Светлана Проскурина – Человек дышащий. Как дыхательная система влияет на наши тело и разум и как улучшить ее работу (страница 5)

В нашем случае без кислорода невозможны были бы ни быстрые движения, ни рост большого многоклеточного тела, которым каждый из нас может похвастаться. Кислородное дыхание для нас – это контракт с дьяволом. Прямо сейчас по такому контракту мы получаем все прелести человеческой жизни – разнообразие движений, теплую кровь, активный рост, развитый интеллект. Но из-за накопления активных форм кислорода и мутаций в клетках, из-за ослабления антиоксидантной защиты с возрастом, однажды мы будем вынуждены столкнуться со старением, раком и смертью. Про это в контракте было мелким шрифтом, под звездочкой. Не знаю, сможет ли вас это утешить, но одновременную борьбу за кислород и против кислорода ведут почти все живые существа на земле, мы в этом плане не одиноки.

Кроме этого, мы научились использовать токсичность кислорода против наших врагов. Клетки иммунитета с его помощью уничтожают бактерии, которые порой хуже защищены от кислорода, а также убивают клетки, которые перестали подчиняться приказам из-за заражения вирусом или перерождения в раковую клетку. В организме ничего не пропадает зря, в таком хозяйстве находится применение даже яду.

Кто дышит круче всех?

Мы по своему человеческому обыкновению привыкли думать, что все лучшее в природе досталось нам. Альпинисты, поднимающиеся на Эверест, точно так не думают, особенно когда стоят на вершине с кислородными баллонами и горной болезнью в обнимку и видят пролетающих над ними горных гусей. В этот момент становится понятно, что природа изобрела гусей, чтобы спасать Рим и бесить альпинистов, других задач у этих птиц нет. Легкие птиц насыщают их кровь кислородом не только на вдохе, но и на выдохе, они куда более стойкие к механическим повреждениям, чем наши, и вместе с тем сама ткань, где происходит газообмен, намного тоньше и нежнее, чем в человеческих легких, поэтому газам легче переходить из воздуха в кровь и наоборот. Более того, упаковка легких у птиц более плотная, поэтому количество альвеол и площадь поверхности легких намного больше. У человека (см. рис. 11) кровь прокачивается кислородом только на вдохе, при этом мы выдыхаем воздух, в котором еще довольно много кислорода (на вдохе – 21 %, а на выдохе – 16 %, то есть за один дыхательный цикл мы поглощаем только 5 % кислорода). У птиц же воздух идет на вдохе через легкие в воздушные мешки, а на выдохе выжимается из воздушных мешков и снова проходит через легкие, то есть снабжение крови кислородом происходит и на вдохе, и на выдохе (см. рис. 12).

Рис. 11. Процесс дыхания у человека

Рис. 12. Двойное дыхание у птиц

Сравнивать возможности дыхания человека и птицы – это все равно, что сравнивать веер с вентилятором. У нас, увы, не самая последняя версия легких, недостатки не устранены, оптимизация не очень, износ высокий, энергозатраты тоже. Но и не самая плохая, но есть на порядок лучше. Благодаря более высокой эффективности дыхательные пути птиц помогают им выживать на большой высоте не только в условиях недостатка кислорода и углекислого газа, но и при экстремально низких температурах. Если человек выйдет из самолета на высоте 11,5 километров и какое-то время проведет на этой высоте, он замерзнет и задохнется. Но это не мешает сипам (крупным птицам семейства ястребиных) летать, а значит, и дышать на такой высоте. Например, африканский сип, такой же, как на рис. 13, попал в турбину самолета на высоте 11 277 метров над Кот-д’Ивуаром.

Рис. 13. Африканский сип

Хотя до уровня птиц нам далеко, наш организм тоже кое-что придумал для адаптации на большой высоте, и об этом я обязательно расскажу в следующих главах.

Глава 2

Дыхание на защите тела

Почему мы вообще начинаем дышать?

Обычно мы хорошо запоминаем самое первое. Первый класс в школе, первый поцелуй, первую работу. Но вот свой самый первый вдох вы вряд ли запомнили. Сейчас мы исправим это недоразумение!

Не думаю, что вы задавались вопросом, почему мы дышим? Что толкает нас на это действие? Ответ очевиден – нехватка кислорода. Но почему мы начинаем дышать, когда рождаемся на свет? Вы можете предположить, что по той же причине – нам нужен кислород. Только вот дело в том, что новорожденный ребенок очень стойко переносит недостаток этого газа. Девять месяцев в утробе матери он получал жалкие остатки кислорода из крови, которая прошла почти через все ее тело и только потом дошла до плода. Кислорода в ней остается очень немного, ведь на этом пути его разобрали себе ткани и органы мамы. Но ребенку хватает. Его гемоглобин более шустрый и жадный, чем гемоглобин мамы, а потому он легко захватывает кислород.

Кровь ребенка примерно на 30 % лучше переносит кислород, чем кровь матери. Все органы и ткани ребенка привыкли к нехватке этого газа и не страдают от его недостатка. Если взрослый человек при остановке дыхания может жить максимум 7 минут, то новорожденный – порядка 20 минут.

Неясно, что именно провоцирует нас сделать вдох в первый раз, но, судя по всему, кислородное голодание тут совсем ни при чем. Видимо, основная причина, это резкие новые раздражители – свет, холодный воздух, звук, прикосновения врача в холодной скользкой перчатке, это все бесконечно возмущает нового человека, ну как тут не закричать. Представьте, до этого вы сидели в абсолютно комфортной комнатке с постоянными питанием и защитой, там было тепло, мягко и приятно, и тут вас просто насильно выселяют, можно сказать, пинками из уютной матки.

Самый первый вдох мы делаем в основном для того, чтобы выразить свое возмущение и накричать на врача. Если ребенок возмущен недостаточно, врач еще и шлепает его дополнительно, чтобы тот осознал, куда попал и что дальше будет только сложнее.

Сложно представить, что именно чувствует малыш в этот момент. Для него рушится один мир и появляется новый, незнакомый и враждебный. Кроме этого, его собственное тело резко меняется. С первым вдохом происходит целая цепь событий. До него легкие ребенка были спавшиеся, слипшиеся, он никогда ими не пользовался, а сосуды в легких были сужены, так как этот орган снабжался кровью только для поддержки роста. Легкие не нужны ребенку в утробе, дышать там все равно нечем, поэтому и активно гонять через них кровь бессмысленно. Как только легкие расправляются от первого вдоха, сосуды в них тоже расширяются. Давление в них падает и туда устремляется кровь, которая до этого шла через дыру в сердце, напрямую соединяющую правую и левую стороны сердца. Это овальное окно – отверстие в перегородке между предсердиями, через которое кровь идет из правого предсердия в левое, в обход малого круга кровообращения, и оттуда по всему телу (см. рис. 14). Подобную конструкцию имеет сердце крокодила.

Рис. 14. Овальное окно в сердце новорожденного

Хлынувшая в сосуды легких кровь захлопывает овальное окно и сердце становится настоящим, человеческим и перестает быть крокодильим. Дыра между предсердиями зарастает очень быстро, всего за 1–2 дня после рождения. Было бы неплохо, если бы и в последующем раны на сердце так быстро затягивались, но увы.

Кислород крови и брадикинин – особое вещество, которое начинают выделять легкие, – сжимают сосуды пуповины. Через 3–5 минут после рождения артерии в пуповине полностью смыкаются, так что даже без перевязывания пупка, зажимов и других мероприятий, все предусмотрено для того, чтобы пуповина отсохла и отпала, а по сосудам пуповины кровь не вытекла из младенца. Остальные наши манипуляции скорее обусловлены стремлением к красоте и требованиями гигиены.

Всего один маленький вдох для человека, который совершает огромные изменения во всем его теле! Ваш первый вдох был одним из самых эпичных событий в вашей жизни, хоть вы и не смогли его запомнить.

После этого легкие будут продолжать расти и развиваться вплоть до 8 лет, именно поэтому маленькие дети чаще болеют и сопливят, ведь дыхательная система еще до конца не развилась и не может обеспечить такую мощную защиту, которую она дает взрослому.

Куда девается пыль, которую мы вдохнули?

Как такой нежный, хрупкий орган, как легкие, может нас защищать? Наверное, если спросить, ЧТО в теле человека выполняет защитную функцию, многие упомянут кожу, череп и скелет; возможно, зубы и ногти. Но легкие, как и кожа, тоже место, в котором окружающая среда соприкасается с нашим нутром. И без линий защиты эта самая среда безнаказанно бы в нас вторгалась и вредила нам. В первую очередь я говорю о частицах, которые летают в воздухе, – от пыли и сажи до бактерий и вирусов. Давайте проследим за частичками, которые вы вдохнули прямо сейчас, когда прочитали эти строки.

С каждым вдохом мы засасываем пол-литра воздуха. В нем кроме азота, кислорода и углекислого газа содержится еще четверть миллиона различных частиц. И если с газами все понятно, мы их вдыхаем, часть усваиваем, а часть выдыхаем обратно, то как быть со всем остальным? Неужели пыль, частицы сажи, дыма, бактерии от чужого чихания, пыльца и шерсть останутся с нами навсегда и залягут в легких мертвым грузом? Такой сценарий был бы весьма мрачным.

Домашняя пыль – довольно разносторонняя субстанция. Тут и минеральные частицы – от побелки, дивана вашего дедушки, зеленой подъездной краски или гипсокартона, крошечные волокна вашего нового платья, частицы паспорта и документов на квартиру, чешуйки кожи – вашей, не вашей, совсем не вашей, например домашних животных, немного цветочной пыльцы с фиалки на подоконнике, щепотка сажи и дыма. Также довольно большой процент домашней пыли носит происхождение совсем не домашнее. Примерно треть того, что вы стираете с подоконников и мониторов, – пыль из космоса.