На основании этого опыта были сделаны два вывода, первый – что дыхании и горение весьма похожие процессы, второй – углекислый газ не нужен организму и удаляется из него, так как весьма вреден. В обоих случаях органические вещества разрушаются при участии кислорода до углекислого газа и воды с выделением энергии. В клетке окисление идет поэтапно и строго контролируется, поэтому большая часть энергии не выделяется сразу в виде тепла, а запасается в форме молекул АТФ. Затем эти резервы организм постепенно использует в качестве топлива для самых разнообразных процессов, от затрат на двигательное сокращение мышц, до синтеза жизненно важных веществ в клетках. И то, что подобный процесс идет медленно приводит к тому, что вредный углекислый газ быстро удаляется из организма без тяжелых последствий. Итак, понимание крайней необходимости кислорода и безусловной бесполезности и даже опасности углекислого газа для организма каждого из нас отражает уровень знаний науки конца 18 – начала 19 веков.
Но в отличие от мифологизированного массового сознания передовая наука непрерывно идет вперед и развивается. Поэтому уже в конце 19 века независимо друг от друга двумя учеными было открыто очень интересное биохимическое явление, относящееся к условиями работы кислорода в крови. Вначале вспомним, что наша кровь насыщена кислородом, который находится в химически связанном состоянии. Кислород переносится от альвеол легких к различным органам и тканям эритроцитами, в которых он вступает в непрочное соединение с гемоглобином. Такой способ был выработан в ходе эволюции живых организмов на земле очень разумно. Ведь если бы кислород был бы просто растворен в плазме и не соединен с гемоглобином эритроцитов, то, чтобы обеспечить нормальное дыхание клеток организма, сердце человека должно было бы биться в 40 раз чаще и во столько же раз больше перекачивать крови. В крови взрослого человека содержится всего 600 граммов гемоглобина, поэтому и количество кислорода, находящегося в связи с гемоглобином, составляет сравнительно небольшую величину, примерно 800-1200 мл. Это количество в стандартных условиях может удовлетворить потребности организма среднего человека в кислороде только в течение 3–4 минут.
Рис. 3.4. Эритроцит крови отдает кислород клетке только в присутствии достаточного количества углекислоты.
Итак, в самом конце 19 века русским ученым Вериго и датчанином Бором независимо друг от друга было обнаружено, что без присутствия углекислоты кислород не может высвободится из связанного состояния с гемоглобином крови, и это приводит к кислородному голоданию организма даже при весьма высокой концентрации кислорода в крови. Чем заметнее содержание углекислого газа в артериальной крови человека, тем легче осуществляется отрыв кислорода от гемоглобина и переход его из крови в ткани и органы и наоборот – недостаток углекислого газа в крови способствует закреплению кислорода в эритроцитах (Рис. 3.4.). Кровь циркулирует по организму, а кислород не отдает! Возникает парадоксальное состояние – кислорода в крови достаточно, а органы сигнализируют о его крайнем недостатке. Человек начинает задыхаться, стремится вдохнуть и выдохнуть сильнее, пытается дышать чаще и тем самым еще больше вымывает из крови углекислый газ и еще больше закрепляет кислород в эритроцитах.
Следовательно, уже вначале двадцатого века экспериментальная наука располагала пониманием, что кислород и углекислый газ в оптимальных пропорциях одинаково важны для правильной и эффективной работы механизмов клеточного дыхания и эти газы должны содержаться в крови и в клетках в неких оптимальных пропорциях. Исходя из понимания этих научных фактов, теперь будет очень интересно проанализировать многие факты из окружающей нас жизни.
Углекислота участвует в распределении ионов натрия в тканях, регулируя тем самым возбудимость нервных клеток. Влияет на проницаемость клеточных мембран, активность, многих ферментов, интенсивность продукции гормонов и степень их физиологической эффективности, процесс связывания белками ионов кальция и железа. Существует прямая зависимость между концентрацией углекислоты в крови и интенсивностью функционирования пищеварительных желез (слюнных, поджелудочной, печени), а также желез слизистой желудка, образующих соляную кислоту. От содержания в крови углекислоты зависит поступление в ткани кислорода. Наконец, углекислота играет важную роль в постоянстве кислотно-щелочного равновесия, в биосинтезе белка и карбоксилировании аминокислот. Итак, становится понятным, что углекислый газ в нашем организме выполняет многочисленные и очень важные регулирующие функции, а кислород при этом оказывается лишь чисто энергетическим химикатом – окислителем. Современные биохимические исследования показали, что для нормального функционирования клеток мозга, печени, почек и других важнейших систем организма нужно около 7 процентов углекислого газа и только 2 процента кислорода.
В настоящее время в атмосфере содержится около 0,03 % углекислого газа и примерно 21 % кислорода. Но для нормальной жизнедеятельности в крови должно быть 7–7,5 % углекислого газа, а в альвеолярном воздухе не менее 6,5 %. Извне его получить нельзя, так как в атмосфере почти не содержится углекислого газа. Животные и человек получают его при полном биохимическом расщеплении пищи, так как белки, жиры, углеводы построены на углеродной основе, и при ее сжигании с помощью кислорода в тканях образуется бесценный углекислый газ – основа жизни.
Из всего сказанного следует сделать крайне необычный для большинства читателей вывод. Все искусство дыхания заключается в том, чтобы почти не выдыхать углекислый газ и терять его как можно меньше. Больше всего соответствуют такому требованию некоторые из дыхательных режимов индусских йогов. А вот дыхание подавляющего обычных людей, это наоборот – хроническая гипервентиляция легких, избыточное выведение углекислого газа из организма, что обусловливает возникновение около 150 тяжелейших заболеваний, именуемых нередко болезнями цивилизации. Среди них такие, как гипертоническая болезнь, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, бронхиальная астма и другие. Конечно, среди причин возникновения этих заболеваний заметна роль и иных неверных режимов жизнедеятельности – нерациональное питание, малая двигательная активность, состояние хронического стресса и пр. Но неверное дыхание среди других причин стоит на первейшем месте.
Гипервентиляция легких в течение короткого времени (нескольких десятков минут) может привести к тяжелому обмороку из-за потери организмом углекислого газа. Каждый может убедиться в этом на себе: если часто и глубоко подышать минуты три – пять, появляется головокружение, вплоть до потери сознания. А если и дальше человеку продолжить принудительно гипервентилировать легкие, например, с помощью аппарата искусственного дыхания, то вполне может наступить и смерть. Сам же человек, потеряв сознание в естественных условиях, перестает неправильно дышать, так как теряет волевой контроль над своими функциями, и дыхание приходит к физиологически допустимому уровню, углекислого газа теперь из организма выводится меньше, он накапливается в тканях и человек скоро приходит в себя. При хронической гипервентиляции легких из-за частого и глубокого дыхания человек тоже теряет больше углекислого газа, чем допустимо. Если защитные механизмы плохо срабатывают, происходит перевозбуждение нервной системы; наступает стойкий излишний сдвиг кислотно-щелочного равновесия внутренней среды организма в щелочную сторону, что нарушает обмен веществ. Это выражается в снижении и нарушении иммунитета, в появлении склонности к аллергическим, простудным и воспалительным заболеваниям, в отложении солей, ожирении или истощении. Также нарушается режим работы желез внутренней секреции, искажается гормональная регуляция многих жизненных процессов, нарастает общая «разбалансировка» важнейших функций организма и так далее, вплоть до развития опухолей.
