Транспорт кислорода из кровеносного русла в клетки-потребители имеет крайне узкое место - транспорт газа из капилляров в клетки осуществляется путем диффузии через толщу межклеточной жидкости. Единственный способ ускорить данный процесс – увеличить количество капилляров в мышечной ткани. Однако это неизбежно сопровождается ростом сосудистого сопротивления, для преодоления которого нужно увеличить давление крови. Коллизия в том, что на данном этапе эволюции наземные позвоночные уже обзавелись легкими, газообмен в которых возможен при толщине тканевого барьера между кровью и воздухом не более 0,001 мм. Где тонко, там и рвется - при увеличении давления жидкая часть крови просачивается через столь тонкую мембрану в просвет легких с развитием отека и удушья.
Это стало серьезным препятствием для дальнейшей эволюции первых наземных животных. Некоторые из них известны нам почти в первозданном виде - это змеи, ящерицы, черепахи, крокодилы и прочие пресмыкающиеся. Название этого класса буквально говорит об их образе жизни - большую часть времени на суше они неподвижно лежат на брюхе или "ходят на чреве своем". Для продолжения эволюции потребовались миллионы лет, прежде чем некоторые рептилии смогли развить достаточное артериальное давление без угрозы отека легких. Это стало возможным после полного разделения сердца на 4 камеры, а системы кровообращения - на два круга. Правый желудочек сердца продолжил прокачивать кровь с низким "рептилоидным" давлением через легкие, а более мощный левый желудочек обеспечил высокое давление в остальном кровотоке, в том числе в мышцах.
Благодаря увеличению давления крови, мышечная ткань теперь могла рассчитывать на кровоснабжение через более плотную сосудистую сеть, благодаря чему в разы сократилось расстояние между капиллярами и увеличилась скорость дифузии кислорода до клеток-потребителей.
После достижения мышечной клетки, кислород связывается внутриклеточным белком миоглобином, который подобно гемоглобину крови накапливает кислород в мышечных волокнах и окрашивает их в красный цвет. В ходе эволюции обильно кровоснабжаемые мышечные волокна стали больше накапливать миоглобин и теперь их называют красными, противопоставляя белым - эволюционно более древним и менее выносливым мышечным волокнам. В организме более современных животных оба типа волокон комбинируются внутри мышц в разных пропорциях в соответствии с функциональными требованиями.
Вспомните, например, практически белую куринную грудку (сила) и темные ножки (выносливость). У человека наибольшее количество красных волокон располагается в мышцах ног и спины, отвечающих за поддержание вертикальной позы, ходьбу и другую продолжительную нагрузку. Пучки красных волокон комбинируются с пучками из белых волокон, обеспечивая одновременно выносливость и силу нашей мускулатуре. Таким образом, увеличение артериального давления сделало возможным появление своего рода гибридной мускулатуры, позволяющей легко удрать от крокодила, не говоря уже о черепахе.
Свежие комментарии