И даже если задержать дыхание, рано или поздно терпеть станет невозможно – все потому, что команды дыхательного центра имеют приоритет над сигналами коры. Дыхательный центр отвечает за функции, непосредственно связанные с жизнеобеспечением. Природа не стала создавать «опасную» систему, которая управлялась бы только корой больших полушарий.
Наши легкие похожи на воздушные шарики
Как на самом деле происходят вдох и выдох в легких? Многие думают, будто легкие способны расширяться самостоятельно, но это не так. Легкие – это просто своего рода «воздушные шары», они не могут сами по себе изменяться в объеме.
Представьте такую сборную модель: пластиковая бутылка, разрезанная посередине, а на дно натянута мембрана. Верхнее отверстие открыто, к нему присоединены два воздушных шара, которые могут наполняться и сдуваться. Шары в этой модели – легкие, раздваивающаяся трубка – трахея, мембрана на дне – диафрагма, а пространство внутри бутылки – грудная полость.
Рис. 8. Механизм дыхания
Если потянете мембрану вниз, давление внутри бутылки снизится. При этом воздух снаружи будет поступать в шарик, чтобы уравновесить давление. Он продолжит расширяться, пока давление внутри него и внутри бутылки не сравняются.
Все эти действия имитируют процесс вдоха.
Если ослабить натяжение мембраны на дне, давление внутри бутылки возвратится к исходному, и воздух из шарика естественным образом выйдет наружу. Это соответствует процессам при выдохе.
Иными словами, сами легкие не изменяют свой размер «самостоятельно» – они естественным образом расширяются или сжимаются в соответствии с давлением внутри грудной полости.
В нашей сборной модели лишь мембрана на дне регулирует внутренний объем, но в реальном организме не только диафрагма участвует в дыхании. Грудные мышцы, образующие стенки грудной полости, также могут изменять ее объем – как если бы стенки бутылки в нашей модели могли расширяться.
В действительности при глубоком вдохе ребра сильно поднимаются и раздвигаются в стороны, и можно заметить, как грудь расширяется.
При интенсивных физических нагрузках мышцы плечевого пояса также участвуют в расширении грудной клетки. Это легко представить – вспомните спортсмена, бегущего на предельной скорости: его плечи активно поднимаются и опускаются.
Данные о дыхательных движениях передаются в дыхательный центр через нервы и используются для регуляции ритма дыхания. Дело в том, что необходимо в реальном времени распознавать, «насколько глубоким был вдох или выдох», чтобы своевременно корректировать управляющие сигналы.
Хоть на схеме диафрагма и изображается как тонкая мембрана, на самом деле это довольно толстая мышца. По аналогии с мясными блюдами диафрагма – это скерт-стейк [8]. Он очень похож на такие «мясистые» части, как корейка или кальби [9].
Как я уже говорил, попытка представить человеческие органы по аналогии с мясным меню оказывается чрезвычайно наглядной. Человек – лишь один из многих видов позвоночных в природе, и строение наших органов очень похоже на органы животных.
Я и мои коллеги-хирурги часто даем пациентам и их семьям возможность увидеть удаленные во время операции органы (вживую либо на фото). Очень показательна реакция людей при виде тонкого или толстого кишечника – они всегда поражаются, насколько те напоминают хорумон [10].
Хеликобактер пилори и Нобелевская премия
Главный фактор риска рака желудка
Рак – это болезнь, при которой клетки из-за изменений в генах начинают бесконтрольно размножаться. Злокачественное новообразование разрушает окружающие органы и представляет серьезную угрозу для жизни.
Большинство типов рака возникают из-за сочетания разных условий, и назвать одну-единственную причину точно нельзя. Тем не менее для каждого типа известны факторы, повышающие риск заболевания.
Например, рак легких чаще всего встречается у курильщиков: в 4,8 раза чаще, чем у некурящих. Пожалуй, это одна из главных причин возникновения рака легких. Кроме того, рак гортани у курильщиков встречается в 5,5 раза чаще, а рак пищевода – в 3,4 раза чаще, чем у некурящих [6].
А что способствует развитию рака желудка? Среди факторов риска выделяют соль и соленые продукты, например квашеные или маринованные закуски.
Известно, что курение повышает риск рака желудка. Однако в последние годы был выявлен гораздо более значимый и достоверный фактор – бактерия Helicobacter pylori (далее – H. pylori).
При заражении H. pylori в слизистой оболочке желудка развивается хроническое воспаление. С годами это приводит к атрофии слизистой (атрофический гастрит), создавая благоприятные условия для возникновения рака.
Хотя инфицирование H. pylori не всегда приводит к раку, риск существенно повышается. У зараженных вероятность возникновения заболевания в 15–20 раз выше, а случаи рака без хеликобактерной инфекции составляют менее 1 % [7].
Практически всегда H. pylori передается внутри семьи, чаще всего в раннем детстве (например, от родителей через слюну). У взрослых заражение через поцелуи или общую пищу маловероятно.
Определить наличие H. pylori в желудке можно с помощью анализов. Чаще всего проводится дыхательный уреазный тест. Это исследование, при котором человек принимает препарат, содержащий мочевину, после чего анализируется состав выдыхаемого воздуха.
Дело в том, что H. pylori расщепляет мочевину, при разложении которой образуются углекислый газ и аммиак. Поэтому, если в желудке есть H. pylori, мочевина в препарате расщепляется, и выдыхаемый пациентом воздух содержит углекислый газ. Наличие углекислого газа и говорит о заражении H. pylori.
Однако, вне зависимости от наличия или отсутствия H. pylori, в выдыхаемом воздухе он изначально содержится. Как тогда распознать углекислый газ, выделенный именно H. pylori? На самом деле в тестовом препарате атом углерода C в мочевине заменяют на изотоп ¹³C, а затем детектируют ¹³CO₂. В природе существует несколько видов атомов углерода C с разной массой, и около 99 % составляют ¹²C. Следовательно, если после приема препарата в выдыхаемом воздухе обнаруживается повышенное содержание ¹³CO₂, это доказывает наличие H. pylori. Разумеется, для организма ¹³C безвреден.
H. pylori связан не только с раком желудка, но и с другими заболеваниями: желудочными полипами, лимфомой, язвой желудка и двенадцатиперстной кишки. Если спросить, что вызывает язву желудка или двенадцатиперстной кишки, многие ответят: «Стресс или переедание», хотя на самом деле в более чем 95 % случаев это либо H. pylori, либо обезболивающие препараты [8].
О связи с обезболивающими подробно поговорим в главе 3.
Открытие бактерии Helicobacter pilory
H. pylori обнаружили в 1982 году. До этого считалось, что бактерии не могут обитать в желудке из-за крайне высокой кислотности среды (pH 1). Однако австралийский врач Робин Уоррен заметил там неизвестные бактерии и попытался их культивировать, поскольку для доказательства жизнеспособности их требовалось вырастить и размножить. К этому исследованию присоединился еще один австралийский врач – Барри Маршалл.
Культивирование проводилось следующим методом: образцы, полученные путем соскоба с поверхности желудка,