Углекислый газ в нашей крови: ученые обнаружили пугающую параллель между атмосферой Земли и химией человеческого тела

Человечество эволюционировало в атмосфере, содержащей примерно 200–300 частей на миллион углекислого газа. Сегодня этот показатель превышает 420 частей на миллион — выше, чем когда-либо за всю историю существования нашего вида. Мы знаем, что лишний CO₂ меняет климат. Но может ли он менять химический состав наших тел?

Недавно опубликованное исследование австралийских ученых заставляет задаться этим вопросом всерьез.

Два десятилетия данных

Исследователи проанализировали информацию из крупнейшего в мире банка данных о здоровье — Национального обследования здоровья и питания США. В период с 1999 по 2020 год каждые два года образцы сдавали около семи тысяч американцев. Ученые смотрели на три показателя: уровень углекислого газа, кальция и фосфора в крови.

CO₂ переносится в крови в основном в форме бикарбоната. Когда газ попадает в кровь, он превращается в бикарбонат, и этот процесс делает кровь более кислой. Организм умеет с этим справляться: почки начинают вырабатывать больше бикарбоната, чтобы нейтрализовать кислотность. Это нормальный физиологический механизм.

Но данные за двадцать один год показали нечто необычное.

Тренд, совпадающий с атмосферным

Средний уровень бикарбоната в крови обследованных американцев вырос примерно на семь процентов. За тот же период атмосферная концентрация CO₂ увеличилась практически пропорционально.

Одновременно уровень кальция в крови снизился примерно на два процента, а фосфора — на семь.

Если эти тенденции сохранятся, предупреждают ученые, через пятьдесят лет уровень бикарбоната в крови может превысить здоровые показатели. К концу века за пределы нормы могут выйти и уровни кальция с фосфором.

Корреляция — не причина

Авторы исследования первыми предупреждают: корреляция не означает причинно-следственную связь. В их работе не учитывались диета, работа почек, прием мочегонных препаратов, ожирение — все факторы, которые могут влиять на химический состав крови.

Есть и другое важное соображение: воздух внутри помещений. Участники исследования, как и большинство современных людей, проводили основную часть времени в зданиях, где концентрация CO₂ часто превышает тысячу частей на миллион из-за плохой вентиляции. Исследования показывают, что за последние два десятилетия время, проводимое людьми в помещениях, увеличилось.

Данные NHANES не фиксируют этот параметр, поэтому оценить его вклад напрямую нельзя. Но если дело действительно во внутренних помещениях, это означает, что общая нагрузка CO₂ на организм растет еще быстрее, чем предполагают атмосферные измерения.

Что говорят критики

Некоторые эксперты возражают: основываясь на знаниях о том, как организм регулирует химический состав крови, можно предположить, что люди без проблем справятся с будущим ростом атмосферного CO₂ даже в самых пессимистичных климатических сценариях. Легкие могут увеличить вентиляцию, почки — вырабатывать больше бикарбоната. Для большинства здоровых людей небольшие долгосрочные изменения не должны иметь значения.

Это делает наблюдаемые популяционные тренды еще более загадочными. Они либо отражают влияние других, неучтенных факторов, либо указывают на то, что наши представления о долгосрочной адаптации могут быть неполны.

Пробел в знаниях

Аргумент о том, что организм легко справится с повышенным CO₂, основан на изучении краткосрочных реакций. Применим ли он к ситуации, когда концентрация газа остается повышенной на протяжении всей жизни человека, — вопрос, который практически не исследован.

Между тем накапливаются данные, показывающие, что даже умеренное повышение CO₂ может давать измеримые физиологические эффекты у разных видов. У людей краткосрочное пребывание в помещениях с концентрацией 1000–2500 частей на миллион связывают со снижением когнитивных способностей и изменениями мозговой активности. Механизмы до конца не ясны.

Новые данные высвечивают пробел, о существовании которого мы почти не задумывались: как долговременное, реальное воздействие слегка повышенного CO₂ влияет на физиологию человека? Исследований на эту тему просто нет.

Особенно это важно для детей, которым предстоит самое длительное накопленное воздействие.

О чем говорит исследование

Авторы не утверждают, что люди внезапно заболеют, когда атмосферный CO₂ достигнет определенной отметки. Они говорят о другом: в данных прослеживается сигнал, заслуживающий внимания.

Если повышение атмосферного CO₂ действительно вносит вклад в постепенные сдвиги химического состава крови на популяционном уровне, то за составом атмосферы нужно следить не только как за климатическим индикатором, но и как за потенциальным фактором долгосрочного общественного здоровья.

Снижение выбросов углекислого газа остается критически важным для ограничения глобального потепления. Новые данные намекают, что это может быть важно и для защиты аспектов человеческого здоровья, о которых мы только начинаем догадываться.