Чейн — Стокс: дыхание свободы

Илья Колмановский: Степан Пачиков пишет в своем блоге о том, что каждый год 5 марта вспоминает это словосочетание: «дыхание Чейна — Стокса». В марте 1953 года вся страна повторяла эти слова: новостные агентства говорили об агонии Сталина. У блога «Наука» в этой связи два предложения: разобраться, что же значат эти ставшие знаковыми для нашей истории слова, и, разумеется, выпить.

Алина Маркова: Джон Чейн, потомственный врач, выросший и практиковавший в Ирландии в XIX веке, заметил необычное периодическое дыхание у больного с тяжелым инсультом: «В течение нескольких дней его дыхание было нерегулярным; паузы в четверть минуты, вслед за которыми дыхание становилось ощутимым, хотя и редким, затем постепенно углублялось и ускорялось, пока не останавливалось снова, и цикл повторялся». Через шесть лет профессор того же университета в Дублине Уильям Стокс описал похожее дыхание, но уже у пациента со «слабым сердцем», а не с инсультом. 

Получается, что Чейн описал циклическое угасающее дыхание у пациента с болезнью мозга, а Стокс — у пациента с болезнью сердца. Что на самом деле неудивительно, потому что эти два органа работают в крепкой связке. Сердце обеспечивает регулярные поставки крови ко всем органам и, конечно, к мозгу. Если его сократительная функция ослабевает, то мозг не получает нужного количества крови. Но и работа сердца возможна только потому, что в крови есть кислород — из легких, иначе мышца не могла бы сокращаться. Угасает дыхание — ослабевает сердце, а также, из-за недостатка кислорода, и мозг, который дает легким сигнал к сокращению. Замкнутый круг.

Что же важнее у больных с дыханием Чейна — Стокса: курица или яйцо? То есть что запускает такой необычный, судорожный дыхательный цикл: сердце или мозг? 

Ответ: мозг.

В обычной жизни мы не «забываем, как дышать» и не умираем от удушья по двум причинам. В стволовом отделе нашего мозга есть две структуры: одна автоматически генерирует импульсы, заставляя легкие непрерывно ритмично дышать, даже когда мы спим, другая — это своего рода датчики, рецепторы, все время измеряющие уровень углекислого газа в крови. Рецепторы нужны как раз чтобы мы «не забывали дышать». Например, если вы надолго затаили дыхание, кислород в крови быстро тратится всеми органами-потребителями, углекислого газа делается много — мозг дает команду легким начать скорее и глубже дышать. Как только уровень углекислоты падает, легким уже не нужно так много работать, и дыхание приходит в норму, делается автоматическим. 

У пациентов со слабо сокращающимся сердцем кровь очень медленно и в небольшом количестве доходит до ствола мозга, где расположены рецепторы СО₂. Они рады бы работать в полную силу, но им редко поставляют информацию об уровне углекислоты. Как только они ее получают и видят, что углекислота зашкаливает, — они запускают усиленное дыхание.

Произошедший у Сталина инсульт повредил ствол мозга. Автоматическое дыхание почти полностью исчезло, а рецепторы к углекислоте не могли его запустить, пока количество углекислоты не делалось очень большим. Лишь тогда они постепенно начинали работать, запуская дыхание и понижая уровень СО₂. Потом вновь наступала пауза.

Когда очередная пауза оказалась слишком большой, уровень СО₂ критически повысился, а уровень кислорода, наоборот, катастрофически упал — и сердце Сталина остановилось: без кислорода мышца просто не может сокращаться.

Илья Колмановский: Что касается выпить, тут мы решили обратиться к эксперту, автору чудесного блога Обviniтель Самвелу Аветисяну, с вопросом: какой напиток лучше всего подходит случаю? Что наливать в бокалы, когда мы поднимаем их за Чейна и Стокса?

Самвел Аветисян: Разумеется, хванчкару — и можно только мечтать о бутылке урожая 1953 года! Конечно, велик риск, что это уже уксус, но я все равно с удовольствием бы продегустировал. Увы, в продаже его не встретить — если только у кого-либо в коллекции или на одном из грузинских винзаводов, у которых есть музеи старых урожаев. А любое недавнего года можно точно приобрести на Украине; можно также попробовать посетить грузинские рестораны Москвы и шепотом спросить у них из-под полы.