100 великих тайн человека

В случае же с человеком ситуация совсем иная, поскольку для нормальной жизнедеятельности его организма площадь газообмена должна составлять около 75 метров квадратных. А это значит, что грудная клетка должна по вместимости равняться чуть ли не объему железнодорожного вагона. Возник своеобразный эволюционный тупик.

Но он был успешно преодолен, когда дыхательный аппарат, то есть легкие, приобрел дендритную структуру, в результате чего появилось огромное количество – около 300 миллионов – мельчайших пузырьков, или альвеол, радиусом около 0,05 миллиметра.

При таком строении, несмотря на малый объем, легкие имеют огромную поверхность, которая по площади не меньше теннисного корта. Но при значительном уменьшении диаметра альвеол одновременно увеличиваются силы поверхностного натяжения: то есть чем меньше радиус у воздушного пузырька, тем больше силы надо приложить, чтобы его надуть.

Основываясь на этих теоретических выкладках, Неерхард пришел к выводу, что при характерных для альвеол размерах, должны проявляться силы поверхностного натяжения имеющейся в легких воды.

Предположив, что коэффициент поверхностного натяжения жидкости в альвеолах равняется 50 динам на сантиметр, а радиус альвеолы – 0,05 миллиметра, ученый получил величину давления, необходимого для поддержания альвеолы в расправленном состоянии, равную 20 000 дин на сантиметр квадратный.

Вначале этот парадоксальный результат никто из ученых всерьез не воспринял. Но спустя какое-то время выводами Неерхарда заинтересовался англичанин Пэтл. И толчком к его размышлениям стал тот факт, что пузыри пены, выступающие на губах у людей, например, у эпилептиков во время припадка, сохраняются намного дольше, чем обычные мыльные пузыри. Возможно, посчитал ученый, что жидкость в альвеолах содержит некие вещества, которые каким-то образом поддерживают их пузыревидную структуру.

Чтобы выяснить это, Пэтл подверг тщательному химическому анализу жидкость в легочных пузырьках, и установил, что в ней и впрямь находятся активные вещества, которые в несколько раз уменьшают поверхностное натяжение. Эти вещества назвали сурфактантами. Именно они в значительной степени снижают внутреннее давление, позволяя в легких находиться пузырькам различного диаметра.

А так как все альвеолы связаны между собой системой сосудов, то внутри них сохраняется одинаковое давление. И если бы не сурфактанты, то под влиянием сил поверхностного натяжения объем миниатюрных альвеол стал бы еще меньше, а крупные, напротив, под воздействием внутренних сил многократно увеличили бы свои размеры. Эти исследования позволили совсем иначе взглянуть на такое явление, как трудность первого вдоха у новорожденного младенца. Причина этого кроется в недостатке сурфактанта. Поэтому, если это вещество ввести в организм матери еще до рождения ребенка, проблем с первым вдохом не возникнет…

А теперь, наверное, следует от дыхательного парадокса перейти к поистине невероятному феномену дыхания: продолжительной его задержке. Давно известно, что взрослый здоровый человек в нормальных условиях может задержать дыхание приблизительно на 60 секунд. Однако из этого правила имеются удивительные исключения.

Так, после гиперинфляции легких (частого и глубокого дыхания) атмосферным воздухом японские ныряльщицы (морские девы «АМА») находятся под водой до 4 минут, а отдельные пребывали на глубине 20–30 метров даже 5 и более минут. Отмечались также случаи задержки дыхания до 9 минут!

Официальное же высшее мировое достижение по длительности пребывания под водой принадлежит французу Мишелю Баде, который находился под водой без движения 6 минут 4 секунды.

Предварительное дыхание чистым кислородом, как оказалось, может еще больше увеличить время задержки дыхания. Мировой рекорд пребывания под водой без технических средств на глубине 6,06 метра равен 13 минутам 42 секундам. Его установил в марте 1959 года 32-летний Роберт Фостер из США, который перед этим 30 минут дышал чистым кислородом.

Запас кислорода при апноэ после максимального вдоха составляет около 2 литров (900 мл – в легких, 600 мл – в крови, 500 мл – в мышцах). Из перечисленного резерва ныряльщик может использовать без ущерба для здоровья максимум 1,5 литра. Дальнейшая задержка дыхания приводит к снижению концентрации кислорода в крови более чем наполовину от исходного уровня и развитию кислородного голодания клеток головного мозга.

А теперь перейдем к феноменальным, пока не поддающимся объяснению случаям длительной произвольной задержки дыхания.

В 1990 году В.М. Забелин в присутствии группы исследователей НИИ физиологии Санкт-Петербургского университета задержал дыхание на 22 минуты. Но по сравнению с достижением Митттры результат В. Забелина кажется сущей мелочью. Но все по порядку.

В 1991 году 70-летний индийский гуру Равиндра Мишра шесть суток занимался медитацией на дне озера, задержав дыхание. Он проделал это в присутствии нескольких сотен наблюдателей и группы ученых. После завершения своего ошеломляющего воображение деяния великий мастер всплыл на поверхность в добром здравии и уме.