Жизнь человека зависит также от способности крови удалять из организма продукты распада. Если бы кровь не справлялась с этой функцией, человек погиб бы от самоотравления.
Как мы уже отмечали, углекислый газ — побочный продукт процесса окисления — выделяется из организма через легкие. Другие отходы подхватываются кровью в капиллярах и переправляются в почки, которые действуют подобно огромным фильтрующим станциям. В почках имеется примерно 130 километров трубок, по которым проходит кровь. Ежесуточно почки фильтруют около 170 литров жидкости, отделяя от крови мочевину и другие химические отходы. Последние концентрируются примерно в 2,5 литрах мочи, выделяемой за сутки, и удаляются из организма. (Небольшое количество молочной кислоты, а также мочевины выделяется через потовые железы.) Оставшаяся отфильтрованная жидкость, составляющая примерно 167 литров в сутки, возвращается в кровь. Этот процесс фильтрации жидкой части крови многократно повторяется. Кроме того, почки служат регулятором содержания минеральных солей в крови, отделяя и выбрасывая любые излишки.
Для здоровья и жизни человека решающее значение имеет также поддержание водного баланса организма. Даже при обычных условиях организм постоянно выделяет воду через мочу, слюну, пот, дыхание и другими путями. При привычной и нормальной температуре и влажности воздуха на 1 квадратный сантиметр кожного покрова каждые десять минут выделяется около 1 миллиграмма воды. В пустынях Аравийского полуострова или в Иране, например, человек ежедневно теряет примерно 10 литров воды в виде пота. Для возмещения этой постоянной потери воды в организм все время должна поступать жидкость, которая будет разноситься по крови и лимфе и тем самым способствовать установлению необходимого равновесия между жидкостью тканей и циркулирующей жидкостью.
Ткани, нуждающиеся в воде, пополняют свои запасы, получая воду из крови в результате процесса осмоса. В свою очередь кровь, как мы уже говорили, обычно получает воду для транспортировки из пищеварительного тракта и несет готовый к употреблению запас, утоляющий жажду тела. Если во время болезни или несчастного случая человек теряет большое количество крови, кровь пытается возместить потерю за счет воды тканей.
Функция крови по доставке и распределению воды тесно связана с системой теплоконтроля организма. Средняя температура тела равна 36,6° Ц. В разное время суток она может слегка варьировать у отдельных людей и даже у одного и того же человека. По какой-то неизвестной до сих пор причине температура тела рано утром может быть на один-полтора градуса ниже вечерней температуры. Однако нормальная температура любого человека остается относительно постоянной, и ее резкие отклонения от нормы обычно служат сигналом опасности.
Процессы обмена веществ, беспрестанно происходящие в живых клетках, сопровождаются выделением тепла. Если оно накапливается в организме и не удаляется из него, то внутренняя температура тела может стать слишком высокой для нормальной жизнедеятельности. К счастью, одновременно с накоплением тепла тело также теряет некоторую его часть. Поскольку температура воздуха обычно ниже 36,6° Ц, т. е. температуры тела, то тепло, проникая сквозь кожу в окружающую атмосферу, покидает тело. Если же температура воздуха выше температуры тела, излишнее тепло удаляется из организма посредством потоотделения.
Обычно человек в среднем выделяет около трех тысяч калорий в сутки. Если он передает окружающей среде свыше трех тысяч калорий, то температура его тела понижается. Если же в атмосферу выделяется меньше трех тысяч калорий, температура тела повышается. Тепло, производимое в теле, должно уравновешивать количество тепла, отданного окружающей среде. Регулирование теплообмена целиком возложено на кровь.
Подобно тому как газы перемещаются из области высокого давления в область низкого давления, тепловая энергия направляется из теплой области в холодную. Таким образом, теплообмен организма с окружающей средой происходит посредством таких физических процессов, как излучение и конвекция.
Кровь поглощает и уносит избыток тепла примерно так же, как вода в радиаторе автомобиля поглощает и уносит прочь излишнее тепло двигателя. Тело совершает этот теплообмен посредством изменения объема крови, протекающей по кожным сосудам. В жаркий день эти сосуды расширяются и к кожному покрову притекает больший, чем обычно, объем крови. Эта кровь уносит тепло из внутренних органов человека, и по мере прохождения через сосуды кожи тепло излучается в более прохладную атмосферу.
В холодную погоду сосуды кожи сокращаются, тем самым уменьшая объем подающейся к поверхности тела крови, и отдача тепла внутренними органами уменьшается. Это происходит в тех частях тела, которые скрыты под одеждой и защищены от холода. Однако сосуды открытых участков кожного покрова, таких, как лицо и уши, расширяются, чтобы защитить их от холода дополнительной порцией тепла.
В регулировании температуры тела участвуют также два других механизма крови. В жаркие дни селезенка сокращается, выпуская в систему кровообращения дополнительную порцию крови. В результате этого к кожному покрову притекает большее количество крови. В холодное время года селезенка расширяется, увеличивая резерв крови и тем самым сокращая количество крови в системе кровообращения, поэтому к поверхности тела переносился уже меньшее количество тепла.
Излучение и конвекция как средства теплообмена действуют лишь в тех случаях, когда тело отдает тепло более холодной окружающей среде. В очень жаркие дни, когда температура воздуха превышает нормальную температуру тела, эти способы позволяют лишь передавать тепло от горячей среды к менее нагретому телу. В этих условиях от чрезмерного перегрева тела нас спасает потоотделение.
В процессе потоотделения и дыхания тело отдает тепло окружающей среде посредством испарения жидкостей. Как в том, так и в другом случае ключевую роль играет кровь, которая доставляет жидкости, предназначенные для испарения. Нагретая внутренними органами тела кровь отдает часть своей воды поверхностным тканям. Так происходит потоотделение, пот выделяется через поры кожи и испаряется с ее поверхности.
Аналогичная картина наблюдается в легких. В очень жаркие дни кровь, проходя по альвеолам вместе с углекислым газом, отдает им часть своей воды. Эта вода выделяется при выдохе и испаряется, что способствует удалению из организма излишнего количества тепла.
Этими и многими другими способами, которые еще не совсем нам понятны, обслуживает человека транспорт Реки жизни. Без его энергичных и в высшей степени организованных услуг многие триллионы клеток, составляющих тело человека, могли бы захиреть, зачахнуть и в конце концов погибнуть.
Глава XIX
Бастионы Реки жизни
Кровь — надежный защитник человека от множества болезней. Самыми разнообразными способами, подчас столь неясными, что нам приходится лишь догадываться о них, кровь защищает нас от кишащих повсюду патогенных организмов.
Некоторые элементы крови, особенно белые тельца — фагоциты, атакуют полчища вторгающихся микроорганизмов, пытаясь вначале локализовать их действие, а затем и уничтожить их. Но это лишь один фланг обороны, осуществляемой кровью. В жидкой части крови имеется множество биохимических веществ, участвующих в уничтожении возбудителей инфекций, создании иммунитета и в других тончайших процессах, благодаря которым организм человека сопротивляется болезням.
Роль белых кровяных телец в борьбе против вторгшихся инородных организмов впервые была раскрыта в 1884 году великим русским патологом Мечниковым. Мечников назвал прожорливых защитников тела фагоцитами, по комбинации греческих слов, обозначающих: «я пожираю клетки».
Илья Ильич Мечников жил и работал в России в XIX веке, в то время, когда царь, пытаясь задушить вольнодумие, которое могло бы привести к революции, ввел строжайшие ограничения на любые действия, противоречащие «интересам безопасности». Даже исследовательские учреждения находились под неусыпным наблюдением тайной полиций, стремившейся в самом зародыше задушить семена свободолюбивых идей.
Став жертвой бесконечных придирок и преследований, Мечников был доведен буквально до отчаяния. Не находя в себе сил противостоять давлению, но и не желая поступаться собственными убеждениями, он дважды пытался покончить жизнь самоубийством, и оба раза безуспешно. Наконец он бежал из России, переехал в Италию, а затем обосновался в Пастеровском институте в Париже.
Фагоцитирующее действие белых кровяных телец Мечников открыл, наблюдая за морской звездой, в тело которой он вонзил небольшой шип розы. В первый день он не заметил ничего заслуживающего внимания. Но на второй день, разглядывая ранку в микроскоп, обнаружил, что острие шипа было буквально окружено целым роем белых телец. Совершенно справедливо предположив, что лейкоциты пытались разрушить вредоносные организмы, занесенные в результате прокола, Мечников сформулировал теорию фагоцитоза следующим образом:
