Азот – несущий жизнь

Мы привыкли к тому, что атмосферный азот не поддерживает жизни, что по отношению ко всему живому он безразличен и с точки зрения гигиены дыхания не представляет интереса. Говоря о дыхании — источнике жизнедеятельности, мы всегда имели в виду только кислород. Без него невозможно было бы наше существование. Но основным материалом, из которого построено все живое, служат азотсодержащие вещества — белки и нуклеиновые кислоты. Не случайно говорят: жизнь — это способ существования белковых тел. Каждые сто граммов белка содержат 16 граммов азота. А ну-ка прикиньте: сколько азота во взрослом человеке, если в нем содержится 13 килограммов белка?

Ответ: два килограмма. Вот и получается, что роль азота в «творчестве природы» колоссальна. Однако установившаяся точка зрения до сих пор была совсем иной. Ученые считали, что источником азота для синтеза белков служат только соли почвы и воды. Растения поглощают их для получения аминокислот и белков протоплазмы. А так как животные едят эти растения, то, в свою очередь, используют растительные белки для синтеза своей протоплазмы. Ну, а мы с пищей получаем животный белок. Азот же, который находится в воздухе, ни мы, ни животные, ни растения усваивать не могут. Лишь некоторые сине-зеленые водоросли да клубеньковые бактерии составляют исключение.

С точки зрения житейски-здравого смысла все как будто правильно. Поместите мышь в атмосферу чистого азота, и животное погибнет. Именно такой опыт поставил около двух столетий назад знаменитый французский химик Антуан Лавуазье, после чего он и назвал азот азотом, прибавив к греческому слову «зот», то есть «жизнь», букву «а» — частичку отрицания.

Вывод Лавуазье: свободный азот живым существам не нужен — стал безоговорочно приниматься за истину, прочно вошел в учебники, а с ними и в сознание многих поколений. То, что азот биологически неактивен, ясно было, как дважды два — четыре, как то, что Солнце светит, а Земля вращается вокруг него. Но в истории науки немало примеров, когда факты, добытые учеными, вступали в конфликт с прочно установившимися взглядами. Так было и теперь.

Примерно шестьдесят лет назад профессор Горьковского института инженеров водного транспорта М. И. Волский позволил себе усомниться: в самом ли деле азот, в котором так нуждается все живое, играет столь скромную роль в природе — служит только инертным разбавителем кислорода воздуха? Ведь он составляет около 4/6 атмосферы. И вот профессор-сопроматчик с карандашом в руках стал листать учебники, пособия, монографии — изучать, сколько азота живые организмы потребляют с пищей и сколько выделяют. И обнаружил, что традиционная точка зрения противоречит его расчетам.

Данные литературы говорили и о том, что в венозной крови содержится меньше газообразного азота, чем в артериальной. «Значит, — заключил М. И. Волский, — кровь, пройдя через органы и ткани, оставила в них часть газообразного азота. Неужели свободный азот участвует в акте дыхания?»

Сама постановка такого вопроса могла показаться странной. Тем более что исходила она не из уст биолога или биохимика, физиолога или медика, а инженера-механика. Некоторые из его коллег многозначительно перемигивались: «Ну и ну, куда уж дальше!» А М. И. Волский, не обращая ни на кого внимания, решил проверить свою гипотезу экспериментально. В его лаборатории рядом с машинами, испытывающими стальные образцы на прочность, появились… инкубаторы.

Если бы азот воздуха не участвовал в дыхании, то в только что проклюнувшихся цыплятах его должно было бы быть столько же, сколько и в яйце. Но М. И. Волский установил, что в процессе своего развития куриный эмбрион наращивал азот. В только что проклюнувшихся цыплятах азота содержалось на 3—10 процентов больше, чем в еще не инкубированных яйцах той же серии.

Ученый проделал опыты и с куколками пчел. Картина получилась та же: с ростом куколок в них повышалось содержание азота. Чтобы окончательно убедиться в правильности своих выводов, М. И. Волский провел опыты по инкубации цыплят в воздухе с меченым азотом. Сложные физико-химические анализы показали, что куриный эмбрион усваивал меченый азот из окружающей атмосферы. Опыты ученого проверили на кафедре химической кинетики МГУ и подтвердили правильность их результатов.

Так было опровергнуто ошибочное положение в науке, будто азот воздуха не поддерживает жизни. Отрицательную частичку «а» следовало бы теперь отбросить. Волский подсчитал, что за сутки человеческий организм усваивает из воздуха от 18 до 26,5 грамма азота. «Мне кажется, — сказал он, — таким путем мы пополняем наше белковое питание, и оно тем интенсивнее, чем активнее мы дышим. Вот вам еще один аргумент в пользу физической культуры. Теперь понятно и другое: почему у коров знаменитой караваевской породы белка в молоке намного больше. У этих коров хорошо развит дыхательный аппарат, так как они содержатся в просторных, светлых помещениях, где постоянно ощущается приток свежего воздуха…»

Исследования М. И. Волского неоценимы и для космической медицины и биологии. Как известно, проблема искусственной атмосферы в кабинах космических кораблей — одна из основных. В свое время между учеными велись споры, какая газовая среда лучше всего отвечает условиям космического полета. Американцы, например, считали, что достаточно одногазовой, чисто кислородной среды. Не говоря уже о биологической стороне дела, такая среда оказалась опасной даже в пожарном отношении. В январе 1967 года при тренировках в кабине космического корабля «Аполлон» погибли от пожара три американских космонавта.

Работы М. И. Волского показали, что атмосфера кабины космического летательного аппарата должна по своим физическим свойствам и химическому составу полностью соответствовать земной атмосфере. Никакие замены азота — этого жизненно необходимого компонента воздуха — недопустимы.

Автор: Л. Голованов.