С возрастом межклеточный матрикс теряет свою эластичность и упругость. Старение человека в наиболее наглядной форме проявляется именно в изменении формы и свойств матрикса. Отсюда морщинистая кожа, утончение суставов и другие бросающиеся в глаза признаки старения. Об этом мы подробно поговорим во второй и третьей частях книги.

Соединительная ткань, важнейшей частью которой является межклеточный матрикс, является самой распространенной в организме. Она присутствует во всех органах и составляет от 60 до 90 % их веса. Жир, связки, сухожилия, кости, хрящи, суставы, кровь, лимфа, внеклеточная жидкость – всё это и многое другое – виды соединительной ткани.

В соединительной ткани наиболее распространены фибробласты, синтезирующие важнейшие составляющие матрикса: коллаген и эластин. Однако компоненты матрикса могут создавать и другие клетки: клетки хрящевой ткани – хондроциты, костной ткани – остеобласты. Их могут синтезировать и клетки прилегающих органов, например клетки эпителия сосудов производят компоненты рыхлой соединительной ткани.

Около 60 % веса тела взрослого человека составляет жидкость. Большая часть этой жидкости сосредоточена в клетках. Это внутриклеточная жидкость. Примерно 20 % веса приходится на жидкость в межклеточном пространстве, которая является частью внеклеточного матрикса. Внеклеточная жидкость быстро перемещается в кровоток, затем путем диффузии выходит оттуда через стенки капилляров и смешивается с тканевой жидкостью. Она содержит ионы и питательные вещества, необходимые для поддержания жизнедеятельности клеток. Таким образом, все клетки живут в одном и том же окружении – во внеклеточной жидкости, поэтому ее называют внутренней средой организма.

Внеклеточная жидкость содержит большое количество ионов натрия, а также кислород, глюкозу, жирные кислоты и аминокислоты. Через нее из клеток выводится углекислый газ, который доставляется от клеток к легким и затем выводится из организма, и другие клеточные отходы, выведение которых осуществляют почки. Внутриклеточная жидкость отличается более высоким содержанием ионов калия и магния. Различие в концентрации ионов во внеклеточной и внутриклеточной жидкостях поддерживается благодаря особому натриево-калиевому насосу, который мы рассмотрим в следующей главе.

Костная ткань, входящая в состав соединительной ткани, придает нашему телу жесткую и, как мы скоро покажем, невероятно красивую в своей рациональности форму. Клетки молодых растущих костей, остеобласты[14], синтезируют уже знакомый нам коллаген и выделяют его для образования матрикса кости. Затем уже в матриксе откладываются соли кальция, образующие кристаллы и придающие костям прочность. После формирования костей во взрослом состоянии остеобласты превращаются в остеоциты[15], которые больше не делятся. Остеоциты живут в полостях костей, а их отростки занимают костные канальца, образуя дренажную систему.

Итак, мы выяснили, что матрикс является средой протекания всех основных процессов в живом организме, а внеклеточный матрикс служит средой обитания и общения клеток. Соединительная ткань – основная формообразующая конструкция нашего тела.

Говоря о формообразовании, нельзя не упомянуть мышечную ткань. В различных органах используются разные виды мышечной ткани. Гладкая мышечная ткань используется при формировании внутренних органов: кишечника, мочевого пузыря, желудка. Мышцы в этих органах работают под руководством подсознания, или, другими словами, вегетативной нервной системы, то есть неосознанно.

Поперечнополосатая мышечная ткань составляет основу скелетной мускулатуры человека и играет очень важную роль в формировании тела человека. Она формируется из миобластов[16]. Это небольшие одноядерные клетки, сливающиеся в процессе развития в многоядерные (до 10 тысяч ядер) клетки, которые образуют мышечные волокна длиной несколько сантиметров. Мышечные волокна имеют внутри себя сократительные элементы. Для нас важно, что для сокращения мышцы нужны энергия и ионы кальция.

Сердечную мышцу выделили в отдельный класс, так как она сочетает в себе два типа мышц (поперечнополосатую и гладкую). Составляющие ее клетки (кардиомиоциты) соединяются между собой с помощью вставочных дисков, и нервный импульс, сокращающий сердечную мышцу, распространяется веером. Импульс возникает и распространяется в клетках сердца непроизвольно, под влиянием вегетативной нервной системы.

Эпителиальные ткани служат для выстилания поверхностей различных органов и формирования различных желёз. Эпителиальные клетки всегда располагаются плотно друг к другу, образуя клеточные пласты. Между клетками эпителия имеются узкие межклеточные щели, по которым циркулирует тканевая жидкость. Занимая пограничное положение, клетки эпителия постоянно подвергаются воздействию внешней и внутренней сред. Поэтому они быстро «изнашиваются» и количество погибающих эпителиальных клеток чрезвычайно велико.

Наконец, нервная ткань обеспечивает взаимосвязь организма с окружающей средой. Она состоит из нейронов, выполняющих основную функцию, и нейроглии, обеспечивающей специфическое микроокружение для нейронов. Нервная ткань формирует нервную систему и, вместе с другими тканями, головной и спинной мозг.

Итак, как мы показали в предыдущем разделе, клетки, делясь и руководствуясь встроенными в их ДНК правилами, превращаются в нужные как раз в это время и в этом месте ткани и органы. Таким образом, они формируют наши органы в точно определенных друг по отношению к другу местах и с пугающей точностью и совершенством создают человеческое тело, которое своей божественной красотой вдохновляло художников, скульпторов и поэтов.

Людям дано остро чувствовать красоту пропорций природы и человеческого тела. Оказывается, эту красоту можно выразить математически. Вся Вселенная от галактик до ДНК сформирована по единому закону пропорциональности, названному «золотым сечением».

Проще всего показать золотое сечение можно, поставив на отрезке точку так, чтобы меньшая часть отрезка относилась к большей части так же, как большая часть – к целому отрезку. Золотое сечение принято обозначать буквой Φ, приблизительно оно равно 1,618[17]. Впервые теорию золотого сечения изложил монах Лука Пачоли в книге с весьма пафосным названием «Божественная пропорция» (1509 г.). Это тот самый Лука Пачоли, который создал современный бухгалтерский учет и ввел основополагающее правило двойного счета.

С золотым сечением тесно связана последовательность, или ряд, Фибоначчи: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 и так далее. Каждый последующий член ряда Фибоначчи равен сумме двух предыдущих. Каждое число из ряда Фибоначчи, разделенное на предыдущее, имеет значение, стремящееся к числу Φ – золотому сечению.

Спираль Фибоначчи является графическим отображением этого ряда.

Рис. 1.1.3. Спираль Фибоначчи

Проявлениям золотого сечения, ряда и спирали Фибоначчи в природе несть числа. Приведем наиболее броские примеры.

• Во Вселенной все известные человечеству галактики существуют в форме спирали, соответствующей формуле золотого сечения. Аналогичную форму имеют области циклонов и раковины моллюсков.

• Расположение семян в подсолнечнике и шишках сосны, строение ананасов, кактусов и лепестков роз соответствуют спиралям Фибоначчи.

• Все геометрические фигуры в снежинках построены по формуле золотого сечения.