Кроме того, как это ни парадоксально, но одним из самых токсических продуктов, с которым сталкивается дышащая клетка, является сам кислород.
Именно поэтому клетка стремится поддерживать его концентрацию на минимальном уровне. Одним из механизмов, обеспечивающих эту функцию, оказывается опять-таки дыхание. Потребление кислорода дыхательными ферментами снижает количество кислорода в митохондриях и клетке в целом, тем самым предотвращая нежелательное действие кислорода как неспецифического окислителя многих клеточных компонентов.
...
Это говорит о том, как велика «прочность» нашего организма, если он продолжает функционировать, сохранив всего 10 % своего жизненного потенциала!
В середине 90-х годов XX века японским биохимиком Т. Озава было показано, что у 97-летней женщины около 90 % ДНК митохондрий – основного носителя информации о «правильности» протекания биохимических процессов – в клетках сердечной мышцы были безнадежно испорчены из-за окисления. Тем не менее клетки миокарда продолжали выполнять свою функцию…
Это говорит о том, как велика «прочность» нашего организма, если он продолжает функционировать, сохранив всего 10 % своего жизненного потенциала!
Глава 6. Параметры дыхания
Сделав «большой обзорный круг», подробно рассмотрев самые важные особенности процесса дыхания, мы вернулись к тому, с чего начинали – к внешнему дыханию. Пока не заработают мышцы и в легкие не поступит свежий воздух, не будет ни транспорта газов, ни клеточного дыхания. Да и нас с вами тоже не будет…
Но в большинстве случаев и большую часть своей жизни мы дышим, не обращая ни малейшего внимания на то, как мы это делаем. Значит, есть некий центр, который не только отвечает за автоматическое совершение этого процесса, но и поддерживает наше дыхание в равновесии с меняющимися условиями – физической нагрузкой, плотностью атмосферы, количеством поступающего кислорода или выделяющегося углекислого газа, уровнем обменных процессов в организме и даже настроением и эмоциями.
Структура, обладающая такой гибкостью и надежностью, есть – это дыхательный центр центральной нервной системы. Он контролирует соблюдение тех параметров внешнего дыхания, которые человек или вообще не может контролировать, или забывает контролировать в течение большей части своей жизни. Необходимо иметь хотя бы общее представление о деятельности дыхательного центра в тех ее проявлениях, которые не зависят от нашего сознания. Постараемся отдельно указать те параметры дыхания, которые мы сознательно можем изменять, ставя перед собой определенные цели.
...
Но в большинстве случаев и большую часть своей жизни мы дышим, не обращая ни малейшего внимания на то, как мы это делаем.
Бессознательная регуляция дыхания
Бессознательная регуляция дыхательного цикла осуществляется дыхательным центром примерно так же, как осуществляется регуляция сердечных сокращений. В нервной системе существует группа нервных клеток – нейронов – которые, как метроном, возбуждаются с некой постоянной частотой: порядка 15 раз в минуту. Это явление принято называть автоматизмом [2] . Возбуждение этих нервных клеток передается двигательным нейронам дыхательной мускулатуры, посредством которых, собственно, и осуществляют вдох и выдох.
...
Возбудимость нейронов дыхательного центра – способность с определенной частотой создавать нервные импульсы – напрямую зависит от информации, которую они получают от своих «разведчиков» – рецепторов, сообщающих об успешности и достаточности дыхательных процессов.
Сама способность нейронов дыхательного центра к «автоматической» разрядке является основой спонтанного дыхания. Слабость этих нейронов и незрелость связей в мозгу иногда приводят к младенческой смертности во сне, когда у ребеночка (обычно – у недоношенного или гипотрофичного, с незрелой нервной системой) происходит спонтанная остановка дыхания. Сама по себе, без всяких внешних причин…
Существует две группы рецепторов, регулирующих дыхание:
• хеморецепторы, реагирующие на концентрацию газов, растворенных в крови и на концентрацию ионов водорода (кислотность среды – pH). Информация, которую поставляют эти рецепторы, и определяет в большей степени, чем другие факторы, дыхательную ритмику взрослого человека;
механорецепторы, реагирующие на растяжение легких и движение воздуха в воздухоносных путях. Их влияние на дыхательный ритм несколько меньше, чем рецепторов предыдущей группы.
Разобравшись с тем, как и какую информацию «приносят» рецепторы дыхательному центру, мы сможем понять, почему и каким образом возникают нарушения из-за неверной «расшифровки» мозгом этой информации и как «обмануть» эти структуры, чтобы сознательно достичь нужного нам эффекта.
Однако кроме рецепторов на деятельность дыхательного центра оказывают влияние и различные отделы нервной системы. Вы и сами, вероятно, замечали, что когда человек испытывает волнение и радость, дыхание изменяется, а при повышении температуры учащается? С этим мы тоже попробуем разобраться…
Чего не хватает в крови?
Давно установлено, что деятельность дыхательного центра зависит от состава крови, поступающей в мозг по общим сонным артериям. Эта деятельность, определяющая частоту и глубину дыхания, зависит, прежде всего, от концентрации растворенных в крови газов, и водородных ионов (т. е. кислотно-щелочного равновесия pH). Многочисленными экспериментами доказано, что ведущее значение в определении интенсивности вентиляции легких имеет концентрация углекислого газа в артериальной крови: именно количество растворенного углекислого газа «создает запрос» на нужную величину вентиляции легких.
...
Разобравшись с тем, как и какую информацию «приносят» рецепторы дыхательному центру, мы сможем понять, почему и каким образом возникают нарушения из-за неверной «расшифровки» мозгом этой информации и как «обмануть» эти структуры, чтобы сознательно достичь нужного нам эффекта.
Запомним, что это безусловный рефлекс, а не сознательно выработанная привычка. Организм может привыкнуть к сигарете перед сном и смириться с этой привычкой, но нельзя приучить его дышать меньше или больше, чем ему надо, – в этом вопросе привычки бессильны.
Артериальные хеморецепторы
Рецепторы, реагирующие на химический состав жидкостей организма, называются хеморецепторами. Представляющие для нас интерес хеморецепторы находятся в месте разделения сонной артерии на наружную и внутреннюю, а также на дуге аорты. В эти места кровеносного русла кровь прибывает сразу «на выходе» из левого желудочка сердца – максимально обогащенная кислородом и максимально избавившаяся от углекислого газа. Эти рецепторы стимулируются увеличением концентрации углекислого газа и снижением концентрации кислорода, Более важными для регуляции дыхания являются хеморецепторы сонных артерий. Аортальные хеморецепторы на дыхание влияют слабо и имеют большее значение для регуляции кровообращения.
Хеморецепторы сонных артерий и аортальных телец являются уникальными рецепторными образованиями, на которые снижение концентрации кислорода оказывает стимулирующее влияние: как только количество растворенного кислорода в притекающей крови начинает снижаться, рецепторы начинают активно «сигнализировать» об этом. Причем заметьте – именно количество растворимого кислорода, а не переносимого гемоглобином эритроцитов (вы ведь помните, что эти показатели различаются более чем в 60 раз?!). Здесь кроется возможность ошибки – любое нарушение клеточного состава крови или способности гемоглобина связывать кислород приведет к тому, что организм не среагирует на это! Кроме того, хеморецепторы реагируют на повышение концентрации в артериальной крови растворенного (опять растворенного!) углекислого газа и изменение концентрации ионов водорода (изменение кислотно-щелочного равновесия).
Особенно резко реакция хеморецепторов усиливается в том случае, когда одновременно (!) происходит и повышение концентрации углекислого газа, и снижение концентрации кислорода. И наоборот– при избытке кислорода в крови чувствительность хеморецепторов к углекислому газу резко снижается. Чувствительность хеморецепторов к колебаниям газового состава крови очень высока: экспериментально доказано изменение их активности даже в зависимости от фаз вдоха и выдоха при глубоком и редком дыхании.
Хеморецепторы информируют дыхательный центр о газовом составе крови, направляющейся к мозгу.
Центральные хеморецепторы Как и любую другую жизненно важную для организма функцию, регуляцию дыхания природа дублирует многократно, как дублируют основные цепи разработчики военной и космической техники. Вариантом такого «резервного дублирования» является наличие центральных хеморецепторов, влияющих на дыхательный центр.
