IV.1. ПАТОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЫДЫХАЕМОГО И ДЕЗИОНИЗИРОВАННОГО ВОЗДУХА

Вопрос о химическом составе выдыхаемых человеком газов, летучих веществ и паров воды приобретает особое значение в свете того несомненного факта, что все они образуют в воздухе населенных помещений физиологически активные тяжелые частицы положительной и отрицательной полярности, которые медленно седиментируют и снова попадают в организм человека при вдыхании, т.е.

происходит процесс постоянного проникания в организм собственного респираторного отброса.
Неблагоприятное действие на организм так называемого “спертого” воздуха, чувство “духоты ’, появляющееся при большом скоплении людей в закрытых помещениях, вероятно, относится к наиболее древним из человеческих наблюдений. Это наблюдение могло возникнуть вскоре после того, как человек стал строить себе жилье и собираться в нем для обсуждения общественных вопросов.
Понадобилось много тысячелетий, прежде чем человек начал изучать неблагоприятное действие на организм так называемого “спертого” воздуха, проявляющегося при скоплении людей в за рытых помещениях. И в наши дни первопричина явления “спертого” воздуха и “духоты” не вполне выяснена, несмотря на многочисленные эксперименты в этой области.
При дыхании из легких выделяется двуокись углерода, или углекислый газ (оксид углерода), представляющий собой отброс жизнедеятельности тканей организма. Как для горения, так и для дыхания углекислота непригодна. Накопление ее в воздухе, превосходящее обычные нормы, следует рассматривать как неблагоприятный фактор. Токсическое количество углекислоты по разным данным различно.
В 1858 г. М. Петтенкофер доказал, что пребывание в воздухе, содержащем 1% углекислоты, для человека безвредно. Согласно другим данным, в атмосфере, содержащей до 1,5—2% углекислоты, вследствие ее накопления в крови и тканях возможно появление очень слабых признаков отравления (Ильцгофер, Кимура, Шульцик). Экипажи подводных лодок остаются под водой, пока концентрация углекислоты не достигнет 3% (Холден, Пристли). Ремсен указывает, чтодаже5%-е содержание углекислоты в воздухе переносится человеком в течение нескольких ч?сов без вреда. И в то же время даже при наиболее скверных условиях вентиляции в воздухе обитаемых помещений содержание углекислоты не превышает 1 %, т.е. не достигает вредных значений.
К физическим факторам воздуха, неблагоприятно влияющим на организм животных и человека, относятся повышенная влажность и температура воздуха. Их значение ныне выяснено с достаточной пол
нотой радом исследователей (Хилл, Уинслоу, Бенедикт и многие другие). Тем не менее и эти физические факторы не могут обусловить ту ощущаемую недоброкачественность воздуха, которая наблюдается при плохой вентиляции и при скоплении людей в закрытых помещениях, они лишь в редких случаях достигают значений, патологически влияющих на организм.
В последней четверти прошлого столетия поиски вредного начала в воздухе, выделяемого из легких человека, привели к ряду ценных выводов. В 1887 и 1894 гг. Ш. Броун-Секара и А. д’Арсонваль доказывали, что в выдыхаемом человеком и животными воздухе содержится некоторое токсическое начало. Они выдвинули гипотезу о том, что упадок сил и тягостные ощущения у людей, находящихся в lycro населенных помещениях, зависят от выделяемого человеком газообразного органического летучего яда “антропотоксина”.
Опыты Ш. Броун-Секара и А. д'Арсонваля показали, что молодые 5—7-недельные кролики, посаженные в восемь последовательно соединенных камер, погибают очень быстро, за исключением тех, которые сидят в 1-й и во 2-й, если называть 1 -й ту камеру, через которую воздух входит в установку. Смерть наступает для кроликов в последних двух камерах и даже в 6-й к концу второго или третьего дня. Некоторые кролики в последних двух камерах, впрочем, погибали на четвертый, пятый или шестой день. Смерть наступала через неделю для кролика 5-й камеры и еще на несколько дней позднее — для кролика 3-й камеры. Кролики в 1 -й и во 2-й камерах жили очень долго и умерли о г случайной причины, хотя кролик из 2-й камеры в это время уже обнаруживал признаки, по которым можно было судить, что здоровье его сильно подорвано.
Нет оснований сомневаться в верности самого факта заболевания и смерти кроликов в последовательно соединенных камерах. Правильность факта доказана дальнейшими опытами Меркеля, Бена (на мышах) и Зюбберта и Петерса (на морских свинках). Но объяснение самого факта смерти животных вследствие отравления респираторными токсинами, как это видно из опытов Дастрэ и Лойэ, Лоррен-Смитта и др., оказалось неубедительным. Нельзя также объяснить причину гибели животных повышенным содержанием углекислоты или вообще каким-либо другим изменением химического состава воздуха, которым они дышали. С химической стороны такой воздух был вполне годен для поддержания жизни животных. Хотя химический анализ и не давал убедительных результатов, повторные опыты указанных авторов приводили всегда к заболеванию и гибели животных Эти опыты были проверены во многих лабораториях. Они выяснили, что выдохнутый воздух оказывает вредное действие на животных. Возникал вопрос: какие в нем происходят изменения — химические или физические? На физическое состояние воздуха исследователи не обращали никакого внимания, попытки же химически обнаружить какие-либо изменения успехом не увенчались.
Схожие опыты были произведены в 1895— 1897 гг. русским врачом А.А. Жандром. Его экспериментальная работа о влиянии выдыхаемого воздуха на животный организм заслуживает и в настоящее время серьезного внимания. С целью проверки опытов Ш. Броун-Секара и А. д’Арсонваля он взял шесть стеклянных колпаков емкостью около 60 л каждый, герметически привинтил их к чугунной подставке и последовательно соединил один с другим. Кролик У, помещенный под первый колпак, дышал наружным воздухом, кролик 2 — воздухом, прошедшим через первый колпак, кролик 3 — воздухом, прошедшим через два колпака с кроликами и т.д. Для подведения к установке чистого воздуха. А.А. Жандр вставил в лабораторное окно жестяной цилиндр, к которому была герметически прикреплена жестяная воронка. От воронки шли стеклянные и каучуковые трубки, проводившие наружный воздух к первому колпаку. В стеклянную трубку вблизи воронки вкладывался небольшой ватный тампон. Вентиляция в установке осуществлялась с помощью воздушно-водяного насоса со скоростью от 4 до 1 л/мин.
Было поставлено четыре опыта на 24 кроликах. Продолжительность первого опыта 10 дней, второго — 20 дней, третьего — 30 дней, четвертого — 10 дней. Пища (овес) и воца подавались с избытком.

А.А. Жандр отрицал присутствие каких-либо токсинов в выдыхаемом воздухе. Тем не менее его опыты представляют интерес, но в другом отношении. А.А. Жандр пишет: “Если признаков серьезного заболевания при этих опытах не наблюдалось, то нельзя сказать, чтобы кролики относились к вдыханию такого воздуха совершенно безразлично, так как они становились вялыми, аппетит у них у всех ухудшался, все они теряли в массе, а на более слабых такой воздух оказывал некоторое действие и после прекращения опыта, так как аппетит у них не восстанавливался и они продолжали голодать, хотя корм им предлагался в изобилии”.
В самой установке погиб только один кролик под первым колпаком, где воздух как раз был чище. Это произошло на 7-й день четвертого опыта. Однако почти половина кроликов (11 из 24) погибла вскоре после изъятия их из-под колпака и прекращения опытов, несмотря на самый тщательный уход, чистый воздух и обилие корма.
В первом опыте кролики:
Погибли              Потеряли в массе, %
под колпаком 3 — на 2-й день              39              3
”              »'              2- ” 5-й ”              12
»              „              6- ” 5-й "              28,7
,,              ,              1-"              12-й день спустя              21,5
Прижизненные симптомы составляли кроме описанных выше (слабость, вялость, отсутствие аппетита и др.) белок в моче и понос у некоторых животных. Вскрытие нескольких кроликов не дало А.А. Жандру никаких данных для объяснения причины гибели животных.
Во втором опыте кролики:
Погибли              Потеряли              в              массе,              %
под колпаком 3 - на 4-й              день              6,1
6 - ” 4-й              ”              13,2
»              2-              ” 7-й              ”              4,9
Один кролик был очень слаб, но поправился, по словам А.А. Жандра, благодаря
согреванию возле печки.
В третьем опыте кролики после поднятия колпаков и прекращения наблюдений:
Погибли              Потеряли              в              массе,              %
под колпаком 6 через 2 ч 16              мин              36,6
4 - на 4-й день              40,2
2- " 5-й ”              26,4
Последний кролик погиб, начав уже поправляться, от заболевания ноги.
В четвертом опыте погиб только один кролик в самом колпаке на 7-й день после начала опыта. Вскрытие обнаружило изменения дегенеративного характера в почках (набухание и начало жирового перерождения канальцев), моча содержала значительное количество белка. Явлений уремии при жизни животных А.А. Жандр не отмечает. Он объясняет гибель подопытных кроликов неполным кислородным голоданием и хроническим отравлением углекислым газом (оксидом углерода). Но это предположение опровергается тем фактом, что животные погибали не сразу после их изъятия из-под колпаков. Известно, что животные, отравленные даже сильными и вызывающими глубокие изменения в организме ядами, быстро оправляются, если их вовремя вынести на свежий воздух. Если и можно допустить гибель некоторых кроликов, потерявших 40% массы от голодания, то она является вполне загадочной и далеко не случайной у остальных кроликов, потерявших всего 4—6% своей массы. Голодание животных, когда перед ними стояли в изобилии корм и вода, также непонятно и указывает на серьезное заболевание невыясненной этиологии. Известно, что одно голодание не вызывает глубоких
и непоправимых расстройств в обмене веществ у животных даже тогда, когда общая потеря доходит до 40—50% их первоначальной массы.
Причины поголовного заболевания кроликов и их гибели были непонятны. А.А. Жандр отрицает влияние какой-либо инфекции, так как опыты производились в фармакологической лаборатории Химического института Военно-медицинской академии в отремонтированной комнате, где, как он отмечает, случайные ранения у кроликов заживали первичным натяжением. Причиной заболеваний кроликов и их гибели могло быть глубокое и трудно поправимое расстройство обмена, на что указывают изменения в почках, присутствие белка в моче и т.д. Эти изменения вызваны тем, что кролики дышали от 10 до 30 дней “искусственным” воздухом.
А.А. Жандр утверждает, что в выдыхаемом здоровым человеком или здоровым животным воздухе хотя и не обнаружено никакого “токсина”, тем не менее нельзя сказать, что такой воздух не оказывает вредного действия на животных. Наоборот, его опыты показали, что кролики, вдыхавшие выдохнутый воздух, становились вялыми, апатичными, сонными, начинали дышать чаще и глубже, чем в обыкновенном комнатном воздухе, теряли аппетит, масса их уменьшалась и более слабые из них погибали. Как прижизненные наблюдения, так и данные вскрытия указывали, что причиной их гибели является неполное кислородное голодание. И это заключение А.А. Жандра может показаться тем более странным, что количество кислорода в воздухе, вдыхаемом животными, всегда было достаточным, а количество С02 не достигало его токсического значения. Из этих опытов А.А. Жандра следует, что какой-то патогенный фактор в выдыхаемом воздухе опыть-таки ускользнул от взоров исследователя. Можно отметить, что А.А. Жандр не придал никакого значения ватному тампону, который он помещал в трубку, подводящей воздух к установке, для очистки его от пыли.
Опыты над биологическим действием выдохнутого воздуха были поставлены Ричардсоном. Заставляя животных дышать выдохнутым, о декарбонизированным воздухом, Ричардсон пришел к заключению, что такой воздgt; х не в состоянии поддерживать нормальной жизни животных, которые заболевали и умирали по истечении нескольких дней после начала опытов. Вейхардт в ряде экспериментальных работ начиная с 1904 г. ставит вопрос о кенотоксинах вообще и о кенотоксинах выдыхаемого человеком воздуха, в частности.
Согласно существующим взглядам, накоплением углекислого газа (оксида углерода) в переполненных людьми помещениях едва ли можно объяснить испорченность такого воздуха. Согласно большинству литературных данных (Лилиенстранд, Спитас), испорченность воздуха вряд ли зависит только от его повышенной температуры и влажности. Спитас считает, что решение этой существенной в теоретическом и практическом отношении задачи будет зависеть от усовершенствования методов химического анализа и что полученный до сих пор экспериментальный материал не разрешает этого вопроса.
Петерс и Ланге* применили к изучению токсических свойств выдыхаемого воздуха изолированное сердце лягушки, как биологический объект, по их мнению, весьма высокой чувствительности по отношению к большинству органических и неорганических ядов.
Петерс предлагал ряду лиц делать выдохи в колбу, погруженную в охлаждающую смесь. Получающаяся в колбе конденсационная вода бралась для исследования. В течение 1 ч было получено 10—15 см бесцветной конденсационной воды. Эта вода была без запаха^ реагировала на лакмус нейтрально, на фенолфталеин — слегка кисло. На 100 см конденсационной воды приходилось приблизительно 1,2 мг углекислоты.
Для питания сердца лягушки был применен метод Виллиямса. Питающей жидкостью служил раствор Рингера. Опыт показал, что при употреблении этой конденсаци-
Некоторые сведения почерпнуты из работы М.И. Граменицкого и И.И. Сиверцева.

онной воды вместо обычной дистиллированной тля приготовления питающего раствора, как правило, замечалось ослабление силы сердца и аритмия.
Имея в виду, что содержание углекислоты в конденсационной воде лишь немногим выше ее содержания в обычной дистиллированной воде, Петерс нашел, что конденсационная вода, полученная из выдыхаемого человеком воздуха, является до известной степени ядовитой для лягушечьего сердца. Однако это явление следует объяснить не наличием углекислоты, а какими-то еще неизвестными ядовитыми веществами, находящимися в выдыхаемом человеком воздухе. Ланге приходит к общему выводу, что токсичность выдыхаемого воздуха до сих пор полностью не доказана. Кажущиеся положительные результаты некоторых работ проще всего объясняются недостатками и ошиб ками методики опытов. Разбирая работу Петерса, Ланге заключает, что, во-первых, наблюдавшееся Петерсом ослабление работы изолированного сердца лягушки могло зависеть в значительной мере от несовершенства примененной методики опытов, заставляющей сердце слишком напряженно работать, и, во-вторых, при этих условиях даже небольшие повышения содержания углекислоты могли вести к ослаблению работы сердца.
Ланге применил более совершенный и широко известный метод Штрауба — канюлю в модификации Фюнера. Кислорода вводился не в окружающую сердце влажную камеру, через нижнее отверстие которой проходила лигатура от верхушки сердца к пишущему рычагу, а непосредственно в сердечную канюлю. При опытах с сердцами зимних лягушек, которые вообще менее требовательны в смысле условий питания и более выносливы, без ущерба для результатов опыта можно было отказаться от пропускания кислорода. Конденсируя выдыхаемую влагу на поверхности охлаждаемых сосудов и получая таким образом конденсационную воду, Ланге пришел к заключению, что эта последняя не содержит каких-либо вредных веществ, отражающихся на работе изолированного сердца лягушки.
В ряде своих опытов Ланге поступал таким образом: выдыхаемый им самим воздух он вводил в окружающую сердце влажную камеру или пропускал выдыхаемый воздух через содержимое питающей сердце канюлю. Оказалось, что сильные и мало утомленные сердца не ослабляют своей работы при этих условиях. Наоборот, утомленные, слабые, недостаточно снабжаемые кислородом сердца (летних лягушек) при данных условиях впадают, как правило, в “асфикцию”, давая замедление ритма, понижение амплитуды и диастолическую остановку. Самопроизвольное возобновление работы происходит редко. Массаж сердца способствует восстановлению его работы.
Подводя итоги своим опытам, Ланге приходит к заключению, что ослабляющее работу изолированного сердца лягушки действие выдыхаемого человеком воздуха объясняется всецело содержанием углекислоты. Из этого, однако, не следует, как осторожно резюмирует Ланге, что выдыхаемый человеком воздух не содержит ядовитых веществ, так как сердце лягушки не ко всем ядам может оказаться в достаточной степени восприимчивы.
В1935 г. М.И. Граменицкий и И.И.Синерцев изучали вопросотом. содержит ли воздух, выдыхаемый человеком и животными, или “испорченный” воздух, в наполненных людьми помещениях какие-либо ядовитые вещества. Пользуясь методикой пневматической записи работы изолированного сердца, разработанной М.И. Граменицким, упомянутые авторы произвели ряд опытов, исследуя влияние выдыхаемого воздуха на эту работу. Так как методика М.И. Граменицкого по сравнению со всеми существующими более “щадит” сердце и делает его легко доступным экспериментальным влияниям извне, то она является наиболее подходящей в данном случае. В результате серии своих тщательно проведенных исследований указанные авторы пришли к следующим выводам: предложенная М.И. Граменицким методика пневматической регистрации работы изолированного по Штраубу сердца лягушки оказалась удобной для изучения влияния газообразных веществ на сердце через его внешнюю поверхность; испытывая указанным способом влияние выдыхаемого воздуха, можно было установить, что в большинстве случаев при замене окружающего сердце комнатного воздуха выдохнутым происходит ослабление деятельности сердца (замедление ритма, падение амплитуды, диастолическая остановка);
приблизительно в половине всех таких опытов удалось доказать, что это ослабление зависит не только от С02 выдыхаемого воздуха, а от каких-то еще содержащихся в нем веществ; у различных людей эти летучие токсины выдыхаемого воздуха могут быть, вероятно, количественно и качественно неодинаковыми. Так, выдыхаемый одним из испытуемых, пожилым и болезненным человеком, воздух оказался более ядовитым, чем воздух, выдыхаемый человеком молодым и здоровым.
В том же году А.Г. Аверьянов, Г.Е. Владимиров, З.Э. Григорьев, Б.Д. Кравчинский, МЛ. Рылова и П.Н. Смухнин опубликовали обстоятельное исследование о влиянии на организм человека длительного пребывания в герметически замкнутом помещении.
Известно, что продолжительность безболезненного пребывания в герметически закрытом помещении при отсутствии вентиляции и регенерации воздуха в основном определяется предельно допустимой концентрацией СО2. Явления кислородного голодания наступают лищь позже при более длительном пребывании в замкнутом помещении. Наблюдения указанных авторов с несомненностью показали, что в условиях пребывания в закрытом помещении болезненные явления возникают еще задолго до предельного повышения содержания углекислоты или понижения содержания кислорода во вдыхаемом воздухе. Авторами был проведен ряд наблюдений над 27 лицами (из них 20 испытуемых и 7 экспериментаторов) при продолжительном пребывании (6—10 ч) в герметически закрытой камере при различных микро- метеорологических условиях.
Приведем результаты этой работы. Пребывание в течение 8 ч в герметически закрытой камере с количеством воздуха, равным 3,1 м на 1 чел., без внешнего воздействия на метеорологические факторы влечет за собой:
а)              повышение концентрации С02 в камере до 5,5% и более (в среднем в 1 ч — на 0,6—0,65%);
б)              снижение концентрации кислорода воздуха до 14,5% (в среднем на 0,65—0,7% в
1 ч);
в)              повышение температуры воздуха с 18—21 до 29—30°С, влажности до 87—93% и эквивалентно-эффективной температуры до 28—29°С (движение воздуха, создаваемое при этом конвекционными токами, незначительно). Физиологическое действие такого режима выражается в следующем:
а)              легочная вентиляция по мере пребывания в камере резко возрастает, доходя к концу опыта до 30—35 л (в 4—5 раз выше нормы). Особо крутой подъем легочной вентиляции отмечается после 6 ч пребывания в камере при концентрации С02 воздуха свыше 3%;
б)              потребление кислорода повышается на 50%, что может быть отнесено за счет увеличенной работы дыхательных мышц вследствие значительного роста легочной вентиляции;
в)              концентрация С02 в альвеолярном воздухе возрастает по мере пребывания в камере с 5—5,5 до 6,5—7%. При этом отмечается определенная зависимость повышения концентрации углекислоты альвеолярного воздуха от концентрации ее в воздухе камеры;
г)              С02 — емкость крови изменяется незначительно, чаще в сторону снижения. Активная реакция крови обнаруживает значительный сдвиг в кислую сторону. Компенсаторные явления со стороны почек по устранению ацидоза выражены слабо;
д)              общий размах колебаний функции сердечно-сосудистой системы невелик. Однако существенны определенная направленность и характер этих изменений, в основном обусловленных прямым действием высоких концентраций С02, вызывающих замедление ритма сердечной деятельности и повышение тонуса периферических сосудов.

Преобладающее повышение минимального кровяного давления и падение амплитуды при понижении частоты пульса ведут к уменьшению эффективного кровоснабжения;
е)              в сериях, не осложненных действием высокой температуры воздуха, прямое действие высоких концентраций С02 сказывается в преимущественном понижении температуры тела в пределах 0,5°С. В сериях же без охлаждения преобладает повышение температуры тела на 0,5°С. Снижение температуры тела, несмотря на увеличенное потребление кислорода, следует, очевидно, объяснить повышением теплоотдачи благодаря усиленной легочной вентиляции;
ж)              кожная температура в сериях без воздействия на метеорологический фактор дает резкое повышение. Максимум повышения падает на первые 3 ч пребывания в камере;
з)              данные функциональные пробы говорят о том, что к концу пребывания в камере резко нарушается способность производить физическую работу, так как всякое физическое напряжение чрезмерно усиливает одышку.
Опуская изложение дальнейших опытов упомянутых авторов, перейдем к описанию последствия пребывания людей в герметической камере.
Так как в большинстве серий опытов были достигнуты большие концентрации С02 (свыше 5%, а в некоторых опытах и свыше 6%), авторы почти всегда по выходе из герметической камеры отмечали заметное отрицательное последействие. При быстром переходе из камеры в комнату чувствовалось резкое раздражение дыхательных путей свежим воздухом, дыхание было затруднено (как будто не хватало воздуха). Возвращение в камеру приносило облегчение. В дальнейшем авторы практиковали медленный переход из камеры в комнату, широко открывая двери камеры и выжидая в ней 5— 10 мин. Общая слабость и вялость отмечались и по приходе домой.

В первые дни опытов ночной сон приносил полное восстановление. В последующие дни ночной сон не приносил облегчения, и на следующий день, а подчас и на третий день ощущалась общая слабость.
Это исследование показывает, что еще задолго до появления токсического количества углекислоты и сокращения количества кислорода самочувствие испытуемых резко ухудшается, нарастают неблагоприятные изменения вдыхательной функции, увеличивается одышка, потоотделение, появляется ощущение жара, духоты, наблюдается головокружение и сердцебиение, которые постепенно, по мере пребывания в герметической камере, переходят в более тяжелые формы и оставляют достаточно длительное болезненное последействие.
Химические исследования загрязненного присутствием людей воздуха и многостороннее изучение этого вопроса привели к заключению, что все газообразные и парообразные выделения человеческого тела (углекислота, аммиак, метан, органические кислоты и т.д.) не могут создать своим крайне ничтожным количеством условий, которые объяснили бы вредное действие воздуха даже густо населенных помещений. Само собой разумеется, что дурные запахи и дурно пахнущие выделения человеческого тела могут оказывать отрицательное действие на самочувствие человека, но это вопрос уже иного порядка.
Химический состав выдыхаемого воздуха подлежит еще всестороннему и более точному изучению, чем это было произведено рядом исследователей до настоящего времени. Применение более тонких аналитических методик, может быть, позволит установить присутствие в выдыхаемом воздухе вредоносного начала. Ничтожные количества вредных примесей выдохнутого воздуха могут вызвать в организме патологический эффект, особенно в том случае, если эти примеси входят в состав ядер конденсации или псевдоаэроионов положительной полярности. Тут мы сталкиваемся уже с новым вопросом — с
вопросом о влиянии на организм не только вредных химических примесей выдохнутого воздуха, но и о возможном возрастании токсического действия примесей, частицы которых снабжены электрическим зарядом, ибо заряженные частицы проникают до поверхности альвеол и задерживаются в легких в значительно большей степени, чем частицы незаряженные.
В то же время причину патогенного действия вдыхаемого воздуха следует искать не только в изменениях его химического состава, но и в чем-то другом. Опыты Ш. Броун-Секара, А. д’Арсонваля и А.А. Жандра с несомненностью говорят о том, что воздух, пропущенный через фильтры, или воздух, выдохнутый из легких, вообще говоря, непригоден для дыхания, ибо рано или поздно приводит животных к серьезным заболеваниям и даже к гибели. Тут мы вплотную сталкиваемся с вопросом о физических изменениях воздуха, выдохнутого из легких или прошедшего через какие-либо фильтры.
Физическое состояние воздуха населенных помещений тщательно изучается начиная с середины прошлого века. Влияние на организм человека температуры и влажности воздуха, аэродинамических явлений в нем в связи с различными системами вентиляции были предметом всесторонних и серьезных изысканий. Эти изыскания привели к усовершенствованию аэрации населенных помещений, к наиболее совершенному виду вентиляционных устройств — централизованному кондиционированию воздуха. Этот способ якобы позволяет создавать благополучную для человека “зону физиологического комфорта” и до настоящего времени считается непревзойденным техническим достижением в данной области. Теперь значение этого достижения приходится брать под сомнение.
В конце прошлого века русский гигиенист И.И. Кияницын посвятил 7—8 лет экспериментированию в области влияния профильтрованного воздуха на животных. Он считал, что в окружающем нас воздухе якобы всегда находятся некоторые “окисляющие” микроорганизмы, дефицит и тем более полное отсутствие которых приводит животных к серьезным заболеваниям и затем к смерти вследствие хронического неполного кислородного голодания и отравления продуктами неполного окисления. Для этих целей он организовал исследования о влиянии на животных воздуха, лишенного микроорганизмов, по его выражению, “обеспложенного”.
За период с 1892 по 1899 г., с некоторыми перерывами, И.И. Кияницын упорно экспериментирует в одной и той же области, постепенно улучшая методику своих опытов. /
И.И. Кияницын организовал три серии опытов:
1892—1893 гг              1-я              серия              (40 опытов)
1896-1897 ”              .              2-я              ”              (16              ”              )
1898-1899 ”              3-я              ”              (28              ”              )

В первой работе И.И. Кияницын показал, что воздух, прошедший через раскаленный песок и затем охлажденный до нормальной температуры, оказался, безусловно, негодным для поддержания жизни животных (кролики, собаки и морские свинки). Животные обнаруживали резкие признаки заболевания и погибали или в самой установке за время от 36 ч до 5 сут после помещения их туда или от 10 мин до 1,5 ч после окончания опыта и изъятия их из-под колпака. Контрольные животные, помещенные при совершенно одинаковых условиях в тот же аппарат с током комнатного воздуха, оставались живы и никаких признаков заболевания не обнаруживали. Установка, которой пользовался И.И. Кияницын, состояла из стеклянного колпака емкостью 50 л, герметически привинчивавшегося к цинковому кругу. Ток воздуха через прибор осуществляется с помощью воздушно-водяного насоса.
Некоторые ученые опровергали результаты опытов И.И. Кияницына, утверждая, что причиной смерти животных являлись ненормальные условия их жизни вообще и, в частности, асфикция. Эти возражения следует считать совершенно несостоятельными.
Еще в первой серии своих работ И.И. Кияницыну удалось обнаружить удивительный по своей новизне биологический факт. Считая свои опыты недостаточными и не вполне безупречными для решения такого важного вопроса, он воздержался от выводов и объяснений, ограничившись только указанием на самый факт.
Во второй серии работ по вопросу о влиянии “обеспложенного" воздуха на животных, кроме заболеваний и смерти их в “обеспложенном" воздухе, И.И. Кияницыну при исследовании мочи животных удалось обнаружить второй, не менее интересный факт. Причиной заболеваний и смерти животных было резкое расстройство окислительных процессов в организме. Гибель животных с почти правильной постепенностью во времени указывает на несомненную негодность для жизни профильтрованного воздуха. Считая опять-таки число анализов и опытов, произведенных в этом направлении, не вполне достаточным, а также имея в виду возражения, которые ему пришлось слышать, И.И. Кияницын счел необходимым для доказательства правильности своих взглядов изменить методику опытов, чтобы сделать их более совершенными.
Как ни слабы были возражения относительно возможности изменения газового состава воздуха при прохождении его через раскаленный песок, И.И. Кияницын в дальнейших исследованиях задался целью: получить “обеспложенный” воздух для опытов над животными не путем его нагревания, а фильтрацией через вату, положенную в стеклянную трубку; не подвергать подопытных животных голоданию, а давать им в изобилии корм и воду, предварительно стерилизованные, причем давать одну и ту же пищу животным одного вида при опытах как с обыкновенным, так и “обеспложенным" воздухом, чтобы пище не оказывала влияния на состав мочи. Кроме первых трех опытов на собаках, во всех остальных опытах вода и корм ставились под колпак в избытке. Кроликам и морским свинкам давался овес, крысам и голубям — просо; произвести опыты по возможности на разнообразных животных (собаки, кролики, морские свинки, крысы и голуби); определять время от времени количество углекислоты в воздухе, которым дышали животные, как показатель его испорченности; сделать опыты более продолжительными, так как в прежних работах исследование мочи в большинстве опытов производилось при голодании. Число дней, проведенных животными в “обеспложенном” воздухе, пришлось ограничить несколькими днями, если, конечно, животное не погибало раньше; исследовать, как и в предыдущей работе, состав мочи.
Принципиальная схема установок в этой серии опытов заключалась в следующем: воздух пропускался через стеклянную трубку, наполненную гигроскопической ватой, и затем поступал в большой стеклянный колпак, который был герметически вделан в подставку. Под колпаком помещались подопытные животные, снабженные водой и пищей на все время опыта (несколько дней). Из колпака воздух через стеклянную трубку вытягивался воздушно-водяным насосом. По пути движения воздуха находились сухой и влажный термометры, ртутный манометр, газовые часы для учета объема воздуха, пропущенного через установку и некоторые другие измерительные приборы. Скорость

Рис. 61. Диаграмма соотношения азота мочи (100%) к азоту мочевины у морских свинок, кроликов и собак, живших в профильтрованном через вату воздухе (по И.И. Кияницыну)
движения воздуха через колпак с животными была более чем достаточна, чтобы уносить продукты газообмена (50-кратный обмен в 1 сут).
Разрежение воздуха в приборе достигало 5 мм рт. ст. (666,61 Па), ибо вата не создавала особых препятствий для тока воздуха. Моча и кал животных собирались внизу колпака в концентрированном растворе борной кислоты, которая предохраняла их от разложения. Подопытные объекты располагались на сетке. Это были голуби, крысы, морские свинки, кролики и маловесные собаки. Некоторые опыты были разделены на два периода. Сначала животные, помещенные в установку, дышали обычным воздухом, не профильтрованным через вату; затем в трубку вкладывалась вата и животные дышали профильтрованным воздухом. Одна серия опытов была только контрольной, т.е. установка действовала без ваты.
Во время опытов у животных систематически производилось измерение температуры. Для этих целей перед началом опыта на поверхности бедра животного укреплялся с помощью гипсового бинта термоэлемент, от которого шли изолированные провода через каучуковую трубку, герметически проложенную через дно аппарата к электроизмерительному прибору.
Анализы воздуха до и после фильтрации через вату показали, что химический состав его не претерпевал никаких изменений. Содержание С02 в воздухе, вышедшем из колпака с подопытными животными, не превышало 0,72% и, следовательно, не могло явиться причиной болезни или гибели животных под колпаком. Вода и пища животным ставились под колпак в избытке. Голубям и курам во время опыта давалось просо, кроликам и морским свинкам — овес, собакам — хлеб, мясо. Вода и пища предварительно подвергались стерилизации — кипячению и воздействию сильно нагретого водяного пара. Опыты с пропусканием воздуха сначала через вату, а затем через мясопептонный бульон показали его полную стерильность: все микроорганизмы задерживались ватой.
Исследование показало поистине поразительное явление. Голуби, крысы, кролики, морские свинки и собаки, жившие в профильтрованном воздухе, погибали необычайно быстро — через несколько дней — либо в самом приборе, либо вскоре после поднятия колпака. Все животные, помещенные в профильтрованный воздух, вскоре после начала опытов заболевали, становились вялыми, неохотно пили и ели, делались безучастными ко всему окружающему. У многих животных наблюдался понос. Накануне гибели животные буквально валились с ног от крайней слабости. У некоторых животных — крыс, кроликов и морских свинок — перед гибелью наблюдались судороги.
Вскрытие показало малокровие легких, гиперемию почек. Моча всегда содержала более или менее значительное количество белка (рис. 61). Количество продуктов неполного окисления в моче во всех без исключения опытах было весьма большим (рис. 62). Масса животных, живших в профильтрованном воздухе, систематически уменьшалась (табл. 43), несмотря на достаточное количество пищи, находившейся под колпаком.
Термометрические измерения обнаружили у подопытных животных катастрофическое падение температуры ниже нормы, продолжавшееся до самой смерти (рис. 63).
Как мы уже писали, в первой и во второй сериях опытов воздух пропускался через песок. Исходя из предположения, что гибель животных в воздухе, предварительно прошедшем через песок при температуре, равной 350°С, может наступать также вслед-

Рис. 62. Диаграмма количества продуктов неполного окисления в моче у животных, %, погибших в профильтрованном через вату воздухе (а), и контрольных животных (б) (по И.И. Кияницыну)
Таблица 43. Продолжительность жизни и динамика массы птиц и животных в опытах с профильтрованным воздухом

Номер	Подопытное живот	Продолжи	Средняя масса, г		Разность	Умень
опыта	ное	тельность жиэ- ни, сут.	до опыта	после опыта	в массе, г	шение массы, %
1		9,2	258	206	-52	20,2
2	Голубь	12,1	245	205	-40	16,3

3		2,2	112	96	-16	14,3
4		2	110	102	-8	7,3
5	Крыса	2,5	106	93	-13	12,3
6	Крыса	1,5	/>102	92	-10	9,8
7		4,5	125	112	-13	10,4
8		3,5	390	345	-45	Н,5
9		6,5	536	385	-151	28,2
10	Морская свинка	7	505	354	-151	29,9
11	Морская свинка	3,5	495	397	-98	19,8
12		5,5	530	392	-138	26
13		8,5	1218	996	-222	18,2
14	Кролик	5,25	995	790	-205	20,6
15	Кролик	8,5	1097	795	-302	27,5
16		4,1	6920	6200	-720	10,4
17	Собака	3,1	1700	1390	-310	18,2

ствие каких-либо вредных химических реакций. И.И. Кияницын исследовал и этот вопрос и получил отрицательный результат.
Последняя, третья серия опытов И.И. Кияницына заключалась в том, что он пропускал воздух с определенной скоростью через вату слоем 24 см. Этот слой полностью задерживал пыль и микроорганизмы и не вызывал никаких изменений в химическом составе воздуха. Однако, несмотря на эти меры, животные погибали в профильтрованном через вату воздухе так же, как и в предыдущих двух сериях опытов.

В первой и второй сериях опытов погибли не все животные, ибо И.И. Кияницыну приходилось по тем или иным причинам приостанавливать опыты. Из 40 животных первой серии остались в живых 5 животных, во второй серии из 16 животных выжили 12, причем максимальная длительность опыта не превышала 4—5 дней, что, по-видимому, следует считать недостаточным для такого рода опытов. В третьей серии от влияния профильтрованного через вату воздуха погибли все без исключения опытные животные, причем срок их жизни в профильтрованном воздухе был уже не 4—5 дней, а достигал в ряде случаев 9—12 дней.
Казалось, этот факт огромного значения должен был бы привлечь внимание естествоиспытателей. Но этого не произошло. В чем же тут дело? Ответ на этот вопрос представлялся очень простым. Во-первых, И.И. Кияницын категорически настаивал на исключительной роли “окисляющих” микроорганизмов и столь же категорически отрицал патологическое действие дезионизированного воздуха и, во-вторых, ученые того времени не оценивали должным образом биологического значения электрических явлений атмосферы.
И.П. Скворцов на X съезде русских естествоиспытателей и врачей 26 августа 1898 г. в Киеве выступил с речью “О значении для здоровья динамических свойств среды существования”, в которой впервые в России со всей ясностью поставил вопрос о роли воздушного электричества в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Он категорически настаивал на том, что без изучения этого вопроса остаются неясными многочисленные явления не только в живых организмах, но и в метеорологических и геофизических явлениях. Свои воззрения он подкреплял ссылками на работы Сванте Аррениуса, Ванте Гоффа, Нернста, Освальда и др. И.П. Скворцов впервые со всей убедительностью выдвинул на первый план электрические заряды воздуха, почвы и воды, как обусловливающие собой те многочисленные явления и измерения во внешней среде, которые не имели в то время рационального объяснения.
После его речи выступил Н.Д. Пильчиков, который заявил, что доклад И.П. Скворцова “затрагивает крайне широкий и важный отдел приложений физики к гигиене и предложил включить в число ближайших задач, подлежащих изучению, исследование влияния на жизнь животных "обеззараженного", но ионизированного лучами Рентгена воздуха. Такое исследование было бы естественным продолжением работ Кияницына".
Иной точки зрения придерживался И.И. Кияницын. Он настолько был увлечен идеей о существовании окисляющих микроорганизмов воздуха, что считал, что никакие другие объяснения гибели животных в профильтрованном воздухе (третья серия опытов) не должны быть приняты во внимание.

В том же 1898 г. он опубликовал брошюру, в которой в резкой форме выступил против соображений И.П. Скворцова и Н.Д. Пильчикова. Вот что он писал по этому вопросу: “По моему мнению, говорить о том, что животные погибали в моих опытах потому, что воздух при прокаливании теряет свои электрические свойства, — это решать уравнение с весьма многими неизвестными. Во-первых, высказанное проф. Скворцовым соображение о влиянии электрических свойств воздуха на животных (динамизация воздуха) не имеет за собой никаких сколько-нибудь положительных доказательств, общепринятых в естественных науках, и настолько гадательно и туманно вообще, что не заслуживает даже названия гипотезы . . . Вообще в электрохимии и электрофизике проф. Скворцов видит главнейшие опоры для дальнейшего и притом быстрого развития физиологии и даже всей биологии. Медицинская к биологическая химия, в которых почти все будущее медицины, должно, по мнению профессора Университета в Харькове, уступить место электрохимии! Во-вторых, нужно привести хоть какие-нибудь доказательства того, что при потере электрических свойств воздуха влияние это существует и настолько сильно, что животные могут погибнуть и, в-третьих, что прокаленный, а затем охлажденный до комнатной температуры воздух теряет навсегда или по крайней мере надолго свои электрические свойства” (Отд. оттиск, стр. 22—24. И.И. Кияницын. Обеспложенный воздух, влияние его на животных. Из гигиенической лаборатории Киевского военного госпиталя).
Ни о каких химических изменениях в воздухе после фильтрации его через вату, конечно, не могло быть и речи. Но физические изменения воздуха, пропущенного через ватный фильтр, вполне допустимы. Во-первых, гигроскопическая вата может отчасти поглощать влагу и делать профильтрованный воздух суше обычного. Но объяснить гибель животных сухостью воздуха нельзя, так как под стеклянным колпаком всегда стоял открытый сосуд с водой, который насыщал воздух влагой, что и отмечалось гигрометром. Во-вторых, атмосферный воздух, пропущенный через толстый слой ваты, должен был терять свои электрические заряды, а следовательно, подопытные животные дышали дезионизированным воздухом. Можно ли отсутствием аэроионов объяснить гибель животных? Если токсическую роль профильтрованного воздуха приписать его дезионизации, то легко себе представить, какое важное социально-гигиеническое значение приобретает этот факт в свете того ныне экспериментально доказанного положения, что во всяком закрытом помещении мы имеем частично или вполне дезионизиро- ванный воздух. Естественно, исследования И.И. Кияницына подлежали дальнейшему углублению уже в свете современных воззрений.
О том, что ватный фильтр достаточной длины задерживает аэроионы воздуха, известно из работы В.И. Оболенского (1925). Автор этой книги занялся проверкой данного явления и в 1926 г. установил, что ватный фильтр слоем 24 см задерживает все легкие, средние и тяжелые аэроионы, ни один электрический заряд не прорывается через ватный барьер указанной длины. Следовательно, в третьей серии опытов И.И. Кияницына подопытные животные дышали дезионизированным воздухом. Этим следует объяснить их поголовный падеж. Но если это так, тогда возникает совершенно новая проблема, несоизмеримо более важная и более существенная для биологии высших животных, чем гипотеза об “окисляющих микроорганизмах” И.И. Кияницына. Из этого факта вытекает, что аэроионы, или ионы кислорода воздуха, являются жизненно обязательным фактором. Для того чтобы кислород поддерживал жизнь, необходимо, чтобы небольшое число молекул кислорода было ионизировано.
Но если это так и если атомарный или молекулярный кислород воздуха поддерживает жизнь только до некоторого определенного срока, значит теория дыхания нуждается в ревизии. В свою очередь эта ревизия может привести к еще более глубоким последствиям — к пересмотру действия дыхательных ферментов под новым углом зрения.

<< | >>

Источник: ЧижевскийА.Л.. Аэроионификация в народном хозяйстве. - 2-е изд., сокр. — М.: Стройиздат. — 488 с.. 1989

Еще по теме IV.1. ПАТОГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЫДЫХАЕМОГО И ДЕЗИОНИЗИРОВАННОГО ВОЗДУХА:

- Болотоведение - Метеорология и климатология - Научно-популярная история - Океанология (океанография) - Почвоведение -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -