Парадоксальное дыхание для начинающих - Игорь Исаев Страница 9

Кислород играет ключевую роль в энергетике большинства живых существ. Он служит окислителем питательных веществ при дыхании животных, растений, грибов и бактерий. Без кислорода обходятся лишь сравнительно немногочисленные и достаточно примитивные виды жизни, обитающие в безкислородных (анаэробных) условиях и покрывающие свои энергетические потребности за счет брожения. Очевидно преимущество кислородного (аэробного) типа энергетики перед анаэробиозом. Количество энергии, выделяющейся при окислении данного питательного вещества кислородом, в несколько раз превышает энергию, выделяющуюся при его окислении, например, пировиноградной кислотой, используемой в качестве окислителя при таком распространенном типе брожения, как гликолиз.

С биохимической точки зрения все высокоорганизованные живые существа, как и человек, нуждаются для своей нормальной жизнедеятельности в постоянном поступлении к тканям организма кислорода (О₂), который используется всеми живыми клетками в сложном биохимическом процессе окисления питательных веществ, в результате чего выделяется биохимическая энергия и в виде отходов образуются двуокись углерода (углекислый газ – СО₂) и вода.

Рис. 3.1. Обменные процессы в клетке, обеспечивающие выделение биохимической энергии.

Дыхание – процесс обмена газов между клетками и окружающей средой (Рис. 3.1.). Хотя более верным будет обозначать дыхание как поглощение из нее кислорода (O₂) и выделение диоксида углерода (углекислого газа, CO₂). Но точнее всего называть дыханием процесс, происходящий на молекулярном уровне (клеточное дыхание), – окисление клеткой питательных веществ (АТФ) с высвобождением энергии, запасаемой в химических связях аденозинтрифосфата (АТФ) и частично рассеиваемой при этом в форме тепла.

В научном понимании дыхание – это совокупность многих процессов на разных уровнях функционирования физического организма, обеспечивающих получение энергии при «сжигании» в клетке кислорода и выделение двуокиси углерода в качестве отходов этого процесса. Непосредственный процесс «сжигания» кислорода можно назвать клеточным дыханием, происходящим на молекулярном уровне, – окисление клеткой питательных веществ с высвобождением энергии, запасаемой в химических связях аденозинтрифосфата (АТФ) и частично рассеиваемой при этом в форме тепла. В клетке сложные органические вещества разрушаются при участии кислорода до химически весьма простых элементов – углекислого газа и воды с выделением энергии прежде «законсервированной» в химических связях этих сложных веществ. В клетке окисление идет поэтапно и строго контролируется, поэтому далеко не все биоэнергетическое топливо сгорает сразу, совершая «двигательную» работу и выделяя тепло. Некоторая часть его количества резервируется в форме сохраненных молекул АТФ на другие перспективные нужды. В дальнейшем организм использует эти запасы в качестве топлива для энергообеспечения протекания самых разнообразных процессов, включая перенос ионов через мембраны, сокращение мышц, деление клеток, синтез жизненно важных веществ и т. п.

Рис. 3.2. Строение митохондрии – биохимической «энергостанции» клетки.

Основные реакции, дающие клетке биохимическую энергию, происходят внутри митохондрий, которые часто называют энергетическими станциями клетки. Митохондрии это микроскопические и способные к самовоспроизведению тельца (органеллы) внутри клетки (Рис. 3.2.). Полное окисление молекулы глюкозы до углекислого газа приводит к образованию и последующему «сгоранию» 32 молекул АТФ. Это и есть основной биоэнергетический процесс, дающий жизнь клетке.

Вообще, достаточно многозвенный процесс дыхания у высших животных и человека разделяется на несколько ступеней. К процессам дыхания относят: – Принудительное нагнетание свежего и удаление отработанного воздуха из атмосферы в альвеолы легких (вентиляция легких).

– Диффузия (проникновение) газов из воздуха альвеол в кровь легочных капилляров (вместе с предыдущей стадией называется внешним дыханием).

– Транспортировка кислорода кровью по магистральным артериям от капилляров легких к капиллярам тканей и далее выведение углекислого газа от тканей по венам к капиллярам легких.

– Диффузия (проникновение) газов из капилляров в клетки тканей и обратно.

– Окисление кислородом биоэнергетических субстратов в митохондриях клеток с целью получения биохимической энергии, сопровождающееся выделением углекислого газа (внутреннее или клеточное дыхание).

Но по житейской привычке мы подразумеваем под дыханием лишь непрерывную и ритмическую вентиляцию легких с целью притока свежего и крайне нужного нашим клеткам в огромных количествах кислорода и удаления ненужного и даже вредного углекислого газа. Однако, с точки зрения современной передовой науки это представление является не чем иным, как массовым заблуждением. Эдаким, крайне укоренившимся в общественном сознании околонаучным предрассудком, полностью противоречащим очевидным фактам современного естествознания.

Рис. 3.3. Ученые 18-го века уподобляли процессы дыхания горению топлива в печи.

Рассмотрим условия, в которых сформировался этот крайне живучий современный миф. Основатель современной химии Антуан Лавуазье во второй половине 18 века первым понял, что принципиальных различий между окислением углеводов в клетке и горением дров в печке нет (Рис. 3.3.). (Но это только грубо-энергетическое понимание процесса жизни). В то время ученый провел такой опыт: взял два стеклянных колпака, под одним поставил зажженную свечу, под другой посадил живую мышь. По прошествии некоторого времени свеча гасла, а мышь погибала. Под обоими колпаками в результате обнаруживался одинаково бесцветный газ тяжелее воздуха, который назвали углекислым. Название появилось потому, что он получался в процессе сгорания углерода и при растворении в воде давал слабую кислоту.