[Анатолий Муха]

Низкое парциальное давление кислорода благоприятно влияет на здоровье человека.

Ученые из Университета Наварры в Испании выяснили, что люди, живущие на большой высоте над уровнем моря, имеют сниженный риск сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта и диабета.

К такому выводу исследователи пришли, изучив данные нескольких тысяч добровольцев, наблюдения за которыми велись с 1999 года, пишет MedDaily.ru.

Как показал анализ собранной информации, люди, жившие на высоте от 457 до 2297 метров над уровнем моря, реже сталкивались с метаболическим синдромом по сравнению с теми, кто жил на уровне моря (от 0 до 121 метра).

Чем выше над уровнем моря жил человек, тем ниже оказывалась вероятность метаболического синдрома.

Метаболический синдром представляет собой сочетание нарушений, способствующих увеличению риска сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта и диабета. К ним относят повышенное давление, высокий уровень сахара и холестерина в крови, а также ожирение в области талии.

Углекислый газ (СО2) или углекислота и ее соединения играют очень важную роль в жизнедеятельности организма.

1. От содержания в крови углекислоты зависит поступление в ткание кислорода (эффект Вериго-Бора). Гемоглобин принимает и отдаёт кислород в зависимости от содержания кислорода и углекислоты в плазме крови. При снижении парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе и крови сродство кислорода к гемоглобину повышается, что затрудняет переход кислорода из капилляров в ткани.

2. Углекислый газ является природным расширителем сосудов. При снижении СО2 на 1мм.рт.ст. в крови происходить снижение мозгового кровотока на 3-4%, а коронарного 0,6-2,4%. При снижении СО2 до 20 мм рт.ст. в крови (половина официальной нормой), кровоснабжение головного мозга снижается на 40% по сравнению с нормальными условиями.

3. Углекислый играет ведущую роль а гуморальном механизме регуляции дыхания. Главным физиологическим стимулом дыхательных центров является двуокись углерода. Регуляция дыхания обусловливает поддержание нормального содержания СО2 в альвеолярном воздухе и артериальной крови. Возрастание содержания СО2 в альвеолярном воздухе на 0,17% вызывает удвоение МОД, а вот снижение О2 на 39-40% не вызывает существенных изменений МОД. При повышении в замкнутых герметических кабинах концентрации СО2 до 5 - 8% у обследуемых наблюдалось увеличение легочной вентиляции в 7-8 раз. При этом концентрация СО2 в альвеолярном воздухе существенно не возрастала, так как основным признаком регуляции дыхания является необходимость регуляции объема легочной вентиляции, поддерживающей постоянство состава альвеолярного воздуха. Деятельность дыхательного центра зависит от состава крови, поступающей в мозг по общим сонным артериям. В 1890 г. это было показано Фредериком в опытах с перекрестным кровообращением. У двух собак, находившихся под наркозом, перерезали и соединяли перекрестно сонные артерии и яремные вены. При этом голова первой собаки снабжалась кровью второй собаки и наоборот. Если у одной из собак, например у первой, перекрывали трахею и таким путем вызывали асфиксию, то гиперпноэ развивалось у второй собаки. У первой же собаки, несмотря на увеличение в артериальной крови напряжения СО2 и снижение напряжения О2, развивалось апноэ, так как в ее сонную артерию прступала кровь второй собаки, у которой в результате гипервентиляции снижалось напряжение СО2 в артериальной крови.
Двуокись углерода, водородные ионы и умеренная гипоксия вызывают усиление дыхания. Эти факторы усиливают деятельность дыхательного центра, оказывая влияние на периферические (артериальные) и центральные (модулярные) хеморецепторы, регулирующие дыхание.
Артериальные хеморецепторы находятся в каротидных синусах и дуге аорты. Они расположены в специальных тельцах, обильно снабжаемых артериальной кровью. Аортальные хеморецепторы на дыхание влияют слабо и большее значение имеют для регуляции кровообращения. Артериальные хеморецепторы являются уникальными рецепторными образованиями, на которые гипоксия оказывает стимулирующее влияние. Афферентные влияния каротидных телец усиливаются также при повышении в артериальной крови напряжения двуокиси углерода и концентрации водородных ионов. Стимулирующее действие гипоксии и гиперкапнии на хеморецепторы взаимно усиливается, тогда как в условиях гипероксии чувствительность хеморецепторов к двуокиси углерода резко снижается. Артериальные хеморецепторы информируют дыхательный центр о напряжении О2 и СО2 в крови, направляющейся к мозгу.
После перерезки артериальных (периферических) хеморецепторов у подопытных животных исчезает чувствительность дыхательного центра к гипоксии, но полностью сохраняется реакция дыхания на гиперкапнию и ацидоз.

Центральные хеморецепторы расположены в продолговатом мозге латеральнее пирамид. Перфузия этой области мозга раствором со сниженным рН резко усиливает дыхание, а при высоком рН дыхание ослабевает, вплоть до апноэ. То же происходит при охлаждении или обработке этой поверхности продолговатого мозга анестетиками. Центральные хеморецепторы, оказывая сильное влияние на деятельность дыхательного центра, существенно изменяют вентиляцию легких. Установлено, что снижение рН спинномозговой жидкости всего на 0,01 сопровождается увеличением легочной вентиляции на 4 л/мин. Центральные хеморецепторы реагируют на изменение напряжения СО2 в артериальной крови позже, чем периферические хеморецепторы, так как для диффузии СО 2 из крови в спинномозговую жидкость и далее в ткань мозга необходимо больше времени. Гиперкапния и ацидоз стимулируют, а гипокапния и алкалоз - тормозят центральные хеморецепторы.
Для определения чувствительности центральных хеморецепторов к изменению рН внеклеточной жидкости мозга, изучения синергизма и антагонизма дыхательных газов, взаимодействия системы дыхания и сердечно-сосудистой системы используют метод возвратного дыхания. При дыхании в замкнутой системе выдыхаемый СО2 вызывает линейное увеличение концентрации СО2 и одновременно повышается концентрация водородных ионов в крови, а также во внеклеточной жидкости мозга.
Совокупность дыхательных нейронов следовало бы рассматривать как созвездие структур, осуществляющих центральный механизм дыхания. Таким образом, вместо термина "дыхательный центр" правильнее говорить о системе центральной регуляции дыхания, которая включает в себя структуры коры головного мозга, определенные зоны и ядра промежуточного, среднего, продолговатого мозга, варолиева моста, нейроны шейного и грудного отделов спинного мозга, центральные и периферические хеморецепторы, а также механорецепторы органов дыхания.

4. Углекислота играет важную роль в постоянстве кислотно-щелочного равновесия, т.е является основным компонентом бикарбонатной буферной системы. Система бикарбонатного буфера состоит из относительно слабой угольной кислоты, образующейся при гидратации углекислого газа , и сопряженного основания - бикарбоната С0+Н20=Н2С03=Н++НС03 -.Бикарбонатная буферная система играет большую роль в создании общей буферной емкости крови, так как буферный эффект этой системы существенно увеличивается благодаря ее тесной связи с дыханием. Механизмы, направленные на поддержание напряжения углекислого газа в артериальной крови (40 мм рт.ст.), способствуют созданию высокой концентрации бикарбоната в плазме (24 ммоль/л). Другими словами, поддерживая напряжение углекислого газа в крови, дыхательная система обеспечивает высокое содержание буферных соединений. Механизмы, направленные на поддержание напряжения углекислого газа в артериальной крови (40 мм рт.ст.), способствуют созданию высокой концентрации бикарбоната в плазме (24 ммоль/л).

5. Влияние СО 2 на нервную систему. В одном из ведущих физиологических журналов «физиологические обзоры» была опубликована работа "Физиологические эффекты гипервентиляции". В этой статье д-р Браун (кафедры физиологии в университете Канзаса медицинский центр, США) представил свои данные почти 300 профессиональных физиологических и медицинских исследований. При рассмотрении воздействия углекислого газа на дефицит нервных клеток, он заявил: «Исследования, предназначенные для определения эффектов, гипервентиляцией на нервную и мышечную ткань свидетельствуют о их повышенной раздражительности" (Brown, 1953). Мышечные и нервные клетки стали аномально чувствительными или раздражительными.

6. СО 2 влияет на проницаемость клеточных мембран, активность многих ферментов, интенсивность продукции гормонов и степень их физиологической эффективности, процесс связывания белками ионов кальция и железа.