Гленн Мерфи - Какой громкой бывает отрыжка?

— Что? Клетки тоже дышат? Тогда я совсем ничего не понимаю…

Ладно, попробуем разобраться. Прежде всего, нам надо осознать, что каждая клетка является крошечным живым организмом. Самые маленькие живые существа — бактерии — это просто самостоятельные клетки, которые плавают повсюду и поедают все, что могут съесть. Они поглощают сахар или другие питательные вещества из окружающего воздуха или жидкости и превращают эту «еду» в энергию, которую можно использовать, чтобы расти, размножаться и заниматься поисками новой еды.

— Пока вроде бы все ясно.

Отлично. В процессе эволюции некоторые из этих бактерий превратились в более крупные существа — рыб, лягушек, ящериц, обезьян и людей. Такие бактерии называются аэробными, а это значит…

— …что они носят тренировочные костюмы и много занимаются физическими упражнениями?

Нет, аэробика тут ни при чем. Это значит, что им нужно вдыхать (или поглощать) кислород, чтобы превращать еду в энергию.

— Да, конечно. Само собой. Я в том смысле, что таких маленьких тренировочных костюмов все равно никто не шьет.

Тут вы, пожалуй, правы. Однако не будем отвлекаться. Дело в том, что всем этим бактериям и клеткам крупных животных, в которых они превратились, нужно поглощать кислород по одной и той же причине — чтобы обеспечивать топливом механизмы переработки пищи и производить пригодную к использованию энергию.

— Но почему им так сильно нужен кислород? Неужели они не могут делать это без него?

В принципе, могут, во всяком случае, в течение какого-то времени. Но основным источником энергии для аэробных бактерий и клеток является цепная реакция, в которой используется кислород, и поэтому они не способны долго прожить без него. В результате этой реакции из кислорода и питательных веществ получается энергия и двуокись углерода (CO 2), именуемая в просторечии углекислым газом. Энергия хранится и транспортируется в специальных молекулах, а двуокись углерода нужно удалять из клеток, потому что при избытке она превращается в кислоту. Можно сказать, что аэробные бактерии как бы «вдыхают» кислород и «выдыхают» углекислый газ. Эти бактерии развивались, сцеплялись друг с другом и образовывали скопления, из которых со временем сформировались клетки, ткани и органы крупных животных. Но каждой клетке для производства энергии по-прежнему требуются питательные вещества и кислород. Вот почему животным приходится кушать и дышать, чтобы снабжать клетки всем необходимым.

— Хорошо, с этим вроде разобрались. Но почему крупным животным для дыхания нужны легкие?

Потому что чем больше животное, тем больше клеток в его теле и тем дальше от воздуха находятся его внутренности. Очень мелкие животные способны поглощать кислород через кожу и распределять его по тканям организма. Но большинству живых существ, чьи размеры больше, чем у плоского червя, приходится использовать воздуховодные трубочки, чтобы доставлять воздух во внутренние части тела (так устроены насекомые и пауки). Еще более крупным, сложным или активным животным требуется что-то вроде газообменного воздушного насоса. Его роль как раз и выполняют легкие.

— Но ведь не у всех животных есть легкие. Вот у рыб же их нет, правильно?

Правильно, у рыб легких нет. Но зато у них есть жабры. Рыбы заглатывают воду и используют жабры, чтобы поглощать растворенный в ней кислород. Затем жабры насыщают воду углекислым газом и выталкивают наружу. Вот что происходит, когда рыба шевелит жабрами.

— А почему мы не можем просто глотать кислород и выпускать углекислый газ?

Ну, тогда бы нам пришлось все время делать глотательные движения — через каждые несколько секунд, днем и ночью. И люди были бы похожи на больших, шагающих рыб. Не слишком приятная перспектива, и, кроме того, нам было бы трудно разговаривать. В любом случае ничего бы не получилось, потому что проглоченный воздух попадал бы в желудок, у которого и без того хватает забот с перевариванием пищи. К тому же он слишком мал, чтобы заниматься обменом вдыхаемых и выдыхаемых газов.

— Но какое значение имеет размер?