Борьба со старением, или Не все мы умрем…

1.3.4. Опорно-двигательная система

Возраст человека можно почти безошибочно определить по его осанке, походке и даже по небольшим движениям рук, наклону головы. Это наглядно показывает, какое значение при старении, а именно оно интересует нас больше всего, имеет состояние костей и мышц человека.

У человека около 200 костей и 650 мышц. Кости снаружи компактные, а внутри губчатые. Компактная часть, та, что снаружи, состоит из остеонов, которые представляют собой несколько цилиндрических пластинок, вставленных одна в другую. В центре каждого остеона проходит канал, содержащий нервы, кровеносные и лимфатические сосуды. Губчатое вещество внутри кости состоит из полостей с красным костным мозгом, отделенных друг от друга перегородками.

Кости превосходят сталь по прочности, но при этом весят намного меньше. Если скелет человека был бы изготовлен из стали, его вес превысил бы в среднем 250 кг. Эйфель возвел свою башню, копируя строение человеческой кости, что позволяет ей выдерживать большие нагрузки.

С возрастом кости становятся более хрупкими. Главная причина – остеопороз – потеря костной массы, вызванная нарушениями в обмене веществ (метаболизме). По данным ВОЗ, в Европе смертность от переломов, связанных с остеопорозом, превышает количество смертей от онкологических заболеваний.

Кости соединяются между собой посредством хрящевых прослоек, как, например, позвонки, или суставов, которые образованы впадиной на конце одной из костей и головкой на конце другой (например, соединение конечностей). Внутри сустава имеется смазка, облегчающая движение головки внутри впадины. С возрастом смазка постепенно уменьшается, суставы изнашиваются и становятся тоньше, хрящевые прослойки также стираются. Рост человека за счет уменьшения межпозвонковых дисков становится меньше, движения при износе суставов становятся ограниченными, что сразу сказывается на походке и осанке.

Рис. 1.3.4. Опорно-двигательная система

Мышцы осуществляют все движения по сигналам нервной системы. Они крепятся к костям сухожилиями и при сокращении приводят кости в движение. Кости участвуют в движениях пассивно, как механические элементы-рычаги. Мышцы сокращаются и расслабляются по команде нервной системы неосознанно, под воздействием подсознания, точнее вегетативной нервной системы. При этом мышцы действуют удивительно синхронно. Так, при каждом шаге одновременно движется около 200 мышц. При старении мышцы уменьшаются в объеме, люди старше сорока лет теряют от 2 до 3 % мышечной массы в год. После шестидесяти лет потеря может достигнуть 5 % в год.

Нашей целью не является подробное описание анатомии человека. Коснемся только важнейших частей скелета (рис. 1.3.4). Прежде всего, это череп, надежно защищающий главный орган человека – мозг. На черепе крепятся лицевые мышцы, составляющие, кстати, 25 % всех мышц. Это обеспечивает замечательную мимику человеческого лица. Между прочим, челюстная мышца – самая сильная мышца человека.

Основа скелета – позвоночник. Эксперты считают, что здоровье человека во многом зависит от состояния позвоночника. К нему и к проходящей параллельно ему грудине крепятся ребра, образующие грудную клетку и защищающие главные внутренние органы.

К грудной клетке при помощи связок и мышц прикреплена ключица, которая вместе с лопаткой (плоская кость, похожая на лопату) через сустав связана с плечевой костью. Заметим, что анатомическое плечо не совпадает с бытовым. Плечевая кость в анатомическом значении идет от плеча до локтя.

Далее идут две тазовые кости, крестец и копчик, соединённые суставами пояса нижних конечностей в костное кольцо таза. К нему суставами крепятся самые длинные у человека бедренные кости, а к ним, в свою очередь, берцовые кости. Заметим, что соединительные суставы этих костей подвержены травмам и связанному со старением разрушению.

1.3.5. Покровная система и микробиота

Обычно под покровной системой подразумевают в основном кожу. Мы будем рассматривать эту систему в расширительном смысле, добавив к внешним покровам внутренние покровы, лежащие на границе внутренних органов, например кишечника, с окружающей средой. Здесь же мы рассмотрим микробиоту – микроорганизмы, живущие на внешних (кожа) и внутренних (стенки кишечника) поверхностях соприкосновения организма с окружающей средой.

Начнем с кожи и волос. Мы судим о возрасте именно по морщинам на коже и седине в волосах. То есть это органы с максимально заметным старением.

Кожа человека имеет площадь около 2 кв. м. Обычно, отчасти в шутку, говорят, что это самый большой орган человека, подчеркивая, что это всё-таки орган. Почти 16 % веса тела приходится на кожу.

Рис. 1.3.5. Структура кожи

Верхний слой кожи, эпидермис[68], состоит из 12–15 расположенных один над другим рядов (примерно 0,1 мм, толщина листа бумаги) омертвелых клеток, которые постоянно отшелушиваются и замещаются на новые клетки. Клетки эпидермиса заменяются полностью за 28 дней. Производством новых клеток заняты базальные клетки, находящиеся в нижнем ряду клеток эпидермиса. В нем отсутствуют сосуды. Иногда эпидермис утолщается, образуя мозоль.

Следующий слой кожи – дерма, или дермис (толщина – около 2 мм) – представляет собой соединительную ткань из эластина, коллагена и гиалуроновой кислоты, которые вырабатываются клетками дермы фибробластами. Здесь расположено множество капилляров, волосяных корней (луковиц, фолликулов), потовых и сальных желез. Вокруг каждого фолликула имеется нерв, и из него растет всего один волосок. Сальные железы производят жир – кожное сало, чтобы обеспечивать коже водонепроницаемость, потовые железы охлаждают кожу для поддержания постоянной температуру тела.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Примечания

1

Поскольку за подобными рассуждениями с очевидностью просматривается что-то напоминающее акт творения, многие физики, придерживающиеся атеистических взглядов, предпочитают альтернативную теорию множественности вселенных. По этой теории, вселенные образуются постоянно. Большинство из них лопается и исчезает, как мыльный пузырь. Другие, немногие, остаются пустыми и безжизненными. А нам вот так исключительно повезло возникнуть в жизнеспособном варианте Вселенной.

2

Фрактал – объект, в точности или приближённо совпадающий с частью себя самого. Фрактальную структуру имеет огромное число природных объектов: береговые линии, горы, снежинки, молнии, листья растений, системы кровообращения и т. д.

3

Органелла – орган клетки, обеспечивающий определенную функцию.

4

URL: https://livingplanetindex.org/home/index

5

В некоторых отделах мозга, например в гиппокампе, ответственном за обучение и память, каждый день появляются тысячи нейронов.

6

http://www.chaskor.ru/article/ritmy_obnovleniya_chelovecheskogo_organizma_37575.

7

Феромоны – продукты внешней секреции, выделяемые некоторыми видами животных и обеспечивающие химическую коммуникацию между особями одного вида.

8

Мы будем в скобочках курсивом приводить распространенные термины и названия. Помнить их иногда может быть полезно, но необязательно.

9

URL: https://nauka.vesti.ru/article/1043149

10

За проведение генетических модификаций с плюрипотентными стволовыми клетками мышей и получение после этого животных с заданными генетическими свойствами была вручена Нобелевская премия 2007 года.

11

«Сома» в переводе с греческого «тело», соматические – обычные клетки тела, например кожи.

12

Факторы транскрипции Oct4, Sox2, Klf4 и c-Myc (OSKM, или факторы Яманаки), активируют определенный набор генов и таким образом переводят соматические клетки в плюрипотентные стволовые клетки. Это превращение происходит путем эпигенетической регуляции клеточных процессов.

13

«Фибро» в переводе с латыни «волокно», а «бласта» – «зародыш»; фибробласта – «зародыш волокна».

14

«Остео» в переводе с латыни «кость», а «бласта – «зародыш»; остеобласта – «зародыш кости».

15

«Остео» – «кость», а «цито» – «клетка»; остеоциты – «клетки кости».

16

«Мио» в переводе с латыни «мышца», а «бласта» – «зародыш»; миобласта – «зародыш мышцы».

17

А точно 

.

18

Общая формула углеводов – Cn(H2O)m. То есть n молекул углерода и m молекул воды. Отсюда название «углеводы» – «угле-» (углерод) и вода.

19

Гормоны (в пер. с греческого «побуждаю») – органические вещества, выделяемые железами и регулирующие различные процессы в организме.

20

Ф. Энгельс, «Диалектика природы».

21

Глицерин – трехатомный спирт.

22

В насыщенных жирных кислотах все связи углерода максимально насыщены атомами водорода, а в ненасыщенных часть связей углерода являются двойными и не насыщены водородом.

23

Окончание «аза» характерно для названий ферментов, например жир – липид, а расщепляющий его фермент – липаза.

24

Водородный показатель pH показывает, является ли среда кислотной (pH < 7) или щелочной (pH > 7). Средний показатель pH крови здорового человека – 7,42. Это означает, что кровь является слабощелочной. Уровень pH крови и других жидкостей в нашем организме должен колебаться от 7,35 до 7,45.

25

Нанометр (нм) – 10-9 м. Отсюда название «нано», означающее «девять».

26

Эта единица измерения используется в ядерной физике, для биофизики она маловата.

27

Микрон – 10-6 м (миллионная часть метра), или микрометр («микро» – «миллионная часть»).

28

Восстановители и окислители – старые термины, которые не всем легко запомнить. Есть детский стишок, помогающий запомнить, кто есть кто:

Восстановитель – это тот,

Кто электроны отдает.

Сам отдает грабителю,

Злодею окислителю!

29

Полная заполненнность внешней электронной оболочки соответствует инертному газу, например гелию с двумя электронами или неону с восемью электронами.

30

Электроотрициательность – это способность атома притягивать электроны других атомов.

31

Белок мышцы человека титин состоит из 38138 аминокислот. Это самый большой из известных белков.

32

Для тех, кто окончательно забыл школьный курс органической химии, напомним, что на схеме черточка, соединяющая два элемента, обозначает связь, в которой участвуют два электрона.

33

Гомеопатия утверждает, что сила действия гомеопатического средства проявляется при очень большой степени разбавления (потенциирование), даже в том случае, когда в растворе уже не остается молекул лекарственного вещества. При этом объясняют, что целебное действие сохранено, поскольку вода была структурирована лекарством и теперь уже она сама приобрела целебные свойства.

34

Нанометр – 10-9 м, одна миллиардная часть метра.

35

Это первые буквы названия нуклеотидов, составляющих ДНК. T – тимин, A – аденин, C – цитозин, G – гуанин.

36

Этот тип РНК называют матричными РНК, или м-РНК. В ней содержится и переносится полная информация о гене, на основе которого, как с матрицы, производится белок.

37

Транскри́пция – «переписывание», от лат. trans– «через, пере-» и scribo – «черчу, пишу».

38

Этот тип РНК называют рибосомными РНК.

39

Разные кодоны могут кодировать одну и ту же аминокислоту. Возможных кодонов 64, а аминокислот 20. Например, аланин кодируется не только GCU, но и GCU, GCA и GCG кодонами.

40

Каждая т-РНК может соединиться только с одной аминокислотой.

41

Шекспир У. Гамлет.

42

Смит А. Исследование о природе и причинах богатства народов. 1776 г.

43

Гистоны – белки, состоящие из аминокислот лизина и аргинина и образующие шаровидные структуры, вокруг которых намотана молекула ДНК, крепящаяся к ним водородными связями.

44

Хроматин (от др. – греч. «цвета») – нуклеопротеид, составляющий основу хромосом и состоящий из ДНК, РНК и белков (главным образом гистонов). Его нетрудно окрасить, отсюда название.

45

Ацетилирование – процесс передачи ацетил-группы от одной молекулы (в данном случае ацетил-коэнзим А) к другой.

46

У человека ядрышковые организаторы располагаются в коротких плечах 13, 14, 15, 21 и 22 хромосом.

47

Гидрофильность – от др. – греч. «гидро» – «вода» и «фил» – «любовь». Хвостики липидов гидрофобные, то есть отталкивают воду.

48

Строго говоря, везикулы – это маленькие органеллы, в которых запасаются или транспортируются питательные вещества.

49

Цикл Кребса называют еще циклом лимонной кислоты или циклом трикарбоновых кислот, поскольку большинство участников цикла являются трикарбоновыми кислотами.

50

Транскрипционные факторы – белки, способные активировать, «разбудить» (или, напротив, дезактивировать, «усыпить»), и экспрессировать те или иные гены.

51

Пролиферация (от лат. proles – «отпрыск, потомство» и fero – «несу») – размножение клеток делением. Мы, как и раньше, будем приводить общепринятые биомедицинские термины. Они не нужны для понимания нашего текста, но могут пригодиться продвинутым читателям при чтении дополнительной специальной литературы.

52

«– аза» всегда используется для обозначения фермента, ДНК-полимераза – фермент, создающий полимер ДНК. Всё просто.

53

Мито́з (др. – греч. μίτος – «нить») – деление клетки.

54

Центромеры – участок хромосомы, делящий ее на два неравных плеча. Центромеры, так же как теломеры, представляют собой повторяющиеся последовательности нуклеотидов.

55

Процесс точного и тесного сближения гомологичных хромосом называется конъюгация (от лат. conjugatio – «соединение»). Места соединения называют хиазмами.

56

Если плохо закрывается нижний сфинктер, то возникает изжога (главный симптом рефлюкс-эзофагита). Плохая работа верхнего сфинктера приводит к неприятной отрыжке.

57

Её длина составляет примерно двенадцать поперечников пальца руки (около 25–27 см). Отсюда название.

58

«Поджелудочный» и «панкреатический» – синонимы.

59

Перистальтика – волнообразное сокращение мышц стенок пищевода, желудка, кишечника, продвигающее их содержимого к выходным отверстиям.

60

Длина поджелудочной железы взрослого человека – в среднем около 20 см, ширина – 6 см (в области головки), толщина – 2 см. Масса органа – около 80 г.

61

2200 ккал = 9240 Кдж (перевод из одних единиц в другие: в 1 ккал 4,2 кДж); 9240*24*3600 = 86400 секунд в сутках; 9240000 Дж: 86 400 секунд = 107 ватт.

62

Мф. 5, 37.

63

«Лейкос» в переводе с древнегреческого «белый».

64

«Мио» – «мышца», «кардио» – «сердце», миокард – сердечная мышца.

65

Тахикардия – от др. – греч. «тахи», «быстрый», и «кардия», «сердце». Брадикардия – от греч. «бради», «медленный».

66

Диастолическое – от др. – греч. «диастола», «разрежение», систолическое – от «систола», «сжатие».

67

Сердце выталкивает кровь на скорости 1,6 км/ч. Кровь достигает капилляров на скорости 0,1 км/ч.

68

«Эпидермис» в переводе «над (эпи-) кожей (дерма)».