Михаил Иванович ВОЛСКИЙ. Концепция дыхания
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ [о механизме дыхания]В середине 1940-х инженер М. И. Волский выступил с критикой некоторых положений традиционной трактовки акта дыхания. К анализу процесса дыхания Волский попытался приложить в том числе свои знания в области физики, что привело его к отличным от устоявшихся понятий выводам.
Впоследствии, результаты своей работы, включавшей многочисленные биологические опыты, он без ложной скромности обнародовал под названием "Новой концепции дыхания".
Насколько важны и "концептуальны" его выводы? Как показано в представленных материалах оценки его работы современниками были диаметрально противоположны. Перед нами еще один яркий пример совершенно нелицеприятного противостояния в отечественной биологической науке...
Ниже приводятся основные положения и выводы работы Волского о дыхании и представляющие большой интерес критические отзывы специалистов с ответами на них автора. (Из книги: М. И. Волский. Новая концепция дыхания. М., 1961.)
Выводы [об усвоении организмом азота воздуха]На основании теоретических предпосылок и проделанных экспериментов можно сделать следующие выводы:
1. Вопреки принятому в настоящее время в физиологии положению, считать доказанным, что в плевральной полости находится воздух.
2. Наличие воздуха в плевральной полости облегчает процесс дыхания. С помощью этого воздуха равномерней происходит всестороннее сжатие легких при выдохе.
3. Наличием воздуха в плевральной полости объяснимо деление легких на доли.
4. В противовес принятому в физиологии взгляду, что давление воздуха в альвеолах равно атмосферному, считать, что давление воздуха в бронхиолах и альвеолах при нормальном дыхании на 10—40 мм водяного столба ниже атмосферного. Отрицательное давление в воздухоносных путях и альвеолах происходит за счет потери напора воздуха при движении его по воздухоносным путям и инерционного расширения легких после того, как забор воздуха уже прекратился.
Следует особо подчеркнуть, что при выдохе воздух в альвеолах находится в разреженном состоянии.
Вытекание воздуха из альвеол — области с пониженным давлением—в окружающее нас пространство с атмосферным давлением происходит за счет преобразования скорости выдыхаемого воздуха в статический напор, что обусловливается конусообразным строением трахео-бронхиального дерева.
Отрицательное (пониженное) давление воздуха в альвеолах как при вдохе, так и при выдохе, является необходимым условием для нормального газообмена в легких. [140]
5. Ошибочным является положение физиологов о том, что строение трахео-бронхиального дерева цилиндрическое. Строение трахео-бронхиального дерева человека и животных конусообразное.
6. Величина разрежения воздуха в плевральной полости больше разрежения альвеолярного воздуха на величину потери напора на диффузию воздуха через висцеральную плевру и стенки альвеол.
7. Воздух в плевральной полости как при вдохе, так и при выдохе, по сравнению с атмосферным воздухом, всегда разрежен. Процесс дыхания осуществляется разностью величин разрежения при вдохе и выдохе, которая колеблется у человека в пределах 5—40 мм водяного столба и лишь в опасных для жизни случаях достигает 100 мм водяного столба.
8. Ввиду того что легочная ткань в одинаковой, мере работает как на сжатие, так и на растяжение, термин “эластическая тяга легких” следует заменить термином “упругость легочной ткани”.
9. Ошибочно общепринятое мнение физиологов, что отрицательное давление в плевральной полости обусловлено эластической тягой легких. Отрицательное давление в плевральной полости обусловлено потерей напора воздуха при движении его по трахео-бронхиальному дереву, затем при прохождении его через стенки альвеол и висцеральную плевру.
10. Неверно утверждение физиологов, что “даже при максимальное выдохе легкие растянуты”.
11. Опыт Мюллера и опыт Вальсальвы объяснены физиологией грубо и неточно. Неточно и утверждение физиологов о том, что как разрежение, так и сжатие в плевральной полости может достигать 120—150 мм ртутного столба.
12. Проверка наполнения легких путем накачивания в них атмосферного воздуха установила, что легкие разрушаются при давлении, превышающем атмосферное давление не на 15 мм ртутного столба, как указывается в учебниках физиологии, а всего лишь при величине избыточного давления в 2—2,5 мм ртутного столба,— при этом накачать указываемый физиологами объем воздуха в легкие невозможно.
13. Наполнить легочные мешки атмосферным воздухом легче путем присоса в них воздуха через герметически вставленную трахею в горло широкой бутылки, отсасывая из нее воздух. Разрыв висцеральной плевры в этом случае происходит при, разрежении, равном 7—8—9 мм ртутного столба.
14. Неправильным является утверждение физиологов, что “лишь на шестом или девятом месяце жизни происходит превышение роста грудной полости по сравнению с объемом легких”. По нашему мнению, эта разница уже имеется во внутриутробном [141] периоде. Она обеспечивает возможность дыхания при появлении ребенка на свет. При вскрытии под водой грудной полости детского трупа в возрасте 1—2 месяцев в синусах плевральной полости был обнаружен воздух.
15. Ошибочным является утверждение физиологов, что каждая точка висцеральной плевры соприкасается с париетальной. Правильно утверждают анатомы, что слева возле грудины в области IV и V межреберных промежутков и хрящей V и VI ребер легкие не выполняют пространства, между pleura costalis и pleura mediastinalis.
Наибольшее же различие между границами плевры наблюдается между диафрагмой и грудной стенкой (sinus phrenico-cotalis).
Разницу между границей легкого и границей плевры определяют величины в 2—3 см; по linea axilaris media даже больше— до 5 см.
16. В околосердечной сумке также, как и в плевральной полости, имеется воздух.
17. Наличие воздуха в плевральной полости служит обоснованием наложения искусственного пневмоторакса и дает возможность указать методы лечения легочных болезней, а в случае ранения грудной клетки и предотвращения смертельных исходов.
По поводу опровержения наскрёб такую информацию:Вопреки общепринятому в физиологии и биохимии положению, что растительный, животный и человеческий организмы не усваивают азот воздуха, следует полагать, что азот воздуха усваивается как растительным, так и животным и человеческим организмами, доказательством чего служит:
1. Количество азота, выделяемого человеческим организмом через легкие за сутки при покойном дыхании, согласно экспериментальным данным, составляет от 17 до 36 г, что говорит об усвоении организмом азота воздуха, так как ежедневно выделять такое количество азота можно лишь при условии, что он поступает в организм из вдыхаемого нами воздуха.
Вполне вероятно, что некоторая часть азота пищи выделяется также через органы дыхания, и, наоборот, усваиваемый при дыхании азот воздуха выделяется с мочой.
Исследование на масс-спектрометре органов крысы, находившейся в атмосфере меченого азота, показало, что самый большой процент меченого азота дали стенки мочевого пузыря, мышцы и костный мозг.
2. Усвоение азота воздуха происходит с помощью эритроцитов крови, транспортирующих кислоты в организмах животных и человека. Транспортируемые эритроцитами кислоты абсорбируют азот воздуха, поступающий в легкие в процессе дыхания, что согласуется с исследованиями проф. В. С. Садикова о поглощении азота аспарагиновой и фумаровой кислотами и с положением проф. Б. И. Збарского, что эритроциты являются подвижным депо аминокислот.
3. Работы И. М. Сеченова по газовому составу крови говорят об усвоении азота воздуха кровью. Так, артериальная кровь содержит азота больше, чем венозная. [230]
4. Согласно данным наших экспериментов по инкубированию цыплят установлено, что развивающийся эмбрион во время инкубации наращивает азот.
5. То же следует сказать и о куколках пчел, которые в процессе своего развития, не принимая корма, наращивают белка около 10%, усваивая азот воздуха.
6. Замена азота воздуха аргоном при инкубировании цыплят вызывает замирание эмбрионов. Так как аргон не входит в химические соединения с другими элементами, то замирание эмбрионов нельзя приписать “ядовитости” аргона, а это дает право заключить, что азот воздуха является биохимически и биологически активным веществом.
7. Ввиду того, что основные процессы, протекающие при тканевом дыхании животного и растительного организмов, во многом общи, следует полагать, что и растительный организм утилизирует азот воздуха на создание аминокислот, а затем и белков.
8. Усвоение азота воздуха растительным, животным и человеческим организмами вполне согласуется с учением И. В. Мичурина и И. П. Павлова о влиянии среды на организм. [231]
Возникают вопросы:Фиксация молекулярного азота высшими растениями и животными
В 1959 году в журнале «Доклады Академии наук СССР» (т. 128, №4) была опубликована статья М.И. Волского , в которой были представлены доказательства усвоения молекулярного азота организмами животных. Как известно, название азот – «нежизненный» этому химическому элементу дал в 1787 г. А. Лавуазье. На протяжении 150 лет ученые считали, что высшие растения усваивают азот N2 только из почвы, в которой он находится в виде растворимых азотсодержащих соединений, а животные – только вместе с пищей.
Факт, якобы установленный доктором технических наук М.И. Волским , был даже занесен в реестр научных открытий под №62 с приоритетом от 19 декабря 1951 года в такой формулировке: «Установлено неизвестное ранее свойство животных и высших растений усваивать азот из атмосферы, необходимый для их нормальной деятельности».
Неоднократные проверки, выполненные специальной комиссией АН СССР совместно с автором «открытия», показали ошибочность экспериментов и несостоятельность выдвинутых им аргументов. Центральный эксперимент М.И. Волского , одновременно он являлся и проверочным, состоял в инкубации птичьих яиц в присутствии газообразного радиоактивного азота. По окончании инкубации содержимое яиц анализировали на предмет наличия радиоактивного азота в молекулах белков, синтезированных в процессе развития эмбриона. Действительно, результаты говорили однозначно за то, что содержимое яиц становилось радиоактивным. Однако М.И. Волский не учел, что применяемый им газообразный азот содержал примеси других радиоактивных газов. Тщательная проверка показала, что усваивались именно примеси, а вот ни один атом азота не внедрился во вновь синтезированные молекулы белков. Для прогресса науки проверка опытов М.И. Волского принесла очевидную пользу. Для него самого произошедшее стало тяжелейшей драмой – ведь он так ничего и не понял.
Прошли годы, в фойе зала, где проходил съезд биохимиков в Санкт-Петербурге в 1990 году, на доске объявлений в одиночестве висел скромный, даже несколько небрежно оформленный плакат, размером с небольшой лист ватмана. На нем уже его сын приводил доводы в пользу несостоявшегося открытия. Людской ручеек скользил мимо плаката без остановки...
1. Что правда, а что вымысел ?
2. Исправлены ли учебники по физиологии ?