Трахея человека: 1 – хрящевые полукольца, поддержи-вающие трахею; 2 – бронхи
Трахея есть у человека. Это крупная трубка, гораздо больше трахей насекомых. Она соединяет гортань и легкие и необходима для транспорта воздуха. Как и трахеи насекомых, она укреплена утолщениями в виде полуколец, не дающими ей спадаться. Но они не хитиновые, а хрящевые. Трахея ветвится на бронхи, а те, в свою очередь, на бронхиолы. Всё это тоже трубки, но меньшего диаметра. Они выполняют транспортную функцию, так же, как трахеи насекомых.
Трахеи растений: 1 – утолщениея клеточных стенок; 2 – поры
Удивительно, но трахеи есть и в мире растений, у покрытосеменных и продвинутых голосеменных. Это трубки, образованные мертвыми клетками, которые отвечают за транспорт воды и минеральных веществ. Возможно, трахеями их назвали ещё и потому, что они несут различные утолщения на своих стенках – прямо как трахеи насекомых, позвоночных животных и человека.
Человек и регенерация
Человеческий организм очень сложен и состоит из великого множества различных клеток. Любые нарушения и повреждения в строении органов могут привести к очень тяжелым и необратимым последствиям. Например, потеря конечности – руки или ноги – утрата невосполнимая, у человека не может вырасти новая. В то же самое время у других позвоночных животных, например ящериц, заново вырастает часть хвоста, а у тритонов – даже оторванные ноги. Процесс восстановления потерянных тканей или органов называется регенерацией. С ней вы уже познакомились на примере беспозвоночных животных.
Ошибки регенерации: на месте оторванной ноги у тритона вырос хвост
Несмотря на то, что у людей новые конечности не вырастают, регенерация свойственна и человеку и другим млекопитающим. Заживление ран, восполнение кровопотерь – это тоже регенерация. Давайте рассмотрим подробнее типы регенерации у человека.
Словно тритоны
Ткани нашего организма состоят из высокоспециализированных клеток, которые имеют особое строение для выполнения определенных функций. В норме они не делятся и не могут потерять специализацию, хотя изначально наш организм строился совсем из других клеток, не дифференцированных. Из них и формируются специализированные клетки, а обратный процесс является патологией – возникает раковая опухоль.
Несмотря на то, что большая часть клеток организма выполняют свою функцию, остаются в организме человека и «первородные» неспециализированные клетки, способные к делению, – стволовые клетки. Это они замещают в случае повреждения ткани погибшие клетки. При этом запускается механизм специализации клетки. Без этих клеток не смогла бы постоянно обновляться кожа, поверхностный слой которой мертвеет и слущивается. В процессе роста организма число стволовых клеток уменьшается.
Есть в теле человека некоторые ткани и органы, которые могут активно восстанавливать свои клетки, то есть осуществлять регенерацию. В первую очередь это кровь. Ведь клетки крови постоянно обновляются: старые уничтожаются, а новые появляются из стволовых клеток костного мозга. Этот процесс идет очень активно и быстро.
Печень: 1 – связка, поддерживающая печень; 2 – левая доля печени; 3 – правая доля печени; 4 – печёночный проток; 5 – пузырный проток; 6 – желчный пузырь; 7 – поджелудочная железа; 8 – двенадцатиперстная кишка
В другом случае восстанавливается очень важный орган нашего организма, обезвреживающий различные ядовитые вещества, болезнетворные микроорганизмы, вырабатывающий желчь. Вы, наверное, догадались: это печень. Способность самовосстанавливаться у печени просто фантастическая. При удалении 3/4 печени оставшаяся четверть восстанавливает недостающую часть. А у одной лабораторной крысы треть печени удаляли 12 раз, и печень каждый раз восстанавливалась. Этим удивительным свойством пользуются врачи, удаляя пораженные различными болезнями доли печени без опасений за последствия.
Органы с заплатками
К сожалению, большинство органов не наделены такой способностью к активной регенерации. У некоторых она очень «скромная» и ограниченная, у других регенерация такого типа вообще невозможна. Это, например, два важнейших органа – сердце и головной мозг (впрочем, вся нервная система не способна регенерировать).
На определенном этапе развития организма число клеток сердца и мозга достигает необходимого количества. Они активно функционируют, а стволовые клетки в этих органах просто исчезают. Значит, число клеток в сердце и головном мозге постоянно? Увы, это не так. И нейроны, и кардиоциты погибают. Особенно крупные потери сердце или мозг несут в результате нарушения кровообращения в их тканях. Если такое случается в головном мозге, то у человека происходит инсульт, а если в сердце – инфаркт.
Часть клеток погибает, при этом число погибших клеток зависит от степени нарушения кровообращения. Это очень негативно сказывается на работе этих органов, может даже приводить к смертельному исходу. Погибшие клетки убирает иммунная система. Но что же остается на их месте, если стволовых клеток нет? Пробелы в нервной или сердечной ткани замещаются соединительной тканью, клетки которой мигрируют на место трагедии.
Сердце: 1 – плечемозговой ствол аорты; 2 – левая общая сонная артерия; 3 – левая подключичная артерия; 4 – артериальная связка (бывший боталов проток); 5 – легочный ствол; 6 – левое ушко; 7 – кровеносные сосуды сердца; 8 – левый желудочек; 9 – верхушка сердца; 10 – правый желудочек; 11 – венечная борозда; 12 – правое предсердие; 13 – артериальный конус; 14 – аорта; 15 – верхняя полая вена
Конечно, хорошо, что ни в мозгу, ни в сердце не остается «дырки», но соединительная ткань не может заменить кардиоциты или нейроны. Она не способна генерировать и проводить нервный импульс, не способна сильно растягиваться или сжиматься. По сути дела, в поврежденном органе образуется заплатка, а точнее – рубец, который не выполняет функцию основной ткани. Значит, часть сердца или мозга просто выходит из строя. При этом та часть организма, которую контролировал погибший участок мозга, перестает подчиняться человеку. Так происходит паралич конечностей, отдельных мышц, слуха, речевых центров и т. д. Нелегко работать и «заплатанному» сердцу.
Такой тип замещения одной ткани другой тоже называется регенерацией. И она может происходить в различных органах тела, даже в печени с её уникальной способностью к самовосстановлению. Это происходит в том случае, когда в печени происходит какой-то воспалительный процесс, вызванный инфекцией или поступлением в организм большого количества токсических веществ. Клетки печени – гепатоциты – гибнут, а на их месте появляется все та же соединительная ткань, которая не выполняет функции гепатоцитов. То есть, несмотря на целостность органа, часть его просто перестает функционировать. Такое заболевание называется циррозом печени и может привести к смерти.
