Двигатель, которого не бывает
Автомобиль – это, по сути, только колёса и двигатель. Всё остальное – так, приложения, даже руль. В принципе, без руля можно и по прямой недалеко прокатиться. Чтобы автомобиль поехал, нужно, чтобы его двигатель работал. Двигатель может вполне работать без современных средств управления зажиганием, инжектора и прочих технических штучек. Но двигатель не может работать без топлива. Двигатель, как сказал бы физик, – средство превращения энергии топлива в энергию движения. И топливо для двигателя нужно не любое, а определённое. Оно должно гореть. Ну, хорошо, вот дрова горят, а ими автомобили никто не заправляет. Да, это так, топливо должно быть жидким. Но тогда нам придётся постоянно лить в двигатель топливо, а это крайне неудобно. Пусть у нас будет некоторый запас топлива в баке, и оттуда он будет поступать в двигатель.
Организм тоже можно уподобить автомобилю. Мы потребляем топливо в виде пищи и двигаемся. То, что называют работой ума, тоже отнесём к движению. Теперь нам нужен двигатель и бак. Ну, с двигателем всё сравнительно просто. Все мы учились понемногу и что-то помним насчёт превращений пищи в пищеварительной системе. Очевидно, наш организм представляет собой целиком один двигатель. Ну, руки-ноги – это вместо колёс, голова – вместо руля. Есть даже, скажем так, выхлопная система и краник для слива отработанного масла и конденсата. Вот только с топливным баком как-то не все понятно, вроде, нет аналогов. Но вспомним, что нам говорили на уроках анатомии о глюкозе, жире как источниках энергии. Припоминаете? Это что же, жир – топливо??! А бак, где хранится топливо – это наши бока, бёдра и прочие интересные места? Да зачем нам эти баки нужны?!
В организме нет ничего лишнего. Даже те органы, которые медицина считала когда-то лишними, как оказалось впоследствии, играют важную роль в процессах жизнедеятельности. К примеру, несколько десятков лет назад аппендикс считался рудиментарным бесполезным органом, оставшимся нам от первобытных предков. Однако оказалось, что аппендикс играет важную роль в осуществлении иммунных процессов.
Миллионы людей ненавидят и проклинают жир и стараются избавиться от него всеми средствами. Но, если организм накапливает его при каждом удобном случае, может быть, в этом есть определённый смысл? В противном случае нужно признать, что наш организм просто глуп. Однако природа не глупа, а целесообразна. Если жир у нас есть, значит, он зачем-то нужен. Вот и попробуем в этом разобраться.
Из чего состоит тело человека?
Организм человека состоит на 60–65 % из воды, 30–32 % органических соединений и 4–6% минеральных веществ. Органические соединения обязательно содержат атомы углерода (С) и водорода (Н). Важнейшее свойство углерода состоит в способности образовывать молекулярные цепочки.
Органические вещества состоят из
– белков,
– нуклеиновых кислот,
– углеводов.
Столь нелюбимых всеми (а зря!) жиров.
Белки осуществляют в организме очень важные функции:
– СТРУКТУРНУЮ – так как являются строительным материалом для тканей тела, в том числе, мышечных волокон. Поэтому, если в пище человека отсутствуют белки, это равносильно остановке строительства из-за того, что не подвезли кирпич.
– КАТАЛИТИЧЕСКУЮ – так как отдельные белковые соединения – ФЕРМЕНТЫ (ЭНЗИМЫ) выступают в роли ускорителей химических реакций обмена, причем их активность в миллиарды(!) раз превышает возможности неорганических катализаторов.
– СОКРАТИТЕЛЬНУЮ – так как белковые молекулы, в отличие от растительных клеток, имеют особую структуру, позволяющую менять длину и объём.
– ТРАНСПОРТНУЮ – так как молекулы белков способны присоединять молекулы различных веществ и перемещать их. Именно таким образом и осуществляются управление работой всего организма.
– РЕГУЛЯТОРНУЮ – так как белки входят в состав клеточных комплексов, осуществляющих выявление и уничтожение чужеродных веществ, то есть иммунитета
– ЭНЕРГЕТИЧЕСКУЮ – так как белки в определённых условиях могут служить источником энергии, хотя и не слишком хорошим, для осуществления жизнедеятельности.
Белки состоят из аминокислот. Каждая аминокислота содержит хотя бы один атом азота(N). Все белки, независимо от происхождения, состоят из 20 видов аминокислот. Это означает, что если вы съели какие-то разные продукты, содержащие одинаковые аминокислоты, то через пару минут в вашем желудке невозможно будет отличить аминокислоты от разных продуктов. Напомним, что в основе рррреволюционного метода «похудания и оздоровления» ГЕМОКОД, а также «раздельного питания» лежит «идея» о том, что нельзя смешивать в желудке различные продукты, поскольку их аминокислоты вступают друг с другом в непримиримую борьбу. Сколько продуктов, столько и аминокислот! Сотни! Тысячи!!! Более того, в зависимости от группы крови человека есть и неприемлемые. Для простоты предлагается питаться каждый день продуктами, название которых начинается на одну букву. На следующий день – другую. Сегодня, к примеру, картофель есть можно, а potatoes – ни в коем случае! Ну, вот и думайте…
Нуклеиновые кислоты подразделяются на два вида:
а) ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота – хранитель генетической информации, так как в этой молекуле по принципу игры «Лего» в форме двойной спирали собрана информация обо всех белках организма. Именно от белков зависит проявление всех наследственных признаков. Ген – участок ДНК, содержащий информацию о конкретном белке. Любая клетка тела, кроме половых, содержит полную генетическую информацию. Половые – лишь половину этой информации. И передаётся генетическая информация только половыми клетками: в процессе оплодотворения половинки «отцовской» и «материнской» ДНК соединяются в одну двойную спираль, передавая тем самым новому организму свои признаки.
б) РНК – рибонуклеиновая кислота – инструмент реализации информации. (Уважаемый читатель, если я начну объяснять подробнее, у вас, если вы не биохимик, «поедет крыша». Полчаса думал, как сказать попроще. Получилось – не очень.)
Белки составляют 1/6 часть веса тела, а суточная потребность организма в белках составляет 1–1,5 граммов на 1 кг веса. И больше, кстати, организм усвоить не в состоянии. Пока ему в этом не помогут при помощи некоторых веществ. Вот только за эту «помощь» заплатить придётся очень дорого. Но об этом – ниже.
На углеводы приходится всего около 1 % веса тела. Источником углеводов являются растения. Наше тело не в состоянии сразу усваивать углеводы, так как их молекулы, как правило, очень велики. Поэтому организм в процессе эволюции выработал определённый механизм их усвоения, который включается, когда мы, например, откусываем кусок хлеба. Под действием ферментов слюны происходит предварительное расщепление углеводов с превращением их в глюкозу. Одновременно желудок начинает подготовку к дальнейшему перевариванию пищи, выделяя желудочный сок и свои ферменты. Если пища не поступает, как, например, при жевании резинки, этот тонкий рефлекторный механизм сбивается. В желудке происходит окончательное превращение углеводов в глюкозу, которая поступает в тонкий кишечник и, далее, всасывается в кровь. Являясь важнейшим источником энергии, глюкоза, вопреки откуда-то распространившемуся мнению о безусловной пользе сахара – страшный яд для мозга, поэтому для того, чтобы предотвратить отравление, на пути глюкозы отважно встаёт печень, которая и превращает глюкозу в топливо – гликоген. Запасается гликоген, в основном, в печени (до 300 г) и мышцах (до 100 г). Именно гликоген мышц, минуя ряд превращений, служит «быстрым» топливом организма. Почему «быстрым»? Да потому что его запас в мышцах начинает расходоваться сразу же, как только тело начинает двигаться. Таким образом, углеводы обеспечивают тело основным рабочим топливом.
Потребность организма в углеводах – 500–600 г в сутки, энергетическая ценность – 4 ккал / г.
С точки зрения химического строения, углеводы – это почти спирты, поэтому самогон можно гнать даже из табуретки, а вот из мяса или сала – нельзя.
Роль жиров в работе организма очень велика.
Во-первых, жиры – самый главный источник энергии – 9 ккал/ г!
Во-вторых, только в жирах растворяются и усваиваются витамины А, Д, К, необходимые для нормальной работы организма
В-третьих, жиры – основной строительный материал самого удивительного создания организма – клеточных мембран.
В-четвёртых, подкожный жировой слой – главный элемент механизма терморегуляции.
В-пятых, жир – стратегический запас организма на чёрный день, поэтому наше тело очень неохотно от него избавляется.
В-шестых, недостаток жиров приводит к замедлению выработки половых гормонов.
Поэтому непонятен тот энтузиазм, с которым многие стремятся отказаться от жиров вообще. Более того, огромной популярностью пользуются препараты, которые препятствуют усвоению жиров, затрудняя всасывание в тонком кишечнике.
Когда тело начинает движение, жиры поначалу почти не расходуются, организм использует сначала гликоген мышц, затем печени. И только через 30–40 минут расход жира становится преобладающим процессом энергообеспечения. Да и то, в том случае, если интенсивность нагрузки невысока. Как ни парадоксально на первый взгляд, длительная ходьба приводит к большему расходу жира, чем бег. Правда, подчеркнём ещё раз, длительная.
Таким образом, суммируя вышесказанное, мы можем упрощённо (ну очень упрощённо!), представит себе механизм энергообеспечения следующим образом.
Фаза I.
Начало движения (активность низкая и средняя) – гликоген мышц, жир – крайне незначительно.
Фаза II.
Продолжение движения (активность средняя) – гликоген печени, жир – незначительно. Если активность чрезмерно высокая, то жир не успевает включиться в работу и происходит быстрое истощение запасов. Организм даёт команду к прекращению опасной перегрузки (учащённое сердцебиение, боли, ощущение крайней усталости).
Фаза III.
Продолжение движения (активность низкая, длительная) – в основном, жир. Явления усталости нарастают постепенно.
Если же организм сразу же начинает двигаться очень интенсивно, то гликоген, так же как и жир, не успевает «включиться» в работу. В этом случае тело в качестве источника энергии использует внутриклеточное вещество креатинфосфат. Его запасы в организме очень малы, и их хватает только на несколько секунд очень интенсивной работы. Правда он быстро восстанавливается после прекращения нагрузки. Пример креатинфосфатного энергообеспечения – рывок штанги тяжелоатлетом.
Восстановление запасов идёт тоже неравномерно. Сначала, как уже было сказано, восстанавливается креатинфосфат, затем, после еды с углеводами – гликоген, и только позднее – жировые запасы. Естественно, для их восстановления необходимы жиры в пище. Кроме того, молекулы углеводов содержат в себе всё необходимое для трансформации в жиры. Поэтому любители избыточного поедания булок поправляются. Тем более, что, как было показано, жиры будут расходоваться незначительно, пока есть такое топливо, как гликоген. Но и здесь организм проявляет своё коварство с точки зрения желающих похудеть или, напротив, целесообразность с точки зрения физиологии: если организм испытывает голод, мозг подаёт сигнал об изменении характера обменных процессов в сторону накопления жировых запасов. Так он борется с потенциально грядущим голодом.
Отсюда и следует очень простая формула для желающих уменьшить количество жировых запасов: разумно ешь – разумно двигайся.
Суточная потребность человека в жирах составляет 30–50 г, в зависимости от уровня физической активности, пола, возраста.
Обязательным условием жизни является обмен веществ между организмом и окружающей средой. Из внешней среды в организм поступают источники энергии, строительный материал, минеральные вещества, вода и кислород. Из организма вовне удаляются конечные продукты химических процессов, проходящих в организме: углекислый газ, вода и аммиак (в форме мочевины).
Обмен веществ можно разделить на два этапа: пищеварение и метаболизм.
В процессе пищеварения пищевые вещества под действием пищеварительных ферментов расщепляются и превращаются в простые соединения, универсальные для всех живых организмов. Так, например, любые пищевые белки распадаются на аминокислоты 20 видов, точно такие же, как и аминокислоты самого организма. Из углеводов пищи образуется глюкоза.
Метаболизм – совокупность химических реакций, протекающих во внутренней среде организма, то есть в его клетках. Метаболизм в свою очередь делится на катаболизм и анаболизм.
Под катаболизмом понимают химические реакции за счёт которых молекулы подвергаются расщеплению до конечных продуктов – СО2, Н2О и NH3.
Катаболизм протекает с потреблением кислорода.
В процессе катаболизма освобождается энергия, меньшая часть в виде тепла, а большая – в виде химической энергии образующихся молекул очень интересного вещества – аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Это вещество является источником энергии для мышечных сокращений.
Анаболизм протекает с потреблением энергии и в случае его преобладания над катаболизмом происходит накопление химических веществ в организме, и, в первую очередь, белков. Накопление белков в организме – обязательное условие его роста и развития.
Одновременное протекание реакций анаболизма и катаболизма приводит к обновлению химического состава организма, что является обязательным условием его жизнедеятельности.
Можно сказать, что жизнь с определённой стороны выглядит как одновременное протекание двух процессов – разрушения и строительства, катаболизма и анаболизма. Чем интенсивнее идут эти процессы, тем тело «живее». Эти два процесса как бы подпитывают друг друга. Сильнейшим толчком к увеличению интенсивности строительства является возросшая интенсивность разрушения. Например, мышечные волокна – миофибриллы – разрушаются в процессе активной нагрузки. Чем больше их разрушается, тем больше и восстанавливается после прекращения нагрузки, причём обязательно «с походом», то есть восстанавливается немного больше, чем разрушилось. Вот почему мышцы растут от тренировок. Впрочем, есть способы увеличения интенсивности этого процесса. О них будет рассказано ниже.
Как уже говорилось, основные процессы жизнеобеспечения крутятся вокруг вещества со страшным названием аденозинтрифосфат (АТФ). Особенностью этой молекулы является то, что она очень «богата» энергией, которая высвобождается в процессе её распада. При условиях, которые имеются в живой клетке, расщепление 506 г АТФ сопровождается выделением 50 кДж энергии. Таким образом, после интенсивной тренировки (около 500 кДж) наша масса должна уменьшиться на 5 кг. Но этого не происходит. Почему?
Вспомним законы сохранения. Если где-то убыло, значит, где-то обязательно прибудет. Если наше тело расходует АТФ, то где-то АТФ образуется. Этот процесс проходит в своеобразных энергетических станциях клеток – митохондриях. Эти удивительные образования содержатся в любых клетках, кроме эритроцитов. Основной (но не единственный) способ образования АТФ, протекающий в митохондриях, называется тканевым дыханием. В сутки за счёт тканевого дыхания в организме возникает не менее 40 кг АТФ, а у спортсменов ещё больше. При этом потребляется большое количество окисляемых веществ – углеводов, жиров и белков. И, прежде всего, кислорода.
Кстати, в процессе работы и гликоген, и жиры при «сгорании» сначала трансформируются в АТФ.
Конечным продуктом тканевого дыхания является вода. Но существует и «некислородный» способ синтеза АТФ – анаэробный. В этом процессе конечным продуктом является молочная кислота – лактат. Именно это вещество вызывает боль в перегруженных мышцах у недостаточно тренированных людей, так как у них снижена способность, по сравнению со спортсменами, к усвоению кислорода. Эти явления исчезают по мере роста тренированности и возникают вновь лишь при перегрузке в условиях недостатка кислорода.
Для энергообеспечения организма недостаточно одного воздуха. А жаль! Представляете, насколько проще нам бы жилось: подышал – и порядок! Впрочем, можно было бы скрашивать однообразное питание различными ароматами. Увы, нам нужно принимать пищу – и о метаболизме углеводов, жиров и белков вы уже кое-что узнали.
Кровообращение представляет собой совокупность физиологических процессов, обеспечивающих непрерывное движение крови в организме благодаря деятельности сердца и сосудов. Источником энергии, необходимой для продвижения крови, является работа сердца. Важнейшим свойством сердца является автоматизм его работы, то есть его способность ритмически сокращаться без внешних раздражений, под влиянием импульсов, возникающем в самом органе. Ритмичность и сила сокращения сердца зависит от силы самой сердечной мышцы – миокарда. Как и любая другая, она тренируется посредством физических упражнений.
В процессе возбуждения и сокращения миокарда в нём возникают токи, то есть сердце становится своеобразным электрогенератором. Ткани тела, обладая высокой электропроводностью, позволяют регистрировать электрические потенциалы с его поверхности, то есть записывать электрокардиограмму (ЭКГ). Анализ ЭКГ позволяет судить о состоянии сердца. Ритм сердца зависит от возраста, массы тела и тренированности. Нормальный(!) ритм в покое – 60–90 уд./мин. Если меньше – то говорят о брадикардии, больше – тахикардии.
Вопреки распространённому мнению, устойчивый как колебания маятника сердечный ритм отнюдь не свидетельствует о хорошем сердце. Более того, абсолютно ритмично сердце бьётся у человека, находящегося в коме, так как в этом состоянии практически отсутствует «вмешательство» всего организма в целом и мозга в частности, в автоматизм сердечной мышцы. В этом состоянии на её ритм ничего не влияет. Работа органов здорового тела – суть электрохимические реакции, которые также сопровождаются перемещением зарядов, то есть микротоками. А там где токи, там и электромагнитные колебания. Эти колебания накладываются на исходный сердечный ритм, модулируя его, как говорят физики, делая его сложным. Таким образом, умеренная аритмия говорит, скорее, о хорошем состоянии сердца.
Кровь – своего рода жидкий орган, обеспечивающий и питание других органов, и регуляцию всех функций при помощи переноса гормонов. Гормоны можно уподобить ключам, которые, попадая с током крови к различным органам тела, заставляют их работать так, как это нужно в данный момент. Кровь переносит кислород от лёгких и питательные вещества от пищеварительной системы к органам, участвует в терморегуляции, процессах выделения и формирования иммунитета.
Кровь движется по сосудам, причём скорость её движения и соответственно, объём, изменяются в зависимости от потребностей организма. От сердца кровь движется по артериям, к сердцу – по венам. Максимальное давление крови, соответствующее моменту сокращения миокарда, называется систолическим, минимальное – диастолическим. Считается, что «в норме» в плечевой артерии систолическое давление – 110–120 мм р.с., диастолическое – 60–80. Давление зависит от возраста человека и с годами, увы, увеличивается, так как изменяется пропускная способность артерий, прежде всего, вследствие отложения холестерина – жироподобного вещества – на их внутренних стенках.
Как и все органы, сердце «питается» кровью через систему коронарных артерий, и его работа связана с их состоянием. Если сосуды по каким-либо причинам плохо питают миокард, отдельные его участки «выключаются» без притока кислорода – возникает инфаркт. Причиной инфаркта может быть и резкое сужение здоровых сосудов в результате нервного стресса (спазм), закупорки (тромб), резкого прекращения нагрузки.
Во время заболевания, резкой неожиданной нагрузки или стресса потребность организма в кислороде и питательных веществах увеличивается и сердцу приходится использовать все свои резервы. Если они есть. В состоянии покоя сердце тренированного человека и того, кто не занимается спортом, почти ничем не отличаются, однако у тех, кто занимается спортом, значительно возрастают именно резервные способности. Если посмотреть на это с философской точки зрения, наверное, стоит заниматься годами ради того, чтобы хотя бы один раз избежать одного стресса или болезни, чреватой инфарктом. Жизнь того стоит.
Да, интересный у нас получился двигатель. Этот двигатель потребляет четыре(!) различных вида топлива: жиры, углеводы (гликоген), белки, креатинфосфат. И баки с топливом – это все жировые «депо» организма печень, мышцы, да и все клетки. А то, что вы видите снаружи в виде складок на боках и животе – это только цветочки, ягодки – внутри, на органах!
Такого двигателя действительно не может быть. Но он есть. И он наш, единственный и неповторимый, другого точно не будет. Поэтому наша задача состоит в том, чтобы понять, как он работает, и как обеспечить его бесперебойную работу в течение многих лет по истечении гарантийного срока, который называется молодостью.
Если количество поступающей в организм пищи больше, чем ему нужно на обеспечение обновления, роста и движения, то он будет запасать избыток пищи в виде жира. На самом деле, если задуматься, природа в процессе эволюции создала замечательный механизм, обеспечивающий возможность работы даже тогда, когда пища не поступает, как бы в счёт будущих поступлений. Чем это не кредит? Если бы этого механизма не было, то живые существа были бы вынуждены непрерывно поглощать пищу.
Функция запасания избытка пищи регулируется мозгом, его самыми древними, глубинными отделами. До конца механизм этого регулирования на сегодняшний день медикам и физиологам не понятен. Хорошо известно и экспериментально доказано, что активность процесса запасания жиров сильно возрастает после голодания. Организм воспринимает голод как болезнь, стресс. Поэтому именно мозг даёт команду на перестройку процессов обмена в сторону запасания жира. Чем сильнее голод – тем больше жира будет накоплено впоследствии. Поэтому обязательным результатом любых «голодных» диет будет избыточное, значительно выше исходного, накопление жира. Голодание – лучший способ поправиться.
С возрастом активность процессов обмена уменьшается. Вот почему люди старшего возраста склонны к полноте. Тем более, что с годами люди двигаются всё меньше.
Примат (а человек принадлежит к отряду приматов), создан для непрерывного движения. Сохранив обязательные для приматов особенности обмена, «человек разумный» отказался от важнейшего условия существования своих сородичей: активного движения. И за это платит по полной программе. Вот об этой проблеме мы и поговорим.
