Автор: Максим Савин.
Можно много рассуждать, 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!
Казнь декабристов
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 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 в виду? 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.
Если более подробно хочется знать о том, как куют АТФ.
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. Наш 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 полбеды. 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.
«Нам эта ваша дыхательная система нафиг не нужна» (с) Планария
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.
Эритроцит не доехал до снабжаемой ткани. Да так все и было
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).
Ничего лишнего — только гемоглобин
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?
Эритроцит доставляет кислород по капиллярам.
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 наших 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 (карбгемоглобин) 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 дышит, он запросто может умереть, просто из-за того, что его эритроциты отказываются возить что-либо, кроме CO.
Коту дают подышать кислородом, дабы изгнать СО из его эритроцитов.
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, какими 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.
Оригинал: https://vk.com/wall-162479647_254480
Пост с навигацией по Коту
А ещё вы можете поддержать нас рублём, за что мы будем вам благодарны.
Яндекс-Юmoney (410016237363870) или Сбер: 4274 3200 5285 2137.
При переводе делайте пометку "С Пикабу от ...", чтобы мы понимали, на что перевод. Спасибо!
Подробный список пришедших нам донатов вот тут.
Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!