Джессика Браун - Поговорим о дыхании. Дар, который мы не ценим

У крови, которая транспортирует газы в ткани Айи, нет конечной станции. Она беспрерывно циркулирует до самых удаленных клеток. Каждый орган может в любое время освободиться от углекислого газа и забрать подвезенный кислород. Сила, стоящая за такой циркуляцией, — это сердце. Оно ритмично сокращается и вгоняет кровь в сосуды. Сердечные клапаны заботятся о том, чтобы она двигалась в нужном направлении. Путь бедной кислородом крови из правого желудочка в легочный ствол короткий — поэтому и говорят о «малом круге кровообращения». Большой круг поставляет обогащенную кислородом кровь из левого желудочка через аорту и артерии всем органам. А теперь внимание: путешествие одного эритроцита через всё человеческое тело длится примерно минуту.

Первооснову для современных медицинских книг заложили в Древнем Египте. Датированный еще XVI веком до н. э. папирус Эберса — одна из старейших сохранившихся рукописей — описывает среди прочего связь кровеносных сосудов с сердцем. И то, что вдыхаемый воздух снабжает легкие, древние тоже понимали благодаря бальзамированию. Правда, египтяне весьма причудливо объясняли связь между ушами и носоглоткой: «Дыхание жизни проникает через правое ухо, а дыхание смерти — через левое». Хотя вполне вероятно, что переводчик просто-напросто ошибся в прочтении иероглифа.

По легенде, китайский император Хуанди [8] Хуанди, или Желтый император — легендарный правитель Китая и мифический персонаж; считается основателем даосизма, известен также как автор медицинских трактатов; умер в 2597 году до н. э. в своих трактатах о пульсе основал прикладную пульсовую диагностику, и сегодня используемую в традиционной китайской медицине. Самое раннее познание: в состоянии покоя сердце взрослого при вдохе совершает четыре удара, то есть шестьдесят — восемьдесят ударов в минуту. Частота сердечных сокращений Айи с ее ста двадцатью пока значительно выше.

В ее грудной клетке молекулы вдыхаемого воздуха ждут перехода в кровь. Не всем это удается. Примерно четверть объема каждого спокойного вдоха теряется в дыхательных путях: воздух «зависает» где-то между ротовой полостью, гортанью, трахеей и бронхами. А поскольку он не участвует в газообмене, медики называют это пространство «мертвой зоной» вентиляции. В альвеолах также остается часть воздуха. Азот, например, исполняет роль местоблюстителя: он отвечает за то, чтобы они не спадали, поскольку кислород или углекислый газ могут подоспеть в любое время. Вот как раз в легких Айи появились молекулы кислорода. Теперь кровь поставляет их туда, где они нужны: в ткани. Но можно лишь условно сказать, что они накапливают кислород: всегда есть клетки, где его не хватает. Кислород проскальзывает через их мембраны, как прежде через аэрогематический барьер. Избавившись от кислородного груза, красные кровяные тельца тут же подхватывают углекислый газ, отданный клетками, и отправляются в обратный путь. Вот только молекулы кислорода не знают: проникнув в клетку, они сделали шаг навстречу своей смерти.

Я покидаю Айю и ее родителей, чтобы мать могла спокойно покормить дитя. В первые недели младенцу требуется в среднем 650 килокалорий в день. Эту энергию поставляет солнце. Но в отличие от растений люди не могут получать ее непосредственно. Растения добывают углекислый газ из воздуха, воду из почвы и с помощью солнечного света превращают их в питательные вещества: углеводы, жиры или белки. Мама Айи получает эти вещества из пищи и передает их дочери с молоком. Затем митохондрии, своего рода электростанции в клетках, с помощью вдыхаемого кислорода образуют из питательных веществ фосфатное соединение аденозинтрифосфат (АТФ). Этот процесс называется внутренним, или тканевым, дыханием. АТФ, универсальная валюта организма, обеспечивает энергией все наши действия, от кропотливого труда отшельника до заказа пиццы по телефону. При полном окислении углеводов каждая молекула кислорода, использованная клетками, замещается молекулой углекислого газа, которую Айя должна выдохнуть. Помимо того, при синтезе АТФ образуется вода. В этой эндогенной воде атомы пополняются из вдыхаемых молекул кислорода. Так что каждая будущая слеза, пролитая Айей в кино, каждая капля пота, пролитая на футбольном поле, оставит в себе след ее дыхания.

Вдохните. Ваш организм как раз требует этого. Сосредоточьтесь на вдохе. Сделайте этот глубокий вдох через нос (хорошо, если он у вас не заложен). Задержите дыхание. Чувствуете, как расширяется грудная клетка? Как опускается диафрагма? Благодаря тому, что давление воздуха в груди теперь ниже атмосферного, воздух из атмосферы устремляется в ваши легкие. Его не так много, как вам, может быть, кажется. Примерно с банку пива. Однако в нем множество всякой всячины: только что вы, как через шланг пылесоса, всосали в себя миллиарды молекул. Доля кислорода, столь необходимого вашим клеткам, здесь невелика: всего около двадцати одного процента. Наряду с ним вы вдохнули микроскопические капельки воды, столь же древней, как сама Земля. Углекислый газ, только что выдохнутый окружающими. Пылевые частицы мухи, несколько недель назад омертвевшей на подоконнике. И даже вещества не из вашего непосредственного окружения. Ведь ваше дыхание — часть гигантского процесса рециклирования во вселенной. Он объединяет вас со всеми живыми существами на нашей планете. С тысячами давным-давно взорвавшихся звезд. С прошлым и даже будущим (но об этом позже). А теперь выдохните — если вы этого еще не сделали.

Далеко на западе Австралии, в пустынном регионе, где проживает четыреста человек и гнездятся тысячи водоплавающих птиц, обжились одни из древнейших существ на Земле: тромболиты. Озеро Клифтон (Lake Clifton) — окруженное эвкалиптами и перечными деревьями озеро в национальном парке Ялгорап. У него необычная форма: оно простирается на двадцать один километр, при этом ширина нигде не превышает полутора километров. Его легко принять за море (побережье проходит за ним параллельно). Четыре тысячи лет назад озеро еще было лагуной. Сегодня из пряно пахнущих джунглей к его берегам ведет длинный зигзагообразный деревянный настил. Для озера оно слишком солоно и мелко. С высоких мостков просматривается дно. Ничто не нарушает тишину, кроме плеска волны и птичьих криков. Место, где можно вдохнуть полной грудью. Во многом благодаря тромболитам. Они лежат рядышком друг с другом в прибрежной воде — растянувшаяся на пятнадцать километров колония идеально округленных бурых валунов. И ничто не выдает того, что в них сокрыта жизнь. Или — что без их предков не было бы ни этого эвкалиптового леса, ни кенгуру, ни глазеющих на причудливые камни туристов вроде меня. Тромболиты — симбиоз крошечных водорослей и бактерий, обитающих в ими же построенных купольных залах. Преимущество здесь у цианобактерий. Хоть их и причисляют к бактериям, однако они, как растения, выделяют кислород. Возможно, дело в фотосинтезе, лучшем на свете механизме сохранения солнечной энергии. Через специальную мембрану внутри цианобактерии улавливают солнечный свет, чтобы позже из углекислого газа и гидрокарбоната кальция, которым богаты грунтовые воды, стекающие в озеро, синтезировать высокоэнергетический сахар. В остатке — кислород и известковые отложения, давшие этим ископаемым остаткам название. По-гречески thrombos значит «ком», «глыба»; lithos — «камень». Вырастая на десятую долю миллиметра в год, тромболиты проводят пограничную линию между живой и неживой природой. Старейшим экземплярам из озера Клифтон едва ли две тысячи лет. А вот их обитатели, цианобактерии, два с половиной миллиарда лет назад коренным образом изменили Землю.