Поговорим о дыхании. Дар, который мы не ценим - [35]
Когда мы задерживаем дыхание, то в первую очередь не даем мышцам расслабиться: они застывают в положении вдоха или выдоха. Вплоть до шестидесятых годов прошлого века считалось, что и заданный дыхательным центром ритм останавливается. Оказалось, он как ни в чем не бывало держит такт — отсюда и першение в горле. Правда, на пару минут его сигналы можно самовольно подправить. Но почему не бесконечно — до сих пор загадка для ученых. Они пытаются найти «брейк-пойнт», тот момент, когда организм возвращает себе контроль над дыханием. Пионер в исследовании дыхания, американец Эдвард Шнайдер, в 1930 году опубликовал методы, с помощью которых этот момент можно отсрочить: замедлить обмен веществ, устроить гипервентиляцию или вдыхать чистый кислород. Один из его испытуемых не дышал пятнадцать минут. Однако и эти вспомогательные средства обманывают организм лишь временно. «Находясь на уровне моря, человеку практически невозможно произвольно задержать дыхание до потери сознания», — установил Шнайдер.
Что заставляет нас сломиться? Как первые кандидаты напрашиваются хемосенсоры, следящие за концентрацией кислорода и углекислого газа в крови. Однако для «брейк-пойнта» их импульсы не имеют решающего значения. Иначе после экстренной остановки дыхания организм игнорировал бы каждую следующую попытку задержки, пока показатель газа в крови не нормализовался бы. Однако мы можем задерживать дыхание несколько раз подряд — например, чтобы подавить икоту.
В 1954 году на это указал ученый из США Уорд Фаулер. После длительной остановки дыхания он позволил своим испытуемым дышать дальше, но отнюдь не привычным воздухом. Фаулер дал участникам эксперимента смесь, соответствующую составу только что выдохнутого ими воздуха. Те не испытали никакого дискомфорта. Хотя потом из-за недостатка кислорода начали задыхаться.
Может быть, это легкие сигнализируют «больше не могу!» и заставляют нас вдохнуть? Конечно, ни кислород, ни углекислый газ не минуют их, но в легких нет на эти газы хемосенсоров. И тем не менее они оказывают влияние на частоту дыхания через рефлекс Геринга — Брейера. Открыт он был двумя исследователями, лишь косвенно интересовавшимися дыханием: доктором Йозефом Брейером и профессором Эвальдом Герингом. В XIX веке оба служили в Венской медико-хирургической академии — Геринг занимался оптической системой глаза, Брейер был его научным ассистентом (в 1895 году в соавторстве с Зигмундом Фрейдом он опубликовал исследования по истерии). Под руководством Геринга Брейер оперировал находящихся под седативными средствами собак, чтобы исследовать функции различных нервов. Во время опытов он обнаружил, что раздувание легких рефлекторно тормозит вдох и вызывает выдох — защита для нежных легочных альвеол. В противоположность воздушному шарику мы не можем наполнять легкие воздухом, пока они не лопнут, — рефлекс Геринга — Брейера остановит. Образно говоря, блуждающий нерв, связанный с продолговатым мозгом, командует легким: «Стоп!» Брейер констатировал: как только перерезан этот нерв, подопытное животное впадает в длительный глубокий процесс дыхания. Актуальность этого открытия проявилась в шестидесятые годы XX века. Тогда начались первые хирургические операции по имплантации сердца и легких. Конечно, собаки стали первыми жертвами экспериментов. Их дыхание замедлялось до двух — шести вдохов в минуту. Благодаря двум ученым XIX века удалось установить причину: во время операции хирурги по неосторожности повреждали блуждающий нерв. Теперь таких ошибок практически не допускают.
Участвует ли растяжение легких в управлении частотой дыхания? Да. Служит ли оно причиной того, что неподготовленный человек не способен задержать дыхание больше минуты? Общее мнение: нет. Сами попробуйте. Зафиксируйте, как долго можете задерживать дыхание. Теперь не торопясь выпускайте воздух через рот. Это снимает напряжение в легких, но не сильно отсрочивает ваш «брейк-пойнт». В лондонской лаборатории влиятельного респираторного физиолога Абэ Гуца в результате многочисленных опытов было исключено, что именно легкие прерывают задержку дыхания. «Ни пациенты, у которых разорваны нервные связи между легкими и головным мозгом, ни те, у кого рецепторы, реагирующие на растяжение в груди, парализованы инъекцией спинного мозга, не были в состоянии надолго задерживать непроизвольное дыхание», — пишет специалист по спортивной физиологии Майкл Дж. Паркс из Бирмингемского университета, исследующий задержку дыхания.
