Для окисления всех поступающих веществ с едой (обычно это около 2 л жидкости и 1 кг пищи для среднего человека в день) нам требуется 10 000 л воздуха в сутки, из которого мы поглощаем 228 л кислорода, или 200 мл в минуту. Мы не можем жить без кислорода даже несколько минут, так как деятельность всех органов и клеток зависит от его своевременного поступления. Если мы не получаем кислород с вдыхаемым воздухом в достаточном количестве, то начинается процесс гипоксии, и при его снижении количества кислорода это становится ситуацией, опасной для жизни. Наш парус жизни постепенно опадает.
Организм человека имеет запасы кислорода лишь около 2 л. Сразу встает вопрос: почему, если гипоксия — такое жизненно опасное состояние, организм не запасает его больше или почему ему не хватает аварийного запаса газа не на три, а на 10–15 минут? Ответ связан с тем, что кислород — довольно токсичный газ для организма, и поэтому его требуется не более и не менее, чем нужно только для текущей жизнедеятельности. Это как если бы вместо запасной канистры бензина в своем гараже вы поставили бы цистерну в несколько тонн, которая была бы опасна.
Сегодня человек может жить долго в условиях серьезных возраст-ассоциированных заболеваний и резко сниженных функциональных возможностей. При таких инволюционных изменениях любые бронхолегочные инфекции в старости более опасны, так как приводят к нарушению кислородного гомеостаза.
Все патологии старости сопровождаются гипоксией, все органы в этот период, даже при самом благоприятном варианте, испытывают недостаток кислорода. При этом происходят значимые изменения системы транспортировки кислорода, от бронхиального дерева, самой паренхимы легких, до межреберных мышц и формы грудной клетки. Падает жизненная емкость легких, разрушается сердечно-сосудистая система. Артериальные сосуды подвергаются возрастным артериосклеротическим и патологическим изменениям. Уменьшается число капилляров, количество митохондрий падает и меняется также в сторону большего «старого» пула, который вырабатывает меньше АТФ, чем молодые и зрелые.
Состояние старости и высотной гипоксии очень похожи: в обеих ситуациях происходят схожие трансформации в двигательной, эндокринной, нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной системах. Наблюдается активация свертывающей системы. Человек теряет способность выполнять физическую и умственную работу, ухудшается память, возникает сонливость.
Одним из основных патофизиологических механизмов старения, а это именно тот случай, когда физиологический процесс нельзя отделить от патофизиологического, является тканевая гипоксия. Организм в старости находится в этом состоянии, оно — обязательный спутник старости, который ухудшает течение всякой патологии.
Важный факт: клетки и ткани получат ровно столько молекул кислорода от эритроцита, сколько отдадут ему молекул углекислого газа. Это жесткий физиологический бартер.
Старый человек, имеющий сниженный объем легких, макро- и микроангиопатии, особенно если у него наблюдается избыток массы и он переедает, обычно учащенно дышит в попытке получить больше кислорода. Но слишком частое дыхание на фоне гиподинамии приводит к парадоксальному эффекту: к вымыванию из крови углекислоты, которая необходима для релаксации сосудов. Это приводит к хроническому сужению сосудов и, как следствие, к хроническому кислородному голоданию тканей. Помимо повышения риска инфарктов и инсультов, хроническая гипоксия тканей ведет к образованию недоокисленных продуктов обмена, которые наносят многочисленные повреждения клеткам организма.
Нарушение углеводного обмена — также самое частое явление в старости. С этой точки зрения изучение взаимосвязи углеводного обмена и кислородного гомеостаза в процессах старения является важнейшей задачей геронтологии.
Жесткая онтогенетическая конструкция неизбежного нарушения кислородного снабжения организма и его энергообеспечения — это взаимосвязанные, взаимопроникающие и взаимоускоряющиеся процессы. Например, повышение гликированного гемоглобина ухудшает доставку кислорода в ткани. Ухудшение транспорта кислорода, например, на уровне тканевого капилляра, также приводит к нарушению окисления и получения молекул АТФ из углеводов. В свою очередь, транспортная система кислорода на любом уровне не может выполнять функции при нарушении получения энергии. Таким образом, неуклонно возникает тканевая гипоксия, как одна из характеристик процессов инволюции.
В старости все патологии сопровождаются гипоксией: все органы испытывают дефицит кислорода.
Ожирение и онкологические заболевания также тесно связаны с неизбежно возникающей тканевой гипоксией и нарушениями углеводного обмена. Это и есть физиология старения. Точнее, патофизиология. Поэтому к характеристикам старения как эндогенного и неотвратимого процесса, который протекает постепенно и однонаправленно и является разрушительным для организма, можно смело добавить критерии каскадности, колейности и взаимного ускорения.