Dum spiro, spero («
Все процессы нашего сложно устроенного организма зависят от нашего дыхания. Например, если бы у нас были бы другие запасы кислорода, мы бы даже выглядели по-другому и по-другому болели. И это были бы не только другие болезни, но и другие их формы. Вероятно, и все возрастзависимые процессы, например, онкопластические, нейродегенеративные или атеросклероз, наступали бы раньше, наша жизнь была бы намного короче, и мы не могли бы накапливать столько знаний, сколько накапливает их человек в наши дни.
Для всех физиологических процессов текущей жизнедеятельности нужен кислород. Нашему организму только в сутки в состоянии покоя требуется около 10 тысяч литров воздуха! Мы не можем жить без кислорода, потому что деятельность всех наших органов, как и всех клеток организма, зависит от своевременного поступления такого нужного нам кислорода. При этом от объема и давления оксидативных процессов зависит также и вся патология нашего организма.
Но и без выделения СO2
мы не сможем жить, и причиной этого является ацидоз наших тканей, который на определенной стадии очень быстро приведет к спазму и образованию тромбов. В последние десятилетия появились важнейшие данные о важной роли углекислого газа в синтезе белка, проницаемости мембран и активности ферментативных систем. Достаточная концентрация СO2 нужна также и для нормальной работы центральной нервной и эндокринной систем.Важный факт: клетки получат ровно столько молекул кислорода от эритроцитов, сколько молекул СO2
они получат от тканей, то есть существует вот такой физиологический бартер. Старый же человек, имеющий сниженные дыхательные объемы, артериосклероз (это возрастзависимое изменение жесткости артерий), атеросклероз (это очаговое поражение артерий эласто- и эластомышечного типа), макро- и микроангиопатии, особенно если он к тому же имеет избыток массы тела и переедает, обычно учащенно дышит в попытке получить больше кислорода. Но слишком частое дыхание на фоне гиподинамии приводит к парадоксальному эффекту: вымыванию из крови углекислоты, которая необходима для релаксации сосудов. Понижение уровня углекислоты в крови приводит к хроническому сужению сосудов и, как следствие, к хроническому кислородному голоданию тканей.Классификация гипокапнически и гиперкапнических состояний[50]
Интересно, что уровень СO2
и pH крови могут изменяться взаимно непредсказуемо, а иногда и противоположно в зависимости от экспериментальных или клинических условий. Как правило, ацидоз подавляет большинство клеточных функций, и именно по той причине, что организм использует различные стратегии для защиты своего внутри- и внеклеточного кислотно-щелочного баланса в чрезвычайно узких пределах. Сложность воздействия СO2 во многом объясняется тем, что он прямо или косвенно изменяет внеклеточную и внутриклеточную среду, критическую для нормального функционирования нашего организма.Увеличение СO2
приводит к большей концентрации ионов водорода H+ за счет его спонтанного и катализируемого карбоангидразами соединения с водой с образованием угольной кислоты. Генерируемые таким образом протоны могут свободно реагировать с титруемыми группами в определенных аминокислотах, что приводит к вторичным и третичным структурным изменениям многих белков и ферментов в клеточных мембранах и водной среде клеток. В дополнение к своим прямым подкисляющим свойствам СO2 может вступать в реакцию с некоторыми свободными аминогруппами белков. Это связывание СO2 также изменяет структуру и функцию белка и может объяснить некоторые различия, наблюдаемые в эффектах СO2 и H+.Лучшим примером двойной химии углекислого газа и белков является хорошо известный эффект Бора, или снижение сродства гемоглобина и кислорода. Учитывая, что эти реакции могут происходить практически с любым белком или ферментом, неудивительно, что при различных обстоятельствах СO2
может действовать противоположным образом. Одним из таких примеров является случайное исследование, в котором было обнаружено, что СO2 снижает сопротивление легочных сосудов. Каким образом эти опосредованные СO2/H+ возмущения в активности белка затем изменяют клеточные процессы, полностью неизвестно: вероятно, они будут включать изменения мембранного ионного транспорта и электрохимического мембранного потенциала, снижение внутриклеточной концентрации кальция, снижение активности ферментов и изменения транскрипции наших генов.