Это обнаружил более века назад в своей копенгагенской лаборатории один датский физиолог с большими мешками под глазами по имени Кристиан Бор. В свои тридцать лет Бор получил уже несколько ученых степеней в области медицины и физиологии и работал в университете Копенгагена. Дыхание было его коньком. Он знал, что кислород представляет собой клеточное горючее и что он переносится гемоглобином. Ему было также известно, что когда кислород поступает в клетку, из нее извлекается двуокись углерода.
Однако Бор не знал, почему происходит эта замена. Почему одни клетки усваивают кислород лучше, чем другие? Что заставляет миллиарды молекул гемоглобина отдавать кислород точно в нужное время и в нужном месте? Как на самом деле происходит дыхание?
Он начал эксперименты. Бор измерял, сколько кислорода потребляют куры, морские свинки, ужи, собаки, лошади и сколько углекислого газа они производят. Кроме того, он помещал кровь в среду, состоявшую из различных смесей газов. Кровь, содержавшая наибольшее количество двуокиси углерода (более кислая), способствовала отделению кислорода от гемоглобина. Таким образом двуокись углерода выступала как бы в роли адвоката в бракоразводном процессе. Она освобождала кислород и давала ему возможность присоединиться к чему-нибудь другому.
Это открытие позволило объяснить, почему мышцы, испытывающие физическую нагрузку, потребляют больше кислорода, чем неиспользуемые. Они просто производят больше углекислого газа, который как бы «притягивает» к себе кислород. Своего рода доставка под заказ на молекулярном уровне. Кроме того, двуокись углерода демонстрирует сосудорасширяющий эффект, чтобы сосуды могли доставлять больше кислорода голодным клеткам. Таким образом, более редкое дыхание позволяло животным производить больше энергии, причем более эффективным путем.
В то же время частое «паническое» дыхание вымывало двуокись углерода из тканей. Всего несколько секунд учащенного дыхания, не вызванного метаболической потребностью, могут снизить снабжение мышц, тканей и органов кровью. У человека в этом случае могут начаться головокружение, судороги, головная боль. Он может даже потерять сознание. Если ткани недостаточно снабжаются кровью продолжительное время, они начинают деградировать.
В 1904 году Бор опубликовал научную работу под названием «Влияние содержания двуокиси углерода в крови на ее способность связываться с кислородом». Она произвела сенсацию в среде ученых и инспирировала множество новых исследований этого во многом недооцененного газа. Вскоре после этого Янделл Хендерсон, директор лаборатории прикладной физиологии Йельского университета, начал собственные эксперименты. Хендерсон также посвятил много лет изучению метаболизма и, подобно Бору, был убежден, что углекислый газ не менее важен для организма, чем витамины.
