Микродвигатель

«Наше воображение рисует образы,

заимствованные из реальности»

Г.-Х. Андерсен

Пока что эти микродвигатели внутреннего сгорания, беспрерывно работающие в нас, можно только вообразить, но ведь и микромир элементарных частиц пока ещё никто не видел, а представляют же его! Как ни покажется странным, в лёгких имеются все элементы микродвигателя внутреннего сгорания: есть и «поршни» – сами эритроциты, есть и «цилиндры» – сами капилляры, по которым двигаются поршеньками эритроциты, есть и горюче-газовая смесь с возможностью компрессии её, есть откуда взяться даже искре зажигания. Но сначала – некоторые пояснения.

Необходимо прежде всего представить себе альвеолу – этот микроскопически крохотный, почти постоянно заполненный газом пузырёк в лёгочной ткани, тонкостенный (стенки, как и все мембраны, имеют поверхностное натяжение), с единым отверстием для входа и выхода воздуха, сообщающийся через это отверстие с мелким бронхом, а через бронх – со всеми воздухоносными путями лёгких. Тонкостенная альвеола изнутри выстлана ещё более тонкой двуслойной жировой плёнкой – сурфактантом. Эта сурфактантная плёнка обладает высокой поверхностной активностью, она уменьшает поверхностное натяжение мембраны альвеолы, не позволяя стенкам альвеолы слипаться (поверхностное натяжение направлено на уменьшение объёма) при выдохе и облегчая растяжение альвеолы при вдохе. Далее. В той части альвеолы, по стенке которой проходит капилляр, общей для альвеолы и капилляра стенкой служит сурфактантная плёнка. Считается, что в этом-то истонченном месте через сурфактантную плёнку (полупроницаемую биологическую мембрану) и происходит газообмен между лёгкими и кровью. «Газообмен»...

Воображение рисует нечто иное, хотя заимствованное из реальности.

... На высоте вдоха стенка альвеолы расширяется неравномерно из-за разной плотности растяжимости её стенок, вследствие чего образуются выпячивания, и как раз в том месте образуются эти выпячивания, где стенка альвеолы представлена лишь одной полужидкой сурфактантной плёнкой – над капилляром. В просвет капилляра и внедряется этот крохотный пузырёк воздуха, заключённый в тонкую жировую плёнку. Чем не горюче-газовая смесь для двигателя внутреннего сгорания – жировая, легко окисляемая плёнка и пузырёк воздуха в ней? Как известно, эритроциты идут по капилляру «монетным столбиком», и хотя идут они довольно компактно, между эритроцитами всегда имеется некоторое пространство, поскольку каждый нормальный эритроцит имеет форму двояковогнутой линзы. Сюда-то, в пространство между «линзами», принимая его форму, и внедряется жиро-воздушный пузырек. Продолжающимся движением эритроцитов «пузырёк» отделяется («отшнуровывается») от остальной сурфактантной выстилки, дефект на месте «отшнуровки» моментально устраняется силой поверхностного натяжения, существующего на разделе газ-жидкость («газ» – просвет альвеолы, «жидкость» – плазма крови).

Далее (точнее – одновременно с этим) происходит компрессия горюче-воздушного пузырька сближающимися эритроцитами – всё, как в двигателе внутреннего сгорания.

Эритроциты, как поршни, скользят по герметично охватывающей их трубке-капилляру... Есть в этом микродвигателе и своя «свеча зажигания»: атом железа, входящий в состав гемоглобина эритроцита, способен мгновенно сбросить электрон, переходя из Fe 2+ в Fe 3+. А если учесть, что в состав молекулы гемоглобина входят 4 атома железа, а таких молекул гемоглобина только в одном эритроците насчитывается более 400 миллионов, – можно представить, что искра у такой «электронной свечи» будет довольно мощной, на молекулярном уровне разумеется.

Искра, вспышка – взрыв! Резонно спросить у автора гипотезы, чем мотивирует он своё утверждение, что во время компрессии горюче-воздушного пузырька (компрессию ещё можно объяснить движением эритроцитов) происходит также и электронный разряд? Ответ довольно прост: как установлено, сурфактант способствует облегчению межклеточного контакта, соединяя электрический заряд контактирующих через него клеток в единый заряд, а это не что иное, как «переток» электричества в виде искры из одной клетки в другую через сурфактантный «мостик».

Итак: искра, вспышка – взрыв!! В мгновение расширившиеся газы (углекислый газ) и горячий пар прорываются через самое слабое место – сурфактантную выстилку – в альвеолу и дальше по воздухоносным путям устремляются в бронхи.

Поверхностное натяжение мембраны альвеолы, устремлённое к сокращению объёма альвеолы, активно помогает этому «гону» газа и пара, при этом восстанавливается непрерывность сурфактантной выстилки и столь же мгновенно затягивается «дыра» в разделе газ-57 жидкость силой того же поверхностного натяжения разделительной плёнки.

При взрыве увесистый механический толчок и не менее «увесистую» электромагнитную «инъекцию» получает «первый» эритроцит, а «монетный столбик» остальных эритроцитов силой взрыва упруго отжимается против хода своего движения. Весьма вероятно, что эта энергия сжатия будет использована для теперь уже активного захвата эритроцитами очередного горюче-воздушного пузырька – и цикл повторится с участием в роли поршенька уже другого эритроцита. Разве что в смене поршенька в каждом цикле – отличие природного двигателя внутреннего сгорания от двигателя, изобретённого человеком.

Учитывая, что только в одном лёгком насчитывается до 370 миллионов альвеол, надо ожидать и большой расход сурфактанта при дыхании, особенно интенсивном.

Ожидаемое подтверждено: исследователи установили, что сурфактант расходуется в значительном количестве и интенсивность его расходования прямо зависит от интенсивности дыхания. В излагаемую гипотезу этот «расход» сурфактанта укладывается вполне, но его нельзя никак объяснить с позиций существующей теории газообмена, согласно которой сурфактант является полупроницаемой биологической пленкой, пропускающей «туда-сюда» диффундирующие газы. На что же тогда тратится в таком большом количестве эта плёнка? Вернёмся к «двигателю». Надо полагать, в точке вспышки на мгновение развивается высокая температура, и в этом видится определённая целесообразность: тем самым стерилизуются остатки несгоревшего при взрыве воздуха и вместе с ними попавшие в просвет сосуда микробы: вирусные частицы. Ведь «первый» эритроцит, двигаясь с ускорением поршеньком, затянет за собой в просвет сосуда и часть непотреблённого кислорода, и остатки углекислого газа, и азот воздуха, а вместе с ними и то, что находилось в это время в воздухе.

Итак, если стало более или менее ясно, откуда в выдыхаемом нами воздухе появились тепло, пар, большое количество углекислого газа, далее следует выяснить судьбу «первого» эритроцита: что стало с ним и вообще «зачем ему всё это надо»?

Поиск по сайту: