Что происходит с нашими легкими, когда мы дышим

Наши легкие поддерживают хрупкое равновесие в нашем организме, в то же время подвергая нас воздействию мира, который кажется все больше выходит из равновесия.

В эпоху crispr-технологии и пересадки лица, одним из героев коронавирусной пандемии был немецкий врач, который в 1897 году измерил, как далеко бактериально-грудной плевок может распространиться. Шесть футов — так он определил. В прошлом году это стало рекомендацией, предложенной мерами предосторожности во всем мире. Мы узнали, что наше дыхание иногда может переносить коронавирус намного дальше шести футов.

Флюгге был одержим гигиеной и не зря. В его дни было мало эффективных лекарств – кроме, скажем, опиатов или хинина – и было мало вакцин. Некоторые врачи решили, что лучший способ оказать помощь — это попытаться выяснить, как в первую очередь уберечь пациентов от болезней в дальнейшем.

В то время, когда Флюгге измерял количество капель, Нью-Йорк был охвачен ужасным респираторным заболеванием. Туберкулез, главный убийца города, уносил десять тысяч жизней в год. Местный врач Герман Биггс предложил меры, которые, по его мнению, могли бы спасти жизни: сообщать обо всех больных туберкулезом в департамент здравоохранения и отслеживать всех, с кем эти больные находились в тесном контакте. Другие врачи протестовали, называя эти действия “агрессивными тираниями” и “оскорбительно диктаторскими”, поэтому Биггс не смог их реализовать в полной мере. Он также настаивал на том, чтобы люди закрывали рот во время кашля, а инфицированные туберкулезом пациенты были изолированы от здоровых людей. Двадцать лет спустя, даже не имея никаких достижений в области лекарств, использование такой рекомендации Биггса помогло сократить число случаев туберкулеза в городе наполовину.

В конце концов, были выведены эффективные антибиотики, и туберкулез считался в Соединенных Штатах более или менее покоренным современной медициной. Но в последующие десятилетия, с отказом от старых мер предосторожности, болезнь начала распространяться заново в Нью-Йорке, и возникла дополнительная проблема: неполное лечение могло привести к штаммам, которые сопротивлялись препаратам. Количество случаев на душу населения удвоилось за период с 1980 по 1990 год.

Пульмонолог Майкл Дж. Стивен пишет об этой неудаче в своей обширной новой книге “Захват дыхания”: “Во времена, когда у нас были самые мощные антибиотики, в Нью-Йорке дела шли хуже, чем во время доктора Биггса, за девяносто лет до этого, и вообще без антибиотиков”.

Эта история является отражением того примечательного факта, что в двадцатом веке эпоха поразительных медицинских прорывов, простых – и относительно недорогих – вмешательств в общественное здравоохранение спасла больше жизней, чем это сделала клиническая медицина.

Будучи пульумунологом, Стивен очень интересуется самыми современными методами лечения рака и лечения таких ужасных заболеваний, как муковисцидоз. Но он ясно видит своих философских предшественников в таких, как Биггс и Флюгге, и даже их преемника Уильяма Уэллса, который в девятнадцатых годах XIX века ввел в лекционные залы и кондиционеры Гарвардской школы общественного здравоохранения порошок для чихания и балантидийскую кишечную палочку, чтобы узнать, как далеко бактерии могут перемещаться и все еще попадать в человеческие легкие. Все они поняли основную истину: “Атмосфера — это общее пространство, а легкие – его продолжение”. Само дыхание связывает нас друг с другом и с окружающим миром. Это урок, который нам, кажется, трудно усвоить до сих пор.

В бесчисленных языках и религиях дыхание является синонимом жизни, духа или души. И не зря. Земля провела около двух миллиардов лет без кислорода в своей атмосфере, лишившись жизни за пределами нескольких анаэробных микроорганизмов. Медленно сине-зеленые водоросли генерировали кислород, и таким образом создали условия, позволившие совершить грандиозный взрыв биологии, от которого зависит почти все и каждый, кого мы знаем.

“Жизнь и дыхание дополняют друг друга”, — писал английский врач Уильям Харви в семнадцатом веке. “Нет ничего живого, что не дышит, и все, что не дышит, что не живет”.

Он, конечно, говорил про анаэробы, но суть была верна. Даже растения дышат в процессе, отдельном от фотосинтеза. Такие животные, как медузы или земляные черви, у которых отсутствует дыхательная система, дышат сквозь кожу. Наши очень далекие предки, начав с чего-то более или менее похожего на плавательный пузырь рыбы, развили легкие — высокоэффективный механизм обмена внутренних газов на. Несмотря на то, что в матке функционируют другие органы, самостоятельная жизнь начинается с того момента, когда наши легкие, наполненные жидкостью, впервые надуваются собственным дыханием.
И все же, утверждает Стивен, мы постоянно упускаем из виду важность наших легких. Деталям нашего обычного дыхательного шага, глубины и т.д. в современной медицине уделяют мало внимания. Но Стивен рассказывает, что дыхательные упражнения, подобные давно пропагандируемым в буддизме и индуизме, могут улучшить не только состояние дыхания, но и устранить депрессию, хронические боли. Некоторые исследования показывают, что они могут бороться с разрушительным воздействием стресса.

Доктор Стивен говорит: “Было доказано, что мобилизация силы дыхания также включает противовоспалительные гены и выключает противовоспалительные, в том числе гены, регулирующие энергетический метаболизм, секрецию инсулина и даже ту часть нашей ДНК, которая контролирует долголетие”.

Между тем, болезни легких, которые часто клеймятся как “грязные”, с трудом привлекают деньги и внимание исследователей.

“Игнорируемые, недофинансируемые и забытые: это история болезней легких”, — пишет Стивен.

Скорее всего, вы никогда не слышали об идиопатическом фиброзе легких, хотя он поражает больше американцев, чем рак шейки матки, и имеет гораздо более низкую выживаемость. Рак легких, безусловно, является самым смертоносным заболеванием во всем мире, но другие виды рака получают значительно больше финансирования.

Несмотря на то, что смертность от традиционных убийц, таких как болезни сердца и рак, в Соединенных Штатах в основном снижается, смертность от респираторных заболеваний растет. И это было до того, как мы потеряли сотни тысяч американцев из-за Ковид-19, который убивает большинство своих жертв из-за острой респираторной недостаточности.

Число случаев заболевания астмой с каждым годом растет, и во всем мире количество случаев хронической обструктивной болезни легких, которая ассоциируется с курением, но также поражает людей, которые никогда не курили. Рак легких также становится все более распространенным среди некурящих — в США диагноз ставится примерно каждые две с половиной минуты. Во всем мире проблемы с дыханием являются второй по распространенности причиной смерти, а также убийцей №1 детей в возрасте до пяти лет.

Мы склонны думать о легких как о простом насосе: один газ втягивается, другой выталкивается.

На самом деле, как пишет доктор Стивен: “это живой орган с иммунологией и химией, который с момента нашего прихода в этот мир выполняет необыкновенный объем работы в условиях экстремального стресса”.

С каждым из примерно двадцати тысяч вдохов, которые мы делаем в день, воздух проходит через извилистые проходы, которые могут простираться на 500 миль, к одному из примерно пятисот миллионов альвеол – крошечным, сгруппированным воздушным мешочкам, которые держат каждое из наших легких. Кислород движется из легких в кровоток, по мере того как углекислый газ возвращается в легкие. Ствол мозга контролирует баланс, который должен быть правильным. Газовый обмен оказывает удивительно мгновенное и интенсивное воздействие на организм. Одной из причин, по которой сигареты вызывают столь сильное привыкание, является скорость, с которой вдыхание доставляет лекарства в мозг. Когда вы задерживаете дыхание, вы чувствуете нехватку кислорода — это реакция вашего организма на слишком большое количество углекислого газа, который превращает кровь в кислоту. Когда вы выдыхаете в бумажный пакет, чтобы подавить приступ паники, это работает, потому что гипервентиляция перевернула баланс в другую сторону, оставив вас без достаточного количества CO2.

Легкие — это парадокс. Они настолько хрупки, что накопление мельчайших шрамов может лишить их упругости и функции. Настолько деликатны, что один из пионеров пульмонологии разгадал давнюю загадку о смертельной болезни неонатальных легких, частично прочитав книгу о физике мыльных пузырей.

Однако, в отличие от других наших внутренних органов, уютно устроившихся внутри нас, они открыты, как рана, для внешнего мира. Дыхательная система регулярно подвергается атакам патогенных микроорганизмов, не говоря уже об аллергенах и загрязняющих веществах. В результате в наших легких находится огромное количество защитных клеток, которые патрулируют их, как часовые, и выстилка из крошечных волосков, которые постоянно перемещают слой очищающей слизи вверх, выбрасывая всех захватчиков.

Наши легкие являются одновременно и защитой, и порталом, и связующим звеном в наших отношениях с окружающей средой, способным исцелить нас, а также навредить нам. В их глубочайших нишах тонкая, как одна клетка, стенка — это все, что отделяет нас от мира.

В декабре 1952 года в небе над Лондоном развилась температурная инверсия — относительно распространенное зимнее метеорологическое явление, захватившее холодный воздух под слоем более теплого воздуха. Поскольку воздух не мог вырваться наружу, и без того страшное загрязнение города стало настолько концентрированным, что в некоторых районах люди уже не могли видеть своих ног. Автобусы и такси перестали ходить из-за плохой видимости. Качество воздуха было таким, что даже мероприятия в закрытых помещениях пришлось отменить, а пресса сообщала, что коровы умирают от удушья.

В течение пяти дней, на фоне того, что стало известно как Великий Смог, лондонцы слишком близко познакомились со всем, что город выбрасывал в атмосферу общего пользования, в том числе угольный дым, с заводов и домов, который смешивался с туманом и образовывал серную кислоту. Огромное количество людей было госпитализировано, и в последующие недели и месяцы, по оценкам, умерло 12 000 человек. У ритуальных агентств даже закончились гробы.

На протяжении веков в Англии не удавалось уменьшить количество сжигаемого угля. В 1306 году Эдуард I запретил сжигание угля, обратившись к штрафам, пыткам и угрозам смерти. А в 60-ых годах был написан доклад для Карла II, в котором предупреждалось о воздействии “грязного пара” на “этот хрупкий сосуд, в котором он содержится”. Но знаменитое загрязнение воздуха в этом регионе было отвергнуто как простая цена современной жизни.
Спустя четыре года после Великого Смога, Великобритания, наконец, приняла закон о чистом воздухе и начала свой долгий, медленный переход от угля. В 2020 году Великобритания установила национальный рекорд, проработав 67 дней, 22 часа и 55 минут без сжигания угля для получения энергии — впервые со времен промышленной революции.

В США, за несколько лет до Великого Смога, зимняя инверсия заперла жителей Доноры и штата Пенсильвания в облаке выбросов от местных цинковых и сталелитейных заводов, что накрыло почти половину города. Это привело к первым федеральным усилиям по борьбе с загрязнением воздуха, хотя американский Закон о чистом воздухе был принят только в 1963 году. Люди испытали, каково это — отсутствие разделения между собой и тем, чем они дышали.

В современном мире такие эпизоды, как “Великий Смог”, менее известны, но более распространены. В последние годы жители городов от Сан-Паулу до Сиднея наблюдали, как дым от рекордных пожаров, подогреваемый изменением климата и вырубкой лесов, закрывал солнце. В ноябре 2017 года качество воздуха в Нью-Дели — городе, который, как и Сиэтл и Солт-Лейк-Сити, склонен к зимним инверсиям, — было настолько плохим, что датчики, отслеживающие загрязнение воздуха, в том числе уровень частиц размером менее 2,5 микрометра, которые достаточно малы, чтобы проникать в легкие и даже в кровоток, не могли поспевать за ним. Уровни выше 200 считаются “очень нездоровыми”, максимальное значение большинства датчиков составляет 999. Плохая видимость вызвала огромную кучу машин на шоссе, и главный министр Дели написал в Твиттере, что регион стал газовой камерой. Но это не было единичным событием. Прошлой зимой правительственные чиновники в Дели отменили рейсы, закрыли школы и объявили чрезвычайную ситуацию со здоровьем из-за загрязнения воздуха. Сейчас считается, что у миллионов детей необратимое повреждение легких, и местный хирург сказал “Таймс”, что он больше не видит розовые легкие, даже среди молодых некурящих.

Мы все еще изучаем, что загрязнение воздуха может сделать с нашим организмом. Оно может вызвать не только легочные заболевания и нарушение развития легких, но и сердечные приступы, остеопороз. Для тех, кто первыми принял ответные меры, кто вдохнул облака пыльного воздуха после нападений на Всемирный торговый центр 11 сентября, многие из которых не были одеты в защитные маски, проблемы со здоровьем часто возникали в три волны. Сначала наблюдался стойкий кашель, а затем, несколько лет спустя, астма, воспаление пазух носа, кислотно-рефлюксная болезнь, синдром обморока и пневмония. Наконец, появились рак, болезни сердца и инсульт.

Сегодня в США плохой воздух поступает не только из промышленности, но и из промышленного сельского хозяйства (с выбросами аммиака, сероводорода, метана и т.п.). Согласно некоторым исследованиям, это две причины примерно одинакового числа смертей, связанных с загрязнением воздуха каждый год.

46% процентов американцев живут в графствах, где воздух считается нездоровым, что повышает риск заболеваний и ранней смерти, причем основную тяжесть этого бремени несут бедные люди и люди с другим цветом кожи, которые живут в наиболее загрязненных районах.

Мы знаем об опасностях, и мы также знаем, что, по данным Всемирной организации здравоохранения, более 90% людей живут в местах, где мы дышим некачественным воздухом. Тем не менее, эти знания нас не сильно волнуют. Символично, что, согласно E.P.A., загрязнение воздуха уменьшило расстояние и четкость нашего видения. Мы не замечаем, как много воздуха, которым мы дышим, буквально сжимает наши собственные горизонты.

Прошлым летом улицы вспыхнули в знак протеста после того, как белый полицейский медленно и спокойно задушил чернокожего по имени Джордж Флойд, прижав его коленом к шее. Флойд повторил фразу, которую говорили до него другие жертвы полицейского насилия, и которая приобрела дополнительный резонанс на фоне респираторной пандемии.

В “Летописи хирургии” Сэнфорд Э. Робертс, чернокожий хирург, проживающий в Пенсильвании, писал, что параллели ситуации, когда пациенты задыхались от воздуха, в то время как протестующие скандировали “Я не могу дышать”, были “бастующими и удушающими”. Атмосфера может быть общим пространством, но ее риски распределены неравномерно.

2020 год был полон мрачных шуток о том, что он вооруженный против нас. Он начался с пожаров в Австралии, которые погубили несметное количество животных, с объявления о том, что в Ухане (Wuhan) распространялась пневмония неизвестной причины. В течение года опасный дисбаланс газов, который мы создали в атмосфере планеты, способствовал появлению самого активного в истории сезона ураганов в Атлантике, наряду с рекордным количеством осадков в одних местах и засухой в других. В Бразилии сгорели леса и болота.

На западном побережье Соединенных Штатов, где я живу, лесные пожары распространяли густой дым на тысячи миль. Можно было часами ездить за рулем и не видеть ничего, кроме дыма, который превращал наши обычные летние голубые птичьи небеса в тревожные оттенки оранжевого и серого, и делал воздух токсичным. Это была еще одна мрачная шутка: дышать на улице небезопасно из-за дыма, но дышать внутри тоже небезопасно из-за пандемии.

Источник: https://newochem.ru/