Василенко В.В. О жизненной энергии / www.GastroScan.ru

Авторы: Василенко В.В.

О жизненной энергии

Об основах

Миф о том, что мы что-то постоянно безвозвратно сжигаем Энергия не возникает из ничего и не исчезает в никуда. Наша жизнедеятельность связана с энергетическими затратами, но не приводит к уничтожению энергии и определенных веществ. На самом деле мы являемся трансформаторами

Вы никогда не задумывались, откуда берется наша жизненная энергия?

Как известно, планета Земля вращается вокруг Солнца, из которого мы, жители Земли, черпаем энергию. Мы — дети Солнечного Света (не в прямом смысле, конечно). Что же происходит, какая цепочка выстраивается?

На Солнце постоянно происходит термоядерный процесс, фактически это непрерывно взрывающаяся водородная бомба. Лучистая энергия солнечного света, образующаяся при этом, служит источником энергии для всех форм жизни на Земле. При этом всегда оказывается, что энергия больше нигде не создается и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую (в этом состоит Первое начало термодинамики, которое иногда называют законом сохранения энергии). Рассказывают, что, когда Гельмгольц в процессе работы над математическим обоснованием закона сохранения энергии (1847) доказал, что вся разнообразная энергия жизни на Земле есть превращение энергии, излучающейся на нас с Солнца, он превратился в настоящего солнцепоклонника и в течение многих лет каждое утро спешил на пригорок встречать солнце (Павлов И.П. Об уме вообще, о русском уме в частности // Природа. — 1999. — № 8).

Изучением превращений энергии в живых организмах занимается биоэнергетика. Живые клетки служат преобразователями энергии. Нескончаемый поток энергии в клетку, внутри клетки, от одной клетки к другой или от одного организма к другому составляет физическую сущность жизни.

Свойственно что
мудрецу? Хоть и
мог бы вредить,
да не хочет.
Биант Приенский

Первое из важнейших преобразований энергии на планете Земля осуществляют растения. Они превращают лучистую энергию Солнца в химическую, которая запасается в форме связей, соединяющих атомы в определенных молекулах. Эта энергия используется для синтеза органических веществ из таких простейших веществ, как углекислый газ и вода.

Второй важнейший этап в цепи преобразований энергии на планете совершается во всех клетках (как растений, так и живых организмов) при дыхании. В процессе дыхания химическая энергия органических молекул в результате окисления кислородом преобразуется в биологически полезную энергию. Эта энергия — назовем ее жизненной — запасается в форме молекулярных связей особого вещества аденозинтрифосфат (АТФ).

На третьем этапе энергия, полученная из пищевых веществ и связанная в форме аденозинтрифосфорной кислоты, используется клетками для совершения разнообразных видов работы. АТФ служит источником энергии для жизненных функций.

После множества биологических функций энергия наконец рассеивается в окружающую среду в уже бесполезной для организма форме — в форме тепла (физики называют это Третьим началом термодинамики, законом возрастания энтропии).

Итак, в живом мире происходят превращения энергии трех видов (рис. 1)

Рис. 1. Живые организмы — это преобразователи, которые превращают энергию пищи — энергию, первоначально уловленную зелеными растениями из солнечного света, — в электрическую, механическую или какую-нибудь иную форму, в которой она может быть использована живыми существами.
А. Энергия солнечного света улавливается растениями и превращается в процессе так называемого фотосинтеза в химическую энергию, которая используется для образования сложных молекул из углекислого газа и воды. Энергия Солнца превращается таким образом в один из типов энергии потенциальной. Она запасается в молекулах питательных веществ в форме энергии химических связей между входящими в их состав атомами.
Б. Химическая энергия в организме превращается в процессе клеточного дыхания в биологически доступную энергию АТФ.
В. Энергия АТФ используется организмом для работы: механической — при мышечном сокращении, электрической — при передаче нервного импульса, химической работы — при синтезе молекул в процессе роста и т.п. Часть энергии при этом теряется, рассеиваясь в форме тепла.

Много ли энергии нужно человеку (наука не может обходиться без цифр, наш рассказ претендует на научность, и потому с присутствием цифр придется примириться)?

Поверим расчетам физиков: потребляемая мощность человеческого организма составляет всего 120 Ватт, или 0,17 лошадиной силы — как у обычной электрической лампочки. Если бы нам пришлось подпитываться от розетки, как роботам в мультфильмах, то это обходилось бы весьма недорого. Из полученной извне с пищей энергии это примерно 2500 килокалорий, из которых две трети человек тратит на поддержание жизни (биологи и медики называют это основным обменом веществ) и только остальное на «полезную» работу, т.е. на поиски пищи. Притом что без еды человек может прожить 30–40 дней, без воды — несколько суток.

Решись
быть мудрым.
Гораций

«Над всеми явлениями человеческой жизни господствует забота о насущном хлебе» (Этими словами И.П. Павлов начал свою нобелевскую речь в 1904 г. Престижная премия ему была вручена «за работу по физиологии пищеварения, благодаря которой было сформировано более ясное понимание жизненно важных аспектов этого вопроса».). Но наши потребности постоянно растут.

Человек способен усвоить гораздо больше энергии, чем ему нужно. Так, без особых усилий можно переварить за день, к примеру, 1 кг картофельного крахмала (3800 ккал), 800 граммов сахара или меда (3200 ккал), 500 граммов сала или обезвоженного масла (4000 ккал), 400 граммов высококалорийного белка (1700 ккал).

Весьма толстые
от природы умирают
внезапно чаще, чем худые.
Гиппократ

В то же время поглотить — но не усвоить! — можно чудовищные количества пищи: страдающий булимией (название болезни в переводе означает «волчий голод») за сутки нередко употребляет пищу с энергетической ценностью 50 000 килокалорий (в 20 раз больше необходимого). Многим известна драматическая история болезни «короля рок-н-ролла» Элвиса Пресли, умершего фактически от переедания. С другой стороны, у части девушек под влиянием внешности фотомоделей развивается нездоровый навязчивый страх перед приемом пищи (нутриентофобия).

В последние годы зафиксировано преобладание людей с избыточным весом тела (раньше лидировали истощенные). Сбросить же излишки ох как нелегко! Во многом это обусловлено высоким коэффициентом полезного действия человеческого организма. Представьте: в 1 кг нашего нутряного сала достаточно энергии для того, чтобы проехать на велосипеде 300 км! Автомобиль на этот путь потратит примерно 20 литров бензина (если не будет стоять в пробках). Во все времена регулятором потребления пищи служило чувство голода.

Кроме него, мы испытываем аппетит — легкое «цивилизованное» ощущение голода. Вопреки поговорке аппетит приходит не только во время еды — зачастую как ответная реакция на запах и привлекательный вид пищи. Текут не только слюнки, но и соки в организме. Ученые называют это психической фазой пищеварительной секреции.

Edimus, ut vivamus;
nоn vivimus, ut edamus. —
Мы едим, чтобы жить,
но не живем, чтобы есть.

На смену голоду и аппетиту постепенно приходят пищевые привычки. Как тонко заметил Козьма Прутков, «не всякий генерал от природы полный» (игра слов: кроме общеизвестного значения (в теле), полный генерал — военный, достигший высшего генеральского чина). Поэтому не советую заставлять детей доедать все до последней ложки. Не стоит прививать ему с малых лет «армейскую привычку».

По-видимому, определенная ясность появилась: человек с удовольствием съест и выросшую под солнцем капусту, и зайчика, преобразовавшего ее в белки и жиры собственного мяса. Сложности начинаются в самом человеке, точнее в его пищеварительной системе — даже всасывание веществ требует затрат внутренней энергии.

Парадоксально, но тем не менее верно утверждение, что пищеварительная система — важнейший канал и основное место взаимодействия организма человека с окружающим миром, а пища — главный его компонент. Есть и еще одно противоречие — полость пищеварительной трубы, почему-то часто называемой желудочно-кишечным трактом (тракт этот начинается не с желудка, а с разверстого рта), называют внутренней средой, хотя сообщается она входом-выходом именно с внешним миром (понятие о внутренней среде организма ввел в обиход французский ученый К. Бернар, назвав «внутренней средой» жидкость, омывающую клетки).

Человек состоит преимущественно из нескольких химических элементов, причем газообразных (несмотря на то, что в нем 212 костей и 32 зуба). На 70 кг живого вес приходится 53 кг газов (44 кг кислорода, 7 кг водорода и 2 кг азота), а остальные 17 кг — твердые элементы (14 кг углерода, 1 кг кальция). Все остальное — менее чем по 1 кг, больше всего фосфора — 700 граммов (фосфор — вышеупомянутая энергия аденозинтрифосфорной кислоты). Обратимся к веществам немного более сложным.

Как известно без воды

Итак, без воды человек может прожить не более 3–5 дней. Вода — химическое соединение двух газов, водорода и кислорода (пример того, что конечный продукт далеко не всегда напоминает составляющие части). Человек на 70% состоит из воды. Вода участвует во всех жизненно важных процессах: переносит питательные вещества и кислород к клеткам, способствует поддержанию нормальной температуры тела, выводит шлаки из организма. Пищеварение и обменные процессы протекают при обязательном участии воды. Поэтому возмещение потерь воды (вследствие дыхания, пото- и мочеотделения) крайне необходимо.

Хлеб да вода —
крестьянская еда.
Поговорка

Пищеварение имеет дело с колоссальным оборотом жидкостей: 6 миллионов слюнных желез вырабатывают в сутки до 1,5 литра слюны, желудок образует 2 литра желудочного сока, 7 миллионов ворсинок тонкой кишки выделяют 1,5 литра сока кишечного. Еще поджелудочная железа нарабатывает 1,5 литра своего сока, печень дает 0,5 литра желчи.

Какие объемы воды используются в «пищеварительном конвейере» в течение суток, изображено на рис. 2.

Рис. 2. Общий баланс жидкости в системе пищеварения человека

Итак, «нормальная и полезная еда есть еда с аппетитом, еда с испытываемым наслаждением» (академик И.П. Павлов). Как же происходит пищеварение, что это такое?

Миф о том, что если пить больше жидкости, можно избавиться от запоров Поступление воды извне — не самый существенный ее источник в системе пищеварения, а большая часть воды всасывается снова в тонкой кишке. Заторы и запоры возникают ниже, в кишке толстой, играющей незначительную роль в водном балансе. Из дополнительных 1–2 стаканов воды до толстой кишки дойдет совсем мало жидкости

Попробуем совершить путешествие вглубь себя и понаблюдать за некоторыми интересными превращениями.

Вначале несколько неожиданных моментов. Перечисленные жидкости не просто водичка — очень агрессивные пищеварительные соки, которые в постоянном режиме активно перемешиваются с измельченной пищей в пищеварительном тракте (очень напоминает то, что можно наблюдать сквозь оконце стиральной машины). Сходство окажется более полным, если вспомнить, что желчь превращает пищевые жиры в мыла. Эти жидкости растворят даже проглоченную монету (за исключением золотой). Очевидно, что стенки реакторов, в которых происходят эти процессы, — желудка и кишечника — быстро подвергаются коррозии и их приходится время от времени «подновлять».

Три дела, однажды начавши,
трудно кончить:
а) вкушать хорошую пищу;
б) беседовать с возвратившимся
из похода другом и
в) чесать, где чешется.
Козьма Прутков

Таким образом, жизнь клеток, образующих внутреннюю стенку пищеварительной системы, чрезвычайно коротка, и они вынуждены постоянно воспроизводиться. Общеизвестны такие факты: кровяная клетка (эритроцит) совершает «плавание» по сосудам со скоростью не более 2 км/ч (вообще-то биологи выражают скорость в тех же непривычных единицах, что и синоптики при описании ветра — в метрах за секунду. Эти значения переведены в понятные всем км/час) на протяжении 120 дней; клетки кожи, отгораживающие нас от внешней среды и защищающие от вредных влияний, живут 19 суток, а клетки тонкой кишки — всего 1,5 дня.

Таким образом, полностью слизистая оболочка преобразуется за 4–6 суток. Подсчитано, что с поверхности слизистой оболочки желудка каждую минуту теряется в среднем 500 тысяч клеток, а потери кишечных клеток составляют 280 граммов в сутки. Неудивительно, что расстройства пищеварительного тракта встречаются столь часто.

Миф о том, случайно проглоченная виноградная косточка может засорить аппендикс и вызвать аппендицит На Кавказе едят маслины с косточками, полагая, что именно там содержатся самые полезные вещества

Работа пищеварительной системы как устройства непрерывного действия в общих чертах происходит так. Пища последовательно перемещается из одной камеры-реактора в другую и некоторое время обрабатывается там «при закрытых дверях». Затворяют камеры активные мышечные клапаны, называемые жомами, или сфинктерами (которых насчитывают более 30). По сути, моторика пищеварительного тракта обеспечивает последовательное распределение пищеварительного процесса во времени и пространстве. При малейшей рассогласованности сложного процесса, застое пищи в камерах или обратном ее перемещении страдает пищеварительный конвейер в целом и его отдельные компоненты. У человека появляются неприятные ощущения.

---

---

В.В. Василенко. Шестьдесят очерков о пищеварении (рекомендации гастроэнтеролога пациентам)

Назад в раздел