Тайны биологии - Наталия Леонидовна Лескова

А в жидкости вокруг клетки много натрия. И вот представьте, что появилась первая клетка на Земле. Следом стали появляться другие. Вы знаете из школьных учебников, что возникновение клетки возможно только из клетки: откуда же мог в ней взяться калий в большом количестве в то время, когда возникла первая клетка? Его же просто не было. Это означает, что первая клетка не могла появиться в натриевой среде, которая присуща морской воде. Или должно быть некое устройство, насос, который загнал бы в клетку калий. Это сложная молекулярная структура, которую из ничего сделать нельзя. Нужна мембрана. Как ее сделать? На заре возникновения жизни должна была существовать среда, похожая на внутриклеточную, в которой она могла бы зародиться, – калиевая. И это было не море, где преобладают соли натрия, а водоем с доминированием солей калия. Например, озеро, только не пресное. Если любую современную клетку поместить в пресную воду, она через несколько секунд разорвется. Вода направится туда, где концентрация солей выше, а давление больше, и это ее погубит.

Из чего зарождается жизнь в калиевой среде?

Из растворенных там аминокислот, возникших в неорганической среде. Появляются нуклеиновые кислоты, первые белки. Все это развивается в калиевой среде. А потом, когда живая клетка уже сформировалась, самые «умные» из клеток начинают искать себе новые ареалы распространения. И тогда они идут в солоноватые воды, а у тех, которые еще больше «поумнели», появляется нечто вроде калиево-натриевого насоса, который выбрасывает натрий из клетки, и тогда она может адаптироваться к жизни в море. Она начинает там плавать, и появляются клетки, которые способны жить в морской воде. Это могло стать началом распространения живых существ. И вот прошли сотни миллионов, появились первые многоклеточные организмы – животные и растения, что позволило появиться специализированным клеткам, органам. Настал момент выбора, знакомый любой девушке или юноше – каким строить свое будущее. Нужно искать не то, что легче, а то, что труднее, то, что имеет перспективу, ведь именно там будущее. У многоклеточных существ есть клетки и внеклеточная жидкость, кровь, которая омывает каждую клетку. Что нужно для счастья? Чтобы вы хорошо думали, быстро бегали, чтобы не было отеков, мешков под глазами, чтобы кожа была гладкая и красивая. Среда, окружающая клетку, тоже должна быть чистой, там должно быть все, что нужно для жизнедеятельности клеток мозга, когда вы думаете, и клеток мышцы при движении. А для того чтобы была гармония у многоклеточных существ, необходима стабильная внутренняя среда. Растения решили потреблять влагу с микроэлементами из почвы и потом ее использовать для каждой клетки. А животные пошли своим, очень энергоемким путем. Они создали систему органов, которые пристально заботятся о постоянстве внутренней среды, крови. Одним из самых важных органов этой системы является почка. В школе учат, что это орган выделения. А на самом деле это орган, который очень много делает в организме. Через сосуды почки ежеминутно протекает четверть минутного объема крови, которое сердце выделяет в аорту. Это означает, что каждую минуту сердце человека выбрасывает около пяти литров крови, из них литр двести каждую минуту притекает и проходит через почки (больше тонны в сутки)! Через мозг почти столько же, хотя мозг в пять раз тяжелее почки.

Для чего же нам почка, кроме выделения ненужных веществ?

Почка нужна для того, чтобы вода, когда вы ее пьете, не снижала осмотического давления крови ниже нормы, потому что иначе клетки будут лопаться. Почка нужна для того, чтобы в крови было столько солей каждого иона, сколько необходимо. Она выводит избыток этих ионов из организма. Почки вырабатывают гормон, который способствует правильному количеству эритроцитов в крови. Когда создали первую искусственную почку, оказалось, что пациенты жили дольше, но все же умирали через год-полтора после подключения к аппарату. Оказалось, создатели почки не знали, что в этом органе секретируется эритропоэтин. Это гормон, который влияет на костный мозг и поставляет в кровь эритроциты.

Экспериментально удалось установить, что же именно делает почка. Известен зеленый флуоресцентный белок, который используется в различных исследованиях. Он флюоресцирует, пока целый. Я подумал: если этот белок действительно всасывается из кишечника нерасщепленным, то попадет в почку, и она должна будет светиться зеленым светом, пока не расщепит его до аминокислот. Крысам вводили в желудок капельку этого зеленого светящегося белка, затем видели, как он движется по желудку, кишечнику, и вдруг через какое-то время почка начинала флуоресцировать, светиться зеленым, как изумруд. Завораживающее зрелище! Потом эта картина исчезала. Таким образом, было показано, как происходит процесс расщепления белка, попадающего с пищей или кровью в почку в виде аминокислоты. Считается, что съеденный белок находится в желудке, а в кишечнике расщепляется до аминокислот. В основном это так, но часть полипептидов, белков поступает из кишки в кровь. Белки, которые всосались в кишке, непрерывно поступают в почку, там они расщепляются до аминокислоты, всасываются и возвращаются в кровь в виде аминокислот. Таким образом, почка является органом преобразования белков, липидов и углеводов. В условиях голодания в почке образуется до половины глюкозы из органических кислот, и новая глюкоза поступает в кровь.

Зачем космонавтам соленый огурец?

Когда человек находится на Земле, где нормальная сила тяжести, кровь оттекает к ногам, и все работает нормально. В космосе сила тяжести исчезает, происходит перераспределение крови, и почки сбрасывают кажущийся избыток жидкости. По возвращении на Землю кровь опять перераспределяется, и мозг и сердце получают меньше крови. Организм от этого страдает. Как задержать в организме жидкость до посадки, чтобы она не выделялась? Нужно дать немного поваренной соли, которая, как известно, задерживает жидкость в организме.

Обнаружение жизни стало бы триумфом науки

Академик РАН Михаил Маров, астроном

Если на Земле есть жизнь, почему ее не может быть на соседних планетах, например на ближайшей к нам Венере?

Венера окутана плотной атмосферой, за которой, как раньше думали, могли бы скрываться океаны жидкой воды. СССР запустил несколько космических аппаратов серии «Венера», первые из них обладали запасом плавучести, а последние были способны сохранять работоспособность при температуре свыше 450 °C и давлении свыше 90 атмосфер. Благодаря