триллионов маленьких лодок, переправляющих кислород.
Правильный ответ – «В»: 25 триллионов красных кровяных телец, выстроенных в одну линию, протянулись бы на 180 000 км, а это немногим меньше половины расстояния до Луны, которая отстоит от Земли на 384 000 км.
Таким образом, 80 % всех клеток нашего организма – это красные кровяные тельца. Как такое вообще может быть? Скажем, у женщины, которая весит 65 килограммов, в организме всего около пяти литров крови, что составляет около 8 % веса ее тела. Не может же эта кровь содержать четыре пятых всех ее клеток?! А вот, оказывается, может. Объясняю: даже по сравнению с другими клетками человеческого организма, а все они далеко не великаны, красные кровяные тельца это – карлики. Их диаметр всего от шести до восьми микрометров. Сердцевина красной кровяной клетки размером примерно в один микрометр, вздернутые кромки бортов «шлюпки» имеют ширину в два микрометра. (Один микрометр, или микрон – это 0,001 миллиметра.) Чтобы лучше понимать, как это, представьте поставленные рядком 10–15 красных кровяных телец, они будут не толще одного вашего волоска. Для сравнения, клетка печени похожа на своего рода картонную коробку, длина которой от 20 до 30 микрометров – в такой коробке свободно разместятся 250 красных кровяных клеток. А некоторые жировые клетки могут достигать в диаметре более 100 микрометров – звание обязывает. Так что в одну жировую клетку поместятся примерно 10 000 красных кровяных телец.
Кислородные «шлюпки», напротив, настолько худосочные, что в них даже нет клеточного ядра с генетическим материалом. Кроме того, они живут только около 120 дней. А это, в свою очередь, означает, что каждую минуту из костного мозга прибывает около 140 миллионов свежеиспеченных красных кровяных клеток на смену тем, которые в эту же минуту отмирают. Однако нам пора отправляться в путешествие!
На старте: Доли легкого
Пассажиры маленьких красных «шлюпок» – молекулы кислорода. Они запрыгивают в клетку-лодочку, когда капля крови проносится по тонкому сосуду в легком – он еще называется капилляром. Каждый раз при вдохе кислород вместе с другими газами устремляется по разветвляющимся – и чем дальше, тем тоньше и извилистее – дыхательным путям в крошечные пузырьки – альвеолы. Из-за этих пузырьков легкие внутри похожи на губку.
Предположительно, в легком человека находится как минимум 300 миллионов альвеол. (Но точно еще никто не подсчитывал.) Когда после вдоха альвеола раздувается, она может достичь четверть миллиметра в диаметре. При выдохе она съеживается на пятую часть. Губчатая структура с бесчисленным множеством маленьких пузырьков нужна для того, чтобы мы при каждом вдохе вбирали как можно больше кислорода. Для этого поверхность, на которой вдыхаемый воздух встречается с кровью, должна быть по возможности максимально большой. По приблизительным оценкам, поверхность всех альвеол в одном легком составляет примерно 100 квадратных метров – не всякая трехкомнатная квартира может похвастаться такой площадью!
От воздуха в альвеолах протекающую по капиллярам кровь отделяет очень тонкая стенка. Для пассажиров эта стенка не препятствие: молекулы кислорода запросто через нее проходят, как делал это Гарри Поттер с друзьями, когда им надо было попасть на поезд в Хогвартс, стоящий на платформе 9 3/4. Но почему кислороду надо лезть напролом? А все потому, что он следует единому закону природы, высшая цель которого – сбалансированность: во вдыхаемом воздухе кислорода много, а в протекающей мимо в момент вдоха крови он в дефиците. Вот поэтому молекулы кислорода – эти стремящиеся установить равновесие пассажиры – и прут напролом.
Рис. 2
Чтобы обеспечить путешественникам быструю посадку, в «шлюпках» предусмотрены специально подготовленные места. Мы ведь любим путешествовать с комфортом и в безопасности, вот и кислород тоже. Таким удобным и надежным местом для кислорода служит «мини-паром» под названием «гемоглобин». Эта молекула содержит железо, благодаря которому она, буквально как магнит, притягивает к себе только что поступивший из вне кислород. Гемоглобин способен оказаться именно там, где нужен кислород, – он что-то вроде сиденья вкупе с ремнем безопасности, в которое атом кислорода «садится», чтобы отправиться в свое путешествие. И именно гемоглобин придает крови красный цвет.
«Шлюпки» нашей кровеносной системы, помимо размеров, отличает от пассажирских «паромов» еще кое-что, а именно – количество пассажиров, которых плавучее средство может взять на борт. Красная кровяная клетка содержит, при условии, что организм в достаточной мере обеспечен железом, около 280 миллионов молекул гемоглобина, каждая из которых может предоставить место молекулам кислорода количеством до четырех. Так что при полной загрузке в одном крошечном красном кровяном тельце путешествуют более миллиона пассажиров. А если вспомнить, что их у нас 25 триллионов, то голова пойдет кругом…
Кстати, «подсчет пассажиропотока» – это для нас, врачей, надежный метод диагностики дефицита железа (который, помимо прочего, проявляется в постоянном чувстве усталости): если в одном эритроците путешествует слишком мало пассажиров (то есть кислорода), то организму не хватает железа, и он поэтому производит мало гемоглобина.
Затем, путешествуя по тонким сосудистым разветвлениям в легких, красные кровяные тельца должны доказать свою подвижность и изворотливость: капилляры имеют в среднем диаметр в 7 микрометров (0,007 миллиметра), а в самых узких местах – всего 5 микрометров. Если вы видели на YouTube ролик, где кошка протискивается в щель под комнатной дверью, то вы можете себе представить, что происходит в узких местах легочных капилляров: эритроцитам приходится изгибаться, чтобы пролезть.
В остальном в наших кровеносных путях все работает примерно так же, как в дорожном движении: как только становится тесно, все замедляются. В капиллярах легких капля крови катится еле-еле, со скоростью треть миллиметра в секунду, однако здесь такой стиль передвижения не помеха, чего, например, не скажешь про автомобильную пробку, создавшуюся из-за дорожных работ. Внутри нашего организма такая задержка даже полезна: благодаря ей у кислородных пассажиров есть больше времени, чтобы занять свои места.
Вопрос: У сердца есть уши?
Итак, капля крови преодолела узкое место. Как минимум десять из десяти посадочных мест теперь заняты кислородом. Это даже заметно по цвету крови: она стала светлее. Теперь мы можем продолжить свое путешествие. Следующая станция – левая половина сердца. Из многочисленных тончайших сосудов – капилляров – кровь, двигающаяся к сердцу, стекает во все более расширяющиеся сосуды. В конце пути от масштабной сети сосудов остаются лишь четыре вены, впадающие
