Глава 10: Кровь — красный поезд, который везёт кислород

Все на борт

Представь поезд, который никогда не останавливается. Он ходит по путям, которые петляют по всем уголкам огромной страны, мимо гор, через долины, в каждую крошечную деревушку. На одной большой станции его вагоны загружают свежими припасами, и он отправляется в путь, оставляя припасы на каждой остановке и забирая мусор, чтобы его увезти. Вернувшись на большую станцию, он выгружает мусор, снова загружается и опять уезжает. Он делает это весь день и всю ночь и ни разу не брал выходной.

В твоём теле есть точно такой же поезд. Это твоя кровь. Пути — это кровеносные сосуды, трубки, по которым кровь идёт к каждой части тела. Большая станция — это лёгкие. Припасы — это кислород, а мусор — углекислый газ. А двигатель, который заставляет весь поезд двигаться, — это сердце.

В главе об альвеолах ты видел, как кислород проскальзывает сквозь тонкие стенки крошечных воздушных мешочков в кровь в капиллярах. Это был тот самый момент, когда кислород сел на поезд.

Но от кислорода мало толку, если он просто лежит в лёгких. Кислород нужен пальцам ног. Кислород нужен мозгу. Кислород нужен мышцам ног и клеткам в кончиках пальцев. В этой главе ты прокатишься вместе с кровью и увидишь, как кислород доставляется на место и как кровь по пути помогает охранять тело.

Сколько крови в теле? У взрослого около пяти литров крови, это примерно как пять литровых бутылок воды. У ребёнка меньше, примерно от полутора до трёх литров, в зависимости от того, какого он роста. Пока ты растёшь, тело делает больше крови, чтобы её всегда было ровно столько, сколько нужно для твоего размера.

Из чего состоит кровь

Кровь выглядит как простая красная жидкость, но на самом деле это смесь многих разных вещей. Если бы врач взял маленькую пробирку крови и дал ей долго постоять или очень быстро покрутил её в особом аппарате, кровь разделилась бы на слои. Наверху оказалась бы прозрачная бледно-жёлтая жидкость. Внизу был бы густой тёмно-красный слой. А между ними — очень тонкий беловатый слой.

Бледно-жёлтая жидкость называется плазмой. Плазма составляет чуть больше половины крови, и она в основном состоит из воды. Но в плазме растворено много важного, так же как в чашке сладкого чая растворён сахар, которого не видно.

Плазма несёт к клеткам сахар и другие питательные вещества из еды. Она несёт соли, которые нужны телу. Она несёт химические сообщения из одной части тела в другую. И она несёт большую часть углекислого газа на обратном пути к лёгким.

Густой тёмно-красный слой внизу состоит из красных клеток крови. Это вагоны поезда, которые везут кислород. В тонком беловатом слое между ними находятся белые клетки крови — защитники, с которыми ты познакомился в прошлой главе, — и крошечные частички, которые называются тромбоцитами и помогают остановить кровотечение. В этой главе ты познакомишься с каждым из этих путешественников.

Вот что можно попробовать. Посмотри на внутреннюю сторону запястья, где кожа тонкая. Возможно, ты увидишь слабые голубоватые или зеленоватые линии. Это вены — кровеносные сосуды, которые несут кровь обратно к сердцу.

Но кровь в них не синяя. Кровь всегда красная. Вены только кажутся синими из-за того, как свет проходит через кожу и отражается обратно к глазам. Если ты когда-нибудь увидишь свою кровь из маленькой ссадины, ты заметишь, что она красная.

Красные клетки крови и их места для кислорода

Красные клетки крови — одни из самых удивительных клеток в теле. Их ещё называют эритроцитами. Каждая из них похожа на круглый плоский диск, вдавленный с обеих сторон, немного похожий на пончик, у которого дырка не прошла насквозь. Благодаря такой форме у клетки большая поверхность для её размера, и это помогает кислороду быстро входить и выходить. А ещё из-за этой формы клетка очень гибкая.

Красным клеткам крови нужно быть гибкими. Каждая из них крошечная, около семи-восьми тысячных миллиметра в поперечнике. Но некоторые самые маленькие капилляры ещё уже. Чтобы пройти, красные клетки крови складываются и протискиваются, как мягкое резиновое колечко, которое проталкивают через узкую трубу. С другой стороны они снова принимают обычную форму и продолжают путь.

Красных клеток крови в теле больше, чем клеток любого другого вида. У взрослого их около 25 триллионов. Триллион — это миллион миллионов, так что это число такое огромное, что его почти невозможно себе представить. Если бы можно было сложить все красные клетки крови взрослого одну на другую, башня поднялась бы намного-намного выше самой высокой горы на Земле.

Красные клетки крови делаются в костном мозге — мягкой губчатой середине некоторых костей. Костный мозг — очень занятая фабрика. Он делает около двух миллионов новых красных клеток крови каждую секунду. Ему приходится работать так быстро, потому что красные клетки крови не живут вечно. Каждая из них путешествует по телу около четырёх месяцев и много тысяч раз проходит через сердце и лёгкие. А потом изнашивается.

Когда красная клетка крови стареет и становится жёсткой, ей уже не так легко протискиваться через узкие капилляры. Тогда в дело вступают старые знакомые из прошлой главы — макрофаги. Макрофаги в органе, который называется селезёнкой, и в печени ловят изношенные красные клетки крови и разбирают их. Но и тогда ничего важного не пропадает. Макрофаги сохраняют железо из старых клеток, и это железо отправляется обратно в костный мозг, чтобы помочь построить новые красные клетки крови.

Почему красная клетка крови так хорошо переносит кислород? Внутри каждой из них миллионы крошечных молекул особого белка, который называется гемоглобином. Молекула — это очень-очень маленькая частичка, слишком маленькая, чтобы увидеть её даже в обычный микроскоп. В одной красной клетке крови около 270 миллионов молекул гемоглобина, плотно упакованных внутри.

Можно представить, что у каждой молекулы гемоглобина четыре места, и на каждом месте может сидеть одна крошечная молекула кислорода. Значит, в каждой красной клетке крови есть место примерно для миллиарда молекул кислорода. У красных клеток крови даже нет некоторых частей, которые есть у большинства других клеток, в том числе ядра — серединки, где хранятся инструкции для клетки. Так остаётся больше места для гемоглобина и больше места для кислорода.

В сердцевине каждого места гемоглобина есть крошечная частичка железа. Это тот же металл, что есть в гвоздях и в некоторых кастрюлях, но в крови он находится в очень маленьком и особом виде. Когда кислород садится на железо, гемоглобин становится ярко-красным. Когда кислород выходит, гемоглобин становится темнее. Поэтому кровь, которая только что вышла из лёгких и полна кислорода, ярко-красная. А кровь, которая возвращается к лёгким и несёт меньше кислорода, тёмно-красная.

Телу нужно железо, чтобы делать гемоглобин, и это железо оно получает из еды. Железо есть во многих продуктах, например в фасоли, чечевице, зелёных листовых овощах, яйцах, мясе и рыбе. Если есть разную еду, тело получает железо, которое ему нужно, чтобы строить много здоровых красных клеток крови.

У гемоглобина есть хитрый способ понимать, когда хватать кислород, а когда его отпускать. В лёгких, где кислорода много, гемоглобин крепко хватает его и заполняет свои места. В остальном теле, где клетки расходуют кислород, его вокруг меньше, и гемоглобин его отпускает. Усердно работающие мышцы тёплые и производят много углекислого газа. Эти перемены помогают гемоглобину отдать ещё больше кислорода. Так кислород доставляется именно туда, где он нужнее всего.

Сердце: два насоса рядом

Поезду нужен двигатель, и двигатель крови — это сердце. Сердце — сильная мышца размером примерно с твой собственный кулак. Оно находится в груди, между двумя лёгкими, немного левее. Помнишь, что левое лёгкое чуть меньше, чтобы освободить для него место? Сердце и лёгкие — близкие соседи, и они работают командой каждую секунду твоей жизни.

Вот чего многие не знают: на самом деле сердце — это два насоса рядом. Правая и левая половины сердца разделены стенкой, и у каждой половины своя работа. Правая половина качает кровь в лёгкие. Левая половина качает кровь в остальное тело. Каждая капля крови проходит через обе половины, одну за другой.

Давай проследим за одной красной клеткой крови в её путешествии. Она начинает путь в лёгких, где наполняется кислородом. Из лёгких она течёт в левую половину сердца. Левая половина сильно сжимается и отправляет клетку в большой кровеносный сосуд, потом во всё более мелкие сосуды, до самой мышцы в ноге. Там, в капиллярах, клетка отдаёт свой кислород и забирает углекислый газ.

Теперь красная клетка крови отправляется домой. Она течёт по венам, которые несут её обратно вверх, к сердцу. Она попадает в правую половину сердца, и правая половина сжимается и отправляет клетку в лёгкие. В капиллярах вокруг альвеол клетка оставляет свой углекислый газ и забирает свежий кислород. И вот она готова снова отправиться в левую половину сердца и начать новое путешествие.

Так что пути красного поезда немного похожи на цифру восемь. Одна петля идёт от сердца к лёгким и обратно. Другая петля идёт от сердца ко всему телу и обратно. Сердце находится посередине, там, где петли пересекаются. Когда ты отдыхаешь, красная клетка крови может проехать целый круг по обеим петлям примерно за минуту.

Кровеносные сосуды, которые несут кровь от сердца, называются артериями. Кровеносные сосуды, которые несут кровь обратно к сердцу, называются венами. Между ними, соединяя самые маленькие артерии с самыми маленькими венами, находятся капилляры — узкие сосуды, где поезд доставляет грузы. Рядом с каждой живой частью тела есть капилляры, поэтому ни одна клетка никогда не находится далеко от доставки.

Ты можешь почувствовать, как сердце толкает кровь. Осторожно положи два пальца на внутреннюю сторону запястья, чуть ниже большого пальца. Замри и подожди. Ты, возможно, почувствуешь под пальцами мягкие ровные толчки: тук, тук, тук. Это твой пульс. Каждый толчок — это волна крови, которую одно сжатие сердца проталкивает по артериям.

Попробуй посчитать пульс, пока сидишь спокойно. У многих детей в покое сердце бьётся примерно от 70 до 120 раз в минуту.

Потом, если есть место, где это можно сделать безопасно, немного попрыгай на месте и посчитай снова. Пульс станет чаще. И ты, наверное, заметишь, что и дышишь ты чаще. Когда мышцы усердно работают, им нужно больше кислорода, поэтому сердце качает быстрее, а лёгкие дышат чаще. Двигатель и станция ускоряются вместе.

Защитники едут на поезде

Красные клетки крови — не единственные пассажиры поезда. Белые клетки крови тоже едут на нём. В прошлой главе ты узнал, как макрофаги в лёгких поднимают тревогу, когда приходят микробы, и как на помощь мчатся нейтрофилы. Нейтрофилы добираются туда, путешествуя в крови. Кровь — это дорога, которая доставляет защитников в любую часть тела, где они нужны.

Когда звенит тревога, стенки ближайших кровеносных сосудов меняются. Изнутри они становятся немного липкими. Белые клетки крови, которые катятся мимо в крови, начинают замедляться, как пассажиры, которые слышат, что объявляют их остановку. Они цепляются за липкие стенки, а потом протискиваются наружу через крошечные щёлочки между клетками стенки сосуда. Оказавшись снаружи, они направляются прямо к микробам.

Плазма тоже несёт защитников. Антитела — особые белки, которые делают лимфоциты, — плавают в плазме и путешествуют по всему телу. Кровь доходит повсюду, поэтому антитела могут найти микробов почти где угодно. Когда антитело находит микроб, который узнаёт, оно прилипает к нему и помечает его, чтобы макрофаги и другие защитники могли его найти и уничтожить.

Кровь проходит ещё и через особые контрольные пункты. Один из них — селезёнка, орган размером примерно с кулак, спрятанный за желудком с левой стороны тела. Внутри селезёнки кровь медленно течёт мимо множества белых клеток крови и макрофагов. Они проверяют кровь, нет ли в ней микробов и изношенных красных клеток крови, и убирают то, чему там не место. Селезёнка немного похожа на пост охраны, через который каждый поезд время от времени должен проехать.

А ещё есть тромбоциты. Тромбоциты — это крошечные кусочки клеток, ещё меньше красных клеток крови. Когда ты порежешься или обдерёшь кожу, тромбоциты мчатся к этому месту и слипаются, чтобы закрыть дырочку. Они ещё и помогают крови загустеть и превратиться в сгусток, который потом засыхает и становится корочкой. Это не только останавливает кровь. Это ещё и запечатывает отверстие в коже, чтобы микробы не могли попасть внутрь через порез.

Кровь несёт даже тепло. Когда кровь течёт через трудолюбивые мышцы и органы, она забирает тепло и разносит его по телу, согревая тебя целиком. Когда тело борется с микробами, мозг может поднять температуру, и тогда начинается жар, а кровь разносит это дополнительное тепло повсюду. Подробнее о том, как высокая температура помогает телу, ты узнаешь в одной из следующих глав.

Следить за каждым вдохом

Кровь выполняет для дыхания ещё одну важную работу. Она сообщает мозгу, насколько хорошо идёт дыхание. Пока кровь течёт по телу, она собирает у клеток углекислый газ. Если ты быстро бежишь, мышцы производят много углекислого газа, и его количество в крови начинает расти.

Глубоко в стволе мозга — самой нижней части мозга, с которой ты познакомился в главе 3, — есть группа клеток, которая следит за кровью. Эти клетки особенно чувствительны к углекислому газу. Когда они замечают, что углекислого газа в крови становится больше, они посылают сообщения, чтобы ты дышал чаще и глубже. Когда углекислого газа снова становится меньше, они позволяют дыханию опять замедлиться.

Тебе никогда не нужно ни о чём из этого думать. Когда ты спишь, мозг всю ночь следит за кровью и подстраивает дыхание. Когда ты играешь в догонялки, он ускоряет дыхание, и тебе не нужно ничего решать. Так тело следит за тем, чтобы ты всегда получал столько воздуха, сколько нужно. Подробнее об этой бдительной части мозга ты узнаешь в следующей главе.

Вспомни всё путешествие кислорода, который ты вдыхаешь. Он вошёл через нос, прошёл мимо стражей в горле, спустился по трахее и через ветви бронхиального дерева и добрался до альвеол. Там он проскользнул в кровь и сел в красную клетку крови. Потом сердце отправило его мчаться по телу к клеткам, которым он был нужен. И на всём пути стояли на посту защитники, которые не пускали микробов.

Но остаётся ещё один вопрос. Как на самом деле воздух втягивается в лёгкие и выталкивается обратно? У лёгких нет своих мышц, чтобы это делать. Когда мозг посылает сообщение «дыши», кто на него отвечает? Ответ — сильная мышца в форме купола под лёгкими и клетка из костей вокруг них. В следующей главе ты познакомишься с диафрагмой и рёбрами — насосом, благодаря которому происходит каждый вдох.

Ключевые слова

Кровеносные сосуды: трубки, по которым кровь движется по телу. К ним относятся артерии, вены и капилляры.

Плазма: бледно-жёлтая жидкая часть крови. Она в основном состоит из воды и несёт питательные вещества, соли, сообщения, антитела и большую часть углекислого газа.

Красные клетки крови (эритроциты): гибкие клетки в форме диска, которые переносят кислород из лёгких к остальному телу. Это самые многочисленные клетки в теле.

Гемоглобин: белок внутри красных клеток крови, который удерживает кислород. В нём есть железо, которое помогает крови быть красной.

Костный мозг: мягкая губчатая середина некоторых костей, где делаются новые красные клетки крови, белые клетки крови и тромбоциты.

Сердце: сильная мышца в груди, которая работает как два насоса. Правая половина качает кровь в лёгкие, а левая — в остальное тело.

Артерии и вены: артерии — это кровеносные сосуды, которые несут кровь от сердца. Вены — это кровеносные сосуды, которые несут кровь обратно к сердцу.

Пульс: ровные толчки, которые можно почувствовать, например, на запястье. Каждый толчок — это волна крови, которую проталкивает одно сокращение сердца.

Тромбоциты: крошечные кусочки клеток в крови, которые слипаются, закрывают порезы и помогают образовать сгусток, который не выпускает кровь и не впускает микробов.

Селезёнка: орган рядом с желудком, который проверяет кровь на микробов и убирает изношенные красные клетки крови.