Можно много рассуждать, на тему была бы участь Российской Империи лучше или хуже, если бы выступление декабристов увенчалось успехом, а не тем факапом, которым оно завершилось, но все это не имеет смысла! Сергей Муравьёв-Апостол, как и другие организаторы восстания был приговорен к смертной казни через повешение. И пусть даже не с первого раза из-за обрыва веревки (уровень организации казни был на уровне организации восстания), но все-таки был повешен и вследствие отсутствия поступления кислорода в его мозг — умер. Было ли это неизбежно? Конечно нет!
Всего бы было иначе, если бы наш герой относился к дрожжам. Конечно не факт, что относясь к группе дрожжей он бы смог принять столь же деятельное участие в восстании декабристов, но в одном можно быть уверенным на 146% — он бы точно смог обходиться без кислорода сколько угодно.
Во всем виноват Чубайс выбор, который наши предки сделали в своем развитии. Кислород вовсе не является необходимой потребностью всех живых организмов, более того, некоторое время назад (как вчера помню) кислород был опаснейшим ядом для всего живого, просто они и мы крепко на него подсели. Зачем же они это сделали?
Все дело, как и всегда, в экономике. Некоторое время назад мы рассмотрели механизмы действия человеческого иммунитета, и поняли что в целом он во многом похож на силовые структуры и армию! Армия — это хорошо, но она ничто без экономики!
На любую деятельность, в том числе и на поддержание себя такими, какие мы есть (это гомеостаз называется) обязательно требуются ресурсы. Как и любое уважающее себя государство наш организм старается унифицировать ресурсы. Что я имею ввиду? Вот допустим вы решили завоевать Галлию, что вам для этого нужно? 50 000 солдат, 50 000 щитов, 50 000 мечей 20 000 лошадей и далее еще 368 пунктов. Ну кому это понравится? Гораздо удобнее когда у вас есть универсальная валюта. 2 000 000 динариев и Галлия у ваших ног!
Наш организм в этом вопросе преуспел не хуже современных капиталистических государств. Универсальная энергетическая валюта нашего организма — молекула АТФ (Аденозинтрифосфорная кислота).
Вот так легким движением остатка фосфорной кислоты добывается аж 40 кДж энергии(на моль разумеется). АТФ превращается в АДФ. А если вы уж совсем радикальны, то можно откусить у нее еще один остаток фосфорной кислоты, и выручить еще немного энергии, но лучше не надо, так как это уже приобретение энергии по существенно завышенным ценам. А это уже растраты и без пяти минут коррупция
Вместо того, чтобы сжигать топливо напрямую, как это делают в любых двигателях внутреннего сгорания, и конструировать сопла, поршни, цилиндры, радиаторы теплообменники, пароперегреватели, форсажные камеры и черт еще знает что, ОКБ по разработке живых клеток, решило сделать гораздо более рационально — топливо конвертируется в АТФ, а АТФ уже точечно тратится в любом месте, где нужна энергия. Это дает гораздо больший КПД, чем у любых ДВС человеческой разработки.
Таким образом — любой энергетический каприз — за ваши деньги АТФ. Хочешь мышечные сокращения — гони АТФ. Нужен активный транспорт веществ через клеточную мембрану — АТФ в студию. Хочешь создать нервный импульс — заплати органеллам чеканной АТФкой.
Вообще мы повесимся перечислять все процессы, где используется АТФ,на то она и универсальная, что используется везде, поэтому просто зафиксируем — АТФ жизненно необходима внутри клеток для любой деятельности в т ч для поддержания вашего никчемного существования.
Как пить, курить, намутить много АТФ, перестать беспокоиться и начать располагать к себе людей? Этот вопрос беспокоил наших предков еще очень давно.
Для этих целей в клетке существует специальная организация — министерство энергетики митохондрия. Именно она генерит АТФ, и таким образом обеспечивает энергией всю клетку. Так как клетки в качестве исходного топлива используют глюкозу, то и конвертировать в АТФ приходится ее, а не 110 октановый бензин. И тут есть два стула способа:
1) Берем одну молекулу глюкозы, ставим в духовку на 10 миллисекунд, посолить поперчить и получаем аж 2 молекулы АТФ. Процесс называется анаэробным гликолизом или брожением, это как раз то, что делают дрожжи.
Мы так тоже умеем, но на этом все заканчивается только при недостатке кислорода. И вот почему:
2) Если есть кислород, то после вышеописанного гликолиза продукты реакции можно еще доокислить так, что мы получим 32 молекулы АТФ. Аттракцион неслыханной щедрости.
И неудивительно, что наши предки не устояли перед таким выгодным обменным курсом — 32 молекулы на одну молекулу глюкозы вместо двух. Это позволило им очень значительно поднять интенсивность обмена веществ, сделать клетки значительно более энерговооруженными, и поручить им такие функции, которые раньше они выполнять не могли. Например, создать из них такой орган как головной мозг, и подумать им, что конституционный строй в России лучше самодержавного. Однако это же и поставило нас в зависимость от кислорода. На мозг может жить без кислорода не более 5 минут.
Вот так, за все надо платить. Но возможно, вы еще не до конца догадываетесь сколько. Сам факт потребления кислорода в качеств окислителя это еще пол беды. Это еще только небольшая часть того лютого маневра, который осуществили наши предки, чтобы стать нами.
Если вы одноклеточная пусть и аэробная зверюга, то обеспечение кислородом для вас не станет большой проблемой — пока он есть в окружающей среде, у вас будет все хорошо — транспорта кислорода через мембрану клетки вам вполне хватит на все ваши нужды.
Но вот незадача, если вы становитесь многоклеточным и у вас уже хотя бы есть мезодерма, то брать всем клеткам кислород из окружающей среды — не вариант, так как клетки внутри вашего организма уже вовсе не находятся в окружающей среде. И надо чет думать о том, как им туда этот кислород доставлять. Да если путь не очень далекий то можно обойтись диффузией кислорода, как это делает, например, планария.
Довольно интересным способом этот вопрос решили насекомые - они отрастили внутри себя кучу трубок по которым свободно, а в некоторых случаях в принудительном порядке циркулирует воздух.
В обычных условиях тканям среднестатистического человека требуется 250-300 мл кислорода в минуту. В одном литре нашей крови можно растворить 3 мл кислорода. Отлично! При условии что половина крови идет от легких к тканям а половина в обратную сторону нам нужно…всего-то 2*300/3 = 200 литров крови.
Если же вы внимательно на себя посмотрите — то заметите что 200 литров не только крови в вас бы точно не поместилось. И в реальности количество кислорода в крови примерно в 70 раз выше, чем получилось бы при простом растворении.
Это техническое противоречие было решено весьма элегантно — кровь наполнили огромным количеством грузовиков, которые занимаются исключительно тем, что перевозят кислород от легких к тканям и углекислый газ — обратно.
Как вы уже догадались, в роли таких биологических грузовиков выступают эритроциты. Перевозка осуществляется при помощи гемоглобина — белка, который умеет соединяться с кислородом и углекислым газом и еще кое с чем, но об этом позже.
Примечательно, что сами эритроциты, как грузовики крайне эффективны и состоят фактически полностью из кузова и… больше ничего. В них даже нет ядра — они его выкинули в процессе своего развития. Когда переквалифицировались из ретикулоцитов (Предшественники эритроцитов, тоже умеют возить гемоглобин, но меньше и у них еще есть ядро, митохондрии и прочее ненужное перевозчику кислорода барахло, и если эритроциты -грузовики, то ретикулоциты — что-то типа фургона).
Интересный момент — чтобы добраться до клеток кровь, насыщенная кислородом в конце концов движется по капиллярам — тончайшим кровеносным сосудам от которых уже и идет снабжение самих клеток. Размеры эритроцитов 7-10 мкм, средний диаметр капилляра составляет 5—10 мкм. Внимание вопрос: как они туда пролезают?
Оставим читателя немного заинтригованным, но если он пойдет в размышлять над этим в бар за чашкой водки, то его эритроциты возможно как раз перестанут.
Вот такая выглядит дорожная карта для наши грузовиков — есть кстати два маршрута большой и малый круги кровообращения. Хотя справедливости ради это не совсем круги, а скорее части восьмерки
Таким образом, замутив всю эту дикую и на самом деле крайне сложную систему — мы, наконец, решили задачу снабжения кислородом всех клеток. Теперь грузовики с гемоглобином исправно таскают кислород к тканям, а углекислый газ обратно к легким и всем всего хватает.
Но теперь хотелось бы указать на несколько слабых мест этой системы и что может пойти не так. Самые банальные вещи вроде остановки сердца, отрубания головы, большой кровопотери и выхода легких из строя, или механической асфиксии мы рассматривать не будем — тут и так все понятно. Посмотрим на менее тривиальные вещи.
Допустим у нас целы все сосуды, работают легкие (и даже воздух поступает) , работает сердце, казалось бы, что может пойти не так?
Помните я говорил о том, что гемоглобин умеет помимо кислорода (в этом случае он называется оксигемоглобин) и углекислого газа (карбгемолобин) связываться кое с чем еще? Так вот это кое-что - угарный газ (СО), продукт неполного сгорания любого органического топлива. И если им подышать достаточно много и долго (а хрен вы поймете еще, что вы им дышите, так как он не имеет запаха), то будет очень нехорошо. Зрада тут заключается в том, что если гемоглобин связан с угарным газом (Это его состояние называется карбоксигемоглобин), он уже ни с чем другим особо связываться не хочет. И получается что даже если человека уже вытащили на открытый воздух и никаким угарным газом он уже не душит он запросто может умереть, просто из за того, что его эритроциты отказываются возить что-либо кроме CO.
Чтобы хоть что-нибудь сделать с этим, можно дать подышать человеку чистым кислородом, это приведет к значительному повышению парциального давления кислорода и гемоглобин, таки согласится отпустить CO. И это всего лишь один из примеров, но, увы, довольно часто встречаемых на практике уязвимостей в человеческой системе обеспечения себя окислителем.
Все это — цена высокого метаболизма. Существо с таким высоким уровнем метаболизма — почти как самолет, перманентно летящий над скалами, который никогда не может приземлиться, двигатель должен работать всегда.
Так что то, что вы каждый день просыпаетесь, и остаетесь такими же как и были вчера(хотя бы по вашим ощущениям) и думаете что бы такого интересного почитать на Коте — это настоящее чудо, цените это.
Автор - Максим Савин