Странности нашего тела – 2

Покойный актер, жизнелюб и острослов, сэр Питер Устинов, как-то заметил, что «родители – это кости, на которых дети оттачивают свои зубы». Тут может возникнуть вопрос: а когда они это делают, до или после того, как получают еженедельное содержание?

Что такое кости?

Кость – это основная часть скелета, плотная соединительная ткань, содержащая в себе карбонат кальция, фосфат кальция и желатин. Даже в самых твердых участках костей имеется множество микроскопических полостей, связанных между собой крохотными кровеносными каналами. Кости относительно легкие, они имеют губчатую внутреннюю структуру.

В состав кости входят костная ткань, надкостница, костный мозг, кровеносные и лимфатические сосуды, нервы и в ряде случаев хрящевая ткань. Костный мозг – это густое желеобразное вещество. Губчатое вещество – пористый материал, наполненный кровеносными сосудами. Над губчатым веществом находится костная ткань, а далее – надкостница. Это плотная оболочка, содержащая нервы и кровеносные сосуды, питающие кость.

Почему у младенца больше костей, чем у взрослого человека?

Ребенок рождается примерно с 300 костями, однако они очень мягкие и хрупкие. У младенцев много хрящей, которые более гибкие, чем кость, но при этом менее прочные. По мере роста ребенка кости укрепляются, некоторые из них срастаются, и в результате у взрослого человека остается 206 костей.

Почему не все кости твердеют одновременно?

(Спрашивает Питер Мартин, Австралия)

Процесс замещения хрящевой ткани костной называется оссификацией. Удивительно, но по мере роста плода первой подвергается осификации ключица. По словам доктора Дианы Келли¹, после рождения ребенка ключицы развиваются так же, как и другие кости, но хрящ у них на концах не образуется, пока кость не прекращает расти. Это происходит в возрасте 19–20 лет.

Некоторые кости формируются позже, чем ключицы. Например, части таза окончательно оссифицируются только в возрасте 22–25 лет.

Какие существуют болезни костей?

У взрослых людей нередко встречаются заболевания костей. Назовем некоторые из них.

▪ Остеомиелит – инфекция кости или костного мозга.

▪ Ревматоидный артрит – неинфекционное воспаление суставов.

▪ Остеоартрит – дегенерация, связанная со старой травмой или просто старением.

▪ Подагра – нарушение метаболизма мочевой кислоты. Вызывает скопление кристаллов мочевой кислоты в суставах.

▪ Лейкемия – опухолевое заболевание кроветворной ткани с поражением костного мозга.

▪ Остеосаркома – рак кости.

▪ Ахондроплазия – воздействующее на кости наследственное заболевание, которое ведет к карликовости.

▪ Травмы, вызывающие трещины или переломы.

Еще одной болезнью костей является остеопороз. Он связан с тем, что кости со временем теряют массу, слабеют, а значит, возрастает вероятность перелома. Особенно распространена эта болезнь у женщин в постклимактерический период.

Из-за ограниченного по сравнению с другими органами кровоснабжения кости трудно лечить.

Что такое закрытый и открытый перелом?

(Спрашивает Марк Томпсон, Ла-Перуз, Новый Южный Уэльс, Австралия)

Перелом – это любое нарушение целостности кости или хряща. При закрытом переломе нет открытых ран, возникших из-за повреждения мышц и других тканей обломками кости, а при открытом мягкие ткани повреждаются.

Существует всего 7 видов переломов. Усталостный перелом – это небольшая трещина или разрыв в кости, который обычно не определяется даже рентгеном. Неполным называется перелом, при котором кость не полностью переломилась, а полным, соответственно, когда кость переломилась полностью. Оскольчатый перелом случается тогда, когда кость крошится на множество осколков. При вколоченном переломе осколки одной кости впиваются в осколки другой.

Почему есть коленные чашечки, но нет локтевых?

(Спрашивает Натан Джеймс, Саут-Куги, Новый Южный Уэльс, Австралия)

Коленные чашечки необходимы для защиты коленных суставов от повреждений при ходьбе и движениях. Коленные суставы испытывают значительно бóльшую нагрузку по сравнению с локтевыми суставами, поэтому им нужна дополнительная поддержка.

Как отличить мужской скелет от женского?

Существуют некоторые различия в строении скелета мужчины и женщины. У мужчин скелет тяжелее, череп шероховатее и примерно на 10 % больше женского. Лоб у мужчин сильнее скошен, углубления и выпуклости крупнее. Нижняя челюсть массивнее и прочнее.

Таз у женщин более широкий, легкий и гладкий. У мужчин верхний выход таза имеет форму сердечка, а у женщин он овальный. У мужчин глубокая подвздошная ямка, у женщин – мелкая. Крестец мужчины длинный, с сильными изгибами, кончик копчика направлен вперед, а у женщин – назад.

Можно ли засушить скелет так, чтобы он не уменьшился?

(Спрашивает Натан Джеймс, Саут-Куги, Новый Южный Уэльс, Австралия)

По мнению доктора Пола Одгрена², чтобы сохранить размеры скелета, пришлось бы вымывать минеральные составляющие костей с помощью уксуса или химического вещества под названием этилендиаминтетрауксусная кислота. Кости станут мягкими, однако сохранят свой размер.

Что такое плоскостопие?

Стопа выполняет функцию амортизатора. Ноги порой испытывают такую нагрузку, которая в пять раз превышает давление массы тела, и если бы стопа не смягчала это давление, то каждый шаг приводил бы к перелому или смещению костей стопы, ног и нижней части позвоночника.

У здоровых стоп высокий свод, позволяющий ногам переносить тяжелые нагрузки. При плоскостопии свод уменьшается, нередко возникает боль в стопе, голени, колене, бедре или в нижней части позвоночника. Плоскостопие может быть результатом генетического заболевания, травмы, нервно-мышечного заболевания или ослабления мышц, связок и сухожилий из-за старения.

В чем секрет невероятной гибкости некоторых циркачей?

(Спрашивает Джон Хайленд, Хайбери, Новая Зеландия)

Секрет заключается в эластичности связок и тканей. У некоторых это является результатом генетических заболеваний, воздействующих главным образом на кожу и суставы, а также на другие органы. В качестве примера можно привести синдром Элерса – Данло, при котором наблюдается чрезмерная растяжимость соединительных тканей. От этого недуга страдает примерно один из 20 тыс. человек.

Почему хрустят костяшки пальцев?

(Спрашивает Джон Хайленд, Хайбери, Новая Зеландия)

Костяшки издают хруст, когда синовиальная (суставная) жидкость быстро переходит под давлением с одной стороны сустава на другую. Если потянуть пальцы, пространство между суставами расширится, и в синовиальной жидкости образуются пузырьки. Когда они лопаются, слышится хруст³.

Можно ли заболеть артритом, если хрустеть костяшками пальцев?

(Спрашивает Джон Хайленд, Хайбери, Новая Зеландия)

Сустав – это сочленение костей. Синовиальная жидкость омывает суставы и создает буферную зону между костями, чтобы они не терлись друг о друга. Истирание костей может вызывать ряд заболеваний, в том числе и артрит. Известно, что для ревматоидного артрита характерна утрата в суставах синовиальной жидкости. Причиной такой утраты является повреждение выстилок суставов.

▪ Доктор Питер Бонафед говорит: «Природа не рассчитывала, что мы специально постоянно будем растягивать связки суставов пальцев. Я обнаружил две медицинские статьи, в которых рассказывается о пациентах с травмами кистей, возникшими из-за привычки хрустеть костяшками пальцев рук. Один из пациентов чрезмерно растянул связки, в результате чего произошло смещение суставов, другой частично разорвал связки большого пальца»⁴.

▪ В 1990 г. проводились исследования состояния кистей рук у 200 взрослых человек Был выявлен небольшой процент артритов и гораздо больший процент случаев распухания пальцев у тех, кто имел привычку хрустеть костяшками.

▪ В статье, опубликованной в 1999 г., доктор П. Чан⁵ и двое его коллег писали: «Врачам довольно часто задают вопрос, связанный с возможными вредными последствиями привычки хрустеть костяшками пальцев. Можем сказать, что подобная привычка не вызывает серьезных негативных последствий»^5–7.

Зачем нужны пальцы на ногах?

Если ответить коротко, то пальцы на ногах нужны для того, чтобы лучше ходить. Хотя у первых сухопутных животных имелось различное количество пальцев на лапах, борьбу за существование выиграли те, у кого было пять пальцев. Наличие пяти пальцев помогало предкам человека лазать по деревьям.

Почему, если с силой упереться во что-нибудь, руки потом сами поднимаются?

(Спрашивает Франциск Салмери, Гисборн, Новая Зеландия)

Это называется феноменом Констамма. По мнению доктора Джона Моренски⁸, рука может подниматься сама по себе после нагрузки на отводящие мышцы (поднимающие руки в стороны). Если при толчке усиливается их действие, то ослабевают противодействующие мышцы. Когда спадает давление от отведения, вы утрачиваете контроль над руками, поскольку противодействующим мышцам не хватает времени, чтобы перестроиться, и руки поднимаются сами собой.

Есть ли правда в легендах о сиренах?

Возможно, есть. Сегодня синдром сирены – редкое, но признанное заболевание. У него множество других названий: дефект сирены, сиреномелия, симпус, сращение нижних конечностей, уромелия, моноподия.

Синдром сирены – это врожденный дефект, при котором ребенок рождается с одной нижней конечностью или со сросшимися ногами. Физические признаки этого заболевания очень разнятся. Ноги могут срастись по всей длине или только частью ступней.

Люди, страдающие синдромом сирены, не могут ходить, но часто в состоянии плавать. Некоторые из них плавают даже очень хорошо, они подолгу остаются в воде, поскольку там им комфортно и плавание приносит временное облегчение для их кожи, которая часто бывает необычайно сухой.

По разным оценкам, это заболевание встречается у одного из 70 тыс. или 15 млн человек. Доктор C. Манаголи и трое его коллег⁹ утверждают, что в медицинской литературе сообщалось о 300 случаях заболевания^{10, 11}. В три раза чаще оно встречается у женщин, чем у мужчин. В телепередаче Си-эн-эн от 2 июня 2005 г. говорилось, что сегодня официально зарегистрировано только трое больных с синдромом сирены. Передача была посвящена успешной хирургической операции, проведенной в Перу тринадцатимесячной Милагрос Керрон. Эта операция даже транслировалась по национальному телевидению. Врачи объявили, что потребуется еще несколько лет и несколько хирургических операций, чтобы устранить основные аномалии внутренних органов ребенка. Ходить она сможет только в возрасте двух лет.

Так что вполне резонно предположить, что древние мореплаватели могли видеть таких полуженщин-полурыб в море или на берегу и это стало основой древних легенд.

Что такое рахит?

Рахит – заболевание детей, при котором нарушается образование костей из-за дефицита витамина D. По словам доктора Кристины Родда¹², «в начале XX в. в индустриальных городах Северного полушария 85 % детей болели рахитом»¹³. С тех пор заболеваемость рахитом значительно снизилась. Симптомы рахита варьируются от эпилептических припадков и замедленного роста до распухания запястий, лодыжек и размягчения костей черепа (краниотабес). В 1990-х гг. вновь отмечались вспышки рахита у детей, не получавших достаточно солнечного света. Наверное, они слишком много времени проводили перед телевизором или за компьютером.

Что такое боли роста?

(Спрашивает Питер Мартин, Австралия)

Боли роста возникают у молодых людей, когда они растут особенно быстро. По мнению док тора Пола Одгрена¹⁴, такие боли обычно возникают вокруг суставов, особенно коленных. При этом ощущения равносильны болям при растяжении средней степени. Если боли роста довольно сильные, врач может посоветовать пользоваться противовоспалительными средствами, фиксирующими повязками или даже прописать постельный режим. Обычно неприятные ощущения проходят сами по себе со временем, когда мягкие ткани адаптируются к величине выросших костных тканей.

Существует ли предел человеческого роста?

Механизм, контролирующий рост человека, включает в себя взаимодействие генов и гипофиза, кроме того, свою роль играет качество питания и общее состояние здоровья человека. Передняя доля гипофиза расположена у основания мозга, она вырабатывает вещество, которое называется соматотропин, или гормон роста человека. Этот гормон стимулирует печень на выработку нескольких пептидов, которые называются соматомедины, или инсулиноподобные факторы роста. Координированное действие гормона роста и инсулиноподобных факторов роста оказывает влияние на развитие костей и мышц, ускоряет образование хрящей. Нехватка инсулиноподобного фактора роста, который называется соматомедин С, может приводить к остановке роста. Еще важное значение имеет время полового созревания. Тестостерон и эстроген ускоряют оссификацию эпифизарных пластинок на концах длинных костей рук и ног.

Вероятно, что и нехватка питательных веществ, и общее состояние здоровья тесно связаны с темпами развития человека. Считается, что влияние негенетических факторов на рост составляет 10 %. Например, в рационе относительно высокого народа масаи из Восточной Африки много белка, в том числе мяса, молока и крови. По мнению доктора Дэвида Муни, антрополога из Мичиганского университета в Анн-Арбор, такой рацион благоприятно воздействует на рост.

Что такое фантомная боль?

В 70 % случаев после ампутации конечностей у пациентов остается ощущение того, что утраченная рука или нога все еще на месте. Это называется фантомной болью.

Фантомная боль привлекла внимание врачей, когда после Первой мировой войны около 60 тыс. солдат вернулись домой с ампутированными конечностями. Описание этого феномена есть в статье доктора С. Фельдмана, появившейся в 1940 г. в журнале «Американ джорнал оф сайколоджи»¹⁵. Фельдман подчеркивает, что чаще всего фантомная боль возникает при ампутации двух конечностей¹⁶.

В 1992 г. доктор Рональд Мельзак заявил, что фантомная боль наблюдается у 70 % пациентов с ампутированными конечностями. Они описывают болевые ощущения как судороги или прострелы. Кроме того, нередко больные жалуются, что они чувствуют давление, жар, холод, пощипывание и выступание пота. Обычно все это наблюдается сразу после ампутации, но иногда и через несколько недель, месяцев или даже лет¹⁷.

Фантомные конечности кажутся настолько реальными, что пациенты пытаются пользоваться ими.

У людей, страдающих параличом верхних или нижних конечностей, когда поврежден спинной мозг, также возникают фантомные боли. Некоторые из таких больных вообще не признают себя паралитиками.

Сейчас существует несколько объяснений возникновения фантомной боли. Например, доктор Мельзак пишет: «Оставшиеся в культé нервы, которые в месте ампутации образуют узелки, называющиеся невромами, продолжают вырабатывать импульсы»¹⁷.

Другое объяснение состоит в том, что источник болевых ощущений находится где-то в самом спинном мозге. Таким образом спинной мозг посылает головному мозгу незнакомые сигналы. Однако свидетельств наличия подобного механизма обнаружено не было.

И наконец, самое последнее и, вероятно, наилучшее объяснение заключается в том, что источником болевых ощущений является сам головной мозг. Эту точку зрения высказал доктор В. С. Рамачандран, который утверждает: «Когда участок головного мозга, отвечающий за утраченную конечность, не получает больше сенсорных сигналов, он начинает реагировать на сигналы, поступающие в соседние участки мозга»¹⁸.

Какие выводы можно сделать из всего этого? Головной мозг борется за восстановление нормального функционирования тела даже после того, как оно уже неисправимо травмировано^{19, 20}.

Почему, если человек заблудится, он начинает ходить кругами?

На протяжении веков считалось, что причина такого кружения кроется в особенностях нашего тела, а именно в том, что одна нога у нас обычно чуть короче другой. Однако на самом деле это не так. Эксперименты показали, что спиральное движение – универсальное качество живой природы. При ходьбе люди с завязанными глазами неизменно совершают спиральные движения, как, впрочем, и во время плавания или полета. Животные демонстрируют аналогичное поведение, в том числе и такие микроскопические существа, как амебы. Причина этого неизвестна. Существует предположение, что спиральное движение связано с вращением Земли, электромагнитным полем или с механизмом мозга, определяющим направление²¹.

Какая часть тела самая твердая?

(Спрашивает Эйми Фрэнсис, Лонкестон-Саут, Тасмания, Австралия)

Зубы. А если точнее – зубная эмаль. Зубы состоят из трех различных твердых тканей – дентина, цемента и эмали. Непосредственно под эмалью находится дентин. Благодаря высокому содержанию минералов он чуть тверже, чем кость. На 70 % это неорганическое вещество. Корень зуба покрывает цемент, его толщина около 1 мм. По составу он очень близок к кости. Эмаль покрывает только верхнюю часть зуба, ее толщина составляет 1,5–2 мм. Зубы настолько твердые, что после смерти человека они разрушаются в последнюю очередь.

Какая пища разрушает зубы?

(Спрашивает Эйми Фрэнсис, Лонкестон-Саут, Тасмания, Австралия)

По мнению доктора Роберта Хоуски²², газированные безалкогольные напитки разрушают зубы. Хоуски говорит: «В состав газированных напитков входит либо аскорбиновая, либо уксусная кислота, а эти вещества разрушают зубы. Кроме того, в результате газирования образуется углекислота, которая тоже повреждает эмаль. Во многих безалкогольных напитках присутствует сахар. Его легко перерабатывают бактерии во рту, и в результате образуется кислота, разъедающая эмаль»²³.

Доктор У. Питер Рок из Бермингемского университета заявил, что «безалкогольные напитки чаще всего являются причиной разрушения зубов у подростков». Что касается пищи, то продукты, в которых высок процент содержания кислот, также вредны для эмали. Например, цитрусовые. Вот почему полезно чистить зубы, после того как вы съели апельсин²⁴.

Вреден ли для зубов шоколад?

Согласно последней точке зрения исследователей, шоколад не способствует возникновению кариеса, он может даже предотвращать разрушение зубов. В 2000 г. японские ученые из университета в Осаке сообщили о своем открытии, заключавшемся в том, что антибактериальные вещества, обнаруженные в бобах какао (основной компонент какао), нейтрализуют высокое содержание сахара. Таким образом, шоколад скорее снижает риск возникновения кариеса. Однако ученые подчеркнули, что антибактериальные вещества содержатся главным образом в шелухе бобов какао, а она вряд ли используется в процессе изготовления шоколада. Более того, исследования проводились на крысах, а не на людях. Но, тем не менее, возникло предложение включать экстракт шелухи бобов какао в зубные эликсиры и зубные пасты²⁵.

По мнению членов Американской ассоциации дантистов, кальций, фосфат, липиды и белок, содержащиеся в молочном шоколаде, могут корректировать выработку во рту кислоты, способствующей образованию кариеса. Кроме того, простой сахар в молочном шоколаде менее вреден для зубов, чем сложные сахара в другой пище. Доктор Анжела Дауден, лондонский специалист в области стоматологии, добавляет, что темный шоколад еще больше снижает риск возникновения кариеса. Однако исследования в этой области продолжаются, и, возможно, в завтрашних газетах появятся противоположные утверждения.

Можно ли вырастить зуб в пробирке?

(Спрашивает Эйми Фрэнсис, Лонкестон-Саут, Тасмания, Австралия)

Да, это возможно. Результаты исследований, проведенных доктором Полом Шарпом, были представлены в 2004 г. на заседании Американской ассоциации содействия развитию науки. На этом заседании было показано, что стволовые клетки могут воссоздавать зубные зачатки, которые естественным образом формируются в эмбрионе. Ученые имплантировали эти клетки в челюсть и позволили им развиваться там. При этом использование собственных стволовых клеток человека исключает проблему отторжения тканей. Доктор Шарп отметил следующее: «Если вы можете начать процесс выращивания, то природа сама включится в этот процесс и орган будет развиваться как в эмбрионе»²⁶.

Чтобы вырастить зуб в пробирке, надо взять эмбриональные ткани от растущего постоянного зуба. Клетки, ответственные за образование эмали, умирают во время прорезывания зуба. В ходе первого эксперимента ассистенты Шарпа имплантировали растущие зубы эмбриона в рот взрослой мыши и «включили» ген, активизирующий рост больших коренных зубов. В итоге зубы выросли.

Будут ли созданы искусственные кости?

(Спрашивает Дэвид Крук, Южный Мельбурн, Виктория, Австралия)

Да, но для этого потребуется еще несколько лет. За регенерацию костных тканей человека отвечают так называемые костные морфогенетические белки. Эксперименты с костными морфогенетическими белками сейчас проводятся во всем мире. В дальнейшем, вместо того чтобы сращивать сломанную кость традиционным способом, будет использоваться революционная технология, при которой поврежденная ткань будет сама регенерироваться. Костную пасту, похожую по составу на настоящую кость, уже вводят в место перелома. Это исключает необходимость использования стяжек, и результаты в данном случае лучше, чем при использовании костного трансплантата. Паста застывает в течение 10 мин., а через 12 ч. она уже такая же твердая, как настоящая кость^28–30.

Будут ли созданы искусственные суставы?

И где же вы были? Искусственные суставы практически для всех частей тела уже существуют. Многие из них изготавливаются из нержавеющей стали и состоят в основном из двух частей. Металлический стержень с шариком на конце вставляется в одну кость, а металлическое гнездо с пластиковой выстилкой – в другую, соседнюю. Шарик входит в гнездо и вращается там, что обеспечивает свободное, безболезненное движение. Существуют искусственные суставы для плеча, локтя, запястья, пальцев рук, бедра, колена, лодыжки и пальцев ног^{29, 30}.

Будет ли создан искусственный хрящ?

То, что называется усиленный хрящ, – замечательное изобретение. В Кембриджском биотехнологическом центре «Гензим» (Массачусетс, США) разработана технология, которая позволяет врачам усиливать хрящевые клетки. Она одобрена Администрацией США по контролю за продуктами питания и лекарствами. Технология во многих случаях позволяет избежать замены сустава протезом.

Здоровые хрящевые клетки сначала извлекаются из сустава пациента (если возможно, их берут из поврежденного сустава). Затем они химическим путем усиливаются и растут в лабораторных условиях 2–3 недели. Затем клетки вживляют под мягкие ткани, и они развиваются в нормальный хрящ. Процесс полной регенерации хряща коленного сустава занимает от 12 до 18 месяцев.

Аналогичную технологию ученые используют и для регенерации мышц, связок и сухожилий. По словам доктора Роберта Лангера, хрящ можно вырастить в форме уха, носа и других частей тела^{30, 31}.