Нам помогут известные американские биохимики П. Хочачка и Дж. Сомеро (1988), которые, изучая метаболические адаптации к нырянию, исследовали энергетические потребности мозга при нырянии. Проводился сравнительный анализ на примере тюленя Уэдделла (масса 450 кг, 60 л крови, масса мозга 0,5 кг) во время пребывания его под водой в сопоставлении с данными о человеке (масса 70 кг, 5,6 л крови, масса мозга 1,4 кг) в состоянии покоя.
«Как и у других позвоночных, у тюленей метаболизм головного мозга базируется в основном на поступающей с кровью глюкозе.
…В экспериментах, имитирующих ныряние, поглощение глюкозы мозгом не изменялось существенно по сравнению с исходным состоянием; это неудивительно, так как измерения мозгового кровотока показывают, что во время пребывания животного под водой он остается неизменным. Интересно, что не меняется и образование молочной кислоты: оно по-прежнему соответствует примерно 20–25 % поступающей в мозг глюкозы.
…Зная относительные размеры мозга и общий объем крови, можно показать, что потребление энергии мозгом у тюленя составляет не больше 1 % общего потребления энергии организмам, тогда как у человека соответствующая доля по крайней мере в 25 раз больше и составляет не менее 15 % общего потребления энергии.
Интересно сравнить метаболизм мозга у тюленя Уэдделла и человека, сопоставляя данные о потреблении глюкозы… Хотя нормальное содержание глюкозы в крови у обоих видов примерно одинаково (около 5 мкмоль/мл), относительный объем крови у тюленя больше, чем у человека, а абсолютный объем крови в 11–12 раз больше. Уже за счет этого суммарное количество глюкозы в крови тюленя больше в 11 раз. Простое вычисление показывает, что в результате мозг тюленя Уэдделла за 1,2 часа (максимальная продолжительность пребывания под водой у этого вида — М.Ж.) потребляет лишь 3,6 % общего количества содержащейся в крови глюкозы, тогда как у человека эта цифра достигла бы 90 %.
Перейдем к обычному человеку, у которого периоды между приемами пищи составляют больше 1,2 часа. Мы получили основание утверждать, что мозг обычного человека потребляет не менее 90 % энергии содержащихся в крови глюкозы и лактата, подлежащих аэробной утилизации в организме.
По данным тех же авторов, интенсивность метаболизма глюкозы в легких составляет у человека 1,3 % от метаболизма глюкозы для всего тела (в покое).
При этом исследователи отметили:
«Для того, чтобы оценить потребление энергии легкими во время нахождения животного под водой, важно учесть, что при этом главным источником энергии и углерода служит, вероятно, содержащаяся в крови молочная кислота… Эксперименты… показывают, что скорость поглощения и окисления молочной кислоты в 2-10 раз выше по сравнению с глюкозой».