Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

Чешуя и эпидермис

У примитивных животных, как у одноклеточных, так и у многоклеточных, внешняя поверхность контактирует с окружающей средой, и именно на внешней поверхности происходит большая часть взаимодействий с окружающей средой. Однако по мере того, как животные становились сложнее, все больше и больше таких взаимодействий осуществлялось на внутренней поверхности. Возник пищеварительный тракт и был помещен вовнутрь. Система органов дыхания и система выделения эволюционировали как внутренние органы. Лишь очень небольшая часть внешней поверхности стала иметь отношение к потреблению пищи и воздуха, а также к избавлению от отходов. Внешняя поверхность, за исключением незначительных областей, могла поэтому сохраниться для пассивной защиты.

Многие типы животных обзавелись разнообразными панцирями (оболочками), которые служили такой защитой. Эти оболочки, тем не менее, добавляли вес и снижали чувствительность животного к стимулам внешнего мира, а также ограничивали его подвижность. Хордовые, с их внутренним остовом, могли позволить себе оставаться без панциря, и риск, вытекающий отсюда, должен был компенсироваться улучшением оперативности. Даже при этом победа беспанцирных не была быстрой. Среди беспозвоночных хордовых оболочечные обзавелись «туникой», выполняющей функцию панциря. Что же касается позвоночных, первые два класса подкрепляли свой внутренний скелет также и внешним скелетом. Фактически, как я объяснял в первой главе, кости сначала развивались не как внутренний скелет (который оставался хрящевидным миллионы лет), а как внешний панцирь. Даже у человека ключица и кости черепа унаследовали признаки этого наружного панциря, втянутого теперь внутрь и покрытого кожей.

Панцирные морские позвоночные уступили место более быстрым акулам и костным рыбам, которые избавились от панциря и вместо него полагались на скорость и маневренность, достичь которую можно было за счет снижения массы. (Но даже у классов, появившихся позднее, тенденция вернуться к защищающей безопасности панциря оставалась. Среди животных, живущих по сей день, примерами могут служить черепахи у рептилий и броненосец у млекопитающих. Этот маневр оказался не слишком удачным с эстетической точки зрения, но все же черепахи и броненосцы выжили, поэтому мы не можем считать его совсем неудачным.)

Утрата костяного панциря не означала, что рыбы остались совершенно обнаженными и незащищенными. Взамен костей появились легкие, искусно перекрывающие друг друга чешуйки – твердые и эластичные. У наземных позвоночных образовалась несколько видоизмененная чешуя, более поверхностного типа, обладающая способностью легко сниматься и заменяться новым, находящимся внизу слоем. Лучше всего умеют это делать рептилии – и способность змеи периодически менять свой чешуйчатый покров хорошо известна. Чешуя рептилий в адаптированном виде сохранилась у теплокровных предков рептилий, птиц и млекопитающих. Их можно, к примеру, обнаружить на птичьих лапках (при ближайшей возможности рассмотрите лапки цыпленка) и на крысиных хвостах. Даже у человека ногти на руках и ногах – это разновидность чешуи рептилий.

Однако птицы и млекопитающие являются теплокровными, и для предотвращения избыточного выделения тепла во внешний мир им необходима изоляция. Чешуя не может служить достаточно хорошим изолятором, если только она не настолько рыхлая, чтобы можно было поймать слой неподвижного воздуха рядом с телом. У птиц такая рыхлая чешуя видоизменилась и превратилась в перья, а у млекопитающих преобразовалась в волосяной покров.

Из этих двух видов перья более эффективны в качестве изолятора. К тому же они выполняют и другие дополнительные функции. Большие (маховые) перья крыльев дают возможность полета, а большие (рулевые) перья хвоста служат балансирующим устройством. Связь между перьями и полетом, кажется, вытекает из того факта, что нет ни одной летающей птицы без полного комплекта перьев, даже в теплом климате (за небольшим исключением – к примеру, у грифов голова без перьев). Даже нелетающие птицы сохранили перья, хотя в некоторых случаях от них мало что осталось, кроме центрального стержня. Волосяной покров в основном не имеет других функций, кроме функции предотвращения теплопотери (лишь у некоторых животных он выполняет несколько иные функции), поэтому в тропиках нередки животные с небольшим волосяным покровом. У слонов и бегемотов волосяной покров, например, состоит из небольшой щетины. Киты, которые в качестве изолятора используют ворвань, полностью лишены волосяного покрова, хотя у эмбрионов появляются несколько щетинок. Под чешуей, перьями или мехом находится мягкая и чувствительная кожа позвоночных, которая до сих пор служит им защитой. Микроорганизмы и инородные тела не могут проникнуть через неповрежденную кожу, и она может выдержать удары дождя, ветра, жару и холод, в то время как внутренние органы не обладают такой способностью.

Характерным белком кожи и кожных покровов является роговое вещество кератин (от греческого слова «рог»). Кератин – это необыкновенно плотный белок, нерастворимый, неперевариваемый и относительно невосприимчивый к повреждениям, вызываемым изменениями в окружающей среде. Плотность белкового компонента отразилась и на самой коже.

Кожа подразделяется на две основные области. Внутри, под видимым слоем, находится дерма (по-гречески «кожа»), или собственно кожа. Это живая ткань, богатая нервными окончаниями, кровеносными сосудами и различными железами. Под ней располагается слой соединительной ткани, содержащей подкожный жир. Над дермой находится часть кожи, которую мы фактически видим и которая противостоит внешнему миру, – это эпидермис (что по-гречески означает «над кожей»), мертвый слой. Клетки у основания эпидермиса живые и постоянно растут и размножаются, так что клетка за клеткой выталкиваются вверх и прочь из кровоснабжения дермы. Без кровоснабжения клетка умирает, и большая часть ее, кроме инертного кератина, атрофируется. Превратности существования постоянно стирают некоторую часть этого отмершего материала с поверхности нашего тела, но она постоянно заменяется снизу, и мы сохраняем наш эпидермис новым.

Этот процесс происходит довольно быстро. Обнаружено, что эпидермис подушечек крысиных лап полностью заменяется через три недели, и те же области человеческого эпидермиса, наиболее подверженные трению, в равной степени обновляемы. Тот факт, что эпидермис постоянно растет, означает, что эту область мы можем восстановить или регенерировать, если какая-то часть ее разрушена. Сама дерма не так легко восстанавливается после разрушения. Разрыв, несомненно, заживает, но только в виде мостика соединительной ткани. Особая структура этого участка дермы утрачена, и бесформенный участок заменившей его соединительной ткани образует рубец (от греческого слова «очаг», поскольку ожоги частая причина образования шрамов и рубцов).

Чешуя рептилий, птичьи перья, волосяной покров млекопитающих эпидермального происхождения и подобно самому эпидермису постоянно сбрасываются и заменяются. Рыбья чешуя кожного происхождения, и ее потеря – более серьезный вопрос.

Поверхность дермы шершавая и имеет похожие на язычки отростки. Эпидермис по большей части заполняет пространства между отростками и образует ровную поверхность. На ладонях рук и подошвах ног, однако, эпидермис поднимается и опускается, облегая отростки так, что здесь можно обнаружить небольшие параллельные линии, проходящие мягкими кривыми. На шаровидных косточках большинства дистальных суставов пальцев линии складываются в изгибы и завитки. Цель этих крошечных рубчиков придать поверхности большее сцепление – ноге с землей при ходьбе, руке с каким-либо предметом. Они служат той же цели, что и протектор автомобильных шин. Рисунок рубчиков на ладонях и подошвах строго индивидуален; если два отпечатка пальца оказываются идентичными во всех отношениях, вполне можно допустить, что оба отпечатка оставил один человек. Железы, которые особенно многочисленны на ладонях, выделяют крошечные капельки пота и жира. Влажная пленка, появляющаяся таким образом, еще больше способствует улучшению хватательной способности рук и ног.

Мягкость и чувствительность кожи нельзя отнести на счет эпидермиса, который сам по себе мертв и нечувствителен. Эпидермис настолько тонок, что нервные окончания в дерме расположены достаточно близко к поверхности, чтобы обеспечить чувствительность. Там, где участки кожи хронически подвергаются трению, эпидермис в ответ утолщается. Образуются мозоли. Так, подошвы ног обычно мозолистые у тех, кто имеет привычку ходить босиком, а ладони рук покрыты мозолями у неквалифицированных рабочих. В дни, когда труд был в большинстве своем ручным (немеханизированным), мягкие руки служили признаком аристократии, и один из излюбленных приемов Шерлока Холмса состоял в том, чтобы определить профессиональный род занятий кого-либо по типу мозолей на руках. Синеватые вены просвечивали через мягкую, лишенную мозолей и загара кожу ладоней и рук тех, кто не работал, поэтому аристократов называли людьми «голубых кровей».

Нечувствительность эпидермиса в местах мозолей вполне очевидна, поскольку кожа там заметно жестче и менее эластична, а также относительно нечувствительна. Ощущение такое, будто живая и чувствительная дерма сменила свои изначально тонкие латексные перчатки на пару, сделанную из кожи. Иногда область избыточного раздражения или давления, к примеру вызванная ботинками не по ноге, может вызвать анормальное эпидермальное затвердение на пальце ноги. Это омозолелость, или мозоль, и она может быть довольно болезненной.

Слова «омозолелость» и «ороговелость» несколько схожи, и в действительности и то и другое похоже по химической структуре. Рога различных животных, включая оленьи, – это кератинизированная, то есть ороговевшая (кератин – роговое вещество) и затвердевшая разновидность эпидермиса. Таковыми являются и копыта разнообразных травоядных, и когти различных плотоядных животных. Мы сами имеем такие же роговые наросты в виде ногтей рук и ног, которые аналогичны когтям и копытам. Наши ногти теперь не столь полезны нам в качестве оружия нападения или защиты (хотя известно, что женщины умеют пользоваться ими с вызывающим опасение эффектом). Тем не менее они ужесточают кончики пальцев на руках, и, если дать им отрасти, получаются тонкие, твердые поверхности, которые могут быть использованы для таких деликатных задач, как собирание иголок или булавок, а также проникновение в узкие щели для извлечения оттуда мелких предметов.

Кожа защищает не только от механических толчков, ударов и царапин, но также и от воздействия различных форм энергии, например солнечного света. Большинство животных защищены от солнечного света толщей воды (если это морские животные) или препятствующим слоем мертвого вещества (если это наземные существа). Чешуя, шерсть и перья эффективно впитывают энергетические лучи солнца без всякого вреда для себя, и даже лягушка безо всякого кожного покрова, по крайней мере, покрыта толстой оболочкой слизи.

Человек необычен тем, что его сухая, обнаженная кожа подвергается воздействию солнца, имея в качестве защиты лишь относительно тонкий слой эпидермиса. Для ультрафиолетовых лучей солнца эпидермис людей со светлой кожей совершенно прозрачен, с тем же успехом его могло бы и не быть.

Ультрафиолетовое излучение достаточно энергетично, чтобы вызывать химические изменения внутри клетки. Некоторые из них благотворны. К примеру, дерма содержит определенную разновидность стирола (что по-гречески означает «твердый спирт» и является адекватным описанием его химической природы), который сам по себе представляет для организма не слишком большую ценность, но под влиянием ультрафиолетового излучения подвергается небольшим изменениям, превращающим его в форму витамина D. Вот почему рекламодатели называют витамин D «солнечным витамином». Его нет в солнечном свете, но он может вырабатываться в коже под действием солнечных лучей.

Витамин D необходим для надлежащего формирования костной ткани, и, поскольку присутствует в очень немногих продуктах питания, до XX века постоянно существовала опасность неправильного формирования костей у детей, рожденных в начале северной зимы. Солнце было почти единственным средством получения этого витамина. Принимая во внимание, что человек изначально эволюционировал как тропическое животное, его зависимость от солнца была надежной.

Однако, когда человек мигрировал на север, он достиг областей, где солнце находилось на небе всего несколько дней на протяжении большей части года (и к тому же довольно низко на небе, так что основная часть ультрафиолета поглощалась атмосферой). Витамин образовывался в недостаточном количестве, и результатом был рахит. Когда открыли витамины и поняли причину возникновения рахита, масло из печени рыб (особенно из печени трески), богатое витамином D, стало излюбленным напитком молодого поколения. Современные витаминные препараты столь же эффективны и, к счастью, гораздо меньше пахнут рыбой. Кроме того, пища, такая, как молоко и хлеб, может подвергаться специальной обработке, вследствие которой содержать соединения с активностью витамина D.

Однако пример образования витамина D как благотворный результат облучения ультрафиолетом – скорее исключение, чем правило. Другие химические реакции, вызываемые энергетическим воздействием ультрафиолетового излучения, губительны, и кожа может ответить воспалением, называемым загаром. Такое состояние во всех отношениях не что иное, как ожог, и, как известно тем, кто испытал его на себе, может быть неприятным и болезненным.

Кроме того, солнечный ультрафиолет, подобно радиационному облучению, может вызывать рак. Ультрафиолетовое излучение ни в коей мере не столь опасно, как более сильное облучение рентгеновского аппарата и радиоактивных веществ, но постоянное нахождение под лучами солнца повышает шанс получить рак кожи. В качестве защиты от раздражающего воздействия ультрафиолетового облучения человеческая кожа обладает способностью образовывать темно-коричневый пигмент, называемый меланин (по-гречески «черный»). Он может поглощать ультрафиолетовый свет без вреда для себя и таким образом действует в качестве защитного прикрытия для участков, находящихся ниже. У жителей тропических областей, где солнце наиболее активно, обладание значительным количеством меланина в коже наиболее ценно, и именно у них в процессе эволюции количество этого пигмента повышалось из поколения в поколение. Следовательно, количество меланина отвечает за темный цвет кожи тропических народов, таких, как негры Африки, дравиды Индии, аборигены Австралии, папуасы Меланезии и индейцы тропической Америки. Даже среди европейцев наблюдается тенденция увеличения смуглости кожи по мере продвижения на юг.

Бледная кожа народов Северной Европы также была вызвана гнетом эволюции. Там, где солнечный свет слабый, наличие меланина не столь важно. Вместо этого лучше поддерживать эпидермис прозрачным так, чтобы как можно больше слабого солнечного света достигало дермы и произвело необходимый витамин D. В условиях низкого содержания меланина кожа бледная или белая, но дает возможность красному цвету кровеносных сосудов дермы слегка просвечивать через нее, это свойство мы называем свежий цвет лица.

Образование меланина стимулируется солнечным облучением. Это наиболее очевидно у людей, которые по количеству меланина занимают золотую середину, – тех, что имеют достаточно мало меланина, чтобы быть явно белокожими, по достаточно много, чтобы быть брюнетом. Нахождение под лучами солнца вызывает потемнение кожи, называемое загар.

Когда люди имеют очень светлую кожу, они, возможно, не только имеют недостаток меланина, но и не могут образовывать его в большом количестве. Поскольку цветом волос и глаз мы тоже обязаны меланину, люди с особенно светлой кожей, весьма вероятно, имеют светлые волосы и голубые глаза и в большинстве случаев не загорают, а «сгорают» на солнце. У некоторых светлокожих людей, когда они подвергаются воздействию солнечных лучей, меланин образуется в определенных местах. Это наиболее свойственно людям, светлые волосы которых содержат рыжеватый пигмент, обычно заглушённый, если также присутствует много меланина. Именно у этих рыжих образуются пигментные пятнышки, которые мы называем веснушками.

Даже у самых светлокожих и светловолосых людей по сравнению со среднестатистическими может образовываться достаточно меланина, чтобы окрасить их глаза в светло-голубой цвет. Однако время от времени рождаются такие люди, которые из-за специфической ошибки в химическом составе их организма вообще не способны образовывать меланин. Кожа и волосы у них белого цвета, а глаза – красные, так как из-за отсутствия пигмента крошечные кровеносные сосуды видны в радужке глаз. Такой человек – альбинос (от латинского слова «белый»). Альбиносы встречаются у любых народов, следовательно, бывают и негры-альбиносы.

У животных также встречаются альбиносы. Знакомыми примерами тому являются белые крысы и белые кролики. Белый слои, столь почитаемый в Таиланде, тоже альбинос, мы можем даже встретиться с явным противоречием в определениях: скажем, белый черный дрозд.

Меланин – не единственный кожный пигмент. В коже встречается также и желтый пигмент, называемый каротином. Это вещество весьма распространено в растительном и животном мире (действительно, английское слово «carrot» – морковь, в которой много каротина, возможно, произошло от названия этого пигмента) и имеет отношение к витамину А (каротин – это провитамин А). Обычно он заглушён более сильно окрашенным меланином, но есть группы народов, особенно в Восточной Азии, кожа которых богата каротином, но не изобилует меланином, в результате чего приобретает явственно желтоватый оттенок.

Потоотделение

Поскольку кожа соприкасается с окружающей средой, она важна как средство теплорегуляции организма, так как предлагает поверхность для излучения тепла. Основным источником тепла в организме конечно же является не сама кожа, а внутренние органы, особенно те, что участвуют в интенсивной химической активности, такие, как печень, почки и сердце. Тепло, производимое этими органами, переносится кровью, которая по мере циркуляции по организму распределяет его равномерно. Некоторая часть тепла уносится в дерму, а оттуда частично излучается в окружающую среду. Легкость, с которой происходит это излучение, зависит от разницы температур тела и его окружения. Когда эта разница маленькая, излучается тепло медленно, а когда большая – быстро.

В теплую погоду, когда атмосфера лишь чуть прохладнее температуры тела и скорость теплопотери посредством излучения низкая, артериолы дермы расслабляются, поэтому необычно большая часть крови находится в коже. Замедленное теплоизлучение происходит, по крайней мере частично, за счет роста тепла, которое необходимо излучить. В холодную погоду артериолы дермы сокращаются и происходит ускорение излучения, по крайней мере частичное, путем снижения доступности тепла для такого излучения.

Однако контроль с помощью простого излучения не слишком эффективен, особенно в теплую погоду, когда от жары нужно избавляться быстро. Следовательно, цель достигается не простым излучением тепла, но и испарением жидкости. Превращение любой жидкости в пар – процесс энергоемкий, а в случае с водой количество энергии, потребляемой на единицу веса испаряемой жидкости, больше, чем при испарении почти любой другой жидкости. Энергия на испарение черпается из наиболее удобного места, то есть оттуда, где жидкость вступает в контакт. Намочите палец и подуйте на него или выйдите прямо из-под душа на легкий ветерок, и ощущение прохлады по мере того, как испарение забирает тепло с кожи, будет безошибочным.

Очевидным способом повышения скорости, с которой вода испаряется из организма, является частое быстрое дыхание, когда массы воздуха проходят через влажные поверхности рта, горла и легких. Мы сами не прибегаем к этому, нам некомфортно, но это главный прием охлаждения, и он доступен, к примеру, собакам, которые в теплую погоду сидят с открытым ртом, высунув дрожащий язык, и часто и тяжело дышат.

Мы не делаем этого потому, что у нас есть лучший прием, который недоступен собакам. Мы обладаем крошечными железами, распределенными по всей поверхности кожи, общим числом около 2 миллионов, цель которых – доставка воды к поверхности кожи. С поверхности эта вода испаряется, и тепло, таким образом, удаляется из организма. Такие железы называют потовыми, а жидкость, которую они выделяют, – пот, или испарина (от латинского слова «перспирация», что может дать неверное представление, будто кожа «дышит» через эти железы). Потовая железа состоит из крошечной, свернутой спиралью трубочки и главного тела, которое расположено глубоко в дерме. Трубочка разворачивается и проходит через эпидермис. Крошечные отверстия на поверхности – поры (от греческого слова «проход») едва видимы невооруженным глазом.

Пот выделяется постоянно, с интенсивностью, зависящей от температуры окружающей среды, и, следовательно, необходимость избавляться от тепла этими средствами гораздо эффективнее, нежели простое теплоизлучение. В холодную сухую погоду количество выделяемого пота относительно невелико. Кожа остается сухой на ощупь, и вы не чувствуете, что потеете. Это так называемое неощущаемое потоотделение, и, несмотря на то что вы его не чувствуете, оно вызывает потерю литра воды за день.

Когда вы усердно трудитесь физически, выработка тепла организмом возрастает, потовые железы ускоряют выделение пота. Это относится и к тем случаям, когда температура окружающей атмосферы необычно высокая. Скорость потоотделения может тогда опережать скорость испарения, особенно если влажность высока, поскольку скорость испарения снижается с повышением влажности. Пот тогда будет собираться на теле явственно видимыми каплями, и мы чувствуем, что потеем. Сама по себе жидкость не приносит нам никакой пользы в том, что касается охлаждения, мы должны дождаться испарения. Следовательно, когда мы заметно потеем, нам обычно жарко и к тому же дискомфортно, и мы не устаем повторять: «Это не из-за жары, это – от влажности», что вполне соответствует истине.

Когда влажность довольно низкая, скорость испарения высокая и даже жаркая летняя погода не вызывает особого дискомфорта. Тогда не исключена возможность, что температура воздуха будет вышетемпературы тела, и, если бы потеря тепла ограничивалась только теплоизлучением, тело набирало бы тепло, но благодаря потоотделению и испарению организм все-таки чувствует себя комфортно. Даже когда воздух на удивление сухой, та его часть, что окружает наши тела, будет впитывать водяные пары испарины и станет влажной. Именно по этой причине важно, чтобы существовала вентиляция, пусть даже легкий ветерок, призванная заменить влажный воздух, окружающий нас, на более сухой, находящийся от нас на расстоянии.

Потоотделение в той же мере, как тепло, могут вызывать эмоции или напряжение. Они служат причиной «холодного пота», потому что при более низких температурах охлаждение, вызванное обильным потоотделением, может дать довольно неприятное ощущение холода. В то время как под действием жары наиболее сильно активизируются потовые железы, расположенные на лбу и шее, под влиянием эмоций активизируются железы на ладонях, и именно поэтому ладони от волнения становятся липкими – холодными и влажными на ощупь.

Пот – это почти чистая вода с растворенными в ней веществами, которые составляют лишь около половины процента от общего содержания. Большую часть этого незначительного количества растворенных веществ составляет хлорид натрия, или поваренная соль. Такая потеря соли обычно мала, но, когда потоотделение особенно обильно, за час может быть потеряно 1–1,5 литра воды в виде пота, и тогда расход солевого запаса организма может стать ощутимым. Потеря воды через потоотделение, естественно, стимулирует чувство жажды, и при первой же возможности обильно потеющий человек старается попить. Однако питье восполняет только воду, но никак не соль. Экстремальные потери соли могут вызывать болезненные судороги, но, если дело не зашло так далеко, потеря соли даст неприятное ощущение жара. Вошло в обычай принимать таблетки поваренной соли с водой, если приходится находиться на сильной жаре или выполнять работу, требующую интенсивной физической нагрузки.

Люди, приспособленные к жаркому влажному климату (например, негры), имеют больше потовых желез по сравнению с европейцами, а пот у них выделяется с меньшей концентрацией соли.

В результате работы нашей системы кондиционирования воздуха посредством потовых желез температура тела поддерживается с удивительным постоянством на уровне около 36,6 °C. Это среднестатистический показатель, а точная величина время от времени и от человека к человеку слегка варьируется. Подъем температуры тела выше 37,3 °C обычно возникает в ответ на инфекцию – это жар, или лихорадка. Жар возникает, даже если температура повышается всего на 1–2 градуса, и в результате – недомогание и ощущение усталости, апатии. Наш внутренний термостат так хорошо работает, что жар – это верный признак болезни, а медицинский термометр – это самый ценный диагностический инструмент каждой матери.

Потоотделение имеет также и неприятную сторону – связанный с ним запах. В этом отношении вина лежит не на обычных потовых железах. Есть специальная разновидность потовых желез, которые несколько больше обычных и сконцентрированы в относительно немногих местах тела, это – подмышки и область половых органов. Они также секретируют пот, который не пахнет, но содержит небольшое количество органических субстанций, легко разлагаемых бактериями, присутствующими на коже. Продукты распада отвечают за характерный запах человеческого тела. Поскольку эти потовые железы активизируются только в период половой зрелости, детское тело свободно от такого запаха (хотя, конечно, может иметь запах по многим другим причинам).

Несомненно, запах тела наверняка был полезен в примитивные дни, когда люди жили племенами. Он, возможно, помогал племени держаться вместе в лесах или по ночам, когда зрение не всегда эффективно. Не исключено, что запах мог служить способом отличить соплеменника от незнакомца, запах которого немного отличался, что более тонко развитый нюх древних людей легко мог отметить. Запах также мог служить в качестве сексуального стимулятора.

Однако в современном многолюдном обществе, где каждый из нас ежедневно вынужден контактировать с сотнями или даже тысячами незнакомых людей и где запах не требуется ни для опознавания своих, ни для определения чужих (хотя вопрос относительно сексуальной стимуляции остается спорным), запах стал источником дискомфорта. Отсюда наше современное зацикливание на частом мытье и использовании мыла, парфюма и химических дезодорантов в нескончаемой войне против этого явления природы.

Важным типом модифицированной потовой железы является выделяющая молоко молочная железа. Из этого следует, что молоко – это модификация пота, что кажется странным и даже отталкивающим, но это не страннее, чем рассматривать трахею как модификацию жабр или ногу как модификацию плавника. Молочные железы присутствуют только у млекопитающих и дали само название этому классу хордовых. В общем, они образуются вдоль двух линий молочных желез вниз по вентральной поверхности тела. Здесь несколько желез сливаются и вдоль этих линий образуют ряд бугорков, называемых сосками. (Самое примитивное из живых млекопитающих, утконос, не имеет сосков, и молоко, которое медленно вытекает из молочных желез, детеныши должны слизывать. У всех других млекопитающих наличие сосков дает возможность сосания, а это более эффективный способ «выдаивания» молока.)

У животных, у которых в помете несколько детенышей, вдоль каждой линии сохраняются несколько молочных желез. Это легко обнаружить у кошек, собак и свиней. У коровы, которая обычно рожает только одного теленка, сохранилось всего две пары сосков на абдоминальном конце линий молочных желез, и все четыре объединены в одно большое мешкообразное вымя. У людей, у которых также обычно одновременно рождается один ребенок, сохранилась всего пара сосков в торакальном направлении линии молочных желез, и они располагаются по отдельности.

У детей и взрослых мужчин соски остаются маленькими и нефункциональными, то есть рудиментарными (что по-латыни означает «начальный»). У девочек в период полового созревания молочные железы начинают изменяться. Соски увеличиваются, и отдельные железы (которых может быть от 15 до 20 с каждой стороны, каждая из которых обладает отдельным протоком, проходящим через сосок) окружаются и связываются вместе соединительной тканью и жиром, чтобы получилась пара мягких округлых грудей. Отдельная женская грудь проходит от второго до шестого ребер и от грудины к подмышке. Соски располагаются чуть ниже центра груди, сначала они розового цвета и окружены светло-розовым ареолом (что по-латыни означает «небольшая область»), или околососковым кружком. Сосок и околососковый кружок обычно темнее у брюнеток, чем у блондинок. После первой беременности меланин по какой-то причине откладывается в соске и околососковом кружке, которые в той или иной степени темнеют.

Молоко образуется только после рождения ребенка и далее остается на период, пока его не отнимут от груди. В процессе эволюции каждый вид млекопитающих вырабатывает молоко, специально адаптированное к нуждам его детенышей. Женское молоко состоит из 1,5 процента белка, 7,2 процента лактозы (молочного сахара), 3,6 процента жиров и 0,2 процента минеральных веществ. Остальное – вода.

У животных молоко – это питание только для детенышей, которое больше никогда не будет доступно, после того как их отнимут от груди (если только взрослому животному его не дает человек). Еще в доисторические времена человек считал молоко ценной пищей для взрослых и держал коров, коз, овец и даже лошадей, чтобы доить их в период лактации, когда они дают молоко.

Само молоко было трудно сохранить в свежем виде продолжительное время, до того как замораживание стало распространенным явлением, и обнаружилось, что его способность к прокисанию лучше всего направить в полезное русло и получать простоквашу, сметану или сотни видов сыров. Жир, извлекаемый из молока, – это масло. Сегодня конечно же мы используем само молоко, сохраняемое не загрязненным вызывающими болезни бактериями посредством предварительного нагревания. Этот процесс называется пастеризация в честь Луи Пастера, который ввел в обиход эту процедуру (между прочим, для вина, а не для молока).

Коровье молоко по составу совсем не такое, как женское. Оно содержит наполовину меньше лактозы и в два раза больше белка. (Телята растут быстрее, чем младенцы, и им требуется больше белка в рационе.) Взрослые легко могут переносить эти отличия, чего нельзя сказать о младенцах. По этой причине, когда мать не может кормить своих малышей грудью (или предпочитает этого не делать), коровье молоко, используемое вместо женского, должно быть видоизменено надлежащим образом. Его следует развести, чтобы уменьшить концентрацию белка, а кроме того, поскольку содержание углеводов в результате этого снижается, необходимо добавить дополнительный сахар. Сахар обычно добавляют в форме декстринов (продуктов распада крахмала), которые энергетически соответствуют сахарам, но, подобно лактозе, относительно безвкусные.

Волосяной покров

Волосяной покров, как я упоминал ранее, способствует теплорегуляции большинства млекопитающих. Кроме изначальной функции теплоизоляции, волосяной покров может использоваться по другому назначению. Завивающиеся волоски, уложенные волнами, набегающими друг на друга, образуют сплошной коврик, обычно называемый шерстью. Овецс такой разновидностью шерсти специально выращивают.

Короткие, жесткие, необычно густые волоски, такие, как на хребте у свиньи, – это щетина. Щетинки на усах моржа могут иметь диаметр до ¹/₄ дюйма. Иголки ежа и иглы дикобраза – это тоже волоски, но затвердевшие, острые и даже ядовитые, они служат оружием защиты и нападения. Еще более экстремальным органом защиты волосяного происхождения является рогоподобный выступ на морде носорога, который образовался путем слияния большого количества волосков. Еще есть длинные, довольно жесткие волоски, в изобилии оснащенные нервными окончаниями у основания, которые могут использоваться в качестве тонкого органа осязания. Пример тому длинные волоски кошачьих усов.

Такой специализации у человека нет, и наш волосяной покров к тому же не слишком обильный. Частично это общая характерная черта приматов, поскольку приматы как группа менее волосаты, чем большинство неприматов. На самом деле это неудивительно, поскольку приматы – животные тропические, для которых волосяной покров не особенно важен как изолятор. К тому же чем больше животное, тем меньше поверхность по отношению к объему. По этой причине большому животному легче поддерживать тепло, потому что для выделения тепла объем большой, но сравнительно небольшая поверхность излучает его. Именно по этой причине полярные животные (такие, как полярный медведь, овцебык, морж) имеют большие размеры. Тропические животные, когда они большие по размеру, вынуждены каким-то образом усовершенствовать способность кожи излучать тепло, и простейшее решение – сократить волосяной покров или вообще его лишиться. Слоны, бегемоты и носороги, например, явно лишены шерсти (хотя в ледниковый период покрытые шерстью слоны и носороги бродили на севере). Слон, особенно африканский, обзавелся большими ушами, которые служат тепловыми радиаторами.

Похожая тенденция к снижению волосяного покрова наблюдается у больших приматов. К примеру, у гориллы морда и грудь без волос. У человека эта тенденция развивалась дальше, хотя он и меньше, чем горилла. Но она не шла в направлении полной потери волосяного покрова. Есть только ограниченные области человеческого тела, такие, как ладони рук и ступни ног, которые вообще лишены какого-то ни было волосяного покрова. Что же касается остальной кожи, волоски на ней многочисленны – столь же многочисленны на единицу площади, как у других приматов. Однако у человека волосы по большей части остаются короткими и тонкими и не отрастают до такой длины и густоты, чтобы образовать сплошной волосяной покров или чтобы улавливать изолирующий слой спокойного воздуха рядом с кожей.

Тем не менее мы обладаем одной способностью, которая напоминает о прошедших веках, когда паши предки действительно имели кожу, покрытую густым мехом. Животные под действием холода могут приподнимать волоски, в результате чего шерсть дальше отстает от кожи. Таким образом захватывается более толстый слой воздуха и изоляция, препятствующая потере тепла, улучшается. У нас до сих пор сохранились небольшие пучки гладких мышц – arrectores pilorum, то есть выпрямляющие мышцы волоса, которые могут натягивать кожу и приподнимать волосы. Но все, что нам остается, – это приподнимать крошечные бесполезные волоски, в то время как кожа покрывается мурашками или гусиной кожей. Шерсть, встающую дыбом в ответ на испуг, может наглядно продемонстрировать кошка, когда неожиданно встречается мордой к морде с собакой. Чем гуще мех, тем животное кажется больше и внушительнее. Мы таким же образом отвечаем на испуг и покрываемся гусиной кожей.

У человека сохранилась настоящая шерсть, или, по крайней мере, островки волосяного покрова в тех местах, где она должна нести защитную функцию. Наиболее это заметно на верхней части головы. Цель волосяного покрова в этом месте – служить изолятором, но не столько противодействующим потерям организмом тепла, сколько защищающим от тепла солнечного. Существуют протеины мозга, которые необычайно нестабильны даже при относительно мягкой степени жары, а непосредственный жар солнца, направленный на обнаженную голову, может вызвать потерю сознания – состояние, называемое солнечный удар. Волосяное покрытие снижает вероятность этого, и жесткая ровная шапка вьющихся, похожих на шерсть волос у многих африканских народностей особенно эффективна в этом отношении. Даже людям с шикарной шевелюрой, но не привыкшим к тропическому солнцу лучше, пожалуй, порекомендовать носить головной убор для более надежной защиты.

Разнообразные отверстия, ведущие внутрь организма, обычно защищены волосами. Кроме волосков в ноздрях, волосы обычно растут вокруг наружного слухового прохода и ануса. Глаз окаймлен ресницами, а несколько выше – бровями. Ресницы защищают глаз от инородных частиц, а брови – от ослепительного солнечного света.

Обычай, бытующий в нашем обществе, который принуждает мужчин и мальчиков коротко подстригать волосы на голове, создает иллюзию, что волосы у женщин длиннее, чем волосы у мужчин. В действительности это не так, и в эпохи, когда мужчинам дозволялось отращивать волосы, они делали это с таким же успехом, что и женщины.

Волосатость меняется с возрастом. В некотором роде это относится и к женскому и к мужскому полу. Например, в период полового созревания как у юношей, так и у девушек начинают расти волосы под мышками и вокруг гениталий. Первые – это подмышечные волосы; последние – лобковые волосы. Поскольку волосы появляются одновременно с началом функционирования специальных вырабатывающих запах желез, естественно будет предположить, что функцией волос является усиление образования запаха, так как они служат местом скопления бактерий, вызывающих запах. Это представляет проблему для нашего общества, столь чувствительного к запахам.

Усиление волосатости с возрастом – это явление, присущее исключительно мужчинам. В позднем подростковом возрасте волосы вырастают вдоль щек, подбородка и верхней губы, образуя бороду и усы. Они не выполняют какую-либо жизненно важную функцию (хотя способны служить защитой для рта), поскольку женщины прекрасно без них обходятся. Следовательно, их можно классифицировать как вторичный половой признак. Он свидетельствует о половой зрелости мужчины и воздействует как стимулятор на женскую чувствительность, подобно гриве льва или красивому оперению большинства мужских особей птиц. Кроме того, у мужчин волос больше и они длиннее на плечах и груди. Этот признак радикально меняется от группы к группе. Так, мужчины европейского происхождения значительно волосатее, в общем и целом, чем представители других групп. Это к тому же индивидуальный признак, поскольку у некоторых мужчин вообще нет волос на груди, а у других мужчин того же происхождения грудь покрыта шерстью.

Имеется также обратная тенденция, которая также радикально изменяется от индивидуума к индивидууму, а именно потеря волос на голове (однако при сохранении волос в других местах) в среднем возрасте и далее. В некоторых случаях признаки выпадения волос появляются даже в двадцать лет. Такая тенденция – облысение, или алопеция (от греческого слова «плешивость»), по-видимому, передается по наследству и является в некотором роде признаком мужественности, поскольку эта тенденция не проявляется, даже будучи наследственной, до тех пор, пока концентрация мужских половых гормонов в крови не достигнет определенной критической точки. Следовательно, женщины лысеют редко, а мужчины, кастрированные до достижения пубертатного возраста, вероятно, вообще никогда не лысеют.

С возрастом проявляется также тенденция к усиленной потере пигмента волос. По прошествии лет волосы становятся седыми все заметнее и заметнее, этот процесс часто начинается на висках. В конце концов волосы могут сделаться совершенно седыми. Как и в случае облысения, этот процесс может начаться в довольно раннем возрасте у определенных людей, а тенденция к преждевременной седине также наследственная.

Волосы – это продукт эпидермиса, который западает глубоко в дерму в месте, откуда растет волос. Это глубокое западение топкого слоя эпидермиса – волосяной фолликул (что по-латыни значит «маленький мешочек»). Каждый фолликул содержит один волос. Внутри выпуклости на дне фолликула находится волосяной корень. Он живой. Поскольку волос вырастает из корня, он пробивается на поверхность в виде волосяного стержня, покрытого крошечными, равномерно распределенными чешуйками, и достигает поверхности кожи. Волос над корнем – это неживая структура, состоящая в основном из кератина.

Человеческий волос растет со скоростью около 0,3 миллиметра в день. Волосы периодически выпадают, а на их месте вырастают новые. Частота, с которой это происходит, будет контролировать максимальную длину волос. У животных есть определенное время линьки. Она обычно предшествует смене сезона, поэтому для зимы шерсть вырастает длиннее и гуще. Новая шерсть может даже быть иного цвета: животное становится белым для зимы – условие, которое повышает его шансы на выживание, поскольку его труднее заметить на снегу.

У человека каждый волос имеет собственный жизненный цикл, независимый от цикла соседнего волоса. Волосы выпадают, и на их месте вырастают новые.

Волосы могут быть прямыми, волнистыми или вьющимися, по точная причина этих различий пока неизвестна. Но обладательницы прямых волос могут обзавестись кудрями. Дело в том, что молекулы кератина волос связаны друг с другом цепочками атомов, которые могут разрываться под действием влажного тепла и определенных химических веществ. Если при этих условиях завить волосы и оставить в таком положении на определенный период времени, образуются новые цепочки атомов, выстроенные в ином положении. Тогда волосы будут перманентно (постоянно) завитыми – «перманентная завивка» в действительности рассчитана на тот период времени, пока остается на голове. Волосы, растущие от корня, будут прямыми, а после того, как искусственно завитые волосы выпадут, они заменятся на прямые. Следовательно, перманент – это все-таки лишь временное явление, вопреки его названию.

Каждый волос снабжен маленькой сальной железой, которая выделяет похожий на воск секрет, или кожное сало. Она протоком соединяется с волосяным фолликулом. Волосы и окружающая их кожа постоянно покрываются этим салом, если только его усердно не смывают водой с мылом. Секрет сальных желез усиливает блеск волос и служит защитным и водонепроницаемым покрытием как для волос, так и для кожи. С волос, защищенных таким образом, вода скатывается, не увлажняя их. Естественное направление, в котором располагается волосяной покров на человеческом теле, таково, что, если человек присядет на корточки так, чтобы колени упирались ему в подбородок, а шею обнимет руками, выставив локти наружу и опустив вниз (положение, которое примитивный человек вполне мог принимать в отчаянной попытке не слишком намокнуть под проливным дождем), все волосы на теле будут направлены вниз, чтобы дождь легче с них стекал.

Женский нос особенно обильно снабжен сальными железами. Именно скопление секрета сальных желез образует ушную серу и вещество, которое собирается в уголках глаз после сна. К тому же этот секрет скорее, чем пот, делает волосы и кожу человека заметно жирными, если долго не мыться.

С другой стороны, мытье, если пристрастие к нему доводится до абсурда, может лишить волосы и кожу полезного защитного покрытия, и пользы от этого будет немного. Следует упомянуть, что ланолин, столь широко рекламируемый в качестве компонента различных препаратов, предназначенных помочь волосам и коже возмещать потерянный секрет сальных желез, вследствие чрезмерного употребления различных других препаратов, столь же широко рекламируемых, сам по себе является секретом сальных желез овцы.

Несмотря на все естественные защитные механизмы, кожа, особенно если позволить ей сделаться чрезмерно грязной, подвержена инфекциям. Отверстия, представленные порами и волосяными фолликулами, в одном отношении являются слабым местом. Немытая кожа имеет тенденцию собирать грязь, которая, смешиваясь с секретом сальных желез и высохшим потом, заполняет поры, образуя неприглядные черные головки. Обильная концентрация бактерий на грязной коже склонна вызывать инфекцию в месте черной головки или волосяного фолликула, образуя воспаление, которое мы называем прыщ и фурункул.

Активность некоторых микроорганизмов способна вызывать защитный ответ в форме избыточного выделения секрета сальными железами, или себорею (по-латыни «поток сала»). Себорея, в свою очередь, вызывает воспаление кожи (дерматит) и зуд. Секрет сальных желез накапливается и образует чешуйки грязи, которые наиболее заметны в волосах. Мы называем их перхоть, которая помимо неприглядного вида вызывает чувство дискомфорта из-за кожного зуда, а в исключительных случаях может повлечь за собой потерю волос.

Себорея, по-видимому, повышает вероятность хронического образования прыщей, или акне – угревой сыпи. При этом, вероятно, не обходится без нарушения гормонального баланса, поскольку такое явление наиболее часто возникает в период полового созревания, когда гормональный баланс организма радикально смещается, а у девушек это наиболее заметно в менструальный период. Возможно, ни одна другая болезнь столь незначительного характера не имеет столь серьезных психологических последствий, потому что молодой человек или девушка обычно бывают обезображены прыщами как раз в тот момент жизни, когда он или она открыли наличие противоположного пола и наиболее уязвимы и застенчивы в этом вопросе. Более того, хотя акне обычно явление проходящее и имеет тенденцию исчезать с возрастом, оно оставляет шрамы как на лице, так и на личности.

Кожа также подвергается грибковым инфекциям, наиболее известная из которых эпидермофития стопы, а также вызывающим зуд и шелушение болезням, которые не всегда имеют признанную причину или гарантированного лечения, – таким, как экзема (что по-гречески означает «сыпь»), псориаз (по-гречески «зуд, чесотка») и импетиго (что по-латыни значит «поражать»). Образование сыпи и пустул (гнойничков) – обычное явление при многих болезнях, таких, как корь и ветряная оспа. Наряду с медицинским термометром, лучший диагностический прибор мамаш – это глаз, с помощью которого она осматривает тельце своего ребенка на предмет какой-нибудь предательской сыпи.

После ветряной оспы могут оставаться шрамы, но настоящий злодей в этом отношении – натуральная оспа – теперь, к счастью, побеждена. Ужас перед натуральной оспой во времена, предшествующие изобретению вакцинации, объяснялся во многом не столько возможностью умереть, которой в конце концов сопровождалась почти любая другая болезнь в те невежественные в медицине времена, сколько возможностью влачить жизнь с таким изуродованным оспинами лицом, что оно было лишено какого бы то ни было намека на красоту и человеческий образ.

Кожа может обладать некой локальной гетерогенностью – разнородностью. Если эти пигментированные пятна темнее окружающей кожи, то они – родинки. Иногда лицо обезображено небольшим узелком расширенных кровеносных сосудов на коже, и из-за цвета и внешнего вида этот дефект называют «клубничная метка». Когда родинки появляются при рождении, особенно если они имеют неправильную форму, их называют родимые пятна. У большинства людей имеются небольшие родинки, и они настолько к ним привыкли, что совершенно их не замечают. Родинки, однако, могут изредка перерождаться в злокачественные опухоли, и, хотя подобное встречается нечасто, наличие такой возможности предписывает людям отмечать любые внешние изменения родинки и в этой связи немедленно обращаться к врачу. Бородавки – это не только разросшиеся родинки, но, очевидно, результат вирусной инфекции. Несмотря на неприглядный вид, они не опасны.

И все-таки, хотя перечень кожных болезней длинный и человек более осведомлен о них, нежели о болезнях каких-либо других органов, просто потому, что кожа всегда на виду, следует отметить, что в целом кожа – это чрезвычайно эффективный щит. Она хорошо выполняет свои охранные обязанности, и чудо не в том, что время от времени она несколько уступает ударам окружающей среды, по в том, что уступает столь нечасто и обладает такой замечательной способностью к регенерации.