Чаще всего, поскольку углекислый газ жизненно необходим, при его чрезмерной потере в той или иной степени включаются защитные механизмы, пытающиеся остановить его удаление из организма. К подобным охранительным реакциям относятся:
1) спазм бронхов и спазм гладкой мускулатуры всех органов;
2) сужение просветов кровеносных сосудов;
3) увеличение секреции слизи в бронхах, носовых ходах, развитие аденоидов, полипов;
4) уплотнение мембран вследствие отложения холестерина, что способствует развитию склероза тканей;
5) повышение функции щитовидной железы.
Нарастание действия подобных охранительных механизмов вместе с затруднением поступления кислорода в клетки при понижении содержания углекислого газа в крови (эффект Вериго-Бора) ведут к кислородному голоданию и замедлению кровотока. Кислородное голодание жизненно важных органов вызывает подъем артериального давления – ведь сердце будет пытаться компенсировать падение мощности кровотока за счет сужения сосудов путем увеличения давления кровотока. Как следствие возникает стойкая гипертония, что вместе с возбуждением дыхательного центра и учащением дыхательных движений, ведет к еще большей гипервентиляции и вымыванию углекислого газа из организма. Спазмы коронарных сосудов приводят к гипоксии миокарда, вплоть до развития инфаркта. Спазмы мозговых артерий вызывают головную боль, головокружение, бессонницу, расстройства функций головного мозга, вплоть до провоцирования инсультов.
Еще одно из крайне неприятных последствий гипервентиляции, которой страдает почти все человечество, это склероз сосудов организма. Он обусловливает их хрупкость, потерю эластичности, нарушения гемодинамики, замедление общего обмена веществ и преждевременное старение организма в целом.
При нормализации дыхания содержание углекислого газа в организме достигает должного уровня, и ликвидируются все перечисленные выше патофизиологические состояния. Если еще уменьшить потери углекислого газа с выдохами, то у человека развивается сверхвыносливость, проявляется высокий потенциал здоровья; возникают все предпосылки к долголетию.
* * *
Весьма показательно, что все известные на планете зоны с высокой концентрацией долгожителей расположены в горных местностях. В 1964 г. многие газеты мира опубликовали материалы об экспедиции французского биолога Бельвефера в страну заоблачных долгожителей Центральной Азии, в долину таинственного племени хунза. Эта народность живет на высоте 2500 м в долине посреди горной цепи Каракорум на территории Пакистана, вдали от остального современного мира. Население этого края не знает болезней. Средняя продолжительность жизни племени хун-за, несмотря на суровые условия существования и скудную пищу составляла 120 лет! Французский журналист Н. Барбер, побывавший в этой долине в составе экспедиции, описал свою встречу с 118-летним Х. Бегом, который перед этим спустился с гор, проделав путь километров в 10. На вид ему нельзя было дать больше 70.
На земном шаре известны несколько районов, характеризующихся достоверно высоким числом долгожителей, и все такие районы находятся в горах. Это и Кавказ, о долгожителях которого в нашей стране написано очень много, далее идет долина, где живет племя хунза в горах Пакистана. Третий хорошо описанный район долголетия – горная долина Вилькабамба расположена в высокогорном районе Анд (Эквадор). А в Китае есть горная деревня Бама в южной провинции Гуанси. Так в окрестностях этой деревни живет около 50 человек, которым исполнилось более 100 лет. Многие исследователи, пытаясь объяснить феномены этих зон долгожительства, много говорят о чистом воздухе, сильном ультрафиолетовом излучении, простой и здоровой пище, и чаще всего очень вскользь рассматривают состав горного воздуха. А ведь есть все основания считать, что одной из ведущих причин долгожительства горцев является разряженный горный воздух с пониженным содержанием кислорода.
Многие спортивные медики и биологи также сходятся во мнении, что основной тренирующий, укрепляющий и оздоравливающий эффект от таких циклических физических упражнений как бег, плавание и велосипед во многом определяется тем, что в организме создается режим умеренной гипоксии – недостаток в тканях организма кислорода. При такого рода физических нагрузках возникает состояние, когда потребность активно работающего организма в кислороде превышает возможность дыхательного аппарата удовлетворить эту возможность. Так же при подобных тренировках возникает состояние гиперкапнии, когда в организме вырабатывается и задерживается углекислого газа больше, чем выводится через легкие.
Эволюция дыхания живых существ
Теперь для понимания систем реализации базовых принципов внутриклеточного дыхания обратимся к механизмам его возникновения в весьма отдаленные времена зарождения жизни на Земле. В первичной атмосфере древней Земли практически не было свободного кислорода, и первые живые существа зародились в бескислородной среде. Состав атмосферы в момент зарождения жизни на Земле (архейская эра – 3,5–2,5 миллиарда лет назад), по некоторым оценкам состоял на 85–90 процентов из углекислого газа, на 10–15 процентов из азота, и лишь тысячные доли процента приходилось на кислород. Именно такую атмосферу на планете создали окислительно – восстановительные реакции происходившие в ту эпоху в неживой природе. Прежде всего, большое количество углекислого газа выбрасывалось в атмосферу в результате сверхактивной вулканической деятельности в ранние периоды истории планеты. Атмосферное давление в ту доисторическую эру превышало 10 атмосфер, а парниковый эффект доводил температуру нижних слоев атмосферы почти до 120 °C. Вследствие этих причин земная поверхность была разогрета до температур около 7080 °C. При этом надо помнить, что при давлении в 10 атмосфер кипение воды происходит только при 170–180 °C. По этим причинам самые первые земные одноклеточные организмы, преимущественно предки нынешних сине-зеленых водорослей, освоили технологии добывания энергии абсолютно безкислородным способом. Такие организмы получили название прокариотов и для осуществления всех своих жизненных процессов совершенно не нуждались в кислороде. Они существовали в почти кипящих водоемах у подножий древних непрерывно активных вулканов. Добавьте к этому еще условия чрезвычайной сейсмичности, очень высокие уровни коротковолновой радиации, да еще и грандиозные перепады суточных температур.
Но вот коло 2,5 млрд. лет назад, в конце архейской эры сине-зеленые водоросли и другие микроорганизмы «изобрели» фотосинтез, в результате которого они начали, как побочный продукт подобного типа жизнедеятельности вырабатывать кислород. Именно так этот «животворный» газ и начал попадать в атмосферу Земли. Конечно, подобное «обогащение» атмосферы происходило крайне медленно, но теплый климат планеты в те времена неуклонно способствовал широкому распространению разнообразных фотосинтезирующих водорослей в водах древнего океана. Появление определенной концентрации кислорода в атмосфере и в водах древнего океана привело к тому, что в составе многообразия жизненных форм примерно полтора миллиарда лет назад появились организмы – эукариоты, жизнедеятельность которых основана на кислородном дыхании. Ведь такое дыхание оказывается почти в 50 раз более эффективным способом усвоения внешней энергии Солнца, чем анаэробное брожение (Рис. 4.1.).
