Странности нашего тела – 2

Все дело в давлении воздуха. По мере того как вы поднимаетесь, давление воздуха уменьшается, как и количество в нем кислорода. На дыхание человека влияют и кислород, и углекислый газ. Углекислый газ воздействует на дыхательные центры в головном мозге, а кислород – на химические рецепторы, находящиеся в каротидных и аортальных областях легких и сердца. Эти химические рецепторы передают в мозг сигналы для стимуляции дыхания. В нормальных условиях, как это ни странно, влияние кислорода на дыхание меньше, чем углекислого газа. Дыхательная система способна снабжать кровь достаточным количеством кислорода даже тогда, когда дыхание значительно замедляется. С другой стороны, даже небольшие изменения дыхания оказывают огромное воздействие на количество углекислого газа в тканях.

Как тибетские крестьяне могут жить так высоко над уровнем моря?

В последние годы ученые выяснили, что тибетские крестьяне, живущие на высоте больше 4 тыс. м над уровнем моря, генетически приспособлены к этому. В течение более чем 10 тыс. лет высокогорные жители Тибета эволюционировали генетически, что позволяло им жить в такой среде. По сравнению с другими людьми, у жителей Тибета имеется по крайней мере один дополнительный ген, помогающий их кровяным тельцам удерживать больше кислорода. Похоже, это также усиливает их репродуктивные способности. Они могут лучше дышать и размножаться, чем другие люди в аналогичных горных условиях. Тибетцы эволюционировали в течение тысячелетий, и многие из них, не имевшие нужного гена, просто вымерли.

В такой эволюции нет ничего удивительного. В течение последних 30 лет почти 1,5 тыс. человек совершили успешное восхождение на гору Эверест. Некоторые использовали кислородные баллоны, другие рассчитывали только на кислород, содержащийся в воздухе. Многие умерли во время восхождения или спуска. Но надо заметить, что у тех, кто пользовался кислородными баллонами, шанс выжить был почти в три раза выше.

В 2004 г. доктор Ганс Хоппелер, врач из Бернского университета в Швейцарии, установил, что у скалолазов на больших высотах мышечные клетки могут повреждаться в результате кислородной недостаточности. Так что легко понять, почему тибетцам нужна была эволюция²⁶.

Почему говорят: «Вышибить дух»?

(Спрашивает Джон Миллер, Саннивейл, Калифорния, США)

У среднего взрослого человека легкие могут вмещать около 5 л воздуха. Во время нормального дыхания объем воздуха, входящего в легкие и выходящего из них, составляет около ¹/₁₀ от общего объема воздуха в легких, то есть 500 мл. Если человек намеренно дышит глубоко, он может вдыхать 3 л воздуха (это называется резервным объемом вдоха) и выдыхать дополнительно 1 л (резервный объем выдоха). То, что остается в легких после максимального выдоха, называется остаточным объемом воздуха и составляет примерно 1 л.

Дыхание контролируется как сознательно, так и бессознательно. Двигательные нервы идут к диафрагме и к межреберным мышцам, что обеспечивает расширение и сокращение грудной клетки во время дыхания. Чувствительные нервы проходят к различным рецепторам, которые сообщают мозгу, сколько в крови кислорода и углекислого газа, какое давление воздуха в легких и каково напряжение мышц грудной клетки во время дыхания. Последние два показателя являются важной информацией, позволяющей мозгу координировать движения мышц таким образом, чтобы дыхание было ровным.

Если человека сильно ударить в грудь, воздух, вытесняемый при этом из легких, может превысить обычный резерв выдоха. В таком случае мозг будет дезинформирован и перестанет «чувствовать» дыхание, пока природная эластичность не поможет легким восстановиться после удара. Такое восстановление занимает пару секунд, но в это время человек не может дышать, и это обычно очень пугает. Так что, как видите, выражение «вышибить дух» является довольно точным.

Будет ли создано искусственное сердце?

Изучив последние исследования по проблеме создания искусственного сердца, доктор Т. С. Гай пишет: «После многих лет надежд и разочарований создание искусственного сердца становится реальным»²⁷. В некотором смысле искусственное сердце уже существует. Оно называется левожелудочковый аппарат вспомогательного кровообращения (ЛАВК). ЛАВК временно выполняет значительную часть работы сердца по перекачке крови у пациентов, ожидающих пересадки сердца. Аппарат может почти полностью трансплантироваться в организм, за исключением батарей, регулятора и соединительного шнура. Сейчас ЛАВК можно имплантировать на долгий срок тем пациентам, которым в любом случае требуется трансплантация сердца. Однако аппарат доступен только одному из 15 пациентов, которым требуется имплантация сердца.