Теперь представим, что с гемоглобином у нас все нормально. Но у нас страдает сурфактант. Либо мы потеряли сурфактант, либо у нас его кто-то «съел» в результате воспалительного, инфекционного или токсического процесса в альвеоле. И какая-то часть альвеол, скажем, 30 %, для дыхания потеряна. То есть они выключены. Механика осуществляется, мы совершаем механические движения своими «грудными мехами», но функционального переноса нет. И, соответственно, работает всего 70 % альвеол. Следовательно, мы попадаем в ситуацию, когда для обмена нам не нужны все альвеолы. А когда нам не нужны все альвеолы? Когда мы находимся в стадии покоя.
Состояние покоя – это состояние, когда нам не нужно много кислорода. Дыхание в покое обеспечивает основной обмен и метаболизм покоя. Но как только нам нужно много кислорода, должны включиться все альвеолы. Представим, мы сейчас сидим, дышим. Значит, нам нужно 30–40 % альвеол. Раз в две минуты вы делаете глубокий вдох, то есть вы вентилируете все альвеолы, меняете в них воздух, выдыхаете и начинаете дышать поверхностно. Опять делаете глубокий вдох, то есть вы вентилируете все 100 % альвеол, меняете в них воздух, выдыхаете и снова начинаете дышать поверхностно. И вдруг к вам подбегает бешеная собака. Хочет вас покусать. Как вы себя поведете? Вы все бросаете, бежите – обеспечиваете себе форсаж, обеспечиваете мышцы кислородом, убегаете. Убежали, опять садитесь, опять у вас работает небольшая часть альвеол.
Первый и основной признак гипоксии – это когда человек не хочет двигаться, у него пропадает потребность в физических нагрузках.
«Давай побежим, мяч погоняем!» – «Не хочу я с вами мяч гонять. Что-то мне плохо после игры в мяч. Потом начинает болеть голова, я устаю, и мышцы ноют!» А все побежали, гоняют мяч. То есть у человека снижается потребность в физической нагрузке. Потому что основные потребители кислорода – это опять же мышцы. Кто у нас основной потребитель кислорода? При физической нагрузке – это мышцы. Именно мышечное обеспечение, мышечная работа съедает львиную долю нашего кислорода, и тело это знает. Вы знаете, что когда вы занимаетесь физическим трудом, то начинаете активнее дышать.
Вторая зона, которая постоянно нуждается в кислороде, это мозговые клетки – нейроны. Они все время должны получать кислород. Если какое-то время они не будут получать кислород, то погибнут, быстро и гарантированно. Как только мы потеряли нервную клетку, у нас нарушается соотношение нейроны – соединительная ткань. Соединительная ткань не может выполнять функцию нервной системы. И, значит, объем мозга уменьшается! Поэтому нейроны на втором месте по потреблению кислорода.
На третьем месте потребителей О2 – это процессы питания. И действительно: всасывание пищи является очень кислородоемким процессом. Если мы не двигаемся, то 80 % кислорода уходит у нас на расщепление и всасывание пищевых веществ, обеспечение синтеза собственных тканей. А самый кислородоемкий процесс – это синтез белка. Синтез собственного белка имеет самую высокую кислородную цену. И это – мышцы – нейроны – питание. Если мы не получаем 100 % кислорода, то не можем обеспечивать два или три процесса одновременно: обеспечивать мышцы обеспечивать синтез белка. Поэтому человек в основном либо осуществляет мышечную работу, либо ест. Вспомним, что здоровые дети, постоянно находящиеся в движении, и едят на ходу, и постоянно о чем-то спрашивают. Почемучки, обжоры и попрыгунчики…
А при гипоксии с трудом осуществляется только один процесс – если мы работаем, то не едим, отработали – почувствовали голод, поели, но после этого работать нельзя. Тяжело физически. И мозг плохо работает. Потому что после еды все ресурсы кровоснабжения и кислородоснабжения переходят на обеспечение переваривания.
Так сколько же надо получить кислорода, чтобы вся пища расщепилась и переварилась? А при этом работал мозг и еще хотелось бы двигаться! Поэтому главный принцип после сытного обеда – посидеть в покое, помедитировать. Это уже признак гипоксии… А когда мы преодолели процесс питания, тогда уже снова можно включать мышечную работу. Если мы будем после еды еще и работать мышцами, то сразу попадем в гипоксию.
Теперь разберем, что происходит при гипоксии.
Об углеводах мы будем говорить чуть позже, но главным энергетическим субстратом у нас является глюкоза. Глюкоза плюс кислород – происходит выделение энергии, той энергии, которая нужна для обеспечения жизни. Энергия у нас образуется в митохондриях, находящихся в структуре клетки. Их главная задача – обеспечить нас энергией. И субстрат энергии на биохимическом уровне – это молекула аденозинтрифосфорной кислоты, АТФ, то есть вещество аденозин и к нему присоединяются фосфорные остатки. Аденозин и три остатка фосфорной кислоты. Вот это и называется аденозинтрифосфорная кислота. Когда она синтезировалась – батарейка заряжена. Как только нам нужна энергия, мы отщепляем один фосфорный остаток и получаем квант энергии, один квант чистой энергии. Еще одна нужна – еще один отщепляем, получаем второй чистый квант энергии. А затем аденозин нужно восстановить, чтобы батарейка снова зарядилась: он уходит в митохондрию, присоединяет два отщепленных остатка и снова становится трифосфатом. Аденозинтрифосфат, дифосфат и монофосфат.
Одна молекула Глюкозы + Кислород = 36 молекул АТФ + СО2 + вода.
То есть батарейка заряжается – это трифосфат, разряжается – монофосфат. Все просто. И вот из одной молекулы глюкозы при участии кислорода в митохондриях у нас получается 36 молекул АТФ. 36 молекул АТФ из одной молекулы глюкозы! И дальше образуется газ CO2, который будет удален в альвеолах и вода – H2O. Вот так выглядит энергетический цикл. Он называется аэробный путь гликолиза. Аэробный от слова кислородный. Аэробный путь гликолиза – из одной молекулы глюкозы получается 36 молекул АТФ + углекислый газ + вода. Вода, понятно, пойдет в обменные процессы – мы найдем, куда ее использовать. Но самое главное, что получилось достаточно энергии, даже очень много.
Здорово! Мы бодры, мы энергичны. А самое главное, посмотрите на схему, и нет ничего лишнего, ничего не осталось. Вода и CO2, CO2 мы легко удаляем и получаем чистую энергию.
Теперь смотрите, как трансформируются схемы, когда кислорода нет. Есть одна молекула глюкозы. Кислород не поступил. И клетка моментально (потому что она не может ждать, энергия ей нужна все время) переходит на так называемый анаэробный путь гликолиза. Анаэробный – это значит без кислорода. Анаэробный путь гликолиза, при котором происходит расщепление глюкозы. И тут случается катастрофа. Вместо 36 образуется всего 6 молекул АТФ, образуется CO2, H2O, а 30 молекул недосинтезированной АТФ уходят на молочную кислоту, она называется лактат. Причем ее количество эквивалентно 30 недосинтезированным молекулам АТФ – представляете, сколько это лактата? Его в 5 раз больше – в 5 × 6 = 30, чем энергии. 1 Глюкоза +… = 6АТФ + СО2 + лактат + вода. Представляете, что происходит? Фактически для того, чтобы выжить, мы загоняем себя в условия тотального тканевого токсикоза. И энергии нет. Потому что токсинов в 5 раз больше, но нам нужно выжить. И вот на этом пути мы будем находиться до тех пор, пока не придет кислород! Как только он начинает поступать, все автоматически переключается на аэробный гликолиз, но потом нам придется долго выводить молочную кислоту.
