезонный паттерн выделения мелатонина, причем не только у млекопитающих с сезонным циклом размножения, но и у человека. По-видимому, именно с ритмом секреции мелатонина связаны в конечном счете хорошо известные сезонные изменения общей активности и эмоционального состояния человека (включая так называемые «сезонные депрессии» или «сезонное аффективное расстройство»).

Недавно был выделен ген, кодирующий основной белок-рецептор мелатонина, находящийся на мембранах клеток-мишеней. Взаимодействие мелатонина с рецептором приводит к торможению активности этих клеток. Молекула мелатонина обладает небольшими размерами и очень высокой растворимостью в липидах (липофильностью), в силу чего для нее не существует в организме никаких преград. Мелатонин может проникать сквозь клеточную мембрану и связываться с белками-рецепторами на поверхности ядра. Более того, он может проникать внутрь ядра и непосредственно влиять на синтез белка в клетке!

Зародыши и новорожденные млекопитающие, включая человека, сами не образуют мелатонин, а пользуются материнским, поступающим сначала через плаценту, а после рождения – с молоком.

Секреция мелатонина начинается лишь на третьем месяце после рождения ребенка. Выделение мелатонина эпифизом резко увеличивается с возрастом, достигая максимума уже в первые годы жизни (не позднее 5 лет), после чего начинается постепенное его снижение. Снижение это, продолжающееся в течение всей жизни человека, довольно плавное; резкое падение наблюдается лишь в период полового созревания подростка. Очевидно, что возрастное снижение выделения мелатонина носит в основном адаптивный характер: ведь по мере ослабления выброса гормонов гипофизом и угасания деятельности эндокринных желез снижается и может вовсе исчезнуть потребность в их периодическом ночном торможении. В этой связи совершенно не обосновано мнение о якобы «безвредности» и даже необходимости постоянного возмещения возрастной «нехватки» мелатонина, которое должно привести к улучшению общего состояния здоровья пожилых людей и продлению жизни.

Итак, у млекопитающих, включая человека, выброс мелатонина эпифизом находится полностью под контролем СХЯ. СХЯ и эпифиз млекопитающих – две половины главных «биологических часов» в нашем организме, находящиеся между собой в тормозных взаимоотношениях. Яркий свет стимулирует нейроны СХЯ и тормозит выработку мелатонина эпифизом. Мелатонин же, в свою очередь, из-за высокой насыщенности СХЯ и прилежащих областей мозга высокочувствительными рецепторами способен оказывать мощное тормозное воздействие на активность СХЯ – главного «генератора тактовых импульсов» в организме млекопитающих. При этом мелатонин взаимодействует с другими биохимическими факторами, модулирующими активность СХЯ, в том числе нейромедиаторами глутаматом и серотонином, а также некоторыми нейропептидами.

Таким образом, осуществляется так называемый «динамический гомеостаз» в системе внутрисуточной ритмики млекопитающих и человека.

Необходимо упомянуть в этой связи идеи и разработки отечественного специалиста А. М. Хелимского, впервые указавшего на «социальный стресс» – результат все ускоряющихся темпов и ритмов развития человеческого общества. Стресс стал главной движущей силой эволюции человека, и реализуется эта движущая сила через эпифиз и его основной гормон – мелатонин. Согласно этому автору, хронический стресс матери во время беременности, столь характерный для жизни в больших городах, является причиной повышенного уровня кортикостероидов – гормонов стресса, которые обладают способностью проникать через плаценту и подавлять формирование эпифиза плода. За первую половину минувшего века средний вес эпифиза зрелого плода снизился почти в два раза! Такова, по-видимому, эпигенетическая (не связанная с наследственностью) реакция человеческой популяции на условия жизни в постиндустриальном обществе.

Для современной жизни характерно проявление стрессирующих факторов не только в дневное, но и в ночное время (залитые ярким светом ночные города – так называемый эффект Эдисона, ночной шум от автомобилей и самолетов, ночные «будоражащие» передачи по телевидению и т. д.) и полное разрушение естественного для человека чередования периодов активности и покоя и ритма «сон–бодрствование».

Снижение тормозящего воздействия мелатонина на функции гипофиза приводит к усиленному выбросу гормона роста, гормонов стресса, половых гормонов, что проявляется в подростковой акселерации. В самой акселерации, конечно, нет ничего плохого, но проблема в том, что часто она носит дисгармоничный характер. Дисгармония акселерации проявляется у подростков в таких анатомических, физиологических и психологических явлениях, как диспропорциональный рост, раннее половое созревание, раннее ожирение, ранние гипертиреоидозы (патологическое разрастание щитовидной железы), усиление агрессивных реакций при фрустрации и т. п. И это лишь часть той платы, которую платит человечество за пренебрежение фундаментальными физиологическими факторами человеческого существования!

Как на человека действует инфразвук?

О т в е т: частоты инфразвукового диапазона 6–10 Гц совпадают с одним из основных ритмов головного мозга человека. Пока еще до конца не ясно, как воздействие таких частот сказывается на работе мозга, но известно, что даже при небольшой мощности они способны вызвать чувство страха, подавленности и даже смерть. Это было доказано на печальном опыте, проведенном в 60-х годах на группе добровольцев, вызвавшихся испытать на себе действие инфразвука небольшой, по мнению экспериментаторов, интенсивности. Опыт пришлось прервать из-за смерти двух человек и тяжелых последствий для остальных.

Можно ли по линиям на ладони определить будущее человека?

О т в е т: люди, хоть немного знакомые с хиромантией, знают, что самой важной линией на человеческой ладони является «линия жизни», по которой хиромант судит о том, сколько предстоит жить человеку.

Патологоанатом Королевского медицинского института в Бристоле Джон Бредфилд решил заняться исследованием зависимости между линией на ладони и действительной продолжительностью жизни человека. С этой целью он исследовал длину «линии жизни» на ладонях трупов и сопоставлял ее с действительной продолжительностью жизни умершего. О своих результатах он доложил на заседании Королевского общества. Оказалось, что процент совпадений длины «линии жизни» с действительной продолжительностью жизни человека исключительно мал – 5 %, что находится в пределах допустимых совпадений. Таким образом, Бредфилд установил, что если «линия жизни» и свидетельствует о чем-либо, то это ни в коем случае не продолжительность жизни. Возмущенным хиромантам ученый рекомендует обратить внимание на другие ее характеристики, такие как глубина, характер отклонений и пр.

А связаны ли каким-либо образом отпечатки пальцев со способностями человека, хотя бы с физическими? Такой вопрос поставили перед собой московские исследователи В. И. Филиппов и Б. А. Никитюк.

Для исследований было отобрано 256 мальчиков и девочек. Испытуемые бегали на скорость на различные дистанции, прыгали в длину с места. После этого у них брали отпечатки пальцев.

Оказалось, что дети, которые показывали в этих упражнениях лучшие результаты, имели вполне определенные характерные признаки в своих дерматоглифических узорах. В частности, ульнарные петли в узорах на пальцах и ладонях были у хороших бегунов и прыгунов чаще на 70 % на правой и на 76,5 % на левой руках. Для детей со средними показателями эти цифры были соответственно 55,2 % и 48,3 %. Но любопытно, что эти особенности характерны только для мальчиков. У девочек подобного не наблюдается.

В Англии было установлено, что у людей с определенным типом рисунка кожных складок на руке повышен риск сердечного заболевания.

Можно ли сфотографировать галлюцинации?

Ответ: в семидесятых годах ХХ в. появились сообщения об удивительных экспериментах пермского психиатра Г. Крохалева, который снимал на фото- и кинопленку галлюцинации своих пациентов.

Но оказывается, что еще в конце ХIX века были описаны опыты некоего Роджерса. На протяжении тридцати-сорока минут испытуемый пристально смотрел на ярко освещенную блестящую монету, а потом быстро гасил свет и переводил взгляд на фотопластинку. На фотопластинке появлялось круглое пятно засветки.

В начале ХХ века сообщалось также об экспериментах французского ученого Дарже, который натренировался перед фотопластинкой мысленно вызывать тот или иной образ, в частности трости, концентрировал свое внимание на этом, после чего на пластинке появлялось изображение.

В 1911 году профессор Томокити Фукараи проводил удивительные эксперименты с женщиной-медиумом Укуко Нагаю. В этих экспериментах на обычной фотопленке фиксировались простые изображения иероглифов, предметов, переданные посредством сосредоточения мысли в состоянии максимальной концентрации и напряжения. Об этих работах ученый написал книгу, но объяснить феномен был не в состоянии.

По мере развития фотографии в различных журналах стали появляться сообщения о странных снимках. Порой оказывалось достаточно беглого взгляда на объектив аппарата в момент спуска затвора, чтобы на фотопленке появлялись странные изображения. Эти снимки получили наименование психографии.

Известный советский психиатр профессор В. Банщиков и его помощник – пермский психиатр Г. Крохалев решили воспроизвести эксперименты Роджерса и Дарже. В их экспериментах человек десять-пятнадцать секунд при электрическом свете пристально вглядывался в черно-белое изображение, например, в портрет женщины. После того как свет гасился, перед глазами человека на 5–7 секунд помещалась фотопленка. На пленке появлялись контуры, в которых угадывалось рассматриваемое изображение.

Затем начались опыты с кинокамерой. После пристального всматривания в предмет в темноте включалась камера, направленная предварительно на лицо человека. После проявления пленки на экране появлялось хоть и не очень резкое, но вполне различимое изображение предмета. Предмет в течение нескольких секунд «плавал» в пространстве экрана, метался из угла в угол. Было ясно, что между изображением на пленке и галлюцинациями есть некая связь. Неясно было только, какая часть мозга ответственна за это?

Галлюцинация – явление сложное. В нормальном состоянии процесс нервного возбуждения идет от восприятия к представлению. А в случае исключительно яркого, интенсивного представления возбуждение может быть направлено в обратном порядке. Профессор Банщиков предположил, что при зрительных галлюцинациях происходит обратная проекция зрительного образа от ретины (то есть сетчатки) на внешнюю часть глаза за счет электромагнитного излучения.

3 декабря 1974 года был поставлен эксперимент: кинокамера «Лантан» с черно-белой лентой засняла галлюцинации больной, в которых она видела себя около дома рядом со своими родными. На снимках четко просматривались контуры человеческих голов. На контрольных кадрах, демонстрировавшихся для сравнения, никакого изображения не было.

Снимались галлюцинации и аппаратом «Зенит» на пленку чувствительностью 250 единиц. Больной видел лицо девушки, а затем – старуху с большим носом. На снимке прорисовались в разных ракурсах лица девушки и старухи. В нормальном состоянии больной опознал виденное. Было проведено множество успешных снимков галлюцинаций пациентов психоневрологического диспансера. Экспериментаторы утверждают, что галлюцинация всегда может быть заснята, даже если она и невидима простому глазу.

Следует упомянуть о пионерских работах в этой области американского психолога Юлия Эйкзенбуда. Судьба свела его с Тедом Сериосом – портье из одного чикагского отеля. Этот человек, как оказалось, обладал поразительной способностью фиксировать на фотопленке изображение тех образов, которые приходили ему на память.

На глаза Теда направлялась камера «Полароид», и получалась серия снимков. Правда, одни кадры оказывались засвеченными полностью, другие – полностью белыми, но на третьих видны были изображения лиц, предметов, зданий, силуэты автомашин, людей. Изображения иногда были перевернутыми, наклоненными; иногда занимали всего лишь часть поверхности снимка. Порой удавалось даже распознать здания, изображенные на снимке.

Глаз зачастую уподобляют фотоаппарату. Но это не так. Глаз, скорее всего, подобен иконоскопу – телевизионной передающей трубке, сканирующей передаваемое изображение, разлагая его на строки или в систему цифровых или двоичных сигналов. Такое сканирование глаз осуществляет с помощью треморной мышцы. Если ее остановить, то совершенно здоровый глаз и вся зрительная система не в состоянии будут воспринимать изображение.

Поэтому для объяснения наблюдаемого феномена было привлечено явление тремора. Но затем оказалось, что снимки у Теда получались и тогда, когда он в напряжении прикрывал объектив камеры ладонью, и даже в том случае, когда он переводил взгляд на объектив с запечатанного конверта с открыткой или репродукцией в нем. Эта особенность существенно усиливалась в состоянии опьянения.

Выяснилась еще одна странная особенность снимков Теда. Изображение, воспроизведенное им, имело совершенно иной ракурс, чем тот, который был на оригинальном снимке или открытке, как если бы Тед рассматривал объект с другой точки, зачастую снизу.

Еще большую загадку представляют снимки, сдвинутые во времени. Так, Теду предъявлялась фотография магазина, который в момент опытов носил название «Old Wells Fargo Express Offis». На снимке, воспроизведенном Тедом, на здании висит его старое название «The Wells Gold Store», хотя снимков этого здания, относящихся к тому времени, нигде не было.

Почему матери прижимают детей к левой стороне груди?

О т в е т: это характерно не только для изображений Мадонны, но наблюдается и на других картинах, например на картине Петрова-Водкина, изображающей работницу с младенцем на руках. Естественно, возникает объяснение, что матери так удобнее, чтобы освободить правую руку для работы.

Примерно так же объясняют, почему у мужчин и женщин полы одежды запахиваются в разные стороны. Объяснение таково: мать держит во время работы ребенка на руках так, чтобы освободить правую для работы, а ребёнок, теребя одежду, не будет распахивать её. У мужчин, которые в левой руке должны были держать щит, а в правой оружие, одежда должна быть запахнута в направлении возможного удара, так чтобы копьё или меч противника не смогли распахнуть её и помешать ведению поединка.

Если это так, то правши и левши должны соответственно держать ребёнка со стороны, противоположной наиболее развитой руке. Однако опрос как тех, так и других дал один и тот же результат. Ребёнка и те, и другие держали слева. Правши объясняли это традиционно: стремлением освободить ведущую руку для работы, а левши – тем, что левая рука у них ведущая.

Возник вопрос: а как в отношении других предметов, с какой стороны они прижимаются к груди? Наблюдения за покупателями показали, что половина держит покупку справа, а половина – слева.

Дальнейшие исследования привели к выводу, что 83 % праворуких держали ребенка слева, так же как и 78 % левшей. Причем это не зависит от исторической эпохи – преимущественно слева (80 %) держат ребенка как современные женщины, так и женщины, изображенные на картинах и фресках разных эпох.

В дальнейшем выяснилось, что матери, которые по той или иной причине в течение нескольких дней после родов не видели ребёнка, не оказывали предпочтения какой-либо стороне. Если же женщина уже имела детей, то даже после изоляции она брала младенца к левой груди. А матери, у которых с родами было всё благополучно, в 77 % случаев брали ребенка и прижимали его к груди слева.

По мнению ученого, исследовавшего этот феномен, причина здесь в биении сердца как матери, так и ребёнка. Не исключено, что во внутриутробном развитии ритмы сердечной деятельности матери и ребёнка работают «в резонанс», и этот резонанс обусловливает положительные эмоции как матери, так и ребёнка. Процесс родов сильно травмирует обоих, и мать и ребёнок успокаиваются, если этот резонанс в какой-то степени восстанавливается.

Сотне новорожденных, изолированных от матери, через динамик подавали предварительно записанный звук материнского сердца. 70 % подопытных новорожденных прибавили в весе, тогда как в контрольной группе в весе прибавили лишь 33 % детей.

Критики этой гипотезы видят её слабое место в игнорировании геоэкологического фактора. Ученый проводил свои наблюдения на женщинах США, то есть в северном полушарии, на одной широте и долготе. Нет представительных данных по другим странам. А географический фактор нельзя игнорировать. Ведь, например, в Болгарии 3 % левшей, во Франции – 8 %, а в ЮАР – 50 %.

Чем думает живот?

О т в е т: это образование, имеющееся у человека в его желудочно-кишечном тракте, настолько напоминает настоящий мозг, что его по праву можно назвать «вторым мозгом». Некоторые ученые не сомневаются, что этот «мозг» вовлечён в интеллектуальную деятельность человека. Во всяком случае, к такому выводу можно прийти в результате достижений нейрогастроэнтерологии. Создатель этой дисциплины Майкл Гершен из Колумбийского университета установил, что в складках тканей, выстилающих пищевод, желудок и кишечник, имеется комплекс нервных клеток, обменивающихся сигналами с помощью специальных веществ – нейро-трансмиттеров. Это позволяет всему комплексу работать независимо от головного мозга. Этот «мозг» так же, как и головной, способен обучаться. Как и головной, его питают «глиальные» клетки, он имеет те же клетки, ответственные за иммунитет, такую же защиту. Сходство усиливается такими нейротрансмиттерами, как серотонин, допамин, глютамат, такими же белками-нейропептидами.

Каково же происхождение этого удивительного «мозга»? Наши древнейшие предки имели то, что называется «рептильным мозгом» – примитивную нервную систему, которая в процессе усложнения организмов привела к возникновению нынешней ЦНС. Оставшаяся реликтовая система преобразовалась в центр, управляющий деятельностью внутренних органов, и прежде всего пищеварения.

Этот процесс прослеживается в развитии эмбрионов, у которых изначальный сгусток нервных клеток на ранней стадии формирования нервной системы сначала разделяется, и одна часть преобразуется в центральную нервную систему, а вторая «блуждает» по организму, пока не оказывается в желудочно-кишечном тракте. Здесь она превращается в автономную нервную систему; и только позже обе эти системы соединяются с помощью вагуса – специального нервного волокна.

До недавнего времени считалось, что желудочно-кишечный тракт является просто мышечной трубкой с элементарными рефлексами, пока не догадались внимательно посмотреть на структуру, численность и деятельность нервных клеток, расположенных в его стенках. Оказалось, что их число составляет примерно сто миллионов. Вагус не в состоянии обеспечить тесное взаимодействие этого сложного комплекса с головным мозгом, поэтому стало ясно, что «желудочный мозг» работает автономно. Более того, его деятельность мы ощущаем как «внутренний голос», то есть мы способны «чувствовать печёнкой».

Следует отметить, что такая автономная система не является исключением для организма, но именно «желудочный мозг» отличается исключительной сложностью и развитостью связей и наличием тех химических соединений, которые так характерны для головного мозга.

Основная функция этого «мозга» – контроль за деятельностью желудка и процессом пищеварения. Он регулирует скорость пищеварения, ускоряя или замедляя выделение пищеварительных соков. Любопытно, что как и головной мозг, желудочный также нуждается в отдыхе, периодически погружается в состояние, аналогичное сну. В этом сне выделяются и стадии быстрого сна, сопровождающиеся появлением соответствующих волн, мышечных сокращений. Эта стадия удивительно похожа на ту стадию обычного сна, во время которой человек видит сновидения.

Во время стресса желудочный мозг, как и головной, выделяет специфические гормоны, в частности избыток серотонина. При этом человек испытывает состояние, подобное тому, когда у него на душе «кошки скребут», а в случае особо сильного раздражения желудок приводится в повышенное возбуждение и появляется «медвежья болезнь» – понос от страха.

У врачей давно существует термин «нервный желудок». У людей с такой особенностью этот орган реагирует на сильные раздражения особенно сильной изжогой, спазмой дыхательных мышц. При дальнейшем действии нежелательного раздражителя по команде головного мозга в желудок выделяются вещества, вызывающие его воспаление и даже язву.

В свою очередь деятельность этого удивительного «мозга» влияет на активность головного мозга. Это, в частности, выражается в том, что при нарушении пищеварения в головной мозг посылаются сигналы, вызывающие тошноту, головную боль и прочие неприятные ощущения. Очевидно, здесь же кроется и причина аллергического действия на организм ряда веществ.

Этот «мозг» способен формировать и условные рефлексы. Так, в одной из клиник для парализованных пунктуальный медбрат аккуратно в определённый срок – в 10 часов утра – ставил больным клизмы. Сменивший его через некоторое время коллега решил проводить эту операцию только тогда, когда возникнет явный запор. Но на следующее же утро в 10 часов желудки всех больных опорожнились сами собой.

Не исключено, что именно реакцией «желудочного мозга» объясняются кошмары при переедании. Ещё предстоит узнать, какую роль этот мозг играет в процессе мышления.

Как зубы выдерживают давление?

О т в е т: ученые из Англии выяснили, что зубы поглощают энергию  вследствие  удивительного  механизма.  Зубы  состоят  из твердого неорганического вещества, в основном из призматических кристаллов гидроксиапатита кальция Ca10(PO4)6(ОН)2, которые не соединены между собой наподобие сплошного монолита. Между призмами находится «мягкий поглотитель», представляющий собой сеть мельчайших пор, наполненных жидкостью. В момент, когда зубы подвергаются нагрузке, нередко ударной, энергия давления в значительной мере идет на выдавливание жидкости из этих пор. Кроме этого, вследствие давления ионы гидроксиапатита генерируют слабое магнитное поле, которое увеличивает вязкость упомянутой жидкости. Это обстоятельство оказывает дополнительное замедляющее действие на ее движение по межкристаллическим промежуткам. Не исключено, что это приспособление может быть использовано в случаях, когда система или ее отдельные элементы подвергаются в процессе работы сильным ударным нагрузкам.

Можно ли увидеть радиацию?

О т в е т: еще в 1952 году профессором Калифорнийского университета Корнелием Тобайэсом была высказана мысль о том, что человек, который прошел достаточную адаптацию к темноте, способен увидеть проходящие через его глаз заряженные тяжелые частицы. Но работавшие на ускорителях и ядерных реакторах люди не подтверждали этого предположения.

Мысль, высказанная ученым, нашла неожиданное подтверждение во время полета на Луну экипажа «Аполлона-11». Эдвин Олдрин неожиданно обнаружил у себя вспышки в глазах, но не решился сообщить об этом своим товарищам. На обратном пути выяснилось, что и другие члены экипажа, Нейл Армстронг и Майк Коллинз, тоже наблюдали такие же вспышки, которые различались по яркости и форме.

Эти вспышки с частотой одна в минуту были наблюдаемы после небольшой адаптации и только в темноте, независимо от того, закрыты были глаза или открыты. Чарльз Конрад, участник экспедиции на «Аполлоне-12», отмечал особенную их яркость; отметил он и то, что этих вспышек он совершенно не наблюдал во время своих орбитальных полетов на спутниках «Джемини-5» и «Джемини-11». Вспышки имели вид ярких звездочек, искр, черточек, пунктирных линий или просто вспышек света.

На околоземной орбите подобные вспышки наблюдал советский космонавт Н. Н. Рукавишников на борту «Союза-10», когда он во время отдыха находился в затемненном отсеке. Они напоминали сигналы светового табло, просвечивающего сквозь веки. Но настоящее табло здесь было ни при чем – оно горело слишком ровным тусклым светом, чтобы вызвать наблюдаемый эффект.

Тщательно проанализировав эти явления, ученые пришли к заключению, что вспышки – результат воздействия непосредственно на мозг человека заряженных частиц космических лучей. Исследования были продолжены как на ускорителях, так и непосредственно в космосе. Так, при полете «Аполлона-16» такие наблюдения проводились по пути к Луне и обратно. Во время наблюдения вспышек Чарльз Дьюк надевал специальное приспособление для регистрации пролетающих частиц, Джон Янг наблюдал их, надев светозащитные очки, а Кен Маттингли регистрировал их сообщения.

Оказалось, что Маттингли был единственным космонавтом, не наблюдавшим вспышек за все время экспедиции, в то время как за 32 минуты Дьюк сообщил о 15, а Янг – о семи.

Более детальное изучение этого явления было произведено на Земле – в США и Англии – на ускорителях.

Оказалось, что вспышки при облучении узкими пучками у испытуемого наблюдаются только тогда, когда пучок проходит через центральные отделы сетчатки глаза, и отсутствуют, когда частицы проходят через стекловидное тело, хрусталик глаза или через затылочную часть мозга.

Они были возможны только в том случае, когда через сетчатку проходили частицы, производящие на своем пути сильную ионизацию, – многозарядные ионы и вторичные частицы, возникающие при взаимодействии нейтронов с атомами биологической ткани.

Разный характер вспышек, наблюдавшихся космонавтами, объяснялся тем, что часть излучения поглощалась приборами и оборудованием корабля. При наблюдении вспышек во время орбитальных полетов на космонавтов действуют частицы, захваченные геомагнитным полем. Обычно области захваченных геомагнитным полем заряженных частиц располагаются значительно выше, чем орбиты кораблей. На уровень кораблей частицы могут попасть во время магнитных бурь или в результате других аномалий.

Так, самая значительная область повышенной радиации связана с Бразильской магнитной аномалией. В этом районе поток космических частиц спускается вниз к атмосфере в виде огромной воронки. И если корабль попал в эту область в момент более или менее длительного пребывания человека в темноте, то вспышка наблюдается.

Пока нет ответа на вопрос, как возникают необратимые изменения в сетчатке и в нервной ткани, в частности зрительного анализатора. Неясно, возможны ли вспышки в результате так называемого излучения Черенкова – Вавилова, то есть в случае, когда частица движется в среде со скоростью, превосходящей скорость света в этой среде. В этом случае возникает настолько сильное излучение, что оно может быть воспринято обычным образом. Но пока экспериментального подтверждения это предположение не получило, хотя сам П. А. Черенков еще в начале 30-х годов наблюдал свечение при закрытых глазах, вызванное ионизирующим излучением.

Если в эксперименте вместо корпускулярного излучения применить рентгеновское (примерно в 250 раз превышающее по мощности корпускулярное), то в поле зрения в закрытых глазах возникает равномерное свечение.

Это явление наводит на мысль о том, что для биологической ткани небезразлично длительное непрерывное воздействие галактического излучения. Действие зависит во многом и от того, каким образом той или иной ткани передается энергия. Наибольшее поражение или изменение ткани вызывает тяжелая заряженная частица.

В материале шлемов астронавтов лунных экспедиций были обнаружены следы воздействия тяжелых заряженных частиц. Если принять полученные данные за среднюю интенсивность этого воздействия, то за время полета к Марсу у человека могут оказаться невосполнимо пораженными 0,12 % клеток коры головного мозга; в сетчатке глаза – 0,05 % клеток. Полное число пораженных нервных клеток составит примерно 1 %.

Опасны ли для человека болезни животных?

О т в е т: случаи заражения людей болезнями, которыми обычно страдают животные, не являются чем-то новым и необычным. Однако в последние годы подобные случаи участились: животные стали передавать человеку вирусы, бактерии и паразитов намного чаще, чем раньше.

Эксперты, занимающиеся этой проблемой, считают, что это только начало большого пути: в ближайшем будущем новые заболевания могут возникать чаще и наносить еще больший ущерб. Из-за развития процессов глобализации, ухудшения экологической обстановки тесные контакты между человеком и различными видами животных происходят намного чаще, чем раньше. В частности, многие животные, которые раньше никогда не жили рядом с человеком, одомашниваются. Экзотические животные, например из Азии, становятся частью меню человека, живущего в Европе. Современная структура производства продовольствия приводит к тому, что эпидемия, возникшая среди домашних животных, может угрожать жизни и здоровью сотен тысяч людей. Изменение климата приводит к тому, что меняются зоны обитания перелетных птиц и насекомых (в частности, комаров), и они переносят возбудителей болезней на значительные расстояния. Изменение среды обитания человека и животных изменяет также и механизмы действия возбудителей различных болезней.

Реальные масштабы проблемы не известны; до тех пор, пока возбудитель болезни, которой обычно страдают животные, не поразит человека, никто не сможет предсказать это. Достоверно не известно, когда и почему, но возбудители болезней мутируют и становятся опасными для людей. Заражение может происходить с помощью животного-посредника. Это может быть комар (например, комары разносят малярию, заражая человека через укус) или животное, которое человек употребил в пищу. Считается, что вирус гриппа достался человеку от водоплавающих птиц, скорее всего уток. Однако заражение, видимо, произошло, когда человек съел мясо свиньи, подхватившей вирус от домашней утки.

Впрочем, не исключено, что животные тоже страдают от этого и заражаются «человеческими» болезнями. Пока ни в одной стране мира не существует особых программ, направленных на защиту людей от заболеваний животных.

Почему бывают левши и правши?

О т в е т: леворукость – лишь часть общей проблемы асимметрии живой природы, и эта проблема постоянно привлекала внимание ученых.

Как сформировались существующие системы письма? Почему большинство человечества пишет слева направо, а многие южные народы – справа налево? А древние египтяне писали так же, как современные китайцы, японцы и некоторые экваториальные народы, – сверху вниз.

В середине ХХ века Б. В. Огнев выдвинул интересную гипотезу. Он считал, что в основе направления письма лежит преимущественная праворукость или леворукость населения того или иного региона.

Статистикой давно установлено, что в южном полушарии Земли процент левшей намного выше, чем в северном. Если в умеренных широтах северного полушария левшей только 3 %, то уже на Корсике, Сардинии и Сицилии их 7 %. В Австралии левшей – 25 %. Еще больше их среди коренного населения Южной Америки. Экватор же характеризуется самым большим числом рацематов – людей, одинаково владеющих обеими руками. И именно здесь письмо тяготеет к написанию сверху вниз.

Заблудившийся человек, сбившееся с пути животное, убегающий от собак или охотников заяц кружат на месте, причем в северном полушарии они кружат слева направо.

Ученый считает, что все эти явления объясняются действием так называемого кориолисова ускорения, и что именно вследствие него жители северного полушария должны быть праворукими, а жители южного – левшами. В этом случае само собой разумеется, что на экваторе должно отмечаться максимальное число рацематов.

Резонно предположить, что в организме левшей и правшей должны быть и другие особенности, отличающие их друг от друга. И действительно, у левши иначе заложены некоторые центры безусловных рефлексов. Именно поэтому не рекомендуется особенно упорствовать в переучивании левшей, особенно в раннем возрасте, когда наиболее обострена опасность возникновения неврозов, их закрепления. Переучивание к тому же может сказаться и на умственном развитии малыша.

Этот вопрос со временем вылился в появление биосимметрики – науки, которая пытается исследовать асимметрию биологических признаков у растений и животных. Было замечено в частности, что корни у многих растений, если смотреть на них со стороны кончика, закручены, в основном против часовой стрелки, то есть по левой спирали. Оказалось, что «левые» корни имеют вес на 10–20 % больше, чем «правые». Они имеют также на 5–10 % больший диаметр корневой шейки, более высокое содержание сахара.

Та же особенность отмечается и у ряда других растений, например у фасоли, у которой «левые» листья отмечаются в 2,2 раза чаще, чем «правые», и превосходят последние по площади, объему, скорости роста, интенсивности фотосинтеза.

Природа этого явления до сих пор остается загадкой.

Психологи и зоопсихологи установили, что млекопитающие и человек выбирают полового партнера, отдавая предпочтение тому, чьи правая и левая «половинки» максимально симметричны. Джон Меннинг из Ливерпульского университета (Англия), занимающийся проблемами эволюции, считает, что за этим кроется нечто большее, чем просто эстетическое чувство.

Он провел эксперимент, в котором соотнес особенности телосложения 73 чистокровных лошадей в возрасте 2–7 лет с их результатами на скачках. Вместе со своей помощницей Меннинг измерял 4 характеристики строения тела, такие как, например, толщина колена, а также 6 характеристик правой и левой половин головы, и вывел для каждого животного числовое значение «коэффициента общей симметрии».

Оказалось, что чем симметричнее животное, тем большую скорость оно развивало, причем результат напрямую не зависел от измеренных характеристик. Меннинг установил, что различия между отдельными особями невелики и для механики бега совершенно несущественны. Но факт остается фактом, выявленная корреляция столь сильна, что позволяет заранее успешно предсказать результаты заездов не хуже знатоков, которые прекрасно осведомлены о родословной лошади вплоть до десятого колена.

Исследователь считает, что здесь имеет место некий фактор генетического здоровья и физического состояния.

К сказанному следует добавить, что английские психологи установили: левая половина человеческого лица более выразительна, чем правая. Причина, по их мнению, кроется в том, что правое полушарие, ответственное за эмоциональную сферу деятельности, управляет левой половиной тела, в то время как левое полушарие ответственно за логическую деятельность мозга.

Здесь возникает интересный эффект. Чем больше человек фальшивит при имитации чувства, тем сильнее различается мимика правой и левой половин лица. Таким образом, мерилом истинности эмоций служит «симметричное» их выражение. Но «фальшивая» мимика трудноразличима на обычный взгляд. Четко различить это можно только с помощью компьютера по специально разработанной методике. Не исключено, что нередко на подсознательном уровне наш мозг способен «детектировать» ложные чувства.

С чем связана лево-правая асимметрия в организме человека?

О т в е т: тело млекопитающих, и в частности человека, обладает лево-правой асимметрией: сердце и желудок находятся с левой стороны, печень – с правой, количество долей легкого с левой стороны больше, чем с правой. Американские биологи из Йельского университета выяснили, как такая асимметрия получается в процессе эмбрионального развития мышей.

Область формирования осевых органов у млекопитающих называется зародышевым пузырьком. Зародышевый пузырек обрамлен ресничками. В некоторых из них содержится белок под названием «лево-правый динеин», благодаря которому риснички совер-шают мощные неравномерные колебания.

Сначала исследователи «сшили» ген лево-правого динеина с геном зеленого флуоресцентного белка (Green Fluorescent Protein, GFP) и ввели эту конструкцию в геномы зародышей мыши. Они получили трансгенных животных, у которых лево-правый динеин связан с зеленым флуоресцентным белком. У таких животных и их потомства по зеленому свечению можно понять, в каких клетках и клеточных структурах есть динеин.

Было доказано, что лево-правый динеин находится только в ресничках центральной зоны. Именно эти реснички подвижны.

Реснички второй группы распределены равномерно по всей области зародышевого пузырька. Они неподвижны и не содержат лево-правого динеина, зато в них присутствует другой белок – полицистин, который входит в состав механочувствительных кальциевых каналов.

Каналы реагируют на давление тока жидкости, в результате чего происходит вход ионов кальция внутрь клеток. Ионы кальция играют большую роль в регуляции внутриклеточных процессов, в частности они активируют экспрессию генов.

Ученые измерили концентрацию ионов кальция на ранней стадии развития и показали, что эта концентрация намного выше в левой половине зародышевого пузырька. Измерение проводили с помощью специальной флуоресцентной краски, которая меняет свой цвет в зависимости от концентрации ионов кальция.

Наконец, биологи создали две группы мышей-мутантов: у одних был нарушен синтез лево-правого динеина, у других – полицистина. У мутантов как из первой, так и из второй группы не наблюдалось повышения концентрации ионов кальция в левой стороне. Такие зародыши развивались в симметричных животных, у которых обе половины как бы «правые». Таким образом исследователи выяснили, что биение ресничек и работа кальциевых каналов совершенно необходимы для формирования асимметрии тела.

Итак, схема, предлагаемая биологами из Йеля, такова. Биение ресничек, содержащих динеин, формирует левосторонний поток жидкости, на который реагирует другая, неподвижная группа ресничек. В ответ на создаваемое потоком напряжение происходит повышение концентрации ионов кальция в клетках левой половины тела, и это приводит к активации комплекса генов, формирующих левую сторону тела. При нарушении формирования потока жидкости или его восприятия получаются симметричные зародыши с двумя «правыми» сторонами.

Получается, что у млекопитающих обе стороны тела как бы «правые» по умолчанию, а вот чтобы получить левую сторону, нужен специальный механизм.

Что слышат волосы?

О т в е т: шерсть животных, как показали исследования, работает как электростатический микрофон. Экспериментально было установлено, что, например, беличий хвост реагирует на падающие на него звуки, излучая электрическое поле, как бы переводя звуковую энергию в электрическую. Этой особенностью обладает весь мех животного. То же относится к перьям птиц.