Углекислый газ и кислород
углекислый газ - основа питания всего живого на ЗемлЖизнь на Земле миллиарды лет развивалась при высокой концентрации углекислоты. И углекислый газ стал необходимым компонентом обмена веществ. Клеткам животных и человека углекислого газа нужно около 6—7 процентов. А кислорода — всего 2 процента. Этот факт установили эмбриологи. Оплодотворенная яйцеклетка в первые дни находится почти в бескислородной среде - кислород для нее просто губителен. И только по мере имплантации и формирования плацентарного кровообращения постепенно начинает осуществляться аэробный способ производства энергии.. /.../
В регуляции функций организма, диоксид углерода оказывает, по крайней мере на 3 четко определенные влияния:
1. Углекислый газ - один из главных факторов в кислотно- щелочной баланс крови.
2. В норме дыхание контролируется содержанием углекислого газа, а не кислорода
3. Углекислый газ оказывает существенное влияние на сердце и периферическое кровообращение.
Углекислый газ является главным регулятором всех функций в организме, главной средой организма, витамином всех витаминов. Он регулирует активность всех витаминов и ферментов. Если его не хватает, то все витамины и ферменты работают плохо, неполноценно, ненормально. В результате нарушается обмен веществ, а это ведет к аллергии, раку, отложению солей.
В процессе газообмена первостепенное значение имеют кислород и углекислый газ.
Кислород поступает в организм вместе с воздухом, через бронхи, затем попадает в легкие, оттуда – в кровь, а из крови – в ткани. . /.../ кислород - это регенерирующий элемент, служащий для очистки клетки от всех ее отходов и некоторым образом для ее сжигания. Отбросы клетки должны постоянно очищаться, иначе возникает повышенная интоксикация или смерть. Наиболее чувствительны к интоксикации клетки мозга, они погибают без кислорода (в случае апноэ) спустя четыре минуты.
Углекислый газ проходит эту цепочку в обратном направлении: образуется в тканях, затем поступает в кровь и оттуда через дыхательные пути выводится из организма.
У здорового человека эти два процесса находятся в состоянии постоянного равновесия, когда соотношение углекислого газа и кислорода составляет пропорцию 3:1.
Углекислый газ, вопреки широко распространенному мнению, необходим организму не меньше, чем кислород. Давление углекислого газа влияет на кору головного мозга, дыхательный и сосудо-двигательный центры, углекислый газ также обеспечивает тонус и определенную степень готовности к деятельности различных отделов центральной нервной системы, отвечает за тонус сосудов, бронхов, обмен веществ, секрецию гормонов, электролитный состав крови и тканей. А значит, опосредованно влияет на активность ферментов и скорость почти всех биохимических реакций организма. Кислород же служит энергетическим материалом, и его регулирующие функции ограниченны.
Углекислота — источник жизни и регенератор функции организма, а кислород — энергетик.
В древности атмосфера нашей планеты была сильно насыщена углекислым газом (свыше 90%), он являлся, и является сейчас, естественным строительным материалом живых клеток. Как пример, реакция биосинтеза растений - поглощение углекислого газа, утилизация углерода и выделение кислорода, и именно в те времена на планете существовала очень пышная растительность.
Углекислота так же участвует в биосинтезе животного белка, в этом некоторые ученые видят возможную причину существования много миллионов лет назад гигантских животных и растений.
Наличие пышной растительности постепенно привело к изменению состава воздуха, уменьшилось содержание углекислого газа, но внутренние условия работы клеток по-прежнему определялись высоким содержанием углекислоты. Первые животные, появившиеся на Земле и питавшиеся растениями, находились в атмосфере с высоким содержанием углекислого газа. Поэтому их клетки, а позже и созданные на базе древней генетической памяти клетки современных животных и человека, нуждаются в углекислой среде внутри себя (6-8% углекислоты и 1-2% кислорода) и в крови (7-7,5% углекислого газа).
Растения утилизировали почти весь углекислый газ из воздуха и основная его часть, в виде углеродных соединений, вместе с гибелью растений попала в землю, превратившись в полезные ископаемые (уголь, нефть, торф). В настоящее время в атмосфере содержится около 0,03% углекислого газа и примерно 21% кислорода.
Известно, что в воздухе находится примерно 21% кислорода. При этом его уменьшение до 15% или увеличение до 80% не окажет никакого влияния на наш организм. Известно, что в выдыхаемом из легких воздухе содержится еще от 14 до 15% кислорода, доказательством чему служит метод искусственного дыхания "рот в рот", который в противном случае был бы неэффективен. Из 21 % кислорода только 6% адсорбируются тканями тела. В отличие от кислорода на изменение концентрации углекислого газа в ту или иную сторону всего лишь на 0,1% наш организм сразу же реагирует и старается вернуть его к норме. Отсюда можно сделать вывод о том, что углекислый газ примерно в 60-80 раз важнее кислорода для нашего организма.
Поэтому мы можем сказать, что эффективность внешнего дыхания может быть определена по уровню углекислого газа в альвеолах.
Но для нормальной жизнедеятельности в крови должно быть 7-7,5% углекислого газа, а в альвеолярном воздухе - 6,5%.
Извне его получить нельзя, так как в атмосфере почти не содержится углекислого газа. Животные и человек получают его при полном расщеплении пищи, так как белки, жиры, углеводы, построенные на углеродной основе, при сжигании с помощью кислорода в тканях образуют бесценный углекислый газ - основа жизни. Снижение углекислоты в организме ниже 4% – это гибель.
Задача СО2 - вызвать дыхательный рефлекс. Когда его давление повышается, сеть тонких нервных окончаний (рецепторы) немедленно посылает сообщение в луковицы спинного и головного мозга, дыхательные центры, откуда и следует команда начать дыхательный акт. Следовательно, углекислый газ можно считать сторожевым псом, сигнализирующим об опасности. При гипервентиляции пес временно выставляется за дверь.
Углекислота регулирует обмен веществ, так как служит сырьем, а кислород идет на сжигание органических веществ, то есть он только энергетик.
Роль углекислоты в жизнедеятельности организма очень многообразна. Приведем лишь некоторые ее основные свойства:
=она представляет собой прекрасное сосудорасширяющее средство;
=является успокоителем (транквилизатором) нервной системы, а значит прекрасным анестезирующим средством;
=участвует в синтезе аминокислот в организме;
=играет большую роль в возбуждении дыхательного центра.
Чаще всего, поскольку углекислый газ жизненно необходим, при его чрезмерной потере в той или иной степени включаются защитные механизмы, пытающиеся остановить его удаление из организма. К ним относятся:
=спазм сосудов, бронхов и спазм гладкой мускулатуры всех органов;
=сужение кровеносных сосудов;
=увеличение секреции слизи в бронхах, носовых ходах, развитие аденоидов, полипов;
=уплотнение мембран вследствие отложения холестерина, что способствует развитию склероза тканей;
Эффект Вериго-Бора
Все эти моменты вместе с затруднением поступления кислорода в клетки при понижении содержания углекислого газа в крови (эффект Вериго-Бора) ведут к кислородному голоданию, замедлению венозного кровотока (с последующим стойким расширением вен).
Более ста лет назад российский учёный Вериго, а затем и датский физиолог Христиан Бор открыли эффект, названный их именем. Он заключается в том, что при дефиците углекислого газа в крови нарушаются все биохимические процессы организма. А значит, чем глубже и интенсивней дышит человек, тем больше кислородное голодание организма! Чем больше в организме (в крови) С02 , тем больше О2 (по артериолам и капиллярам) доходит до клеток и усваивается ими.
Переизбыток кислорода и недостаток углекислого газа ведут к кислородному голоданию.
Было обнаружено, что без присутствия углекислоты кислород не может высвободиться из связанного состояния с гемоглобином (эффект Вериго-Бора), что приводит к кислородному голоданию организма даже при высокой концентрации этого газа в крови.
Чем заметнее содержание углекислого газа в артериальной крови, тем легче осуществляется отрыв кислорода от гемоглобина и переход его в ткани и органы, и наоборот - недостаток углекислого газа в крови способствует закреплению кислорода в эритроцитах. Кровь циркулирует по организму, а кислород не отдает!
Возникает парадоксальное состояние: кислорода в крови достаточно, а органы сигнализируют о его крайнем недостатке. Человек начинает задыхаться, стремится вдохнуть и выдохнуть, пытается дышать чаще и еще больше вымывает из крови углекислый газ, закрепляя кислород в эритроцитах.
Повышение уровня СО2 в организме
Общеизвестно, что во время интенсивных занятий спортом в крови спортсмена увеличивается содержание углекислого газа. Оказывается, именно этим спорт и полезен. И не только спорт, а любые зарядка, гимнастика, физическая работа, одним словом – движение.
Повышение уровня СО2 способствует расширению мелких артерий (тонус которых определяет количество функционирующих капилляров) и увеличению мозгового кровотока. Регулярная гиперкапния активирует выработку факторов роста сосудов, что приводит к формированию более разветвленной капиллярной сети и оптимизации тканевого кровообращения мозга.
Можно также подкисливать кровь в капиллярах молочной кислотой и тогда возникает эффект второго дыхания при физических длительных нагрузках. Для ускорения появления второго дыхания, спортсменам рекомендуют задерживать дыхание на сколько можно. Спортсмен бежит длинную дистанцию, сил нет, все как у нормального человека. Нормальный человек останавливается и говорит: ”Все, больше не могу”. Спортсмен задерживает дыхание и у него открывается второе дыхание, и он бежит дальше.
Дыхание до некоторой степени контролируется сознанием. Мы можем заставить себя дышать чаще или реже, а то и вовсе задержать дыхание. Однако как бы долго мы ни старались сдерживать вдох, наступает момент, когда это становится невозможным. Сигналом для очередного вдоха служит не недостаток кислорода, что могло бы показаться логичным, а избыток углекислого газа. Именно накопившийся в крови углекислый газ является физиологическим стимулятором дыхания. После открытия роли углекислого газа его начали добавлять в газовые смеси аквалангистов, чтобы стимулировать работу дыхательного центра. Этот же принцип используют при наркозе.
Все искусство дыхания заключается в том, чтобы почти не выдыхать углекислый газ, терять его как можно меньше. Дыхание йогов как раз соответствует этому требованию.
А дыхание обычных людей — это хроническая гипервентиляция легких, избыточное выведение углекислого газа из организма, что обусловливает возникновение около 150 тяжелейших заболеваний, именуемых нередко болезнями цивилизации.
Роль углекислого газа в развитии артериальной гипертонии
Утверждение о том, что первопричина гипертонии — именно недостаточная концентрация углекислого газа в крови, проверяется очень просто. Нужно всего лишь выяснить, сколько углекислого газа находится в артериальной крови гипертоников и здоровых людей. Именно это и было сделано в начале 90-х годов российскими учеными-физиологами.
Проведенные исследования газового состава крови больших групп населения разных возрастов, о результатах которых можно прочесть в книге "Физиологическая роль углекислоты и работоспособность человека" (Н. А. Агаджанян, Н. П. Красников, И. Н. Полунин, 1995) позволили сделать однозначный вывод о причине постоянного спазма микрососудов — гипертонии артериол. У подавляющего большинства обследованных пожилых людей в состоянии покоя в артериальной крови содержится 3,6-4,5 % углекислого газа (при норме 6-6,5%).
Таким образом были получены фактические доказательства того, что первопричина многих хронических недугов, характерных для пожилых людей, - утеря их организмом способности постоянно поддерживать в артериальной крови содержание углекислого газа близкое к норме. А то, что у молодых и здоровых людей углекислого газа в крови 6 — 6,5 % - давно известная физиологическая аксиома.
От чего зависит концентрация углекислого газа в артериальной крови
Углекислый газ С02 постоянно образуется в клетках организма. Процесс его удаления из организма через легкие строго регулируется дыхательным центром - отделом головного мозга, управляющим внешним дыханием. У здоровых людей в каждый момент времени уровень вентиляции легких (частота и глубина дыхания) таков, что С02 удаляется из организма ровно в таком количестве, чтобы его всегда оставалось в артериальной крови не менее 6%. По-настоящему здоровый (в физиологическом смысле) организм не допускает снижения содержания углекислого газа менее этой цифры и повышения более 6,5%.
Интересно заметить, что значения огромного числа самых разных показателей, определяемых при исследованиях, проводимых в поликлиниках и диагностических центрах, у людей молодых и пожилых отличаются на доли, максимум на единицы %. И только показатели содержания углекислого газа в крови отличаются примерно в полтора раза. Другого настолько яркого и конкретного отличия между здоровыми и больными не существует.
Углекислый газ является мощным вазодилататором (расширяет сосуды)
Углекислый газ, это вазодилататор, действующий непосредственно на сосудистую стенку, в связи с чем при задержке дыхания наблюдаются теплый кожный покров. Задержка дыхания является важной составляющей занятии Бодифлекса. Всё происходит следующим образом: Вы выполняете специальные дыхательные упражнения (вдох, выдох, затем втягиваете живот и задерживаете дыхание, принимаете растягивающую позицию, считаете до 10, потом вдыхаете и расслабляетесь).
Занятия бодифлексом способствуют обогащению организма кислородом. Если задержать дыхание на 8–10 секунд, в крови накапливается углекислый газ. Это способствует расширению артерий и подготавливает клетки к гораздо более эффективному усвоению кислорода. Добавочный кислород помогает справиться со многими проблемами, например, с лишним весом, недостатком энергии и плохим самочувствием.
В настоящее время на углекислый газ ученые-медики смотрят как на мощный физиологический фактор регуляции многочисленных систем организма: дыхательной, транспортной, сосудодвигательной, выделительной, кроветворной, иммунной, гормональной и др.
Доказано, что локальное воздействие углекислого газа на ограниченный участок тканей сопровождается увеличением объемного кровотока, повышением скорости экстракции кислорода тканями, усилением их метаболизма, восстановлением рецепторной чувствительности, усилением репаративных процессов и активацией фибробластов. К общим реакциям организма на локальное воздействие углекислого газа можно отнести развитие умеренного газового алкалоза, усиление эритро- и лимфопоэза.
Подкожными инъекциями CO2 достигается гиперемия, которая имеет резорбтивное, бактерицидное и противовоспалительное, обезболивающее и спазмолитическое воздействие. Углекислота на продолжительный период улучшает кровоток, кровообращение мозга, сердца и сосудов.
Итак, становится понятным, что углекислый газ в нашем организме выполняет многочисленные и очень важные функции, а кислород при этом оказывается лишь окислителем питательных веществ в процессе вырабатывания энергии. Но мало того, когда "сжигание" кислорода происходит не до конца, то образуются очень токсичные продукты - свободные активные формы кислорода, свободные радикалы. Именно они являются основным пусковым механизмом в запуске старения и перерождения клеток организма, искажая очень тонкие и сложные внутриклеточные конструкции неуправляемыми реакциями.
Из сказанного следует необычный вывод:
Искусство дыхания заключается в том, чтобы почти не выдыхать углекислый газ и терять его как можно меньше.
Что касается сути всех дыхательных методик, то они в принципе делают одно и то же - повышают содержание в крови углекислого газа за счет задержки дыхания. Разница только в том, что в разных методиках это достигается по-разному - или за счет задержки дыхания после вдоха, или после выдоха, или за счет удлиненного выдоха, или за счет удлиненного вдоха, или их комбинаций.
Если добавить к чистому кислороду углекислый газ и дать подышать тяжелобольному человеку, то его состояние улучшится в большей степени, чем если бы он дышал чистым кислородом. Оказалось, что углекислый газ до известного предела способствует более полному усвоению кислорода организмом. Этот предел равен 8 % СО2 . С повышением содержания СО2 до 8 % происходит повышение усвоения О2, а затем с еще большим повышением содержания СО2 усвоение О2 начинает падать. Значить, организм не выводит, а «теряет» углекислый газ с выдыхаемым воздухом и некоторое ограничение этих потерь должно оказать на организм благотворное воздействие.
Если еще больше уменьшить дыхание, как это советуют йоги, то у человека разовьется сверхвыносливость, высокий потенциал здоровья, возникнут все предпосылки к долголетию.
При выполнении таких упражнений мы создаем в организме гипоксию — недостаток кислорода, и гиперкапнию — избыток углекислого газа. Надо заметить, что даже при самых длительных задержках дыхания содержание СО2 в альвеолярном воздухе не превышает 7 %,так что бояться вредного воздействия чрезмерных доз СО2 нам не приходится.
Исследования показывают, что воздействие дозированными гипоксически-гиперкапническими тренировками в течение 18 дней по 20 минут ежедневно сопровождается статистически значимыми улучшением самочувствия на 10%, улучшением способности к логическому мышлению на 25% и увеличением объёма оперативной памяти на 20%.
Нужно стараться все время дышать неглубоко (чтобы дыхания не было ни заметно, ни слышно) и редко, стремясь максимально растянуть автоматические пуазы после каждого выдоха.
Йоги говорят, что каждому человеку от рождения отпущено определенное число дыханий и нужно беречь этот запас. В такой оригинальной форме они призывают уменьшить частоту дыхания.
Как СО2 поддерживает кислотно-щелочное равновесие
Ионы гидрокарбоната очень важны для регуляции pH крови и поддержания нормального кислотно-щелочного равновесия. Частота дыхания влияет на содержание углекислого газа в крови. Слабое или замедленное дыхание вызывает респираторный ацидоз, в то время как учащённое и чрезмерно глубокое дыхание приводит к гипервентиляции и развитию респираторного алкалоза.
Почему Углекислый газ Усиливает мышечные сокращения
Углекислый газ в определённых концентрациях (повышенных, но ещё не достигающих токсических значений) оказывает положительное инотропное и хронотропное действие на миокард и повышает его чувствительность к адреналину, что приводит к увеличению силы и частоты сердечных сокращений, величины сердечного выброса и, как следствие, ударного и минутного объёма крови. Это также способствует коррекции тканевой гипоксии и гиперкапнии (повышенного уровня углекислоты).
Зачем дышат в пакет Во время паники или истерики
Во время паники или истерики у людей часто бывает учащенное дыхание (гипервентиляция). При этом в крови оказывается слишком много кислорода и слишком мало углекислого газа, что приводит к нарушению работы мозга – возникает головокружение, человек может упасть в обморок. Самый простой выход из положения – дышать в пакет, т.е. вдыхать свой же выдох, при этом содержание газов в крови останется в норме. Также дышать в пакет или задерживать дыхание помогает против икоты. Если же вы задержите дыхание на некоторое время, то уровень СО2 возрастёт. Дыша в бумажный пакет, вы будете вдыхать больше СО2, и это поспособствует нормализации рН, после чего вы снова сможете нормально дышать. Правда, это не самое эффективное решение проблемы — врачи рекомендуют в таких случаях использовать специальные дыхательные техники медленного равномерного дыхания.
Дышать в бумажный пакет долгое время было первой помощью при гипервентиляции. Теория такова: повторное дыхание в бумажный пакет позволит пациенту заместить двуокись углерода, которую он выдохнул во время приступа гипервентиляции. "Дышать в бумажный пакет хорошо в том случае, если вы раньше испытывали гипервентиляцию, были осмотрены врачом и уверены, что у вас ничего серьезного нет, - считает д-р Харрисон. - У большинства людей с гипервентиляцией имеются ее симптомы, но у некоторых могут быть более серьезные проблемы". Использование бумажного пакета помогает некоторым не только приостановить приступ, но и предупредить его.
Когда некоторые люди пугаются, они дышат часто и глубоко, даже если им не нужен дополнительный кислород. Только что вы дышали нормально, и вдруг дыхание учащается, пальцы дрожат, ладони потеют. У вас такое чувство, что вы вот-вот умрете, но в любом случае вы останетесь жить, чтобы уплатить налоги за следующий год. В большинстве случаев гипервентиляция вызывается нервным перенапряжением. Это приводит к тому, что они выдыхают большое количество двуокиси углерода, а избыточная потеря двуокиси углерода вызывает щелочной сдвиг в крови. Это в свою очередь вызывает симптомы "приступа паники". Приступ гипервентиляции может продолжаться часами, но в типичных случаях длится от 20 до 30 минут. Но тем, кто страдает тяжелыми приступами, может казаться, что они длятся несколько часов. Кроме того, приступы гипервентиляции могут повторяться, и следует научиться тому, как их остановить или предупредить.
Недостаток углекислого газа действует на мозг возбуждающе, и получается замкнутый круг: от волнения люди начинают чаще дышать, а от частого дыхания усиливается волнение. (Кроме того, повышенная возбудимость мозга может приводить к судорогам.).
Когда уровень углекислого газа в крови низок, кровь ощелачивается, что приводит к сужению кровеносных сосудов и ухудшению кровотока. Это может быть очень опасным, поскольку приводит к снижению кровоснабжения мозга и других жизненно важных органов, что приводит к помутнению сознания, головокружению, ухудшению зрения, мышечным судорогам и беспричинной тревожности.
Эффект Вериго-Бора или почему при частом дыхании мы задыхаемся
Это явление первым открыл беларус Бронислав Вериго, который происходил из шляхты Полоцкого воеводства герба Сшенява. Родился в Витебской губернии, закончив в 1877 году Витебскую гимназию, впоследствии работал в лабораториях Сеченова, И. Р. Тарханова и И. И. Мечникова. Там он впервые установил зависимость степени диссоциации оксигемоглобина от величины парциального давления углекислоты в крови. Он выяснил, что на связывание кислорода гемоглобином очень сильное влияние оказывает pH и концентрация CO2: при присоединении CO2 и ионов H+ способность гемоглобина связывать O2 снижается. Действительно, в периферических тканях с относительно низким значением pH и высокой концентрацией CO2 сродство гемоглобина к кислороду падает. И наоборот, в лёгочных капиллярах выделение CO2 и сопутствующее ему повышение pH крови приводит к увеличению сродства гемоглобина к кислороду. Это влияние величины pH и концентрации CO2 на связывание и освобождение O2 гемоглобином и называют эффектом Вериго — Бора.
Говоря проще, уменьшение СО2 в крови повышает связь кислорода и гемоглобина и затрудняет поступление кислорода в клетки. Уменьшение кислородного притока в ткани вызывает кислородное голодание тканей - гипоксию. Значит, несмотря на избыток кислорода в крови, снабжение мозга кислородом резко ухудшается. Кроме того, недостаток углекислого газа приводит к уменьшению кислотности крови, а из-за этого гемоглобин начинает гораздо хуже отдавать кислород тканям, в том числе и мозгу. При физической активности выделяется намного больше CO2, чем в покое, поэтому учащение дыхания при спорте не оказывает негативного эффекта.
Почему углекислый газ является лечебным фактором
Мы вдыхаем воздух, в котором 0,03 % углекислого газа, а выдыхаем — 3,7 % СО2. Углекислый газ постоянно выделяется организмом в окружающую атмосферу. Отсюда всегда делался вывод о том, что организм выделяет «вредный» углекислый газ, который является конечным продуктом многих биохимических звеньев обмена. Однако, по мере продвижения науки вперед, обнаруживались очень интересные факты.
Если добавить к чистому кислороду углекислый газ и дать подышать тяжелобольному человеку, то его состояние улучшится в большей степени, чем если бы он дышал чистым кислородом. Оказалось, что углекислый газ до известного предела способствует более полному усвоению кислорода организмом. Этот предел равен 8 % СО2С повышением содержания СО2 до 8 % происходит повышение усвоения О2, а затем с еще большим повышением содержания СО2 усвоение О2 начинает падать.
В настоящее время в медицинской практике используют кислород с добавлением углекислого газа порядка 3–4%. Такая кислородно-углекислотная смесь называется "карбоген". Даже если добавить СО2 к простому воздуху, наблюдается лечебный эффект. В настоящее время разрабатываются высокоэффективные методы лечения с использованием углекислого газа, вплоть до вызывания "углекислотных шоков". Все вышесказанное подводит нас к мысли о том, что организм не выводит, а «теряет» углекислый газ с выдыхаемым воздухом и некоторое ограничение этих потерь должно оказать на организм благотворное воздействие.
Ограничение потерь СО2, так же как и ограничение поступления О2 извне достигается применением упражнений, ограничивающих внешнее дыхание, включая задержки дыхания. При выполнении таких упражнений мы создаем в организме гипоксию — недостаток кислорода, и гиперкапнию — избыток углекислого газа. Надо заметить, что даже при самых длительных задержках дыхания содержание СО2 в альвеолярном воздухе не превышает 7 %,так что бояться вредного воздействия чрезмерных доз СО2 нам не приходится.
Полезное действие углекислоты было замечено давно. Многие люди, в организме которых существует дефицит СО2, испытывают просто непреодолимую тягу ко всевозможным газированным напиткам, минеральным водам, квасу, пиву, шампанскому. СО2 очень быстро всасывается в кровь из желудочно-кишечного тракта и оказывает свое лечебное действие: повышая усвоение О2 (особенно при его недостатке), расширяя сосуды, повышая усвоение пищи организмом и т. д. Если исходить из того, что патогенез горной болезни связан не только с недостатком О2, но и с избыточной потерей СО2 во время глубокого дыхания (из-за нехватки кислорода), то упражнения на задержку дыхания должны оказывать свое положительное воздействие при горной болезни. Проведенные эксперименты блестяще подтвердили данную догадку. Курс упражнений, основанных на задержках дыхания, значительно смягчал явления горной болезни и ускорял процесс адаптации альпинистов к высоте.
Повышение содержания СО2 в альвеолярном воздухе приводит к более полному усвоению того небольшого количества О2,которое содержится в разреженном горном воздухе. Небольшое обеднение организма кислородом, которое возникает непосредственно во время самих задержек с лихвой компенсируется во время последующего свободного дыхания за счет более полного усвоения кислорода.
Ситуация на первый взгляд парадоксальная — лечение кислородной недостаточности производится при помощи задержек дыхания. Отчасти благодаря кажущейся парадоксальности, многие люди не могут воспринять теорию Гипоксической Дыхательной Тренировки. Однако, если вдуматься никаких парадоксов здесь нет. Все основано на элементарном знании законов природы и физиологии организма.
Мы вдыхаем воздух, в котором содержится 21 % О2, а выдыхаем воздух, содержание О2 в котором составляет 16 %. Мы не используем весь кислород, содержащийся й воздухе, мы используем всего лишь около одной трети его, а две трети выдыхаются обратно. Поэтому, если нам необходимо добиться повышения кислородного обеспечения организма (в случае горной болезни или при тяжелом хроническом заболевании, когда в организме возникает тяжелая кислородная недостаточность), мы должны заботиться не об усилении притока О2 извне (он и так используется не полностью), а о том чтобы имеющийся в воздухе кислород утилизировался более полно.
Отметим, что более полному усвоению О2 способствует не только СО2, который расширяет сосуды и повышает проницаемость клеточных мембран для кислорода. Этому способствует также более длительный контакт кислорода воздуха с гемоглобином во время задержек дыхания.
Болезни - это защитные механизмы организма от потери углекислоты
В процессе эволюции, когда углекислота начала исчезать из атмосферы, в организме стали образоваться защитные механизмы от ее потери, то есть, защита от глубокого дыхания:
а) Сужение каналов выделения углекислоты: спазм бронхов, сосудов, кишечника, желчных путей... Природа спазмов — это защитная реакция от потери углекислоты за счет сужения каналов ее оттока.
б) Снижение давления или гипотония. От глубокого дыхания через 1-3 минуты развивается гипотония, падает давление, развивается коллапс, шок. У моего первого пациента обморок развился не только от того, что начались спазмы сосудов и уменьшился приток крови к мозгу, но и от снижения кровяного давления.
в) Увеличение продукции холестерина вне зависимости от питания. Холестерин — биологический продукт, обладающий изоляционными свойствами. Он изолирует нервные волокна, клетки, оболочки сосудов от различных влияний, защищает организм от потери углекислоты. Мы взяли 25 больных-склеротиков (гипертония, стенокардия с высоким холестерином), отменили растительную диету на которой они находились, отменили лекарства (они уже выпили бочки йода, борясь с холестерином), разрешали им есть жирное мясо. Когда они начали снижать дыхание, повышать углекислоту, холестерин резко снизился. Мы установили закономерность, согласно котоpой понижение СО2 На 0, 1% повышает холестерин на 10 мг%. Эта работа опубликована в 1965 году на съезде терапевтов в Иркутске. Также установлена закономерность регуляции холестерина. И все эти бесконечные дискуссии, что холестерин вреден — полезен, повышается — не повышается, закончились. Все встало на свое место: если есть глубокое дыхание — холестерин будет повышен, не взирая ни на какие лекарства, ни на какое лечение — ничто его не снизит. Если уменьшить дыхание, — повышения не будет ни при каких диетах, он снизится до нормы. Как быстро? Через неделю правильных тренировок.
г) При потере СО2 усиливается секреция слизистых, усиливается проницаемость клеток, это приводит к отекам, появлению мешков под глазами, одутловатости лица, хроническому насморку, отделению мокроты, усилению секреции в желудке. Все слизистые начинают пропускать свои «секреты». Отсюда понятно, что мокрота для астматиков и легочных больных полезна. Ее нельзя откашливать, потому что она защищает легкие от выделения углекислоты. Раньше мы говорили астматику: «Кашляй, очищай, продышивайся». Больной кашлял, рвал альвеолы, усиливал эмфизему, перегружал сердце, вызывал обмороки, повреждал бронхи, усиливал секрецию и опять провоцировал приступы. Но если дыхание уменьшить до нормы, ликвидировать глубокое дыхание у астматиков, то наступает реакция выздоровления, мокрота уходит сама, отделяется без каких-либо откашливаний. Происходит это очень быстро, иной раз за сутки.
д) Гиперфункция щитовидной железы (усиливающей обмен веществ) тоже может развиваться от глубокого дыхания.
е) Склероз сосудов, бронхов и легких является защитной реакцией от выделения углекислоты. Склероз — уплотнение ткани, защищающее ее от ядовитой внешней среды. В этом его роль, его биологический смысл. О сосудах говорить сложнее, а в легких мы наблюдаем, особенно у детей десяти лет: хроническую пневмонию, астму, бронхит, склероз, пневмосклероз. Уменьшается дыхание до нормы — очищаются легкие. Через полгода делаем рентгеновские снимки — склероза не видно! Склероз рассосался, перестал быть нужен... Глубокое дыхание наших больных приводит к высокому содержанию холестерина. Довольно часто холестерин откладывается на веках (желтые пятна, бляшки). До сих пор их удаляли хирургически ножом, потому что сами они никогда не исчезнут, только будут увеличиваться. А в процессе уменьшения дыхания, эти бляшки рассасывались на наших глазах в течение 2-3 недель! Схожий процесс происходит и в сосудах. Процесс этот обратим однозначно.
Вот краткий перечень защитных реакций. Переходя какую-то свою норму, они становятся реакцией повреждения; создают свою симптоматику глубокого дыхания и следующие звенья в цепи патологического процесса.
СПАЗМ БРОНХОВ ИЛИ СОСУДОВ УМЕНЬШАЕТ ПРИТОК КИСЛОРОДА К ТКАНЯМ И ВЫЗЫВАЕТ КИСЛОРОДНОЕ ГОЛОДАНИЕ.
Это истинное действие глубокого дыхания: чем глубже дыхание, тем меньше кислорода попадает в ткани мозга, сердца и почек из-за спазма сосудов и бронхов. Разумная экономная природа для поступления кислорода создала одни бронхи и сосуды, а для выделения углекислоты другие. Но то мог знать, что так пагубно измениться среда? Получился физиологический капкан, западня. Спазм бронхов и сосудов наступает чтобы уменьшить выделение углекислоты, но этим же каналом движется кислород! Следовательно, автоматически уменьшается приток кислорода. Поэтому, глубоко дышащие страдают вдвойне — у них нет ни углекислоты, ни кислорода! Эти два вещества совершенно разного действия. Углекислота — источник жизни и регенератор функции организма, а кислород — энергетик. Их объединяет лишь общие пути поступления и выделения. Изменяются они совершенно независимо друг от друга...
Глубокое дыхание уменьшает содержание углекислоты в организме и уменьшает содержание кислорода. Поэтому, чем меньше глубина дыхания, тем больше кислорода попадает в организм, и наоборот, чем глубже дыхание, тем меньше кислорода попадает в организм меньше. Этот закон хорошо отражен в докторской диссертации Коваленко Игоря Александровича, защищенной в 1967 году в институте Парина. Он показывает эти зависимости числовой мерой на примере животных. Кстати, эта работа из университетской библиотеки исчезла, но можно почитать автореферат.
Таким образом, очевидно, «дыши глубже — глотай кислород» — это не просто абсурд, не просто физиологическая безграмотность — это истина, поставленная с ног на голову. Почему это отовсюду доносится? Да потому, что безграмотные в физиологии люди выступают везде, широко пропагандируют глубокое дыхание. Ни Холден, ни Пристли, никто из крупных физиологов, такой глупости сказать не мог! Если заявить: «Ешьте как можно больше!», то немедленно скажут: «Этот доктор — сумасшедший. А когда говорят: «Дышите глубже!», то это, вроде бы, правильный. Вот что делают предрассудки, когда попадают в наш мозг...
УМЕНЬШЕНИЕ КИСЛОРОДА В ТКАНЯХ, В КЛЕТКАХ МОЗГА, В КЛЕТКАХ ПОЧЕК ВЕДЕТ К УМЕНЬШЕНИЮ КИСЛОРОДА В ВЕНОЗНОЙ КРОВИ.
В венах уменьшается (до 70 и ниже) содержание кислорода, потому что его мало содержится в крови, омывающей ткани, тут же растет артериовенозная разница по кислороду. Гипоксия расширяет сосуды, расширяет бронхи, поэтому у глубоко дышащих сужены артериальные сосуды (спазмы). У гипертоников на глазном дне видно, как артерии сужены, при этом вены расширены больше нормы. Кажется, какая странная реакция организма? Расширяются все венозные сосуды тела — вот и заложенность носа при хроническом насморке! У глубокодышащего заложенность носа является «клапаном» — попыткой организма уменьшить дыхание. Но, вместо того, чтобы уменьшить дыхание (тогда нос прочистился бы), человек открывает рот.
При дыхании ртом выделение углекислоты усиливается, и... нос ещё больше закладывает. Больной ходит по врачам, но как же его вылечить, если он сам себе «вызвал» насморк и поддерживает его?!
Расширяются венозные сплетения пищевода, иногда до кровотечений. Расширяются вены на ногах, где большое гидростатическое давление. Расширяются геморроидальные вены, а если геморрой «вырезать» — он опять образуется. Причина- то не устранена...
Вот сколько формируется болезненных процессов, которые не имели ни теоретического обоснования, ни практического лечения! К сожалению, и это признают многие крупные медики...
Полезно ли глубокое дыхание
С детства нас учат глубоко дышать во время физических и психологических нагрузок. Считается, что чем больше кислорода попадет в наш организм, тем лучше «напитаются» наши внутренние органы и тем дольше они останутся здоровыми.
Но, оказывается, глубокое дыхание может возникать у нас и непроизвольно по следующим причинам:
♦ переедание, особенно злоупотребление белковой и жирной пищей;
♦ принятие лекарств, особенно антибиотиков, эфедрина, адреналина, кардиамина;
♦ гиподинамия (низкая физическая активность);
♦ постельный режим, особенно сон на спине и правом боку;
♦ перегревание;
♦ запахи химического происхождения: линолеума, резины, бытовых красок и пр.;
♦ нервно-психическое напряжение;
♦ азартные игры;
♦ курение;
♦ алкоголь.
Как ни парадоксально, но еще в 1871 г. голландский врач Де Коста доказал, что глубокое дыхание вредно для нашего здоровья!
Русский физиолог Б. Ф. Вериго и датский ученый Н. Бор одновременно открыли явление, ставшее известным как «эффект Вериго – Бора». Они пришли к парадоксальному, на первый взгляд, выводу, что переизбыток кислорода и недостаток углекислого газа ведут к кислородному голоданию.
Дело в том, что глубокое дыхание насыщает легкие кислородом, а значит, вытесняет углекислый газ. Чтобы компенсировать потерю углекислого газа, сосуды сжимаются. Соответственно, уменьшается и поступление кислорода, поскольку он проникает в ткани организма по тем же сосудам, по которым оттуда выводится углекислый газ.
Получается, что для нормального функционирования организма необходимо поддерживать установленный природой баланс углекислого газа и кислорода. Стремление увеличить содержание кислорода за счет глубокого дыхания приводит к кислородному голоданию.
Роль дыхания в нашей жизни
Во-первых, можно кушать прекрасные полезные продукты и глотать дорогие витамины, но для того, чтобы доставить все питательные вещества ко всем клеткам нашего организма необходимо правильное дыхание. Именно кислород воздуха является тем транспортным средством, которое помогает это делать. По сути, вдыхаемый нами кислород дает нам энергию. Он участвует в окислительно-восстановительных реакциях, в энергообмене. Это как в автомобиле: без кислорода не сгорает топливо. Так и в нашем организме кислород помогает более эффективно сгореть калориям и в итоге вырабатывается энергия.
Во-вторых, само дыхание контролирует поток кислорода, поступающего в наш организм, а также контролирует поток лимфы. Лимфа, двигаясь по лимфатической системе, омывает каждую из 75 триллионов клеток нашего организма, удаляя и обезвреживая наиболее вредные отходы: остатки распавшихся клеток, разного рода микробы, вирусы, токсины, конечные продукты жизнедеятельности клеток, тканей и органов. Кроме того, лимфа откачивает излишнюю жидкость из межклеточного пространства.
Активизация работы кровеносной и лимфатической систем нашего организма происходит в основном за счет двух факторов: физических упражнений и дыхания. Исследования ученых показали, что только за счет умеренной физической нагрузки и правильного дыхания дренаж лимфы может увеличиться в 15 раз, то есть в полторы тысячи процентов. Значит, процесс удаления отходов из клеток организма значительно улучшится, что положительно скажется и на нашем здоровье.
В-третьих, дыхательные техники помогают контролировать боль. Примером может служить обучение женщин перед родами специальным дыхательным упражнениям.
В-четвертых, при правильном дыхании расслабляются мышцы грудной клетки, что благотворно сказывается на состоянии нервной системы, а именно нервная система расслабляется и успокаивается. Поэтому не зря в народе советуют при волнении глубже дышать, что позволяет снять нервные и психические стрессы.
Научные исследования, проведенные учеными Калифорнийского университета, показали, что некоторые дыхательные упражнения наиболее эффективно влияют на процесс насыщения организма человека кислородом и стимулирования тока лимфы. Вот одно из них.
Что такое ацидоз и чем он плох
В норме кислотность (рН) крови человека равна примерно 7,4. Наш организм настроен на эту цифру, она необходима для нормальной работы всех ферментных и биологических систем организма. Логично предположить, что даже небольшие постоянное изменения кислотности крови может оказывать очень сильное воздействие на живое существо.
Что происходит при повышении концентрации СО2 в воздухе, который попадает в организм? Увеличивается парциальное давление СО2 в наших альвеолах, его растворимость в крови повышается и образуется слабая угольная кислота (СО2 + Н2О= Н2СО3), распадающаяся в свою очередь на Н+ и НСО3-. Кровь закисляется, что по-научному называется ацидоз. Чем выше концентрация СО2 в воздухе, которым мы постоянно дышим, тем ниже рН крови и тем более кислую реакцию она имеет.
Минимальные физиологические последствия ацидоза: перевозбуждение, учащенное сердцебиение и умеренное повышение давления. При более сильном ацидозе человек становится вялым, сонливым, появляется состояние беспокойства. Но это все уже происходит при тех концентрациях углекислого газа, которые существуют в современных помещениях с большим количеством народа. Впрочем, когда человек надолго выходит на свежий воздух, то все постепенно приходит в норму.
А если всю жизнь дышать воздухом, в котором много углекислого газа, ежедневно по 20 часов и более ? При ацидозе происходят биохимические изменения в организме, и, если же он хронический, то, видимо, они в какой-то момент могут стать необратимыми. В какой - ученым еще предстоит выяснить.
За постоянную концентрацию ионов водорода внутри организма отвечают его буферные системы. В частности, большую роль здесь играют почки, которые выводят избыток ненужных веществ. Кроме того, в организме есть неорганические буферы - одни из самых важных, это бикарбонат (НСО3-) и фосфаты. Есть и другие органические, например, гемоглобин и белки плазмы. Но все же 53% общей буферной емкости крови приходится на систему бикарбонат — СО2 (содержание бикарбоната в плазме — 24 ммоль/л).
Когда начинается ацидоз, то сначала организм защищается тем, что повышает концентрацию бикарбоната в плазме крови , об этом чем свидетельствуют многочисленные биохимические исследования. Чтобы компенсировать ацидоз почки усиленно выделяют H+ и задерживают HCO3- .Собственно говоря концентрация СО2, при которой начинается повышение бикарбоната в крови, могло бы .быть одной из научно обоснованных норм для допустимого содержания углекислого газа в помещениях.
Потом включаются другие буферные системы, и вторичные биохимические реакции организма гораздо. Поскольку слабые кислоты, такие как угольная (Н2СО3), могут образовывать с ионами металлов слаборастворимые соединения (СаСО3), то они откладываются в виде камней в первую очередь в почках. К счастью, человек проводит в душном помещении не все время, поэтому этот процесс носит обратимый характер - через какое-то время после выхода на свежий воздух карбонат кальция должен раствориться.
Сотрудник медицинской научно-исследовательской лаборатории военно-морского подводного флота США Карл Шафер исследовал, как влияют различные концентрации углекислого газа на морских свинок. За 8 недель содержания грызунов при 0,5% СО (кислород был в норме – 21%), у них произошла значительная кальцификация почек. Она происходила даже после длительного воздействия на морских свинок меньших концентраций - 0,3% СО (3000 ppm). Это еще не все. Они отметили, что через 8 недель воздействия 1% СО2, произошла деминерализация костей, а также структурные изменения в легких. Исследователи расценили эти заболевания, как адаптацию организма в случае хронического воздействия СО2. Если ученые давали подопытным животным достаточно времени для восстановления (больше месяца), то эти признаки исчезали. Впрочем, исследователи сами говорят о том, что нужны дальнейшие эксперименты, чтобы установить, как повлияют на состояние млекопитающих более низкие концентрации углекислого газа и когда же изменения в их организме станут необратимыми.
Синдром больного здания
Исследования ученых не ограничиваются только ацидозом. Например, обследование 344 сотрудников 86 офисов в городе Тайбей (Тайвань), показали, что уже при уровне СО выше 800 ррм (0,08%) у них отмечался рост маркеров окислительного стресса, например 8-OHdG (8-гидрокси-2-дезокси-гуанозина), определяемого в моче. Содержание маркеров тем выше, чем дольше человек находится в душном помещении. Также действуют на организм человека летучие органические соединения, причем они и углекислый газ усиливают негативное влияние друг друга.
Ученые ЕЭС провели исследование того, как чувствуют себя школьники в помещении с концентрацией углекислого газв выше 1000 ppm (или 0,1%). (Таких классов в Европе оказалось две трети, причем во вполне благополучных странах, таких. как Швеция, Норвегия, Дания, Франция ) В медико-биологических тестах оценивали респираторное и аллергическое состояние 547 школьников в возрасте от 9 до 10 лет. Оказалось, что дети, проводящие время в помещении с высоким уровнем СО2, в 3,5 раза чаще имеют сухой кашель и в 2 раза больше болеют ринитом.
Корейские ученые также исследовали СО на предмет астмы. Выборка - 181 ребенок моложе 14 лет из 110 домов и квартир Сеула. В помещениях, замеряли уровень содержания веществ, которые считаются основными загрязнителями воздуха: СО, NО , аллергены клещей домашний пыли и тараканов, споры грибков плесени и СО . Ученые сделали вывод, что только повышенные концентрации СО2 учащали приступы астмы у детей. Кстати, респираторные инфекции и астма считают основными заболеваниями школьников.
Если мы вспомним первичные признаки ацидоза, то поймем, почему вялые и сонливые школьники плохо воспринимают новый материал. Проблема повышенного уровня СО характерна и для детских садов, причем особенно для их спален. Бедные дети. К счастью у школьников каждые 45 минут бывает перемена, на которой их выгоняют из класса, а тихий час с закрытыми окнами тоже не очень длинный.
Куда же деться взрослым? В офисах и многих учреждениях очень плохо работает принудительная вентиляция, - именно она причина зашкаливания СО2. Мы уже говорили, что пластиковые окна хорошо изолируют тепло и звук, но начисто лишают помещение естественной вентиляции, превращая его в «целлофановый пакет». Уровень углекислого газа в таком «пакете» очень быстро нарастает.
Есть здания, которые в специальной литературе называют больными, а люди, работающие там, испытывают синдром больного здания (СБЗ). У синдрома много проявлений: раздражение слизистых оболочек, сухой кашель, головную боль, снижение работоспособности, воспаление глаз, заложенность носа, и сложность с концентрацией внимания.
Проблема существует в ЕЭС, США, Канаде и во многих других странах. Ряд исследователей считает, что именно углекислый газ - одна из главных причин развития СБЗ, и этот синдром появляется уже при уровне СО выше 800 -1000 ppm. Почему решили, что виновник углекислый газ? Потому что когда в офисном помещении его концентрация снижалась ниже 800 ppm (0,08%), то и симптомы СБЗ становились слабее. Кроме того, уровень примесей, которые могли бы вызывать подобные симптомы, растет значительно медленнее, чем уровень СО .
О СБЗ заговорили после того, как появились здания с хорошей теплоизоляцией и наглухо закрытыми окнами, с низким уровнем вентиляцией для экономии электроэнергии. Конечно, причинами СБЗ теоретически могут быть выделения строительных и отделочных материалов, вещества, которые выделяет человеческое тело, споры плесени и т.д.. Если вентиляция в помещении работает плохо, то, безусловно, концентрация этих веществ в помещении тоже будет расти, но медленнее., чем СО2 Углекислый газ выступает как тонкий индикатор - он говорит о том, что уровень вентиляции недостаточен, а значит и вырастет концентрация и других загрязняющих веществ.
Английские специалисты Миддлесекского университета (Великобритания), выполнив тщательный мониторинг и исследование с участием 300 человек, вынесли вердикт - уровень углекислого газа в офисе не должен превышать 600–800 ppm (0,06-0,08%). Если выше, то внимание уже снижается на 30 %. При концентрациях СО2 выше 1500 ppm, 79% опрошенных испытывали чувство усталости, а при уровне выше 2000 ppm – две трети испытуемых не могли сосредоточиться. У 97% сотрудников, страдающих мигренью, она появлялась уже при уровне углекислого газа 1000 ppm (0,1%).
Ученый из Великобритании Д.С.Робертсон считает, что при концентрации СО 600 ppm, люди начинают чувствовать признаки ухудшения качества воздуха. Когда концентрация становится еще выше, то у некоторых появляется один или несколько классических симптомов отравления углекислотой - проблемы с дыханием, учащенный пульс, головная боль, снижение слуха, потливость, усталость. физиологические расстройства, как усталость, слабость, потеря концентрации внимания, дыхательные проблемы, растет прямо пропорционально росту уровня концентрации СО2. (табл.2, 3)
По другим исследованиям, у 15–33% людей эти симптомы появляются при уровне углекислого газа 600–800 ppm, 33–50% людей будут испытывать эти симптомы при 800–1000 ppm, и 100% будут испытывать эти симптомы при концентрации 1500 ppm. Расчетная модель говорит, что для того, чтобы поддерживать в помещении уровень концентрации СО2 в пределах 600 ppm, в него должно подаваться принудительной вентиляцией 68м3/час на человека.
Как же понять, что это именно влияние СО , а не другие ядовитые продукты, образующиеся в процессе жизнедеятельности человека (в их число входят ацетон, аммиак, амины, фенолы)?. В Будапештском университете технологии и экономики разработали специальную методику, позволяющую свести к минимуму уровень других загрязняющих веществ. Подтвердилось, что виновник - именно СО2. В исследовании приняли участие молодые и здоровые люди, средний возраст которых был 21 год, и, несмотря на то, что длительность сессий была всего 140 - 210 минут (концентрации доходили до 3000 ррm), чувствовали они себя откровенно неважно. Что же говорить о сотрудниках, которые находятся в офисах по восемь – девять часов ежедневно многие месяцы и годы.
В начале 2009 года в США в национальной лаборатории Лоуренца Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) были проведены исследования того, как углекислый газ в концентрациях 550, 1000 и 2500 ppm влияет на умственную деятельность и здоровье человека. Методика эксперимента была аналогично той, которую использовали венгерские ученые, однако добровольцы, участвующие в данном эксперименте, находились при заданных уровнях СО2 ежедневно по 8 часов в течении 3-х месяцев. Результаты работы пока обрабатываются, но оптимизм внушает то, что наконец-то появилась четкая методика.
Надо сказать еще об одной существенной вещи. Сегодня уровень концентрации СО2 в помещении часто используют как показатель качества воздуха в помещении вообще. То есть он выступает как газ-индикатор, по которому можно судить не только о других загрязнителях, но и о том как работает вся вентиляционная система в здании. Исследования в школьном классе показали, что если в воздухе присутствуют кроме углекислого газа, летучие органические соединения и формальдегиды, то достаточно следить только за СО2. Если вентиляция справляется с ним, то остальные загрязнители также остаются на низком уровне. Более того, и о количестве бактерий в воздухе можно судить по СО2. Чем больше его, тем хуже справляется вентиляция и тем больше в воздухе разных бактерий и грибов. Особенно это показательно в зимний период, когда уровень вентиляции падает, а количество респираторных инфекций растет.
Проблема углекислого газа в помещении реально существует во всех странах, но в России ее как бы нет. Действительно, новые здания строятся, часто по современной технологии «зеленые», окна меняются, что-то перестраивается. А людям в новых строениях некомфортно, в больших городах население в целом более слабое и больше болеет. Врачи лечат последствия, и грешат на общее загрязнение атмосферы, а жестких норм в России на содержание углекислого газа в помещениях нет.
За последние несколько десятилетий практически нет и российских исследований на эту тему. Между тем, отдельные замеры в офисах Москвы показали, что в некоторых из них уровень СО - 2000 ppm и выше. В 60-х годах прошлого столетия, О.В.Елисеева провела детальные исследования по обоснованию ПДК СО в воздухе жилых и общественных зданий. Она изучила как влияет кратковременное вдыхание углекислого газа в концентрациях в 0,1%(1000ррм) и 0,5% (5000ррм) на организм человека и пришла к выводу, что кратковременное вдыхание здоровыми людьми двуокиси углерода в этих концентрациях, вызывает отчетливые сдвиги в функции внешнего дыхания, кровообращении и электрической активности головного мозга.
Ее рекомендации были: концентрация СО в воздухе жилых и общественных зданий не должна превышать 0,1% (1000ррм), а среднее содержание СО должно быть около 0,05% (500ppm). Несмотря на то, что даже кратковременное воздействие вызывало нежелательный эффект, ни ПДК, ни какие-либо другие нормативы по углекислому газу в то время в СССР не были приняты. Также нет такой нормы для учебных, офисных, и жилых помещений в CНиПах и СанПинах.
В странах Европы, США и Канаде такие нормы есть, в основном - это 1000 ppm (0,1%). Именно в соответствии с этими цифрами рассчитывается вентиляция зданий. Во многих школах проводится мониторинг качества воздуха по уровню углекислого газа. Конечно, не всегда и не везде он соответствует норме. Но в этом случае администрация школ обязана принять меры, чтобы улучшить положение. В Финляндии, например, школу, в классах которой обнаружен повышенный уровень углекислого газа, могут даже закрыть до того, пока администрация не исправит ситуацию.
Вообще на Западе тема качества воздуха в помещении довольно популярна. Ежегодно проводятся конференции например по теме «Здоровое здание», причем на этих конференциях предлагают по уровеню СО2 оценивать как работает вентиляция. Кстати, о вентиляционных системах. С одной стороны – в современном мире все стараются экономить электроэнергию, с другой - нужно поддерживать хороший воздухообмен, а для этого требуется большое количество электрической энергии.
В Финляндии ученые предложили удалять углекислый газ с помощью абсорберов, встроенных в вентиляционные системы. Таким образом, возможно, удасться добиться разумного баланса между экономией электроэнергии и комфортным и безопасным уровнем углекислого газа в помещениях. Такие бытовые абсорберы углекислого газа для помещений, уже существуют и с успехом применяются.
В последние годы в США и в Европе появляются проекты так называемых «зеленых зданий» (экологичных). Они построены из экологически чистых материалов и должны потреблять как можно меньше электроэнергии или обеспечивать ей себя сами. Все бы хорошо, но это неизбежно приводит к экономии на вентиляции. В декабре 2008 года английская газета «Дэйли мэйл» рассказала об исследовании профессором Дереком Клементсом- Крумом нескольких школ, которые пытались воплотить в жизнь идею экологичного здания (потребляющего минимальное количество электроэнергии). В этих школах профессор зафиксировал очень высокий уровень СО2 в классах, что привело к тому, что у детей был заторможен мыслительный процесс, они были вялые и не могли нормально учиться.
Появилась информация о том, что на северо-востоке Москвы, также будет построен первый «зеленый» высотный административно-жилой комплекс «Кристалл» (187 тысяч кв. метров). Если учесть, что с проблемой углекислого газа в помещении в России мало кто знаком, то можно выразить опасение за здоровье людей, которые будут находиться в этом здании.
В наших школьных классах принудительная вентиляция практически отсутствует. Учителя должны делать «сквозное проветривание» класса во время перемены. Правда зимой – холодно, и это невозможно. Да и после проветривания уровень углекислого газа быстро вырастает в несколько раз, поэтому уже к середине урока дети не могут сосредоточиться. В современных офисных зданиях вентиляция есть, но часто при постройке здания закладывали одно число работников, а потом их оказывается гораздо больше. Кстати, если на улице СО2 станет в какой-то момент очень много, то без абсорберов также не обойтись.
В последние годы появились точные инфракрасные сенсоры для замера уровня углекислого газа в помещениях, они входят в состав газоанализаторов. Такие приборы показывают концентрацию углекислого газа в режиме реального времени, поэтому их удобно ставить в жилых, общественных помещения, школьных классах и детских садах. Однако для этого нужны четкие нормы по уровню углекислого газа в помещениях. А их пока у нас нет.