Р И С – 2

ГОРМОНЫ СПОСОБНЫ БЫСТРО СОСТАРИТЬ ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА. Вычислить точно затраты энергии на механическую работу, довольно проблематично из-за-за сложного профиля местности по которой двигался наш путешественник и из-за неизвестной для нас, его средней скорости движения, но довольно точно можно определить мускульные энергетические затраты по тепловому балансу. При тяжёлой работе, – движение пешком, при температуре наружного воздуха порядка 25 – 30 градусов, затраты мускульной энергии легко можно определить по тепловому эквиваленту, а именно как разность тепловых потерь: 254 – 130 = 124 ккал/час. Таким образом, путешественник за 20 суток марафона прошагал 800 км пути без единого кусочка хлеба, о чём могут засвидетельствовать наблюдатели из хабаровской студии телевидения, сопровождающие его. Суммарные затраты энергии составили! При отдыхе в течение 14 часов в сутки = 130 х 14 х 20 = 36400 ккал. Пеший марафон при хабаровской жаре можно приравнять к тяжелой работе, что составит тепловые потери: движение вдоль автомобильной трассы в течение 10 часов со средней скоростью 5 – 6 км/час = 254 х 10 х 20 = 50800 ккал. Мускульные затраты энергии составят: 124 х 10 х 20 = 24800 ккал. Итого суммарные потери энергии за 20 суточный марафон составляют – 112000 ккал. Много это или мало для 50 летнего мужчины, решившего использовать свой отпуск на японском море таким экзотическим способом? Из монографии Г. С. Шаталовой «Здоровье человека» – 2006 г, узнаём: что 6000 ккал пищи состоит из 190 граммов белка, 200 граммов жира и 900 граммов углеводов, такую суточную диету обосновывают специалисты по питанию, для марафонцев которые преодолевали 500 км пути за 7 суток. Следовательно, суммарная масса пищи, имеющая калорийность 6000 ккал составляет – 1290 грамм. Наш путешественник, таким образом, сумел обойтись без 112000 ккал: 6000 = 18,7 порций пищи, что соответствует массе пищевых продуктов = 24 кг (24 – 4 = 20 кг). Удивительно, но наш марафонец похудел всего на 4 килограмма и был бодр, энергичен и весел. Спрашивается, из какого источника он черпал свою энергию равную 20 кг? Распространённое убеждение, что между организмом животного и тепловым двигателем есть полная аналогия – грубое заблуждение (Я. И. Перельман – 2006 г.). Это заблуждение основано на чисто поверхностном сходстве: тот и другой потребляют топливо (пищу), порождающее теплоту при соединении с кислородом. Отсюда поспешно заключают, что животная теплота является источником механической энергии организма, как теплота парового котла – источником движения машины. Между тем, изложенный взгляд на происхождение механической энергии человека и животного находится в непримиримом противоречии с физикой, притом с самой бесспорной её отраслью – с термодинамикой. Более внимательное рассмотрение вопроса убедит нас, что принципиального сходства между организмом животного и тепловым двигателем нет: организм не есть тепловая машина. Термодинамика установила, что теплота может превращаться в работу только в том случае, когда она переходит от источника высокой температуры (от «нагревателя» – например, топки котла) к источнику более низкой температуры (к «холодильнику»). При этом, отношение количества теплоты, превращённой в механическую работу, к количеству теплоты, заимствованному от нагревателя (экономический коэффициент полезного действия машины) равен отношению разности температур нагревателя и холодильника к абсолютной температуре нагревателя:

(КПД = Т1 – Т2 / Т1)

(КПД) – коэффициент полезного действия. Т1 – абс. температура горячего тела. Т2 – абс. температура холодного тела. Применим эту формулу к организму человека, который попробуем рассматривать как тепловую машину. Известно, что нормальная температура нашего тела = 37 о С. Это, очевидно, один из тех двух уровней температуры, наличие которых является необходимым условием работы всякой тепловой машины. Значит, 37 о С это – либо высший уровень (температура нагревателя), либо низший уровень (температура холодильника). 1 – й случай. 37 о С (310 о абс.) есть температура Т1 «нагревателя». Температура Т2 « холодильника» определится тогда из уравнения :

0,3 = 310 – Т2 / 310

Откуда Т2 = 217 о абс, или = (– 56 о С).

Это означает ни много ни мало, что в нашем теле должен существовать участок с температурой на 56 о С ниже нуля! Взяв более высокий коэффициент полезного действия, а именно 50%, придём к ещё большему абсурду, – что в нашем теле есть область с температурой – 118 о С. Так как ни один анатом не обнаружил в нашем теле области, замороженной при —56 о С, то приходится отказаться от употребления нашего организма тепловой машине. « Мышца не представляет тепловой машины в термодинамическом смысле», – пишет проф. Э. Лехер в своей «Физике для медиков и биологов». Как констатирует Я. И. Перельман – 2006 г: – « В настоящее время можно считать установленным, что в наших мышцах химическая энергия переходит в механическую работу непосредственно». Таким образом, можно сделать вывод: пища для млекопитающих, в том числе и для человека необходима в первую очередь как топливо для поддержания теплового баланса тела (температуры тела равной 36 градусов Цельсия), а во-вторых для обеспечения метаболизма тканей. Необходимая для существования человека механическая энергия мышц тела из пищевых продуктов не образуется, пища необходима только для поддержания постоянной температуры тела! То, что это так подтверждают многочисленные исследования физиологов. Н. И. Губанов «Медицинская Биофизика» 1978 г приводит данные теплового баланса: – Приход тепла из пищевых продуктов в точности соответствует расходу тепла в виде тепловых потерь организма. Энергетический баланс человека за сутки:

Приход (ккал)! Расход (ккал)

56,8 г Белка – 237! Выделение тепла через кожу – 1374

140 г Жира – 1307! Выдыхаемые газы – 43

79,9 г Углеводов – 335! Кал и моча – 23

!Испарение через дыхание – 181

!Испарение через кожу – 221

Всего: – 1879.! Всего: – 1859

(Поправки – 11)

Таким образом, при окислении углеводов на 1 литр кислорода выделяется 5,05 ккал тепла. При окислении белков 4,8 ккал, жиров 4,69 ккал. Следовательно, из таблицы видно, что ни доли грамма из пищевых продуктов не расходуется на механическую работу мышц, но только на тепловые потери. По исследованиям учёных – гигиенистов установлено, что человеческий организм находится в зоне комфорта при условии, когда его тело отдаёт тепло в окружающую среду посредством конвекции, а получает из окружающей среды посредством радиации. Имеется в виду, – лучистый теплообмен, от солнечных лучей или от нагретых поверхностей, причём, если эти поверхности – панели нагреты не более 40 о С. Согласно исследованиям Д. А. Даниловой «Природа и наше здоровье» -1977 г, следует: – Тепло расходуется от человеческого тела при температуре воздуха = +20 о С. 1. 31% – Конвекция. 2. 44% – Излучение. 3. 22% – Испарение. 4. 1,6% – Нагревание пищи. 5. 1,3% – Нагрев воздуха в лёгких. 6. 0,7% – Теряется с выделениями. Причём при низкой температуре воздуха, теплоотдача с помощью «испарения», (потоотделения) снижается до 0%. Именно поэтому в «норме», зимой, потовые железы должны быть закрыты, но этого не происходит с человеком из-за теплой одежды и поэтому человек обычно потеет даже зимой, что и приводит к простудным заболеваниям. Разобраться в процессах теплообмена человеческого организма не специалисту в области теплофизики довольно сложно, но всё же следует попытаться, так как, на мой взгляд, это вопрос жизни и смерти, здоровья и долголетия, и наконец, красоты и молодости. Температура поверхности человеческого тела приблизительно равна +26 о С.

Т А И Н С Т В Е Н Н А Я Б О Л Е З Н Ь – «В Н Е З А П Н О Е С Т А Р Е Н И Е».

Р И С – 3.. Комнатный же воздух имеет температуру не выше +20 о С. Непосредственного перехода тепла из воздуха в наше тело, поэтому происходить не может. Отчего же нам в натопленной комнате тепло? Не оттого, что тело наше получает теплоту из воздуха, а оттого, что прилегающий воздух, как плохой проводник тепла, мешает теплоте тела уходить из него, замедляя потерю нашим телом своего тепла. При этом прилегающий слой воздуха нагревается телом и вытесняется вверх более холодным воздухом, который в свою очередь так же нагревается, уступает место новой порции воздуха и т. д. Понятно, что воздух теплый должен отнимать от нашего тела при этом процессе меньше тепла, нежели холодный. Этим и объясняется ощущение теплоты в натопленной комнате. По отношению к температурным влияниям внешней среды живые организмы делятся на две большие группы: одни их них – холоднокровные, которые приобретают температуру окружающей среды, другие теплокровные, которые вне зависимости от внешних условий всегда сохраняют постоянную температуру тела. Например, волк, имея температуру тела +40 о С, может переносить температуру воздуха – 33 о С. Разница между температурой тела и внешней средой у него, таким образом, составляет 73 о С. Организм человека адаптировался к средней температуре тела = 36 – 37 о С, на мой взгляд потому, что вода из которой состоит на 70% человеческое тело имеет особую точку равную +37 о С (Б. Б. Вартапетян «Молекулярный кислород и вода в метаболизме клетки» -1970 г). При этой температуре вода может находиться как в виде жидкости, так и в виде жидкого кристалла (подобие льда). Кроме этого, на основании закона Аррениуса, об ускорении химических реакций с повышением температуры, температура = +36 о С наиболее приемлема для человека, так как при изменении температуры тела на один градус прирост образующегося в организме тепла и увеличение теплоотдачи в этом случае одинаковы. Человек может переносить отклонения внутренней температуры тела от нормальной на 4 о С в обе стороны: нижний предел +33 о С, верхний +41оС. Для нашего исследования наибольший интерес представляет температура внутренних органов тела принятая за норму. Согласно исследованиям профессора космической медицины И. П. Неумывакина – 2011г, высокую температуру имеет печень, порядка 38 – 40 градусов. Толстый кишечник обычно нагрет до 37,2 – 37,5 градусов. Кожа шеи нагрета до 34 градусов, а кожа рук до 28,5 градусов. Кожа ног имеет температуру 24,4 градусов, а кожа головы нагрета до 33,5 градусов. Почти постоянная температура кожи у частей тела, покрытых одеждой, около 33,2 – 33,5 градусов С. Температура в подмышечной впадине, измеряемая обычно для определения состояния здоровья человека, в норме равна 36,5 – 36,9 о С. Все эти цифры близки к средней температуре тела, а так же температуры крови, омывающие все органы. Что такое тепловой баланс? Постоянство температуры тела возможно лишь в том случае, если количество образующегося тепла равно количеству тепла, отдаваемого телом в окружающую среду. Иными словами, постоянство температуры тела обеспечивается состоянием двух взаимосвязанных процессов: теплопродукции и теплоотдачи. Если приход тепла равен его расходу, то температура тела сохраняется на постоянном уровне. Если же теплопродукция преобладает над теплоотдачей, то температура тела повышается. В тех случаях, когда образование тепла отстаёт от теплоотдачи, наблюдается снижение температуры тела. Обычно, теплопродукция увеличивается очень значительно при приёме пищи вследствие повышенной деятельности пищеварительных органов и в результате химической реакции при нейтрализации кислотной среды желудка щелочами в 12 перстной кишке. При обычной смешанной диете обмен энергии после приёма пищи повышается в среднем на 150 – 200 ккал, что составляет 10 – 15% основного обмена (И. П. Неумывакин -2011 г). В различных органах тела образуется неодинаковое количество тепла. Главный регулятор теплопродукции – мышцы. При интенсивной физической нагрузке они поставляют до 90% тепла, но естественно эти тепловыделения возникают не в результате механического эквивалента энергии от работающей мышцы, а в результате окисления глюкозы в процессе мышечного сокращения, иными словами опять же в результате окислительных реакций пищевых продуктов. В нормальных условиях на долю мышц приходится 65 – 70% теплопродукции, но данные теплопоступления, на мой взгляд, совершенно неопасны и даже полезны для организма, так как они не приводят к повышению внутренней температуры в области малого таза, где расположены яичники девочки (женщины), а так же простата у мужчин. Тут следует ещё раз отметить, что пищевые продукты необходимы только для поддержания телом постоянной температуры тела. Спрашивается, за счёт, каких источников энергии человек совершает мускульную работу. К этой работе следует также отнести сокращения сердечной мышцы и гладкой мускулатуры кровеносных сосудов и органов тела. Под мощностью понимают работу, произведённую двигателем в одну секунду. В технике единицей мощности принят ватт (Вт). Ещё применяется лошадиная сила, равная 735,499 Вт. Считается, что мускульная мощность человека при нормальных условиях работы составляет около десятой доли лошадиной силы, и равна 70 – 89 Вт. Физики эту мускульную мощность человека давно высчитали, но только не разобрались, откуда черпается эта мощность у человека, из какого источника энергии. Из пищевых продуктов мускульная энергия не образуется, с этим вопросом мы уже разобрались. Получается, что мускульная энергия черпается человеком из Космоса, так, например, считали древние цивилизации, до Вселенского Потопа. Полагаю, что они были правы в этом вопросе!

Второй по значимости источник теплопродукции – печень и пищеварительный тракт. Они в совокупности дают 20 – 30% тепла (И. П. Неумывакин – 2011 г.). Кроме тепла, образующегося в самом организме, человек в жаркое время получает тепло из окружающей среды. Так, при понижении температуры внешней среды ниже +15 о С теплообразование значительно усиливается, а при увеличении свыше +30 о С – уменьшается. Таким образом, количество тепла в организме определяется, во-первых, теплом, образующимся за счёт обменных процессов, а во вторых, поступающим из внешней среды. Точнее, внешняя среда, не даёт тепловую энергию человеку, но только снижает или увеличивает тепловые потери тела в окружающую среду. Тепловые потери тела происходят в основном через кожу, а так же посредством дыхания. Отдача тепла происходит по законам физики: излучением тепла нагретой поверхностью тела; проведением тепла путём нагреванием более холодного воздуха (теплопроводностью); расходом тепла путём испарения с поверхности кожи и лёгких! Теплоизлучение – это свойство нагретой до определённой температуры поверхности излучать тепло в виде лучистой энергии, – инфракрасных лучей. Тепло-проведение и теплоизлучение в покое составляют около 70 – 80% всей теплоотдачи. Конвективный теплообмен самый эффективный способ теплоотдачи, так как он интенсивней теплопроводности в тысячи раз. Именно этот вид теплообмена зачастую является причиной многих болезней, таких как, например «продуло, простудился, просквозило». Однако следует помнить, что конвекция охлаждает тело лишь в тех случаях, когда внешняя температура ниже температуры тела человека. Горячий ветер пустыни не охлаждает, а, наоборот, нагревает тело. Наличие одежды так же изменяет интенсивность конвекции, так как это сугубо молекулярный массоперенос тепла. Постоянно происходит испарение воды и в лёгких. В сутки с поверхности лёгких испаряется в состоянии покоя 200—300 мл воды, а при работе умеренной мощности такое количество воды может испариться за 1 час. Испарение воды с поверхности кожи и в лёгких зависит от относительной влажности воздуха. В насыщенном водяными парами воздухе испарение затрудняется или прекращается совсем. В сухом воздухе, напротив, испарение пота происходит значительно интенсивнее. Но главным источником тепловых потерь, является всё же кожа. Благодаря движению крови и лимфы тепло от внутренних органов передаётся коже. Каждый литр крови, охлаждаясь в сосудах кожи на 3 о С, переносит от внутренних органов на поверхность тела количество тепла, равное 2,5 ккал. Но когда температура воздуха становится равной температуре кожи, это (33 о С) или превышает её, отдача тепла проведением и излучением полностью прекращается. Испарение пота в таких случаях служит единственным физиологическим механизмом, с помощью которого человек может избавиться от излишнего тепла. Но есть ещё один из опаснейших способов охлаждения тела, это теплопроводностью с помощью непосредственного контакта кожи с предметом, обладающим большой теплоёмкостью и высокой теплопроводностью. Это сидение на прохладном камне или лежание на земле, песке. Известный физиолог В. В. Койранский постоянно указывал на особенность действия слабых охлаждений на организм. По его данным, что бы вызвать ощущение холода, слабые охлаждения должны воздействовать на значительную часть поверхности тела и действовать продолжительное время. Слабые холодовые раздражения не имеют такой силы, что бы возбудить тревогу рецепторного аппарата и потому очень опасные. Типичным примером такой ситуации является лежание человека на траве или песке весной (он не ощущает холодового воздействия) и расплачивается воспалением лёгких, почек, ишиасом. Как поддерживает организм человека постоянную температуру тела равную +36 о С, о теплопродукции пока говорить не будем до следующей главы, а вот о поддержании температурного гомеостаза за счёт изменения теплопроводности кожи, а точнее за счёт процесса теплопередачи в окружающую среду поговорим. Замечу, что этот тип терморегуляции значительно более экономичен, поэтому энергетические затраты на поддержание постоянства температуры тела снижаются значительно. Создатель человеческого организма применил самые оптимальные варианты конструирования человеческого тела, самые таинственные и действенные законы природы, применительно к экстремальным условиям существования по температуре окружающей среды, от – 40 о С в условиях вечной мерзлоты, до +40 о С в условиях жарких пустынь. В стабильных условиях, когда температура сердцевины тела не изменяется, величина теплопродукции «М» равна величине теплоотдачи «Q» и если не учитывать потери тепла на испарение, например на холоде, то задача значительно упрощается. Т 1 – средняя температура тела = +36 о С. Т 2 – температура наружного воздуха. Для определённости примем Т 2 равной +14 оС. К – коэффициент теплопередачи, F – поверхность человеческого тела (м2). По формуле – (Ньютона-Рихмана) получаем тепловые потери тела через кожные покровы:

Q = F х К х (Т 1 — Т 2) (ккал/час). Формула №1

В этом уравнении неизвестной величиной является коэффициент теплопередачи – K. Коэффициент теплопередачи, есть обратная величина термического сопротивления. К = 1/ Rо, где Rо = R 1 + R 2 + R 3 + R 4. Где: R 1 – термическое сопротивление подкожно-жировой клетчатки: R 1 = Б/Y, где, Y – коэффициент теплопроводности жира, величина известная и постоянная, а (Б) – толщина жировой клетчатки. R 2 – термическое сопротивление – самой кожи. R 3 – термическое сопротивление тонкой масляной плёнки, покрывающей кожу. R 4