100 великих загадок современной медицины - Александр Викторович Волков
Сон – это не только отдых
Так что все-таки контролирует их размеры? Что останавливает рост отдельных органов тела? Почему легкие человека не могут разрастись и занять всё наше внутреннее пространство? Почему оставшаяся часть печени – после удаления опухоли – снова начинает расти и восстанавливается в размерах? Почему левая и правая руки практически одинаковы, хотя в процессе развития они не «общались» друг с другом?
Во многом рост тела и отдельных его органов определяют гормоны. Несомненно, что-то контролирует размеры органов тела. Те же руки человека развиваются из двух изолированных групп клеток, которые в какой-тот момент синхронно перестают делиться. Если бы между ними не было согласия и клетки одной руки всё продолжали делиться, то она оказалась бы намного длиннее другой. Синхронность же, привносящая в наш организм соразмерность и симметрию, проистекает от того, что в организме, полагают биологи, есть какая-то «мудрая инстанция», которая с самого начала, с нашего зарождения, знает, какими должны быть его части.
В 1970-х годах ученые предполагали, что этой «инстанцией» является время. Иными словами, если дать тыкве, лежащей на грядке, время расти, а не срезать ее для продажи, то к глубокой осени она достигнет небывалой величины.
Может быть, такие тыквы и попадают на конкурс садоводов, но с животными, как показала серия опытов с дрозофилами, время почти ничего не решает. Проделывая над этими плодовыми мушками генетическую манипуляцию, ученые добивались того, что они развивались теперь медленнее. У генетически измененных мушек метаморфоза личинки происходила на три дня позже, чем у обычных. Но по своим размерам те и другие были схожи.
Была высказана и гипотеза о том, что организм каким-то образом подсчитывает, сколько раз делятся клетки, составляющие тот или иной орган. Однако и она не подтвердилась. В опытах с теми же мушками ученые удаляли часть будущего крыла, но оставшиеся клетки, компенсируя дефект, делились чаще. На формирование крыла уходило больше времени, но оно в итоге становилось таким же, как у других мушек.
Может быть, органы тела и отдельные клетки развиваются до тех пор, пока не достигнут нужного размера? Но как они знают, какой величины они должны быть? Вопрос остается открытым.
Если говорить об общих размерах тела, тут может играть роль количество питательных веществ, которые получает особь. Проведем еще один опыт с дрозофилами. Поместим их в закрытый сосуд, где имеется сколько-то пищи. Если мушек окажется слишком много и пищи им будет недоставать, то следующее поколение насекомых заметно уменьшится в размерах. Таким образом, при избытке пищи особь становится крупнее обычного, а при ее нехватке не дотягивает до средних размеров.
Вероятно, нехватка питательных веществ – это единственный фактор, который ограничивает рост раковых опухолей. Пока есть приток пищи, опухоль, это скопление постоянно делящихся, мутировавших клеток, продолжает расти.
Почему же так трудно установить, что контролирует рост клеток и органов тела? Что мешает нам это выяснить и изучить всю цепочку реакций? По мнению ряда исследователей, всё дело в том, что факторы, регулирующие рост, заняты и в других жизненно важных процессах, а потому, если в опытах, проводимых с животными, мы отключим подобный фактор, то они погибнут, а мы так и не узнаем, действительно ли от этого фактора зависел их рост.
Пока же мы вынуждены признать, что тайна нашего роста, тайна появления великанов и карликов, всё еще остается тайной, разрешить которую предстоит следующим поколениям ученых.
Обратим внимание и на еще один феномен. Во второй половине XX века много говорилось об акселерации, о том, что дети растут всё быстрее и уже в старших классах школы они нередко выше своих родителей.
Акселерация наблюдалась не только в нашей стране, но и во всей Европе, в США, Австралии, Японии и Новой Зеландии. Всюду за последние сто лет дети заметно подросли. В среднем они прибавили в росте добрый десяток сантиметров.
Когда в 1930-х годах врачи в Европе впервые обратили внимание на акселерацию, стали предлагаться различные объяснения этого феномена.
Одни специалисты были сторонниками «гелиогенной теории». Люди в Европе стали чаще выбираться за город, на природу – дышали свежим воздухом, грелись на солнце. Может быть, по этой причине дети заметно подросли?
Другие высказывали обратное предположение. Ведь статистика показывает, что горожане в среднем выше людей, живущих в сельской местности. Так, может быть, они тянутся вверх, растут потому, что получают слишком мало солнечного света – вот так же в густом лесу молодые деревца стремятся вверх, чтобы дотянуться до света?
Некоторые ученые искали причину в особенностях питания людей. Одним казалось, что всё дело в богатой белками пище. Другим думалось, что пользу принес сахар.
Важную роль сыграл и хаос, воцарившийся в Европе после обеих мировых войн. Наступило время всеобщего смешения народов и классов. Эта привнесенная со стороны свежая кровь помогала людям быстрее расти.
Сегодня ученые считают, что нет однозначной причины, предопределившей то, что люди стали заметно выше ростом. Однако есть тесная связь между их ростом и тем, в каких условиях они провели свое детство.
Рост человека – это индикатор социально-экономической жизни в стране. Бедность отрицательно сказывается на физическом развитии детей. Зато нормальное питание, хорошее медицинское обслуживание, успехи в области санитарии и гигиены однозначно влияют на рост человека. В принципе генетика определяет те пределы, в которых меняется рост. Поэтому от условий, в которых живет человек, зависит, как реализуются его генетические задатки.
Есть ли предел акселерации? По мнению ряда исследователей, она прекратится, когда средний рост мужчин превысит 185 сантиметров. Пределы роста близки, а потому скорость, с которой подрастает человечество, замедляется.
Секреты человека спящего
Каждый из нас наверняка задавался вопросом: «Для чего мы спим?» Почему треть жизни проводим во сне? Для человека сон – нечто большее, чем простая экономия сил. Каждую ночь мы спим, и, как ни приятно это занятие, мы не понимаем, что делаем.
Итак, сон. Вначале легкий, поверхностный. Организм увязает во сне, как в болоте, проваливаясь все глубже, глубже. Активность обширных участков мозга становится ниже.
Вдруг что-то неуловимо меняется. Веки по-прежнему сомкнуты, но под ними начинают быстро двигаться глаза. Судя по электроэнцефалограмме, мозг бодрствует, но человек ведь спит! Этот отрезок сна называется фазой «быстрых движений глаз» (REM-фаза). В среднем она повторяется каждые полтора часа сна. На этой «парадоксальной стадии сна», как ее еще называют ученые, мозг расходует порой больше энергии, чем в дневные часы.
Многочисленные опыты показали,
