Двуокись углерода и влияние на мозг
Двуокись углерода (СО2) долгое время рассматривали как вредный для организма продукт. Однако во второй половине XIX века ученые пришли к выводу, что углекислота необходимый продукт обмена. Развитие авиации, космические полеты, подводные и подземные работы потребовали серьезного изучения физиологической роли углекислоты. Необходимо было выяснить, как влияет на организм дыхание воздухом с разной концентрацией СО2, различная длительность вдыхания газовой смеси с повышенным содержанием СО2, происходит ли адаптация организма к этому веществу и т. д.
Оказалось, что углекислота выполняет функции регулятора кровообращения в мозге и сердце. В основе их лежит специфическая реакция сосудов этих органов на содержание углекислоты в крови. В отличие от кислорода, углекислота вызывает расширение сосудов мозга. Повышение ее содержания в артериальной крови сопровождается понижением тонуса мозговых сосудов, увеличением их просвета и кровотоком мозга. Ниже приведена таблица с данными о влиянии вдыхаемого воздуха с повышенной концентрацией СО2 на кровоснабжение мозга.
Таким образом, когда человек или животное переключаются на дыхание газовой смесью с повышенным содержанием СО2, то уже через несколько секунд начинается увеличение кровоснабжения мозга, которое продолжает нарастать в течение нескольких минут (рис. 6). Чем выше концентрация СО2, тем интенсивнее становится мозговой кровоток.
Понижение рСО2 в артериальной крови, поступающей в мозг, вызванное, например, гипервентиляцией (частым глубоким дыханием), влечет за собой, как правило, сужение мозговых сосудов и уменьшение мозгового кровотока.