Миллионы лет тому назад атмосфера земли содержала около 90 % диоксида углерода, на поверхности планеты ширилась пышная растительность, а водные бассейны кишели сине-зелеными цианобактериями. Со временем в результате фотосинтеза, протекающего в зеленых листьях и цианобактериях, произошло значительное изменение состава воздуха: содержание диоксида углерода существенно снизилось, тогда как кислорода резко увеличилось. В наши дни количество углекислого газа в обитаемой нами среде составляет едва 0,03-0,04 %, а кислорода – 21 %.

Оксид углерода был открыт в середине XVIII века шотландским химиком Джозефом Блэком, который установил, что он действует токсично на живые организмы. Два десятилетия позже французский химик Антуан Лавуазье доказал, что диоксид углерода образуется и выделяется человеческим телом. Теперь известно, что в состоянии покоя за час человеческий организм вдыхает 20–30 литров кислорода и выдыхает 18–25 литров диоксида углерода. Содержание кислорода в выдыхаемом воздухе составляет около 15 % (т. е. организм утилизирует только 6 % атмосферного кислорода), а диоксида углерода в сто раз больше, чем в атмосфере – целых 4,5 %!

Долгие годы считали углекислый газ отходным продуктом метаболизма пищевых веществ: углеводов, протеинов и липидов. Во второй половине прошлого века произошел драматический переворот в понимании роли этого вещества в человеческом организме, и в наши дни оно считается одним из важнейших факторов для поддерживания гомеостаза. Благодаря бурному развитию аналитических методов стало возможно тщательно проследить путь диоксида углерода в человеческом теле и оценить его влияние на широкий круг физиологических процессов. Результаты исследований в последних десятилетиях показали, что изменения в содержании этого вещества в кровотоке отражаются существенным образом на протекании очень большого числа процессов во всех органах и системах человеческого организма. Категорическим образом было установлено, что в здоровом организме содержание артериального диоксида углерода варьирует в исключительно узких границах: от 6 до 6,5 %, и всякое изменение (даже на 0,1 %!) под и над этими граничными значениями ведет к немедленной реакции, направленной на восстановление нормального состояния.

Вполне логичен вопрос: почему человеческий организм «зубами и ногтями» стремится удерживать в кровотоке этот уровень диоксида углерода? Объяснение дает так называемый эффект Вериго – Бора, открытый в двадцатых годах прошлого века, согласно которому при более низком содержании диоксида углерода от указанной нормы чувствительно затрудняется освобождение кислорода гемоглобином, в результате чего клетки человеческого тела начинают испытывать губительный кислородный голод. Независимо от высокого содержания кислорода в кровотоке! В результате возникает парадоксальное состояние, при котором кровь насыщена в достаточной степени кислородом, но клетки неистово кричат, что его не хватает. Содержание артериального диоксида углерода ниже 4 % гибельно для человеческого организма.

Вазодилятационное (сосудорасширяющее) действие диоксида углерода известно еще с середины прошлого века. Достоверно установлено, что понижение его содержания в кровотоке ведет к спазму кровеносных сосудов и повышению артериального давления. Многочисленные исследования недвусмысленно указывают, что у страдающих артериальной гипертонией содержание диоксида углерода в кровотоке понижено до критических значений (до 4,5 %). В сущности, стеснение кровеносных сосудов является реакцией организма, направленной на уменьшение потерь драгоценного диоксида углерода, тем самым улучшается снабжение клеток живительным кислородом. Как известно, последний играет основную роль в процессах усваивания пищевых веществ и обеспечении человеческого организма потребной энергией для его существования. В этом направлении задействован и другие механизмы: увеличение секреции в бронхах и носе, развитие аденоидных полипов и т. д. Однако в интересах правды надо отметить, что человеческий организм располагает гораздо более совершенной хеморецепторной системой оповещения и реакции на повышение уровня диоксида углерода в кровотоке над 6, 5 %, чем на его понижение под 6 %. По этой причине его содержание в крови может упасть до тревожных значений, без того чтобы была задействована «тревожная кнопка».