Белковая молекула гемоглобина имеет форму шара или смятой в клубок проволоки. Она увенчана четырьмя молекулярными нахлобучками из порфиринов, в серединке коих, как драгоценные камни в оправе, сияют атомы железа. Для особых любителей прекрасного приведем химическую формулу гемоглобина, которая, конечно же, ни о чем никому не скажет (ибо для полного понимания нужно рисовать структуру молекулы), но представление о количестве атомов даст:

С₂₉₅₄Н₄₅₁₆N₇₈₀O₈₀₆S₁₂Fe₄

Упомянутые чуть выше порфириновые набалдашники с железками посередке называются гемами, они и ловят кислород. Едва только одна молекула О₂ притянется к гему и сядет на атом железа, как остальные части молекулы начинают «механически» выворачиваться, выставляя наружу поочередно один гем за другим и ловя на них кислородики. (Слово «механически» взято в кавычки потому, что механика – понятие из макромира, а тут у нас сплошной электромагнетизм, высшая химия и квантовая физика.)

Как только гемоглобин поймал первую кислородинку, у него из-за пространственного проворота части молекулы резко возрастает сродство к кислороду, то есть способность притянуть кислород. И так далее по цепочке: считается, что сродство четвертой захватывающей «клешни» в 500 раз выше, чем у первой. Поэтому загрузка гемоглобина кислородом происходит практически мгновенно – за одну сотую долю секунды. Открытие этого эффекта лавинообразного роста скорости захвата атомов кислорода было в свое время удостоено Нобелевской премии.

Молекула гема, состоящая из порфирина с атомом железа в центре

Молекула гемоглобина с четырьмя гемами

Как только в альвеолах происходит загрузка эритроцитных вагончиков кислородом, они становятся алыми, придавая артериальной крови ее красивый цвет. А на выгрузке в капиллярах мы наблюдаем обратную картину – кислород из гема высвобождается, на его место, то есть на атом железа, присаживается молекула СО₂. И это резко снижает сродство соседнего гема к кислороду, он сразу отлетает, заменяясь молекулой углекислоты. В результате разгрузка окислителем и загрузка отходами происходит также очень быстро – гемоглобин разряжается кислородом, как револьвер, отстреливая одну молекулу за другой. При этом сразу меняется цвет гемоглобина, а значит, эритроцитов и, соответственно, крови – на более темный, почти черный.

И что же у нас получается? Чем чаще человек дышит и чем чаще кровь проходит через легкие, тем больше она там отдает углекислого газа – такова физика процесса газообмена. А углекислый газ в крови присутствует как в связанном виде (в эритроцитах венозной крови), так и в растворенном – его примерно 7 % от всего объема СО₂. И связанный, и растворенный уходят при частом дыхании. А чем меньше в крови остается углекислоты, тем выше сродство гемоглобина к кислороду, то есть сила, притягивающая кислородные атомы к переносчику. Это означает, что гемоглобину труднее будет отдавать в тканях кислород – его просто не оторвешь, химическое сродство велико! А значит, без достаточного количества углекислоты начнется тканевая гипоксия.

В принципе, это логично, организм «рассуждает» так: если углекислоты мало, значит, процессы окисления идут неспешно и кислорода клеткам много не надо – соответственно, гемоглобин повышает сродство к кислороду, и тот не отдается в ткани. Сработала автоматика!

Соответственно, полностью нарушается процесс газообмена, это усугубляется еще и тем, что падает качество сурфактанта, потому как его тоже вырабатывают клетки, коим начинает не хватать кислорода, и они начинают работать хуже. Замкнутый круг.

Кроме того, при понижении уровня СО₂ спазмируются капилляры, что тоже логично: надо перекрыть поступление лишнего кислорода к тканям, не нужен он там в таких количествах, – решает организм! А дальше срабатывает гидравлика: перекрыты трубы – растет общее давление в системе. И это еще один фактор начала гипертонии [3].

Спазмирование капилляров приводит к снижению концентрации азота в тканях. Ну, а из-за падения концентрации N₂ падает настроение. Цепочка простая, и на ней основан интересный эффект, до которого я сейчас дойду. А пока вернемся к нашим аквалангистам.

Дабы избежать азотного отравления, умные люди решили измерить растворимость инертных газов в крови, и оказалось, что наименьшая растворимость – у гелия. Поэтому для глубоководных погружений стали готовить газовую смесь, частично заменяя азот гелием. С гелием никакого опьянения не наступало.

Обнаружилось также, что еще лучше азота в крови растворяется ксенон. Это тоже инертный газ (как и гелий), он также не вступает ни в какие биохимические реакции в организме, но, как и азот, вызывает опьянение, причем гораздо большее – именно в силу его лучшей физической растворимости. И теперь ксенон применяют в медицине – как в анестезиологии (ксеноновый наркоз), так и в психотерапии (лечение зависимостей наркотических и алкогольных). Просто надевают маску, и люди дышат смесью кислорода и ксенона. Порой за десять сеансов удается вывести человека из депрессивного состояния. Причем, в отличие от азота, для наркотического нагнетания которого в кровь нужно давление от 5 атмосфер (то есть требуется погружение или барокамера), ксеноном можно дышать и балдеть при обычном давлении – опять-таки в силу его повышенной растворимости.

Почему инертное вещество, не вступающее ни в какие биохимические реакции внутри организма, вдруг вызывает столь сногсшибательный (во всех смыслах) эффект, никто до сих пор не знает. Это и вправду трудная загадка – биохимических реакций нет, а эффект опьянения есть. Мне доводилось пробовать ксеноновый наркоз – подышал, и ощущение такое, будто грамм триста водки выпил, голова «уходит» конкретно. Но стоит снять маску, через пять минут ксенон из крови улетучивается, и эффект пропадает – без всяких похмельных синдромов, какие бывают от водки. Симптомов отравления тоже нет, что понятно: ведь никаких химических реакций не было, печени не нужно выводить токсины. Правда, тошнить может, но не из-за отравления, а из-за сосудистого коллапса – сосуды настолько расслабляются и раскрываются во время наркоза, что давление может сильно упасть, отсюда и тошнота. Это чисто физиологическая реакция.

В общем, точный механизм воздействия этих газов на психику пока не известен. Больше всего это действие похоже на действие катализатора, который сам в реакции не участвует, но ее запускает. Только катализатора нужно мало, а тут азота как раз много, он играет роль катализирующей среды, то есть мы имеем дело с моим любимым бесструктурным управлением [4].

Могу предположить, что наша психика как главный контролер интегрального состояния метаболизма чутко отмечает общее состояние организма. Соответственно, когда метаболизм улучшается, мы чувствует некую эйфорию. А когда ухудшается, нас зажимает, человек сваливается в депрессию. И если ко мне приходит человек лечить депрессию, я говорю: сначала нужно проверить ваш метаболизм. Прежде всего – на газовый обмен, посмотрим, как работают ваши легкие, каков рН крови. И на это, кстати, нужно бы обратить самое пристальное внимание психотерапевтам! Они часто берутся лечить депрессию, делают все правильно, но вытащить человека не могут – просто потому, что у того сдвинулся метаболизм, идет нештатный обмен веществ в организме. А ведь человек мыслит и ощущает себя всем телом, а не только мозгом, и потому от внутреннего состояния тела зависит восприятие мира. И что тут психотерапевт ни делай, хоть какие препараты ему давай, хоть какие сеансы проводи, человек все равно будет возвращаться в депрессию, пока дыхание и печень ему не восстановишь, потому как печень – мотор метаболизма, а дыхание – сама жизнь.

И дыхательная гимнастика в этом случае может принести большую пользу, нормализовав газообмен. Вот только делать ее совершенно бесполезно, если у вас зажата шея! Потому что с центральным регулятором не поспоришь: если он считает, что ваш дыхательный стереотип должен быть таким, а не иным, ты его хоть как переучивай, пользы не будет, он вернет все на круги своя – посчитав, что в атмосфере недостаток кислорода, он участит дыхание, снизит тем самым концентрацию растворенного СО₂ в крови, и это по описанному выше сценарию вызовет тканевую гипоксию, депрессию и прочие неприятности вплоть до онкологии. Поэтому перед дыхательной гимнастикой надо сделать шейную. Это откроет путь крови к центральному регулятору, он изменит дыхательный стереотип, а потом дыши хоть по Стрельниковой, хоть по Бутейко, хоть по Шишонину.

На рисунке показан гистологический срез альвеол. При зажатой диафрагме и поверхностном частом дыхании дышит только часть легких – газообмен осуществляется лишь в тех альвеолах, которые ближе к самым широким «воздуховодам». А до дальних уголков воздух не проходит. И потому страдают от гипоксии не только ткани всего тела, но даже и легких.

Но я, конечно, советую дышать все-таки по Шишонину! Чем моя дыхательная гимнастика лучше? Я впервые применил в ней прямые рефлекторные методы включения диафрагмы. Это очень простые и действенные способы, они без специальных навыков довольно легко подключают диафрагму, которая у большинства людей выключена, зажата. А ее зажатость, неподвижность и, соответственно, неучастие в процессе дыхания, кстати говоря, также могут быть обусловлены шейным остеохондрозом, потому что нерв, управляющий диафрагмой, берет свое начало как раз в шейных позвонках. Передавленный нерв – плохое управление диафрагмой – изменение дыхательного стереотипа – тканевая гипоксия – предраковое состояние.

Завершая разговор о газообмене, скажу следующее: клиническая практика показывает, что у всех моих пациентов, у которых зажата шея, наличествует депрессия в той или иной степени. Практически ни одного нет без угнетенного состояния психики! Возможно, как раз потому, что мало азота в крови. Именно азота, а не кислорода, по моей гипотезе. Кислород, он все-таки нужен для биохимических реакций, а азот потенцирует эти реакции, и в том числе работу желёз головного мозга – гипоталамуса, эпифиза, гипофиза.