ВДОХ… ВЫДОХ… ПАУЗА
Большинство ученых считает, что на первых порах Земля имела атмосферу, состоящую из углекислого газа, водорода, гелия, азота, аммиака и метана, а также из соединений водорода с бромом, хлором, фтором и серой. В результате высоких температур скорость движения молекул этих газов была очень велика, поэтому они быстро покидали атмосферу. По мере охлаждения Земли потери газов уменьшались. Конденсируясь, водяной пар наполнил океаны горячей водой. В ней растворилась часть углекислого газа, а часть была поглощена углеродистыми горными породами.
С угасанием процессов дегазации мантии Земли быстро истощались запасы С02 в атмосфере.
Одновременно в атмосфере шел процесс образования свободного кислорода — либо в результате прямой фотодиссоциации водяного пара ультрафиолетовым светом, либо в результате фотосинтеза в зеленых растениях. Тогда содержание кислорода в атмосфере начало постепенно возрастать до 1% ныне существующего уровня, появилась возможность энергоснабжения организмов путем дыхания. Этот механизм дает в 30—50 раз больше энергии на молекулу по сравнению с организмами, имеющими элементарные процессы ферментации.
Вода и углекислый газ — конечные продукты дыхания. Русский ученый П. М. Альбицкий писал в 1911 году, что часть углекислого газа, образующегося в организме, подлежит удалению, и нормальный организм освобождается от нее с редким совершенством. Другая же часть С02 не только не удаляется, а наоборот, организм тщательно оберегает ее. Позднейшие исследования подтвердили правоту ученого. Было установлено, что углекислота играет суще-
ственную роль в распределении ионов натрия в тканях организма (тем самым регулируя возбудимость нервных клеток), влияет на проницаемость клеточных мембран, активность многих ферментов, интенсивность продукции гормонов и степень их физиологической эффективности, процессы связывания белками ионов кальция и железа. Обнаружена прямая зависимость между концентрацией углекислоты в крови и интенсивностью функционирования пищеварительных желез, а также желез слизистой желудка, которые образуют соляную кислоту.
В процессе эволюции у растений и животных возникли разнообразные механизмы адаптации к дефициту углекислого газа в атмосфере. Например, у растений развивалась крона, увеличивалась площадь листьев, что позволяло захватывать больше С02 из воздуха. У высших же животных и у человека постепенно сформировались легкие, где содержится около 6% углекислого газа, возникли дыхательные пути с мускулатурой, способной сокращаться при уменьшении С02 в легких. Образовались кровеносные сосуды, гладкая мускулатура которых также способна суживать их просвет при уменьшении углекислоты в крови.
Многочисленные наблюдения показали, что спазматические сокращения стенок бронхов и сосудов, направленные на уменьшение выделения С02 из организма, уменьшают приток кислорода к клеткам мозга, сердца, почек и других органов. При этом возникает кислородное голодание тканей. Достигнув определенной угрожающей организму степени, они вызывают у некоторых повышение артериального давления, следствием чего является увеличение кровотока через суженные сосуды и улучшение кислородного снабжения жизненно важных органов. При кислородном голодании тканей замедляется венозный кровоток. Возникает даже венозный застой, а вместе с ним — растяжение и стойкое расширение вен. Уменьшение углекислоты в крови увеличивает ее свертываемость, а это в сочетании с замедлением тока крови в венах способствует застою крови и развитию сосудистых заболеваний.