Каждой ли сестре - по серьге, либо каждой - по труду?

Исследования, проведенные многими авторами в разных странах, свидетельствуют о том, что и природа считает «справедливым» принцип распределения по труду: каждый функциональный элемент, каждая клетка и ткань органов получают кислород в количестве, обеспечивающем энергией воссоздание собственного структуры и возможность выполнения работы, необходимой организму в целом.

Самая сложная функция в организме - управление и координация работы всех его органов и систем - осуществляется мозгом. Мозг человека, клетки которого усиленно функционируют, особенно во время бодрствования, отличается высоким потреблением кислорода - 27 - 28 мл/мин на 1 кг массы тела (около 15 % общего потребления кислорода организмом). Даже во сне, в условиях относительного покоя, мозг человека более интенсивно потребляет кислород, чем такая же по массе мышца. Этим объясняется сверхчувствительность мозга к недостатку кислорода.

Очень высока интенсивность потребления кислорода почками: на 1 кг их массы потребуется 67 мл/мин. Почки, масса которых 300 г, или 1/160 массы тела, требуют более 1/10 всего объема кислорода, необходимого организму. Такая высокая интенсивность окислительных процессов связана с тем, что этот постоянно работающий парный орган прокачивает через свою маленькую массу большой объем крови. Почки обладают двойной сетью капилляров: плотными, сильно закрученными капиллярными клубочками в наружном слое и густой сетью петель в почечных канальцах. В выносящей артерии клубочков энергия требуется для поддержания высокого давления, необходимого для фильтрации крови при образовании первичной мочи. В почечных канальцах, где осуществляется активное всасывание из первичной мочи большого количества (96 %) воды и веществ, клетки эпителия также должны затрачивать огромное количество энергии на такую работу.

Такой же высокой интенсивностью потребления кислорода в покое отличается сердце. У этого органа, непрерывно работающего на протяжении всей жизни, сокращающегося 60 - 70 раз в минуту, потребность в кислороде составляет 66 - 67 мл/мин на 1 кг массы. Однако при физических нагрузках, психическом напряжении в нормальных условиях и во время болезни, сопровождающейся повышением температуры, в измененных условиях существования (в горах, пустыне и т. д.) работа сердца усиливается, его потребность в кислороде многократно увеличивается.

Обработка поглощаемой человеком пищи (превращение крахмала в сахар и глюкозу; жиров - в глицерин и жирные кислоты; белков - в аминокислоты) происходит в желудочно-кишечном тракте. Вся кровь, оттекающая от кишечника, доставляется воротной веной в печень, - химическую лабораторию организма, которая выполняет многие функции. Она активно участвует в обмене веществ. Вырабатываемая печенью желчь, поступая в 12-перстную кишку, способствует перевариванию жиров. Из поступающей с кровью глюкозы по воротной вене в печени синтезируется животный крахмал - гликоген. В печени происходит обезвреживание аммиака (продукта белкового, обмена) путем синтеза мочевины. Печень и желудочно-кишечный тракт потребляют 5,5 % общего количества кислорода, поглощаемого организмом. Интенсивность потребления кислорода печенью и желудочно-кишечным трактом ниже (14-25 мл/мин кг), чем тканями почек, сердца и мозга, но выше, чем тканями опорно-двигательного аппарата.

Интенсивность потребления кислорода мышцами в покое - всего около 2,5 мл/мин кг, но при напряженной работе она может возрастать в десятки раз. На мышцы, составляющие 35 - 45 % массы тела, в покое приходится лишь 15 - 20 % потребляемого организмом кислорода. Самой низкой оказывается интенсивность потребления кислорода костной тканью (1,2 мл/мин кг), выполняющей статическую работу, которая требует меньшего количества энергии.

Доставка кислорода к органам, тканям и клеткам зависит от той части общего объема кровотока, которая приходится на данный орган и его ткани. Особенно велика интенсивность кровотока (объема крови, поступающей в 1 мин из расчета на массу органа или ткани) в почке, мозге, сердце, печени. У покоящегося организма эти органы получают на единицу своей массы намного больше крови, чем другие части тела. Так, почки получают около 3000 мл/мин кг, сердце - около 70; мозг - 50; печень и желудочно-кишечный тракт - 300, тогда как мышцы - 26, а кости - всего 19 мл/мин кг. Такое распределение крови объясняется тем, что она, снабжая ткани кислородом, субстратами для окисления, выполняет другие функции, в частности, удаляет из работающих клеток отработанные продукты, ненужные организму конечные продукты обмена веществ - мочевину, соли неорганических кислот, избыток воды и пр. Почки должны отфильтровать как можно больший объем крови, поэтому в их кровеносную систему поступает около 20 % общего кровотока, т. е. примерно 900 мл/мин. Почки извлекают 1 мл кислорода из 45 л циркулирующей крови, тогда как мозг - из 18,3 л.

Почти треть минутного объема крови (27 %) получают печень и желудочно-кишечный тракт, масса которых у человека составляет около 4 кг. Печень извлекает каждый литр кислорода из 22 л крови, сердце из-за небольшой общей массы получает в покое всего 200 мл/мин (4,5 - 5 % МОК). У человека, находящегося в покое, сердце извлекает 1 л кислорода всего из 10 л циркулирующей крови.

Мозг, нуждающийся в большем количестве кислорода, хотя и экономно использует кровоток (1 л кислорода он извлекает из 18 л крови), но при относительно небольшой массе (1200 - 1500 г) получает около 16 % общего кровотока.

Большая часть МОК, особенно во время работы, приходится на мышцы. В покое они получают только 20 % МОК, во время физической нагрузки - до 80 %. Даже в покое кровоток используется мышцами очень экономно, но еще более - во время работы (в покое мышцы извлекают 1 л кислорода из 10 - 12 л крови, во время физической нагрузки - из 7 - 8 л).

Таким образом, распределение кислорода и циркулирующей крови в организме происходит не по принципу «каждой сестре - по серьге», а каждой ткани - «по труду».