Мені якось не по собі, що ви так рано затихли. Що відбувається? Підозрюю, ви щось задумали. Ну добре. Перше, що я хотів би зазначити: у вас був тест у п’ятницю, і майже весь клас досить добре його здав. Само собою, це цілком очікувано, адже ми в основному обговорювали пройдений матеріал, всі ці поняття ви в більшості вже вивчали в іншому місці, в інший час. Ми лише подивилися на них трохи по-іншому, порівняно з тим, як вам їх подавали раніше. Тому нового матеріалу особливо й не було. На перший тиждень наша задача — добре розігрітися та підготуватися. Але не розслабляйтеся: вже до наступного тесту доведеться знати досить багато нових понять і ідей, про які ви раніше не задумувалися. Це може бути досить нелегко. Тому я не хочу створювати хибне враження, що, оскільки перший тест був простим, другий буде таким самим. І, звісно, насправді він не буде складнішим за попередній: я ж буду писати всі ті самі питання, тільки по іншому матеріалу. Складність полягатиме лише в тому, що ви не вивчали і не думали про цей матеріал раніше.
Отже, минулого разу ми обговорювали органели, і в нас закінчився час, ми не встигли обговорити хоча б одні з найважливіших — лізосоми. Лізосоми — це, по суті, вакуоля. Коли говорять «вакуоля» або «везикула», або подібні слова, то все, що мається на увазі, — це пухирець, мембранний пухирець. Уявіть собі пухирець всередині клітини. Звісно ж, він заключений у мембрану, в клітинну мембрану, в ліпідний бішар, але, по суті, це мильний пузир.
Отже, лізосоми — це вакуоля, що містить травні, або, як їх ще по-науковому називають, гідролітичні ферменти. Вакуоля, що містить травні ферменти. А це означає, що ці самі ферменти всередині лізосоми можуть розщеплювати практично все. Так що вони атакують інші молекули, розривають ковалентні зв’язки і розбивають їх на базові компоненти. І, звісно, все це нам потрібно для того, щоб переварити або розщепити чужорідні частки всередині клітини.
Не вдаючись у деталі, скажу, що у нас є клітини, які спеціалізуються на поглинанні різних часток. Ці клітини називаються фагоцитами, а процес поглинання чужорідних часток називається фагоцитозом. один з видів фагоцитів, про який ми поговоримо детальніше пізніше, — це макрофаг. «Макро» — великі клітини. Отже, під макрофагами розуміють великі, великі клітини, які спеціалізуються на поглинанні, проковтуванні всякого сміття. Якщо подивитися на одну з таких клітин, то, звісно, в першу чергу кидається в очі розмір: десь удвічі більша за середню клітину у вашому тілі, і всередині багато всякої всячині. І вони можуть витягувати відростки, як амеба. Зазвичай ядро імітує форму самої клітини: якщо взяти витягнуту тонку клітину, то ядро також буде витягнутим і тонким; якщо взяти квадратну клітину, то в неї буде кругле ядро. Отже, загальна форма ядра та клітини зазвичай збігаються.
Отже, ось ця клітина, досить велика клітина. Якщо подивитися на неї через світловий мікроскоп, то виявимо всередині її цитоплазми багато різних компонентів. Макрофаг може випускати придатки, або ж відростки, іншими словами, він може випинати свою мембрану. Це дозволяє йому в прямому сенсі захоплювати чужорідні частки. Коли ми говоримо «чужорідні частки», то насправді маємо на увазі речі, яким тут не місце. Може бути, це мертва клітина або чужорідна клітина, можливо, клітина печінки з якоїсь причини загинула і розклалася, і тепер потрібно прибрати весь цей сміття, що залишилось після її смерті, або ж згорнутий білок, наприклад, купа старих білків, які зруйнувались і згорнулися в єдину масу. Або бактерія, що проникла в ваше тіло, або простіший, маленький черв’як-паразит, що потрапив в організм, все це потрібно видалити. І у макрофага якраз є необхідний арсенал для цього.
Він випинає свої придатки, обгортає частку або бактерію, оточує її пузирем. Уявіть собі цю велику еліпсоїдну клітину, і пам’ятайте, її мембрана — це мильна плівка, яка поводиться так само, як і мильна плівка. Наша частка — чужорідні частки, і відбувається так, що ця клітина як би обгортається навколо неї. Напевно, легше уявити, якщо цю частку затискати всередину клітини, змушуючи мембрану втягуватися всередину. Якщо я просто втисну частку в мильну плівку, я фактично вдавлюю мильну плівку. І, звісно, якби я почав надувати мильну плівку, вона б роздулася і утворила пузир. Уявіть, що ви тримаєте паличку для мильних пузирів з натягнутою мильною плівкою, дуєте в неї, ця плівка випинається, а потім раптово рветься, і пузир вже пливе в повітрі. Отже, знову подумайте про паличку для мильних пузирів. З неї виходить великий пузир. Якщо продовжувати дути, він буде ставати все більшим і більшим, а його оболонка — все тоншою і тоншою, і в кінці кінців вона рветься. Мильна плівка зривається з палички і «пшик», в кінці вона закриває отвір, і ось уже пузир в повітрі. Не частина плівки на паличці, що вип’ячувалася в цей пузир, зімкнулася на кінці палички, знову запечатавши отвір, і ось ви вже готові видавати новий пузир. Ось основний принцип дії мильної плівки. З клітинними мембранами все так само, пам’ятайте, що вони — мильні плівки. Отже, частка як би вдавлюється всередину і обгортається цією оболонкою, утворюючи навколо себе пузир. І в якийсь момент в кінці мембрани ззаду частки зімкнуться, вони запечатають пузир, і тепер в ньому знаходиться ця частка, тепер вона всередині цієї вакуолі.
Нам потрібно зменшитися і оглянутися всередині клітини. Цей пузир з бактерією, мертвою клітиною, коротше, з чужорідною часткою, а ось лізосома, повна травних ферментів. І всі ці ферменти — це молекули білків. І ці два пузирки підпливають один до одного, і коли вони торкаються… ось подивіться, ось наш пузир з часткою всередині, пузир з ферментами, тобто лізосома. Я впевнений, ви можете повторити це в житті: дістаньте флакончик для мильних пузирів і пограйте з ними трохи або просто придивіться до мильних пузирів у раковині. Ладно, ось вам завдання: коли повернетеся додому, набирайте в раковину води, додайте туди мило, щоб утворилася мильна піна, і просто спостерігайте за пузирками. Що станеться? Пузирки почнуть з’єднуватися, їх буде все менше і менше, а самі пузирі стануть все більшими і більшими.
А що насправді тут відбувається? Це те, що всі ці бульбашки зливаються воєдино і утворюють бульбашки більшого розміру. Це триває, поки не залишиться одна велика бульбашка, а потім вона лопається. Загалом, суть в тому, що бульбашки стають більшими, коли зливаються разом. Якщо взяти мильну воду і надути тут купу бульбашок, періодично декілька з них зіткнуться в повітрі і зіллються. Їх вміст змішається, так що тепер у нас утворюється одна бульбашка побільше, і всередині неї — наша чужорідна частка і ферменти. І ці ферменти починають переварювати цю частку. Якщо чужорідні частки — це бактерія, яка якось потрапила в наше тіло, наприклад, у вас була бактеріальна інфекція, то з чого вона зроблена? З білків, жирів, вуглеводів. Усі живі істоти зроблені з цих трьох компонентів. Тому травні ферменти розщеплюють білки на амінокислоти, полісахариди на моносахариди, складні ліпіди на жирні кислоти і інші прості ліпіди. А потім клітина використовує ці продукти там, де ці амінокислоти, моносахариди, жирні кислоти необхідні. Отже, ми розщеплюємо частку, а потім використовуємо продукти розщеплення всередині нашої клітини. Це і є основна функція лізосоми. Вона перетравлює речі. Тому, коли йдеться про лізосому, уявляйте її як місце для перетравлення чужорідних часток, тобто всього, чому в тілі не місце. Окрім чужорідних часток, лізосоми також перетравлюють зламані компоненти клітини, наприклад, мітохондрії. Вони вже порядком зносилися, їх мембрана зруйнувалася, їх білки деградують і розпадаються, і нам потрібно якось позбутися цього сміття з клітини. Тому лізосома розщепить цю мітохондрію, розщепить згорнуті білки, які вже ні на що не годяться. Тобто ми постійно переробляємо компоненти клітини для повторного використання.
Це дуже важливий момент. Пам’ятаєте, минулого разу я говорив, що якщо ви починаєте тренування на витривалість, бігаєте кроси, займаєтесь іншими аеробними тренуваннями, то кожен новий день ви можете пробігти трохи далі, ваші клітини здатні виробляти більше енергії, в результаті ви можете зробити більше. А що буде, якщо перестати займатися? Ось ви бігали все літо, а зараз осінь, і ви потихеньку переселилися на диван до телевізора або комп’ютера, сидите там цілими днями і більше нічим не займаєтесь. Потім, через кілька тижнів, на вулиці чудовий жовтневий день, і ви думаєте: «Сьогодні чудовий день, піду-ка я на пробіжку». І ви збираєтесь на вулицю. Ну і скільки ви пробіжите? Скажу так: не далі, ніж у червні, коли ви тільки почали бігати. Що ж сталося? Всі ваші нові мітохондрії зникли. Мітохондрії, які створювали енергію для ваших м’язових клітин, розпались. А оскільки ви не створювали достатньо стресу для цих клітин новими тренуваннями, то і не було потреби створювати нові мітохондрії. Тому ви повернулися до свого початкового набору мітохондрій у м’язових клітинах і вже не можете генерувати стільки енергії, і треба починати тренування заново.
Те ж саме буде і в тренажерному залі. Ми обов’язково поговоримо про м’язи детальніше, але я хочу лише сказати кілька моментів. Вам набридло бути шістдесятикілограмовим слабаком, і ви вирішили наростити м’язову масу і стати великим, сильним і крутим. Отже, ви вирішуєтесь на силові тренування і берете абонемент до тренажерного залу. Ви приходите до зали і починаєте тягати залізо. Зрозуміло, ви починаєте з легких ваг, бо на більше силенок не вистачить. Але через кілька тижнів ви можете витискати більше і більше. Вас вже прикрашають великі рельєфні м’язи. У чому ж секрет? Звідки вони взялися? Звісно ж, надаючи стрес м’язовим клітинам, ви тим самим стимулювали ці клітини до виробництва нових механізмів для вироблення більшої сили під час скорочення м’язів. Кожна клітина ваших м’язів стає все більша, в кожній клітині все більше і більше механізмів, що генерують силу. Отже, якщо раптом вам набридне ходити на тренування, і замість цього ви почнете ходити на вечірки, що станеться з вашими м’язами? Вони зійдуть нанівець. За скільки ваші м’язи схуднуть? У когось був перелом? Хтось із вас ламає кістки? Коли ви нарешті знімаєте гіпс, то там майже не видно м’язів, лише шкіра та кістки. Ви дивитесь на цю нещасну руку і думаєте про себе: «Що за чорт?» Ви не можете в це повірити. Тобто ви буквально можете побачити кістку через шкіру, і там майже немає м’язів. І зрозуміло, що м’язові клітини нікуди не поділися, але в них майже нічого немає, у них немає скорочувальних механізмів, які б генерували силу. Отже, коли ви починаєте тренуватися, починаєте піднімати гантелі та штанги, то м’язи знову наростають. Але суть в тому, що якщо ви не будете постійно надавати стрес м’язовим клітинам, вони перестануть виробляти нові мітохондрії при аеробних навантаженнях, при навантаженнях на витривалість, і нові скорочувальні білки при силових навантаженнях. Клітини не будуть виробляти нові компоненти. Адже все старе рано чи пізно розпадається, складні речі розпадаються — ось головне правило. Тому, якщо не стимулювати механізм росту, клітина перестане виробляти більше. Компоненти клітини всередині неї розпадаються постійно, і потрібно від всього цього позбавлятися.
Наприклад, якщо ви хочете щось викинути або спалити, якщо ви підпалите своє сміття (і, звісно, зараз вам цього не дозволять, але в старі часи у людей були такі великі жерстяні бочки, туди скидали сміття і підпалювали), то з часом бочку потрібно було міняти. Чому? Тому що стара бочка вся обгоріла, зносилась і заповнилася непотрібним матеріалом: попелом, сажою, незгорілими матеріалами і всяким таким. Подібне сміття накопичується і в ваших клітинах з часом. Ви продовжуєте розщеплювати непотрібні частки, спалювати їх, потім знову використовувати, але все ж є продукти переробки, від яких ми не можемо позбутися, які не можемо переробити у ваших клітинах. Тому, якщо поглянути на старі клітини, вони відрізняються від молодих, тому що в них накопичилося багато сміття. Це можуть бути фрагменти мембрани, залишки старих білків і інших молекул. Нескладно уявити, що все це накопичується в клітинах. І багато хто не погоджується щодо головних винуватців забруднення, але суть в тому, що ми поступово накопичуємо цей непотріб у своєму організмі.
Добре, ось що я хотів сказати про лізосоми. Це вакуолі з травними ферментами всередині. Вони є в багатьох клітинах, але в деяких типах клітин, таких як фагоцити, макрофаги та інші фагоцити, лізосоми значно більші. Тому неважко здогадатися, що якщо клітина спеціалізується на переварюванні, розщепленні, то в неї буде багато лізосом. Той самий принцип застосовується й до клітин, які спеціалізуються на скороченні: вони містять більше скорочувальних білків, тому ми класифікуємо їх як м’язові. Просто невелике логічне міркування.
Далі, наступна органела в списку — це ядро. Звісно, всі знають про нього і всі уявляють його, коли думають про клітини. І, само собою, кожен з вас знає, що в середині ядра знаходиться ДНК, дезоксирибонуклеїнова кислота. В ядрі ми зберігаємо свою ДНК. І знову ж таки, думаю, ви розумієте, яке відношення це має до того, про що ми говорили: щоб зберігати ДНК, нам потрібен спеціальний компартмент, нам потрібно спеціально обладнане місце для зберігання ДНК, так само як ваш холодильник спеціально обладнаний для зберігання молока та інших продуктів. Ядро забезпечує унікальне середовище, в якому ДНК залишається цілим і не руйнується. Догадываєтесь, яке моє наступне питання? Наступне логічне питання: що таке ДНК? І знову ж таки, всі знають, що ДНК — це інструкція по будівництву і роботі клітини. Давайте запишу, тому що це важлива ідея: ДНК — це інструкція, яка показує, як побудувати і працювати з клітиною, тобто там викладені покрокові вказівки щодо виробництва компонентів і їх складання у більш складну конструкцію, проектна документація для будівництва клітини, а також для її догляду і утримання, іншими словами, як підтримувати клітину в робочому стані, як підтримувати цей двигун у русі, як завести його і не дати заглохнути. І ось ми зараз все це сказали, але моє головне питання до вас: чи бачите ви сенс в усьому цьому?
Якщо піти далі і запитати, що із себе представляє ДНК, звісно, ви все це знаєте, але все ж таки скажу: це ланцюг так званих нуклеотидів: аденін, тимін, гуанін, цитозин, всього чотири нуклеотиди, і вони розташовуються в певному порядку, створюючи наш з вами генетичний код. Якщо намалювати молекулу ДНК, то всі присутні скажуть: «Ну так, все вірно, ось так виглядає ДНК». Більш упорядковано, ніж на малюнку, але схоже. Якщо поділити її по центру, отримаємо дві половинки, ніби сходи розділилися рівно по центру. І кожна частина сходів з сходинкою — це окремий нуклеотид. А якщо трохи напружити пам’ять, можна згадати, що послідовність з трьох нуклеотидів підряд кодує амінокислоту для будівництва білка. І вам все це відомо. Тобто ви все це вже проходили. Ось ми зчитуємо ці маленькі тріплети, ці три нуклеотиди підряд, які є кодом для створення амінокислот, а в результаті і білків. Добре. Тому насправді ДНК — це інструкція по будівництву білків. Отже, ми беремо ці амінокислоти, з’єднуємо в ланцюжок, у нас з’являється білок. Тепер питання: що робити далі, щоб побудувати клітину? Думаю, цей крок для вас вже не такий очевидний.
Перше, що я хочу запитати: що таке білок? Ми ж нещодавно говорили про це. Білки можуть бути ферментами, які контролюють швидкість хімічних реакцій, вони можуть бути рецепторами, можуть бути воротами чи каналами в мембрані, вони можуть бути насосами, які перекачують компоненти через мембрану, вони можуть бути різними структурними компонентами. Ось що роблять білки. Вони є функціональними елементами клітини. Але все ж таки, як саме побудувати клітину? У нас є всі ці функціональні елементи, але де ж інструкція, що вказує, як ці елементи з’єднати? Якщо я збираюсь будувати будинок, я можу подзвонити в будівельний магазин, і мені доставлять стільки-то дощок два на чотири, стільки-то дощок один на вісім, стільки-то цементу і різних інших матеріалів, типу купа керамзиту або щебеню. Але де ж сам план будівництва будинку? У мене ж немає ніякої користі просто від наявності всіх цих матеріалів. Мені потрібно знати, як зібрати їх разом. І де ж цей план?
У цьому вся привабливість цілої ідеї. Подумайте. Якщо в мене є мішечок з магнітами, я добре його струсонув, як думаєте, вони зберуться у певну тривимірну структуру? Абсолютно. Північ-південь, північ-південь, північ… А потім наступний ряд буде південь-північ, південь-північ, південь… У нас вийде чітко організована тривимірна структура. Або якщо взяти молекули солі, натрій-хлор, помістити в мішок і струсонути, вони зберуться в кристали солі. Кристали — це досить організована структура. Ось що фактично відбувається в клітині. Це частина процесу точно не зовсім відповідає звичному розумінню ДНК і створенню білків.
Якщо побудувати потрібні білки в потрібному порядку, вони почнуть реагувати з тим, що навколо них. Їм потрібне середовище, вірно? У цьому середовищі мають бути певні компоненти: вуглеводи, наприклад, глюкоза, жирні кислоти, амінокислоти, всякі йони. І все, що мені потрібно — це виробити потрібні білки в потрібному порядку. Наприклад, в перший день я створю білок, який буде ферментом, а потім я змішаю його з усім вмістом, тобто з глюкозою, ліпідами, амінокислотами та іншим. І ось цей білок почне впливати на ці компоненти та створювати нові структури. І ці структури почнуть складатися, як магніти в мішку. У другий день я створю інший білок, струсонув вміст, і знову все перемішаємо. В результаті будуть створені нові структури, які також почнуть з’єднуватися, як магніти в мішку. Я продовжуватиму цей процес кожен день, створюючи більше й більше різних білків, знову ж таки в потрібному порядку, і всі ці білки взаємодіятимуть з молекулами навколо них, і в результаті все само собою збереться в потрібну мегаструктуру — автоматично. Це найдивовижніша частина процесу. Я б навіть сказав, що це неймовірна частина процесу. Подумайте: все, що нам потрібно, — це просто створити всі ці функціональні елементи, такі як ферменти та інші клітинні деталі. Якщо помістити потрібний фермент до потрібного ліпіду, він перетвориться на фосфоліпід, і фосфоліпіди з’єднаються разом, формуючи клітинну мембрану.
Пам’ятаєте, якось я говорив, що можна взяти банку з водою, додати туди фосфоліпідів, струсити, і ми отримаємо повно маленьких бульбашок з ліпідним біслоєм. Як бачите, мені не знадобилася інструкція, бульбашки самі автоматично формуються, якщо змішати потрібні компоненти в потрібному порядку, у потрібних пропорціях. І ми отримаємо мембрану. Тож, якщо зробити все як потрібно, якщо помістити фосфоліпіди у воду в банці, струсити і розглянути воду, то буде помітно, що всі бульбашки з ліпідним біслоєм однакового розміру, вони всі будуть однакової величини. Якщо ж використати інший тип фосфоліпідів, з іншою довжиною ліпідного ланцюга або іншою структурою, вони також будуть однакові між собою, але вони відрізнятимуться від бульбашок у першій банці. І, звісно, якщо змішати все в правильних пропорціях, я зможу досягти автоматичної збірки, я зможу створювати різні розміри, я зможу робити що завгодно. Мені всього лише потрібно додавати потрібні компоненти в потрібний час. Тож все, що мені потрібно, — це зробити ці білки, які діють як ферменти, вони, у свою чергу, почнуть впливати на навколишнє середовище, компоненти в цьому середовищі, і почнеться автоматична збірка необхідної структури. Ось така ідея.
Дивіться, ось, наприклад, візьмемо куряче яйце. Уявіть собі куряче яйце. Знаєте, що це? Це одна велика клітина. Жовток яйця — це одна суцільна велика клітина. Левову частку в жовтку складають запаси поживних речовин: амінокислоти, глюкоза, різні жири, холестерин (яйця багаті на холестерин). І для чого він потрібен? Ми поміщаємо його в мембрани. Так от, в яйці повно різних жирів, повно різних амінокислот, повно різних вуглеводів, і вся ця суміш називається жовтком. І ближче до краю жовтка зосереджена цитоплазма, невелика ділянка цитоплазми, і в цитоплазмі знаходяться мітохондрії, лізосоми, рибосоми, ядро з набором інструкцій. Все, що нам потрібно. І, звісно, ми уявляємо яйце як запліднену яйцеклітину, у неї тридцять дев’ять хромосом від курки, від самки, і тридцять дев’ять від півня, від самця, тобто в яйці повний набір з сімдесяти восьми хромосом. І, звісно, це все ДНК. А ДНК, у свою чергу, створить білки, функціональні білки, тобто ферменти, і ці ферменти почнуть взаємодіяти з сировиною жовтка і врешті-решт побудують курча. Яйце — це не що інше, як конструктор курчати. Це набір для побудови курчати. В ньому є всі запчастини і всі інструкції. І коли ми закінчимо, просто уявіть, коли ми закінчимо, у нас буде маленьке курча, маленьке пищуще жовте курча. Що характерно, ми нічого не додавали в яйце. Відразу ж, в перший же день, з того моменту, як в яйцеводі курки навколо заплідненої клітини сформувалася шкаралупа, туди більше нічого не додавалося, крім, звісно, газообміну: кисню та вуглекислого газу. Через шкаралупу кисень просочується всередину, вуглекислий газ виходить назовні. А в цей час, всередині шкаралупи, машина працює на повну потужність, будуються білки, складаються структури, і що найголовніше, там немає інструкцій, як з’єднувати всі компоненти разом. Якщо виробляти потрібні фосфоліпіди в потрібний момент, вони автоматично зберуться в клітинну мембрану. І весь організм будується в потрібному порядку. Так от, якщо ця неспроможність вразити ваш мозок, то важко уявити, що здатне. Це одна з найвражаючих ідей, яку я можу уявити, просто неймовірно, але саме так все відбувається, і це реально. І ось у чому головна принада ДНК. Ви просто заучували всі ці поняття, факти, але смутно уявляли, як все насправді працює. Скільки часу і сил було витрачено марно! Але як тільки ви почнете бачити сенс, як тільки почнете уявляти картину, то раптом все стає цікавим і дивовижним, і все одразу набуває сенсу, і ви без сторонньої допомоги зможете розібратися в цьому.
Отже, ми залишаємо світ клітин і переносимося на рівень вище, у світ тканин. Звісно, якщо з’єднати клітини разом, то наступним рівнем організації будуть тканини. Ми беремо молекули, білки, жири і вуглеводи різних типів, різних концентрацій і поміщаємо в певне середовище, і все це формує нашу машину, яку називають клітиною. Далі ми поміщаємо безліч клітин разом, що, в свою чергу, формує тканину. Я б хотів поговорити про тканини з точки зору їх типів. Наступні два тижні на лабораторних з фізіології ми будемо обговорювати тканини. Я хочу, щоб ви уважно розглянули зразки тканин, спробували побудувати візуальний образ у голові і підібрали аналогію з реальністю.
Отже, перша тканина в нашому списку, і знову, ви, певно, чули про це раніше, найімовірніше, в іншій формулюванні, — це епітелій. Отже, місцезнаходження або локалізація епітелію. Епітелій завжди формує пласти клітин, які знаходяться на поверхні. Де є поверхня, там буде знаходитися пласт епітелію, що покриває цю поверхню. Ці пласти на поверхні і формують оболонки та вистилки. Повторюся, де є поверхня. Наприклад, на поверхні зовнішньої частини вашого тіла знаходиться пласт тканини, пласт епітелію, що покриває вас зовні. Я можу здерти цей пласт, цей шар, якщо ви обпечетесь, і у вас утвориться пухир. Ви зможете підчепити цей верхній шар і просто зняти його. Ви прорвете цей пухир, бо у вас чешуться руки його розірвати, і звідти потече липка рідина, і це, звісно, тканинна рідина. Так от, коли-небудь сама шкіра, яку можна зняти або здерти, є епітелієм, покривним шаром. Ми говорили про вистилку носа, рота та інших порожнин, таких як вистилка травного тракту. Давайте над цим замислимося. Вистилка всього травного тракту, якщо уявити порожнину рота, стравоходу, шлунка, тонкої кишки, товстої кишки, взагалі всієї травної системи від початку до кінця, то по всій поверхні її покриває шар клітин, формуючи вистилку, ось це і є епітелій. Ми також говорили про серозну оболонку, про мембрану, що покриває зовнішню частину ваших внутрішніх органів. Якщо я вскрию ваше тіло, витягну всі нутрощі, то ззовні кишечника, ззовні печінки, ззовні сечового міхура, ззовні нирок, всюди, де є поверхня, буде шар епітеліальної тканини. Ця тканина також вистилає внутрішню поверхню ваших кровоносних судин і серце, само собою. Все це епітелій. Якщо бути точніше, це окремий тип епітелію, який називається ендотелій. «Ендо» означає «всередині», «телій» відноситься до епітелію. Ось уявіть: на поверхні всіх порожнин вашого тіла, всередині серця, аорти, всередині всіх кровоносних судин знаходиться вистилаючий шар клітин, що є шаром епітеліальної тканини. Ще раз: де є поверхня. Може, згадаєте які-небудь частини тіла, де поверхня не зовсім схожа на епітелій, і у вас є сумніви? Як щодо нігтів? На поверхні нігтів є епітелій? Абсолютно. Найщо не епітелій. Далі, може, ще що згадаєте? Як щодо оболонки ваших очних яблук? Якщо я зніму з них верхній шар, що це? І знову в точку — теж епітелій. Тож усі види покриття і вистилки — це різновиди епітелію.
Отже, давайте поговоримо про різновиди епітелію. По-перше, епітелій класифікується за кількістю шарів клітин. Якщо це один шар клітин, то ми називаємо його одношаровим епітелієм. Уявіть: якщо пройти через товщу будь-якої частини вашого організму, там ми знайдемо безліч клітин та інших компонентів, потім вільну поверхню. В кінці кінців, ми досягнемо поверхні. І ось те місце, де буде лише рідина чи повітря, або ще щось, окрім тканини. Наприклад, уявіть покрив нирки. Якщо я говорю про це, що ви уявляєте? Якщо я розкрию тіло, подивлюсь на нирки, то знайду поверхню, покриту одним шаром клітин. Бачите, кожного разу, коли я це розповідаю, тобто коли я намагаюся створити візуальний образ чи намалювати, або вивчити зображення в книжці, я розумію, що це все допомагає, але тим не менше ви можете не співвіднести це з реальністю. Навчіться створювати зрозумілі аналогії, зробіть картину зрозумілою для себе, перш за все. Ось я стою на підлозі, уявімо, що підлога — це поверхня вашої нирки, великої, гігантської нирки. Я можу стояти на ній. Ось я стою і дивлюсь під ноги. Якщо нирки покриті шаром клітин, якщо зовнішній шар — це шар клітин, що б я побачив, стоячи на нирці і дивлячись вниз? Я зміг би розглянути верхівки цих квадратних клітин. Це було б схоже на покрив із дитячих кубиків, склеєних разом і склеєних дуже щільно. Як ви бачите на моєму малюнку, між клітинами немає особливо великого зазору. Тож, якщо збільшити ці клітини і викласти ними підлогу аудиторії, вони виглядатимуть як щільно склеєні дитячі кубики. Ось про що я кажу. Вам потрібно створювати аналогії із знайомими образами, щоб перед вами завжди була тривимірна картинка. Ви повинні вміти змінювати рівень деталізації, переходити від тканин до клітин, покритих ліпідним шаром мембрани з усіма молекулярними компонентами всередині. Ви повинні вміти фокусуватися на деталях, наприклад, на клітині, потім віддалятися від неї і дивитися на сусідні клітини і бачити, що вони склеєні разом, потім віддалятися ще далі і дивитися на цілу нирку або інший орган. Розвивайте в собі цей навик, уміння дивитися на речі з різними рівнями збільшення, вміння бачити речі в трьох вимірах, вміння бачити речі в русі. Скажу вам, це дуже і дуже вам знадобиться в майбутньому. Ви почнете формувати більш цілісну і реальну картину того, що відбувається, і відповідно приймати більш точні рішення.
Отже, що таке одношаровий епітелій? Далі, якщо мова йде про два або більше шарів, то це багатошаровий епітелій. Тож, якщо є шар клітин, а потім ще один шар клітин, а потім ще один шар, то йдеться про багатошаровий епітелій. Навіщо він потрібен? Ось, наприклад, ви дивитесь на тканину і раптом виявляєте багатошаровий епітелій, багатошаровий шар клітин. Навіщо нам це? Чому б просто не зробити одношаровий покрив клітин? Захист від стирання, від абразивного зношення. Якщо раптом щось стирає зовнішній шар клітин, ви будете мати додатковий шар захисту, і внутрішні клітини залишаться неушкодженими. Так от, як щодо вашої шкіри? На вашу думку, її верхній зовнішній шар буде одношаровим чи багатошаровим епітелієм? Звісно, багатошаровим. А як щодо порожнини вашого рота? Теж багатошаровий. Коли ви жуєте чіпси, вони будуть скрести вашу порожнину рота, вам потрібен багатошаровий захист. А як щодо стравоходу, коли ви ковтаєте їжу? Уявіть напівпережовані чіпси, що чешуть стінки вашого стравоходу. Хіба не хотіли б ви мати багатошаровий епітелій у цьому місці? Безумовно. Тепер як щодо тонкої кишки? Що ви очікуєте побачити там? Уявіть, чіпси вже потрапили в шлунок. Шлунок перемолов їх і змішав з шлунковими секретами, і в результаті вийшла маса з консистенцією розвареного горохового супу. І тепер шлунок впорскує цей гороховий суп у вашу тонку кишку. Шлунок перемелює, подрібнює, іноді ви навіть чуєте, як це відбувається. І вихід з шлунка закритий, але час від часу в ньому накопичується достатній тиск, і — вжик! — трохи перевареної маси впорскується в тонку кишку. А що відбувається в тонкій кишці? І не обов’язково бути фізіологом, щоб зрозуміти це. Що ж відбувається в тонкій кишці? Звісно ж, засвоєння, ми розщеплюємо молекули на простіші молекули і всмоктуємо, абсорбуємо поживні речовини. І тепер, що, на вашу думку, вистилає тонку кишку зсередини? Спробуйте зробити логічну здогадку: одношаровий чи багатошаровий епітелій? Одношаровий, адже через нього нам доводиться абсорбувати різні компоненти. Тож нам не потрібен великий товстий шар клітин, щоб намагатися проштовхнути через нього різні речовини. Нам потрібен одинарний шар клітин, щоб відокремити внутрішню частину кишечника від біологічної рідини.
Отже, епітелій поділяють за критерієм шару на два типи: одношаровий та багатошаровий. Наступний, другий критерій класифікації — це форма клітин. Давайте знову подивимося на поверхню, на поверхню епітелію, зменшимося, перемістимося в шлунок і подивимося на стінку зсередини. І на поверхні стінки буде покрив епітелію. Розглянувши детально, ми знайдемо клітини певної форми. Отже, за формою клітин епітелій поділяється на три типи. Перший тип — це плоский, або ж лускатий, епітелій. Його клітини схожі на млинці. Припустимо, я покажу вам поверхню, покриту плоским епітелієм, і ви уважно на неї подивитесь. Ось цей збільшений шар, ви бачите його в деталях. На що б він був схожий? Він виглядав би як шар млинців, склеєних разом по краях. Уявіть: одна клітина, ось ще одна, і ще одна, і ще одна, і краї склеєні впритик один до одного, утворюючи покривний шар. А що б ми побачили, якщо б я розрізав цей покрив? Ось мої млинообразні клітини покривають поверхню, тепер я розрізав їх поперек і дивлюсь на зріз з боку. Як буде виглядати цей зріз? Ми побачимо, як клітини склеєні по краях. Ось один млинець, ось другий, ось ще один. Тепер я розрізаю цю лінію млинців пополам, дивлюсь на боковий зріз і бачу маленькі тонкі структури, що з’єднують їх разом. Вони утримують клітини разом. Краї скріплені, вони склеєні разом і будуть виглядати ось так. Це плоский епітелій.
Далі, другий тип — кубічний епітелій, клітини, схожі на маленькі кубики. Звісно, насправді вони не зовсім правильні за формою, але часто достатньо схожі. І десь всередині кожна клітина містить ядро, яке майже повторює форму самої клітини. Не забувайте, що ядро округлої форми в кубічних клітинах, але самі клітини були б округлими, якби не стикалися з іншими клітинами, тому вони виглядають більш сплюснутими, а ядро залишається округлим. Це маленьке округле ядро, і поруч з ним наступна клітина, ще одне ядро. Отже, всі ці клітини з’єднані разом ось таким чином. Спробуйте знову уявити їх у трьох вимірах. Ось клітина, ось ще одна. Це схоже на підлогу, покриту кубиками. Якщо подивитися на неї зверху, то побачимо клітини квадратної форми. З поверхні це виглядатиме ось так. Якщо я розріжу цей шар, ми побачимо те, що я тільки що описував і малював: клітину в розрізі з округлим ядром.
А тепер в чому особливість цього типу епітелію? Давайте порівняємо з плоским епітелієм: ось у мене є плоский і є кубічний. Чому в одному місці я використовую кубічний, а в іншому — плоский? Кубічна клітина очевидно більша. Але якщо клітина більша, що це означає? Що знаходиться всередині клітини, її механізми? Якщо я бачу клітину з більшим числом механізмів, а кубічна клітина містить більше механізмів, ніж плоска клітина, що я би подумав? Я б припустив, що ця клітина виконує більше роботи. Швидше за все, плоска клітина мало що робить, окрім як забезпечує розділовий шар, в той час як кубічна клітина, напевно, чимось займається, наприклад, виробляє щось і виділяє це назовні, може бути, переробляє матеріали, які абсорбуються через неї. У кубічної клітини більше конвеєрів, більше збірних цехів. Плоска клітина має лише базовий конвеєр, в кубічній клітині більше частин і компонентів: більше мітохондрій, більше ендоплазматичного ретикулуму, більше рибосом і інших компонентів, тобто вона виконує більше роботи. І ви, звісно, запитаєте: що ж вона робить? Це буде залежати від її місцезнаходження.
Отже, знаючи, що час підтискає, але я ще не закінчив. В деяких місцях ми зустрінемо трубки, зроблені з клітин одношарового, або простого плоского епітелію, тобто клітин, згорнутих у формі трубки. В інших місцях ми знайдемо трубки, зроблені з кубічного епітелію. Скажімо, я візьму дитячі кубики або бруски і складу з них трубку. В одному місці ця трубка буде зроблена з кубиків, в іншому — з плоских млинців. Що думаєте? Я б подумав, що трубка, зроблена з млинців, ймовірно, дає можливість речовині легше і швидше проходити з трубки назовні. І навпаки. Тоді як частина трубки з кубиків містить клітини з більш розвинутою «машиною», яка, ймовірно, чимось займається: перекачує компоненти всередину і назовні трубки, переробляє речовини з трубки і так далі.
Це дуже важлива фундаментальна ідея. Все, що я роблю, — це показую, як потрібно ставити питання про те, що нам ще належить вивчити. Це дуже корисний навик. Ви повинні чітко бачити в цьому сенс. Розумійте, суть не в тому, щоб запам’ятати назви трьох типів структур епітелію, ви повинні зрозуміти і осмислити, про що йдеться.
Наш час вичерпано, тож побачимося наступного разу. До зустрічі.