Чейн — Стокс: дыхание свободы

Сегодня годовщина смерти Сталина. Зная, что Москву собираются завесить плакатами с его изображением, блог «Наука» предлагает воздать почести двум медикам XIX века, чьи имена навсегда связались с освобождением страны, и разобраться, от чего умер тиран

Иллюстрация: Alamy/Photas
Иллюстрация: Alamy/Photas
+T -
Поделиться:

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.

Джон Чейн

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.

Комментировать Всего 2 комментария
Из письма моего приятеля

"Про чейн-стокса у товарища я не знал, но вспомнил другое интересное явление: у альпинистов на большой высоте %5, не у всех, конечно: человек просто забывает дышать. Буквально. Пропадает дыхательный рефлекс.СашаС

Спасибо, Степан! Ваш вопрос позволит раскрыть обратную сторону регуляции,

а именно: что же происходит при слишком активном дыхании. 

Чем выше мы поднимаемся, тем ниже парциальное давление кислорода, то есть воздух становится более "разрежен". Чтобы получить нужную порцию О2, приходится чаще дышать. Частое дыхание, помимо насыщения крови кислородом, уменьшает количество углекислоты. А она-то и нужна рецепторам для запуска внеочередного вдоха. Поэтому, чем выше поднимается альпинист, тем реже срабатывают рецепторы, позволяя "забыть как дышать".