ryskaa

Подробности? Легко. У котов - пенис с ороговевшими выступами-шипами, направленными назад. Вы думали, когда кошка пытается ударить кота во время интима, это от страсти? Нет. От неприятных ощущений (ну, если ваша кошка не мазохистка). Шипы на пенисе раздражают стенки влагалища, это посылает сигнал в мозг кошки, гипофиз выбрасывает гормон, запускающий овуляцию. Без этих шипов шансы на успешное оплодотворение были бы мизерными. Сперма просто пришла бы "не по делу".

А поскольку у природы часто бывает так, что чем-нибудь решается сразу несколько задач, то пресловутые шипы ещё выполняют роль экскаватора, выгребающего остатки спермы, которую оставил предыдущий кот. Это повышает шансы для генов именно последнего кота (известно, что кошка может иметь несколько связей, с интервалом... с коротким интервалом, в общем. Лень искать.)

Кот тоже, наверное, особого восторга от шипов на своём хозяйстве не испытывает. Шипы сделаны из кератина (как наши ногти) и, вероятно, приносят коту некоторые неудобства. Но эволюцию в первую очередь волнует результат, оплодотворение, а не комфорт участников процесса.

Кстати, у кастрированного кота пенис гладкий. Шипы без мужских гормонов редуцируются и отпадают. Зачем они ему теперь-то... В 1960-х провели эксперимент: у котов удалили эти шипы (о, бедные коты науки). И что вы думаете? Кошки после секса с этими котами не овулировали. Теория подтвердилась. Фоток не будет, вы же не думаете, что я котовьи дикпики постить стану? И у нас вообще кошка. Желающим почитать про шипастые пенисы в рецензируемых научных журналах - вот (PubMed), и по ссылкам оттуда.

Пока можно добавить пост: у собак такого нет. У собак другая приколюха - часть пениса так раздувается во время соития, что буквально удерживает партнёршу (т.н. "сцепка"). Шипы есть у кошачьих, у грызунов, у ежей-кротов-землероек... У некоторых обезьян, кстати. У шимпанзе есть. У человекообразных (гориллы, орангутаны) - нет. Могу ошибиться - зоология не моя область совсем. И у людей нет)) есть версия, что это из-за моногамии.

ЗЫ. Камина у меня тоже нет. Для красного словца сказала, ага.

Я - Злобная Биохимичка. Всем донам спасибо) А коты тут есть? Расскажите, как вам.

А-а-а! Я знал! Биохимичка проболталась! Можно обойтись без инсулина! Бигфарма делает миллиарды на нас! Всё, больше не буду колоть!

Ну и закономерно потом приезжает в больничку с гипергликемией. Потому что обойтись без инсулина на самом деле нельзя. Поэтому у биохимиков есть правило: никому не рассказывай о бойцовском клубе о AMPK-пути утилизации глюкозы. Хотите подробности, кстати? Только вам расскажу, по секрету. Пишите в комментариях. Но сейчас - именно про инсулиновый путь. Напомню: инсулин цепляется к своему рецептору (торчит из клетки, как маяк в океане), и это даёт клетке сигнал выпустить грузовичок (GLUT-4), который выхватит глюкозки и притащит её в клетку.

Так вот, когда мы тюленимся и не двигаемся, в клетках мышц снижается количество переносчиков глюкозы (GLUT-4) и "электростанций" (митохондрий). А зачем их много, если клетка требует мало энергии? Всё логично. Но самое главное - клетки снижают чувствительность к инсулину - уменьшается количество его рецепторов, "маяков", и ухудшается сигнал от маяка внутрь клетки. По той же логике: а зачем это всё? Соответственно, когда потребуется загонять глюкозу в неработающие мышцы, ПЖ вынуждена производить всё больше инсулина. Развивается инсулинрезистентность. И ещё, неиспользованная глюкоза такая: ну да, ну да, пошла я нахер... И уходит, но не туда, а в жир, особенно висцеральный. Пруф: PubMed. Там малоподвижку обвиняют сразу во всём, но СД2 тоже имеется в списках. Или вот: метаанализ (10 исследований) показал, что длительный малоподвижный образ жизни повышает относительный риск развития диабета 2 типа на 112%. Снова PubMed.

Второе: лишний вес, особенно на животе, - не просто склад, эдакий "запас сала в мешке", а вредный эндокринный орган. Для пуза есть масса красивых терминов: висцеральный, абдоминальный и т.д. жир. Но это всё равно пузо. Это фабрика по производству проблем. Она делает гормоны и цитокины (например, резистин, интерлейкин-6), которые напрямую нарушают инсулиновую сигнализацию "по маякам" в клетках. Этот жир ещё подавляет выработку полезного адипонектина, который повышает чувствительность к инсулину. Ну и до кучи - источник огромного количества жирных кислот, что влияет на работу печени и опять-таки бьёт по инсулиновому конвейеру, только уже с этой стороны. Пруф - PubMed.

Третье: ну, давайте про стресс. Сам по себе он, конечно, не может стриггерить диабет. Вот честно: так или иначе, у всех людей есть стрессовые ситуации. Часто - затяжные, хронические. В середине прошлого века вся страна жила 4 года в перманентном стрессе (я про ВОВ, если что) - и вовсе не у каждого жителя случился потом диабет. Но гормон "дедлайна", кортизол (он же "главный гормон стресса" стимулирует распад гликогена в организме (в него сшиваются "лишние" молекулы глюкозы, про запас). Это эволюционно оправдано: когда-то, в момент опасности, организм извлекал глюкозу из тайника, утилизировал и, благодаря этому, продолжал успешно вовсю драпать от саблезубого тигра. Но теперь тигра нет (где же ты, тигр, когда ты так нужен?), а стрессы есть, кортизол тоже есть, и дополнительная глюкоза, соответственно, попадает в кровь, как и много лет назад. А нужна ли сейчас она вот такая, экстра-порция, добавка сверху? Да чаще всего - не особо.

А она есть. Ну и это тоже моделирует вышеописанную ситуацию с избыточным питанием сахарами, со всеми вытекающими последствиями. Пруф - ну пусть будет Кивимяки (PubMed).

Четвёртое: любите полуночничать? Ну, там, сон для слабаков, мы бодры веселы молоды и всё такое? А не надо бы. Нарушение циркадных ритмов тоже может способствовать появлению СД2. Снова эпичная многоходовочка, через нарушение секреции гормона сытости (лептина) и голода (грелина), переедание => регулярное и хроническое переедание => + повышение уровня кортизола => снижение чувствительности к инсулину => СД2. Пруф - PubMed же.

И так - ещё миллион причин. Я ж говорю, всё при чём, всё при делах. Каждая из причин - небольшое слагаемое, но сумма нескольких, да ещё помноженная на неудачную комбинацию генов... В общем, такие дела. Да, даже возраст, с чем мы вообще ничего не можем сделать с тех самых пор, как Марти МакФлай и Док уничтожили свою машину времени... С возрастом объём мышечной ткани неминуемо снижается. То есть, что? То есть, печек для сжигания глюкозы просто-напросто становится меньше.

Да, просили в комментах про гестационный диабет добавить. ГСД не причина, но очень яркое предупреждение о грядущих проблемах. Риск развития полноценного СД2 в последующие 10-15 лет достигает 50-70% (пруф - метаанализы в BMJ. PubMed). Надеюсь, что все понимают: сам факт беременности тут ни при чём. ГСД просто подсвечивает проблему, а не вызывает её.

Вывод? Для СД2 генетика заряжает ружьё, а ошибки образа жизни нажимают на спусковой крючок. Причём - понемногу нажимают, несильно. Но - в очередной раз раздаётся выстрел и вот он, СД2.

А, да. Хорошая новость: на большинство этих причин (кроме возраста и генетики) можно повлиять. Иногда даже небольшого изменения - наладить сон, добавить прогулок, уменьшить число тортиков, справиться с хроническим стрессом - достаточно, чтобы значительно отдалить или предотвратить СД2. Такие дела)

Я - Злобная Биохимичка. Согласитесь, ничего особо нового, чего не знали (или хотя бы не подозревали) вы тут не услышали. Получается, я только механизмы обозначила. Т.е. не просто "пузо отстой", а "пузо отстой потому, что..." и далее по тексту. Ну, с пруфами. Донам, как всегда, спасибо! Мой Дзен, кому хочется.

И это... Работа над ошибками. В прошлом посте была неудачная метафора с моей стороны, мол, морковка полезнее курицы гриль. Имела в виду, морковку как олицетворение здорового питания, а курицу - как нездорового. Но мне резонно заметили, что это неудачно, и вообще - курица содержит белок, а белки нужны. Всё верно. За уточнения спасибо @okeboke. Я конечно не призывала есть морковку вместо курицы (ну, метафора же!)) но со стороны кто-то мог воспринять это именно так. Правильное питание - это сбалансированное питание по БЖУ, клетчатке/волокам и т.п. С небольшим количеством "быстрых" углеводов. И ещё: о наследуемом эпигенетическом. Тут вышла интересная дискуссия "что наследуется/что не наследуется" с @Faers, (большое спасибо), после чего я конечно почитаю много ещё чего по теме, в целях повышения чего там надо повысить. Генетика и эпигенетика - не моя область (оправдываюсь, ага. Моя - иммунохимия и нейрохимия, но всё же...) Всё же. Я как-то слишком лихо и безапелляционно в том посте написала, что эпигенетические метки могут передаться потомкам. Кроме нескольких конкретных примеров, действительно пока нет причин так считать для остальных меток. Но настороженность по поводу возможности такого наследования, продолжаю настаивать, будет совершенно не лишней. Как-то так.

Кстати! А какой из перечисленных факторов самый проблемный для вас? Где "слабое звено" - быстрые углеводы, переедание в общем, гиподинамия, недосып, стресс... или всё сразу? Интересно же.

1. Оценивать только и исключительно ответ на экзамене/зачёте. У тебя, препода, память как у рыбки, что ли?! Ты знаешь, как отвечал, как участвовал в занятиях этот парень/эта девчонка в течение всего года! Ты составил общую картину по этому студенту, понимаешь его уровень знаний и способность эти знания приобретать, если понадобится. Что такого происходит в ночь перед экзаменом, что эта картина стирается, обнуляется, и студент снова tabula rasa?! Не можешь учитывать успехи (или неуспехи, да) студента в течение года? Ну, по-моему это профнепригодность тогда, пиши заявление.

2. Оценивать только и исключительно пресловутую "работу в течение года". Да, грешна, тоже этим балуюсь порой. "Автоматы" бывали. Некоторых это неслабо мотивирует пахать весь год - чего ж мне отказываться от такого удобного инструмента? Экзамен есть экзамен, такая вот форма контроля. Правила игры всем заранее известны, тяните билет, отвечайте на вопрос. Ответ учитывается, но всесторонне. Т.е., пахал/а весь год, а на экзамене лажаешь? Неуда не будет, я всё за год помню и на память не жалуюсь. Может и отл. нарисую (должностное преступление, ага. Плевать). Чел из лабы весь курс ближе к ночи уходил, у него уже две публикации и третья готовится - а я ему "2"?! Да щаз. Просто вопрос не по его теме. Или может он с девушкой расстался (или наоборот, познакомился) недавно. И аналогично, если весь год страдал хернёй, а потом на экзамене чудеса обучения проявил... Ну нет, я на "отлично" не жадная, но докажи хотя бы, что это не случайность. Хотя бы парочку допвопросов задам. И нет, не обязательно на всё отвечать отлично. Мне лишь бы понять, что знания есть.

3. Требовать каких-то абсолютированных знаний. Невозможно всё знать. Что-то в годове хорошо уложилось, что-то мимо прошло - и что ж теперь? Правила игры должны работать и в этом случае. В этом случае фраза "На 5 никто не знает" - это тупейшая из фраз. Конечно, никто не знает (кроме меня, муа-ха-ха!) Но экзамен - это не оценивание знаний за весь курс. Для этого у вас как раз и был весь год, помните?! См пункт 1. А на экзамене положено оценивать то, что отвечают по билету, поюс допы ещё - это максимум. Правила игры - они ведь для всех участников. Извольте соблюдать, ну.

4. "Ломать" себя, притворяясь, что все студенты одинаково милы и прельстивы. Ну, не бывает так! Мы не любим одинаково и Серёжку Уточкина с первого ряда, и вот того... другого... ну, который там вон сидит. С этим ничего не сделать. И ученики, и студенты срисовывают такую фальшь на раз-два. Просто надо уметь разделять профессиональное и эмоциональное. Уметь сказать, признаться хотя бы себе: "мы друг другу не нравимся, но к образовательной деятельности это не имеет отношения и никак на ней не отразится".

В первый раз я вышла "на аудиторию" в 25 лет. А студентам было по 21-22. Круто, да? Я понятия не имела, как надо действовать. Нет, классных примеров-то хватало, но это были уважаемые и заслуженные профессора. Я не могла натянуть их опыт и умения на себя: я-то другая, и воспринимают меня по-другому! Но зато я точно знала, как НЕ надо: таких примеров тоже хватало. Надеюсь, я не делала, как не надо. По крайней мере, некоторые студенты пишут до сих пор, а ведь уже 15 лет прошло (именно с биохимией я вышла вещать в люди в 27 лет, как кандидатскую защитила). И как же клёво потом ловить претензии с соседней кафедры, мол, "вы сманиваете у нас лучших студентов в свою биохимию". А я не сманивала, оно само так получается. В конце концов, у нас есть печеньки и ацетил-КоА, а у вас что? ;-)

Такие дела.

Я - Злобная Биохимичка. Всем донам спасибо) Скоро что-нибудь биохимическое напишу, пора уже.

Отсюда растут ноги всех идей "допросов с пристрастием", начиная от инквизиторских (кивну ещё одному любимому писателю, а чего б нет) и заканчивая классикой типа лампы в лицо, громкого командного голоса и т.п. Задача - перегрузить мозг возбуждениями самых разных областей: зрительной, слуховой, тактильной/болевой... Мозг не сможет тратить ресурсы на все процессы разом. Он выберет приоритетные и будет снабжать их, а генерация лжи - ну, по остаточному принципу. И процент обмана чаще всего начнёт снижаться.

Но эта ресурсная причина - вообще на поверхности. Бывает и глубже. Например, такая: ложь - это всегда стресс. Всегда. Даже если кто-то "врёт как дышит" и вроде бы получает видимое удовольствие от процесса вранья. Когда мы лжём (особенно осознанно и в важных вопросах), в нашем организме запускается реакция, похожая на реакцию на угрозу. Пресловутая триада "бей/беги/замри" у абсолютного большинства уверенно переходит в положение "беги". Так уж мы устроены. Миндалевидное тело в височной доле головного мозга (наш внутренний "сторож") сигнализирует об опасности разоблачения. Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось приходит в действие, выбрасывая в кровь кортизол, главный гормон стресса. Что мы чувствуем? Учащенное сердцебиение, потливость, напряжение, желание избежать контакта. Тело мобилизовано, ресурсы тратятся. Это неприятно и энергозатратно. Когда готовят разведчиков и шпионов, в психологических практиках особое внимание уделяется тренировке вот этого момента. Подавляют страх разоблачения. Если получается - человек получает умение искусно обманывать, что шпиону, понятно, нужно. Друг рассказывал

А теперь правда. Когда мы говорим правду, особенно в ситуации, где могли бы солгать, активируется мезолимбический путь - система вознаграждения мозга. Вырабатывается дофамин - нейромедиатор, связанный с чувством ожидания вознаграждения, удовлетворения, облегчения и уверенности. По выражению одного товарища, вы будто получаете внутреннюю "пятюню" от собственного мозга, за "правильное" поведение. Это вызывает легкую эйфорию, спокойствие и то самое чувство, которое классик описал как "легко и приятно».

Поскольку мы ещё и социальные существа, некоторые считают, что правда эволюционно закреплена для обеспечения безопасности. За нами уже давно не гоняются злые саблезубые тигры, но обманывать соплеменников навроде "Здесь тигров нет" всегда было некрасиво. "Экий ты, право, обманщик", - говорили эти соплеменники, по большей части - на бегу. И удручающе быстро заканчивались, надо полагать. Так что, честность, вероятно, была эволюционно выигрышной стратегией.

Честность — фундамент социальных связей. Когда мы откровенны, особенно с близкими, это укрепляет доверие. Процессы искреннего общения и ощущения взаимопонимания стимулируют выброс окситоцина. В низкоуровневом научпопе его называют гормоном привязанности и доверия. Ну, пусть так. Принесу точность в жертву образности. Окситоцин снижает тревожность, вызывает чувство тепла и защищённости. Поэтому душевный, правдивый разговор часто приносит облегчение и сближает. Что характерно, это не про рассказы таксиста про "собственные нефтяные вышки, а таксую для души". Это про реально откровенные и честные разговоры.

Словом, говорить правду легко, потому что это когнитивно менее затратно - не нужно удерживать в памяти сложную конструкцию из обмана; потому что мозг награждает нас дофамином за честность и снятие внутреннего конфликта, а зачастую и окситоцином за укрепление социальных связей. В то время как ложь держит организм в состоянии хронического стресса (кортизол же!).

Конечно, в социальном мире бывают сложные ситуации, где как раз правда может причинить боль и нанести столько "пользы", что потом никакой ложью не разгребёшь. Ложь порой оказывается полезнее правды (смотря кому, да), и мы, пользуясь всё той же префронтальной корой и её прогностическими мощностями, выбираем линию поведения с обманом. Но на базовом, психофизиологическом и биохимическом уровне, наш организм явно настроен на честность. Так что в следующий раз, чувствуя внутреннее облегчение после правдивых слов, знайте - это не только совесть, это ещё и нейрохимия.

Я - Злобная Биохимичка. Дзен вот. Донам, как всегда, большое спасибо! И, народ... Вопрос есть. У меня на Пикабу + Дзене около 15 тысяч подписчиков, которым я, конечно, рада. В общем, что информационного хотите от меня к Новому Году? ))

А ещё мы можем его сознательно, усилием мысли притушить. Ныряем в воду - задерживаем ведь дыхание. Хочется вдохнуть, но высшая нервная деятельность против: понимает, что пока нельзя, вода вокруг. И рефлекс идёт на поводу у сознания. К счастью, так бывает с рефлексами не всегда. На некоторые мы реально не можем повлиять, никаким усилием никакой мысли. Но дыхание - это куда более сложный комплекс событий, чем просто рефлекс.

Рефлекторная составляющая тут, конечно, тоже имеется. Базовый ритм вдоха-выдоха - автономное, рефлекторное, вегетативное мероприятие. Человек может потерять сознание - ну, например, упал с края плоской Земли, ударился головой о панцирь Черепахи, на которой та стоит, и отключился. Но дышать не перестал ведь! В дыхательном центре существует автогенная ритмическая активность. Эти клетки сами по себе, без внешних сигналов, генерируют периодические импульсы, подобно водителю ритма сердца. Этот базовый ритм передается на диафрагму и межреберные мышцы, раз за разом заставляя нас делать вдох-выдох.

Что интересно, дыхательный центр ориентируется не на содержание кислорода в крови. Точнее, в первую очередь - не на него. Знаете такие штуки - "прищепки" на палец, пульсоксиметры? В разгар ковида были популярны, мерили сатурацию (насыщение) крови кислородом. Так вот, если с такой "прищепкой" задержать дыхание, вот прямо надолго, до самого "ой, не могу больше", - она покажет, что с сатурацией всё ок, кислорода хватает. (Ну, если его и до этого фокуса хватало, т.е. человек здоровый). Словом, вдох прямо НУЖЕН, а кислород в крови вроде ещё есть.

Значит, дело не в кислороде. А в чём тогда? Оказывается, тут имеет значение рост концентрации углекислого газа, CO2. Он - один из конечных продуктов окисления глюкозы, он выделяется и в конвейере цикла Кребса (там, где щуку ацетил лимонил, см. прошлый пост). Словом - знаменует собой окончание этапа вдоха и начало этапа выдоха. Механизм такой: CO2 диффундирует из клеток в кровь. И там он, взаимодействуя с водой, даёт угольную кислоту H2CO3. Неорганики, молчите. Я знаю, что в вашей системе знаний такой кислоты в водном растворе не существует. Её и правда не существует, т.к. она тут же разрушается, вы правы, конечно. Но удобнее и понятнее всего расписать это с использованием именно угольной кислоты. Примерно так: CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃⁻.

Заморочилась с нижними и верхними индексами и со стрелочками туда-сюда. Всё для вас, дорогие читатели (без иронии). В общем, главное тут вот что: чем больше CO2, тем больше в итоге протонов H(+) в крови. То есть, кислотность крови из-за этого повышается (снижается pH). А в дыхательном центре и в крупных сосудах (сонных артериях, аорте) есть особые хеморецепторы, чувствительные именно к повышению концентрации H(+), то есть к этому падению pH крови.

Когда pH крови падает даже на сотые доли (например, с 7,40 до 7,38), хеморецепторы бьют тревогу и посылают сигнал в дыхательный центр:

Алярм! Ахтунг! Виу-виу-виу, кот код красный, повторяем, код красный! Или синий! Короче, слишком много CO2! Кислотность растет!

И дыхательный центр тут же усиливает и учащает дыхательные движения. Цель их - вывести избыток CO2. Через лёгкие - какие ещё варианты-то. Как только CO2 выходит, равновесие этой реакции смещается влево (бонжур, мсье Ле Шателье и его принцип смещения равновесия) и pH крови возвращается к норме.

NB: эта норма - очень-очень узкая! Кровь надёжно защищена от метаний и шатаний в кислый или щелочной pH т.н. буферными системами. В том числе потому, что слишком много от этого точного pH зависит, это критические вопросы жизнеобеспечения. Соответственно, в частности, бредни иных диетолухов про "защелачивание" крови мясом, "подкисление" брюквой и ягодами Годжи и т.п., - махровая чушь. Ничего такого с кровью здорового человека не бывает, а уж если случается ацидоз или алкалоз - исправляют его не семенами кациуса с дефлопе, а в больнице, и зачастую - в интенсивной терапии. Чувствительны мы к этим сдвигам, очень.

Кстати, о терапии. Доврачебная помощь, сердечно-легочная реанимация, если человек без сознания, не дышит и пульса нет, в первую очередь основывается на непрямом массаже сердца. Дыхание рот-в-рот там тоже есть, но соотношение 30:2. Тридцать нажатий и только два вдоха. Почему? Да потому, что кислород в крови ещё есть, куда важнее заставить её циркулировать по организму. Да, в ней всё больше CO2, да, растёт кислотность (ацидоз), но кислород ещё есть! И продолжать разносить его по организму - главнее всего. Потому и 30 нажатий на грудную клетку. А закисление крови... Ну, будет. Потом врачи решат эту проблему.

Вернёмся к дыханию. Где вообще находится дыхательный центр? Он расположен в отделе мозга под названием "продолговатый мозг" (medulla oblongata). Это самый древний и жизненно важный отдел мозга, управляющий базовыми функциями организма. Там выделяют две ключевые группы нейронов: дорсальная (главным образом отвечает за вдох, посылая те самые сигналы диафрагме и межреберным мышцам) и вентральная (управляет как вдохом, так и выдохом. Над ними в структуре под названием "Варолиев мост" находится пневмотаксический центр, который "подстраивает" ритм, плавно и мягко переключая фазу вдоха на выдох. Судорожное, дёрганое дыхание - это результат либо какой-то проблемы с организмом, либо опять-таки сознательный акт. Мы можем на какое-то время осознанно включать рваный ритм дыхания, хотя физиологически это не требуется. Но в обычном состоянии мы мягко вдыхаем и выдыхаем воздух - благодаря этому центру.

И вот это всё ориентируется главным образом на CO2, а не O2, как я сказала выше. Круто же придумано? А то! Блин, одна из целей, которую я вижу в своих текстах, - это вызвать у читателя чувство восхищения, восторга от того, как потрясающе тонко и сложно организован живой организм. Надеюсь, удаётся иногда.

Так о кислороде этот ваш/наш дыхательный центр вообще не думает? Только о CO2? Почему не из-за нехватки кислорода (O₂)?

Хех. Как правило, дыхательный центр и правда практически "не замечает" умеренного снижения содержания O2. Его главный триггер - это CO2/H(+). Но при сильной гипоксии (сатурация падает ниже ~90%) срабатывают специальные периферические хеморецепторы, чувствительные именно к O2. Так что, всё имеет значение. В таких обстоятельствах дыхательный центр всё замечает. Но если дело дошло до сигналов от этих рецепторов - это уже реально аварийный режим работы организма.

А за сознательный контроль дыхания отвечает кора больших полушарий головного мозга. Когда надо (как в примере с нырянием), она посылает мощный тормозящий сигнал в дыхательный центр, подавляя его автоматическую активность. Да и просто, на ровном месте может так сделать. Захотели задержать дыхание просто так, без физиологической необходимости, - а пожалста! *голосом К. Ларина*

Но всё, конечно, имеет свои пределы. Не получится произвольно задержать дыхание на "сколько угодно" времени. Рано или поздно случится "срыв": сигнал от хеморецепторов насчёт уменьшения pH крови станет настолько мощным, что преодолеет сознательный запрет от коры. Дыхательный центр решительно "взламывает" её контроль: поигрались - и хватит! Плевать, что там вокруг: вода, метан или неблагоприятная политическая обстановка! Происходит императивный вдох и выдох.

А как же ныряльщики?

А что ныряльщики? Профессионалы тренируют не лёгкие, а толерантность к высокому уровню CO2. Ну и умение сознательно расслабляться, отодвигая момент срыва рефлекса. Ещё они используют гипервентиляцию (глубокое частое дыхание перед нырком), чтобы "вымыть" как можно больше CO2 из крови и отсрочить момент его критического накопления. Кстати, это - такое себе упражнение. Оно может привести к гипоксии и потере сознания под водой ещё до того, как сработает рефлекс на CO2. И, когда рефлекс таки прорывается, такой ныряльщик вдыхает воду, со всеми понятными и печальными последствиями.

А почему нам иногда требуется глубокий вдох? (Из комментариев)

Хороший вопрос. Как правило - не для повышения насыщения кислородом. А для того, чтобы побольше выдохнуть, вывести как можно больше углекислого газа. Для того, чтобы... в общем, см. выше, описала этот феномен. Так что, не стесняйтесь выдыхать: организм устроен умно, тут он знает, что ему надо.

Вроде про дыхание всё, что хотелось сказать, сказала. В списке следующих (обещанных!) текстов: причины СД2, шалфей-зверобой-чабрец-чага и связь тупых шуток с когнитивистикой. Помню-помню.

Я - Злобная Биохимичка. Дзен вот. Донам как всегда большое спасибо!

А, песня про дыхание! Вот:

Тем не менее, такой непосредственный, даже детский вопрос при обдумывании уже кажется не совсем детским. Если в двух словах, мы дышим, чтобы производить энергию (в форме аденозинтрифосфата, АТФ) для жизнедеятельности всех клеток нашего тела. Чтобы синтезировать/запасти АТФ, надо что-нибудь окислить. Идеальным кандидатом для окисления оказалась глюкоза (хотя не одна она такая, бывают менее эффективные, но всё-таки варианты). Идеальным окислителем для неё - кислород (хотя и без него мы можем немножко протянуть).

АТФ - такая "энергетическая валюта" клетки. (Мы, кстати, и в социуме к этому придём, вероятно. Не золото, а энергия станет платёжным стандартом. Уже становится, имхо). Все процессы в организме (сокращение мышц, передача нервных импульсов, синтез веществ, деление клеток, поддержание температуры тела и мн. др.) требуют именно энергии, а не какого-то там золота. И вот эту энергию клетки получают при расщеплении АТФ.

Но напрямую взять АТФ из пищи мы не можем. Так уж заведено в нашем мире, что в пище у нас - питательные вещества. Те самые белки, жиры и углеводы. И вот из них-то, в первую очередь - из углеводов, клетка извлекает энергию и запасает её в молекулах АТФ. В этом сокрыт великий смысл: энергия клетке нужна всегда. Но не шквал энергии, который случается при окислении глюкозы, а дозированные и относительно небольшие энергетические "порции". Такие, какие получаются при расщеплении АТФ. Такая аналогия: молекула глюкозы - это пятитысячная купюра. А АТФ - сотенная денежка. И в клетке ежесекундно куча трат, но каждая из покупок - небольшая. 5000 продавец таких мелких товаров и не возьмёт - сдачи нет. Нужна денежка помельче - вот для этого АТФ и есть.

Кроме того, высвобождение энергии при помощи окисления молекулы глюкозы - эдакое одноразовое и крупномасштабное событие. С АТФ же мы получаем много мелких, энергетически ёмких "батареек". И, в конце концов, высвобождение энергии из АТФ - намного более быстрое, чем из глюкозы (доли секунды) и адресное (прямо по месту потребления эти порции энергии получаем). Всё это делает путь "Окислили глюкозу - Получили много энергии - Запасли её в АТФ - Разрушили АТФ, когда надо - Быстро получили немного энергии, дозировано и адресно" намного более предпочтительным, чем попытки утилизации энергии из глюкозы напрямую. Это - лучшая стратегия из возможных.

А ещё есть АТФ-зависимый механизм сигнализации "энергии много/мало, клетка не устала/устала". Если много АТФ расщеплено, то начинается торможение: клетка "понимает", что дело идёт к истощению и переходит в режим отдыха и накопления новых блоков АТФ. Расщепляя глюкозу, конечно.

Самый эффективный способ извлечения энергии из глюкозы - это её полное окисление. Процесс идёт до углекислого газа и воды и требует участия кислорода. Без кислорода схема гликолиза очень неэффективна. Такой даст в 18 раз меньше АТФ относительно одной молекулы глюкозы. Соответственно, можем не дышать? Можем, но очень недолго. Клетки в авральном режиме будут штамповать эту АТФ, но расход будет выше дохода. Дебет с кредитом не сойдутся (вопрос нескольких минут), и клетка в условиях нехватки энергии перестанет функционировать. Погибнет.

Для справки: мировой рекорд без дыхания - 29 минут. Это был какой-то эпически крутой ныряльщик, который ещё и считерствовал малость: перед задержкой дыхания он дышал чистым кислородом, чтобы насытить им кровь, насколько возможно. С другой стороны, рекорд есть рекорд. Попробуйте тоже подышать кислородом, а потом 29 минут не дышать, ага... Большинству людей удаётся обойтись без вдоха от нескольких секунд до пары минут максимум.

Есть у Вселенной определённая ирония в этом вопросе. Если кто не знает, кислород - не главный компонент воздуха. Его там всего-то 21%. А главный - азот, его 78% (и ещё 1% на всё остальное, мои дорогие любители математики). Воздух - это в первую очередь азот, да-с. Кислород по количеству там на втором месте. Но большинству живых существ нужен именно он, и именно такой, разбавленный. А вот вам ещё одна шуточка от мироздания: все помнят, что кислород получается на нашей планете при помощи фотосинтеза растений? Так вот, задача фотосинтеза - соорудить молекулу глюкозы из углекислого газа (CO2) и воды. Кислород там получается как побочный продукт этого процесса. И передовиком производства кислорода на Земле являются вовсе не леса нашей тайги или леса ихних тропиков, а, внезапно, цианобактерии и всякие микроскопические водоросли. Пруф (EN). От 50 до 80% кислорода делают нам именно они.

Итак, ответ на вопрос "Зачем/Почему" такой: мы дышим, чтобы доставить кислород в клетки, где он используется для производства АТФ. Теперь - вопрос "как?" Процесс можно разделить на три уровня: внешний (лёгочный), транспорт газов и внутренний (тканевой/клеточный). На первом уровне за счет сокращения диафрагмы и межреберных мышц объем грудной клетки увеличивается, и давление в легких падает ниже атмосферного. Это вдох. Воздух, содержащий около 21% кислорода, поступает в легкие. Далее в крошечных лёгочных пузырьках (альвеолах) кислород диффундирует в кровь, связываясь с гемоглобином эритроцитов. Одновременно углекислый газ (CO2) - продукт метаболизма - диффундирует из крови в альвеолы и удаляется с выдохом.

Этот альвеолярно-капиллярный барьер - это нечто потрясающее, на самом деле! Представьте себе, толщина этой мембраны - всего лишь от 0,2 до 0,5 мкм! Именно такая толщина слоя отделяет воздух, который мы вдохнули, от нашей крови. Для сравнения, толщина человеческого волоса около 80 мкм. Помните недавнюю эпидемию ковида? Этот вирус предпочитал многим клеткам организма именно эти, формирующие барьер. Представляете, какая сволочь? Бил чуть ли не по самому тонкому и беззащитному месту! Если с этими нежными клетками случается вирусная проблема - иммунитет настолько разъяряется, что может начаться тот самый печально известный "цитокиновый шторм". Хорошо, что от ковида быстро сделали несколько вакцин. Трудно даже примерно оценить, сколько жизней они спасли. Миллионы, без преувеличений.

Кислород, попав в кровь, связывается с гемоглобином и несётся эритроцитом к тканям. Там его транспорт выстроен в обратном порядке, от эритроцита к клетке. Далее начинается самое интересное для биохимика, процесс клеточного дыхания. В клетке происходит следующее: C6H12O6 (глюкоза) + 6 O2 (кислород) = 6 CO2 (углекислый газ) + 6 H2O (вода).

Ну, чего ты ругаешься по-химически? Нормально ж разговаривали!

Угу. Выделившаяся в ходе окисления энергия идёт на 30-32 штуки АТФ. Сперва в цитоплазме идёт гликолиз, расщепление глюкозы на пируват (остаток пировиноградной кислоты). Этот этап не требует кислорода, кстати. Дальше в матриксе митохондрии запускается цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Выглядит это примерно так:

Щуку ацетил лимонил,
Но нарцисса конь боялся,
Он над ним изолимонно
Альфа-кетоглутарался.

Сукцинился коэнзимом,
Янтарился фумарово,
Яблочек припас на зиму,
Обернулся щукой снова.

Того. Ну, или то же самое в виде простой картиночки.

Щука из стиха - ЩавелевоУКсусная кислотА, и так далее. Там ещё разных событий по мелочи (окислительное фосфорилирование). Вещества с кодовыми именами НАД*H и ФАД*H2 отдают электроны, те проходят по цепи переносчиков. Их энергия используется для "накачивания" протонов (H+) в межмембранное пространство. И обратный поток протонов через АТФ-синтазу приводит к синтезу основного количества АТФ (около 34 молекул из одной глюкозы). Тут-то и требуется кислород: он является конечным акцептором электронов и протонов, образуя воду: O2 + 4e(-) + 4H(+) = 2 H2O.

К слову, появление аэробного дыхания (около 2,5 млрд лет назад) стало феерической революцией жизни. Оно дало организмам на порядок больше энергии из того же количества пищи по сравнению с анаэробным брожением. Это позволило развиться сложным, многоклеточным, высокоактивным формам жизни, включая человека.

В общем, такие дела. Мы дышим затем и потому, что наши клетки нуждаются в постоянном притоке кислорода для эффективного производства АТФ, этого универсального источника энергии для жизни. Дыхание в традиционном разговорном смысле "вдох/выдох" - это внешнее проявление сложного биоэнергетического процесса, без которого существование сложных организмов невозможно.

Я - Злобный Биохимик. Ещё в Дзене присутствую)

Ага, вспомнила, наконец, что биохимик! А то какую-то ерунду пишешь...

Я и не забывала. Просто пишу о том, о чём хочется... Надеюсь, было интересно. За донаты - неизменное спасибо! Мне прямо душу согревает мысль, что кому-то настолько нравятся мои тексты, что он(а) не просто ставит плюсик, а заморачивается с донатом.